Đang tải... (xem toàn văn)
Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Khoa học tự nhiên - 1 - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRỜNG ĐẠI HỌC S PHẠM LƠNG THỊ LỆ HẰNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƠNG “TỪ TRỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THPT THEO HỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ Mã số: 62 14 10 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS. TS. LÊ CÔNG TRIÊM HUẾ, NĂM 2013Demo Version - Select.Pdf SDK - 2 - MỤC LỤC Trang phụ bìa .......................................................................................................................... i Lời cam đoan ......................................................................................................................... ii Lời cám ơn ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ .......................................................5 MỞ ĐẦU ...............................................................................................................................6 1. Lí do chọn đề tài ...............................................................................................................6 2. Mục tiêu của đề tài .........................................................................................................10 3. Giả thuyết khoa học .......................................................................................................10 4. Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài ..........................................................................................10 5. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................................11 6. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................................11 7. Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài ....................................................................................11 8. Những đóng góp mới của đề tài ...................................................................................12 9. Cấu trúc của đề tài ..........................................................................................................13 TỔNG QUAN .....................................................................................................................14 NỘI DUNG .........................................................................................................................21 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH ...............................................................................................21 1.1. Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí .........................................21 1.1.1. Hoạt động nhận thức của học sinh ........................................................................21 1.1.2. Đặc trƣng của hoạt động nhận thức vật lí của học sinh ......................................25 1.2. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .................................................................................................................28 1.2.1. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí .......................28 1.2.2. Năng lực giải quyết vấn đề .....................................................................................33 1.2.3. Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lí ...........................................................37 1.2.4. Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .................................................................................................40 1.3. Máy vi tính hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .............................................45 1.3.1. Vai trò của máy vi tính trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh .......................................................................................................................................45 1.3.2. Sử dụng máy vi tính hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề ...............46 1.3.2.1. Tổ chức việc xây dựng tình huống học tập với sự hỗ trợ của máy vi tính ....46 1.3.2.2. Tổ chức việc xây dựng mô hình với sự hỗ trợ của máy vi tính ......................53 1.3.2.3. Tổ chức việc xây dựng tình huống kiểm chứng với sự hỗ trợ của máy vi tính ........................................................................................................................................63 1.3.2.4. Tổ chức việc xây dựng sơ đồ tƣ duy củng cố kiến thức với sự hỗ trợ của máy vi tính ...........................................................................................................................69Demo Version - Select.Pdf SDK - 3 - 1.3.2.5. Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính ................72 1.4. Thực tiễn của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh với sự hỗ trợ của máy vi tính các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” .................................83 Kết luận chƣơng 1 ..............................................................................................................87 Chƣơng 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC CHƠNG “TỪ TRỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THPT THEO HỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH ...................89 2.1. Đặc điểm các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” ...................................89 2.2. Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” .............................................93 2.2.1. Mục đích hệ thống hóa cơ sở dữ liệu ....................................................................93 2.2.2. Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu .....................................................................................93 2.2.3. Sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu .............................................................................97 2.2.3.1. Hỗ trợ việc tổ chức tình huống học tập .............................................................97 2.2.3.2. Hỗ trợ việc xây dựng mô hình ............................................................................97 2.2.3.3. Hỗ trợ việc tổ chức tình huống kiểm chứng .....................................................97 2.3. Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh khi dạy học kiến thức vật lí cụ thể các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính ............................98 2.4. Một số giáo án các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” đƣợc thiết kế với sự hỗ trợ của máy vi tính ..........................................................................................111 2.4.1. Giáo án bài 19 ........................................................................................................111 2.4.2. Giáo án bài 23 ........................................................................................................125 Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................................140 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM S PHẠM ......................................................................142 3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm .......................................................................142 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm vòng 1 ......................................................142 3.1.2. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm vòng 2 ......................................................142 3.2. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm .............................................................................143 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .......................................................................144 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm .........................................................................................144 3.3.2. Quan sát giờ học ....................................................................................................147 3.4. Phƣơng pháp, nội dung và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ...................147 3.4.1. Phƣơng pháp, nội dung và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm vòng 1 ...147 3.4.2. Phƣơng pháp, nội dung và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm vòng 2 ...152 3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê .............................................................................171 Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................................172 KẾT LUẬN .......................................................................................................................173 Một số kiến nghị ...................................................................................................... 176 Hƣớng phát triển của đề tài ..................................................................................... 176 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................................177 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................178Demo Version - Select.Pdf SDK - 4 - DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Giáo viên : GV Hoạt động nhận thức : HĐNT Học sinh : HS Máy vi tính : MVT Sách giáo khoa : SGK Sơ đồ tƣ duy : SĐTD Thực nghiệm sƣ phạm : TNSP Trung học phổ thông : THPT Đối chứng : ĐC Thực nghiệm : TNDemo Version - Select.Pdf SDK - 5 - DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Sơ đồ 1. 1. Sơ đồ quy trình dạy học đặt và giải quyết vấn đề ............................ 40 Sơ đồ 1. 2. Sơ đồ tiến trình tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề ........................................................................................... 44 Sơ đồ 1. 3. Sơ đồ tổ chức tình huống học tập với sự hỗ trợ của MVT ............... 52 Sơ đồ 1. 4. Sơ đồ tổ chức việc xây dựng mô hình với sự hỗ trợ của MVT ........ 62 Sơ đồ 1. 5. Sơ đồ tổ chức việc xây dựng tình huống kiểm chứng ...................... 68 Sơ đồ 1. 6. Sơ đồ tổ chức việc xây dựng SĐTD với sự hỗ trợ của MVT ........... 70 Sơ đồ 1. 7. Sơ đồ đề xuất vấn đề với sự hỗ trợ của MVT ................................... 73 Sơ đồ 1. 8. Sơ đồ giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT .............................. 76 Sơ đồ 1. 9. Sơ đồ kiểm chứng thực nghiệm với sự hỗ trợ của MVT .................. 78 Sơ đồ 1. 10. Sơ đồ kết luận kiến thức với sự hỗ trợ của MVT ........................... 79 Sơ đồ 1. 11. Sơ đồ củng cố kiến thức bằng SĐTD với sự hỗ trợ của MVT ....... 80 Sơ đồ 1. 12. Sơ đồ vận dụng kiến thức với sự hỗ trợ của MVT ......................... 81 Sơ đồ 1. 13. Sơ đồ tiến trình tổ chức HĐNT cho HS khi dạy kiến thức vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT ................. 82 Sơ đồ 2. 1. Tiến trình tổ chức HĐNT mục “Từ tính của dây dẫn có dòng điện” ... ........................................................................................................................... 101 Sơ đồ 2. 2. Tiến trình tổ chức HĐNT mục “Hiện tƣợng cảm ứng điện từ” ....... 106 Bảng 3. 1. Các lớp thực nghiệm và đối chứng vòng 1 ...................................... 144 Bảng 3. 2. Bảng thống kê sĩ số và kết quả học tập môn vật lí ở học kì 1 ......... 145 Bảng 3. 3. Các lớp thực nghiệm và đối chứng vòng 2 ...................................... 146 Bảng 3. 4. Bảng thống kê sĩ số và kết quả học tập môn vật lí ở học kì 1 ......... 146 Bảng 3. 5. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 15 phút lần 1 ............. 165 Bảng 3. 6. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 15 phút lần 2 ............. 165 Bảng 3. 7. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 1 tiết .......................... 166 Bảng 3. 8. Bảng thống kê điểm số (xi) của cả 3 bài kiểm tra ........................... 166 Bảng 3. 9. Bảng phân phối tần suất của cả 3 bài kiểm tra ................................ 166 Bảng 3. 10. Bảng phân phối tần suất lũy tích của cả 3 bài kiểm tra ................ 168 Bảng 3. 11. Bảng tổng hợp các tham số ............................................................ 170 Biểu đồ 3. 1 . Biểu đồ phân phối tần suất của cả 3 bài kiểm tra ....................... 167 Biểu đồ 3. 2 . Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của cả 3 bài kiểm tra .......... 168 Đồ thị 3. 1. Đồ thị phân phối tần suất của cả 3 bài kiểm tra ............................. 167 Đồ thị 3. 2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của cả 3 bài kiểm tra ................ 168Demo Version - Select.Pdf SDK - 6 - MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Ngày nay, chúng ta đang sống trong thời đại mà khoa học và công nghệ phát triển nhƣ vũ bão, kho tàng kiến thức nhân loại tăng lên nhanh chóng. Vì vậy, để theo kịp sự phát triển của thời đại và hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, đòi hỏi sự nghiệp giáo dục nƣớc ta phải đổi mới mạnh mẽ, đổi mới toàn diện và đồng bộ, nhằm tạo ra những con ngƣời mới có trình độ văn hóa cao, giàu tính sáng tạo, năng động, biết sử dụng những phƣơng tiện mới và hiện đại. Nghị quyết Ban chấp hành Trung ƣơng 2, khóa VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học để phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS” 12 . Vì vậy, một trong những mục tiêu quan trọng của giáo dục phổ thông hiện nay là rèn luyện cho HS kĩ năng giải quyết vấn đề và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Điều đó đƣợc khẳng định trong Chiến lƣợc phát triển giáo dục 2001 – 2010, mục 5.2 ghi rõ: “ Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp thu tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và có tư duy phân tích, tổng hợp; phát triển năng lực cho mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ của HS, sinh viên trong quá trình học tập…” 2. Mục tiêu giáo dục trong thế kỷ XXI là: “Học để biết; Học để làm; Học để cùng chung sống, học để sống với những người khác; Học để làm người” 30, 35.Demo Version - Select.Pdf SDK - 7 - Với mục tiêu này, trƣờng học không chỉ là nơi cung cấp kiến thức cho ngƣời học mà trƣờng học phải trở thành một môi trƣờng để ngƣời học có điều kiện hình thành những năng lực giao tiếp, năng lực công nghệ, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực tƣ duy. Những biến đổi to lớn của thế giới trong thời đại ngày nay đòi hỏi nhà trƣờng phải đào tạo ra những con ngƣời có năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống. Tác giả Thái Duy Tuyên khi bàn về mục tiêu và phƣơng pháp bồi dƣỡng con ngƣời Việt Nam trong điều kiện mới, đã chỉ ra: “Giáo dục không chỉ đào tạo con ngƣời có năng lực tuân thủ, mà chủ yếu là những con ngƣời có năng lực sáng tạo,… biết cách đặt vấn đề, nghiên cứu và giải quyết vấn đề…”. Các dự án phát triển Giáo dục tiểu học, trung học cơ sở, trung học phổ thông ở nƣớc ta hiện nay đang đề xuất đổi mới Giáo dục theo định hƣớng trên. Tuy nhiên hiện nay, trong trƣờng phổ thông có thực trạng là GV nặng về thuyết trình, truyền thụ kiến thức một chiều, HS tiếp thu kiến thức thụ động thiếu tích cực và HS gặp nhiều khó khăn khi gặp các vấn đề cần giải quyết. Thực trạng đó đòi hỏi các cơ sở giáo dục phải quan tâm đến việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS sẽ giúp HS vừa nắm đƣợc tri thức mới, vừa nắm đƣợc phƣơng pháp chiếm lĩnh tri thức đó, vừa phát triển tƣ duy tích cực sáng tạo. Đồng thời qua đó, HS đƣợc trang bị một năng lực thích ứng với đời sống xã hội, phát hiện kịp thời và giải quyết hợp lí các vấn đề nảy sinh trong cuộc sống. Vì vậy khi tổ chức các HĐNT, GV cần quan tâm đến việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS để HS có thể tự lực giải quyết các vấn đề đƣợc đặt ra. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đƣợc coi là một giải pháp để đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay. Điều đó đƣợc thể hiện ở Chỉ thị 292001CT – BGDĐT của Bộ trƣởng Bộ Giáo dục – Đào tạo: “Đổi mới giáo dục và đào tạo, công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ,Demo Version - Select.Pdf SDK - 8 - làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học. Công nghệ thông tin là phương tiện để tiến tới một “xã hội học tập”. Mặt khác, giáo dục và đào tạo đóng vai trò quan trọng bậc nhất thúc đẩy sự phát triển công nghệ thông tin thông qua nguồn nhân lực cho công nghệ thông tin” 1. Việc tăng cƣờng giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục giai đoạn 2008 – 2012 còn đƣợc thể hiện rõ trong chỉ thị 552008CT-BGDĐT của Bộ trƣởng Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Công nghệ thông tin là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lí giáo dục, góp phần nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng giáo dục” 5. Chính phủ rất quan tâm đến việc ứng dụng công nghệ thông tin trong trƣờng phổ thông nhằm đổi mới phƣơng pháp dạy và học. Điều đó đƣợc khẳng định trong Quyết định 698QĐ-TTg ngày 01062009 của Thủ tƣớng Chính phủ: “ Đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin trong trường phổ thông nhằm đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng giáo viên tự tích hợp công nghệ thông tin vào từng môn học thay vì học trong môn tin học. Giáo viên các bộ môn chủ động tự soạn và tự chọn tài liệu và phần mềm để giảng dạy ứng dụng công nghệ thông tin” 8. Vì lẽ đó mà giáo dục không ngừng đổi mới, hiện đại hóa về mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp dạy học. Các phƣơng tiện hỗ trợ dạy học đóng một vai trò quan trọng trong việc tổ chức các hoạt động dạy và học. Xu thế dạy học nhờ sự trợ giúp của MVT là một trong những biện pháp để đổi mới phƣơng pháp dạy học, nâng cao chất lƣợng dạy học. Việc ứng dụng MVT trong dạy học đang là một vấn đề đƣợc quan tâm hiện nay và ngày càng đƣợc khai thác, sử dụng dƣới nhiều hình thức 21. Qua thực tế dạy học ở huyện Đất Đỏ và Long Điền tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, việc ứng dụng MVT trong dạy học đã đƣợc GV sử dụng nhƣng hiệu quả đạt đƣợc chƣa cao. GV chỉ sử dụng sự hỗ trợ của MVT để trình chiếu cả nội dung bài học, ít sử dụng bảng, do đó tiến trình bài học không đƣợcDemo Version - Select.Pdf SDK - 9 - lƣu lại để tác động trực tiếp vào mắt HS. MVT chỉ là công cụ giúp GV trình chiếu hình ảnh để HS quan sát rõ hơn các sự vật, hiện tƣợng chứ nó không thể thay thế hoàn toàn vai trò của phấn trắng, bảng đen và các thí nghiệm thực. Vì vậy, GV cần phối hợp sự hỗ trợ của MVT với phƣơng pháp dạy học truyền thống để tổ chức các HĐNT cho HS. Kiến thức các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” khá trừu tƣợng đối với HS. Qua thực tế dạy học hai chƣơng này ở huyện Đất Đỏ và Long Điền tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, GV thƣờng diễn giảng để truyền đạt kiến thức, HS thƣờng phải học suông, chấp nhận kết quả, ít đƣợc quan sát hiện tƣợng cụ thể. Thỉnh thoảng, GV chuẩn bị vài thí nghiệm tƣơng ứng trong bài học, nhƣng hiệu quả giờ học chƣa cao vì thí nghiệm làm trực tiếp trên lớp đôi khi không nhƣ ý muốn của GV và số HS quan sát đƣợc thí nghiệm không nhiều. GV chƣa thể hiện hết vai trò là ngƣời tổ chức các HĐNT cho HS. Bên cạnh đó, HS chƣa đƣợc GV rèn...
- 1 - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LƢƠNG THỊ LỆ HẰNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “TỪ TRƢỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THPT THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH Demo Version - Select.Pdf SDK Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ Mã số: 62 14 10 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS TS LÊ CÔNG TRIÊM HUẾ, NĂM 2013 - 2 - MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cám ơn iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ .5 MỞ ĐẦU .6 1 Lí do chọn đề tài .6 2 Mục tiêu của đề tài 10 3 Giả thuyết khoa học .10 4 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 10 5 Phạm vi nghiên cứu .11 6 Đối tƣợng nghiên cứu 11 7 Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài 11 8 Những đóng góp mới của đề tài 12 9 Cấu trúc của đề tài 13 TỔNG QUAN 14 NỘI DUNG 21 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH .21 1.1 Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 21 1.1.1 Hoạt đDộnegmnohậVnethrứsciocnủa-hSọcesleincht P d f S D K .21 1.1.2 Đặc trƣng của hoạt động nhận thức vật lí của học sinh 25 1.2 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .28 1.2.1 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí .28 1.2.2 Năng lực giải quyết vấn đề .33 1.2.3 Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lí 37 1.2.4 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .40 1.3 Máy vi tính hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .45 1.3.1 Vai trò của máy vi tính trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh .45 1.3.2 Sử dụng máy vi tính hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .46 1.3.2.1 Tổ chức việc xây dựng tình huống học tập với sự hỗ trợ của máy vi tính 46 1.3.2.2 Tổ chức việc xây dựng mô hình với sự hỗ trợ của máy vi tính 53 1.3.2.3 Tổ chức việc xây dựng tình huống kiểm chứng với sự hỗ trợ của máy vi tính 63 1.3.2.4 Tổ chức việc xây dựng sơ đồ tƣ duy củng cố kiến thức với sự hỗ trợ của máy vi tính 69 - 3 - 1.3.2.5 Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính 72 1.4 Thực tiễn của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh với sự hỗ trợ của máy vi tính các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” .83 Kết luận chƣơng 1 87 Chƣơng 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC CHƢƠNG “TỪ TRƢỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THPT THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH 89 2.1 Đặc điểm các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” 89 2.2 Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” .93 2.2.1 Mục đích hệ thống hóa cơ sở dữ liệu 93 2.2.2 Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu 93 2.2.3 Sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu .97 2.2.3.1 Hỗ trợ việc tổ chức tình huống học tập .97 2.2.3.2 Hỗ trợ việc xây dựng mô hình 97 2.2.3.3 Hỗ trợ việc tổ chức tình huống kiểm chứng .97 2.3 Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh khi dạy học kiến thức vật lí cụ thể các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính 98 2.4 Một số giáo án các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” đƣợc thiết kế với sự hỗ trợ của máy vi tính 111 2.4.1 Giáo án bài 19 111 2.4.2 Giáo án bài 23 125 Kết luận chƣDơnegm2o V e r s i o n - S e l e c t P d f S D K 140 Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 142 3.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm .142 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm vòng 1 142 3.1.2 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm vòng 2 142 3.2 Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm .143 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .144 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm .144 3.3.2 Quan sát giờ học 147 3.4 Phƣơng pháp, nội dung và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm 147 3.4.1 Phƣơng pháp, nội dung và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm vòng 1 147 3.4.2 Phƣơng pháp, nội dung và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm vòng 2 152 3.4.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 171 Kết luận chƣơng 3 172 KẾT LUẬN .173 Một số kiến nghị 176 Hƣớng phát triển của đề tài 176 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 177 TÀI LIỆU THAM KHẢO .178 - 4 - DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Giáo viên : GV Hoạt động nhận thức : HĐNT Học sinh : HS Máy vi tính : MVT Sách giáo khoa : SGK Sơ đồ tƣ duy : SĐTD Thực nghiệm sƣ phạm : TNSP Trung học phổ thông : THPT Đối chứng : ĐC Thực nghiệm : TN Demo Version - Select.Pdf SDK - 5 - DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Sơ đồ 1 1 Sơ đồ quy trình dạy học đặt và giải quyết vấn đề 40 Sơ đồ 1 2 Sơ đồ tiến trình tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 44 Sơ đồ 1 3 Sơ đồ tổ chức tình huống học tập với sự hỗ trợ của MVT 52 Sơ đồ 1 4 Sơ đồ tổ chức việc xây dựng mô hình với sự hỗ trợ của MVT 62 Sơ đồ 1 5 Sơ đồ tổ chức việc xây dựng tình huống kiểm chứng 68 Sơ đồ 1 6 Sơ đồ tổ chức việc xây dựng SĐTD với sự hỗ trợ của MVT 70 Sơ đồ 1 7 Sơ đồ đề xuất vấn đề với sự hỗ trợ của MVT 73 Sơ đồ 1 8 Sơ đồ giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT 76 Sơ đồ 1 9 Sơ đồ kiểm chứng thực nghiệm với sự hỗ trợ của MVT 78 Sơ đồ 1 10 Sơ đồ kết luận kiến thức với sự hỗ trợ của MVT 79 Sơ đồ 1 11 Sơ đồ củng cố kiến thức bằng SĐTD với sự hỗ trợ của MVT 80 Sơ đồ 1 12 Sơ đồ vận dụng kiến thức với sự hỗ trợ của MVT 81 Sơ đồ 1 13 Sơ đồ tiến trình tổ chức HĐNT cho HS khi dạy kiến thức vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT 82 Sơ đồ 2 1 Tiến trình tổ chức HĐNT mục “Từ tính của dây dẫn có dòng điện” 101 Sơ đồ 2 2 Tiến trình tổ chức HĐNT mục “Hiện tƣợng cảm ứng điện từ” 106 Bảng 3 1 Các lớp thực nghiệm và đối chứng vòng 1 144 Demo Version - Select.Pdf SDK Bảng 3 2 Bảng thống kê sĩ số và kết quả học tập môn vật lí ở học kì 1 145 Bảng 3 3 Các lớp thực nghiệm và đối chứng vòng 2 146 Bảng 3 4 Bảng thống kê sĩ số và kết quả học tập môn vật lí ở học kì 1 146 Bảng 3 5 Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 15 phút lần 1 165 Bảng 3 6 Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 15 phút lần 2 165 Bảng 3 7 Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 1 tiết 166 Bảng 3 8 Bảng thống kê điểm số (xi) của cả 3 bài kiểm tra 166 Bảng 3 9 Bảng phân phối tần suất của cả 3 bài kiểm tra 166 Bảng 3 10 Bảng phân phối tần suất lũy tích của cả 3 bài kiểm tra 168 Bảng 3 11 Bảng tổng hợp các tham số 170 Biểu đồ 3 1 Biểu đồ phân phối tần suất của cả 3 bài kiểm tra 167 Biểu đồ 3 2 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của cả 3 bài kiểm tra 168 Đồ thị 3 1 Đồ thị phân phối tần suất của cả 3 bài kiểm tra 167 Đồ thị 3 2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của cả 3 bài kiểm tra 168 - 6 - MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài Ngày nay, chúng ta đang sống trong thời đại mà khoa học và công nghệ phát triển nhƣ vũ bão, kho tàng kiến thức nhân loại tăng lên nhanh chóng Vì vậy, để theo kịp sự phát triển của thời đại và hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, đòi hỏi sự nghiệp giáo dục nƣớc ta phải đổi mới mạnh mẽ, đổi mới toàn diện và đồng bộ, nhằm tạo ra những con ngƣời mới có trình độ văn hóa cao, giàu tính sáng tạo, năng động, biết sử dụng những phƣơng tiện mới và hiện đại Nghị quyết Ban chấp hành Trung ƣơng 2, khóa VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học để phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện Demo Version - Select.Pdf SDK kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS” [12] Vì vậy, một trong những mục tiêu quan trọng của giáo dục phổ thông hiện nay là rèn luyện cho HS kĩ năng giải quyết vấn đề và vận dụng kiến thức vào thực tiễn Điều đó đƣợc khẳng định trong Chiến lƣợc phát triển giáo dục 2001 – 2010, mục 5.2 ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp thu tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và có tư duy phân tích, tổng hợp; phát triển năng lực cho mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ của HS, sinh viên trong quá trình học tập…” [2] Mục tiêu giáo dục trong thế kỷ XXI là: “Học để biết; Học để làm; Học để cùng chung sống, học để sống với những người khác; Học để làm người” [30], [35] - 7 - Với mục tiêu này, trƣờng học không chỉ là nơi cung cấp kiến thức cho ngƣời học mà trƣờng học phải trở thành một môi trƣờng để ngƣời học có điều kiện hình thành những năng lực giao tiếp, năng lực công nghệ, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực tƣ duy Những biến đổi to lớn của thế giới trong thời đại ngày nay đòi hỏi nhà trƣờng phải đào tạo ra những con ngƣời có năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống Tác giả Thái Duy Tuyên khi bàn về mục tiêu và phƣơng pháp bồi dƣỡng con ngƣời Việt Nam trong điều kiện mới, đã chỉ ra: “Giáo dục không chỉ đào tạo con ngƣời có năng lực tuân thủ, mà chủ yếu là những con ngƣời có năng lực sáng tạo,… biết cách đặt vấn đề, nghiên cứu và giải quyết vấn đề…” Các dự án phát triển Giáo dục tiểu học, trung học cơ sở, trung học phổ thông ở nƣớc ta hiện nay đang đề xuất đổi mới Giáo dục theo định hƣớng trên Tuy nhiên hiện nay, trong trƣờng phổ thông có thực trạng là GV nặng về thuyết trình, truyền thụ kiến thức một chiều, HS tiếp thu kiến thức thụ động thDiếeumtícohVceựrcsvioànH-SSgeặlpecnth.iPềudfkShóDkKhăn khi gặp các vấn đề cần giải quyết Thực trạng đó đòi hỏi các cơ sở giáo dục phải quan tâm đến việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS Việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS sẽ giúp HS vừa nắm đƣợc tri thức mới, vừa nắm đƣợc phƣơng pháp chiếm lĩnh tri thức đó, vừa phát triển tƣ duy tích cực sáng tạo Đồng thời qua đó, HS đƣợc trang bị một năng lực thích ứng với đời sống xã hội, phát hiện kịp thời và giải quyết hợp lí các vấn đề nảy sinh trong cuộc sống Vì vậy khi tổ chức các HĐNT, GV cần quan tâm đến việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS để HS có thể tự lực giải quyết các vấn đề đƣợc đặt ra Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đƣợc coi là một giải pháp để đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay Điều đó đƣợc thể hiện ở Chỉ thị 29/2001/CT – BGD&ĐT của Bộ trƣởng Bộ Giáo dục – Đào tạo: “Đổi mới giáo dục và đào tạo, công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ, - 8 - làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học Công nghệ thông tin là phương tiện để tiến tới một “xã hội học tập” Mặt khác, giáo dục và đào tạo đóng vai trò quan trọng bậc nhất thúc đẩy sự phát triển công nghệ thông tin thông qua nguồn nhân lực cho công nghệ thông tin” [1] Việc tăng cƣờng giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục giai đoạn 2008 – 2012 còn đƣợc thể hiện rõ trong chỉ thị 55/2008/CT-BGDĐT của Bộ trƣởng Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Công nghệ thông tin là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lí giáo dục, góp phần nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng giáo dục” [5] Chính phủ rất quan tâm đến việc ứng dụng công nghệ thông tin trong trƣờng phổ thông nhằm đổi mới phƣơng pháp dạy và học Điều đó đƣợc khẳng định trong Quyết định 698/QĐ-TTg ngày 01/06/2009 của Thủ tƣớng Chính phủ: “Đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin trong trường phổ thông nhằm đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng giáo viên tự tích hợp công nghệ thông tin vào từng môn học thaDyevmì hoọVc etrrosniognm-ônSetilnechọt.cP dGfiáSoDvKiên các bộ môn chủ động tự soạn và tự chọn tài liệu và phần mềm để giảng dạy ứng dụng công nghệ thông tin” [8] Vì lẽ đó mà giáo dục không ngừng đổi mới, hiện đại hóa về mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp dạy học Các phƣơng tiện hỗ trợ dạy học đóng một vai trò quan trọng trong việc tổ chức các hoạt động dạy và học Xu thế dạy học nhờ sự trợ giúp của MVT là một trong những biện pháp để đổi mới phƣơng pháp dạy học, nâng cao chất lƣợng dạy học Việc ứng dụng MVT trong dạy học đang là một vấn đề đƣợc quan tâm hiện nay và ngày càng đƣợc khai thác, sử dụng dƣới nhiều hình thức [21] Qua thực tế dạy học ở huyện Đất Đỏ và Long Điền tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, việc ứng dụng MVT trong dạy học đã đƣợc GV sử dụng nhƣng hiệu quả đạt đƣợc chƣa cao GV chỉ sử dụng sự hỗ trợ của MVT để trình chiếu cả nội dung bài học, ít sử dụng bảng, do đó tiến trình bài học không đƣợc - 9 - lƣu lại để tác động trực tiếp vào mắt HS MVT chỉ là công cụ giúp GV trình chiếu hình ảnh để HS quan sát rõ hơn các sự vật, hiện tƣợng chứ nó không thể thay thế hoàn toàn vai trò của phấn trắng, bảng đen và các thí nghiệm thực Vì vậy, GV cần phối hợp sự hỗ trợ của MVT với phƣơng pháp dạy học truyền thống để tổ chức các HĐNT cho HS Kiến thức các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” khá trừu tƣợng đối với HS Qua thực tế dạy học hai chƣơng này ở huyện Đất Đỏ và Long Điền tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, GV thƣờng diễn giảng để truyền đạt kiến thức, HS thƣờng phải học suông, chấp nhận kết quả, ít đƣợc quan sát hiện tƣợng cụ thể Thỉnh thoảng, GV chuẩn bị vài thí nghiệm tƣơng ứng trong bài học, nhƣng hiệu quả giờ học chƣa cao vì thí nghiệm làm trực tiếp trên lớp đôi khi không nhƣ ý muốn của GV và số HS quan sát đƣợc thí nghiệm không nhiều GV chƣa thể hiện hết vai trò là ngƣời tổ chức các HĐNT cho HS Bên cạnh đó, HS chƣa đƣợc GV rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn đề để có thể tự lực giải quyết các vấn đề đặt ra Vì vậy, HS học tập rất thụ động và tiết học trở nên nhàDmecmháon.VNerếsuionhnữ-ngSethleí cntg.hPiệdmf ,ShDìnKh ảnh trong hai chƣơng này đƣợc chụp lại và đƣợc phóng to lên thì các HS trong lớp đều quan sát đƣợc, từ đó các em sẽ hứng thú hơn trong học tập Khi các hình ảnh đƣợc trực quan hóa trƣớc HS, GV có thể hƣớng dẫn cho HS phát hiện vấn đề và cách thức để giải quyết vấn đề đó dễ dàng hơn Qua đó, các kĩ năng giải quyết vấn đề của HS sẽ đƣợc rèn luyện và HS sẽ phát triển đƣợc năng lực giải quyết vấn đề Khi đó, hiệu quả giờ học sẽ cao hơn MVT cùng các thiết bị liên quan có khả năng giúp GV làm đƣợc điều đó Vì thế, khi tổ chức các HĐNT cho HS các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT, GV cần kết hợp phƣơng pháp dạy học truyền thống với sự hỗ trợ của MVT để trực quan hóa các hiện tƣợng, thí nghiệm vật lí và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS Với sự kết hợp đó, HS có thể giải quyết đƣợc vấn đề đặt ra với sự định hƣớng của GV và tiến trình bài học vẫn còn lƣu lại trên bảng giúp HS có cái nhìn tổng thể về bài học - 10 - Từ những lí do trên, chúng tôi nhận thấy rằng để nâng cao hiệu quả dạy và học môn vật lí nói chung, các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT nói riêng và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS, GV cần quan tâm đến việc kết hợp phƣơng pháp dạy học truyền thống với sự hỗ trợ của MVT để tổ chức các HĐNT cho HS Do đó, chúng tôi chọn đề tài: "Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính" với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông 2 Mục tiêu của đề tài Đề xuất đƣợc tiến trình tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông 3 Giả thuyết khoa học Nếu đDềexmuoất Vđƣeợrscitoiếnn-trSìnehletcổtc.Phứdcf SHDĐKNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông và sử dụng đúng tiến trình đó vào dạy học các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT thì sẽ tích cực hóa HĐNT của HS, hình thành năng lực giải quyết vấn đề cho HS và góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông 4 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 4.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 4.2 Nghiên cứu khả năng hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề - 11 - 4.3 Xây dựng tiến trình tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT 4.4 Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT 4.5 Nghiên cứu khả năng hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” 4.6 Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” phục vụ cho việc tổ chức các HĐNT cho HS với sự hỗ trợ của MVT 4.7 Thiết kế hệ thống tiến trình, giáo án các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” dựa trên tiến trình đã đề xuất 4.8 TNSP ở trƣờng THPT để đánh giá tính hiệu quả của đề tài 5 Phạm vi nghiên cứu TronDgethmờoi gViaenrsviàonkh-ảSneălnegcct.hPodpfhSéDp,Kđề tài chỉ nghiên cứu sự hỗ trợ của MVT để tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT (chƣơng trình chuẩn) 6 Đối tƣợng nghiên cứu Hoạt động dạy học các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT với sự hỗ trợ của MVT 7 Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài 7.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nƣớc cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay ở trƣờng phổ thông - Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn theo hƣớng tích cực hóa HĐNT của HS, theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS - 12 - - Nghiên cứu chƣơng trình, sách giáo khoa Vật lí 11 THPT các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” - Nghiên cứu những tài liệu về ứng dụng MVT trong việc tổ chức các HĐNT cho HS - Nghiên cứu khả năng hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức HĐNT cho HS các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” 7.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra GV các trƣờng THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng MVT trong việc tổ chức HĐNT cho HS khi dạy học các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” - Điều tra HS các trƣờng THPT để tìm hiểu nguyện vọng học tập của HS - Điều tra HS các trƣờng THPT ở nhóm ĐC và TN để tìm hiểu sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS 7.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Tiến Dhàenmh oTNVSePrsởiotnrƣ-ờnSgelTeHcPt.TPdcóf SĐDCKđể kiểm tra tính khả thi của đề tài 7.4 Phƣơng pháp thống kê toán học Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để trình bày kết quả TNSP và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm ĐC và TN 8 Những đóng góp mới của đề tài 8.1 Về mặt lí luận - Phát hiện đƣợc các kĩ năng cần rèn luyện cho HS để phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học - Đề xuất đƣợc tiến trình tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề - Đề xuất đƣợc các quá trình hỗ trợ của MVT vào việc tổ chức HĐNT cho HS - Đề xuất đƣợc tiến trình tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí - 13 - theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT 8.2 Về mặt thực tiễn - Xây dựng website “Từ trƣờng và Cảm ứng điện từ” để hệ thống hóa cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT - Soạn thảo hệ thống tiến trình và giáo án tổ chức các HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT các mục trong các bài học thuộc các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT 9 Cấu trúc của đề tài MỞ ĐẦU TỔNG QUAN NỘI DUNG Chƣơng 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi Demo Version - Select.Pdf SDK tính Chƣơng 2 Tổ chức dạy học các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính Chƣơng 3 Thực nghiệm sƣ phạm KẾT LUẬN - 14 - TỔNG QUAN Trong những năm gần đây, các đề tài nghiên cứu lí luận về đổi mới phƣơng pháp dạy học vật lí theo hƣớng tích cực hóa HĐNT của HS đã đƣợc nghiên cứu và có một số kết quả đáng kể Tác giả Vũ Quang đã đề cập đến việc sử dụng một số phƣơng pháp nhận thức trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông [45], [46] Với công trình nghiên cứu “Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường phổ thông” nhóm tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng đã phân tích kĩ hơn về các phƣơng pháp nhận thức đƣợc sử dụng trong dạy học vật lí ở phổ thông [51] Trong công trình “Hình thành kiến thức, kĩ năng, phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật lí” tác giả Phạm Hữu Tòng đã thiết kế tiến trình dạy học tri thức cụ thể về “Sự rơi tự do của các vật” và vạch ra cơ sở định hƣớng của việc hƣớng dẫn HS giải bài toán vật lí [55] Tác giả Thái Duy Tuyên với công trình “Những vấn đề cơ bản giáo dục Demo Version - Select.Pdf SDK học hiện đại” đã trình bày những vấn đề chung về tổ chức quá trình dạy học, về lựa chọn các phƣơng pháp dạy học [77] Tác giả Lê Công Triêm đã đề cập đến việc đổi mới phƣơng pháp dạy học vật lí ở trƣờng trung học phổ thông trong đợt tập huấn bồi dƣỡng nâng cao năng lực giáo viên [69] Nhóm tác giả Lê Công Triêm, Lê Thúc Tuấn đã đề cập đến việc đổi mới phƣơng pháp dạy học vật lí 11 THPT trong Dự án phát triển giáo dục THPT [74] Tác giả Lê Văn Giáo với công trình “Thí nghiệm và phương tiện trực quan trong dạy học vật lí ở trường phổ thông” đã đề cập đến việc sử dụng thí nghiệm thực và các phƣơng tiện trực quan để tích cực hóa HĐNT của HS [19] Một số luận án tiến sĩ đã nghiên cứu việc cải tiến trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông theo hƣớng phát huy tính tự lực, tích cực hoạt động học tập của HS, với mong muốn góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học từng - 15 - phần của chƣơng trình vật lí phổ thông Tác giả Trần Văn Nguyệt bằng phƣơng pháp dạy học giải quyết vấn đề, đã tổ chức các tình huống học tập nhằm tăng cƣờng sự hoạt động của HS, nâng cao chất lƣợng dạy học chƣơng “Áp suất của chất lỏng và chất khí” ở lớp 7 THCS [41] Tác giả Đỗ Hƣơng Trà đã tổ chức tình huống học tập định hƣớng hoạt động của HS trong việc dạy học khái niệm lực [62] Tác giả Trịnh Thị Hải Yến đã sử dụng phƣơng pháp mô hình trong dạy học vật lí nhằm phát triển tƣ duy HS [84] Tác giả Phạm Thị Phú với đề tài “Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho HS nhằm nâng cao hiệu quả dạy học cơ học lớp 10 PTTH” đã thực nghiệm thành công việc sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học phần Cơ học lớp 10 [42] Với luận án tiến sĩ “Nghiên cứu sử dụng một số phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy học phần “Dụng cụ quang học” “Tán sắc và giao thoa ánh sáng” ở trường THPT” tác giả Nguyễn Thị Thanh Hà đã phân tích và chỉ rõ các phƣơng pháp dạy học có khả năng phát huy tính tích cực nhận thức vDậtelmí coủaVheọrcsisoinnh-đSó elàle: cdạt.yPhdọfcSgDiảKi quyết vấn đề, phƣơng pháp dạy học kiến tạo, phƣơng pháp hƣớng dẫn HS giải bài tập,…[20] Từ thập niên 60 của thế kỷ XX, MVT đã xâm nhập vào nhà trƣờng ở nhiều quốc gia trên thế giới Tại một số nƣớc ở Châu Á, MVT cũng đƣợc ứng dụng vào giảng dạy trong các nhà trƣờng phổ thông từ rất sớm nhƣ Hàn Quốc, Thái Lan, Malaixia, … Việc ứng dụng MVT trong các nhà trƣờng cũng đƣợc thực hiện theo nhiều hƣớng khác nhau, chẳng hạn ở Nhật Bản việc ứng dụng MVT đƣợc thực hiện theo ba hƣớng chính: Sử dụng MVT nhƣ thiết bị nghe nhìn minh hoạ cho các tài liệu học tập; Dạy học với sự trợ giúp của MVT (CAI - Computer Assisted Instruction); Sử dụng MVT để quản lí hệ thống dạy học (CMI - Computer Managed Instruction)… Tại Việt Nam, từ năm 1986 các nhà khoa học đã có những nghiên cứu bƣớc đầu để ứng dụng MVT vào dạy học Các viện nghiên cứu, trƣờng đại học và nhiều công ty đã hình thành các nhóm nghiên cứu về việc - 16 - sử dụng MVT trong dạy học và đã thu đƣợc những kết quả bƣớc đầu rất đáng khích lệ, chẳng hạn “Phòng thí nghiệm vật lí ảo” của nhóm nghiên cứu ở Đại học Bách khoa Hà Nội; phần mềm STD dùng cho việc ôn tập, kiểm tra kiến thức của Viện Công nghệ thông tin; … Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, hầu hết kiến thức vật lí đều gắn với thực tế, nên việc ứng dụng công nghệ thông tin nói chung và MVT nói riêng vào dạy học vật lí là một hƣớng đi thích hợp và mang tính cấp thiết Nhờ các chƣơng trình mô phỏng, minh hoạ, MVT làm tăng tính trực quan, kích thích hứng thú học tập và tạo sự chú ý ở mức độ cao đối với HS Nhờ sự hỗ trợ của MVT, GV sẽ giảm thời gian thuyết trình, không mất nhiều thời gian vào việc biểu diễn, thể hiện thông tin trong giờ học Với các thí nghiệm có tính nguy hiểm đối với con ngƣời, hoặc các thí nghiệm có thời gian diễn ra rất nhanh (hoặc rất chậm) thì việc thay thế chúng bằng những thí nghiệm ảo trên MVT là một cách làm tối ƣu … Vì thế, việc sử dụng MVT với tƣ cách là một phƣơng tiện dạy học hiện đại trong dạy học vật lí có rất nhiềuDeƣmu đoiểVmernsổioi ntrộ-i,Sneóleccót.PthdểfđSƣDợcKứng dụng trong nhiều giai đoạn của quá trình dạy học, từ việc xây dựng tình huống học tập, nghiên cứu giải quyết vấn đề, xây dựng kiến thức mới đến việc củng cố, vận dụng kiến thức … Ngày nay, xu thế dạy học nhờ sự trợ giúp của MVT là một trong những biện pháp cơ bản để đổi mới phƣơng pháp dạy học, nâng cao chất lƣợng dạy học Việc ứng dụng MVT trong dạy học đang là một vấn đề đƣợc quan tâm hiện nay và ngày càng đƣợc khai thác, sử dụng dƣới nhiều hình thức Việc sử dụng MVT để tổ chức các HĐNT cho HS đã đƣợc nhiều nhà giáo dục trong nƣớc quan tâm Nhiều công trình nghiên cứu và nhiều bài báo đã đƣợc đăng trên các tạp chí giáo dục nhƣ: nhóm tác giả Lê Công Triêm, Nguyễn Quang Lạc, Nguyễn Đức Sừu, Mai Văn Trinh đã đề cập đến việc sử dụng MVT để mô phỏng và minh họa trong dạy học vật lí [65]; nhóm tác giả Lê Công Triêm, Vƣơng Đình Thắng đã đề cập đến sự phát - 17 - triển của công nghệ máy tính và vai trò của nó trong việc đổi mới phƣơng pháp dạy học vật lí [67]; tác giả Lê Công Triêm đã đề cập đến bài giảng điện tử và quy trình thiết kế bài giảng điện tử trong dạy học [71]; nhóm tác giả Lê Công Triêm, Trần Huy Hoàng đã đề cập đến việc sử dụng MVT hỗ trợ thí nghiệm khảo sát các định luật chất khí [73]; nhóm tác giả Lê Công Triêm, Nguyễn Quang Lạc đã đề cập đến một số điểm về cơ sở lí luận dạy học của việc sử dụng máy tính điện tử [64]; nhóm tác giả Lê Công Triêm, Phan Gia Anh Vũ đã đề cập đến việc ứng dụng máy tính điện tử trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông [66];… Kết quả của các công trình nghiên cứu cho thấy: MVT có thể đƣợc sử dụng để tổ chức các HĐNT cho HS từ truyền thụ tri thức, phát triển tƣ duy, rèn luyện kĩ năng thực hành, ôn tập củng cố, kiểm tra đánh giá cho đến việc giáo dục nhân cách ngƣời lao động mới Nó không chỉ phù hợp cấu trúc logic, đặc điểm của quá trình dạy học mà còn có thể ứng dụng trong nhiều tình huống dạy học khác nhau Việc sử dụng MVT vào dạy học cũng đƣợc nhiều luận án tiến sĩ nghiên cứu.DTeámc goiảVPehrsanioGnia- SAenlheVctũ.Pvdớfi đSềDtKài “Nghiên cứu, xây dựng và sử dụng phần mềm dạy học cho chương trình Động học và Động lực học lớp 10 THPT” đã nghiên cứu khai thác phần mềm PAKMA trong các thí nghiệm cũng nhƣ trong các quá trình xây dựng mô hình phần Động học và Động lực học lớp 10 THPT [82] Tác giả Mai Văn Trinh với đề tài “Nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường THPT nhờ việc sử dụng MVT và các phương tiện dạy học hiện đại” đã nghiên cứu việc ứng dụng các phần mềm Turbo Pascal, Visual Basic, PAKMA, Powerpoint để mô phỏng và minh họa các hiện tƣợng vật lí; đồng thời sử dụng các thiết bị ngoại vi máy quét ảnh, máy kĩ thuật số, camera, máy in màu để chế bản các Folie màu [75] Tác giả Nguyễn Xuân Thành với đề tài “Xây dựng phần mềm phân tích video và tổ chức HĐNT của HS trong dạy học các quá trình cơ học biến đổi nhanh theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại” đã đi sâu vào việc xây dựng phần mềm phân tích video và sử dụng vào việc tổ chức HĐNT của - 18 - HS trong dạy học một số quá trình cơ học biến đổi nhanh ở THPT [48] Tác giả Vƣơng Đình Thắng với đề tài “Nghiên cứu sử dụng MVT với multimedia thông qua việc xây dựng và khai thác website dạy học môn vật lí lớp 6 ở trường trung học cơ sở” đã nghiên cứu việc sử dụng MVT với multimedia thông qua việc xây dựng và khai thác website dạy học [49] Tác giả Trần Huy Hoàng với đề tài “Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của MVT trong dạy học một số kiến thức Cơ học và Nhiệt học THPT” đã tập trung nghiên cứu sử dụng bộ cảm biến với phần mềm Datastudio hỗ trợ các thí nghiệm vật lí phần Cơ học và Nhiệt học [24];… Trong các công trình đó, các tác giả đều quan tâm đến việc ứng dụng công nghệ công tin vào dạy học vật lí nhƣng chƣa quan tâm đúng mức đến việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học vật lí Bên cạnh đó, việc sử dụng MVT vào dạy học đã đƣợc nhiều thạc sĩ nghiên cứu nhƣ: tác giả Phạm Vân Điệp tập trung vào việc khai thác và sử dụng Internet trong dạy học Điện học lớp 11 THPT [13]; tác giả Vũ Thúy Hằng đã ngDhieênmcoứuVevirệsciotổnc-hSứcelHeĐctN.PTdvfớSi DsựKhỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chƣơng Quang học vật lí lớp 7 THCS [21]; tác giả Nguyễn Thị Hoàng Hậu đã nghiên cứu xây dựng website dạy học vật lí và sử dụng chúng trong dạy học phần Cảm ứng điện từ lớp 11 THPT [22]; tác giả Hoàng Trọng Phú đã nghiên cứu Working Model để thiết kế dạy học Cơ học vật lí 10 THPT [43]; tác giả Nguyễn Hoàng Nam đã nghiên cứu cách thiết kế bài giảng điện tử phần Dao động và Sóng cơ học vật lí 12 THPT trên Microsoft Frontpage [39];… Trong các công trình ở trên, các tác giả đã nghiên cứu những phƣơng pháp dạy học phát huy tính tích cực nhận thức vật lí của học sinh đó là phƣơng pháp dạy học giải quyết vấn đề, dạy học kiến tạo, phƣơng pháp mô hình… trong phần Cơ học, Nhiệt học và Quang học Bên cạnh đó, các tác giả cũng đã nghiên cứu việc sử dụng MVT vào trong dạy học vật lí đễ hỗ trợ các thí nghiệm, các hiện tƣợng; hỗ trợ cho việc tổ chức các HĐNT cho - 19 - HS phần Cơ học, Nhiệt học, Điện học và Quang học Đối với phần Cảm ứng điện từ cũng có tác giả nghiên cứu nhƣng trên phƣơng diện dạy học bằng Website Qua các công trình trên, các tác giả chƣa làm rõ việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS với sự hỗ trợ của MVT Vì vậy, đối với các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT chƣa có công trình nào nghiên cứu việc tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT Kiến thức các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” khá trừu tƣợng đối với HS Ở lớp 9, HS đã đƣợc học kiến thức thuộc hai chƣơng này nhƣng các hiện tƣợng chỉ khảo sát một cách định tính, sơ lƣợc, không đi sâu vào mặt định lƣợng Chính vì vậy HS hiểu vấn đề còn nông cạn Do vậy khi dạy học các chƣơng này, GV cần tận dụng những hiểu biết đã có của HS, đồng thời hình thành cho HS những khái niệm cơ bản nhằm đi sâu vào bản chất vật lí của các hiện tƣợng và mặt định lƣợng của các đại lƣợng vật lí Để HS có thể nhận thức đƣợc nội dung bài học, GV phải sử dụng nhiều hình ảDnehm, koếtVheợrpsitohínn-ghSieệmlec(ct.óPtdhfểStrDựKc tiếp hoặc gián tiếp) để trực quan hóa các hiện tƣợng, kích thích HS tự chủ xây dựng kiến thức MVT cùng các thiết bị liên quan có thể giúp GV phóng to các thí nghiệm và hình ảnh minh họa Khi những thí nghiệm, hình ảnh đƣợc phóng to lên thì các HS trong lớp đều quan sát đƣợc, từ đó các em sẽ hứng thú hơn và hiệu quả giờ học sẽ cao hơn Vì thế, khi tổ chức HĐNT các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT, GV cần kết hợp phƣơng pháp dạy học truyền thống với sự hỗ trợ của MVT để trực quan hóa các hiện tƣợng, thí nghiệm vật lí Với sự kết hợp đó, HS sẽ có đƣợc sự hứng thú trong học tập vì đƣợc tận mắt quan sát các hình ảnh, đồng thời tiến trình bài học vẫn còn lƣu lại trên bảng giúp HS có cái nhìn tổng thể về bài học Từ những nhận định trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài và định hƣớng những vấn đề cần giải quyết nhƣ sau: - 20 - - Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề - Nghiên cứu khả năng hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề - Xây dựng tiến trình tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT - Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT - Nghiên cứu khả năng hỗ trợ của MVT trong việc tổ chức HĐNT cho HS theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” - Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” phục vụ cho việc tổ chức các HĐNT cho HS với sự hỗ trợ của MVT Demo Version - Select.Pdf SDK - Thiết kế hệ thống tiến trình, giáo án các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” dựa trên tiến trình đã đề xuất - TNSP để xác nhận mức độ phù hợp, tính khả thi và hiệu quả của việc tổ chức HĐNT cho HS trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của MVT