Sử dụng phương pháp graph trong dạy học chương chất khí vật lí 10 theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HOÀNG NGỌC ANH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GRAPH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận Phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Trọng Rỹ HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Trọng Rỹ tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Đối với tơi thầy gương sáng tinh thần làm việc khơng mệt mỏi, lòng hăng say với khoa học, lòng nhiệt tình quan tâm bồi dưỡng hệ trẻ Tơi xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, thầy giáo tồn thể bạn, anh, chị học viên lớp cao học K19 trường đại học Sư phạm Hà Nội tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến q báu cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu khoa học làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô giáo trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Hồng Ngọc Anh LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu khóa luận trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Hoàng Ngọc Anh DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT P S P P D T H N H Đ C S G V T H P T D H T T T S T T Q T Đ Phươn ẳng g DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT nhiệt pháp dạy Thự học c Học nghi sinh ệm Giáo viên sư Trung học phổ thông phạ Dạy học c Trạng thái Thơn g số trạng thái Q trình Đẳng trình Q u Q T t Q r T ì Đ n N h T N đ m Thự nghi ệm Đối chứng DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1-a,b graph vô hướng Hình 1.2-c,d graph có hướng Hình 1.3 Graph nhiều đỉnh Hình 1.4 Graph đối xứng Hình 1.5 Graph hình Hình 1.6 Sơ đồ mạng biểu trình học tập sinh viên 10 Hình 1.7 Sơ đồ bước lý luận dạy học giảng 11 Hình 1.8 Quy trình lập graph nội dung 19 Hình 1.9 Mơ hình graph hoạt động dạy – học 23 Hình 1.10 Quy trình lập graph hoạt động 24 Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc lơgic chương “Chất khí” 31 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích đề tài 3 Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC VẬT LÝ BẰNG GRAPH THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1.1 Một số vấn đề tính tích cực nhận thức 1.1.1 Khái niệm tính tích cực nhận thức 1.1.2 Phương hướng phát huy tính tích cực nhận thức học sinh[24] 1.1.3 Phát huy tính tích cực nhận thức học sinh dạy học Vật lí [21]6 1.2 Cơ sở lí luận việc vận dụng phương pháp graph vào dạy học Vật lí 1.2.1 Định nghĩa loại graph[13] 1.2.2 Chuyển hóa graph tốn học thành graph dạy học 11 1.2.2.1 Cơ sở triết học (cơ sở phương pháp luận) 12 1.2.2.2 Cơ sở tâm lí học nhận thức 14 1.2.2.3 Cơ sở lí luận dạy học 17 1.2.3 Các loại graph dạy học 18 1.2.3.1 Graph nội dung 19 1.2.3.2 Graph hoạt động 21 1.2.3.3 Mối quan hệ graph nội dung graph hoạt động 25 1.3 Thực trạng dạy học chương “Chất khí” - Vật lí 10 trường phổ thơng 26 1.3.1 Mục đích khảo sát 26 1.3.2 Nội dung khảo sát 26 1.3.3 Đối tượng địa bàn, phương pháp khảo sát 27 1.3.4 Kết khảo sát 27 KẾT LUẬN CHƯƠNG 29 CHƯƠNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GRAPH THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 30 2.1 Phân tích nội dung chương “Chất khí” 30 2.1.1 Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” 30 2.1.2 Lôgic nội dung chương “Chất khí” 31 2.2 Xây dựng tiến trình dạy học số chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT phương pháp graph 32 2.2.1.Tiến trình dạy học “Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôilơ-Ma riốt” 32 2.2.2.Tiến trình dạy học “Quá trình đẳng tích Định luật Sáclơ” 39 2.2.3 Tiến trình dạy học “Phương trình trạng thái” 45 KẾT LUẬN CHƯƠNG 56 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 57 3.1 Khái quát thực nghiệm sư phạm (TNSP) 57 3.1.1 Mục đíchthực nghiệm 57 3.1.2 Nội dung thực nghiệm 57 3.1.3 Đối tượng thực nghiệm 57 3.1.4 Tiến trình thực nghiệm 57 3.2 Kết thực nghiệm 58 3.2.1 Đánh giá định tính 58 3.2.2 Đánh giá định lượng 59 3.2.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 65 KẾT LUẬN CHƯƠNG 67 KẾT LUẬN CHUNG 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA t X TN  X DC nTN nDC S nTN  nDC (n Với S 1)S TN TN (1)  (n 1)S DC n n  2TN DC DC (2) Sau tính t, ta so sánh với giá trị tới hạn t tra bảng Student ứng với mức ý nghĩa α bậc tự f  nTN  nDC  -Nếu t  t -Nếu t  t bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1 bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0 Vận dụng công thức (1) (2) ta tính tốn được: S=1,99 t=3,99 Tra bảng phân phối student với mức ý nghĩa α=0,05 bậc tự f với f  nTN  nDC   87  85   170 , ta có t = 1,66 Như vậy, rõ ràng t  t , chứng tỏ X khác X DC có ý nghĩa TN Do đó, ta kết luận: Giả thuyết kiểm chứng, điều có nghĩa tiến trình dạy học mang lại hiệu cao so với tiến trình dạy học bình thường KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua việc tiến hành thực nghiệm sư phạm chúng tơi có kết luận sau: -Tiến trình dạy học thiết kế sử dụng phương pháp graph soạn thảo có tính khả thi, phát huy tính tích cực HS học tập -Qua cách tổ chức dạy học theo tiến trình soạn, HS chủ động tiếp thu kiến thức hơn, khả ghi nhớ học cao hơn, không khí học tập cải thiện tốt so với hình thức tổ chức dạy học thơng thường GV sử dụng Qua kết kiểm tra đánh giá sau giảng dạy tiến hành phân tích định tính định lượng đưa kết luận sử dụng phương pháp graph vào dạy học chương “Chất khí” phát huy tính tích cực nhận thức HS KẾT LUẬN CHUNG Cơ sở lí luận việc vận dụng phương pháp graph vào dạy học Vật lí dựa sở lý thuyết là: sở triết học, sở tâm lí học nhận thức, sở lí luận dạy học Các sở định hướng cho việc thiết kế sử dụng phương pháp graph dạy học Vật lí Sử dụng phương pháp graph vào khâu học: khâu kiểm tra cũ, khâu hình thành kiến thức mới, khâu hệ thống hóa lại nội dung kiến thức vừa học Thực nghiệm sư phạm chứng minh tính hiệu việc sử dụng phương pháp graph vào dạy học chương “Chất khí” sau : -Sử dụng phương pháp graph giúp HS tích cực hoạt động học tậ p -Sử dụn g gra ph vào dạy học làm cho HS nhớ hiểu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Bộ Giáo dục Đào tạo (2007), Vật lí 10, NXB Giáo dục Hà Nội [2]Bộ Giáo dục Đào tạo(2007), Vật lí 10 Nâng cao, NXB Giáo dục Hà Nội [3]Bộ Giáo dục Đào tạo (1993), Triết học (Tập 3) Nxb Chính trị quốc gia, HN [4]Chính phủ nước CHXHCNVN (2012), Chiến lược phát triển giáo dục 2011-2020, Hà Nội [5]Trần Trọng Dương, Bước đầu vận dụng phương pháp toán học vào q trình dạy học - thơng báo KH ĐHSP số 2/1992 [6]Hồ Ngọc Đại (1985), Bài học ? Nxb Giáo dục, Hà Nội [7]Đỗ Ngọc Đạt (1997), Tiếp cận đại hoạt động dạy học, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội [8]Bùi Hiền, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quỳnh, Vũ Văn Tảo (2003) Từ điển Giáo dục học, Nxb Từ điển bách khoa, Hà Nội [9]Trần Bá Hoành, Trịnh Nguyên Giao (2002), Đại cương phương pháp dạy học Sinh học (Sách cao đẳng sư phạm), Nxb Giáo dục, Hà Nội [10]Tô Duy Hợp(2001), “Lý thuyết hệ thống - Nguyên lý vận dụng”, Triết học, Viện Triết học, tạp chí số (127)/2001 [11]I.F.Kharlamov(1978),Phát huy tính tích cực học tập học sinh nào, Tập 1, NXB Giáo Dục, Hà Nội [12]Phạm Văn Lập (2002), “Học cách học cách làm thi ?” Sinh học ngày nay, (Số 29), Hà Nội [13]Lưu Xuân Mới (2000), Lý luận dạy học đại học, NXB Giáo Dục [14]Lê Thanh Nhu (1999), “Áp dụng phương pháp mô dạy môn kỹ thuật công nghiệp - xu hướng dạy học theo quan điểm tích cực”, Đại học & Giáo dục chuyên nghiệp, số 11-1999 [15]Nguyễn Văn Phán(2000), “Nghiên cứu sử dụng phương pháp sơ đồ hố (graph) dạy học mơn khoa học xã hội - nhân văn trường đại học quân sự”, Tạp chíĐại học & Giáo dục chuyên nghiệp, số 1-2000 [16]Nguyễn Ngọc Quang (1983) "Sự chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học", Nghiên cứu giáo dục, Số [17]Nguyễn Ngọc Quang (1989), Bài giảng chuyên đề lý luận dạy học, Trường Quản lý cán giáo dục Trung ương, Hà Nội [18]Quốc hội Nước Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam(2006),Luật giáo dục, NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội [19]Dương Tiến Sỹ(1998), Giáo dục môi trường qua dạy học sinh thái học lớp 11 phổ thông trung học, Luận án tiến sĩ giáo dục, Trường Đại học sư phạm Hà Nội [20]Nguyễn Văn Thanh(2000) “Sự hình thành phát triển lý thuyết hệ thống” Nghiên cứu lý luận, Số - 2000 [21]Thái Văn Thành (1999),Phương pháp sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích cực hóa q trình nhận thức dạy học bậc tiểu học [22]Nguyễn Đức Thâm(chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế(2002), Phương pháp dạy học vật lí trường trung học phổ thơng, NXB Đại Học Sư Phạm Hà Nội [23]Phan Minh Tiến (1999),Nghiên cứu sử dụng phương tiện trực quan theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh học trường trung học sở [24] Lê Công Triêm (chủ biên), Một số vấn đề phương pháp dạy học đại học, NXB Giáo dục, Hà Nội [25]Hồng Tuỵ (1987), Phân tích hệ thống ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [26]Thái Duy Tuyên (2008),Phương pháp dạy học truyền thống đổi mới, NXB Giáo Dục, Hà Nội [27]Phạm Tư(1984) Dùng graph nội dung lên lớp để dạy học chương ''Ni tơ phôtpho'' lớp IX trường phổ thông trung học, Luận án phó tiến sỹ khoa học sư phạm - tâm lý, Hà Nội [28]Viện triết học (1972), Triết học khoa học cụ thể, Tập 1,Nxb Khoa học xã hội [29]V.P.Cudơmin (1986), Nguyên lý tính hệ thống lý luận phương pháp luận C.Mác, Nxb Sự thật, Hà Nội [30]Vũ Trọng Rỹ, Kiểm tra đánh giá kết học tập mơn Vật lí học sinh trường phổ thông theo định hướng phát triển lực,Tạp chí khoa học giáo dục, số 12/2015 PHỤ LỤC PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ (Phiếu vấn phục vụ nghiên cứu khoa học, khơng có mục đích đánh giá giáo viên, mong thầy (cô) hợp tác giúp đỡ) Họ tên (có thể bỏ qua): Nam/nữ: Nơi công tác: Số năm công tác: Xin Thầy (Cơ) vui lòng cho biết số nội dung dạy học chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT cho HS: Thầy (Cơ) sử dụng phương pháp dạy học dạy học mơn Vật lí? (Mỗi dòng có ơ, Xin đánh dấu X vào ô) Thường Thỉnh Không xuyên thoảng 1.1 Phương pháp giảng giải 1.2 Phương pháp đàm thoại 1.3 Phương pháp thuyết trình 1.4 Sử dụng phương tiện kĩ thuật 1.5 Phương pháp thực nghiệm 1.6 Phương pháp dạy học graph Thầy (Cô) biết phương pháp dạy học graph hay chưa? (Xin đánh dấu X vào ô) (2.1) Đã biết□ (2.2) Chưa biết□ Thầy (Cơ) biết phương pháp graph?(Chọn hay nhiều ý) (3.1)Phương pháp graph sơ đồ hóa nội dung học (3.2)Có hai loại graph graph nội dung graph hoạt động □ □ (3.3)Phương pháp graph mơ tả mặt tĩnh mặt động hoạt động dạy học □ Thầy (Cô) áp dụng phương pháp graph vào dạy học hay chưa? Tần suất áp dụng ntn? (Có hai dòng, dòng xin tích X vào ơ) (4.1) Đã áp dụng □ (4.3) Thường xuyên □(4.4)Ít (4.2)Chưa áp dụng □ □ Thầy (Cô) tổ chức cho học sinh tiếp cận thông tin học chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT? (Mỗi dòng có hai ô xin đánh dấu X vào ô) Có Khơng (5.1) Tìm hiểu thơng tin tài liệu SGK (5.2) Thu thập thơng tin từ thiết bị thí nghiệm (5.3) Tìm hiểu thơng tin mạng Internet (5.4)Thu thập thông tin từ tượng đời sống hàng ngày Thầy (Cơ) thấy học sinh có biểu học chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT? (Mỗi dòng có hai xin tích dấu X vào thích hợp) Có Khơng (6.1) Hứng thú với giảng (6.2) Tích cực giải vấn đề học (6.3) Ý tưởng sáng tạo giải vấn đề Theo Thầy (Cô) số lượng học sinh có biểu tích cực học tập bao nhiêu? (Xin tích dấu X vào ơ) (7.1) Số học sinh có biểu tích cực □ (7.2) Khoảng 50% số học sinh có biểu tích cực □ (7.3) Phần lớn học sinh có biểu tích cực □ Theo Thầy (Cơ) dạy học graph mang tính tích cực hay khơng? (8.1) Có □ (8.2) Khơng □ Chân thành cảm ơn Thầy (Cô)! PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA Môn: Vật lí 10 (15 phút) Câu 1: Một lượng khí xác định, xác định ba thông số: A áp suất, thể tích, khối lượng B áp suất, nhiệt độ, thể tích C thể tích, khối lượng, nhiệt độ D áp suất, nhiệt độ, khối lượng Câu 2: Trong hệ tọa độ (p, T) đường biểu diễn sau đường đẳng tích? A Đường thẳng kéo dài khơng qua gốc tọa độ B Đường hypebol C Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ D Đường thẳng cắt trục áp suất điểm p = p0 Câu 3: Trong trình đẳng áp thể tích lượng khí xác định A Tỉ lệ thuận với bình phương nhiệt độ tuyệt đối B Tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối C Tỉ lệ nghịch với nhiệt độ D Tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối Câu 4: Đối với lượng khí xác định có nhiệt độ khơng đổi, thể tích tăng lần áp suất: A giảm lần B tăng lần C không đổi D giảm lần Câu 5:Quá trình sau đẳng q trình? A Đun nóng khí bình đậy kín B Khơng khí bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở làm căng bóng C Đun nóng khí xylanh, khí nở đẩy pittơng chuyển động D Làm lạnh khí xylanh, khí co lại làm pittơng chuyển động Câu 6: Mối liên hệ áp suất, thể tích, nhiệt độ lượng khí q trình sau khơng xác định phương trình trạng thái khí lí tưởng: A Nung nóng lượng khí bình đậy kín B Nung nóng lượng khí bình khơng đậy kín C Nung nóng lượng khí xilanh kín có pittơng làm nóng khí lên, nở ra, đẩy pittơng di chuyển D Dùng tay bóp lõm bóng bàn Câu 7: Khi nén đẳng nhiệt từ thể tích lít đến lít, áp suất khí tăng thêm 0,75at Áp suất ban đầu khí là: A 0,5at B 1at C 1,5at D 2at Câu 8: Áp suất khí trơ bóng đèn tăng lần đèn sáng 0 nhiệt độ đèn tắt 25 C, sáng 323 C? A B C D Câu 9:Một bong bóng khí nằm đáy hồ có thề tích V0, lên mặt nước.Coi nhiệt độ không đổi Nếu biết áp suất nước đáy hồ atm áp suất khơng khí mặt hồ 1atm lên, sát phía mặt nước, thể tích V bóng khí bằng: A V = 2V0 B V=4V0 C V =3V0 D V = 5V0 Câu 10: Ở nhiệt độ 273 C thể tích lượng khí 10 lít Tính thể tích lượng khí 546 C áp suất không đổi: A.10l B 15l C.20l D 25l ... phương pháp graph dạy học chương Chất khí - Vật lí 10 theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức học sinh Mục đích đề tài Thiết kế tiến trình dạy học phương pháp graph chương Chất khí , vật. .. đề tính tích cực nhận thức 1.1.1 Khái niệm tính tích cực nhận thức 1.1.2 Phương hướng phát huy tính tích cực nhận thức học sinh[ 24] 1.1.3 Phát huy tính tích cực nhận thức học sinh. .. vật lí lớp 10 theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức học sinh Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy học chương Chất khí - Vật lí 10 phương pháp graph Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng phương pháp