Hòa nhịp vào xu thế phát triển chung của thế giới, ngành giáo dục nước ta đang ngày càng đổi mới mạnh mẽ trên các lĩnh vực “xác định lại mục tiêu, thiết kế lại chương trình, nội dung, phương pháp giáo dục” để có thể đào tạo những con người toàn diện phục vụ cho sự phát triển của khoa học – kĩ thuật và công nghệ. Một trong những trọng tâm của chương trình đổi mới giáo dục là tập trung đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tích tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của người học, coi trọng thực hành, ngoại khóa, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay. Trong những năm gần đây, việc đổi mới phương pháp để nâng cao hiệu quả dạy học nói chung, dạy học vật lí nói riêng đã được quan tâm, đầu tư đáng kể. Vật lí là môn khoa học vừa chứa đựng nhiều vấn đề lí thuyết vừa đòi hỏi các hoạt động thực nghiệm, trong đó có nhiều khái niệm khó và trừu tượng. Cho nên, một trong những định hướng đổi mới dạy học vật lí là: khai thác đặc thù môn vật lí, tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng, phong phú cho học sinh trong và ngoài tiết học. Cụ thể là tăng cường sử dụng thí nghiệm vật lí, các phương tiện trực quan, phương tiện dạy học hiện đại trong dạy học vật lí. Có thể nói việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí là việc làm hết sức cần thiết để nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát huy tính tích cực học tập của học sinh. Thí nghiệm vật lí có vai trò rất quan trọng vì chúng không chỉ là phương tiện, công cụ lao động của hoạt động dạy học mà thông qua đó giúp cho quá trình khám phá, lĩnh hội tri thức khoa học của học sinh trở nên sinh động và hiệu quả hơn. Hiện nay, để thực hiện đổi mới dạy học vật lí ở trường THPT có hiệu quả thì việc sử dụng các phương tiện dạy học, đặc biệt là thí nghiệm, là một yêu cầu bắt buộc. Tuy nhiên, qua tìm hiểu thực tế ở các trường THPT, đặc biệt là các trường ở khu vực nông thôn, phần lớn giáo viên chưa có thói quen sử dụng phương tiện dạy học, tình trạng “dạy chay, học chay” vẫn còn tồn tại, học sinh quen với lối học thụ động nên hiệu quả dạy học chưa cao. Hơn nữa, cách thức sử dụng thí nghiệm vật lí cũng chưa có nhiều đổi mới, chủ yếu để minh họa cho kiến thức chứ chưa khai thác theo hướng dạy học tích cực để kích thích tư duy, phát triển khả năng tìm tòi, sáng tạo cho học sinh. Vì vậy, để cải thiện tình trạng trên, bên cạnh việc đổi mới cách thức sử dụng thí nghiệm thì sự phối hợp giữa các hình thức tổ chức dạy học vật lí là một việc làm cần thiết. Trong nhà trường hiện nay điều đó chưa được quan tâm đúng mức và hình thức lên lớp là một hình thức phổ biến. Hoạt động ngoại khóa là một hình thức tổ chức dạy học, là một dạng hoạt động của học sinh tiến hành ngoài giờ lên lớp chính thức, ngoài phạm vi của chương trình bộ môn nhằm hỗ trợ cho chương trình nội khóa, góp phần phát triển và hoàn thiện nhân cách, bồi dưỡng năng khiếu và tài năng sáng tạo của học sinh. Thực tiễn trong những năm gần đây ở các nhà trường phổ thông hiện nay, hoạt động ngoại khoá nói chung và hoạt động ngoại khoá vật lí nói riêng ít được tổ chức, lãnh đạo nhà trường và giáo viên bộ môn chưa có sự đầu tư cho hoạt động này. Về mặt lí luận, việc nghiên cứu các hình thức tổ chức hoạt động ngoại khoá vật lí trong nhà trường phổ thông cũng chưa được sự quan tâm nghiên cứu thích đáng của các nhà lí luận dạy học bộ môn. Trong chương trình vật lí ở trường trung học phổ thông, phần kiến thức về cơ học chứa đựng nhiều nội dung vật lí quan trọng và có nhiều ứng dụng trong đời sống, kĩ thuật. Trong dạy học nội khóa đã được trang bị một số thiết bị thí nghiệm tối thiểu về cơ học, nhưng qua điều tra chúng tôi nhận thấy các giáo viên chưa khai thác, tận dụng được hết khả năng của các thiết bị thí nghiệm này trong dạy học. Có giáo viên sử dụng các thiết bị này trong dạy học nhưng chưa nghiên cứu để đưa thí nghiệm vào giảng dạy theo hướng tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh. Ngoài ra, phần này cũng có những thí nghiệm đơn giản, có thể tự chế tạo được hoặc khai thác từ những thiết bị đã có sẵn trong thực tế nhưng giáo viên đã không tổ chức cho học sinh tự thiết kế và làm thí nghiệm. Do vậy, trong học nội khóa học sinh không có cơ hội được rèn luyện các kĩ năng, các thao tác làm thí nghiệm, cũng như không được hình thành kiến thức một cách đúng đắn dễ dẫn đến sai lầm, hay không có sự hứng thú, tích cực trong học tập và không được rèn luyện tư duy sáng tạo. Với tất cả những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: Tổ chức hoạt động ngoại khoá chương “động lực học chất điểm” Vật lí 10 THPT nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Phạm Thị Thu Linh TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 THPT NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Phạm Thị Thu Linh TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 THPT NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 66 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƯƠNG XUÂN QUÝ Thành phố Hồ Chí Minh – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn “Tổ chức hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 THPT nhằm phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh” hoàn thành kết nghiên cứu thân tơi chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu người khác Trong trình thực luận văn, thực nghiêm túc quy tắc đạo đức nghiên cứu; kết luận văn kết nghiên cứu, khảo sát riêng cá nhân tôi; tất tài liệu tham khảo sử dụng luận văn trích dẫn tường minh, theo quy định Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm tính trung thực số liệu nội dung khác luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Phạm Thị Thu Linh LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực hồn thành luận văn này, nhận quan tâm giúp đỡ lớn từ quý thầy cô, đồng nghiệp gia đình Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến: Thầy TS Dương Xuân Quý - người trực tiếp hướng dẫn mặt chuyên môn, tận tình dẫn, định hướng giúp đỡ tơi suốt trình thực luận văn Quý thầy khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Phịng khoa học Cơng Nghệ Sau Đại học, q thầy tận tình giảng dạy, dẫn tơi suốt q trình học tập trường nghiên cứu hoàn thành luận văn Ban Giám hiệu, quý thầy cô, đồng nghiệp trường trung học phổ thơng Bình Sơn - huyện Long Thành - tỉnh Đồng Nai quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Quý thầy cô phản biện hội đồng chấm luận văn đọc có nhận xét, góp ý quý giá luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè sát cánh, động viên giúp đỡ nhiều suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Phạm Thị Thu Linh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG 1.1 Hoạt động ngoại khóa vật lí trường phổ thơng 1.1.1 Vị trí, tác dụng hoạt động ngoại khóa hệ thống hình thức tổ chức dạy học vật lí trường phổ thơng .6 1.1.2 Các đặc điểm hoạt động ngoại khóa vật lí .8 1.1.3 Nội dung ngoại khóa vật lí .9 1.1.4 Các hình thức ngoại khóa vật lí 10 1.1.5 Phương pháp dạy học hoạt động ngoại khóa vật lí .17 1.1.6 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí .19 1.1.7 Vai trò, nhiệm vụ yêu cầu giáo viên tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí 22 1.2 Thiết kế, chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học vật lí trường phổ thơng .23 1.2.1 Các đặc điểm cở dụng cụ thí nghiệm đơn giản .23 1.2.2 Sự cần thiết việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học vật lí trường phổ thơng 24 1.2.3 Các khả sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học vật lí trường phổ thông 25 1.2.4 Thí nghiệm vật lí (TNVL) nhà HS .26 1.3 Tính tích cực học tập HS .28 1.3.1 Khái niệm tính tích cực học tập 28 1.3.2 Các biểu tính tích cực học tập 28 1.3.3 Các cấp độ tính tích cực học tập .30 1.3.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực HS hoạt động ngoại khóa .30 1.4 Năng lực sáng tạo học tập HS 31 1.4.1 Khái niệm lực sáng tạo 31 1.4.2 Các biểu lực sáng tạo học tập 33 1.4.3 Các biện pháp phát huy lực sáng tạo HS hoạt động ngoại khóa 34 1.5 Kết luận chương 35 Chương TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA VẬT LÍ CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT .36 2.1 Tìm hiểu chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 THPT Ban 36 2.1.1 Vị trí vai trị chương 36 2.1.2 Mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điểm” 37 2.1.3 Cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm” 39 2.1.4 Các thí nghiệm cần tiến hành q trình dạy học chương “Động lực học chất điểm” 41 2.2 Điều tra tình hình dạy học chương “Động lực học chất điểm” hoạt động ngoại khóa số trường địa bàn huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai .42 2.2.1 Mục đích điều tra 42 2.2.2 Phương pháp điều tra 42 2.2.3 Đối tượng điều tra 42 2.2.4 Kết điều tra 43 2.3 Xây dựng quy trình hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT 52 2.3.1 Ý định sư phạm chung xây dựng quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa 52 2.3.2 Mục tiêu hoạt động ngoại khóa “Động lực học chất điểm” 53 2.3.3 Nội dung hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm” 55 2.3.4 Các dụng cụ thí nghiệm “Động lực học chất điểm” mà giáo viên nghiên cứu, chế tạo 60 2.3.5 Hình thức tổ chức 77 2.3.6 Phương pháp dạy học ngoại khóa 78 2.3.7 Dự kiến khó khăn mà HS gặp phải q trình thực nhiệm vụ phương án hỗ trợ 80 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 92 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 92 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 92 3.3 Đối tượng thời gian thực nghiệm 92 3.4 Phương pháp thực nghiệm 92 3.5 Phân tích diễn biến trình thực nghiệm sư phạm 93 3.6 Đánh giá định tính kết thực nghiệm sư phạm .103 3.6.1 Đánh giá tính khả thi quy trình lập 103 3.6.2 Đánh giá tính tích cực, sáng tạo HS trình tham gia hoạt động ngoại khóa 105 3.7 Đánh giá định lượng kết thực nghiệm sư phạm 108 3.7.1 Chọn mẫu 108 3.7.2 Kết học tập lớp thực nghiệm lớp đối chứng .108 3.7.3 Mô tả thống kê kết điểm kiểm tra hai lớp 110 3.8 Kết luận chương 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 PHỤ LỤC 125 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT2 : Công nghệ thông tin DCTN : Dụng cụ thí nghiệm DCTNĐG : Dụng cụ thí nghiệm đơn giản GV : Giáo viên HĐNK : Hoạt động ngoại khóa HS : Học sinh SGK : Sách giáo khoa SPSS : Statistical Products for Social Sciences (Phần mềm phục vụ thống kê) THPT : Trung học phổ thơng TN : Thí nghiệm TNVL : Thí nghiệm vật lí DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1 Kết điều tra tỉ lệ giáo viên làm thí nghiệm 45 Bảng 2.2 Bảng kết thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy 63 Bảng 2.3 Bảng so sánh giá trị F thu từ thí nghiệm F thu từ lí thuyết .64 Bảng 2.4 Bảng kết thí nghiệm đo hệ số đàn hồi lò xo 67 Bảng 2.5 Bảng kết thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt 72 Bảng 2.6 Hệ số ma sát nghỉ gỗ gỗ (theo phương án 1) 75 Bảng 2.7 Hệ số ma sát nghỉ thủy tinh thủy tinh (theo phương án 1) 75 Bảng 2.8 Hệ số ma sát nghỉ gỗ gỗ (theo phương án 2) 76 Bảng 2.9 Hệ số ma sát nghỉ thủy tinh thủy tinh (theo phương án 2) 76 Bảng 3.1 Bảng phân bố tần số điểm lớp thực nghiệm lớp đối chứng .110 Bảng 3.2 Bảng phân bố tần suất điểm lớp thực nghiệm lớp đối chứng 111 Bảng 3.3 Bảng phân bố tần suất tích lũy điểm lớp thực nghiệm lớp đối chứng 113 Bảng 3.4 Bảng kết tham số thống kê xử lí phần mềm SPSS 115 Bảng 3.5 Bảng kết kiểm định Mann - Whitney với hai mẫu độc lập thực phần mềm SPSS 117 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm” 42 Hình 2.2 Bộ thí nghiệm tổng hợp lực sách giáo khoa 10 nâng cao 57 Hình 2.3 Bộ thí nghiệm tổng hợp lực sách giáo khoa 10 58 Hình 2.4 Mơ tả thí nghiệm lịch sử Ga-li-lê .58 Hình 2.5 Hình vẽ sách giáo khoa mô tả tương tác vật 59 Hình 2.6 Hình vẽ sách giáo khoa mơ tả thí nghiệm đo độ lớn lực ma sát trượt 60 Hình 2.7 Quy tắc hình bình hành 62 Hình 2.8 Bộ thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy .62 Hình 2.9 Thí nghiệm Ga-li-lê 64 Hình 2.10 Thí nghiệm kiểm chứng định luật III Niu-tơn .65 Hình 2.11 Thí nghiệm đo hệ số đàn hồi 67 Hình 2.12 Thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt 69 Hình 2.13 Hình vẽ vật chuyển động mặt phẳng nghiêng 73 Hình 2.14 Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ (theo phương án 1) 74 Hình 2.15 Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ (theo phương án 2) 74 Hình 2.16 Thí nghiệm khảo sát chuyển động ném ngang 77 Hình 2.17 Giao diện phần thi khởi động .88 Hình 2.18 Giao diện phần thi tăng tốc 90 Hình 2.19 Nêm chẻ củi 91 Hình 3.1 Thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy (Nhóm 1) 102 Hình 3.2 Thí nghiệm kiểm chứng định luật I Niu-tơn (Nhóm 1) 102 Hình 3.3 Thí nghiệm kiểm chứng định luật III Niu-tơn (Nhóm 2) 103 Hình 3.4 Thí nghiệm khảo sát chuyển động ném ngang (Nhóm 4) 104 Hình 3.5 Thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt (Nhóm 3) 108 Hình 3.6 Thí nghiệm xác định hệ số ma sát nghỉ (Nhóm 2) 109