Hệ thống hóa kiến thức cho học sinh trong dạy học chương “chất khí” vật lí 10 THPT với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin (CNTT) (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - - PHAN THỊ DIỆU HIỀN HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG "CHẤT KHÍ" VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG- Select.Pdf NGHỆ THÔNG TIN Demo Version SDK Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ CÔNG TRIÊM HUẾ, NĂM 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Phan Thị Diệu Hiền Demo Version - Select.Pdf SDK LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Huế, Phòng quản lý Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí thuộc trường Đại học Sư phạm Huế Xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu trường THPT Tư thục Ấp Bắc tỉnh Tiền Giang tạo điều kiện thuận lợi thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Cơng Triêm người tận tình hướng dẫn suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ nhiều thời gian thực luận văn Huế, tháng 06 năm 2014 Tác giả luận văn Phan Thị Diệu Hiền Demo Version - Select.Pdf SDK MỤC LỤC PHỤ BÌA i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ MỞ ĐẦU 10 Lí chọn đề tài 10 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 11 Mục tiêu nghiên cứu 13 Giả thuyết khoa học 13 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 13 Nhiệm vụ nghiên cứu 13 Phương pháp nghiên cứu 13 Demo Version - Select.Pdf SDK Đóng góp luận văn 14 Cấu trúc luận văn 14 NỘI DUNG 16 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 16 1.1 Hệ thống 16 1.1.1 Quan điểm hệ thống – cấu trúc 16 1.1.2 Lý thuyết hệ thống 17 1.1.3 Tư hệ thống 18 1.2 Hệ thống hoá hệ thống hoá kiến thức 20 1.2.1 Hệ thống hoá 20 1.2.2 Hệ thống hoá kiến thức 20 1.2.3 Điều kiện áp dụng hệ thống hoá kiến thức 21 1.2.4 Vai trò hệ thống hố kiến thức dạy học vật lí 22 1.3 Tiềm công nghệ thông tin hoạt động hệ thống hoá kiến thức cho học sinh dạy học vật lí 23 1.4 Các biện pháp dùng để hệ thống hoá kiến thức cho học sinh 25 1.4.1 Hệ thống hoá kiến thức vật lí bảng hệ thống 25 1.4.1.1 Khái quát chung bảng hệ thống kiến thức vật lí 25 1.4.1.2 Quy trình kĩ thuật lập bảng hệ thống 25 1.4.2 Hệ thống hoá kiến thức Graph 26 1.4.2.1 Khái quát chung Graph 26 1.4.2.2 Quy trình kĩ thuật lập Graph nội dung dạy học 27 1.4.3 Hệ thống hoá kiến thức đồ tư 29 1.4.3.1 Khái quát chung đồ tư 29 1.4.3.2 Quy trình kĩ thuật vẽ đồ tư 33 1.5 Quy trình hệ thống hố kiến thức cho HS dạy học vật lí 34 1.5.1 Nguyên tắc xây dựng quy trình 34 1.5.2 Quy trình tổng quát 35 1.6 Cơ sở thực tiễn việc hệ thống hoá kiến thức 38 Demo Select.Pdf SDK 1.6.1 Việc tổ chứcVersion hệ thống -hoá kiến thức giáo viên 38 1.6.2 Đối với học sinh 40 1.7 Kết luận chương 40 Chương HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT 42 2.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Chất khí” chương trình Vật lí 10 Trung học Phổ thơng 42 2.1.1 Đặc điểm chương “Chất khí” 42 2.1.2 Cấu trúc tiến trình dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT 43 2.2 Quy trình tổ chức hệ thống hoá kiến thức cho học sinh dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT 44 2.2.1 Xác định nội dung kiến thức cần hệ thống 44 2.2.2 Xác định mục tiêu trình hệ thống hoá 48 2.2.3 Xây dựng kho tư liệu nhằm hỗ trợ thiết kế tổ chức dạy học hệ thống hoá kiến thức chương “Chất khí” cho học sinh 49 2.2.4 Thiết kế dạy học hệ thống hoá kiến thức chương “Chất khí” cho học sinh 50 2.2.5 Tổ chức hệ thống hoá kiến thức cho HS chương “Chất khí” 50 2.2.5.1 Tổ chức hệ thống hoá kiến thức cho học sinh lập bảng phần “Chất khí” 51 2.2.5.2 Tổ chức hệ thống hoá kiến thức cho học sinh lập Graph phần “Chất khí” 55 2.2.5.3 Tổ chức hệ thống hoá kiến thức cho học sinh đồ tư phần “Chất khí” 61 2.2.6 Kiểm tra, đánh giá 67 2.3 Thiết kế dạy học HTH kiến thức chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT 67 2.4 Tổng kết chương 75 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 76 Demo Version - Select.Pdf SDK 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 76 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 76 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 77 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 77 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 77 3.3.2 Quan sát học 77 3.3.3 Bài kiểm tra 78 3.3.4 Thăm dò ý kiến HS 78 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 78 3.4.1 Nhận xét tiến trình học tập lớp thực nghiệm 78 3.4.2 Xử lý kết kiểm tra 79 3.4.3 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 83 3.4.3.1 Đánh giá định tính 83 3.4.3.2 Đánh giá định lượng 84 3.5 Kết luận chương 86 KẾT LUẬN 87 Đánh giá kết nghiên cứu 87 Hướng phát triển đề tài 88 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BĐTD Bảng đồ tư CNTT Công nghệ thông tin ĐC Đối chứng HTH Hệ thống hóa HĐDH Hoạt động dạy học HS Học sinh GV Giáo viên MVT Máy vi tính NXB Nhà xuất PPDH Phương pháp dạy học THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm SGK Version - Select.Pdf Sách giáo khoa Demo SDK DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ Bảng Trang Bảng 2.1 Bảng hệ thống mối liên hệ V p T không đổi 48 Bảng 2.2 Bảng đặc trưng định luật 50 Bảng 3.1 Bảng số liệu HS chọn làm mẫu thực nghiệm 74 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (X i) kiểm tra 77 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 77 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích 78 Bảng 3.5 Bảng phân loại học lực hai nhóm 78 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp tham số 80 Biểu đồ Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố điểm hai nhóm ĐC TN 77 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân loại theo học lực hai nhóm 79 Đồ thị Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất hai nhóm 77 Demo Version - Select.Pdf SDK Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích hai nhóm 78 Sơ đồ Sơ đồ 1.1 BĐTD đề cương chương “Chất khí” 27 Sơ đồ 1.2 BĐTD khái niệm vật lí 28 Sơ đồ 1.3 BĐTD định luật vật lí 28 Sơ đồ 2.1 Grap tiến trình nội dung dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT 40 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí 51 Sơ đồ 2.3 Graph Q trình đẳng tích Định luật Sác-lơ 53 Sơ đồ 2.4 Graph Q trình đẳng nhiệt Định luật Bơi-lơ - Ma-ri-ốt 54 Sơ đồ 2.5 Nội dung phương trình trạng thái khí lí tưởng 56 Sơ đồ 2.6 Sơ đồ Graph chương “Chất khí” 58 Sơ đồ 2.7 BĐTD Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt 59 Sơ đồ 2.8 BĐTD Ơn tập chất khí 61 Sơ đồ 2.9 Bản đồ tư Q trình đẳng tích Định luật Sác-lơ 64 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Đất nước có giáo dục khoa học cơng nghệ phát triển tất yếu có điều kiện thuận lợi cho tăng trưởng phát triển kinh tế, xã hội Mặt khác, vốn tri thức nhân loại không ngừng đổi mà học vấn nhà trường phổ thông trang bị khơng thể thâu tóm tri thức mong muốn Nghị Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị số 29-NQ/TW) với nội dung: “Đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa – đại hóa điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế” Nghị Hội Nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng khoá VIII rõ:“Phải đổi phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học ” [2] Luật giáo dục (2005), điều 28.2, quy định “Phương pháp giáo dục phổ Demo Version - Select.Pdf SDK thơng phải phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc trưng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học; khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”[14] Từ thực tiễn dạy học, nhận thấy rằng, HS nắm vững kiến thức có hai điều kiện Điều kiện thứ nhất, kiến thức phải xếp theo trật tự chặt chẽ có hệ thống, kiến thức phải rút từ điều biết, ngược lại kiến thức cũ luôn bổ sung phát triển Điều kiện thứ hai, trình nắm vững kiến thức quan trọng, HS cần ứng dụng chúng thực tiễn để biến đổi trình tượng xung quanh Hai điều kiện gắn bó chặt chẽ với q trình dạy học Do đó, để khai thác hiệu kiến thức SGK theo quan điểm vấn đề đặt HS không lĩnh hội kiến thức SGK mà cần lĩnh hội kiến thức sau SGK Khi dạy học phần chất khí trường THPT nhận thấy, chương có lượng kiến thức lớn chương trình Vật lí lớp 10 mà nội dung SGK 10 biên soạn sở dự kiến mơ hình chung, tính HTH tác giả thể sau chương khơng thể hồn tồn phù hợp với đối tượng điều kiện sư phạm cụ thể Nếu GV HTH kiến thức giúp HS xâu chuỗi kiến thức, khắc sâu vấn đề quan trọng nội dung học, rút kết luận, đánh giá khái qt Trong q trình đó, HS có dịp nâng trình độ tri thức lên bước cao vững Nhưng nay, khâu chưa nghiên cứu nhiều khâu truyền thụ, việc tiến hành HTH kiến thức cho HS chủ yếu dựa vào kinh nghiệm giảng dạy GV thường GV thực theo trình tự SGK Sử dụng CNTT hỗ trợ dạy học HTH kiến thức có tác dụng giảm nhiều thời gian cho việc biểu diễn, thể thông tin Với khả lưu trữ thông tin, bảng hệ thống, biểu bảng, sơ đồ, lưu thiết bị nhớ với phần mềm cài sẵn CNTT phục vụ cho việc HTH kiến thức cách nhanh chống xác Nếu GV tiến hành HTH kiến thức với hỗ trợ CNTT giúp HS khắc sâu vấn đề quan trọng nội dung học, rút kết luận, đánh giá khái quát HS có dịp nâng trình độ tri thức lên bước cao vững Version - Select.Pdf TuyDemo nhiên khâu chưa nghiênSDK cứu nhiều khâu truyền thụ, việc tiến hành HTH kiến thức cho HS chủ yếu dựa vào kinh nghiệm giảng dạy GV thường GV thực theo trình tự SGK Với lí nêu trên, chúng tơi chọn đề tài: “Hệ thống hóa kiến thức cho học sinh dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ công nghệ thông tin (CNTT)” Lịch sử vấn đề nghiên cứu Quan điểm hệ thống cấu trúc hệ thống đề cập triết học Lý thuyết hệ thống thức đề xướng năm 1940 với tên gọi “Lý thuyết hệ thống chung - Generral Systems Thery) nhà sinh học Ludwig Von Bertalanffy [28], dựa vào nghiên cứu Ross Ashby, ông dựa nghiên cứu tâm lý học Jean Piaget lúc lý thuyết hệ thống thức đời năm 1968 Song song với lý thuyết hệ thống, lý thuyết đồ tác giả Jonathan L Gross, Jay Yellen nghiên cứu làm sơ khoa học cho lý thuyết mạng máy tính chuyển hóa vào nghành khoa học khác [25] Ở Pháp, 11 năm 70 kỉ XX tư liệu lí luận dạy học có ý dùng phương pháp Graph để rèn luyện tính tích cực, chủ động cho HS từ bậc tiểu học đến trung học [9] Ở Việt Nam, năm đầu thập niên 70, GS Nguyễn Ngọc Quang người nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Graph khoa học giáo dục Trong “Giáo dục học đại” GS Thái Duy Tuyên đề cập đến tính hệ thống ngun tắc giáo dục [23] Có nhiều cơng trình nghiên cứu tạp chí nghiên cứu giáo dục, báo cáo hội thảo khoa học tác giả như: Ngô Văn Hưng với “Hệ thống hóa dạy học sinh học” đăng Tạp chí Giáo dục số 171, nhấn mạnh rằng: dạy học, tùy theo mục đích sư phạm khác nhau, người giáo viên hệ thống nội dung theo logic khác nhau, gợi ý logic hệ thống hóa nội dung Nguyễn Đức Hảo đăng tạp chí Thế giới ta - chuyên đề 75, hướng dẫn cụ thể bước xâu chuỗi kiến thức để tạo sơ đồ HTH kiến thức đường tròn hồn chỉnh Ngồi ra, nhiều luận văn thạc sĩ, tác giả nghiên cứu đến Select.Pdf tính hệ thống Demo kiếnVersion thức Tạ -Thị Thu Hiền, SDK “Rèn luyện cho học sinh kĩ HTH kiến thức dạy học phần di truyền học sinh học” luận văn thạc sĩ, Đại học Sư phạm Huế (2010), tác giả đề xuất biện pháp: sử dụng câu hỏi, tập tập tình để rèn luyện kĩ HTH kiến thức cho HS Trần Văn Giàu, “Xây dựng sử dụng tập chương “Điện tích - Điện trường”, Vật lí 11 THPT theo hướng củng cố, HTH kiến thức bồi dưỡng lực tự học cho HS” luận văn thạc sĩ, Đại học Sư pham Huế (năm 2009), tác giả xây dựng tập hệ thống theo hướng củng cố HTH kiến thức cho HS Các cơng trình viết nêu cho thấy rõ vai trò ý nghĩa HTH kiến thức dạy học tác giả dùng lại mức HTH hướng dẫn ôn tập nội dung, việc tổ chức học tập cách HTH nội dung cụ thể chưa tác giả đề cập nhiều 12 Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất biện pháp, hình thức tổ chức xây dựng quy trình hệ thống hóa kiến thức cho HS dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất biện pháp, hình thức quy trình sử dụng CNTT hỗ trợ hệ thống kiến thức cho HS sử dụng quy trình vào dạy học chương “Chất khí” học đạt hiệu hơn, nâng cao chất lượng dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học (HĐDH) chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT Phạm vi nghiên cứu HTH kiến thức cho HS dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT trường THPT Democứu Version - Select.Pdf SDK Nhiệm vụ nghiên - Nghiên cứu sở lí luận việc tổ chức HTH kiến thức trình dạy học với hỗ trợ CNTT - Nghiên cứu sở thực tiễn việc tổ chức HTH kiến thức trình dạy học với hỗ trợ CNTT - Nghiên cứu nội dung kiến thức vật lí chương “Chất khí” Vật lí 10 làm sở để hệ thống hóa - Đề xuất biện pháp, hình thức tổ chức HTH kiến thức cho HS với hỗ trợ CNTT dạy học phần chất khí - Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết xác định tính khả thi đề tài Phương pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu văn kiện Đảng Nhà nước, Bộ Giáo dục Đào tạo đổi PPDH 13 - Nghiên cứu, thu thập tổng hợp tài liệu, sách, báo, tạp chí cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài nhằm xây dựng sở lí luận cho đề tài 7.2 Phương pháp điều tra - Sử dụng phiếu trưng cầu ý kiến trao đổi với giáo viên để có thơng tin việc tổ chức hệ thống hóa kiến thức cho HS dạy học vật lí GV trường THPT - Điều tra thực trạng tình hình tổ chức học tập mơn Vật lí học sinh 7.3 Phương pháp thực nghiệm - Sử dụng CNTT để hỗ trợ cho tiến trình hệ thống hóa kiến thức dạy học - Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học: + Tiến hành TN có đối chứng (ĐC) số trường THPT Tiền Giang + Kiểm tra đánh giá chất lượng học tập HS sau sử dụng CNTT hỗ trợ cho trình dạy học - Sử dụng phương pháp thống kê toán học để kiểm chứng giả thuyết xác định tính khả thi đề tài Demo Đóng góp Version luận văn - Select.Pdf SDK Về mặt lí luận - Làm rõ khái niệm: hệ thống, lý thuyết hệ thống, hệ thống hóa , hệ thống hóa kiến thức - Xác định rõ việc HTH kiến thức cho HS phải cụ thể hóa biện pháp: lập bảng hệ thống, lập Graph nội dung, lập BĐTD - Làm rõ vai trò CNTT q trình tổ chức HTH kiến thức cho HS Về mặt thực tiễn - Đánh giá vai trò việc HTH kiến thức dạy học vật lí, từ đưa số yêu cầu cần thiết cho GV HS, cán quản lí - Đề xuất quy trình tổ chức HTH kiến thức cho HS với hỗ trợ CNTT gồm bước Cấu trúc luận văn Mở đầu Nội dung 14 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chương HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG CHẤT KHÍ VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Demo Version - Select.Pdf SDK 15 ... SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chương HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG CHẤT KHÍ VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Kết... cứu Hoạt động dạy học (HĐDH) chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT Phạm vi nghiên cứu HTH kiến thức cho HS dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT trường THPT Democứu... 16 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC HỆ THỐNG HĨA KIẾN THỨC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 16 1.1 Hệ thống