Xây dựng các nhiệm vụ thực nghiệm trong dạy học chương “cân bằng và chuyển động của vật rắn” SGK vật lí 10

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI Tôi xin cam đoan đề tài doVẬT nghiên KHOA LÝ cứu, không chép đề tài chƣa đƣợc cơng bố sách, báo, tạp chí Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Tác giả LÊ THỊ KIM CHI Lê Thị Kim Chi XÂY DỰNG CÁC NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG: “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN”- SGK VẬT LÍ 10 Chun ngành: Lí luận phƣơng pháp dạy học mơn Vật lí KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI, 2018 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ LÊ THỊ KIM CHI XÂY DỰNG CÁC NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG: “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN”- SGK VẬT LÍ 10 Chun ngành: Lí luận phƣơng pháp dạy học mơn Vật lí KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Th.S Lê Thị Xuyến HÀ NỘI, 2018 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo tận tình giảng dạy, hƣớng dẫn suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội Đặc biệt xin chân thành cảm ơn cô giáo hƣớng dẫn – Thạc sĩ Lê Thị Xuyến trực tiếp hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ, động viên bảo trình thực khóa luận Tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới Ban giám hiệu thầy giáo tổ Vật lí, em học sinh trƣờng Trung học phổ thông Bắc Thăng Long (Hà Nội) trƣờng Trung học phổ thông Tây Hồ (Hà Nội) giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi q trình tơi tiến hành khảo sát thực tế thực nghiệm sƣ phạm đề tài Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, ngƣời thân giúp đỡ, động viên tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Tác giả Lê Thị Kim Chi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu, không chép đề tài chƣa đƣợc cơng bố sách, báo, tạp chí Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Tác giả Lê Thị Kim Chi MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .2 Giả thuyết khoa học Đối tƣợng khách thể nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .3 Dự kiến đóng góp đề tài CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG CÁC NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH 1.1 Năng lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí .4 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Khái niệm lực thực nghiệm 1.1.3 Cấu trúc lực thực nghiệm 1.1.4 Các biện pháp phát triển lực thực nghiệm 1.1.5 Đánh giá lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí trƣờng phổ thông 11 1.2 Lí luận việc xây dựng nhiệm vụ thực nghiệm việc phát triển lực thực nghiệm cho học sinh 15 1.2.1 Khái niệm nhiệm vụ thực nghiệm 15 1.2.2 Phân loại nhiệm vụ thực nghiệm .16 1.2.3 Các yêu cầu cần đạt xây dựng nhiệm vụ thực nghiệm 18 1.2.4 Vai trò nhiệm vụ thực nghiệm việc phát triển lực thực nghiệm cho học sinh 18 1.3 Điều tra thực tiễn việc phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí .20 1.3.1 Mục đích điều tra 20 1.3.2 Phƣơng pháp điều tra 20 1.3.3 Kết điều tra .20 KẾT LUẬN CHƢƠNG 24 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” - SGK VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 25 2.1 Mục tiêu dạy học chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn” sgk vật lí 10 25 2.1.1 Vị trí, vai trò chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn” .25 2.1.2 Mục tiêu dạy học chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn” 25 2.2 Xây dựng nhiệm vụ thực nghiệm 26 2.2.1 Nội dung nhiệm vụ thực nghiệm 26 2.2.2 Đề xuất hƣớng sử dụng nhiệm vụ thực nghiệm 42 2.2.3 Vai trò phát triển lực thực nghiệm nhiệm vụ thực nghiệm .43 KẾT LUẬN CHƢƠNG 51 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 52 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 52 3.3 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 52 3.4 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 52 3.5 Dự kiến thực nghiệm sƣ phạm 52 KẾT LUẬN CHƢƠNG 54 KẾT LUẬN CHUNG 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Ví dụ sản phẩm nhà nghiêng nhóm chế tạo đƣợc .28 Hình 2: bìa cung cấp cho nhóm 35 Hình 3: Ví dụ cách nhóm tiến hành thí nghiệm xác định trọng tâm bìa đƣợc cung cấp 36 Hình 4: Ví dụ kết thu đƣợc sau nhóm tiến hành thí nghiệm xác định trọng tâm bìa 37 Hình 5: Mơ hình xoay chƣa cân .41 Hình 6: Mơ hình xoay cân sau tiến hành thí nghiệm 42 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: Cấu trúc NLTN .7 Bảng 2: Tiêu chí đánh giá cấp độ đánh giá thành tố NLTN .15 Bảng 3: Tiêu chí đánh giá cấp độ đánh giá thành tố NLTN nhiệm vụ xây dựng .50 BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nội dung GV Giáo viên HS Học sinh NLTN Năng lực thực nghiệm NVTN Nhiệm vụ thực nghiệm PPTN Phƣơng pháp thực nghiệm MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Do yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội việc đào tạo nguồn nhân lực giai đoạn mới, nƣớc ta bƣớc vào giai đoạn cơng nghiệp hóa, đại hóa Trƣớc địi hỏi thực tiễn mục tiêu giáo dục phải thay đổi [9] Trong năm gần mục tiêu giáo dục Việt Nam chuyển từ mục tiêu cung cấp kiến thức chủ yếu sang hình thành phát triển lực cần thiết cho học sinh, đặc biệt lực hành động, lực thực tiễn Vì lẽ đó, ngành giáo dục đào tạo nƣớc ta không ngừng đổi chƣơng trình nội dung sách giáo khoa phƣơng pháp dạy học, bƣớc chuyển từ chƣơng trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực ngƣời học, nghĩa từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học đƣợc đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng đƣợc qua việc học nhằm bồi dƣỡng tƣ sáng tạo lực cho học sinh [10] Quan điểm đạo định hƣớng đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo theo Nghị 29 Hội nghị Ban Chấp hành Trung ƣơng Đảng Cộng sản Việt Nam lần thứ khóa XI nêu rõ: “…Chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất ngƣời học Học đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn…”[2] Vật lí mơn khoa học gắn với thực nghiệm Trong chƣơng trình vật lí phổ thơng, nhiều khái niệm vật lí hầu hết định luật vật lí đƣợc hình thành đƣờng thực nghiệm [10] Do việc phát triển lực thực nghiệm mạnh dạy học vật lí việc tìm cách phát triển lực, đặc biệt lực thực nghiệm tất yếu Đã có nhiều nghiên cứu việc phát triển lực thực nghiệm mơn vật lí cho học sinh nhƣ sử dụng mơ hình [3] hay sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm dạy học vật lí [10] nhƣng việc xây dựng nhiệm vụ thực nghiệm lại chƣa có đề cập đến C: Tùy nhiệm vụ mà nhà chuẩn bị hoàn thành lớp Ý kiến khác: Câu 6: Các em muốn tìm hiểu giải nhiệm vụ học tập cách nào? A: Tự tìm hiểu giải B: Trao đổi nhóm với C: Tự tìm hiểu trƣớc sau trao đổi nhóm với để giải Ý kiến khác: Câu 7: Phƣơng tiện liên lạc em giải nhiệm vụ học tập gì? A: Trao đổi qua gặp mặt trực tiếp lớp B: Trao đổi mạng Internet, nhà C: Trao đổi qua gặp mặt trực tiếp mạng Internet Ý kiến khác: Phụ lục Bảng biểu kết thực nghiệm PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ Bảng 1.1 Mức độ đồng tình khái niệm sau lực thực nghiệm ? Khái niệm lực thực nghiệm Số giáo viên Phần trăm Năng lực thực nghiệm khả vận dụng 33,3 0 66,7 kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ hứng thú để hành động cách phù hợp có hiệu tình đa dạng sống Năng lực thực nghiệm khả vận dụng phối hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ vào điều kiện ngoại cảnh (khách quan) khác để giải vấn đề thực tiễn cách có hiệu Năng lực thực nghiệm khả vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí,…để thực thành công hoạt động thực nghiệm bối cảnh định nhằm giải vấn đề đặt Bảng 1.2 Điều tra cấu trúc lực thực nghiệm Thành tố Đặt câu hỏi kiện vật Năng lực xác định vấn đề lí xung quanh vấn đề cần nghiên cứu Số giáo viên Phần trăm 100 cần nghiên cứu Phát biểu đƣợc vấn đề cần nghiên đƣa cứu dự đoán, giả thuyết 100 100 100 100 100 100 100 100 Chế tạo thiết bị thí nghiệm 44,4 Nêu đƣợc cấu tạo, chức 100 Lắp ráp đƣợc thiết bị thí nghiệm 100 Kiểm tra thiết bị, phát sai sót 100 Vận dụng kiến thức học, kinh nghiệm thân để đề xuất dự đoán, giả thuyết Lựa chọn đƣợc dự đốn, giả thuyết hợp lí, dùng thực nghiệm để kiểm tra Đề xuất đƣợc phƣơng án thí Năng lực thiết nghiệm khác kế phƣơng Lập đƣợc kế hoạch tiến hành thí án thí nghiệm nghiệm thiết kế cách chi tiết Lựa chọn đƣợc phƣơng án khả dĩ: Thao tác đơn giản, phù hợp với thí nghiệm học sinh, đảm bảo tính thẩm mĩ, chi phí Trao đổi, đƣa phƣơng án hợp lí Lựa chọn dụng cụ, thiết bị thí nghiệm phận thiết bị Năng lực tiến hành phƣơng án thí nghiệm thiết sửa chữa kế Tiến hành đƣợc thí nghiệm 100 Quan sát tƣợng diễn ra, ghi lại 100 100 Xử lí đƣợc kết thí nghiệm 100 Biểu diễn kết đo đƣợc dƣới 100 100 100 100 kết Lựa chọn sử dụng cơng cụ tốn học phù hợp dạng bảng hay đồ thị Năng lực xử lí, phân tích Tính tốn đƣợc sai số thí trình bày kết nghiệm Biện luận đƣợc tính đắn kết thí nghiệm kết luận rút từ kết thí nghiệm Tự đánh giá, cải tiến phép đo Bảng 1.3 Ý kiến thành tố lực thực nghiệm phát triển thuận lợi nhất? Thành tố Số giáo viên Phần trăm Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu đƣa 55,6 Năng lực thiết kế phƣơng án thí nghiệm 11,1 Năng lực tiến hành phƣơng án thí nghiệm 33,3 0 dự đoán, giả thuyết thiết kế Năng lực xử lí, phân tích trình bày kết Bảng 1.4 Các cách tổ chức cho học sinh học tập để phát triển lực thực nghiệm học sinh Cách tổ chức Cho học sinh quan sát hình ảnh, thí nghiệm Số giáo viên Phần trăm 55,6 Sử dụng mơ hình q trình dạy học 55,5 Sử dụng thí nghiệm trình dạy học 88,9 Kiểm tra đánh giá chủ yếu lí thuyết 55,6 11,1 sách giáo khoa tập sử dụng công thức Kiểm tra đánh giá câu hỏi hay tập cần phải huy động tính sáng tạo lực thực nghiệm để giải Tổ chức hƣớng dẫn để học sinh thực 22,2 nhiệm vụ thực nghiệm Bảng 1.5 Mức độ đồng tình với hoạt động hoạt động thực nghiệm Các hoạt động Số giáo viên Theo dõi, quan sát vật, tƣợng vốn có Phần trăm 88,9 77,8 66,7 55,6 tự nhiên Tiến hành thí nghiệm: tạo biến đổi đối tƣợng nghiên cứu để quan sát, thu thập liệu (ví dụ nhiều nghiên cứu sinh học, hóa học, vật lí…) Nghiên cứu, tổng hợp, phân tích tài liệu, chứng thu đƣợc Đƣa kết luận, giả thuyết khoa học đối tƣợng cần nghiên cứu Bảng 1.6 Mức độ đồng tình với khái niệm nhiệm vụ thực nghiệm: “Nhiệm vụ thực nghiệm dạy học vật lí yêu cầu đặt cho học sinh, mà địi hỏi học sinh phải thực hoạt động thực nghiệm phù hợp với lứa tuổi điều kiện học tập giải đƣợc yêu cầu đặt ra” Ý kiến Số giáo viên Phần trăm Đồng tình 100 Khơng đồng tình 0 Bảng 1.7 Ý kiến phù hợp thiết kế cho học sinh nhiệm vụ thực nghiệm dạy học vật lí trƣờng phổ thông Ý kiến Số giáo viên Phần trăm Có 88,9 Khơng 11,1 Bảng 1.8 Cách tổ chức cho học sinh trao đổi, thảo luận nhóm sử dụng nhiệm vụ thực nghiệm vào dạy học vật lí Cách tổ chức Số giáo viên Phần trăm Không tổ chức 11,1 Tổ chức trao đổi, thảo luận nhóm thực 88,9 55,6 55,6 nhiệm vụ thực nghiệm lớp Tổ chức trao đổi qua Internet giao cho học sinh thực nhiệm vụ thực nghiệm nhà Tổ chức trao đổi, thảo luận nhóm , thực nhiệm vụ thực nghiệm lớp nhà Bảng 1.9 Mức độ nắm vững kiến thức học sinh sau học xong chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn” Số thứ tự Mức độ Học sinh chƣa nhớ đƣợc hết kiến Số giáo viên Phần trăm 11,1 22,2 thức học Học sinh nhớ đƣợc kiến thức học Học sinh trình bày đƣợc kiến 11,1 0 thức học Học sinh trình bày đƣợc kiến thức học theo cách hiểu Tóm tắt đƣợc kiến thức học 11,1 Vận dụng kiến thức, công thức 66,7 55,6 để làm tập Vận dụng đƣợc kiến thức vào thực tế đời sống Bảng 1.10 Những khó khăn, sai lầm học sinh gặp phải học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn” Khó khăn, sai lầm Học sinh cịn gặp khó khăn xác định trục Số giáo viên Phần trăm 66,7 88,9 55,6 quay chuyển động tịnh tiến chuyển động quay quanh trục cố định vật rắn Học sinh gặp khó khăn xác định trọng tâm vật rắn có hình dạng bất kì, khơng quen thuộc, ví dụ : Xác định trọng tâm vòng tròn hay vật có hình chữ L Học sinh cịn nhầm lẫn xác định lấy ví dụ dạng cân vật rắn : Cân bền, cân không bền, cân phiếm định Học sinh lúng túng việc vận dụng 33,3 điều kiện cân quy tắc tổng hợp lực để giải tập Bảng 1.11 Nhu cầu sử dụng nhiệm vụ thực nghiệm dạy học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn” ”- SGK Vật lí 10 THPT Số thứ tự Nhu cầu Số giáo viên Phần trăm Không cần thiết 0 Cần thiết 88,9 Rất cần thiết 11,1 Bảng 1.12 Những thuận lợi để phát triển lực thực nghiệm cho học sinh dạy học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn” Thuận lợi Số giáo viên Phần trăm Hầu hết kiến thức học sinh gặp thực tế 77,7 66,7 77,8 nên em hứng thú với việc làm thực nghiệm từ lực thực nghiệm em đƣợc phát triển Dụng cụ làm thực nghiệm chƣơng đa dạng, dễ làm gần gũi với đời sống Hầu hết kiến thức kiểm tra thực nghiệm Bảng 1.13 Những khó khăn phát triển lực thực nghiệm cho học sinh dạy học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn” Khó khăn Hầu hết kiến thức dùng thực nghiệm để Số giáo viên Phần trăm 55,6 55,6 77,8 kiểm tra nên khó khăn việc phân bố thời gian Học sinh quen với cách học nặng lí thuyết nên thực nhiệm vụ thực nghiệm, em không hào hứng bỡ ngỡ Các em chƣa liên hệ chặt chẽ lí thuyết thực tiễn nên thực nhiệm vụ thực nghiệm, gặp khó khăn việc thiết kế phƣơng án thí nghiệm PHIẾU ĐIỀU TRA HỌC SINH Bảng 1.1 Tần suất học tập với phƣơng tiện học tập Học qua Học với Học qua Học qua Học qua sách giáo thí tranh ảnh video phần khoa nghiệm mềm mô thí nghiệm Số học Chƣa 12 32 4,3 8,6 17,1 45,7 sinh Phần trăm Số học 50 43 41 32 7,1 71,4 61,4 58,6 45,7 65 17 21 17 92,9 24,3 24,3 8,6 sinh Ít Phần trăm Số học Thƣờng xuyên sinh Phần trăm 30 Bảng 1.2 Mong muốn học sinh đƣợc học với phƣơng tiện học tập Phƣơng tiện học tập Số thứ tự Phần Số học sinh trăm Học qua sách giáo khoa 16 22,9 Học với thí nghiệm 58 82,9 Học qua tranh ảnh 20 28,6 Học qua video 36 51,4 Học qua phần mềm mô 25 35,7 thí nghiệm Bảng 1.3 Tần suất học tập với nhiệm vụ học tập Giải Giải Thiết kế Chế Đo Tiến Giải các thí tạo đạc hành thí thích tập nghiệm nghiệm tập nâng ứng thông cao, dụng số tƣợng dạng kĩ tự tập thuật thực nhiên luyện tế thi đại kiến học thức vật lí Số Chƣa học sinh 14 40 58 40 10 Phần 20 57,1 82,9 28 10 57,1 14,3 10 trăm Số 44 27 4,3 62,9 40 14,3 12 2 17,1 2,9 2,8 4,3 46 21 học sinh Ít Phần 38,6 65,7 30 trăm Thƣờng Số xuyên học 67 14 42 sinh Phần 95,7 20 60 trăm Bảng 1.4 Mong muốn học sinh đƣợc nhận nhiệm vụ học tập chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn” Số thứ tự Nhiệm vụ học tập Số học sinh Phần trăm Giải tập 37 52,9 Giải tập nâng cao, dạng tập 26 37,1 luyện thi đại học Thiết kế thí nghiệm 31 44,3 Chế tạo ứng dụng kĩ thuật 36 51,4 24 34,3 (ví dụ động chạy phản lực, chế tạo đồ chơi dân gian) Đo đạc thơng số ngồi thực tế Tiến hành thí nghiệm 48 68,6 Giải thích tƣợng tự nhiên 27 38,6 kiến thức vật lí Bảng 1.5 Mong muốn học sinh đƣợc giải nhiệm vụ học tập chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn”? Cách giải Số thứ tự Số học sinh Phần trăm Đƣợc giao nhà để chuẩn bị 4,3 Đƣợc hoàn thành lớp 11,4 Tùy nhiệm vụ mà nhà 59 84,3 chuẩn bị hoàn thành lớp Bảng 1.6 Cách giải nhiệm vụ học tập chƣơng “ Cân chuyển động vật rắn” mà học sinh mong muốn Số thứ tự Cách giải Số học sinh Phần trăm Tự tìm hiểu giải 8,6 Trao đổi nhóm với 10 14,3 Tự tìm hiểu trƣớc sau trao đổi 54 77,1 nhóm với để giải Bảng 1.7 Phƣơng tiện liên lạc giải nhiệm vụ học tập Số thứ tự Phƣơng tiện liên lạc Số học sinh Phần trăm Trao đổi qua gặp mặt trực tiếp 12,9 11 15,7 50 28,6 lớp Trao đổi mạng Internet, nhà Trao đổi qua gặp mặt trực tiếp mạng Internet ... tiêu dạy học, nội dung dạy học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn”- SGK Vật lí 10 - Xây dựng đề xuất hƣớng sử dụng nhiệm vụ thực nghiệm dạy học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn”- SGK Vật lí 10 -... thống hóa sở lí luận lực; lực thực nghiệm; nhiệm vụ thực nghiệm dạy học vật lí trƣờng phổ thơng - Xây dựng đƣợc nhiệm vụ thực nghiệm dạy học chƣơng “Cân chuyển động vật rắn”- SGK Vật lí 10 đề xuất... CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” - SGK VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ