Sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương động học chất điểm vật lí 10

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐỖ THỊ HẰNG SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐỖ THỊ HẰNG SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10 Chuyên ngành: QUẢN LÝ GIÁO DỤC Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGÔ DIỆU NGA HÀ NỘI - 2015 MỤC LỤC Lời cam đoan ……………………………………………………………………….i Lời cảm ơn………………………………………………………………………… ii Danh mục chữ viết tắt…………………………………………………………iiii Danh mục bảng ……………………………………………………………………vi Danh mục hình ……………………………………………………………………vii MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………… CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHỔ THƠNG 1.1 Quan niệm đại dạy học ………………………………………… …5 1.1.1 Mục tiêu dạy học giai đoạn ……………………………… …5 1.2 Cơ sở việc dạy học Vật lí theo hƣớng phát huy tinh tích cực, tự lực học sinh ………………………………………………………………………………….8 1.2.1 Phát huy tính tích cực hoạt động học tập vật lí học sinh ……………….8 1.2.2 Phát huy tính tự lực hoạt động học tập vật lí học sinh …………………13 1.3 Bản đồ khái niệm (BĐKN) ………………………………………………… 15 1.3.1 Bản đồ khái niệm gì? ……………………………………………………15 1.3.2 Một số đặc điểm Bản đồ khái niệm …………………………….16 1.3.3 Lịch sử nghiên cứu đồ khái niệm ………………………………………17 1.3.4 Cơ sở tâm lí học BĐKN ……………………………………………… 18 1.3.5 Cơ sở nhận thức đồ khái niệm ………………………………………….21 1.3.6 Chức đồ khái niệm ………………………………………… 21 1.3.7 Quy trình xây dựng quy chuẩn đánh giá BĐKN ……………………… 22 1.3.8 So sánh Grap, đồ tƣ duy, Bản đồ khái niệm ……………………………24 1.4 Quy trình sử dụng BĐKN khâu trình dạy học vật lí …… 25 1.4.1 Vai trị đồ khái niệm dạy học ………………………………25 1.4.2 Các dạng đồ khái niệm ……………………………………………… 26 1.4.3 Các cách sử dụng đồ khái niệm dạy học ……………………….27 1.5 Thực trạng dạy học chƣơng “ Động học chất điểm- Vật lí 10” số trƣờng THPT tỉnh Hà Nam ……………………………………………………………… 28 1.5.1 Phƣơng pháp dạy học chƣơng Động học chất điểm giáo viên …………29 1.5.2 Thực trạng hocj chƣơng “ Động học chất điểm- Vật lí 10” HS ….30 KẾT LUẬN CHƢƠNG …………………………………………………………33 i CHƢƠNG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10 …………………………31 2.1 Nội dung kiến thức khoa học chƣơng Động học chất điểm ………………31 2.1.1 Các khái niệm chƣơng Động học chất điểm ………………………….31 2.1.2 Đặc điểm chuyển động có quy luật chất điểm : Chuyển động thẳng đều, thẳng biến đổi đều, rơi tự chuyển động tròn ……………… 34 2.1.3 Cấu trúc nội dung chƣơng “ Động học chất điểm- Vật lí 10” ………………38 2.1.4 Mục tiêu dạy học chƣơng “ Động học chất điểm- Vật lí 10” ………………40 2.2 Thiết kế phƣơng án dạy học có sử dụng BĐKN …………………………50 KẾT LUẬN CHƢƠNG …………………………………………………………93 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ………………………………………94 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ………………………………………………94 3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm …………………………………………….94 3.3 Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm …………………………………………… 95 3.4 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm …………………………………95 3.4.1 Phân tích diễn biến thực nghiệm sƣ phạm lớp thực nghiệm …………….96 3.4.2 Phân tích diễn biến thực nghiệm sƣ phạm lớp đối chứng ………………103 3.4.3 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm phƣơng pháp thống kê toán học …………… ……………………………………………………………104 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3… …………………………………………………… 108 KẾT LUẬN CHUNG……… ……………………………………………………109 TÀI LIỆU THAM KHẢO … …………………………………………………110 PHỤ LỤC ……………… ……………………………………………………….111 ii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Làm để học sinh hứng thú học tập, nắm vững kiến thức cách nhanh chóng? Bằng cách rèn luyện đƣợc nếp tƣ sáng tạo cho học sinh học tập, tự tin trình bày thuyết trình, có khả làm việc nhóm cách hiệu đặc biệt sử dụng kỹ vào sống tƣơng lai? Ngày học tập chăm chƣa phải giải pháp tối ƣu mà ta học đƣợc trình học tập, ta tạo giá trị gì, tạo sản phẩm từ kiến thức đƣợc học Để nâng cao chất lƣợng giảng dạy, phục vụ nghiệp phát triển đất nƣớc, năm qua, ngành GD & ĐT kiên trì phát động vận động đổi phƣơng pháp nâng cao tính tích cực, sáng tạo ngƣời học trình dạy học Qua thị 15/CT Bộ Giáo dục Đào tạo rõ: “Đổi phƣơng pháp giảng dạy học tập trƣờng sƣ phạm nhằm tích cực hố hoạt động học tập, phát huy tính chủ động, sáng tạo lực tự học, tự nghiên cứu học sinh Thầy giáo giữ vai trò chủ đạo việc tổ chức, điều khiển, định hƣớng q trình dạy học, cịn học sinh giữ vai trị chủ động q trình học tập tham gia nghiên cứu khoa học” Để dạy học theo hƣớng tích cực cần: Giảm diễn giảng thơng báo, tăng cƣờng diễn giảng nêu vấn đề, nâng cao chất lƣợng thực hành phịng thí nghiệm, tăng cƣờng tập nghiên cứu khoa học Vật lí, giải tình có vấn đề, tăng thời gian tự học, kết hợp với sử dụng công nghệ thông tin giảng dạy Muốn vậy, giáo viên cần trọng dạy cho học sinh cách học tự học Có nhiều phƣơng pháp dạy học đƣợc áp dụng rộng rãi, nhiên hầu nhƣ phƣơng pháp dạy học phần lớn làm chức truyền thụ kiến thức cho học sinh rèn luyện cho học sinh kỹ sống làm việc cần thiết tƣơng lai Vật lí khoa học tính chất định luật chung chuyển động vật chất, kho vô tận kiến thức ngƣời tự nhiên Trong mơn Vật lí chƣơng trình dạy học trƣờng phổ thông thể phần khơng lớn kiến thức Vì phƣơng pháp dạy học Vật lí cần thiết phải thực nguyên tắc lựa chọn kiến thức, xây dựng nội dung dạy học phù hợp với lứa tuổi khác cho nội dung tạo thành hệ thống kiến thức Vật lí, cho học sinh khái niệm Vật lí học đại, đồng thời tạo sở để phát triển tƣ học sinh, hình thành học sinh giới quan khoa học, hình thành họ khả sáng tạo, kĩ thói quen cần thiết quan trọng cho hoạt động thực tiễn hàng ngày học tập Việc lựa chọn Bản đồ khái niệm (BĐKN) công cụ để khám phá vốn khái niệm mối quan hệ khái niệm học sinh trƣớc sau học BĐKN đƣợc xem nhƣ công cụ phân tích liệu có tính đơn giản xác cao, có ích việc xây dựng tóm tắt tri thức, nhận quan niệm sai lầm, lỗ hổng kiến thức, đề xuất ý tƣởng, đánh giá học tập học sinh Trong mơn tự nhiên nói chung mơn Vật lí nói riêng , kiến thức hệ thống khái niệm, định luật liên hệ chặt chẽ với đƣợc hình thành phát triển theo trật tự logic Việc phân loại xếp khái niệm Vật lí thành hệ thống quan trọng Đối với khối lƣợng khái niệm lớn lĩnh hội khơng có hệ thống khơng thể nắm vững, nhớ lâu vận dụng đƣợc Chƣơng “ Động học chất điểm” chƣơng mở đầu cho chƣơng trình Vật lí THPT chƣơng có nhiều khái niệm mới, trừu tƣợng, mối liên hệ khái niệm hiểu cho thấu đáo việc cần cho việc học chƣơng chƣơng trình Sử dụng đồ khái niệm giúp học sinh nắm vững kiến thức, có nhìn tổng qt, sáng tạo hình thành, rèn luyện kĩ sử dụng Bản đồ khai niệm học tập Vật lí từ chƣơng chƣơng trình phổ thơng Vì lí tơi chọn đề tài: “ Sử dụng Bản đồ khái niệm dạy học chƣơng Động học chất điểm- Vật lí 10” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng BĐKN sử dụng BĐKN để thiết kế tiến trình dạy học chƣơng “ Động học chất điểm-Vật lí 10” nhằm nâng cao hiệu học tập phát huy tính tích cực, tự chủ học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận BĐKN dạy học tích cực - Nghiên cứu kiến thức chƣơng “ Động học chất điểm” - Vật lí 10 - Tìm hiểu trạng dạy học chƣơng “ Động học chất điểm” - Vật lí 10 số trƣờng THPT huyện Thanh Liêm-Hà Nam - Xây dựng BĐKN thiết kế phƣơng án dạy học chƣơng “ Động học chất điểm” Vật lí 10 - Thực nghiệm sƣ phạm để kiểm chứng giả thiết khoa học đề Đối tƣợng nghiên cứu, khách thể nghiên cứu, đối tƣợng khảo sát a Đối tượng nghiên cứu - Nội dung kiến thức chƣơng “ Động học chất điểm” - Vật lí 10 - Cơ sở lí luận BĐKN sử dụng BĐKN dạy học b Khách thể nghiên cứu Học sinh lớp 10 A3 10 A5 trƣờng THPT LÊ HOÀN huyện Thanh Liêm tỉnh Hà Nam c Phạm vi nghiên cứu - Sử dụng BĐKN dạy học chƣơng “ Động học chất điểm” - Vật lí 10 - Thực nghiệm sƣ phạm trƣờng THPT LÊ HOÀN huyện Thanh Liêm tỉnh Hà Nam Phƣơng pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu văn kiện Đảng đổi nội dung, chƣơng trình, phƣơng pháp dạy học - Nghiên cứu tài liệu giáo dục học PPDH môn Vật lý - Nghiên cứu sở lý luận Bản đồ khái niệm - Nghiên cứu chƣơng “Động học chất điểm” 5.2 Phương pháp thực nghiệm - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm “ Xây dựng vận dụng Bản đồ khái niệm” chƣơng “ Động học chất điểm” 5.3 Phương pháp điều tra vấn sâu Thực sau tiết dạy, nhằm xem xét quan điểm ngƣời học có thấy hiệu so với phƣơng pháp giảng dạy thông thƣờng hay không 5.4 Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu - Phân tích tổng hợp ý kiến đánh giá, nhằm đƣa tính hiệu việc áp dụng vào dạy học vật lý trƣờng THPT - Từ đề xuất giải pháp áp dụng để phát huy hiệu sử dụng câu hỏi dạy học Giả thuyết khoa học đề tài Nếu xây dựng sử dụng đƣợc cách hợp lí BĐKN chƣơng “Động học chất điểm- Vật lí 10 q trình DH góp phần nâng cao hiệu học tập phát huy tính tích cực, tự chủ học sinh Dự kiến đóng góp đề tài - Góp phần hệ thống hóa sở lý luận việc sử dụng BĐKN trình dạy học vật lí phổ thơng - Các phƣơng án dạy học chƣơng “Động học chất điểm- Vật lí 10” đƣợc thiết kế sở sử dụng BĐKN xây dựng Các phƣơng án dạy học dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lí dạy trƣờng THPT CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHỔ THƠNG 1.1 Quan niệm đại dạy học 1.1.1 Mục tiêu giáo dục giai đoạn 1.1.1.1 Mục tiêu giáo dục giai đoạn Mục tiêu giáo dục hệ thống chuẩn mực mẫu hình nhân cách cần hình thành đối tƣợng ngƣời đƣợc giáo dục định Đó hệ thống cụ thể yêu cầu xã hội thời đại Trong giai đoạn xác định nhân cách loại đối tƣợng giáo dục Mục tiêu giáo dục quốc gia nhà nƣớc đề vào tình hình kinh tế, văn hóa, xã hội đất nƣớc tƣơng lai: Mục tiêu thay đổi theo thời gian theo giai đoạn phát triển đất nƣớc Trong giai đoạn đất nƣớc mở cửa hội nhập với cộng đồng giới Mục tiêu giáo dục đƣợc cụ thể hóa thêm điểm sau: - Coi trọng giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức coi trọng tảng tri thức ngƣời Giáo dục HS sống lành mạnh, tự tin, tự tơn dân tộc, có trí lập nghiệp, khơng cam chịu nghèo hèn - Bên cạnh việc bồi dƣỡng lực tiếp thu tinh hoa văn minh nhân loại phải giữ gìn phát huy tiềm dân tộc ngƣời Việt Nam - Ngƣời lao động vừa phải có ý thức cộng đồng, tinh thần tập thể hợp tác giúp đỡ nhau, vừa phát huy tính tích cực cá nhân động, chủ động, cống hiến cho cơng cơng nghiệp hóa đại hoa đất nƣớc - Có khả sử dụng ngoại ngữ giao tiếp thơng thƣờng, có khả ứng dụng số thành tựu CNTT vào giải cơng việc trình độ phổ thơng - Phát triển nâng cao kĩ học tập chung, kĩ vận dụng kiến thức vào tình học tập mới, vào thực tiễn sản suất công cá nhân, gia đình cộng đồng Tóm lại mục tiêu GD nhằm xây dựng ngƣời Một mục tiêu GD phát lực cá nhân để định hƣớng cho việc đào tạo Còn ĐT để xây dựng khả lao động cho ngƣời Nền GD tốt giáo dục tạo đƣợc ngƣời có đạo đức nhân cách tốt, có ý thức trách nhiệm cao Nền ĐT tốt ĐT ngƣời có kỹ lao động giỏi Sự phát triển đa dạng cá nhân dẫn đến phát triển nhanh chóng, tồn diện hài hịa xã hội 1.1.1.2 Mục tiêu giáo dục mơn Vật lí trường trung học phổ thông Mục tiêu giáo dục thay đổi theo giai đoạn phát triển xã hội Do mục tiêu giáo dục nhà trƣờng mục tiêu cua hoạt động DHVL phải bám sát có điều chỉnh , sửa đổi phù hợp Dựa vào mục tiêu GD chung Bộ GD ĐT xác định đƣợc mục tiêu cho môn Vật lí nhƣ sau: Việc giảng dạy mơn Vật lí có nhiệm vụ cung cấp cho HS hệ thống kiến thức trình độ phổ thơng Bƣớc đầu hình thành kĩ làm việc khoa học, góp phần tạo HS lực nhận thức, lực hành động phẩm chất nhân cách Mục tiêu GD mơn Vật lí đƣợc cụ thể hóa nhƣ sau: a Mục tiêu kiến thức Chƣơng trình Vật lí nhà trƣờng THPT nhằm giúp cho HS đạt hệ thống kiến thức phổ thông, phù hợp với quan điểm đại Đó - Những khái niệm vật tƣợng q trình Vật lí thƣờng gặp đời sống sản xuất - Những định luật nguyên lí đƣợc trình bày phù hợp với lực tốn học lực suy luận logic HS - Những nét thuyết Vật lí quan trọng - Các phƣơng pháp chung nhận thức khoa học hiểu biết phƣơng pháp đặc thù Vật lí Trƣớc hết phƣơng pháp thực nghiệm phƣơng pháp mơ hình - Những ứng dụng phổ biến Vật lí đời sống sản xuất b Mục tiêu kĩ Trong DHVL cần ý bồi dƣỡng cho HS kĩ sau: - Thu thập thông tin cần thiết cho việc học tập mơn Vật lí cách quan sát tƣợng trình Vật lí thực tế tự nhiên, đời sống hàng ngày trong thí nghiệm, điều tra, sƣu tầm, tra cứu tài liệu, tìm hiểu phƣơng tiện thông tin đại chúng, khai thác mạng Internet - Phân tích tổng hợp sử lí thơng tin thu thập đƣợc để rút kết luận suy luận quy nạp, suy luận tƣơng tự, khái quát hóa, đề mối quan hệ đơn giản mối quan hệ hay chất tƣợng hay q trình vật lí - Sử dụng dụng cụ đo phổ biến vật lí, kĩ lắp ráp tiến hành thí nghiệm Vật lí đơn giản - Vận dụng kiến thức để giải thích tƣợng q trình Vật lí, giải tốn Vật lí vấn đề đơn giản đời sống mức độ phổ thông - Sử dụng thuật ngữ Vật lí , biểu đồ, bảng, đồ thị để trình bày, truyền đạt thơng tin đƣợc rõ ràng, xác hiểu biết, kết thu thập đƣợc sử lí thơng tin c Mục tiêu tình cảm, thái độ, tác phong Trong DHVL cần bồi dƣỡng co HS thái độ tình cảm tác phong mơn Vật lí có nhiều ƣu thực Đó là: - Có hứng thú học tập mơn Vật lí, rộng lịng u thích tìm tịi khoa học Trân trọng đóng góp Vật lí cho tiến xã hội công lao khoa học - Có ý thức vận dụng hiểu biết vật lý vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập nhƣ để bảo vệ giữ gìn mơi trƣờng sống tự nhiên - Có thái độ khách quan, trung thực, tác phong làm việc khoa học, cẩn thận, tỉ mỉ, xác - Có tinh thần nỗ lực phấn đấu nhân kết hợp tinh thần hợp tác lao động học tập nghiên cứu, ý thức học tập nghiên cứu Nhƣ vậy, sử dụng phƣơng pháp giáo dục truyền thống khơng thể đáp ứng đƣợc u cầu mục tiêu giáo dục Do đó, để học sinh nắm vững kiến thức, đồng thời có hứng thú học tập vận dung kiến thức vào thực tế cần phải đổi phƣơng pháp dạy học 1.2 Cơ sở lý luận dạy học Vật lí theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự lực học sinh 1.2.1 Phát huy tính tích cực hoạt động học tập vật lý học sinh a.Quan niệm tích cực học tập Tích cực phẩm chất vốn có ngƣời đời sống xã hội Khác với động vật, ngƣời khơng tiêu thụ có sẵn thiên nhiên mà chủ động sản xuất cải vật chất cần thiết cho tồn phát triển xã hội, chủ động cải biến môi trƣờng tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo văn hóa thời đại TÀI LIỆU THAM KHẢO Dƣơng Trọng Bái-Vũ Thanh Khiết (2005), Từ điển vật lí, NXB Giáo dục Lƣơng Dun Bình (chủ biên), Vật lí đại cương tập 1, Nhà xuất Giáo dục Bộ giáo dục đào tạo (2007), Tài liệu bồi dưỡng GV thực chương trình SGK lớp 10 THPT môn Vật lý, NXB Giáo dục Ngô Diệu Nga (2003), Bài giảng chuyên đề cao học Phương pháp nghiên cứu khoa học dạy học vật lí , Đa ̣i ho ̣c Sƣ pha ̣m Hà Nô ̣i Nguyễn Phúc Chỉnh (2009), “Cơ sở lý thuyết bản đồ khái niệm”, Tạp chí Giáo dục, số 210, kỳ tháng năm 2009 Nguyễn Phúc Chỉnh, Phạm Thị Hồng Tú (2009), Sử dụng phần mềm Cmap Tools lập bản đồ khái niệm, Tạp chí Giáo dục, số 218, kỳ tháng năm 2009 Lƣơng Dun Bình (chủ biên)- Nguyễn Xn Chi- Tơ Giang-Trần Chí Minh- Vũ Quang- Bùi Gia Thịnh(2009), Sách giáo khoa Vật lí 10 Nhà xuất giáo dục Hà Nội Lƣơng Duyên Bình (chủ biên)- Nguyễn Xuân Chi- Tơ Giang-Trần Chí Minh- Vũ Quang- Bùi Gia Thịnh (2009),Sách tập Vật lí 10 Nhà xuất giáo dục Hà Nội 9.Phạm Văn Thiều( lƣợc dịch tuyển chọn), Một vấn đề nâng cao Vật lí trung học phổ thông.Nhà xuất giáo dục Hà Nội 10 Lƣơng Dun Bình (chủ biên)- Nguyễn Xn Chi- Tơ Giang-Trần Chí MinhVũ Quang- Bùi Gia Thịnh, Sách giáo viên Vật lí 10 Nhà xuất giáo dục Hà Nội 11 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp giảng dạy Vật lí trường THPT, NXB Đại học Sƣ phạm Hà Nội 12 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (1999) , Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lí trường phổ thông, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 13 Phạm Hữu Tịng (2001), Lí luận dạy học vật lí trường trung học, NXB Giáo dục 10