Phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh thông qua việc sử dụng bài tập định tính trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  LẠI THANH HẢI PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÝ 10 Chun ngành: Lí luận phƣơng pháp dạy học môn vật lý Mã số: 60140111 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Đà Nẵng – Năm 2018 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thanh Hải Phản biện 1: PGS TS Phạm Xuân Quế Phản biện 2: TS Lê Thanh Huy Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học giáo dục họp Trường Đại học Sư phạm vào ngày 05 tháng 01 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, đất nước ta thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa, tham gia sâu rộng vào trình hội nhập quốc tế tồn cầu hố Trong phát triển nhân lực coi ba khâu đột phá chiến lược chuyển đổi mơ hình phát triển kinh tế - xã hội đất nước trở thành tảng phát triển bền vững, tăng lợi cạnh tranh quốc gia Thực tốt đột phá làm tăng sức mạnh mềm quốc gia, tạo sức mạnh tổng hợp, có ảnh hưởng định đến việc xây dựng kinh tế độc lập tự chủ ngày cao Một giải pháp để phát triển nguồn nhân lực đổi giáo dục đào tạo Đây nhiệm vụ then chốt, giải pháp chủ yếu để phát triển nhân lực Việt Nam giai đoạn từ đến 2020 thời kỳ Điều khẳng định Chiến lược giáo dục 2011 – 2020, ban hành kèm theo định số 711/Q /TTg ngày 13/6/2012 Thủ tướng Chính phủ “Tiếp tục đổi phương pháp dạy học đánh giá kết học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo lực tự học người học…”[4] Điều 28 Luật Giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm 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 ” [21] Tuy nhiên theo chuyên gia nhà nghiên cứu giáo dục Việt Nam thực trạng việc dạy học nước ta bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập Nghị hội nghị trung ương khóa XI rõ: “Chất lượng, hiệu giáo dục đào tạo thấp so với yêu cầu, giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp Hệ thống giáo dục đào tạo thiếu liên thơng trình độ phương thức giáo dục, đào tạo; nặng lý thuyết, nhẹ thực hành”, khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh (HS) thực nhiều yếu [7] Đối với học sinh lực tư (NLTD) đóng vai trò vơ quan trọng NLTD giúp ích nhiều cho việc mở rộng giới hạn nhận thức; nâng cao khả nhìn nhận sâu sắc vào chất vật, tượng tìm mối quan hệ có tính qui luật chúng với nhau; NLTD giúp học sinh vận dụng kiến thức học để giải vấn đề liên quan thực tiễn Vì việc phát triển NLTD cho học sinh việc làm cần thiết quan trọng Vật lý môn khoa học thực nghiệm, đặc điểm bật phần lớn kiến thức vật lý chương trình trung học phổ thông (THPT) liên hệ chặt chẽ với thực tế đời sống Vật lý học đòi hỏi người nghiên cứu phải có kĩ quan sát tinh tế, phải khéo léo làm thí nghiệm, đồng thời phải có tư logic chặt chẽ phải biết trao đổi, thảo luận để khẳng định chân lí [24], [25], [26] Để học tốt môn Vật lý học sinh phải nắm vững tượng vật lý, nguyên lý, định luật vật lý; biết cách dự đoán kết thí nghiệm vật lý tượng, biết vận dụng linh hoạt kiến thức học tình Nghĩa học sinh nắm thao tác tư vật lý, học tập hiệu Thực tiễn dạy học cho thấy, nguyên nhân dẫn đến yếu khả vận dụng kiến thức vật lý vào đời sống thực tế HS em có q hội để tiếp xúc với loại tập định tính (BTĐT) BTĐT phận quan trọng tập vật lý Phần nhiều BTĐT có đề cập đến q trình, tượng xảy sống Vì vậy, sử dụng BTĐT cách hợp lý vừa kích thích hứng thú học tập cho HS, vừa giúp HS có kĩ giải vấn đề thực tiễn Trong dạy học vật lý, vai trò quan trọng vốn có BTĐT chưa đặt cách mực, việc sử dụng BTĐT giáo viên (GV) nhiều bất cập, thiếu hợp lí [12], [13] Những hạn chế nêu chưa đáp ứng mục tiêu mà Luật Giáo dục Chiến lược phát triển giáo dục 2011 - 2020 đề Với phát triển chung tồn xã hội, tình trạng kéo dài thêm nữa, mà cần phải có động thái tích cực hơn, biện pháp cụ thể để GV HS điều chỉnh phương pháp dạy học theo định hướng Căn vào chủ trương Đảng, Nhà nước, Bộ giáo dục đào tạo, vào bất cập thực tế nêu việc nhận thức rõ tầm quan trọng việc phát triển lực tư Vật lý (NLTDVL) cho HS thực nghiên cứu đề tài “Phát triển lực tƣ vật lý cho học sinh thông qua việc sử dụng tập định tính dạy học chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10” Tổng quan vấn đề nghiên cứu Trong trình dạy học vật lý, tập giữ vai trò quan trọng, phương tiện giúp giáo viên hồn thành chức giáo dưỡng, giáo dục phát triển tư cho HS Việc giải tập giúp HS ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức cách vững chắc, giúp HS rèn luyện tốt kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn sống, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát, giúp HS làm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời góp phần quan trọng vào việc phát triển tư sáng tạo HS Vì năm gần có khơng tác giả nghiên cứu việc phát triển NLTD NLTDVL dạy học vật lý trường phổ thông thông qua xây dựng sử dụng hệ thống tập vật lý Các cơng trình nghiên cứu chủ yếu Luận văn Thạc sĩ Điển hình có đề tài “Phát triển lực tư vật lý rèn luyện lực vận dụng kiến thức thông qua hệ thống tập phần “Dòng điện xoay chiều” chương trình lớp 12 THPT” tác giả Phan Xuân Cát ; “Các tập học để nâng cao chất lượng để rèn luyện phát triển lực tư vật lý cho học sinh trung học sở ” tác giả Bùi Văn Phỏng; “Góp phần bồi dưỡng tư vật lý cho học sinh thơng qua tập thí nghiệm phần từ trường cảm ứng điện từ lớp 11 THPT” tác giả Nguyễn Trọng Thạch; “Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm góp phần bồi dưỡng tư sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chương “Dòng điện không đổi” vật lý 11 nâng cao)” tác giả Bùi Danh Hào; “Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư học sinh dạy học chương “Dao động cơ” vật lý 12 chương trình bản” tác giả Đặng Xuân Hiệp Các đề tài hệ thống hóa sở lí luận NLTD, NLTDVL: đặc điểm NLTD; giai đoạn trình tư duy; thao tác hành động tư vật lý phổ biến, đồng thời năm biện pháp phát triển NLTD cho HS dạy học vật lý (tạo nhu cầu, hứng thú, kích thích ham muốn hiểu biết HS; xây dựng logic nội dung phù hợp với đối tượng HS; rèn luyện cho HS thao tác tư duy, hành động nhận thức phổ biến dạy học vật lý [5], [19],[23] Có thể nói rằng, có khơng tác giả đề cập đến việc phát triển NLTDVL cho học sinh thông qua việc sử dụng hệ thống tập, nhiều nguyên nhân khác mà việc nghiên cứu sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL HS vấn đề chưa giải thỏa đáng Mục tiêu đề tài - Góp phần bổ sung sở lí luận việc sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL HS - Xây dựng tiêu chí đánh giá phát triển NLTDVL học sinh thông qua kỹ cụ thể - Xác định quy trình lựa chọn BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL học sinh vận dụng để lựa chọn BTĐT sử dụng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - Xác định vận dụng quy trình tổ chức dạy học có sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL cho HS Giả thuyết khoa học Nếu học thuộc chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 có sử dụng BTĐT lựa chọn quy trình thực theo tiến trình dạy học đề xuất phát triển NLTDVL HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 5.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 có sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL cho HS 5.2 Phạm vi nghiên cứu - Nội dung kiến thức đề cập chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - Địa bàn TNSP trường THPT Nguyễn Hiền, TP Đà Nẵng Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL học sinh - Đánh giá thực trạng việc sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL HS dạy học vật lý số trường THPT - Đề xuất quy trình vận dụng để lựa chọn BTĐT gắn với việc phát triển NLTDVL cho học sinh dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - Đề xuất quy trình tổ chức dạy học có sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL cho HS - Thiết kế số giảng cụ thể chương “Các định luật bảo tồn” Vật lý 10 có sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL cho HS - Thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá hiệu đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết 7.2 Phƣơng pháp thực tiễn 7.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 7.4 Phƣơng pháp thống kê tốn học Đóng góp đề tài - Góp phần làm rõ sở lí luận việc sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL HS - Xác định quy trình lựa chọn BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL học sinh vận dụng để lựa chọn 46 BTĐT tiêu biểu sử dụng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - Đề xuất bước thiết kế dạy học theo hướng sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL cho HS sở xây dựng số giáo án có sử dụng BTĐT phần Các định luật bảo toàn Vật lý 10 theo hướng phát triển NLTDVL cho HS Cấu trúc luận văn Mở đầu Chƣơng 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việc phát triển lực tư vật lý cho học sinh dạy học Vật lý thông qua việc sử dụng tập định tính Chƣơng 2: Lựa chọn sử dụng tập định tính dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 theo hướng phát triển lực tư vật lý cho học sinh Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH 1.1 Năng lực tƣ lực tƣ vật lý 1.1.1 Năng lực lực tƣ Năng lực thuộc tính tâm lý phức hợp, hội tụ nhiều yếu tố tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sẵn sàng hành động trách nhiệm Năng lực tư tổng hợp phẩm chất người học nhằm đáp ứng yêu cầu phát giải vấn đề nhận thức thực tiễn đặt đem lại hiệu định 1.1.2 Năng lực tƣ vật lý NLTDVL hành động trí tuệ nghiên cứu vật lý bao gồm việc quan sát có chủ đích tượng vật lý, phân tích tượng vật lý phức tạp thành phận đơn giản xác lập chúng có mối quan hệ phụ thuộc xác định, tìm mối quan hệ mặt định tính mặt định lượng tượng đại lượng vật lý, dự đoán hệ từ thuyết vật lý vận dụng kiến thức vật lý khái quát thu vào thực tiễn 1.1.3 Các biểu lực tƣ vật lý Các biểu NLTDVL HS học tập môn Vật lý trường THPT thể thông qua yếu tố giúp HS lĩnh hội vận dụng tốt kiến thức vật lý đồng thời thể chỗ HS có khả thực hành động phổ biến hoạt động nhận thức vật lý NLTDVL có biểu đây: - Nhận biết định luật vật lý chi phối tượng quan sát - Phân tích chi phối định luật vật lý đến tượng quan sát - Xác lập mối quan hệ định lượng đại lượng vật lý dùng để đo lường thuộc tính chất vật tượng - Mơ hình hóa vật tượng - Xây dựng giả thuyết từ vật tượng - Dự đoán hệ từ giả thuyết khoa học - Thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra nhận định 1.1.4 Vai trò NLTDVL việc học tập môn Vật lý NLTDVL giúp HS lĩnh hội tốt kiến thức vật lý Có NLTDVL, HS biết cách phân tích kết quan sát cách khoa học Học sinh biết cách tổng hợp kết quan sát để thấy điểm 10 chung đối tượng quan sát chịu chi phối quy luật vật lý Học sinh có khả đưa giả thuyết nhằm giải thích cho tượng quan sát đưa phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết Nghĩa HS có khả tham gia vào giai đoạn tiến trình nghiên cứu vật lý NLTDVL giúp HS vận dụng tốt kiến thức vật lý học vào tình Đồng thời HS tìm quy luật tác động đến yếu tố tình Từ giải nhiệm vụ đặt 1.1.5 Các tiêu chí đánh giá phát triển NLTDVL Có thể đánh giá mức độ NLTDVL HS theo ba tiêu chuẩn [15]: Tiêu chuẩn Tiêu chí Tiêu chí 1: Biết cách sử dụng dụng cụ thí nghiệm dùng nghiên cứu vật lý Tiêu chuẩn 1: Thực hành động nghiên cứu vật lý Tiêu chí 2: Mơ hình hóa vật, tượng dạng mơ hình lý thuyết Tiêu chí 3: Xây dựng giả thuyết từ vật tượng Mức độ Mức độ 1: Biết cách sử dụng dụng cụ đo lường Mức độ 2: Biết cách sử dụng dụng cụ thí nghiệm Mức độ 3: Biết cách sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để thiết kế phương án thí nghiệm khả thi Mức độ 1: Nhận biết phù hợp mơ hình đối tượng nghiên cứu Mức độ 2: Chỉ đặc điểm không phù hợp mơ hình cho sẵn đối tượng nghiên cứu Mức độ 3: Mơ hình hóa đối tượng nghiên cứu dạng mơ hình đồ thị mơ hình tốn học Mức độ 1: Nhận giả thuyết hợp lí giả thuyết cho vật tượng Mức độ 2: Chỉ chỗ bất hợp lí giả thuyết Mức độ 3: Xây dựng giả thuyết phù hợp 15 Xuất phát từ mục tiêu phát huy tính tích cực học tập, nâng cao lực tư vật lý cho HS việc sử dụng BTĐT dạy học cần thiết Trên sở chúng tơi đề xuất bước lựa chọn BTĐT cho học lớp gồm bước: phân tích nội dung kiến thức vật lý học; xác định nhiệm vụ BTĐT; thu thập thông tin lựa chọn BTĐT; xếp lại BTĐT hệ thống lựa chọn 1.3.3 Các biện pháp tăng cƣờng sử dụng BTĐT nhằm phát triển NLTDVL cho học sinh 1.3.3.1 Tăng cƣờng sử dụng tập định tính dạy học nêu giải vấn đề Trong dạy học nêu giải vấn đề, GV sử dụng BTĐT để tạo tình có vấn đề, sử dụng giai đoạn nghiên cứu, giải vấn đề sử dụng để củng cố vận dụng kiến thức Tùy theo giai đoạn trình dạy học tùy thuộc điều kiện thực tế, GV lựa chọn BTĐT phù hợp 1.3.3.2 Tăng cƣờng sử dụng tập định tính dạy học phƣơng pháp thực nghiệm Trong dạy học phương pháp thực nghiệm, GV sử dụng BTĐT để nêu kiện mở đầu, hỗ trợ xây dựng giả thuyết, hỗ trợ suy hệ lôgic, hỗ trợ xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra giai đoạn củng cố vận dụng Các BTĐT cần có mối liên hệ chặt chẽ với nội dung học, gần gũi với thực tế đời sống, tăng tính trực quan… 1.4 Thực trạng vấn đề sử dụng BTĐT gắn với việc phát triển NLTDVL cho HS dạy học vật lý trƣờng phổ thông 1.4.1 Đánh giá thực trạng Qua trao đổi trực tiếp với GV HS số trường THPT địa bàn Thành Phố Đà Nẵng vấn đề sử dụng BTĐT dạy học vật lý trường phổ thông nhằm phát triển NLTDVL HS, rút nhận định sau: - Hầu hết GV nhận thức cần thiết việc phát triển NLTDVL cho HS dạy học vật lý chưa quan tâm mức, việc tiến hành biện pháp nhằm phát triển NLTDVL GV chưa thật đồng chưa có giải pháp hợp lí vấn đề - Thực tế cho thấy, BTĐT chưa sử dụng nhiều học, chủ yếu sử dụng phần củng cố, vận dụng - Hình thức kiểm tra dạng trắc nghiệm phổ biến BTĐT không sử dụng nội dung kiểm tra Điều dẫn đến hệ tất yếu GV HS thiếu động lực cần thiết đủ mạnh cho việc tăng cường sử dụng BTĐT dạy học GV việc vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế sống HS 16 - Đa số HS quen với phong cách học phát biểu ý kiến lớp hay làm tập sau học, em chưa có thói quen tự học, tự làm thí nghiệm, thụ động, chưa phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học tập Do đó, học vật lý, HS thường ngại trả lời câu hỏi liên quan đến thực tế sống, ngại phải “đối mặt” với BTĐT, sẵn sàng bỏ qua loại tập khơng có u cầu đánh giá GV mặt điểm số hầu hết HS cho giải thích câu hỏi thú vị cần thiết - Trong trình làm tập vật lý, HS thường quan tâm đến tập tính tốn mà khơng quan tâm đến BTĐT Phần lớn HS cho việc tự giải BTĐT cho với với yêu cầu (giống số sách tham khảo giải) khó khăn 1.4.2 Nguyên nhân thực trạng * Về phía giáo viên: - Đa số GV quen thuộc với phương pháp dạy học truyền thống nên áp dụng phương pháp dạy học tích cực tỏ lúng túng Nhiều GV có tâm lí không muốn thay đổi cũ - Vật lý môn khoa học thực nghiệm hầu hết việc giảng dạy vật lý nhà trường phổ thông chủ yếu cung cấp kiến thức mang nặng tính lí thuyết, xa rời thực tế Trong tiết học với thời lượng 45 phút, với nội dung kiến thức tương đối nhiều, GV khó có đủ thời gian để liên hệ kiến thức mà HS vừa lĩnh hội với thực tế đời sống - Các BTĐT chiếm tỉ lệ không nhiều nội dung sách giáo khoa sách tập trở ngại, nguyên nhân quan trọng khác dẫn đến tâm lí ngại sử dụng BTĐT dạy học vật lý am hiểu chưa thật sâu sắc phận thầy cô giáo loại tập Việc giải tập lớp chủ yếu tập định lượng, rèn luyện kĩ tính tốn hình thành HS kĩ bậc cao so sánh, phân tích, tổng hợp - Cách thức nội dung kiểm tra đánh giá chưa thật hợp lí Nội dung thi kiểm tra nhiều trường THPT chủ yếu tập trung vào câu hỏi mang tính tái kiến thức tập tính tốn mà chưa sử dụng BTĐT, chưa có câu hỏi vận dụng kiến thức vào thực tiễn Hình thức kiểm tra phần lớn nghiêng trắc nghiệm khách quan Điều tác động mạnh đến việc GV lẫn HS thường quan tâm đến loại tập * Về phía học sinh - NLTDVL HS hạn chế, phát triển không đồng em 17 - Nhiều HS chưa có phương pháp học tập đắn nên cảm thấy khó khăn học mơn Vật lý - Một số HS chậm, thụ động, lười biếng học tập KẾT LUẬN CHƢƠNG Ở chương này, làm việc sau: - Làm rõ số khái niệm: lực, lực tư duy, lực tư vật lý - Nêu vai trò lực tư vật lý việc học tập môn Vật lý tiêu chí đánh giá phát triển NLTDVL - Trình bày khái niệm, phân loại, hình thức thể phương pháp vận dụng BTĐT học vật lý - Nêu vị trí BTĐT hệ thống tập vật lý - Đề xuất quy trình lựa chọn BTĐT gắn với phát triển NLTD dạy học vật lý gồm bốn bước hai biện pháp tăng cường sử dụng BTĐT nhằm phát triển NLTDVL cho HS - Điều tra thực trạng việc sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL DH vật lí trường phổ thơng Đây sở lí luận soi đường cho việc đề biện pháp phù hợp nhằm phát triển NLTDVL cho HS qua việc sử dụng BTĐT 18 CHƢƠNG LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH 2.1 Cấu trúc đặc điểm nội dung chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT 2.1.1 Cấu trúc nội dung Chương "Các định luật bảo tồn" thuộc chương thứ chương trình sách giáo khoa lớp 10 THPT Cấu trúc chương cấu gồm bài, quy định tiết lí thuyết, tiết tập khơng có tiết thực hành 2.1.2 Đặc điểm kiến thức Kiến thức chương xếp trình bày cách lơgíc, hợp lí Trước trình bày định luật bảo tồn trình bày khái niệm cần thiết liên quan, trình bày định luật bảo toàn động lượng học sinh phải nắm khái niệm động lượng hệ kín Từ định luật bảo toàn động lượng sách giáo khoa đưa số ứng dụng: chuyển động phản lực, động phản lực, tên lửa Khi trình bày định luật bảo toàn học sinh phải nắm khái niệm động năng, công học, Sau học Định luật bảo toàn năng, có riêng va chạm vận dụng hai định luật bảo toàn động lượng bảo tồn Tuy nhiên khơng có kiến thức xây dựng từ thực nghiệm mà cách chứng minh dựa vào định luật khác việc xây dựng định luật bảo toàn động lượng sở định luật II định luật III Niutơn Chương "Các định luật bảo toàn" xếp sau chương "Động lực học chất điểm" từ hình thành thêm cho học sinh phương pháp khác để giải tốn học ngồi phương pháp sử dụng định luật Niutơn Đây xem chương có kiến thức hay vật lí lớp 10 ứng dụng thực tiễn đời sống kĩ thuật Tuy nhiên lại kiến thức tương đối khó trừu tượng trình nhận thức HS 2.2 Lựa chọn hệ thống BTĐT chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 2.2.1 Một số lƣu ý vận dụng quy trình lựa chọn BTĐT gắn với việc phát triển NLTD dạy học vật lý Để trình dạy học sử dụng BTĐT tiết nghiên cứu tài liệu đạt hiệu cao, chúng tơi đề xuất quy trình lựa chọn sử dụng BTĐT gắn với việc phát triển NLTD dạy học vật lý áp dụng giai đoạn cụ thể tiến trình dạy học: 19 * Đối với giai đoạn xây dựng kiến thức Một điểm cần lưu ý giai đoạn nhiều HS có số hiểu biết, quan niệm định vật, tượng vật lý, quan niệm ban đầu HS hồn thành tự phát nên có quan niệm sai lệch Do đó, giai đoạn GV nên tăng cường sử dụng BTĐT thông qua phương tiện dạy học máy chiếu, phiếu học tập * Đối với giai đoạn củng cố kiến thức Trong giai đoạn BTĐT GV đưa ra, GV nên cho HS trả lời lại BTĐT mà GV nêu phần đầu bài, HS hứng thú hơn, có niềm vui nhận thức lớn sau học HS tự trả lời điều mà ban đầu HS cảm thấy khó khăn 2.3 Sử dụng BTĐT dạy học chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT theo hƣớng phát triển NLTDVL cho HS 2.3.1 Quy trình thiết kế dạy học theo hƣớng sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL cho học sinh Để thiết kế tiến trình dạy học tho hướng sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL cho HS cần tiến hành theo bước sau: - Xác định mục tiêu dạy học - Lựa chọn kiến thức bản, cấu trúc kiến thức - Xác định phương pháp dạy học - Xác định hình thức tổ chức dạy học - Xác định hình thức củng cố vận dụng kiến thức mà HS vừa tiếp nhận, giao nhiệm vụ nhà 2.2.2 Lựa chọn số BTĐT tiêu biểu thuộc chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT 2.3.2 Thiết kế tiến trình dạy học số học cụ thể Thiết kế giáo án bài: Động lượng, định luật bảo tồn động lượng; Cơng cơng suất; Động KẾT LUẬN CHƢƠNG Các kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” ứng dụng nhiều kĩ thuật đời sống nên chúng gần gũi với HS Do dạy học, GV dễ dàng liên hệ với thực tiễn sống Trên sở đó, xây dựng lựa chọn hệ thống BTĐT để sử dụng chúng trình dạy học bao gồm 46 tập (trong đó: tập đơn giản: 15 bài; tập nâng cao: 15 tập sáng tạo: 16 bài) - Trên sở lí luận phương pháp giải BTĐT đưa tiến trình giải BTĐT gồm bước: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập; phân tích tượng; xây dựng lập luận suy luận kết quả; kiểm tra tính xác kết tìm 20 - Dựa sở lí luận dạy học với đặc điểm, vai trò BTĐT khẳng định tình dạy học Vật lý sử dụng BTĐT theo hướng phát triển lực tư vật lý HS cách có hiệu là: + Sử dụng BTĐT tạo tình học tập, dẫn dắt HS đến kiến thức + Sử dụng BTĐT trình dạy + Sử dụng BTĐT để vận dụng, củng cố kiến thức - Việc tăng cường sử dụng BTĐT dạy học Vật lý theo hướng phát triển lực tư vật lý HS biện pháp đắn hợp lí Để thực việc này, chúng tơi xây dựng tiến trình đề xuất số biện pháp nhằm tăng cường sử dụng BTĐT dạy học Vật lý, góp phần nâng cao hiệu dạy học - Trên sở đề xuất biện pháp tăng cường sử dụng BTĐT dạy học Vật lý theo hướng phát triển NLTDVL, thiết kế tiến trình tiến hành soạn thảo giảng theo hướng tăng cường sử dụng BTĐT dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 21 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm Thực nghiệm sư phạm tiến hành để kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học mà đề tài đặt 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm So sánh, đối chiếu kết học tập xử lý kết thu lớp TN lớp ĐC 3.2 Nội dung phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 3.2.1 Đối tƣợng thời gian thực nghiệm sƣ phạm - Các dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - TNSP tiến hành học kì II năm học 2016 - 2017 HS lớp 10 trường THPT Nguyễn - Thành phố Đà Nẵng 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm Nội dung TN bao gồm bài: Bài Động lượng Định luật bảo tồn động lượng Bài Cơng công suất Bài Động 3.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 3.2.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm Chọn HS lớp 10 trường THPT Nguyễn Hiền – Thành phố Đà Nẵng, cụ thể: - Ba lớp thực nghiệm: 10/1 (40); 10/3(39); 10/5(40) - Ba lớp đối chứng: 10/2 (41); 10/4(41); 10/6(40) 3.2.3.2 Quan sát học 3.2.3.3 Kiểm tra, đánh giá 3.3 Kết thực nghiệm 3.3.1 Kết định tính Đối với lớp ĐC - Khơng khí dạy học chưa sơi nổi, số lượng HS tham gia xây dựng ít, có số HS giỏi chịu khó suy nghĩ trả lời câu hỏi GV, số khác chưa tỏ hứng thú chịu khó suy nghĩ trả lời - Mặc dù GV có đổi phương pháp, chưa thấy có chuyển biến rõ rệt, GV làm việc nhiều, HS chủ yếu lắng nghe ghi chép Tuy HS có trả lời câu hỏi GV đặt chưa thể rõ hứng thú tự giác Đối với lớp TN 22 - Hầu hết BTĐT đưa có tác dụng tạo tình “có vấn đề” cho HS, tất HS hứng thú, chịu khó suy nghĩ để giải vấn đề GV đưa - GV thuận tiện việc phát sai lầm HS, vấn đề GV đưa có liên hệ mật thiết với sống, bắt gặp hiểu biết nhiều chúng - Số lượng BTĐT sử dụng tiết học vừa phải, đảm bảo nhịp độ bình thường tiến trình dạy học - Số lượng HS tham gia trả lời vấn đề GV đưa nhiều hơn, đặc biệt câu hỏi, tập có hình ảnh, video, clips minh hoạ nội dung liên quan đến tượng thực tế - Kết thúc học HS có tâm trạng thoải mái, khơng chịu áp lực học tập tỏ hiểu bài, u thích mơn học 3.3.2 Kết định lƣợng 3.3.2.1 Kết kiểm tra Qua kiểm tra đánh giá, tiến hành thống kê, tính tốn thu bảng số liệu sau: Bảng 3.2: Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra Điểm số (Xi) Nhó Tổng số 10 m HS 119 0 14 25 28 26 11 TN 122 12 20 28 26 20 ĐC Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất Số % HS đạt điểm Xi Tổng số Nhóm 10 HS 119 0 1.7 3.4 11.8 21 23.5 21.8 9.2 7.6 TN 122 1.6 3.3 9.8 16.4 23 21.3 16.4 5.7 2.5 ĐC 23 Hình 3.1: Biểu đồ phân phối tần suất hai nhóm Hình 3.2: Đồ thị phân phối tần suất hai nhóm Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lũy tích Tổng Số % HS đạt điểm Xi trở xuống Nhóm số HS 10 TN 119 0 1.7 16.8 37.8 61.3 83.2 92.4 100 ĐC 122 1.6 4.9 14.8 31.1 54.1 75.4 91.8 97.5 100 24 Hình 3.3: Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích hai nhóm Hình 3.4: Đồ thị phân phối tần suất lũy tích hai nhóm Bảng 3.5: Bảng phân loại theo học lực Số % HS Tổng số Nhóm Kém Yếu TB Khá Giỏi HS (0-2) (3-4) (5-6) (7-8) (9-10) TN 119 32.8 45.4 16.8 ĐC 122 1.6 13.1 39.3 37.7 8.2 25 Hình 3.5: Biểu đồ phân loại theo học lực hai nhóm 3.3.2.2 Tính toán số liệu Bảng 3.6: Bảng tổng hợp tham số Tổng số S2 S V% Nhóm X  X m X HS TN 119 7.02 2.52 1.59 22.6 7.02  0.01 ĐC 122 6.29 2.81 1.68 26.7 6.29  0.01 Dựa vào thơng số tính tốn trên, đặc biệt từ bảng phân loại theo học lực (Bảng 3.5), bảng tổng hợp tham số đặc trưng (Bảng 3.6) đồ thị đường lũy tích (Hình 3.4), rút nhận xét sau: - Điểm trung bình X nhóm TN cao nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu phân tán, trị trung bình có độ tin cậy cao STN < SĐC VTN < VĐC chứng tỏ độ phân tán nhóm TN giảm so với nhóm ĐC (Bảng 3.6) - Tỉ lệ HS đạt loại yếu, nhóm TN giảm nhiều so với nhóm ĐC Ngược lại, tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC (Bảng 3.5) - Đường tích lũy ứng với nhóm TN nằm bên phải, phía đường tích lũy ứng với nhóm ĐC Như kết học tập nhóm TN cao kết học tập nhóm ĐC Tuy nhiên kết ngẫu nhiên mà có Vì vậy, để độ tin cậy cao hơn, cần kiểm định thống kê 3.3.2.3 Kiểm định giả thuyết thống kê Kết tính tốn ta S = 2.67 t = 2.12 Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa  = 0,05 bậc tự f với 26 f = nTN + nĐC – = 239, ta có t = 1,96 Như rõ ràng t  t chứng tỏ khác X TN X ĐC có ý nghĩa Do ta kết luận: Giả thuyết nêu kiểm chứng, HS nhóm TN nắm vững kiến thức truyền thụ so với HS nhóm ĐC Như dạy học với việc sử dụng BTĐT có tác dụng tốt việc phát triển NLTDVL cho HS phương pháp dạy học thông thường KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua trình TNSP, từ thực tế giảng dạy lớp số liệu thu với phân tích xử lí kết mặt định tính định lượng, chúng tơi có sở để khẳng định tính đắn giả thuyết khoa học đưa ban đầu đề tài Việc vận dụng kết nghiên cứu đề tài vào thực tế dạy học trường THPT hồn tồn có tính khả thi Vấn đề lại phụ thuộc vào cách vận dụng GV vào học cụ thể cho đạt hiệu cao 27 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết đạt đƣợc đề tài Đối chiếu với mục tiêu, nhiệm vụ kết nghiên cứu trình thực đề tài, đạt kết sau: Xây dựng sở lí luận việc khai thác sử dụng BTĐT dạy học vật lý trường phổ thông nhằm phát triển NLTDVL cho HS, góp phần vào việc nâng cao hiệu dạy học vật lý Cụ thể trình bày được: - Các khái niệm NLTD, NLTDVL, khái niệm BTĐT, phân loại, hình thức thể phương pháp giải loại tập - Vai trò việc phát triển NLTD cho HS dạy học Vật lý trường THPT - Vị trí, vai trò BTĐT việc phát triển NLTDVL cho HS - Quy trình lựa chọn BTĐT biện pháp sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL cho HS - Tổ chức tốt việc điều tra thực trạng vấn đề sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL cho HS Trên sở đó, chúng tơi đánh giá thực trạng việc sử dụng BTĐT dạy học trường THPT Nghiên cứu nội dung chương trình, sách giáo khoa vật lý 10 chương “Các định luật bảo tồn” để từ xác định nội dung cần thiết phát triển NLTDVL cho HS lựa chọn BTĐT tiêu biểu cho phần (46 bài) Hệ thống BTĐT soạn thảo mang tính chất định hướng tập trung vào yêu cầu nội dung, với mức độ tăng dần từ tập đến nâng cao, sáng tạo Trên sở đó, GV lựa chọn tự biên soạn BTĐT phù hợp với điều kiện giảng dạy, trình độ học sinh Đề xuất bước thiết kế dạy học theo hướng sử dụng tập định tính để phát triển lực tư vật lý cho học sinh gồm bước: xác định mục tiêu dạy học; xác định nội dung kiến thức bản, trọng tâm bài; xác định phương pháp dạy học; dự kiến tổ chức hoạt động dạy học; lựa chọn BTĐT liên quan hệ thống BTĐT; xác định hình thức củng cố tập vận dụng kiến thức vừa tiếp nhận, giao nhiệm vụ nhà; thiết kế giáo án xây dựng giảng sử dụng BTĐT chọn Trên sở đó, chúng tơi xây dựng giáo án có sử dụng BTĐT phần Các định luật bảo toàn Vật lý 10 theo hướng phát triển NLTDVL cho HS Mỗi xây dựng theo quy trình dạy học BTĐT đưa vào cách hợp lí Tiến hành TNSP để đánh giá hiệu đề tài Kết TN cho 28 thấy giả thuyết đưa đề tài đắn, sử dụng BTĐT dạy học có tác dụng kích thích hứng thú học tập HS lớn, HS học tập tích cực hơn, u thích môn vật lý hơn, biết vận dụng vào thực tế đời sống góp phần vào việc nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thơng Tóm lại, luận văn thu số kết định Do thời gian có hạn nên đề tài nghiên cứu khai thác sử dụng BTĐT cho phần kiến thức nhỏ chương trình vật lý phổ thơng TNSP trường THPT với số lượng tiết dạy có hạn Tuy nhiên, với kết thu được, đề tài khả triển vọng việc khai thác sử dụng BTĐT nhằm phát triển NLTDVL cho HS, qua góp phần nâng cao hiệu dạy học vật lý trường THPT Một số kiến nghị Để dạy học theo hướng phát triển NLTDVL cho HS BTĐT có hiệu quả, chúng tơi có số kiến nghị sau: - Đối với giáo viên: + GV phải có đầu tư mức không ngừng nâng cao lực chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm + Thường xuyên đổi phương pháp dạy học, phát huy tính tích cực, tự học, phát triển lực tư HS, tập cho em thói quen tư trước vấn đề, cho em tiếp cận với hình thức dạy học semina, thảo luận, hoạt động nhóm… tạo điều kiện để em tự lực chiếm lĩnh kiến thức + Thường xuyên sưu tầm, tuyển chọn, biên soạn sử dụng BTĐT thông qua nguồn tư liệu khác - Đối với học sinh: có nhận thức đắn tầm quan trọng việc học, nhận thức vai trò việc phát triển NLTD trình học tập vật lý Cần phát huy tính tự giác, tích cực, sáng tạo thơng qua việc hoàn thành BTĐT mà GV đưa học nhà - Đối với cấp quản lí giáo dục: + Cần trang bị đầy đủ sở vật chất, tài liệu, trang thiết bị phục vụ dạy học Phòng học phải có kích thước hợp lý cho HS quan sát tranh ảnh, bảng biểu, video, clip mà GV sử dụng + Cần tổ chức thường xuyên lớp bồi dưỡng cho GV tiếp cận với phương pháp dạy học Hƣớng phát triển đề tài Từ kết nghiên cứu thực tiễn dạy học vật lý trường THPT nhận thấy luận văn phát triển theo hướng sau: - Tiếp tục hồn thiện sở lí luận việc khai thác sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL HS 29 - Mở rộng khai thác sử dụng hệ thống BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL HS THPT chương, phần khác chương trình vật lý THPT ... VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH 1.1 Năng lực tƣ lực tƣ vật lý 1.1.1 Năng lực lực tƣ Năng lực thuộc tính tâm lý. .. tài Phát triển lực tƣ vật lý cho học sinh thơng qua việc sử dụng tập định tính dạy học chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Trong trình dạy học vật lý, tập giữ... lý thông qua việc sử dụng tập định tính Chƣơng 2: Lựa chọn sử dụng tập định tính dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 theo hướng phát triển lực tư vật lý cho học sinh Chƣơng 3: Thực