Vận dụng phương pháp mô hình trong dạy học chương Chất khí Vật lí lớp 10 Trung học Phổ thông

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học s phạm Hà Nội 2 Nguyễn đình thắng Vận dụng phơng pháp mô hình trong Dạy học chơng chất khí vật lí lớp 10 Trung học phổ thông Chuyờn ngnh: Lý lun v phng phỏp dy hc Vt lý Mó s: 60.14.10 Luận Văn thạc sĩ giáo dục học Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Trọng Rỹ Hà Nội 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu là của riêng tôi, số liệu trong đề tài là trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình khác. Xuân Hòa, ngày 26 tháng 11 năm 2011 Tác giả Nguyễn Đình Thắng Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hớng dẫn khoa học, PGS - T.S Vũ Trọng Rỹ. Thầy đã dành nhiều thời gian tận tình giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong tổ bộ môn Phơng pháp giảng dạy, các thầy cô giáo trong khoa Vật lí, Phòng Sau đại học của trờng Đại học s phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp thuộc trờng THPT Bất Bạt, THPT Ba Vì, TP Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ và cùng tôi tiến hành thực nghiệm s phạm để hoàn thành đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Xuân Hòa, ngày 26 tháng 11 năm 2011 Tác giả Nguyễn Đình Thắng 4 Mục lục Mở đầu 7 1. Lý do chọn đề tài 7 2. Mục đích nghiên cứu 8 3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 8 4. Giả thuyết khoa học 8 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 8 6. Phơng pháp nghiên cứu3 7. Kết quả nghiên cứu 9 8. Cấu trúc luận văn 10 Chơng 1: Cơ sở lý luận của việc vận dụng PPMH trong dạy học vật lí 11 1.1. Tổng quan nghiên cứu vấn đề 11 1.2. Mô hình 13 1.2.1. Khái niệm về mô hình 13 1.2.2. Các chức năng của mô hình 14 1.2.3. Tính chất của mô hình 15 1.2.4. Các loại mô hình sử dụng trong vật lý học 18 1.3. Phơng pháp mô hình trong vật lý học 22 1.3.1 Cơ sở lý thuyết của phơng pháp mô hình 22 1.3.2. Cấu trúc của phơng pháp mô hình trong vật lý học 23 1.3.3. Vai trò của phơng pháp mô hình trong lịch sử vật lý 26 1.3.4. Ưu - nhợc điểm của PPMH trong vật lý học 28 1.4. Phơng pháp mô hình trong dạy học vật lý 30 1.4.1.Vai trò của mô hình trong dạy học vật lý 30 1.4.2. Tổ chức dạy học theo phơng pháp mô hình 32 1.4.3. Các mức độ sử dụng phơng pháp mô hình trong dạy học vật lí 33 1.4.4. Cấu trúc tài liệu giáo khoa theo phơng pháp mô hình 36 1.4.5. Thực trạng sử dụng phơng pháp mô hình trong dạy học vật lý 38 Kết luận chơng 1 40 Chơng 2: Tổ chức dạy học chơng chất khí vật lý lớp 10 Trung học phổ thông theo phơng pháp mô hình 41 2.1. Vị trí, mục tiêu của chơng Chất khí 41 2.2. Nội dung, cấu trúc của chơng Chất khí 42 2.2.1. Nội dung, cấu trúc theo sách giáo khoa vật lý lớp 10 hiện hành 42 2.2.2. Nội dung - cấu trúc của chơng theo quan điểm mô hình 44 2.3. Các loại mô hình sử dụng trong dạy học của chơng Chất khí 45 2.3.1. Mô hình vật chất 45 2.3.2. Mô hình biểu tợng 46 2.3.3. Mô hình ký hiệu 46 2.4. Quy trình dạy học vật lí theo PPMH 51 2.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức trong chơngChất khí theo phơng pháp mô hình 52 Kết luận chơng 2 70 Chơng 3: Thực nghiệm s phạm 71 3.1 Khái quát về thực nghiệm s phạm 71 3.1.1 Mục đích thực nghiệm s phạm 71 3.1.2 Nội dung thực nghiệm s phạm. 71 3.1.3 Đối tợng và địa bàn thực nghiệm s phạm. 71 3.1.4. Tiến hành thực nghiệm s phạm. 72 3.2 Phân tích kết quả thực nghiệm. 73 3.2.1 Đánh giá học sinh giữa hai lớp về kĩ năng vận dụng, tính tích cực nhận thức của học sinh trong các giờ dạy thực nghiệm. 73 3.2.2 Đánh giá mức độ tham gia hoạt động học tập trong các giờ học của học sinh. 73 3.2.3 Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. 75 3.2.4 Xử lý số liệu thực nghiệm. 75 3.2.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm 82 Kết luận chơng 3 84 kết luận 85 tài liệu tham khảo 94 phụ lục 7 Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Đổi mới phơng pháp dạy học là vấn đề cấp thiết trong các nhà trờng hiện nay. Việc áp dụng các phơng pháp dạy học hiện đại dựa trên quan điểm phát huy tối đa tính tích cực, chủ động, sáng tạo của ngời học, đề cao vai trò tự học dới sự hớng dẫn của thầy đang đợc phổ biến rộng rãi. Báo cáo chính trị tại đại hội XI của Đảng đã đặt ra nhiệm vụ: Đổi mới chơng trình, nội dung, phơng pháp dạy và học, phơng pháp thi, kiểm tra theo hớng hiện đại; nâng cao chất lợng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tởng, giáo duc truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội[20]. Tuy nhiên thực trạng dạy học ở trờng phổ thông hiện nay vẫn cha đáp ứng đợc yêu cầu mà Đảng, Nhà nớc đặt ra. Phần đa giáo viên vẫn còn sức ỳ lớn trong việc đổi mới phơng pháp dạy học nên việc dạy học ở trờng phổ thông chủ yếu vẫn là lối truyền thụ một chiều mang tính thông báo và nhồi nhét. Hậu quả là sự quá tải trong học tập của học sinh, làm thui chột t duy sáng tạo của các em dẫn tới chất lợng đào tạo không nh mong muốn . Do đó vấn đề bồi dỡng cho học sinh các phơng pháp nhận thức khoa học, t duy sáng tạo đã trở thành nhiệm vụ quan trọng của các môn học trong nhà trờng phổ thông. Chỉ trên cơ sở dạy cho các em các phơng pháp nhận thức khoa học chúng ta mới có thể làm cho các em biết học tập một cách chủ động, mới rèn luyện đợc trí thông minh, óc sáng tạo ở các em. Nhng việc rèn luyện trí thông minh sáng tạo trong dạy học ở trờng phổ thông nớc ta hiện nay còn mới mẻ, đang còn nhiều khó khăn cả về lý luận lẫn thực tiễn. Để đạt đợc mục đích đó, chúng ta cần phải nghiên cứu, áp dụng và 8 liên tục cải tiến các phơng pháp giảng dạy. Nền giáo dục của nớc ta hiện nay đã sử dụng một số phơng pháp dạy học mang lại những hiệu quả nhất định nh phơng pháp thực nghiệm, phơng pháp dạy hoc nêu vấn đề, phơng pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm(dạy học hớng vào ngời học), dạy học algolit Phơng pháp mô hình (PPMH) là một trong những phơng pháp nhận thức khoa học và đã đợc vận dụng vào trong dạy học. Khi nghiên cứu những hiện tợng Vật lí xảy ra trong thế giới vi mô, nhất là trong dạy học vật lí, chúng tôi đặc biệt quan tâm tới PPMH. PPMH ngày càng trở nên quan trọng không những trong vật lí mà cả trong những ngành khoa học tự nhiên và xã hội khác. Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: Vận dụng phơng pháp mô hình trong dạy học chơng Chất khí vật lí lớp 10 trung học phổ thông. 2. Mục đích nghiên cứu Đề xuất quy trình dạy học chơng Chất khí trên cơ sở vận dụng PPMH nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy học vật lí trong trờng THPT. 3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tợng nghiên cứu: Quá trình dạy học vật lí ở trờng THPT. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đợc thực hiện tại các trờng THPT Bất Bạt, THPT Ba Vì, thuộc huyện Ba Vì TP Hà Nội. 4. Giả thuyết khoa học Khi dạy học chơng Chất khí lớp 10 THPT, nếu vận dụng PPMH ở các mức độ khác nhau để thiết kế phơng án dạy học cho một số đơn vị kiến thức cụ thể thì kết quả học sinh không những nắm vững sâu sắc kiến thức mà còn phát triển t duy sáng tạo cho học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu tài liệu, sách, báo liên quan đến vấn đề nghiên cứu nhằm xác định cơ sở lí luận cho việc thiết kế quy trình dạy học trên cơ 9 sở vận dụng PPMH. 5.2. Nghiên cứu chơng trình và sách giáo khoa vật lí phần nhiệt học. 5.3. Tìm hiểu thực trạng nhận thức về PPMH và sử dụng PPMH trong dạy học vật lí ở trờng phổ thông. 5.4. Thiết kế các phơng án dạy học chơng Chất khí trên cơ sở vận dụng PPMH. 5.5. Thực nghiệm s phạm các phơng án đã xây dựng. 6. Phơng pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lý luận: Vận dụng phơng pháp này để khái quát hóa hệ thống các vấn đề lý luận trong các tài liệu, sách, báo liên quan đến đề tài nghiên cứu nhằm xác định cơ sở lý luận cho đề tài. 6.2. Nhóm phơng pháp thực tiễn: 6.2.1. Điều tra giáo dục: Phỏng vấn trực tiếp, gián tiếp qua bộ phiếu hỏi các giáo viên, cán bộ quản lí giáo dục và học sinh về việc sử dụng mô hình và PPMH trong dạy học vật lí. 6.2.2. Quan sát s phạm: Dự giờ giáo viên. 6.2.3. Nghiên cứu sản phẩm GD của giáo viên và học sinh: Giáo án, vở ghi chép bài, bài làm kiểm tra của học sinh. 6.3. Thực nghiệm s phạm: Vận dụng phơng pháp này để kiểm nghiệm tính khoa học, khả thi của các phơng án dạy học trên cơ sở vận dụng PPMH. 7. Kết quả nghiên cứu Qua quá trình triển khai đề tài: Nghiên cứu sử dụng phơng pháp mô hình trong dạy học chơng Chất khí vật lý lớp 10 THPT, chúng tôi đã thu đợc một số kết quả nh sau: - Về mặt lý luận: + Nhận thức đợc cấu trúc của PPMH, vai trò của PPMH trong nghiên cứu vật lý và trong dạy học vật lý. 10 + Nắm đợc các bớc cơ bản vận dụng PPMH trong dạy học vật lý. - Về mặt nghiên cứu ứng dụng: + Xây dựng, thiết kế các giáo án chơng Chất khí theo PPMH. + Thực nghiệm s phạm: chúng tôi nhận thấy, có thể tiến hành dạy học chơng Chất khí theo PPMH, nhờ đó học sinh làm quen với PPMH -phơng pháp nhận thức quan trọng của vật lý học. 8. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, phần phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chơng sau: Chơng 1: Cơ sở lý luận của đề tài Chơng 2: Tổ chức dạy học chơng Chất khí Vật lí lớp 10 THPT theo PPMH. Chơng 3: Thực nghiệm s phạm [...]... học của tác giả Phạm Hữu Tòng đã đề cập tới mô hình, phương pháp mô hình trong dạy học vật lí Thực tế thì phương pháp mô hình ít xuất hiện tường minh trong các giờ học vật lí ở trường phổ thông Vì vậy chúng tôi chọn đề tài Vận đụng phương pháp mô hình trong dạy học chương chất khí vật lí lớp 10 THPT với mục đích bồi dương phương pháp nhận thức khoa học cho học sinh, giúp họ nắm vững, sâu sắc kiến thức... đối tính là những mô hình mới phản ánh sâu sắc, đầy đủ hơn thế giới vật chất 1.4 Phương pháp mô hình trong dạy học vật lý 1.4.1.Vai trò của mô hình trong dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông, chúng ta có thể sử dụng PPMH như một phương pháp độc lập trong dạy học một số kiến thức vật lý Việc giảng dạy vật lý không chỉ giới hạn trong việc truyền thụ cho học sinh những tri thức của bộ môn này, mà điều... là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình Phương pháp thực nghiệm được dùng phổ biến nhất, nó xuyên suốt quá trình dạy học vật lí ở trường phổ thông Một số công trình nghiên cứu có quan tâm đến PPMH như: Sử dụng phương pháp nhận thức (phương pháp mô hình) trong dạy học vật lí nhằm phát triển tư duy học sinh của tác giả Trịnh Thị Hải Yến Quan điểm mô hình hoá về vấn đề nhận thức 13 khoa học. .. Mô hình 1.2.1 Khái niệm về mô hình Khái niệm mô hình được sử dụng rộng rãi trong ngôn ngữ thông dụng hàng ngày với những ý nghĩa rất khác nhau Trong các môn khoa học tự nhiên học sinh thường gặp mô hình tế bào, mô hình động cơ không đồng bộ ba pha, mô hình động cơ đốt trong, tức là vật chất có cấu tạo không gian giống như vật mà ta cần nghiên cứu Mô hình phân tử, mô hình nguyên tử lại mô tả những vật. .. Chương 1 Cơ sở lý luận của việc vận dụng PPMH trong dạy học vật lí 1.1 Tổng quan nghiên cứu vấn đề Phương pháp dạy học vật lí là một nghành của khoa học giáo dục, nghiên cứu quá trình dạy học môn vật lí Việc xác định những đặc điểm, bản chất, quy luật vận động của quá trình đó sẽ giúp người giáo viên vật lí có thể điều khiển được diễn biến của nó nhằm đạt được mục tiêu của việc dạy học môn vật lí Trong. .. khoa học giáo dục, phương pháp dạy học vật lí sử dụng những phương pháp chung của khoa học giáo dục vận dung vao phương pháp dạy học vật lí Cơ sở phương pháp luận chung của mọi khoa học là triết học duy vật biện chứng Nó cung cấp cho ta những quan điểm cơ bản về con đường 12 nhận thức thế giới, nhận thức chân lí Những tư tưởng của triết học duy vật biện chứng cần được quán triệt trong phương pháp nghiên... sử dụng mô hình để nghiên cứu thực tế càng gặp nhiều khó khăn vì ta phải bổ sung vào cấu trúc chung của mô hình rất nhiều yếu tố cụ thể phù hợp với các tính chất đối tượng nghiên cứu 1.2.4 Các loại mô hình sử dụng trong vật lý học Ta có thể phân các mô hình vật lý ra làm hai loại [18, 130], [15, 27] A) Mô hình vật chất: Là mô hình trên đó phản ánh đặc trưng cơ bản về mặt hình học, vật lý, động lực học, ... những năng lực và phẩm chất đạo đức có liên quan đến môn học Trong quá trình dạy học muốn biến nội dung môn học thành vốn liếng của cá nhân học sinh thì phải xem xét sự vận động của nội dung dạy học trong mối liên hệ vứi mục đích dạy học và phương pháp dạy học: Mục đích Nội dung Phương pháp Phương phấp dạy học ở đây là cách thức hoạt động và phối hợp hành động của giáo viên và học sinh để đạt được... cấu trúc MH lý thuyết MH chức năng MH toán học MH ký hiệu MH đồ thị MH biểu tượng MH lôgic toán Hình 1.1: Các loại MH sử dụng trong vật lý học 22 1.3 Phương pháp mô hình trong vật lý học Trong phương pháp mô hình, người ta dựng lại những tính chất cơ bản của vật thể, hiện tượng, quá trình và mối quan hệ giữa chúng dưới dạng mô hình Việc nghiên cứu trên mô hình sẽ thay thế cho việc nghiên cứu trên chính... phương pháp nhận thức mà có thể hiểu được, sử dụng được Phương pháp là sự vận động của nội dung Giáo viên cần phảI thông qua việc hướng đãn học sinh nghiên cứu một nội dung cụ thể mà khái quát hóa lên thành phương pháp nhận thức, sau đó lại tiếp tục vận dụng phương pháp này cho nghiên cứu các nội dung khác Trong dạy học vật lí ở trường phổ thông ngoài những phương pháp chung thì còn có hai phương pháp . điểm của PPMH trong vật lý học 28 1.4. Phơng pháp mô hình trong dạy học vật lý 30 1.4.1.Vai trò của mô hình trong dạy học vật lý 30 1.4.2. Tổ chức dạy học theo phơng pháp mô hình 32 1.4.3 mức độ sử dụng phơng pháp mô hình trong dạy học vật lí 33 1.4.4. Cấu trúc tài liệu giáo khoa theo phơng pháp mô hình 36 1.4.5. Thực trạng sử dụng phơng pháp mô hình trong dạy học vật lý 38 . dạy học lấy học sinh làm trung tâm (dạy học hớng vào ngời học) , dạy học algolit Phơng pháp mô hình (PPMH) là một trong những phơng pháp nhận thức khoa học và đã đợc vận dụng vào trong dạy học.