ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN ĐĂNG HÙNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP TRONG DẠY HỌC “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN ĐĂNG HÙNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP TRONG DẠY HỌC “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN ĐĂNG HÙNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP TRONG DẠY HỌC “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn vật lí Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ANH THUẤN THÁI NGUYÊN - 2019 LỜI CAM ĐOAN Luận văn: Xây dựng sử dụng video đo trực tiếp dạy học “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 theo hướng phát triển lực giải vấn đề học sinh thực từ tháng 05 năm 2018 đến tháng 08 năm 2019 Tôi xin cam đoan: Luận văn sử dụng thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, thông tin chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lí đưa vào luận văn quy định Luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố, sử dụng cơng trình nghiên cứu tác giả khác Thái Nguyên, ngày 30 tháng năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Đăng Hùng i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phịng Đào tạo, khoa Vật lí, tập thể anh chị em lớp cao học Vật lí K25 trường Đại học sư phạm Thái Nguyên Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, đồng chí giáo viên tổ Vật lí KTCN em học sinh trường THPT Cao Bá Quát Gia Lâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc thực nghiệp sư phạm Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo - TS Nguyễn Anh Thuấn, người tận tình hướng dẫn suốt thời gian nghiên cứu để hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp dành tình cảm, giúp đỡ, động viên tơi thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Thái Nguyên, ngày 30 tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Đăng Hùng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Cấu trúc đề tài Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1 Năng lực giải vấn đề 1.1.1 Khái niệm lực giải vấn đề 1.1.2 Cấu trúc lực giải vấn đề 1.1.3 Các biện pháp phát triển lực giải vấn đề 1.2 Dạy học giải vấn đề dạy học vật lí 1.2.1 Dạy học giải vấn đề 1.2.2 Sơ đồ dạy học giải vấn đề 1.3 Xây dựng sử dụng video đo trực tiếp dạy học vật lí 10 1.3.1 Xây dựng video đo trực tiếp 11 1.3.2 Sử dụng video đo trực tiếp 12 1.4 Thực trạng dạy học “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 13 1.4.1 Thực trạng việc dạy giáo viên 13 iii 1.4.2 Thực trạng việc học học sinh 13 1.4.3 Thực trạng thiết bị thí nghiệm 14 1.5 Kết luận chương 14 Chương 2: XÂY DỰNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” - VẬT LÍ 10 16 2.1 Mục tiêu dạy học “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 16 2.2 Xây dựng video đo trực tiếp “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 18 2.2.1 Sự cần thiết xây dựng video đo trực tiếp “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 18 2.2.2 Xây dựng video đo trực tiếp “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 19 2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 53 2.3.1 Soạn thảo tiến trình dạy học “Định luật bảo toàn động lượng” - Vật lí 10 53 2.3.2 Soạn thảo tiến trình dạy học “Định luật bảo toàn năng” - Vật lí 10 54 2.4 Kết luận chương 56 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 57 3.1 Mục đích, đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm 57 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 57 3.1.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 57 3.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 57 3.1.4 Công tác chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 58 3.2 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 58 3.2.1 Các tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề học sinh thực nghiệm sư phạm 58 3.2.2 Đánh giá phát triển lực giải vấn đề học sinh thực nghiệm sư phạm 62 3.3 Kết luận chương 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung CĐ Chuyển động DH Dạy học GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực TH Trường hợp THPT Trung học phổ thơng TN Thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm VDĐTT Video đo trực tiếp VĐ Vấn đề VL Vật lí iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Cấu trúc NL GQVĐ Bảng 2.1 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 22 Bảng 2.2 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 24 Bảng 2.3 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 26 Bảng 2.4 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 28 Bảng 2.5 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 30 Bảng 2.6 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 32 Bảng 2.7 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 34 Bảng 2.8 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 36 Bảng 2.9 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 38 Bảng 2.10 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 10 40 Bảng 2.11 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 11 43 Bảng 2.12 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 12 45 Bảng 2.13 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 13 47 Bảng 2.14 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 14 49 Bảng 2.15 Bảng số liệu thu thập từ VDĐTT 15 52 Bảng 3.1: Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ DH kiến thức “Định luật bảo toàn động lượng” - VL 10 58 Bảng 3.2: Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ DH kiến thức “Định luật bảo toàn năng” - VL 10 60 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ khái qt tiến trình xây dựng kiến thức theo đường lí thuyết kiểu DH GQVĐ 10 Hình 2.1 Ảnh chụp bố trí TN1: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật đứng yên khối lượng Vật CĐ đến va chạm m1 = 192 gam Vật đứng yên m2 = 190 gam Đệm khí 20 Hình 2.2 Ảnh chụp hình VDĐTT TN1: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật đứng yên khối lượng 21 Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm mềm với vật đứng yên khối lượng theo thời gian 22 Hình 2.4 Ảnh chụp bố trí TN2: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật đứng yên có khối lượng nhỏ Vật CĐ đến va chạm m1 = 300 gam Vật đứng yên m2 = 190 gam Đệm khí 23 Hình 2.5 Ảnh chụp hình VDĐTT TN2: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật đứng yên có khối lượng nhỏ 23 Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm mềm với vật đứng yên có khối lượng nhỏ theo thời gian 24 Hình 2.7 Ảnh chụp bố trí TN 3: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật CĐ chiều có khối lượng nhỏ Vật CĐ đến va chạm m = 300 gam Vật CĐ chiều m2 = 190 gam Đệm khí 25 Hình 2.8 Ảnh chụp hình VDĐTT 3: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật CĐ chiều có khối lượng nhỏ 25 Hình 2.9 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm mềm với vật CĐ chiều có khối lượng nhỏ theo thời gian 26 Hình 2.10 Ảnh chụp bố trí TN 4: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật CĐ ngược chiều có khối lượng nhỏ Vật CĐ đến va chạm m1 = 300 gam Vật CĐ ngược chiều m2 = 190 gam Đệm khí 27 Hình 2.11 Ảnh chụp hình VDĐTT 4: Vật CĐ đến va chạm mềm với vật CĐ ngược chiều có khối lượng nhỏ 27 vi Hình 2.12 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm mềm với vật CĐ ngược chiều có khối lượng nhỏ theo thời gian 28 Hình 2.13 Ảnh chụp bố trí TN 5: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên khối lượng Vật CĐ đến va chạm m1 = 192 gam Vật đứng yên m2 = 190 gam Đệm khí 29 Hình 2.14 Ảnh chụp hình VDĐTT TN5: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên khối lượng 29 Hình 2.15 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên khối lượng theo thời gian 30 Hình 2.16 Ảnh chụp bố trí TN 6: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên có khối lượng nhỏ Vật CĐ đến va chạm m1 = 300 gam Vật đứng yên m2 = 190 gam Đệm khí 31 Hình 2.17 Ảnh chụp hình VDĐTT 6: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên có khối lượng nhỏ 31 Hình 2.18 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên có khối lượng nhỏ theo thời gian 32 Hình 2.19 Ảnh chụp bố trí TN 7: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ chiều khối lượng Vật CĐ đến va chạm m1 = 192 gam Vật CĐ chiều m2 = 190 gam Đệm khí 33 Hình 2.20 Ảnh chụp hình VDĐTT 7: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ chiều khối lượng 33 Hình 2.21 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ chiều khối lượng theo thời gian 34 Hình 2.22 Ảnh chụp bố trí TN 8: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ chiều có khối lượng nhỏ Vật CĐ đến va chạm m1 = 300 gam Vật CĐ chiều m2 = 190 gam Đệm khí 35 Hình 2.23 Ảnh chụp hình VDĐTT 8: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ chiều có khối lượng nhỏ 35 Hình 2.24 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ chiều có khối lượng nhỏ theo thời gian 36 vii Hình 2.25 Ảnh chụp bố trí TN 9: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ ngược chiều có khối lượng nhỏ Vật CĐ đến va chạm m1 = 300 gam Vật CĐ ngược chiều m2 = 190 gam Đệm khí 37 Hình 2.26 Ảnh chụp hình VDĐTT 9: Vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ ngược chiều có khối lượng nhỏ 37 Hình 2.27 Đồ thị biểu diễn động lượng hệ vật CĐ đến va chạm đàn hồi với vật CĐ ngược chiều có khối lượng nhỏ theo thời gian 38 Hình 2.28 Ảnh chụp bố trí TN 10: Vật rơi tự 39 Hình 2.29 Ảnh chụp hình VDĐTT 10: Vật rơi tự 39 Hình 2.30 Đồ thị biểu diễn vật rơi tự theo thời gian 41 Hình 2.31 Ảnh chụp bố trí TN 10: Vật CĐ mặt phẳng nghiêng 41 Hình 2.32 Ảnh chụp hình VDĐTT 11: Vật CĐ mặt phẳng nghiêng 42 Hình 2.33 Đồ thị biểu diễn vật CĐ mặt phẳng nghiêng theo thời gian 43 Hình 2.34 Ảnh chụp bố trí TN 10: Vật CĐ ném ngang 44 Hình 2.35 Ảnh chụp hình VDĐTT 12: Vật CĐ ném ngang 44 Hình 2.36 Đồ thị biểu diễn vật CĐ ném ngang theo thời gian 45 Hình 2.37 Ảnh chụp bố trí TN 10: Vật CĐ ném xiên 46 Hình 2.38 Ảnh chụp hình VDĐTT 13: Vật CĐ ném xiên 46 Hình 2.39 Đồ thị biểu diễn vật CĐ ném xiên theo thời gian 47 Hình 2.40 Ảnh chụp bố trí TN 10: Vật CĐ máng cong 48 Hình 2.41 Ảnh chụp hình VDĐTT 14: Vật CĐ máng cong 48 Hình 2.42 Đồ thị biểu diễn vật CĐ máng cong theo thời gian 49 Hình 2.43 Ảnh chụp bố trí TN 15: Vật dao động điều hịa 50 Hình 2.44 Ảnh chụp hình VDĐTT 15: Vật dao động điều hịa 51 Hình 3.1 HS thảo luận đề xuất giả thuyết định luật bảo toàn động lượng 63 Hình 3.2 HS sử dụng VDĐTT kiểm tra giả thuyết định luật bảo toàn động lượng 65 Hình 3.3 HS báo cáo kết dùng VDĐTT kiểm tra giả thuyết định luật bảo toàn động lượng 65 Hình 3.4 HS thảo luận đề xuất giả thuyết định luật bảo tồn 67 Hình 3.5 HS sử dụng VDĐTT kiểm tra giả thuyết định luật bảo tồn 69 Hình 3.6 HS báo cáo kết dùng VDĐTT kiểm tra giả thuyết định luật bảo toàn 69 viii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Nghị số 29-NQ/TW năm 2013 đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo Hội nghị Trung ương khóa XI nêu rõ: “Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kĩ người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, kĩ năng, phát triển NL Chuyển từ học chủ yếu lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông dạy học” Điều 29 Luật giáo dục sửa đổi Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIV, kỳ họp thứ thông qua tháng năm 2019 rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS” [17] Hiện nay, việc DH VL trường THPT đa số thơng báo giải thích Mỗi trường THPT có phịng TN trang bị thiết bị TN VL, chúng bổ sung sửa chữa năm chưa đầy đủ, thiết bị cũ, hỏng, chất lượng sai số lớn, việc sử dụng TN VL nhiều thời gian công sức, số nhân viên phịng TN khơng có kiến thức chun sâu TN VL nên số phòng TN VL chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng TN để tổ chức hoạt động DH tích cho HS theo hướng thường xuyên, liên tục chủ động Bên cạnh đó, số tượng VL xảy nhanh, nhỏ nên khó quan sát mắt thường, khó thu thập số liệu thủ công tiến hành… VDĐTT (Direct measurement videos) video CĐ tương tác vật bổ sung thêm đường lưới, thước, thơng tin khung hình (số thứ tự khung hình, tốc độ khung hình - khoảng thời gian khung hình liên tiếp) để HS đo tọa độ vật thời điểm [28] Người GV sử dụng VDĐTT xây dựng trình DH VL cho phép nghiên cứu kiến thức VL trực tiếp dễ dàng mà không cần sử dụng thêm công cụ - phần mềm phân tích video tượng q trình giảng dạy Các VDĐTT thay cho TN thật sử dụng tất giai đoạn trình DH cách đắn, khách quan, logic khoa học Tôi nhận thấy hướng sử dụng VDĐTT trình, tượng VL nói chung DH VL nói riêng hướng nghiên cứu hiệu trình VL diễn mà mắt thường khó quan sát hết như: ném ngang, va chạm, rơi tự do,… Sử dụng VDĐTT tiết kiệm thời gian, cơng sức mà đảm bảo khách quan, thể được chất VL Ngoài ra, phương pháp nghiên cứu bổ sung hữu hiệu cho TN truyền thống để TN hồn thiện Từ lí trên, chúng tơi lựa chọn nghiên cứu đề tài: Xây dựng sử dụng video đo trực tiếp dạy học “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 theo hướng phát triển lực giải vấn đề học sinh Mục đích nghiên cứu Xây dựng VDĐTT đáp ứng yêu cầu mặt khoa học kĩ thuật, mặt khoa học sư phạm sử dụng chúng DH “Các định luật bảo toàn” - VL 10 theo DH GQVĐ nhằm phát triển NL GQVĐ HS Đối tượng nghiên cứu Nội dung kiến thức “Các định luật bảo toàn” - VL 10 Các VDĐTT “Các định luật bảo tồn” - VL 10 Q trình tổ chức DH “Các định luật bảo toàn” - VL 10 theo DH GQVĐ có sử dụng VDĐTT nhằm phát triển NL GQVĐ HS Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng VDĐTT đáp ứng yêu cầu mặt khoa học kĩ thuật, mặt khoa học sư phạm sử dụng chúng DH “Các định luật bảo tồn” - VL 10 theo DH GQVĐ phát triển NL GQVĐ HS Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau: - Nghiên cứu sở lí luận đường hình thành định luật VL sở để vận dụng vào DH “Các định luật bảo toàn” - VL 10 - Nghiên cứu sở lí luận DH đại giới Việt Nam việc tổ chức hoạt động nhận thức nhằm phát triển NL GQVĐ HS - Nghiên cứu sở lí luận VDĐTT, xây dựng sử dụng VDĐTT dùng tổ chức hoạt động nhận thức cho HS - Nghiên cứu mục tiêu DH “Các định luật bảo tồn” - VL 10 - Tìm hiểu thực trạng DH sử dụng TN VL số kiến thức “Các định luật bảo toàn” - VL 10 qua tìm hiểu sai lầm gặp phải GV HS sử dụng TN VL, xác định khó khăn mà GV THPT gặp phải trình tổ chức hoạt động nhận thức nhằm phát triển NL GQVĐ HS - Nghiên cứu xây dựng VDĐTT đảm bảo yêu cầu mặt khoa học kĩ thuật, khoa học sư phạm, thẩm mĩ DH “Các định luật bảo toàn” - VL 10 nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS - Xác định VDĐTT cần tiến hành trình DH “Các định luật bảo tồn” - VL 10 - Soạn thảo tiến trình DH kiến thức “Các định luật bảo toàn” - VL 10 có sử dụng VDĐTT theo hướng phát triển NL GQVĐ HS - Tiến hành TNSP tiến trình DH soạn thảo - Phân tích kết TNSP thu để kiểm tra giả thuyết đề tài Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ trên, sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu tài liệu sở lí luận DH: Văn pháp luật, sách giáo khoa, luận án, luận văn, website… làm sở lí luận định hướng mục đích nghiên cứu, nội dung kiến thức để xây dựng tiến trình DH xây dựng VDĐTT phù hợp - Nghiên cứu phòng TN: Xây dựng VDĐTT “Các định luật bảo toàn” - TNSP: Tiến hành TNSP theo tiến trình xây dựng, sau phân tích kết sư phạm rút kết luận đề tài Đóng góp đề tài Xây dựng VDĐTT để kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng định luật bảo toàn Tiến hành thực nghiệm với VDĐTT xây dựng để kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng TH va chạm hai vật kiểm nghiệm định luật bảo toàn TH vật chịu tác dụng trọng lực vật chịu tác dụng lực đàn hồi Soạn thảo tiến trình DH hai nội dung kiến thức Định luật bảo toàn động Định luật bảo toàn có sử dụng VDĐTT xây dựng theo DH GQVĐ nhằm triển NL GQVĐ HS Cấu trúc đề tài Ngoài danh mục chữ viết tắt, phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, luận văn gồm chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việc xây dựng sử dụng video đo trực tiếp dạy học vật lí nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh Chương 2: Xây dựng video đo trực tiếp soạn thảo tiến trình dạy học “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1 Năng lực giải vấn đề 1.1.1 Khái niệm lực giải vấn đề NL GQVĐ HS hiểu huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, cảm xúc, động HS để giải tình thực tiễn bối cảnh cụ thể mà giải pháp khơng có sẵn [27] 1.1.2 Cấu trúc lực giải vấn đề Có nhiều quan điểm trình bày cấu trúc NL GQVĐ HS, theo chúng tôi, cấu trúc NL GQVĐ HS gồm nội dung sau [22], [27]: Bảng 1.1 Cấu trúc NL GQVĐ Năng lực Chỉ số thành tố hành vi Mức độ biểu Tìm 1.1 Tìm hiểu M1: Quan sát, mơ tả q trình, tượng hiểu VĐ tình VĐ tình để làm rõ VĐ cần giải M2: Giải thích thông tin cho, mục tiêu cuối cần thực để làm rõ VĐ cần giải M3: Phân tích, giải thích thơng tin cho, mục tiêu cần thực phát VĐ cần giải 1.2 Phát VĐ cần nghiên cứu M1: Từ thông tin đủ trình, tượng, trình bày số câu hỏi riêng lẻ M2: Từ thơng tin đủ q trình, tượng, trình bày câu hỏi kiên quan đến VĐ cần giải M3: Từ thông tin đủ trình, tượng, trình bày câu hỏi liên quan đến VĐ xác định VĐ cần giải 1.3 Phát biểu M1: Sử dụng phương thức (văn bản, VĐ hình vẽ, biểu bảng, lời nói, ) để diễn đạt lại VĐ M2: Sử dụng phương thức để diễn đạt lại VĐ M3: Diễn đạt VĐ phương thức phân tách thành VĐ phận Năng lực Chỉ số thành tố hành vi Đề xuất 2.1 Diễn đạt giải pháp lại tình M2: Diễn đạt lại tình có sử dụng ngơn Mức độ biểu M1: Diễn đạt lại tình cách đơn giản hình vẽ, kí hiệu để làm rõ thơng tin tình ngữ M3: Diễn đạt lại tình nhiều cách khác cách linh hoạt 2.2 Tìm kiếm M1: Bước đầu thu thập thông tin kiến thức phương thông tin liên pháp cần sử dụng để GQVĐ từ nguồn khác quan đến VĐ M2: Lựa chọn nguồn thông tin kiến thức phương pháp cần sử dụng để GQVĐ đánh giá nguồn thơng tin M3: Lựa chọn tồn nguồn thơng tin kiến thức phương pháp cần sử dụng để GQVĐ cần thiết đánh giá độ tin cậy nguồn thông tin 2.3 Đề xuất M1: Thu thập, phân tích thơng tin liên quan đến VĐ, giải pháp xác định thông tin cần thiết để GQVĐ GQVĐ M2: Đưa phương án giải (Đề xuất giả thuyết, phương án kiểm tra giả thuyết suy luận lí thuyết thực nghiệm) M3: Đưa phương án, lựa chọn phương án tối ưu, lập kế hoạch thực Thực 3.1 Lập kế M1: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực cụ giải hoạch cụ thể thể, diễn đạt kế hoạch cụ thể văn pháp để thực M2: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực cụ GQVĐ giải pháp thể, diễn đạt kế hoạch cụ thể sơ đồ, hình vẽ M3: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực cụ thể, thuyết minh kế hoạch cụ thể qua sơ đồ, hình vẽ 3.2 Thực M1: Thực giải pháp để GQVĐ cụ thể, giả giải pháp định (VĐ học tập) mà cần huy động kiến thức, Năng lực Chỉ số thành tố hành vi Mức độ biểu tiến hành phép đo, tìm kiếm đánh giá thông tin cụ thể M2: Thực giải pháp huy động kiến thức, phép đo, để GQVĐ M3: Thực giải pháp cho chuỗi VĐ liên tiếp, có VĐ nảy sinh từ q trình GQVĐ 3.3 Đánh giá M1: Đánh giá bước trình GQVĐ, phát điều chỉnh sai sót, khó khăn bước giải M2: Đánh giá bước q trình GQVĐ, phát cụ thể sai sót, khó khăn đưa điều chỉnh M3: Đánh giá bước trình GQVĐ, phát trình thực sai sót, khó khăn, đưa điều chỉnh thực hiện việc điều chỉnh Đánh 4.1 Đánh giá M1: So sánh kết cuối thu với đáp án giá việc trình rút kết luận GQVĐ cụ thể GQVĐ, GQVĐ M2: Đánh giá kết cuối nguyên phát điều chỉnh nhân kết thu VĐ việc GQVĐ M3: Đánh giá việc GQVĐ Đề giải pháp tối ưu để nâng cao hiệu GQVĐ 4.2 Phát M1: Đưa khả ứng dụng cho kết thu VĐ cần giải tình M2: Xem xét kết thu tình mới, phát khó khăn, vướng mắc cần giải M3: Xem xét kết thu tình phát khó khăn, vướng mắc cần giải diễn đạt VĐ cần giải Nội dung cấu trúc NL GQVĐ HS vận dụng việc xây dựng VDĐTT, soạn thảo tiến trình đánh giá NL GQVĐ HS TNSP 1.1.3 Các biện pháp phát triển lực giải vấn đề Có bốn biện pháp phát triển NL GQVĐ HS gồm: Tăng cường sử dụng TN DH, tổ chức cho HS giải thích tượng tự nhiên chế tạo dụng cụ TN dựa nguyên tắc VL, thường xuyên sử dụng phương pháp DH GQVĐ DH đổi cách thức kiểm tra đánh giá theo hướng trọng phát triển NL GQVĐ đề tài trình bày hai biện pháp sử dụng [22] a) Tăng cường sử dụng thí nghiệm dạy học + Qua TN VL, HS hiểu rõ chất tượng, định luật, trình VL nghiên cứu, diễn đời sống ngày từ tăng cường khả vận dụng kiến thức học vào thực tiễn đời sống Việc tăng cường sử dụng TN VL giúp HS rèn luyện kĩ thực nghiệm + Việc tăng cường sử dụng TN VL dạy học giúp HS tự tin vào khả thực TN thân, từ mức độ đơn giản chép, làm theo mẫu cho trước mà cịn giúp HS hình thành khả tự đề xuất phương án TN, tự chế tạo dụng cụ tự tiến hành TN độc lập b) Thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học giải vấn đề dạy học - DH GQVĐ phương pháp hiệu để DH môn VL cấp THPT - Để thực tốt công việc này, GV cần lưu ý: + Khai thác sử dụng tối đa học sử dụng DH GQVĐ + Khuyến khích HS tự lực thực đầy đủ giai đoạn GQVĐ + Tạo điều kiện tối đa cho HS tiến hành TN VL 1.2 Dạy học giải vấn đề dạy học vật lí 1.2.1 Dạy học giải vấn đề VĐ dùng để khó khăn, nhiệm vụ nhận thức mà HS khó giải kinh nghiệm sẵn có, theo khn mẫu có sẵn, nghĩa dùng tư tái đơn để giải quyết, mà phải tìm tịi sáng tạo để giải giải HS thu nhận kiến thức, kĩ năng, cách thức hành động [22] Theo V.Ơkơn: “DH GQVĐ dạng chung tồn hành động tổ chức tình có VĐ, biểu đạt (nêu ra) VĐ (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này), ý giúp đỡ cho HS điều cần thiết để GQVĐ, kiểm tra cách giải cuối lãnh đạo q trình hệ thống hoá củng cố kiến thức tiếp thu được” [15] 1.2.2 Sơ đồ dạy học giải vấn đề Tiến trình xây dựng kiến thức theo DH GQVĐ DH VL tiến hành theo hai đường: Con đường lí thuyết đường thực nghiệm Trong đề tài này, vận dụng DH GQVĐ theo đường lí thuyết để xây dựng tiến trình DH “Các định luật bảo toàn” - VL 10 Các giai đoạn tiến trình xây dựng kiến thức theo đường lí thuyết kiểu DH GQVĐ mơn VL thể qua sơ đồ sau [22], [27]: Làm nảy sinh VĐ cần giải từ tình (điều kiện) xuất phát từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, tập, truyện kể lịch sử Phát biểu VĐ cần giải (câu hỏi cần trả lời) Giải vấn đề 3.1 Giải vấn đề GQVĐ nhờ suy luận lí thuyết, có suy luận toán học - Suy đoán giải pháp GQVĐ: + Xác định kiến thức biết cần vận dụng + Xác định cách thức vận dụng kiến thức để đến câu trả lời Làm để kiểm nghiệm kết quảlí thuyết đạt nhờ từ suy luận lí 3.2 Kiểm nghiệm kết tìm từ suy luận TN: thuyết nhờ TN - Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN: + Phân tích xem kiểm nghiệm trực tiếp nhờ TN kết thu từ suy luận lí thuyết khơng? + Nếu không được, suy luận logic từ kết hệ kiểm nghiệm nhờ TN Thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm kết thu từ suy luận lí thuyết hệ nó: cần dụng cụ nào, bố trí chúng sao, tiến hành TN nào, thu thập liệu TN định tính định lượng nào, xử lí liệu TN nào? ... Dạy học giải vấn đề dạy học vật lí 1.2.1 Dạy học giải vấn đề 1.2.2 Sơ đồ dạy học giải vấn đề 1.3 Xây dựng sử dụng video đo trực tiếp dạy học vật lí 10 1.3.1 Xây dựng video. .. HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN ĐĂNG HÙNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG VIDEO ĐO TRỰC TIẾP TRONG DẠY HỌC “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ... - VẬT LÍ 10 16 2.1 Mục tiêu dạy học “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 16 2.2 Xây dựng video đo trực tiếp “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 18 2.2.1 Sự cần thiết xây dựng video đo trực