nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm đơn giản kết hợp với ứng dụng công nghệ thông tin để dạy học phần “nhiệt học” ở trường thcs miền núi

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  BÙI THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC Ở TRƢỜNG THCS MIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  BÙI THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC Ở TRƢỜNG THCS MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học vật lí Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Trần Đức Vượng THÁI NGUYÊN - 2011 i 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 và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 7 năm 2011 Tác giả Bùi Thị Kim Dung ii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học sư phạm- Đại học Thái Nguyên, Khoa sau đại học- Đại học sư phạm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí cùng quý thầy, cô giáo đã tham gia giảng dạy lớp Cao học khóa 17. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường phổ thông dân tộc nội trú THCS huyện Yên Sơn, trường THCS Trung Sơn, Hội đồng giáo dục nhà trường, quý thầy cô giáo trong tổ Vật lí đã ủng hộ, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của Thầy giáo - Tiến sĩ Trần Đức Vượng trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, các bạn học viên lớp cao học Vật lí khóa 17 đã dành nhiều tình cảm, giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Thái Nguyên, tháng 7 năm 2011 Tác giả Bùi Thị Kim Dung iii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT DH ĐC GV HS KT THCS TN TNg TNSP : : : : : : : : : : Công nghệ thông tin Dạy học Đối chứng Giáo viên Học sinh Kiểm tra Trung học cơ sở Thí nghiệm Thực nghiệm Thực nghiệm sƣ phạm iv Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG, ĐỒ THỊ, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Trang Bảng 3.1 Bảng thống kê các điểm số X i của bài kiểm tra 58 Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm 59 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất lũy tích 60 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp các tham số 61 Biểu đồ 3.1 Phân bố điểm của hai nhóm TNg và ĐC 59 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm 59 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 60 Đồ thị 3.3 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 60 Sơ đồ 1.1 Sơ đồ khối TN ghép nối máy vi tính 17 Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung phần nhiệt học lớp 6 33 Sơ đồ 2.2 Cấu trúc nội dung phần nhiệt học lớp 8 34 Sơ đồ 2.3 Quy trình xây dựng thí nghiệm tự tạo 35 Sơ đồ 2.4 Quy trình thiết kế bài DH có sử dụng phối hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT 43 Hính 2.1 Thí nghiệm so sánh không khí nóng và không khí lạnh 36 Hình 2.2 Thí nghiệm so sánh không khí nóng và không khí lạnh 36 Hình 2.3 Thí nghiệm sự đối lƣu trong không khí 37 Hình 2.4 Thí nghiệm sự đối lƣu trong không khí 37 Hình 2.5 Thí nghiệm sự đối lƣu trong không khí 38 Hình 2.6 Thí nghiệm sự dẫn nhiệt 38 Hình 2.7 Thí nghiệm sự dẫn nhiệt 39 Hình 2.8 Thí nghiệm sự dẫn nhiệt 40 Hình 2.9 Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất khí 40 Hình 2.10 Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất khí 41 v Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục các chữ viết tắt iii Danh mục các bảng, đồ thị, hình và số đồ iv Mục lục v MỞ ĐẦU 1 1.1. Lý do chọn đề tài 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 3 1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 1.4. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 3 1.5. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 4 1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu 5 1.7. Giả thuyết khoa học 5 1.8. Đóng góp của luận văn 5 1.9. Cấu trúc của luận văn 6 CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN VỚI ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 7 1.1. Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí 7 1.1.1. Thí nghiệm Vật lí 7 1.1.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí 7 1.1.2.1. TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS 7 1.1.2.2. TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của HS 8 vi Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.2.3. TN là phƣơng tiện nâng cao chất lƣợng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS 8 1.1.2.4. TN làm đơn giản hóa các hiện tƣợng vật lí 9 1.1.2.5. TN góp phần tích cực hóa tƣ duy ngƣời học 9 1.1.2.6. TN có tác dụng bồi dƣỡng các đức tính tốt cho HS 10 1.1.2.7. TN vật lí có thể đƣợc sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình DH 10 1.1.3. Phân loại thí nghiệm trong dạy học vật lí 10 1.1.3.1. Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên 10 1.1.3.2. Thí nghiệm thực tập về vật lí của học sinh 11 1.1.4. Các yêu cầu đối với thí nghiệm vật lí 12 1.2. Thí nghiệm tự tạo 13 1.2.1. Khái niệm 13 1.2.2. Ƣu điểm của thí nghiệm tự tạo 13 1.2.2. Những yêu cầu đối với thí nghiệm tự tạo[ 8] 13 1.3. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lí 14 1.3.1. Vai trò của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lí 14 1.3.2. Các ứng dụng và ƣu điểm của CNTT trong DH vật lí 15 1.3.2.1. Ứng dụng kỹ thuật không gian ảo để thiết kế TN và mô hình ảo 15 1.3.2.2. Ứng dụng CNTT xây dựng bài giảng điện tử 16 1.3.2.3. Ứng dụng kỹ thuật ghép nối cho các bài TN vật lí. 17 1.3.2.4. Ứng dụng phần mềm phân tích băng Video 17 1.3.2.5. Ứng dụng trong tự động hóa thi và kiểm tra 17 1.4. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập vật lí ở trƣờng phổ thông 18 1.4.1. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập vật lí 18 1.4.2. Một số đặc điểm của HS miền núi liên quan đến tính tích cực hoạt động nhận thức 20 vii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.4.3. Các phƣơng pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí 21 1.4.3.1. Khái niệm 21 1.4.3.2. Những dấu hiệu đặc trƣng của các phƣơng pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực nhận thức cho học sinh 21 1.4.3.3. Các phƣơng pháp dạy học tích cực 24 1.5. Thực trạng của việc sử dụng phối hợp tự tạo với các ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lí ở trƣờng THCS miền núi 26 1.5.1. Mục đích, phƣơng pháp điều tra 26 1.5.2. Kết quả điều tra 27 1.5.2.1. Cơ sở vật chất 27 1.5.2.2. Tình hình học tập của HS 28 1.5.2.3. Tình hình dạy của GV 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG I 30 CHƢƠNG II: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀO DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 31 2.1. Khái quát nội dung phần "Nhiệt học" THCS 31 2.1.1. Tƣ tƣởng chỉ đạo việc lựa chọn và cấu trúc nội dung chƣơng trình và cơ sở định hƣớng việc đổi mới PPDH vật lí ở cấp THCS 31 2.1.2. Cấu trúc nội dung phần "Nhiệt học" THCS 33 2.2. Xây dựng một số thí nghiệm tự tạo đơn giản phần "Nhiệt học" 34 2.2.1. Quy trình xây dựng thí nghiệm tự tạo 34 2.2.2. Các thí nghiệm tự tạo phần "Nhiệt học" 35 2.2.2.1. Thí nghiệm so sánh không khí nóng và không khí lạnh 35 2.2.2.2. Thí nghiệm "Sự đối lƣu trong không khí" 36 2.2.2.3. Thí nghiệm sự đối lƣu của chất khí 37 viii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.2.2.4. Thí nghiệm sự đối lƣu trong chất lỏng 39 2.2.2.5. Thí nghiệm về sự dẫn nhiệt 40 2.2.2.5. Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất khí 41 2.3. Soạn thảo, thiết kế bài dạy học có sử dụng phối hợp thí nghiệm tự tạo với ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học phần "Nhiệt học" 42 2.3.1. Nguyên tắc sử dụng phối hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT trong DH vật lí 42 2.3.2. Quy trình thiết kế bài dạy học có sử dụng phối hợp thí nghiệm tự tạo với ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học phần "Nhiệt học" 43 2.3.2.1. Xác định mục tiêu bài học 43 2.3.2.2. Xác định kiến thức cơ bản và trọng tâm bài học 44 2.3.2.3. Lựa chọn phƣơng án phối hợp thí nghiệm cho từng giai đoạn dạy học cụ thể 44 2.3.2.4. Chuẩn bị tƣ liệu, thiết bị cho bài học 45 2.3.2.5. Lên kế hoạch dạy học chi tiết 45 2.3.3. Soạn thảo, thiết kế tiến trình DH cụ thể 45 CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 54 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 54 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 54 3.1.2. Nhiệm vụ của TNSP 54 3.2. Đối tƣợng và nội dung TNSP 54 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm 54 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 55 3.3. Phƣơng pháp đánh giá kết quả TNSP 55 3.3.1. Phân tích định tính dựa trên theo dõi hoạt động của HS trong giờ học 55 [...]... những kết quả của những công trình nghiên cứu trƣớc đây, đồng thời sẽ nghiên cứu việc kết hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT để dạy học phần "Nhiệt học" nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS ở trƣờng THCS miền núi 1.5 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm tự tạo đơn giản sử dụng kết hợp với ứng dụng CNTT trong dạy học các kiến thức phần “Nhiệt học ở trƣờng... CHƢƠNG II: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀO DẠY HỌC PHẦN "NHIỆT HỌC" CHO HS MIỀN NÚI 2.1 Khái quát nội dung phần "Nhiệt học" 2.2 Xây dựng một số TN tự tạo đơn giản phần "Nhiệt học" 2.3 Sử dụng phối hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS 2.4 Soạn thảo, thiết kế bài DH có sử dụng phối hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT để DH phần "Nhiệt... dựng một số TN tự tạo đơn giản trong dạy học kiến thức phần “Nhiệt học ở trƣờng THCS miền núi - Tiến trình xây dựng một số TN tự tạo đơn giản phần "Nhiệt học" - Soạn thảo tiến trình DH cụ thể có sử dụng phối hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT vào DH phần "Nhiệt học" - Tổ chức thực nghiệm, tổng kết và rút ra một số kết luận cần thiết 1.4 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Nƣớc ta có nhiều công trình nghiên cứu. .. THCS miền núi 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng một số TN đơn giản kết hợp với ứng dụng CNTT để DH các kiến thức phần “Nhiệt học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS ở trƣờng THCS miền núi 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của TN, vai trò của TN, kết hợp TN tự tạo và ứng dụng CNTT trong DH Vật lý - Khảo sát thực trạng và đề xuất giải pháp việc xây dựng. .. đời sống thực tế và kỹ thuật, có thể phát huy cao tính sáng tạo và năng lực hoạt động thực tiễn của HS Trên cơ sở những lý do đã trình bày ở trên và để nâng cao hiệu quả trong quá trình DH đồng thời góp phần phát huy tính tích cực nhận thức cho HS THCS miền núi, tôi lựa chọn đề tài Nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm đơn giản kết hợp với ứng dụng CNTT để dạy học các kiến thức phần “Nhiệt học ở trường. .. phần lớn cơ sở lí luận của ứng dụng CNTT trong DH vật lí Nhƣ vậy, mặc dù có nhiều đề tài nghiên cứu về TN tự tạo và ứng dụng CNTT trong DH vật lí, tuy nhiên các đề tài này mới chỉ dừng lại ở phạm vi nghiên cứu độc lập, chƣa có công trình nào nghiên cứu về kết hợp xây dựng thí nghiệm tự tạo đơn giản với ứng dụng CNTT trong DH phần "Nhiệt học" ở trƣờng THCS miền núi Trong phạm vi đề tài nghiên cứu của mình,... thuyết khoa học Nếu thiết kế, chế tạo đƣợc một số thí nghiệm đơn giản và xây dựng đƣợc tiến trình DH có sử dụng bộ TN này kết hợp ứng dụng CNTT theo quan điểm lý luận DH hiện đại một cách hợp lý thì sẽ góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức HS THCS miền núi 1.8 Đóng góp của luận văn - Góp phần làm rõ hơn cơ sở lý luận của TN, vai trò của TN tự tạo đơn giản và sử dụng kết hợp TN tự tạo với ứng dụng CNTT... các công trình nghiên cứu về TN tự tạo hay các đề tài nghiên cứu về ứng dụng CNTT trong dạy học vật lí nhƣ: - "Nghiên cứu sử dụng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính trong DH một số kiến thức cơ học và nhiệt học THPT" của TS Trần Huy Hoàng Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 - "Sử dụng phối hợp TN tự tạo với thí nghiệm có sự hỗ trợ của máy vi tính vào dạy học phần. .. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN VỚI ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DH VẬT LÍ 1.1 TN và vai trò của TN trong DH vật lí 1.2 TN tự tạo 1.3 Ứng dụng CNTT trong DH vật lí 1.4 Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập vật lí ở trƣờng phổ thông 1.5 Thực trạng của việc sử dụng phối hợp TN tự tạo với các ứng dụng của CNTT trong DH vật lí ở trƣờng THCS miền núi CHƢƠNG... "Nhiệt học" CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 3.2 Đối tƣợng và nội dung TNSP 3.3 Phƣơng pháp đánh giá kết quả TNSP 3.5 Kết quả TNSP 3.6 Kết luận chƣơng III Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN VỚI ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC . dựng một số thí nghiệm đơn giản kết hợp với ứng dụng CNTT để dạy học các kiến thức phần “Nhiệt học ở trường THCS miền núi 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng một số TN đơn giản kết. DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC Ở TRƢỜNG THCS MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học vật lí Mã số: 60.14.10. lại ở phạm vi nghiên cứu độc lập, chƣa có công trình nào nghiên cứu về kết hợp xây dựng thí nghiệm tự tạo đơn giản với ứng dụng CNTT trong DH phần "Nhiệt học& quot; ở trƣờng THCS miền núi.