Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong tổ chức dạy học chương các định luật bảo toàn vật lí 10

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––– HÀ LAN ANH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN - VẬT LÍ 10 Ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật Lí Mã số: 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Tơ Văn Bình THÁI NGUN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình riêng tơi hướng dẫn khoa học PGS TS Tô Văn Bình Các kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Tác giả luận văn Hà Lan Anh Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo PGS TS Tơ Văn Bình người thầy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán Bộ mơn Lí luận phương pháp dạy học vật lí, Khoa Vật lí, Phòng sau đại học, Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu khoa học để tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp yêu quý quan tâm, khích lệ, động viên để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi nhận quan tâm giúp đỡ gia đình Gia đình dành điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Đây nguồn cổ vũ động viên lớn giúp đỡ cho tơi q trình học tập nghiên cứu khoa học Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành quan tâm giúp đỡ Xin chân thành cảm ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn .ii Mục lục iii Danh mục viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình .vi MỞ ĐẦU .1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thiết khoa học Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Dự kiến đóng góp đề tài Cấu trúc luận văn .3 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC 1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Vấn đề phát triển lực học sinh dạy học 1.2.1 Năng lực .7 1.2.2 Năng lực chung lực chuyên biệt (năng lực riêng) 1.2.3 Các lực chuyên biệt mơn Vật lí 1.3 Năng lực giải vấn đề 11 1.3.1 Khái niệm lực giải vấn đề .11 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.3.2 Các thành tố lực GQVĐ .12 1.3.3 Việc đánh giá lực GQVĐ HS .12 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.3.4 Dạy học phát triển lực HS 14 1.3.5 Dạy học giải vấn đề dạy học vật lý .15 1.4 Thực trạng việc phát triển lực GQVĐ HS dạy học chương “ Các định luật bảo tồn” vật lí lớp 10 THPT 17 1.4.1 Mục đích điều tra .17 1.4.2 Nội dung phương pháp điều tra 17 1.4.3 Kết điều tra 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 19 Chương 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 20 2.1 Vị trí, đặc điểm chương “Các định luật bảo tồn” chương trình Vật lí 10 20 2.1.1 Vị trí chương “Các định luật bảo toàn” .20 2.1.2 Đặc điểm dạy học vật lý 20 2.1.3 Đặc điểm chương "Các định luật bảo toàn" .21 2.2 Mục tiêu dạy học, nội dung cấu trúc chương “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 ban Cơ 21 2.2.1 Mục tiêu chương “Các định luật bảo toàn” theo chuẩn kĩ - kiến thức .21 2.2.2 Mục tiêu bổ sung theo định hướng nghiên cứu 23 2.2.3 Nội dung chương “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 ban 24 2.2.4 Cấu trúc chương 29 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” để phát triển lực giải vấn đề 31 2.3.1 Bài 23: Động lượng Các định luật bảo toàn động lượng 32 2.3.2 Bài 25: Động .48 2.3.3 Bài 27: Cơ 56 KẾT LUẬN CHƯƠNG 67 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .68 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 68 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 68 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 68 3.2 Nội dung tổ chức thực nghiệm sư phạm 68 3.2.1 Nội dung thực nghiệm .68 3.2.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm .69 3.3 Phương pháp đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 69 3.3.1 Căn đánh giá 69 3.3.2 Cách đánh giá 70 3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 70 3.4.1 Trao đổi với giáo viên tiến hành thực nghiệm 70 3.4.2 Xử lý kết thực nghiệm sư phạm 71 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 71 3.6 Đánh giá chung TNSP 84 KẾT LUẬN CHƯƠNG 85 KẾT LUẬN CHUNG .86 TÀI LIỆU THAM KHẢO .88 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ viết đầy đủ DH Dạy học GD&ĐT Giáo dục đào tạo GQ Giải GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh NLTP Năng lực thành phần NXBGD Nhà xuất giáo dục PH Phát PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa SI Hệ đơn vị đo lường quốc tế THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông TN Thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm VĐ Vấn đề Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các lực chuyên biệt cho môn Vật lí Bảng 1.2: Các thành tố lực giải vấn đề .12 Bảng 1.3: Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề [3,4] 13 Bảng 2.1: Bảng thống kê tình có vấn đề nhằm phát triển lực GQVĐ cho HS 31 Bảng 3.1: Đặc điểm chất lượng học tập lớp TN ĐC 69 Bảng 3.2: Kết phiếu học tập số 74 Bảng 3.3: Kết phiếu học tập số 78 Bảng 3.4: Kết phiếu học tập số 82 Bảng 3.5: Thống kê lực giải vấn đề ba lớp .84 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Phiếu học tập: Tìm hiểu vật chuyển động trọng trường Họ tên: Lớp…………….Trường……………………………………………………………… Câu 1: Khi cho khối gỗ trượt xuống chân máng nghiêng động biến đổi nào? Căn vào đâu để biết điều đó? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 2: Khi ném đá lên cao đường chuyển động động biến đổi ntn? Căn vào đâu để biết điều đó? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 3: Khi vật chuyển động trọng trường vật có bảo tồn khơng? Dựa vào đâu để biết điều đó? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 4: Làm để xác định vật M (có độ cao Z 1) N (có độ cao Z2)? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 5: Các em biết cách xác định vận tốc tức thời làm TN khảo sát chuyển động rơi tự Hãy thiết kế TN để xác định vật vị trí: M độ cao Z1, N độ cao Z2 L độ cao Z3 ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 6: Hãy lựa chọ TN, lắp ráp mô tả cách tiến hành TN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 7: Hãy vào kết TN bảng số liệu vừa có, tính vật điểm M, điểm N, điểm L ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 8: Hãy rút kết luận từ kết tính ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu Có thể sử dụng định lý độ biến thiên động để kiểm nghiệm kết TN không? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Gợi ý trả lời phiếu học tập: Tìm hiểu vật chuyển động trọng trường Câu 1: Khi cho khối gỗ trượt xuống chân máng nghiêng động biến đổi nào? Căn vào đâu để biết điều đó? - Thế khối gỗ giảm dần động tăng dần - Vì khối lượng khối gỗ khơng đổi mà chiều cao khối gỗ giảm dần vận tốc khối gỗ tăng dần Câu 2: Khi ném đá lên cao đường chuyển động động biến đổi nào? Căn vào đâu để biết điều đó? - Thế đá tăng dần động đá giảm dần - Căn cứ: khối lượng đá khơng đổi, chiều cao tăng dần vận tốc giảm dần Câu 3: Khi vật chuyển động trọng trường vật có bảo tồn khơng? Dựa vào đâu để biết điều đó? - Cơ vật chuyển động trọng trường bảo tồn khơng - Dựa vào định luật bảo tồn Câu 4: Làm để xác định vật M (có độ cao Z 1), N (có độ cao Z2) L (độ cao Z3)? - Xác định định độ cao vận tốc tương ứng điểm Độ cao đo thước, vận tốc xác định thực nghiệm vận dụng kiến thức rơi tự Câu 5: Các em biết cách xác định vận tốc tức thời làm TN khảo sát chuyển động rơi tự Hãy thiết kế TN để xác định vật vị trí: M độ cao Z1, N độ cao Z2 L độ cao Z3 - Sử dụng thí nghiệm vật rơi tự hai cổng quang điện Câu 6: Hãy vào kết TN bảng số liệu vừa có, tính vật điểm M, điểm N, điểm L Vật nặng có khối lượng 10g, thí nghiệm tiến hành nơi có gia tốc trọng trường g = 9,82 m/s2 Điểm M Điểm N Điểm L Z (m) 0,9500 0,8000 0,5500 V (m/s) 0,9601 1,9699 2,9598 W (J) 0,0978 0,0979 0,0978 Câu 7: Hãy rút kết luận từ kết tính - Cơ vật bảo tồn Câu Có thể sử dụng định lý độ biến thiên động để kiểm nghiệm kết TN khơng? - Có thể sử dụng hai định lý để kiểm nghiệm kết thực nghiệm Phụ lục 3: KẾT QUẢ NĂNG LỰC GQVĐ CỦA HS Kết phát triển lực giải vấn đề HS trường THPT Phổ Yên STT Họ tên Kết lực GQVĐ Phiếu Phiếu Phiếu Nguyễn Thị Lan Anh 5,5 6,2 6,9 Lê Thị Kim Chi 7,5 7,8 8,6 Bằng Chí Cơng 3,5 3,5 5,4 Nguyễn Việt Dũng 6,5 6.7 7,8 Nguyễn Thị Dương 3,0 3,4 3,9 Trịnh Thị Ánh Dương 6,0 6,6 6,8 Vũ Công Đạt 2,5 2,8 3,9 Nguyễn Trường Giang 7,0 8,2 8,8 Ngô Thúy Hằng 4,5 5,6 6,5 10 Nguyễn Xuân Hòa 1,5 5,8 6,6 11 Thái Việt Hoàn 5,5 5,8 6,4 12 Đồng Minh Hoàng 2,5 3,0 3,8 13 Nguyễn Mạnh Hùng 3,0 3,6 3,9 14 Đinh Quốc Huy 6,3 6,3 6,8 15 Lê Thị Thu Huyền 2,5 5,6 7,8 16 Nguyễn Tùng Lâm 6,5 7,8 8,2 17 An Hoài Linh 3,5 6,3 6,6 18 Trịnh Khánh Linh 7,5 8,4 9,0 19 Vũ Thùy Linh 6,5 6,7 6,8 20 Nguyễn Hoàn Lương 5,5 6,3 6,5 21 Trần Đức Lương 4,5 5,7 6,9 22 Nguyễn Duy Lượng 3,5 6,8 7,4 23 Nguyễn Văn Mạnh 5,0 6,7 6,7 24 Hà Phan Nhật Minh 4,5 5,7 6,4 25 Nguyễn Đức Minh 5,0 6,4 6,8 26 Nguyễn Thị Phương Nga 3,0 6,3 6,7 27 Nguyễn Thị Kim Ngân 3,0 6,6 6,7 28 Lê Thu Nguyên 6,0 7,8 8,6 29 Trần Thị Minh Nguyệt 7,5 6,5 7,8 30 Lã Thị Kim Oanh 3,0 3,5 6,5 31 Nguyễn Thị Phương 6,0 7,6 8,4 32 Nguyễn Thị Thu Phương 3,0 3,4 6,4 33 Nguyễn Thị Bích Phượng 6,5 6,5 6,4 34 Nguyễn Thị Như Quỳnh 2,5 6,2 6,4 35 Phạm Thanh Tâm 7,8 8,5 8,7 36 Tạ Thị Phương Thảo 3,2 6,4 6,8 37 Ngô Thượng Thắng 6,4 6,4 38 Nguyễn Văn Tiền 3,4 3,8 6,2 39 Lê Thị Thu Trà 7,6 8,4 8,9 40 Lê Kiều Trang 5,8 6,5 6,9 41 Trịnh Thị Huyền Trang 6,2 8,0 9,2 42 Nguyễn Quốc Trọng 3,4 3,5 6,5 43 Đồng Minh Tuấn 3,2 3,2 6,4 44 Ngơ Quang Tuấn 8,4 8,8 9,3 45 Trần Hồng Tuấn 34 3,2 6,3 46 Nguyễn Quang Tùng 6,8 5,6 6,9 47 Phạm Trọng Tuyên 3,9 6,3 6,8 Trung bình 4,9 6,0 7,0 PL17 Kết phát triển lực giải vấn đề HS trường THPT Phú Lương STT Họ tên Kết lực GQVĐ HS Phiếu Phiếu Phiếu An Tuấn Anh 3.5 3.6 3.8 Trần Hồng Anh 3.2 3.8 4.9 Dương Xuân Bắc 7.2 7.8 8.2 Nguyễn Thế Bắc 4.3 5.1 5.3 Tạ Thị Chắc 2.1 2.5 4.2 Đồng Đức Duy 4.3 4.8 5.6 Đỗ Thị Hải Dương 3.4 3.6 4.8 Nguyễn Thị Thùy Dương 5.2 5.8 6.5 Nguyễn Thị Thùy Dương 3.8 3.9 5.6 10 Nguyễn Đức Đại 3.2 3.7 5.8 11 Nguyễn Minh Đăng 3.1 3.5 6.1 12 Lê Trung Đức 4.7 5.6 6.2 13 Ngô Thu Giang 3.2 3.8 4.3 14 Ngô Xuân Giang 4.2 4.6 5.3 15 Ngô Văn Hạnh 2.1 2.5 3.6 16 Nguyễn Thị Hạnh 4.2 4.8 5.5 17 Nguyễn Thị Hiền 2.1 3.6 4.8 18 Lê Văn Hiếu 2.1 2.1 3.3 19 Trần Thị Hoa 7.2 7.1 7.5 20 Nguyễn Phương Linh 3.1 3.6 4.9 21 Nguyễn Thị Linh Linh 4.3 5.1 7.1 22 Phạm Thị Linh 3.2 2.5 6.3 23 Trần Vũ Phương Linh 4.3 5.1 5.1 24 Trịnh Thị Mai Linh 7.3 8.1 8.5 25 Nguyễn Hoàng Long 3.2 3.2 3.3 PL18 26 Lương Lê Lợi 3.8 7.2 7.1 27 Đinh Văn Mạnh 3.2 3.5 5.1 28 Lê Thị Thanh Minh 4.3 5.5 6.2 29 Nguyễn Trần Hải Nam 3.4 5.2 7.6 30 Đồng Thị Thảo Ngân 7.6 8.0 8.3 31 Đồng Thị Thảo Ngọc 3.2 3.4 6.3 32 Nguyễn Thị Bích Nguyệt 5.2 5.4 5.3 33 Lê Văn Phong 4.3 4.5 5.4 34 Đỗ Thành Quân 5.2 6.2 7.1 35 Nguyễn Phú Quý 4.5 6.3 5.8 36 Phan Anh Tài 3.2 3.6 5.2 37 Đặng Thị Ngọc Tâm 3.8 5.3 5.3 38 Nguyễn Thị Thu Thảo 5.5 5.5 7.5 39 Lương Thế Thiện 3.8 4.7 6.3 40 Lê Anh Khánh Toàn 3.2 3.6 6.5 41 Nguyễn Phương Trang 7.5 8.4 8.9 42 Phạm Minh Trí 3.2 3.8 6.1 43 Bùi Nhật Tuấn 5.3 5.8 7.5 44 Trần Đức Tuấn 5.6 6.4 6.6 4.2 4.8 5.9 Trung bình PL19 Kết phát triển lực giải vấn đề HS trường PT Vùng Cao Việt Bắc STT Họ tên Kết lực GQVĐ HS Phiếu Phiếu Phiếu Triệu Hải Anh 5.3 6.3 6.8 Triệu Thị Anh 7.3 7.8 8.5 Nhữ Nguyệt Ánh 2.3 3.2 3.8 Đào Hoàng Bách 7.4 7.9 8.5 Tẩn Thị Chẻn 4.5 5.6 6.3 Dương Công Chiến 5.3 4.5 6.4 Hảng A Chùng 7.4 7.8 7.9 Lê Lưu Thùy Dung 3.4 5.3 6.7 Chu Tiến Dũng 2 10 Phạm Việt Dũng 5.4 7.4 7.4 11 Bùi Hoàng Dương 2.4 3.1 3.3 12 Hoàng Việt Duy 5.2 5.6 5.8 13 Lý Thị Đá 4.5 5.3 6.4 14 Lý Thị Hà Giang 3.4 4.5 5.8 15 Phạm Bùi Hải 3.9 5.8 7.5 16 Lương Thị Thu Hiền 8.2 8.6 9.0 17 Nông Hồng Hoa 3.5 3.7 5.8 18 Lương Khánh Hòa 3.5 6.8 8.0 19 Lý Thị Kim Huệ 3.8 5.9 6.3 20 Ngô Hoàng Huy 8.0 8.0 7.5 21 Nguyễn Khánh Huyền 5.6 6.4 6.7 22 Lềnh Lập Hỷ 5.4 6.4 6.7 23 Vương Quốc Khánh 4.5 5.3 6.4 24 Long Trường Khôi 5.4 5.7 7.3 25 Nguyễn Minh Khôi 4.6 5.6 6.3 PL20 26 Linh Phương Lan 5.3 6.4 8.0 27 Trần Khánh Linh 5.6 5.6 5.7 28 Đinh Phương Mai 6.0 6.1 6.0 29 Hứa Thị Mỹ 6.3 6.7 8.2 30 Sín Thị Ánh Ngọc 8.2 8.3 8.3 31 Ma Thanh Phong 5.5 5.5 7.3 32 Mơng Thị Phòng 3.5 3.5 5.3 33 Vũ Hoàng Phúc 4.5 4.7 6.5 34 Hoàng Việt Quang 5.3 6.5 6.4 35 Ma Đức Quang 6.3 6.5 6.9 36 Ma Thị Hương Quế 3.3 3.5 6.0 37 Hạng Thị Sinh 7.3 7.4 8.0 38 Bàn Hoàng Tâm 3,3 3.3 6.5 39 Nông Phương Thảo 3.6 3.9 6.2 5.1 5.7 6.6 Trung bình PL21 Phụ lục MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM PL22 PL23 PL24 PL25 PL26 ... kế tổ chức dạy học chương “ Các định luật bảo tồn” phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Chương Các định luật bảo tồn - Vật lí 10 - Năng lực GQVĐ dạy học giải vấn. .. http://lrc.tnu.edu.vn định luật bảo tồn - Vật lí 10 Do tơi chọn đề tài: Phát triển lực giải vấn đề cho học sinh tổ chức dạy học chương Các định luật bảo tồn Vật lí 10 Mục đích nghiên cứu Vận dụng sở lí luận lực. .. GQVĐ dạy học GQVĐ tổ chức dạy học chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh Giả thiết khoa học Nếu vận dụng lí luận lực GQVĐ vận dụng hợp lý bước dạy học