Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dụng thực thế trong dạy học chương trình tĩnh học chất rắn - vật lý 10 nâng cao

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dụng thực thế trong dạy học chương trình tĩnh học chất rắn - vật lý 10 nâng cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI  NGUYỄN THỊ HIỂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” - VẬT LÍ 10 NÂNG CAO Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS. LƯƠNG VIỆT THÁI HÀ NỘI - 2012 Lời cảm ơn! ===**=== Những dòng đầu tiên của cuốn luận văn này, tôi muốn dành để bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lương Việt Thái đã luôn luôn tạo điều kiện và tận tình chỉ dẫn tôi từ khi hình thành ý tưởng đến khi có trong tay cuốn luận văn hoàn chỉnh. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo trong tổ phương pháp dạy học vật lí, Ban chủ nhiệm khoa vật lí, phòng Sau đại học – Trường ĐHSP Hà Nội đã trang bị cho tôi nền kiến thức, tạo điều kiện giúp tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo và học sinh trường THPT Nguyễn Đăng Đạo đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Và tôi đặc biệt gửi lời cảm ơn đến gia đình, đến những người bạn thân thiết đã luôn cổ vũ, động viên tôi trên suốt quãng đường dài. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Hiển DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ ĐC Đối chứng ĐHSP Đại học Sư phạm GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất bản SBT Sách bài tập SGK Sách giáo khoa THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm ĐKCB Điều kiện cân bằng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 2 4. Giả thuyết khoa học 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 3 7. Đóng góp của luận văn 4 8. Cấu trúc của luận văn 4 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG MÔN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 5 1.1. Vị trí, vai trò quan trọng của môn vật lí trong việc thực hiện mục tiêu giáo dục 5 1.2. Cơ sở lí luận về bài tập vật lí 6 1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí 6 1.2.2. Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí 7 1.2.3. Phân loại bài tập vật lí 8 1.2.4. Phương pháp giải bài tập vật lí 10 1.3. Cơ sở lí luận về tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập.10 1.3.1. Khái niệm về tính tích cực nhận thức của học sinh 10 1.3.2. Các dấu hiệu của tính tích cực nhận thức 11 1.3.3. Các cấp độ của tính tích cực trong hoạt động 13 1.3.4. Những yếu tố thúc đẩy tính tích cực của học sinh 13 1.3.5. Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học 14 1.4. Cơ sở lí luận về bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí 18 1.4.1. Khái niệm bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí 18 1.4.2. Vai trò của bài tập có nội dung thực tế trong việc thực hiện mục tiêu môn học 18 1.4.3. Phân loại bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí 19 1.4.4. Hệ thống bài tập có nội dung thực tế 23 1.4.5. Các hình thức thể hiện bài tập vật lí có nội dung thực tế 23 1.4.6. Phương pháp giải bài tập có nội dung thực tế 26 1.4.7. Một số nguyên tắc khi xây dựng bài tập có nội dung thực tế 27 1.4.8. Quy trình xây dựng bài tập có nội dung thực tế 30 1.5. Mối quan hệ giữa giải bài tập có nội dung thực tế với việc nâng cao chất lượng kiến thức, rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh 34 1.6. Cơ sở thực tiễn của việc dạy và học bài tập vật lí có nội dung thực tế ở trường phổ thông hiện nay 35 1.6.1. Mục đích điều tra 35 1.6.2. Đối tượng điều tra 35 1.6.3. Phương pháp điều tra 35 1.6.4. Kết quả điều tra 35 Kết luận chương 1 42 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHƯƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” – VẬT LÍ 10 NÂNG CAO 43 2.1. Phân tích mục tiêu, nội dung kiến thức chương “Tĩnh học vật rắn” – vật lí 10 nâng cao 43 2.1.1. Nội dung kiến thức cơ bản chương “Tĩnh học vật rắn”- vật lí 10 nâng cao 43 2.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Tĩnh học vật rắn” – SGK vật lí 10 nâng cao 46 2.1.3. Mục tiêu dạy học mà học sinh cần đạt được khi học chương “Tĩnh học vật rắn” ở lớp 10 THPT 47 2.2. Xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tế chương “Tĩnh học vật rắn” – vật lí 10 THPT 48 2.3. Sử dụng bài tập có nội dung thực tế 59 2.3.1. Quy trình sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế 59 2.3.2. Sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong các hoạt động dạy học khác nhau 60 2.3.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài sử dụng các bài tập đã xây dựng 62 Kết luận chương 2 105 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 106 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 106 3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm 106 3.3. Phương pháp thực nghiệm 107 3.3.1. Đối tượng thực nghiệm 107 3.3.2. Quan sát giờ học 107 3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm 108 3.5. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 108 3.5.1. Các tiêu chí đánh giá 109 3.5.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 109 Kết luận chương 3 119 KẾT LUẬN CHUNG 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, trong thời đại đòi hỏi cao về tri thức và năng lực con người. Giáo dục đào tạo luôn được coi là quốc sách hàng đầu của mỗi quốc gia. Xã hội càng phát triển người ta càng trông đợi và đòi hỏi giáo dục phải làm thế nào giúp ích nhiều nhất cho sự phát triển cá nhân, làm thế nào chuẩn bị cho người học có tiềm năng tốt nhất để đương đầu, thích ứng và phát triển không ngừng trước thực tế luôn biến động. Đặc biệt là người học phải đạt tới các mục tiêu đổi mới giáo dục mà Unesco đưa ra là: “Học để biết, học để làm, học để chung sống và học để làm người”. Ở nước ta hiện nay đã và đang tiến hành thực hiện đổi mới nội dung và phương pháp dạy học ở hầu hết các cấp học, “khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy, sáng tạo của người học” (theo Nghị quyết TW 2 khóa VIII). Theo điều 28, khoản 2, luật Giáo dục năm 2005 đã khẳng định rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. Trong nhà trường phổ thông môn vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với thực tế sản xuất và đời sống; có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu giáo dục. Mục tiêu giáo dục đòi hỏi một trong những định hướng đổi mới phương pháp dạy học vật lí là phải làm cho học sinh có ý thức và biết cách vận dụng các kiến thức vật lí vào thực tế đời sống, từ đó hình thành kỹ năng hoạt động thực tiễn tìm tòi và phát hiện các tình huống có thể vận dụng kiến thức vật lí vào thực tế đời sống nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống. Hơn nữa học sinh cũng hiểu và có ý thức về ý của kiến thức vật lí trong đời sống sản xuất. Từ đó định hướng nghề nghiệp cho những em có năng khiếu, hứng thú và yêu thích môn vật lí. Có nhiều giải pháp để thực hiện các mục tiêu trên, trong đó việc xây dựng 2 và sử dụng các bài tập có nội dung thực tế trong dạy và học vật lí đóng một vai trò quan trọng. Việc tăng cường bài tập có nội dung thực tế sẽ góp phần thực hiện nguyên lý giáo dục học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lý luận gắn với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp giáo dục gia đình và giáo dục xã hội. Mặc dù vậy qua nghiên cứu sách giáo khoa và SBT vật lí và thực trạng dạy và học vật lí một số trường THPT, chúng tôi nhận thấy: + Nhìn chung trong dạy học GV còn ít chú trọng xây dựng và sử dụng bài tập có nội dung thực tế mà thiên về nhiều bài tập vật lí có tính hàn lâm, hoặc thiên về các bài tập lắt léo, phải tính toán nhiều. + Số lượng bài tập có nội dung thực tế trong môn vật lí còn ít. Các bài tập có trong SGK, SBT vật lí thường thiếu tính hệ thống để có thể giúp học sinh hình thành và phát triển các kỹ năng cần thiết. + Trong quá trình dạy học, giáo viên ít tạo điều kiện cho học sinh vận dụng những tri thức của mình để giải quyết vấn đề có liên quan tới vật lí trong đời sống và sản xuất mà nhiều khi đi quá sâu vào những bài tập lắt léo, có tính đánh đố, biến học sinh thành những thợ giải bài tập nhưng lại lúng túng khi phải vận dụng hoặc lựa chọn những kiến thức vật lí vào giải quyết một tình huống cụ thể trong thực tế đời sống của chính họ. Chính vì vậy, việc dạy và học vật lí chưa đáp ứng được mục tiêu đã đề ra, sản phẩm con người chưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội. Chính vì những lí do trên mà chúng tôi thấy cần thiết phải nghiên cứu và giải quyết đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế trong dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 nâng cao nhằm rèn luyện, phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế phần “Tĩnh học vật rắn” – vật lí 10 THPT nhằm phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học vật lí. 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy và học về bài tập vật lí lớp 10 THPT. 3 3.2. Phạm vi nghiên cứu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế phần “Tĩnh học vật rắn” – vật lí 10 nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập có nội dung thực tế phù hợp với mục tiêu dạy học và sử dụng trong dạy học vật lí theo định hướng phát huy tính tích cực của người học thì sẽ góp phần rèn luyện và phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS. Từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy và học vật lí. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc xây dựng và sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạy và học vật lí. - Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực của học sinh - Tìm hiểu thực trạng dạy và học vật lí ở một số trường THPT trong việc sử dụng bài tập có nội dung thực tế đặc biệt là phần "Tĩnh học vật rắn" – vật lí 10 nâng cao. - Đề xuất quy trình xây dựng bài tập có nội dung thực tế và vận dụng xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tế vật lí phần “tĩnh học vật rắn” – vật lí 10 nâng cao THPT. - Đề xuất tiến trình dạy học một số bài trong chương "tĩnh học vật rắn" – vật lí 10 nâng cao có sử dụng bài tập có nội dung thực tế. - Đề xuất việc sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí. - Thực nghiệm sư phạm nhằm xác nhận tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập đã đề ra. 6. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện mục đích, nhiệm vụ đề ra chúng tôi đã sử dụng phối hợp các phương pháp sau: - Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu các tài liệu lí luận về các quan điểm, sự định hướng mục tiêu, nội dung chương trình dạy học ở bậc THPT, về lí luận dạy và học bài tập vật lí; SGK, sách giáo viên, SBT và các tài liệu khác liên quan. 4 - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn như phương pháp điều tra, phương pháp chuyên gia (phỏng vấn, trao đổi, phiếu điều tra, ) nhằm tìm hiểu thực trạng dạy và học bài tập có nội dung thực tế vật lí phần “tĩnh học vật rắn” – vật lí 10 THPT. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. - Phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu và xử lí các số liệu thu được. 7. Đóng góp của luận văn - Hệ thống hóa những vấn đề lí luận về bài tập vật lí có nội dung thực tế. - Góp phần đánh giá thực trạng sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạy và học vật lí ở trường THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tế và đề xuất cách sử dụng hệ thống đó một cách có hiệu quả vào việc dạy và học phần "Tĩnh học vật rắn" – vật lí 10 nâng cao nói riêng và chương trình vật lí nói chung. - Bổ sung vào nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh THPT và học viên cao học. 8. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, 3 chương và phần kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo. Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế trong môn vật lí ở trường THPT Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tế chương "Tĩnh học vật rắn" – Vật lí 10 nâng cao Chương 3: Thực nghiệm sư phạm [...]... liệu Vật lí có bài tập cơ học, bài tập nhiệt học, bài tập điện học, bài tập quang học và bài tập về phản ứng hạt nhân + Bài tập có nội dung trừu tượng hoặc bài tập có nội dung cụ thể + Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp + Bài tập có nội dung lịch sử + Bài tập vui - Căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải: có bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài. .. về bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí 1.4.1 Khái niệm bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí Bài tập có nội dung thực tế là những bài tập có nội dung (những điều kiện và yêu cầu) xuất phát từ thực tế cuộc sống Quan trọng nhất là những bài tập vận dụng kiến thức vật lí vào sản xuất và đời sống, góp phần giải quyết một số vấn đề đặt ra từ thực tiễn 1.4.2 Vai trò của bài tập có nội. .. trong một bài, trong hệ thống bài tập có nội dung thực tế 1.4.4 Hệ thống bài tập có nội dung thực tế Hệ thống bài tập có nội dung thực tế là các bài tập có nội dung thực tế được xây dựng thành hệ thống, thoả mãn các yêu cầu của một hệ thống bài tập vật lí Đó là: - Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều... dung thực tế phải có tính hệ thống, tính logic Các bài tập có nội dung thực tế trong chương trình phải vừa được sắp xếp theo mức độ nhận thức của học sinh, vừa được sắp xếp theo chương, bài Trong mỗi chương, bài nên có tất cả các loại, dạng bài tập nếu có thể Trong quá trình dạy học thông qua kiểm tra-đánh giá, nếu thấy học sinh đạt mức này thì phải xây dựng những bài tập có mức phát triển cao hơn Hệ thống. .. chí học sinh đã phát biểu được vấn đề đó và có nhu cầu giải quyết Bài tập có nội dung thực tế phải gắn với giờ học vật lí, giờ thực hành vật lí của học sinh c) Bài tập có nội dung thực tế phải dựa vào nội dung học tập Người giáo viên cần căn cứ vào mục tiêu của bài, chương, phần để xây dựng, lựa chọn bài tập góp phần thực hiện tốt mục tiêu của nó Vì không phải nội dung nào cũng có thể xây dựng được bài. .. tập có nội dung thực tế Trước hết cần phải khẳng định lại rằng bài tập có nội dung thực tế chỉ là một thành phần trong hệ thống các bài tập vật lí và không thể thay thế cho các dạng bài tập khác trong dạy học vật lí được nên việc xây dựng các bài tập có nội dung thực tế cho giờ lên lớp vật lí ở đây chủ yếu nhằm đến mục tiêu góp phần phát huy tính tích cực học tập của học sinh, trên cơ sở đó nâng cao. .. thống bài tập có nội dung thực tế phải đa dạng, có bài tập đơn giản, có bài tập nâng cao, sáng tạo ở nhiều mức độ khác nhau Quan điểm bao trùm khi xây dựng bài tập có nội dung thực tế luôn phải nhớ đến là bài tập nhất định phải gắn liền với những sự kiện, những hiện tượng thường gặp, thường xảy ra trong 29 thực tế cuộc sống 1.4.8 Quy trình xây dựng bài tập có nội dung thực tế a) Các bước thiết kế bài tập. .. vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông Xuất phát từ những yêu cầu và nguyên tắc xây dựng bài tập có nội dung thực tế như đã nêu trên, việc xây dựng các bài tập có nội dung thực tế cho một giờ lên lớp có thể thực hiện theo quy trình gồm 4 bước sau: Bước 1: Căn cứ vào nội dung chương trình và sách giáo khoa để phân tích nội dung kiến thức vật. .. thức vật lí phổ thông trong chương trình nên khi xây dựng bài tập có nội dung thực tế cho học sinh phổ thông cần phải có bước xử lý sư phạm để làm đơn giản hoá tình huống thực tế Các yêu cầu giải bài tập có nội dung thực tế cũng phải phù hợp với trình độ, khả năng của học sinh Tóm lại tất cả các vấn đề thực tế khi muốn chuyển thành bài tập có nội dung thực tế phải qua khâu xử lý sư phạm e) Bài tập có nội. .. hiện bài tập vật lí có nội dung thực tế Bài tập có nội dung thực tế có thể được thể hiện dưới nhiều hình thức truyền tải thông tin khác nhau Vì việc phân loại bài tập chỉ mang tính tương đối, trong loại bài tập này có thể chứa đựng hình thức hoặc nội dung của một số loại bài tập khác nên trong các hình thức thể hiện bài tập có nội dung thực tế cũng có thể có sự lồng ghép của các loại bài tập khác như bài . lí luận về bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí 18 1.4.1. Khái niệm bài tập có nội dung thực tế trong dạy học vật lí 18 1.4.2. Vai trò của bài tập có nội dung thực tế trong việc thực. học, bài tập quang học và bài tập về phản ứng hạt nhân. + Bài tập có nội dung trừu tượng hoặc bài tập có nội dung cụ thể. + Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp. + Bài tập có nội dung lịch. giải bài tập có nội dung thực tế 26 1.4.7. Một số nguyên tắc khi xây dựng bài tập có nội dung thực tế 27 1.4.8. Quy trình xây dựng bài tập có nội dung thực tế 30 1.5. Mối quan hệ giữa giải bài