Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chương điện học vật lý 7 nhằm phát triển tư duy Vật lí cho chọc sinh Trung học cơ sở miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  NGUYỄN NGỌC ANH SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 7 NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH THCS MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí Mã số: 60 14 0111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI Thái Nguyên, năm 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Khải, ngƣời thầy đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, lãnh đạo các phòng chức năng, các bộ môn khoa học tự nhiên và khoa học xã hội cùng các đồng nghiệp trƣờng THCS Lƣơng Ngọc Quyến đã quan tâm, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập cao học để đạt kết quả tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa sau Đại học, khoa Vật lí trƣờng ĐHSP – ĐHTN đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Em xin cảm ơn các thầy cô trong hội đồng duyệt và chấm luận văn cao học Vật lí K20B đã quan tâm và chỉ bảo tận tình chúng em trong suốt quá trình từ khi viết đề cƣơng luận văn cho đến khi hoàn thành luận văn và bảo vệ. Em xin chân thành cảm ơn các trƣờng THCS và các giáo viên đã cộng tác dạy thực nghiệm, các đồng chí lãnh đạo cùng các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vật lí ở các trƣờng thực nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực nghiệm. Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014 Tác giả Nguyễn Ngọc Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực chƣa từng đƣợc công bố trong một công trình khoa học nào khác. Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Anh XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Khải XÁC NHẬN CỦA KHOA VẬT LÍ Trƣởng khoa ThS. Lê Bá Tứ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i MỤC LỤC Trang bìa phụ Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục i Danh mục hình, bảng biểu sơ đồ v Danh mục từ viết tắt vi MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6 1.1 Tổng quan về các vấn đề cần nghiên cứu. 6 1.2. Vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh miền núi. 8 1.2.1 Khái niệm về tƣ duy Vật lí. 8 1.2.1.1 Khái niệm về tƣ duy 8 1.2.1.2 Đặc điểm của quá trình tƣ duy 9 1.2.1.3 Tƣ duy Vật lí 12 1.2.2 Đặc điểm tƣ duy Vật lí của HS miền núi. 15 1.2.3 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí cho HS THCS miền núi. 19 1.2.3.1 Khái niệm phát triển tƣ duy 19 1.2.3.2 Sự cần thiết phải phát triển tƣ duy 19 1.2.3.3 Rèn luyện các thao tác tƣ duy 21 1.2.3.4 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí 25 1.3. Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy phần điện học 31 1.3.1 Thí nghiệm với vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí. 31 1.3.1.1 Khái niệm về thí nghiệm Vật lí 31 1.3.1.2 Các vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí. 32 1.3.1.3 Sự cần thiết của thí nghiệm trong dạy học Vật lí. 36 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii 1.3.1.4 Những khó khăn và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm trong dạy phần điện học . 38 1.3.2 Các phƣơng tiện CNTT. 39 1.3.2.1 Phƣơng tiện dạy học 39 1.3.2.2 Phƣơng tiện CNTT 42 1.3.2.3 Các phƣơng tiện CNTT dùng trong dạy học Vật lí. 42 1.3.2.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phƣơng tiện CNTT 47 1.3.3 Biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT trong dạy học phần điện học. 47 1.3.3.1 Các căn cứ lý luận và thực tiễn lựa chọn phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT trong dạy học 48 1.3.3.2 Các biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phƣơng tiện CNTT trong dạy học Vật lí. 53 1.4. Nghiên cứu thực trạng dạy học phần điện học 54 1.4.1 Mục đích điều tra. 55 1.4.2 Phƣơng pháp điều tra, tìm hiểu. 55 1.4.3 Kết quả điều tra. 55 KẾT LUẬN CHƢƠNG I 60 CHƢƠNG II: SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÍ 7 61 2.1. Đặc điểm của chƣơng điện học 61 2.1.1 Đặc điểm và nhiệm vụ của chƣơng điện học Vật lí 7 61 2.1.2 Cấu trúc và chuẩn kiến thức kĩ năng của chƣơng điện học Vật lí 7. 64 2.1.3 Lựa chọn kiến thức để phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT vào dạy học. 66 2.2 Sự hỗ trợ của các phƣơng tiện CNTT trong dạy học chƣơng điện học Vật lí 7 68 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii 2.3 Sử dụng phối hợp thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT để tổ chức dạy học một số kiến thức điện học Vật lí 7 71 2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chƣơng điện học Vật lí 7. 74 2.4.1 Xác định mục tiêu bài dạy. 74 2.4.2 Xác định phƣơng tiện dạy học, phƣơng pháp dạy học 75 2.4.3 Phân loại và lựa chọn kiến thức phù hợp với PPDH. 78 2.4.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 78 2.4.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 79 2.4.5 Xác định các hình thức củng cố và vận dụng kiến thức. 84 2.5.1 Xác định mục tiêu bài dạy 86 2.5.2 Xác định phƣơng tiện dạy học, phƣơng pháp dạy học 86 2.5.3 Phân loại và lựa chọn kiến thức phù hợp với PPDH 87 2.5.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 87 2.5.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh. 88 2.5.5 Xác định các hình thức củng cố và vận dụng kiến thức 94 KẾT LUẬN CHƢƠNG II 97 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 98 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 98 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm. 98 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm 98 3.2. Đối tƣợng và nội dung của thực nghiệm sƣ phạm. 98 3.2.1 Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm. 98 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm. 99 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm. 100 3.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm. 100 3.2.2. Quan sát giờ học. 100 3.2.3. Bài kiểm tra. 101 3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm. 103 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 3.4.1. Nhận xét về tiến trình học tập của lớp thực nghiệm. 103 3.4.2 Xử lý kết quả của bài kiểm tra. 104 3.4.2.1. Các kết quả về mặt định tính của việc phát triển tƣ duy Vật lí cho HS 104 3.4.2.2. Kết quả định lƣợng 106 KẾT LUẬN CHƢƠNG III 113 PHẦN KẾT LUẬN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 Phụ lục 1: Phiếu phỏng vấn học sinh 118 Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn giáo viên Vật lý THCS 119 Phụ lục 3: Bài kiểm tra thực nghiệm số 1 121 Phụ lục 4: Bài kiểm tra thực nghiệm số 2 123 Phụ lục 5: Các hình ảnh thực nghiệm sƣ phạm 125 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khả năng của các PPDH trong thực hiện các mục tiêu dạy học 49 Bảng 1.2: Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí 57 Bảng 1.3: Việc sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí 57 Bảng 1.4: Lý do GV ít sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí 57 Bảng 3.1: Số lƣợng, chất lƣợng học tập của các nhóm TNg và nhóm ĐC 100 Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 107 Bảng 3.3: Xếp loại học tập lần 1 107 Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lần 1 108 Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 109 Bảng 3.6: Xếp loại học tập lần 2 110 Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất lần 2 111 Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra 112 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Tóm tắt quá trình tƣ duy 13 Hình 1.2: Đặc tính của tƣ duy 14 Hình 1.3: Định hƣớng phƣơng pháp nghiên cứu dạy học 36 Hình ảnh thí nghiệm sự nhiễm điện do cọ xát xây dựng bằng phần mềm Crocodile Physics 605 80 Hình ảnh thí nghiệm của bài hai loại điện tích xây dựng bằng phần mềm Crocodile Physics 605 86 Biểu đồ 3.1: xếp loại học tập lần 1 108 Biểu đồ 3.2: Xếp loại học tập lần 2 110 Sơ đồ 1.1. Sơ đồ tỷ lệ lƣu giữ thông tin trong trí nhớ học sinh 50 Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khái quát kiến thức chƣơng “Điện học” 65 Sơ đồ 2.2. Quy trình thiết kế DH có sử dụng phối hợp TN và CNTT 66 Sơ đồ 2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức bài “Sự nhiễm điện do cọ xát” 78 Sơ đồ 2.4. Tiến trình xây dựng kiến thức bài “Hai loại điện tích” 87 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC TỪ - CỤM TỪ VIẾT TẮT Thí nghiệm TN Đối chứng ĐC Công nghệ thông tin CNTT Phƣơng pháp dạy học PPDH Sách giáo khoa SGK Giáo viên GV Trung học cơ sở THCS Phần mềm dạy học PMDH Máy vi tính MVT Phƣơng tiện dạy học PTDH Học sinh HS Thực nghiệm sƣ phạm TNSP Thực nghiệm TNg [...]... nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chƣơng Điện học Vật lí 7 nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi. ” II Mục đích của đề tài: Nghiên cứu phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ thông tin trong dạy học các kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi III Khách thể và đối tƣơng nghiên cứu 1.Khách thể: Hoạt động dạy học ở... THCS miền núi 2 Đối tƣơng nghiên cứu: Nghiên cứu phối hợp sử dụng giữa thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ thông tin khi dạy một số bài Vật lí thuộc phần Điện học (Vật lí 7) IV Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế tiến trình dạy học trong đó phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ thông tin phù hợp với quan điểm hiện đại về dạy học vật lí thì sẽ nâng cao hiệu quả phát triển tƣ duy Vật lí cho học. .. học sinh THCS miền núi V Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau: - Nghiên cứu lý luận về phát triển tƣ duy vật lí cho học sinh theo quan điểm hiện đại - Nghiên cứu lý luận về dạy một số kiến thức điện học (Vật lí 7) - Nghiên cứu lý luận và thực tiễn về sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT khi dạy học một số kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ duy. .. phối hợp sử dụng thí nghiệm và CNTT để tổ chức hoạt động dạy một số kiến thức Điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ duy vật lí cho HS THCS miền núi - Vận dụng cơ sở lý luận, luận văn đã thiết kế và thực nghiệm tiến trình dạy học một số bài cụ thể thực hiện mục đích đề tài đặt ra 4 IX Cấu trúc nội dung của luận văn Luận văn gồm các phần sau: Phần mở đầu, phần nội dung gồm 3 chƣơng Chƣơng I: Cơ sở lý. .. nghệ thông tin (CNTT) Đặc biệt bộ môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó để hình thành quan niệm đúng đắn về thế giới vật chất cho HS khi dạy các kiến thức Điện học (Vật lí 7) , thì việc tiến hành các thí nghiệm là rất quan trọng Nhờ các thí nghiệm vật lí, HS có đƣợc những quan điểm cơ bản về phƣơng pháp thực nghiệm khoa học Tuy nhiên trong nhiều bài dạy của chƣơng trình vật lí trung học cơ sở. .. nhằm phát triển tƣ duy vật lí cho học sinh THCS miền núi - Soạn một số giáo án theo hƣớng của đề tài - Thực nghiệm sƣ phạm VI Giới hạn của đề tài 3 Nghiên cứu việc phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT ( máy chiếu projecter, máy tính, phần mềm thí nghiệm Vật lí) nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi VII Phƣơng pháp nghiên cứu 1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận - Tham khảo sách,... phải đối mặt với thực tế dạy học còn tồn tại mâu thuẫn giữa yêu cầu nâng cao chất lƣợng với thực tiễn, điều kiện học tập ở miền núi còn nhiều hạn chế Tuy nhiên, để phối hợp sử dụng đồng thời thí nghiệm, là đặc thù của bộ môn Vật lí, với các PTDH hiện đại trong dạy học các khái niệm vật lí phần Điện học lớp 7 cho HS THCS miền núi, nhằm phát triển tƣ duy vật lí thì chƣa có công trình nào nghiên cứu... áp dụng cho phù hợp với thời đại, đối tƣợng HS và điều kiện cơ sở vật chất đƣợc trang bị Trong dạy học Vật lí ở các trƣờng THCS hiện nay, ngƣời GV cũng đã vận dụng các phƣơng pháp dạy học (PPDH) tích cực và áp dụng dần các phƣơng tiện dạy học (PTDH) hiện đại vào dạy học để phù hợp với chƣơng trình đổi mới sách giáo khoa (SGK) và đổi mới PPDH Tuy nhiên không có một PPDH nào là vạn năng và thích hợp cho. .. đề phát triển tƣ duy vật lí và các phƣơng pháp dạy học tích cực - Tham khảo tài liệu về chƣơng điện học 2 Phƣơng pháp tổng kết kinh nghiệm, điều tra quan sát - Tổng kết kinh nghiệm qua nhiều năm trực tiếp giảng dạy, qua dự giờ, trao đổi kinh nghiệm với một số giáo viên giàu kinh nghiệm ở một số trƣờng THCS miền núi - Phỏng vấn giáo viên và học sinh để nắm tình hình dạy chƣơng điện học (Vật lí 7) và sử. .. hƣớng và giải pháp cụ thể để giáo dục miền núi hoà nhập với mặt bằng chung của cả nƣớc về chất lƣợng giáo dục 1.2.3 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí cho HS THCS miền núi Tiếp cận đối tƣợng học tập, cần thiết phải có các hình thức tổ chức dạy học và học tập phù hợp với đặc điểm của đối tƣợng Không có chuẩn riêng về dạy học cho HS miền núi, chỉ có sự dạy học thích hợp với từng đối tƣợng và ngƣời học . việc lựa chọn và nghiên cứu đề tài: Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chƣơng Điện học Vật lí 7 nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi. ” II cứu phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ thông tin trong dạy học các kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi. III. Khách thể và. tiêu dạy học 49 Bảng 1.2: Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí 57 Bảng 1.3: Việc sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí 57 Bảng 1.4: Lý do GV ít sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí 57 Bảng