Bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh trong dạy học chương “các định luật bảo toàn” vật lí 10 trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy vi tính

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG THỊ THU THỦY BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU Thừa Thiên Huế, năm 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG THỊ THU THỦY BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học môn Vật lí Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ CÔNG TRIÊM Thừa Thiên Huế, năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả Đặng Thị Thu Thủy ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến quý thầy giáo Ban Giám hiệu, Phịng Đào tạo Sau đại học, Khoa Vật lí trƣờng Đại học Sƣ phạm Đại học Huế tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Đặc biệt, xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc đến nhà giáo PGS.TS Lê Công Triêm, ngƣời tận tình hƣớng dẫn cho tơi q trình thực luận văn nhƣ suốt trình học tập, nghiên cứu sở đào tạo Qua đây, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy cho lớp chúng tôi, xin cảm ơn tất gƣơng mặt thân quen tập thể lớp LL&PPDHBM Vật lí K24 (2015 - 2017), gia đình ngƣời yêu quý đồng hành giúp đỡ tơi hồn thành khóa học Đó nguồn động lực, cổ vũ lớn suốt trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo Ban Giám hiệu, thầy giáo tổ Vật lí, học sinh lớp 10 năm học 2016 2017 trƣờng THPT Đặng Huy Trứ, tỉnh Thừa Thiên Huế thầy cô giáo gần xa tạo điều kiện giúp đỡ trình thực nghiệm sƣ phạm Một lần xin chân thành cảm ơn Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2017 Tác giả Đặng Thị Thu Thủy iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn .iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục tiêu đề tài 12 Giả thuyết khoa học 12 Nhiệm vụ nghiên cứu 13 Đối tƣợng nghiên cứu 13 Phạm vi nghiên cứu 13 Phƣơng pháp nghiên cứu 14 Đóng góp đề tài 14 10 Cấu trúc luận văn 15 NỘI DUNG 16 CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH 16 1.1 Năng lực tự học 16 1.1.1 Khái niệm lực lực tự học 16 1.1.2 Các lực thành tố lực tự học 18 1.1.2.1 Năng lực xây dựng kế hoạch tự học 19 1.1.2.2 Năng lực nhận biết, tìm tịi phát vấn đề 19 1.1.2.3 Năng lực giải vấn đề 19 1.1.2.4 Năng lực nghe giảng ghi chép 20 1.1.2.5 Năng lực làm việc theo nhóm 20 1.1.2.6 Năng lực vận dụng tri thức vào thực tiễn 21 1.1.2.7 Năng lực tự kiểm tra, đánh giá tự điều chỉnh 21 1.1.3 Các biểu lực tự học 22 1.2 Các biện pháp bồi dƣỡng NLTH cho HS với hỗ trợ MVT 25 1.2.1 Tạo động cơ, hứng thú hƣớng dẫn xây dựng kế hoạch tự học cho HS với hỗ trợ MVT 26 1.2.2 Hƣớng dẫn phƣơng pháp nghe giảng ghi chép với hỗ trợ MVT 27 1.2.3 Rèn luyện kĩ đọc sách, tài liệu; kĩ thu thập thông tin với hỗ trợ MVT để hình thành lực nhận biết, tìm tịi, phát vấn đề 28 1.2.4 Rèn luyện kĩ xử lí thơng tin với hỗ trợ MVT để hình thành lực giải vấn đề 31 1.2.5 Bồi dƣỡng lực vận dụng tri thức vào thực tiễn cho HS với hỗ trợ MVT 32 1.2.6 Bồi dƣỡng lực tự kiểm tra, đánh giá tự điều chỉnh cho HS với hỗ trợ MVT 33 1.2.7 Phối hợp phƣơng pháp dạy học, tăng cƣờng sử dụng PTDH đại 34 1.2.8 Giảm tỉ lệ thuyết trình GV, tăng cƣờng thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS Giao nhiệm vụ cụ thể cho HS tiết học 35 1.2.9 Kết hợp nhiều loại hình kiểm tra, đánh giá dạy học 36 1.3 Đánh giá lực tự học 37 1.3.1 Một số công cụ đánh giá lực 38 1.3.1.1 Thang đo lực 38 1.3.1.2 Các tập 38 1.3.2 Một số phƣơng pháp đánh giá lực 38 1.3.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu sản phẩm HS 38 1.3.2.2 Phƣơng pháp đặt câu hỏi trực tiếp (vấn đáp) 39 1.3.2.3 Phƣơng pháp quan sát 39 1.3.2.4 Phƣơng pháp tự đánh giá đánh giá đồng đẳng 39 1.3.3 Thiết kế thang đánh giá NLTH cho HS 40 1.3.3.1 Quy trình thiết kế 40 1.3.3.2 Thang đánh giá NLTH cho HS 41 1.3.3.3 Quy ƣớc sử dụng thang đo 50 1.4 Kết luận chƣơng 51 CHƢƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO HƢỚNG BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH 52 2.1 Đặc điểm chƣơng “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT 52 2.1.1 Đặc điểm chung 52 2.1.2 Mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ cần đạt đƣợc 55 2.1.3 Sơ đồ cấu trúc chƣơng 56 2.1.4 Thuận lợi, khó khăn dạy học chƣơng “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT 57 2.2 Một số biện pháp bồi dƣỡng NLTH cho HS dạy học chƣơng “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ MVT 57 2.2.1 Sử dụng MVT bồi dƣỡng NLTH cho HS giai đoạn mở đầu 57 2.2.2 Sử dụng MVT bồi dƣỡng NLTH cho HS trình nghiên cứu kiến thức 58 2.2.3 Sử dụng MVT bồi dƣỡng NLTH cho HS q trình ơn tập, củng cố kiến thức 60 2.2.4 Sử dụng MVT bồi dƣỡng NLTH cho HS tự học nhà 62 2.3 Quy trình thiết kế dạy học theo hƣớng bồi dƣỡng NLTH cho HS với hỗ trợ MVT 63 2.3.1 Quy trình thiết kế dạy học theo hƣớng bồi dƣỡng NLTH với hỗ trợ MVT 63 2.3.1.1 Xác định mục tiêu dạy học 63 2.3.1.2 Xác định kiến thức xếp theo lơgic thích hợp 63 2.3.1.3 Xác định phƣơng pháp phƣơng tiện dạy học thích hợp 64 2.3.1.4 Xác định hoạt động chủ yếu tiến trình dạy học 64 2.3.1.5 Xác định hình thức nội dung củng cố, vận dụng 64 2.3.2 Tiến trình dạy học theo hƣớng bồi dƣỡng NLTH cho HS với hỗ trợ MVT 64 2.3.3 Thiết kế số giáo án chƣơng “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT theo hƣớng bồi dƣỡng NLTH với hỗ trợ MVT 66 2.4 Kết luận chƣơng 74 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 76 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 76 3.1.1 Mục đích 76 3.1.2 Nhiệm vụ 76 3.2 Đối tƣợng nội dung thực nghiệm sƣ phạm 76 3.2.1 Đối tƣợng 76 3.2.2 Nội dung 77 3.3 Phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 77 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm 77 3.3.2 Phƣơng pháp tiến hành 77 3.3.2.1 Quan sát, tự đánh giá đánh giá lẫn 77 3.3.2.2 Bài kiểm tra 78 3.4 Đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm 79 3.4.1 Đánh giá định tính 79 3.4.2 Đánh giá định lƣợng 79 3.4.2.1 Kết đánh giá hoạt động học tập chƣơng “Các định luật bảo toàn” 79 3.4.2.2 Kết đánh giá kiểm tra tiết chƣơng “Các định luật bảo toàn”83 3.4.2.3 Tổng hợp kết ĐG hoạt động học tập kiểm tra theo tỉ lệ % 83 3.5 Kết luận chƣơng 92 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 93 Kết luận 93 Khuyến nghị 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC P1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ DH Dạy học DHVL Dạy học vật lí ĐG Đánh giá ĐGNL Đánh giá lực ĐLBT Định luật bảo toàn ĐC Đối chứng GD Giáo dục GV Giáo viên HS Học sinh KT Kiểm tra MVT Máy vi tính NL Năng lực NLTH Năng lực tự học PPDH Phƣơng pháp dạy học PPĐG Phƣơng pháp đánh giá PTDH Phƣơng tiện dạy học QTDH Quá trình dạy học SGK Sách giáo khoa TN Thí nghiệm TNg Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm THPT Trung học phổ thông DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Bảng 1.1 Biểu NLTH cấp THPT theo Bộ Giáo dục Đào tạo 24 Bảng 1.2 Biểu NLTH 24 Bảng 1.3 Thang đánh giá NLTH cho HS 41 Bảng 3.1 Bảng mẫu TNSP 77 Bảng 3.2 Kết ĐG hoạt động học tập 23 (tiết2) nhóm TNg 79 Bảng 3.3 Kết ĐG hoạt động học tập 23 (tiết2) nhóm ĐC 80 Bảng 3.4 Kết ĐG hoạt động học tập 27 nhóm TNg 81 Bảng 3.5 Kết ĐG hoạt động học tập 27 nhóm ĐC 82 Bảng 3.6 Kết ĐG kiểm tra tiết nhóm TNg 83 Bảng 3.7 Kết ĐG kiểm tra tiết nhóm ĐC 83 Bảng 3.8 Tổng hợp kết ĐG hoạt động học tập 23 (tiết 2) theo tỷ lệ % 83 Bảng 3.9 Tổng hợp kết ĐG hoạt động học tập 27 theo tỷ lệ % 84 Bảng 3.10 Tổng hợp kết ĐG kiểm tra tiết theo tỉ lệ % 85 Bảng 3.11 Bảng biểu đồ so sánh kết ĐG hoạt động học tập nhóm TNg nhóm ĐC buổi đầu buổi cuối trình TNg 85 Bảng 3.12 Bảng biểu đồ so sánh kết ĐG kiểm tra tiết nhóm TNg nhóm ĐC 91 Sơ đồ 1.1 Biểu NLTH theo Candy 22 Sơ đồ 1.2 Biểu NLTH theo Taylor 23 Sơ đồ 1.3 Quy trình thiết kế thang đo lực 40 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ cấu trúc chƣơng “Các định luật bảo toàn” vật lí 10 THPT 56 Sơ đồ 2.2 Hệ thống hố kiến thức “Định luật bảo tồn động lƣợng” 61 Sơ đồ 2.3 Tiến trình dạy học theo hƣớng bồi dƣỡng NLTH với hỗ trợ MVT 65 Hình 2.1 Chuyển động tên lửa 58 Hình 2.2 Hình minh họa “Xung lực” 59 Hình 2.3 Minh họa phân tích lực 60 Hình 2.4 Ứng dụng định luật “Bảo toàn động lƣợng” 62 trƣờng Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm trọng trƣờng NL Hỗ trợ MVT: chiếu lại biết, tìm tịi hình ảnh búa máy từ độ cao z rơi phát xuống đập vào cọc, làm cho cọc vấn đề NL sâu vào đất đoạn s giải Điều chứng tỏ búa máy vấn đề NL sinh cơng Nếu z lớn s nghe dài ghi chép - GV: Tại búa máy sinh cơng? - GV hƣớng dẫn HS tiếp tục suy - HS trả lời: Trƣớc đập vào cọc, búa máy có động luận: Trƣớc đập vào cọc, búa máy có động năng, động có đƣợc vật độ cao z Vậy vật độ cao z so với mặt đất vật có lƣợng - GV u cầu HS trả lời câu hỏi C2 - HS trả lời câu hỏi C2 - GV nhận xét câu trả lời HS rút kết luận: Một vật vị trí có độ cao z so với mặt đất có khả sinh cơng, nghĩa vật mang lượng Dạng lượng gọi trọng trường (hay hấp dẫn) - GV: Làm để tính đƣợc trọng trƣờng - HS trả lời: Phải tính cơng mà vật thực đƣợc rơi từ độ P16 nhận giảng vật độ cao z so với mặt đất? cao z xuống mặt đất Công mà - GV phát biểu công trọng vật thực đƣợc rơi xuống lực vật  đất công trọng lực P - GV hƣớng dẫn HS suy luận để Công trả lời câu hỏi đến kết quả: A  P.s  mgz Wt  mgz - Từ biểu thức, yêu cầu HS định nghĩa cách định lƣợng? trọng lực Suy Wt  mgz - HS dựa vào biểu thức phát biểu định nghĩa: Khi vật có khối lượng m đặt độ cao z so với mặt đất trọng - Thế vật mặt đất bao nhiêu? - GV phân tích: Ở mặt đất Wt = nghĩa ta chọn mặt đất làm mốc tính Sau yêu cầu HS trả lời câu hỏi C3 SGK trường vật định nghĩa công thức:Wt  mgz - Trả lời Wt = z = - Trả lời C3: Wt = O Wt > A Wt < B - GV: Cũng hỏi nhƣ câu C3 nhƣng chọn mốc tính B, A? - GV xác nhận câu trả lời đƣa nhận xét: Việc chọn mốc làm ảnh hưởng đến giá trị vật P17 vị trí định so với - Trả lời câu hỏi GV mặt đất Hoạt động 4: Tìm mối liên hệ biến thiên NL công trọng lực biết, tìm tịi - GV giao cho HS tốn: phát “Một vật có khối lƣợng m rơi từ vấn đề NL điểm M có độ cao zM đến điểm giải N có độ cao zN so với mặt đất vấn đề NL nhận Tính cơng trọng lực tác - HS giải toán, thảo luận để nghe giảng dụng lên vật?” ghi chép có kết đúng: - GV thơng báo: Thực nghiệm A  P( zM  z N )  mgzM  mgz N NL vận lí thuyết chứng minh đƣợc  A  Wt  M   Wt  N  dụng tri thức kết cho - HS trả lời: trƣờng hợp vật chuyển dời từ M vào đến N theo đƣờng - GV: Vậy công trọng lực biến thiên vật có liên hệ gì? - GV xác nhận câu trả lời rút kết luận: Khi vật chuyển động trọng trường từ vị trí M đến vị trí N cơng trọng lực vật có giá trị hiệu trọng trường M N - Hỏi: Nếu Wt  M  >Wt  N  - HS trả lời: AMN nhƣ nào? Nếu + Wt  M  >Wt  N  AMN  Wt  M 