Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương “chất khí” vật lý 10 trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy vi tính (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRỊNH THỊ HUYỀN CHINH BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ C

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TRỊNH THỊ HUYỀN CHINH

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH

U N N THẠC S H HỌC GI C THE ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Thừa Thiên Huế, năm 2018 Demo Version - Select.Pdf SDK

i

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TRỊNH THỊ HUYỀN CHINH

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH

Chuyên ngành: í luận và phương pháp dạy học bộ môn ật lí

Mã số: 8140111

U N N THẠC S H HỌC GI C THE ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG ẪN H HỌC:

PGS.TS Ê CÔNG TRIÊM

Thừa Thiên Huế, năm 2018 Demo Version - Select.Pdf SDK

ii

ỜI C M Đ N

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình khác

Họ và tên tác giả

Trịnh Thị Huyền Chinh

Demo Version - Select.Pdf SDK

iii

ỜI C M ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, phòng Đào tạo sau Đại học, Ban chủ nhiệm, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý trường Đại học sư phạm – Đại học Huế và quý Thầy Cô giáo trực tiếp giảng dạy đã nhiệt tình hướng dẫn, giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện đề tài nghiên cứu khoa học này

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS Lê Công Triêm người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè cùng đồng nghiệp đã tạo điều kiện sát, nghiên cứu để hoàn thành đề tài này

Tuy nhiên điều kiện về năng lực bản thân còn hạn chế, chuyên đề nghiên cứu khoa học chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp để bài nghiên cứu của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Huế, tháng 9 năm 2018

Tác giả

Trịnh Thị Huyền Chinh

Demo Version - Select.Pdf SDK

1

M C C

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lí do chọn đề tài 6

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 7

3 Mục tiêu nghiên cứu 9

4 Giả thuyết khoa học 9

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 10

6 Đối tượng nghiên cứu 10

7 Phạm vi nghiên cứu 10

8 Phương pháp nghiên cứu 10

9 Đóng góp mới của đề tài 11

10 Cấu trúc luận văn 11

NỘI UNG 12

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ Í U N À THỰC TIỄN CỦ IỆC BỒI ƯỠNG N NG ỰC GIẢI QUYẾT ẤN ĐỀ CH HỌC SINH TR NG ẠY HỌC T Ý ỚI SỰ HỖ TRỢ CỦ M Y I TÍNH 12

1.1 Năng lực giải quyết vấn đề 12

1.1.1 Khái niệm năng lực 12

1.1.2 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 13

1.1.3 Các mức độ biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề 14

1.1.4 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 14

1.1.5 Sự cần thiết của việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 15 1.2 Sự hỗ trợ của máy vi tính trong việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 15

1.2.1 Sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học vật lý 15

Demo Version - Select.Pdf SDK

2

1.2.2 Sử dụng máy vi tính hỗ trợ học sinh trong việc bồi dưỡng năng lực giải

quyết vấn đề 21

1.3 Thực trạng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong trường phổ thông hiện nay 23

1.3.1 Mục tiêu điều tra 23

1.3.2 Nội dung,phương pháp điều tra 23

1.3.3 Kết quả điều tra 24

1.4 Quy trình dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính 25

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 28

CHƯƠNG 2 ẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT HÍ” THE ĐỊNH HƯỚNG GIẢI QUYẾT ẤN ĐỀ ỚI SỰ HỖ TRỢ CỦ M Y I TÍNH 29

2.1 Đặc điểm, nội dung chương Chất khí 29

2.1.1 Đặc điểm chung 29

2.1.2 Mục tiêu dạy học của chương theo chuẩn kiến thức, kỹ năng chương trình chuẩn 30

2.2 Những điều kiện cần thiết khi dạy học chương “Chất khí” Vật lý 10 theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh dưới sự hỗ trợ của máy vi tính 31

2.2.1 Về phương pháp giảng dạy của giáo viên 31

2.2.2 Về phương tiện dạy học 32

2.2.3 Về thái độ học tập của học sinh 33

2.2.4 Về ứng dụng máy vi tính vào dạy học bộ môn 33

2.3 Xây dựng các tình huống có vấn đề trong dạy học chương “Chất khí” với sự hỗ trợ của máy vi tính 33

2.3.1 Xây dựng tình huống có vấn đề bài “Cấu tạo chất thuyết động học phân tử”34 2.3.2 Xây dựng tình huống có vấn đề bài “Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt” 36

2.3.3 Xây dựng tình huống có vấn đề bài “Quá trình đẳng tích Định luật Sác – lơ ” 38

2.4 Biên soạn tiến trình DH cụ thể 39

2.4.1 Cấu tạo chất thuyết động học phân tử 39

2.4.2 Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi- lơ – Ma- ri- ốt 50

Demo Version - Select.Pdf SDK

3

2.4.3 Quá trình đẳng tích Định luật Sác – lơ 58

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 66

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 67

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 67

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 67

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67

3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 67

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 67

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 68

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 68

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 68

3.3.2 Tiến hành thực nghiệm 68

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 69

3.4.1 Đánh giá định tính 69

3.4.2 Đánh giá định lượng 71

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 76

ẾT U N 78

TÀI IỆU TH M HẢ 78

PH C

Demo Version - Select.Pdf SDK

4

NH M C C C CHỮ IẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

PP DHGQVĐ : Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

SGK : Sách giáo khoa

TNMP : Thí nghiệm mô phỏng

TNVL : Thí nghiệm vật lí

TNSP : Thực nghiệm sư phạm

VLTN Demo Version - Select.Pdf SDK: Vật lí thực nghiệm

5

NH M C C C BẢNG À ĐỒ THỊ

Trang

BẢNG

Bảng 3.1 Số liệu HS các nhóm TNg và ĐC 68

Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra 71

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 72

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất tích luỹ 72

Bảng 3.5 Các tham số thống kê 72

ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Đồ thị thống kê điểm số Xi của hai nhóm TNg và ĐC 73

Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất 73

Đồ thị 3.3 Đồ thị phân phối tần suất tích luỹ 74

Demo Version - Select.Pdf SDK

6

MỞ ĐẦU

1 í do chọn đề tài

Giáo dục phổ thông có vị trí quan trọng trong hệ thống giáo dục Giáo dục phổ thông góp phần đào tạo nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế của đất nước Trên thế giới, các quốc gia đều tích cực đầu tư cho giáo dục Phát triển chương trình giáo dục theo hướng tiếp cận năng lực Trong dạy học, nhiệm vụ hình thành năng lực, bồi dưỡng phát triển năng lực cho người học là mục tiêu quan trọng Đó là điều kiện tiên quyết để có được một nguồn nhân lực chất lượng cao làm việc trên mỗi lĩnh vực kinh tế, xã hội… của mỗi quốc gia và thế giới

Phát huy tính tích cực tập của học sinh không phải là vấn đề mới mà đã được đặt ra từ nhiều năm nay trong ngành giáo dục nước ta Vấn đề này đã trở thành một trong những phương hướng chính nhằm đào tạo những con người lao động sáng tạo, làm chủ đất nước Đã có nhiều áp dụng các phương pháp dạy học cả các phương pháp truyền thống cũng như các phương pháp dạy học hiện đại vào thực tiễn giảng dạy nhưng vẫn chưa phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, học sinh vẫn còn thụ động trong việc tiếp thu các tri thức khoa học, chưa phát huy hết đặc điểm nổi bật của môn Vật lý trong việc giáo dục nhân cách cho học sinh Để đáp ứng được những yêu cầu trên chúng ta không chỉ dừng lại ở việc nêu định hướng đổi mới phương pháp dạy học mà cần đi sâu vào những phương pháp dạy học cụ thể Hiện nay có rất nhiều phương pháp dạy học, quan điểm dạy học mới đang được phát hiện và nghiên cứu để áp dụng vào thực tiễn giảng dạy, một trong các phương pháp đó là: phát hiện và giải quyết vấn đề

Sự phát triển của công nghệ thông tin đã mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới phương pháp dạy học Hầu hết các trường đều được trang bị máy vi tính, phòng học công nghệ thông tin, kết nối Internet Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai ban chấp

hành Trung ương Đảng khoá VIII chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại

Demo Version - Select.Pdf SDK

7

vào quá trình dạy học ” [1]

Người thầy trong quá trình dạy học có vai trò định hướng hoạt động nhận thức cho học sinh, hấp dẫn học sinh giải quyết vấn đề (GQVĐ) thực tế bằng kiến thức trong nhà trường, đưa kiến thức hàn lâm vào thực tiễn cuộc sống, hỗ trợ học sinh trong việc phát hiện vấn đề, nghiên cứu vấn đề và tìm câu trả lời cho vấn đề Trong quá trình đó học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức, rèn khả năng tự lập, sáng tạo

và kĩ năng giải quyết vấn đề

Thực trạng giáo dục cho thấy, vấn đề đổi mới phương pháp dạy học chưa được thực hiện tốt, chưa thật sự phát huy tính tích cực, chủ đạo, chủ động, sáng tạo cũng như khả năng giải quyết vấn đề, năng lực tư duy và kỹ năng thực hành của

người học Văn kiện Đại hội X khẳng định: “Giáo dục và đào tạo cùng với khoa học và công nghệ là quốc sách hàng đầu, là nền tảng và động lực thúc đẩy công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước” [2] Cương lĩnh xây dựng đất nước thời kỳ quá

độ lên chủ nghĩa xã hội (Bổ sung, phát triển 2011) được thông qua tại Đại hội XI

của Đảng nhấn mạnh: “Giáo dục và đào tạo, khoa học và công nghệ có sức mạnh nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, góp phần quan trọng phát triển đất nước, xây dựng nền văn hoá và con người Việt Nam Phát triển giáo dục và đào tạo cùng với phát triển khoa học và công nghệ là quốc sách hàng đầu; đầu tư cho giáo dục và đào tạo là đầu tư phát triển” [3]

Trong những năm gần đây việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học ngày càng phát triển cả chiều rộng lẫn chiều sâu Một trong những ứng dụng đó là

sử dụng máy vi tính (MVT) Chương "Chất khí" thuộc phần Nhiệt học của Vật lý 10

là một nội dung hết sức quan trọng Nhưng việc giảng dạy phần này bằng các phương tiện truyền thống còn gặp nhiều khó khăn, điều này có thể được khắc phục khi sử dụng máy vi tính trong dạy học

Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài: “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương “Chất khí” Vật Lý 10 trung học phổ thông với

sự hỗ trợ của máy vi tính”

2 ịch sử vấn đề nghiên cứu

Vấn đề đổi mới phương pháp DH theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ

Demo Version - Select.Pdf SDK

8

cho HS đã nhận được sự quan tâm của nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam Vào đầu những năm 1970, 1980, nhiều giảng viên vật lí tại các trường đại học ở Minnesota của Mỹ bắt đầu muốn cải thiện việc giảng dạy của mình theo hướng phát triển năng lực GQVĐ cho sinh viên để hiểu được những khó khăn mà sinh viên gặp phải trong việc giải quyết các vấn đề về vật lí và điều này được thể hiện qua bài báo của nhóm tác giả McDermott & redish, “Physics Education Research”1999 Như vậy, việc nghiên cứu một cách có hệ thống về vấn đề phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong DH vật lí đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu mới của nghiên cứu Giáo dục Vật lí

Đối với Việt Nam, quan điểm DH theo hướng phát triển năng lực đã được

Bộ Giáo dục triển khai vào đầu năm học 2013-2014 ở gần 2.000 trường tiểu học

và ở các cấp học phổ thông, coi đây là nhiệm vụ trọng tâm của năm học này Định hướng này cũng đã được đưa vào đề tài luận văn thạc sĩ, tiến sĩ như tác giả Lương

Thị Lệ Hằng “Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học chương “Từ trường và Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính” (luận

án tiến sĩ) Tác giả đã làm rõ các kỹ năng mà HS cần rèn luyện để phát triển năng

lực GQVĐ và xây dựng được quy trình dạy học chương “Từ trường và Cảm ứng điện từ” theo hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS với sự hỗ trợ của MVT.[4]

Tác giả Huỳnh Kim Mỹ (2015) “Tổ chức dạy học chương “Chất khí” Vật lý

10 trung học phổ thông theo lý thuyết kiến tạo với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo(luận văn thạc sĩ) Tác giả đã đề xuất được quy trình tổ chức dạy học theo lí

thuyết kiến tạo với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo trong dạy học chương chất khí Tuy nhiên, tác giả chỉ nghiên cứu về chương “Chất khí” dưới sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tã, không đề cập đến sự hỗ trợ của MVT [5]

Tác giả Lê Thanh Sơn (2016) “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho trong dạy học phần “ óng ánh sáng” Vật lí 12 THPT” (luận văn thạc sĩ) Do

xuất phát từ mục tiêu ban đầu của đề tài, tác giả chỉ tập trung vào bồi dưỡng năng

lực giải quyết vấn đề của HS trong phần“Sóng ánh sáng” mà không đề cập đến

các phần khác cũng như sự hỗ trợ của MVT [6]

Demo Version - Select.Pdf SDK

9

Trên thực tế, việc dạy học theo hướng phát triển năng lực đã và đang được thực hiện ở các bậc học và đạt được nhiều kết quả khả quan Ngoài các giờ học trên lớp, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện và phát triển các năng lực cần thiết, nhất

là năng lực GQVĐ thông qua các cuộc thi trong nước cũng như ngoài nước Cụ thể như năm 2012, Việt Nam tham gia kì thi PISA và đã đạt được kết quả cao ở nhiều lĩnh vực như toán học (đứng thứ 17/65), đọc hiểu (19/65), khoa học (8/65) Bên cạnh đó, Việt Nam đứng trong nhóm 20 nước có điểm các lĩnh vực cao nhất

và cao hơn điểm trung bình của một số nước phát triển Khu vực Đông Nam Á có

5 nước tham gia (Việt Nam, Singapore, Thái Lan, Malaisia, Indonesia) thì Việt Nam chỉ đứng sau Singapore Ngoài ra, các cuộc thi Olympic ở khu vực và quốc

tế, Việt Nam đều giành được những thành tích xuất sắc Nhìn vào kết quả mà HS đạt được trong các kì thi phần nào cho thấy hiệu quả cũng như tầm quan trọng của việc dạy học theo hướng phát triển năng lực Dạy học theo hướng phát triển năng lực đã hạn chế được tình trạng truyền đạt kiến thức theo một chiều, đồng thời phát huy được tính tích cực, sáng tạo, năng lực GQVĐ của HS

Như vậy, việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS cần được chú trọng và nghiên cứu sâu, cụ thể cho từng chương trong chương trình vật lí THPT Mặc dù

có nhiều tác giả đề cập đến phát triển năng lực GQVĐ và sự hỗ trợ của MVT, bài tập vật lí hay thí nghiệm, nhưng vẫn chưa có tác giả nào bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS với sự hỗ trợ của MVT chương “Chất khí” lớp 10 trường trung học phổ thông

3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được hệ thống các biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương “Chất khí” Vật Lý 10 với sự hỗ trợ của máy vi tính

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được hệ thống các biện pháp và vận dụng được vào dạy học sẽ tạo được sự hứng thú học tập cho HS, góp phần bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn

đề, nâng cao chất lượng dạy học Vật lý nói chung và chương “Chất khí” lớp 10 nói riêng

Demo Version - Select.Pdf SDK