Tổ chức dạy học phần “nhiệt học” vật lý 10 trung học phổ thông theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ THỊ KIM ANH TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIÂI QUYẾT VẤN ĐỀ 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 HÀ THỊ KIM ANH TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIÂI QUYẾT VẤN ĐỀ Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học Vật lý Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN GIA ANH VŨ Thừa Thiên Huế, năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu khác Tác giả Hà Thị Kim Anh ii Lời cảm ôn Hoàn thành luận văn này, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo TS Phan Gia Anh Vũ, giảng viên trƣờng Đại học Sƣ phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh thầy giáo PSG TS Lê Công Triêm, giảng viên khoa Vật lý, trƣờng Đại học Sƣ phạm Huế tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo khoa Vật lý trƣờng Đại học Sƣ phạm Huế tận tình giảng dạy có ý kiến đóng góp q báu cho đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học Trƣờng Đại học Sƣ phạm Huế, tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu Cảm ơn Ban giám hiệu, quý thầy cô em học sinh trƣờng THPT Bình Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế tạo điều kiện hợp tác với trình nghiên cứu thực đề tài Cuối xin cảm ơn anh chị, bạn bè lớp Cao học Lý luận phƣơng pháp dạy học Vật lý K24 gia đình quan tâm, động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Thừa Thiên Huế, tháng 9, năm 2017 Tác giả Hà Thị Kim Anh iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i LỜI CAM ĐOAN .ii LỜI CẢM ƠN .iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ PHẦN I: MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2.1 Trên giới 2.2 Ở Việt Nam 10 Mục tiêu nghiên cứu 12 Giả thuyết khoa học 12 Phạm vi nghiên cứu 12 Đối tƣợng nghiên cứu 12 Nhiệm vụ nghiên cứu 12 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 8.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 13 8.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn 13 8.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 13 8.4 Phƣơng pháp thống kê toán học 13 Những đóng góp đề tài 14 10 Cấu trúc luận văn 14 PHẦN 2: NỘI DUNG 15 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ15 1.1 Năng lực lực giải vấn đề 15 1.1.1 Khái niệm lực 15 1.1.2 Đặc điểm lực 19 1.1.3 Các lực đặc thù phát triển cho học sinh dạy học Vật lý 20 1.1.4 Năng lực giải vấn đề 23 1.1.4.1 Khái niệm lực giải vấn đề 23 1.1.4.2 Cấu trúc lực giải vấn đề 24 1.1.4.3 Các lực thành tố lực giải vấn đề 26 1.2 Biện pháp phát triển lực giải vấn đề 27 1.2.1 Định hƣớng chung cho việc xây dựng biện pháp phát triển lực giải vấn đề 27 1.2.2 Các biện pháp phát triển lực giải vấn đề cho học sinh dạy học Vật lý 27 1.2.2.1 Nhóm biện pháp 1: Phát triển lực thành tố NL GQVĐ 27 1.2.2.2 Nhóm biện pháp 2: tạo động cơ, hứng thú học sinh tham gia hoạt động giải vấn đề 29 1.2.3 Quy trình dạy học theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề 32 1.3 Đánh giá lực giải vấn đề 36 1.3.1 Thang đánh giá 36 1.3.2 Mức phát triển lực giải vấn đề 38 1.3.3 Công cụ đánh giá lực giải vấn đề 40 1.4 Kết luận chƣơng 43 CHƢƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 44 2.1 Đặc điểm mục tiêu, nội dung phần “Nhiệt học” Vật lý 10 44 2.1.1 Đặc điểm chung phần “Nhiệt học” 44 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc phần “Nhiệt học” 45 2.1.3 Mục tiêu phần “Nhiệt học” Vật lý 10 46 2.2 Thiết kế hoạt động dạy học theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề phần “Nhiệt học” Vật lý 10 48 2.2.1 Chuẩn bị điều kiện cho việc triển khai thiết kế tiến trình dạy học theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề 48 2.2.1.1 Thiết kế dạng câu hỏi, tập có vấn đề 48 2.2.1.2 Thiết kế tập tình 52 2.2.1.3 Thiết kế tập tiến hành thí nghiệm 55 2.2.2 Vận dụng quy trình tổ chức hoạt động dạy học theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề dạy học phần “Nhiệt học” Vật lý 10 57 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học phần “Nhiệt học” Vật lý 10 theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề 60 2.3.1 Tiến trình dạy học “Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí” 60 2.3.2 Tiến trình dạy học “Các tƣợng bề mặt chất lỏng ” 68 2.4 Kết luận chƣơng 79 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 80 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm 80 3.1.1 Mục đích 80 3.1.2 Nhiệm vụ 80 3.2 Đối tƣợng nội dung thực nghiệm 80 3.2.1 Đối tƣợng 80 3.2.2 Nội dung 81 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 81 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm 81 3.3.2 Phƣơng pháp tiến hành 81 3.3.2.1.Quan sát 81 3.3.2.2 Kiểm tra đánh giá 82 3.4 Kết đánh giá thực nghiệm sƣ phạm 83 3.4.1 Đánh giá định tính 83 3.4.2 Đánh giá định lƣợng 84 3.4.1.1 Đánh giá phát triển NL GQVĐ HS 84 3.4.1.2 Đánh giá kết kiểm tra tiết HS 88 3.4.2 Kiểm định giả thuyết thống kê 92 3.5 Kết luận chƣơng 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 Kết luận 94 Một số đề xuất, kiến nghị rút từ kết nghiên cứu 95 Hƣớng phát triển đề tài 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC .P1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết đầy đủ STT Chữ viết tắt Bài tập thực hành thí nghiệm BTTHTN Bài tập tình BTTH Dạy học DH Đối chứng ĐC Giai đoạn GĐ Giải vấn đề GQVĐ Giáo viên GV Học sinh HS Hoạt động dạy học HĐDH 10 Hoạt động học tập HĐHT 11 Năng lực NL 12 Sách giáo khoa SGK 13 Số lƣợng SL 14 Thực hành thí nghiệm THTN 15 Thực nghiệm sƣ phạm TNSP 16 Thực nghiệm TNg 17 Trung học phổ thông THPT 18 Vấn đề VĐ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Số hiệu Tên bảng Bảng 1.1 Năng lực chuyên biệt môn Vật lý Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Thang phân loại SOLO kết học tập 37 Bảng 1.5 Các mức độ phát triển lực GQVĐ 39 Bảng 1.6 Bảng 3.1 Bảng số liệu HS đƣợc làm chọn mẫu TNg ĐC 84 Bảng 3.2 Kết đánh giá NL GQVĐ HS nhóm lớp 87 Bảng 3.3 10 Bảng 3.4 11 Bảng 3.5 12 Bảng 3.6 13 Bảng 3.7 14 Bảng 3.8 Cấu trúc thành tố lực GQVĐ Polya, PISA, Úc, ATC21S Ví dụ đánh giá lực nhận thức theo thang Bloom Công cụ đánh giá phát triển lực giải vấn đề HS Điểm trung bình số hành vi cụ thể nhóm lớp Bảng phân bố mức điểm trung bình HS thuộc hai nhóm lớp Thống kê điểm số (Xi) kiểm tra tiết nhóm TNg nhóm ĐC Phân bố tần suất tích luỹ hai nhóm lớp Bảng phân loại điểm kiểm tra tiết HS theo học lực Bảng tổng hợp tham số thống kê Trang 17 25 36 40 88 90 91 92 93 94 PHỤ LỤC ĐÁP ÁN VÀ HƢỚNG DẪN CHẤM ĐỀ KIỂM TRA I Trắc nghiệm (6 đ) CÂU HỎI ĐÁP ÁN 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B C B B D C C B A D C A A B A B D D II Tự luận (4 đ) Câu 1: a) (0,5 đ) Áp dụng lý thuyết cấu tạo chất thuyết động học phân tử chất khí: - Các chất đƣợc cấu tạo từ hạt riêng biệt phân tử; - Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng, nhiệt độ cao, chuyển động nhanh b) Cho điểm theo thang điểm Tiêu chí đánh giá - Phát đƣợc tình có vấn đề Điểm tối đa 0,5 đ Lấy đƣợc ví dụ cụ thể tƣợng bề mặt chất lỏng, diễn đạt đƣợc vấn đề - Liên hệ đƣợc thông tin liên quan, xác, đề xuất đƣợc 0,5 đ cách giải vấn đề đặt - Giải thích vấn đề đặt logic, xác 0,5 đ 1,5 đ TỔNG: P5 Câu 2: Nội dung Viết đƣợc trạng thái Điểm 0,5đ  p1  pa  105 atm  Trạng thái (1): V1  V T 1 Viết đƣợc trạng thái 2, xác định đƣợc p2 0,5đ F  p  p  p  p  a a  S  Trạng thái (2) V2  V1 / T  T 2  Trong p  S F áp suất gây lực F tay; S tiết diện pit-tông: S 1đ d2 Vì trình đẳng nhiệt: p1V1  p2V2  paV1  p2  V1 F  p2  pa  pa   pa S F d2  pa  F  pa  212 N S 2đ TỔNG P6 PHỤ LỤC Phiếu đánh giá hoạt động nhóm (do GV đánh giá hoạt động nhóm) Nhóm: …………ngày…….tháng……năm…… Tiêu chí đánh giá STT Điểm Điểm tối đa đạt đƣợc Tổ chức làm việc nhóm: phân cơng tổ trƣởng, thƣ kí; phân cơng cơng việc; kế hoạch làm việc… Các TV tham gia tích cực vào hoạt động nhóm Phát làm rõ đƣợc vấn đề nghiên cứu Thu thập làm rõ thông tin liên quan đến vấn đề Đề xuất đƣợc giải pháp GQVĐ Lựa chọn giải pháp phù hợp Thực trình bày giải pháp GQVĐ Đánh giá giải pháp thực Vận dụng cách thức tiến trình GQVĐ để vận dụng bối cảnh Tổng 10 P7 Ghi PHỤ LỤC Phiếu đánh giá hoạt động thành viên nhóm ( Mỗi thành viên nhóm nhận đƣợc phiếu theo mẫu) Họ tên ngƣời đánh giá……………… nhóm:……………ngày…….tháng…… Thu thập Tiêu chí Tên thành viên nhóm Phát làm rõ Đề xuất thông giải làm rõ tin liên pháp vấn đề quan đến GQVĐ Thực Lựa chọn giải pháp trình bày phù hợp vấn đề giải pháp GQVĐ Đánh vận giá giải dụng pháp thực bối cảnh + Mỗi HS tự đánh giá thành viên nhóm tham gia cơng việc nhƣ Sử dụng mức đo thang đo sau:  Tốt bạn khác => điểm  Tốt bạn khác => 0,5 điểm  Không tốt bạn khác => điểm P8 PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TIỄN Ở TRƢỜNG THPT (Dành cho GV dạy Vật lý trƣờng THPT) Họ tên: Số năm công tác: GV trƣờng: Để góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học phần Nhiệt học, đáp ứng đƣợc chủ trƣơng đổi đồng PPDH, kiểm tra đánh giá theo định hƣớng phát triển NL HS Bộ Giáo dục & Đào tạo, xin Quý Thầy (Cơ) vui lịng cho biết ý kiến vấn đề sau cách đánh dấu () vào thơng tin mà lựa chọn Trong q trình dạy học, theo thầy (Cô) việc đổi đồng PPDH, kiểm tra đánh giá theo định hƣớng phát triển NL HS THPT Rất cần thiết Cần thiết Khơng cần thiết Thầy (Cơ) có nắm vững lý luận PPDH, kiểm tra đánh giá theo định hƣớng phát triển NL HS không? Nắm vững Không nắm vững Theo Thầy (Cô), việc xác định mục tiêu phát triển NL chung NL riêng chủ đề mơn học, chƣơng trình mơn học Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết Theo Thầy (Cô), việc xác định mục tiêu phát triển NL GQVĐ học, chủ đề môn học, chƣơng trình mơn học Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết Theo Thầy (Cô), trình dạy học việc tổ chức hoạt động dạy học theo định hƣớng phát triển NL GQVĐ là: Rất cần thiết Cần thiết P9 Không cần thiết Theo Thầy (Cơ), khó khăn việc thiết kế tổ chức hoạt động dạy học theo định hƣớng phát triển NL GQVĐ là: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Bảng Các PPDH đƣợc sử dụng dạy HS học trƣờng THPT Mức độ sử dụng Phƣơng pháp dạy học Thƣờng Không thƣờng Khơng sử xun xun dụng Thuyết trình Hỏi đáp – tái hiện, thơng báo Hỏi đáp –tìm tịi Dạy học khám phá Dạy học nêu giải vấn đề Làm việc độc lập với SGK Dạy học theo dự án Dạy học thông qua nghiên cứu khoa học Thực hành thí nghiệm phát triển NL GQVĐ Xin cảm ơn giúp đỡ Quý Thầy (Cô)! P10 PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TIỄN Ở TRƢỜNG THPT (Dành cho HS trƣờng THPT) Họ tên: Lớp Trƣờng: Em cho biết số ý kiến việc học tập môn Vật lý bảng sau Đánh dấu (x) vào mà mức độ phù hợp với Mức độ Nội dung Thái độ mơn Vật lý  A u thích trƣờng phổ thơng  B Bình thƣờng  C Nhàm chán Lí u thích mơn Vật lý  A Dễ học  B Có tính thực tiễn cao  C Có tác dụng tốt với nghề nghiệp sau  D Có nhiều hoạt động tích cực học Lí cảm thấy nhàm chán với  A Khó học, nhiều cơng thức mơn Vật lý  B Trừu tƣợng, xa thực tiễn  C Khơng có tác dụng với nghề nghiệp sau  D HS thụ động học Khi bắt đầu học, GV có đƣa  A Thƣờng xuyên vấn đề dẫn dắt vào không?  B Thỉnh thoảng  C Không Thông thƣờng GV đƣa  A Thƣờng xuyên vấn đề, em tự phân tích  B Thỉnh thoảng tìm giải pháp khơng?  C Khơng Khả giải tình  A Rất tốt P11 thực tiễn có liên  B Tốt quan đến kiến thức Vật lý HS  C Khá  D Trung bình  E Không giải đƣợc Trong học, GV có tổ chức  A Thƣờng xuyên hoạt động nhƣ hoạt động  B Thỉnh thoảng nhóm, hoạt động trị chơi  C Khơng khơng? Xin chân thành cảm ơn cộng tác em! P12 PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG DẠY HỌC VẬT LÝ Bảng Kết điều tra nhận thức GV dạy học theo định hƣớng phát triển NL HS Nội dung câu hỏi Số GV đƣợc hỏi Câu Trong trình dạy học, theo thầy (Cô) việc đổi đồng phƣơng pháp dạy học, kiểm Kết điều tra Nội dung trả lời SL % Rất cần thiết 37,5 Cần thiết 62,5 Không cần thiết 0 Nắm vững 37,5 Không nắm vững 62,5 Rất cần thiết 25 Cần thiết 62,5 Không cần thiết 12,5 Rất cần thiết 50 Cần thiết 50 Không cần thiết 0 tra đánh giá theo định hƣớng phát triển NL HS THPT Câu Thầy (Cơ) có nắm vững lý luận phƣơng pháp dạy học, kiểm tra đánh giá theo định hƣớng phát triển NL HS không? Câu Theo Thầy (Cô), việc xác định mục tiêu phát triển NL chung lực riêng chủ đề môn học, chƣơng trình mơn học Câu Theo Thầy (Cô), việc xác định mục tiêu phát triển NL QGVĐ học, chủ đề môn học, chƣơng trình mơn học P13 Câu Theo Thầy (Cơ), q trình dạy học việc tổ chức hoạt động dạy học theo định Rất cần thiết 62,5 Cần thiết 37,5 Không cần thiết 0 hƣớng phát triển NL GQVĐ Bảng Kết điều tra phƣơng pháp dạy học GV dạy học Vật lý trƣờng THPT Mức độ sử dụng TT Phƣơng pháp Thƣờng xuyên SL Tỷ lệ (%) Không Không sử thƣờng xuyên dụng SL Tỷ lệ (%) SL Tỷ lệ (%) Thuyết trình 100 0 0 Hỏi đáp – tái hiện, thông báo 100 0 0 Hỏi đáp –tìm tịi 87,5 12,5 0 Dạy học khám phá 37,5 37,5 25 Dạy học nêu GQVĐ 12,5 50 37,5 Làm việc độc lập với SGK 50 37,5 12,5 Dạy học theo dự án 25 25 50 Dạy học thông qua nghiên cứu khoa học 0 0 100 THTN phát triển NL GQVĐ 12,5 12,5 75 P14 Bảng Kết điều tra thái độ HĐHT HS học Vật lý (Khảo sát ngẫu nhiên 86 HS) Mức độ Nội dung Thái độ A Yêu thích Số Tỉ lệ lƣợng 45 52,33 19 22,09 32 37,21 Lí yêu thích A Dễ học 25 29,07 môn Vật lý 21 24,42 9,3 33 38,37 Lí cảm thấy nhàm A Khó học, nhiều cơng thức 35 40,7 chán với mơn Vật lý 6,98 12 13,95 43 50 35 40,7 9,3 16 18,6 43 50 27 31,4 6,98 mơn Vật lý trƣờng B Bình thƣờng phổ thơng C Nhàm chán B Có tính thực tiễn cao C Có tác dụng tốt với nghề nghiệp sau D Có nhiều hoạt động tích cực học B Trừu tƣợng, xa thực tiễn C Khơng có tác dụng với nghề nghiệp sau D HS thụ động học Khi bắt đầu học, A Thƣờng xuyên GV có đƣa vấn đề B Thỉnh thoảng dẫn dắt vào không? C Không Thông thƣờng GV A Thƣờng xuyên đƣa vấn đề, em có B Thỉnh thoảng thể tự phân tích tìm C Khơng giải pháp không? P15 Khả giải A Rất tốt 11 12,79 tình B Tốt thực tiễn có liên quan C Khá đến kiến thức Vật lý D Trung bình HS 22 25,58 32 37,21 15 17,44 19 22,09 52 60,47 15 17,44 45 52,33 E Không giải đƣợc Trong học, GV có A Thƣờng xuyên tổ chức hoạt động B Thỉnh thoảng nhƣ hoạt động nhóm, C Khơng hoạt động trị chơi khơng? P16 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM P17 P18 P19 ... trình tổ chức hoạt động dạy học theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề dạy học phần “Nhiệt học? ?? Vật lý 10 57 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học phần “Nhiệt học? ?? Vật lý 10 theo định hƣớng phát triển. .. dạy học chƣơng trình Vật lý 10, tơi chọn đề tài nghiên cứu: “TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ” Lịch sử vấn đề. .. phát triển lực giải vấn đề dạy học phần “Nhiệt học? ?? Vật lý 10 THPT Vận dụng quy trình để thiết kế hoạt động học tập theo định hƣớng phát triển lực giải vấn đề dạy học phần “Nhiệt học? ?? Vật lý 10