Tổ chức dạy học hợp tác chương chất khí – vật lí 10 THPT với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC VŨ NGỌC OANH TỔ CHỨC DẠY HỌC HỢP TÁC CHƢƠNG "CHẤT KHÍ" - VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC VŨ NGỌC OANH TỔ CHỨC DẠY HỌC HỢP TÁC CHƢƠNG "CHẤT KHÍ" - VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Lê Thị Thu Hiền HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Ban giám hiệu; Phòng đào tạo; Ban Chủ nhiệm quý Thầy, Cô giáo khoa Sư phạm trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Tác giả xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lí, trường THPT Cao Phong, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi tạo điều kiện thuận lợi cho trình nghiên cứu thực đề tài Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn tận tình chu đáo TS Lê Thị Thu Hiền suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Cuối cùng, tác giả muốn bày tỏ lịng biết ơn gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tác giả trình học tập thực đề tài Hà Nội, tháng 11 năm 2015 Tác giả Vũ Ngọc Oanh i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CNTT: Công nghệ thông tin DHHT: Dạy học hợp tác ĐH: Đại học ĐC: Đối chứng GD&ĐT: Giáo dục Đào tạo GV: Giáo viên HĐDH: Hoạt động dạy học HĐNT: Hoạt động nhận thức HS: Học sinh MVT: Máy vi tính PPDH: Phương pháp dạy học SGK: Sách giáo khoa THPT: Trung học phổ thông TNSP: Thực nghiệm sư phạm CNTT: Công nghệ thông tin DHHT: Dạy học hợp tác ĐH: Đại học ĐC: Đối chứng GD&ĐT: Giáo dục Đào tạo GV: Giáo viên ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục chữ viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình, biểu đồ, đồ thị vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC HỢP TÁC VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Phương pháp dạy học hợp tác 1.2.1 Khái niệm hợp tác 1.2.2 Khái niệm học tập hợp tác 1.2.3 Khái niệm dạy học hợp tác 11 1.2.4 Cấu trúc dạy học hợp tác 13 1.2.5 Quy trình tổ chức dạy học hợp tác 16 1.3 Kỹ dạy - học hợp tác 21 1.3.1 Kỹ học tập hợp tác học sinh 21 1.3.2 Kỹ dạy học hợp tác giáo viên 23 1.4 Dạy học hợp tác môn Vật lý với hỗ trợ công nghệ thông tin .27 1.4.1 Xu hướng ứng dụng công nghệ thông tin đổi phương pháp dạy học 27 1.4.2 Sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ dạy học hợp tác môn Vật lý 30 1.4.3 Tổ chức dạy học hợp tác môn Vật lí với hỗ trợ cơng nghệ thơng tin 34 1.5 Thực trạng tổ chức dạy học hợp tác mơn Vật lí với hỗ trợ cơng nghệ thông tin trường trung học phổ thông 37 1.5.1 Đối với giáo viên: 37 1.5.2 Đối với học sinh 40 1.6 Kết luận chương 41 iii CHƢƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC HỢP TÁC CHƢƠNG " CHẤT KHÍ"VẬT LÍ 10 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN .43 2.1 Đặc điểm chương " Chất khí" Vật lí 10 THPT 43 2.1.1 Đặc điểm chung phần Nhiệt học Vật lí 10 THPT 43 2.1.2 Nội dung chương " Chất khí" Vật lí 10 THPT 43 2.2 Khai thác số ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ tổ chức dạy học hợp tác chương "Chất khí" Vật lí 10 THPT 45 2.2.1 Sử dụng đồ tư số 45 2.2.2 Sử dụng video clip 48 2.2.3 Sử dụng phiếu học tập điện tử 49 2.3 Những vấn đề cần lưu ý dạy học hợp tác chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT 54 2.4 Quy trình tổ chức dạy học hợp tác môn Vật lý với hỗ trợ công nghệ thông tin 55 2.4.1 Xác định mục tiêu học: 55 2.4.2 Xác định kiến thức trọng tâm học: 56 2.4.3 Lựa chọn kiến thức phù hợp tổ chức dạy học hợp tác: 56 2.4.4 Lựa chọn phương án hỗ trợ CNTT: 56 2.4.5 Chuẩn bị tư liệu, thiết bị cho giảng: 57 2.4.6 Tổ chức dạy học hợp tác với hỗ trợ công nghệ thông tin: 57 2.5 Soạn thảo số tiến trình dạy học hợp tác chương "Chất khí", Vật lí 10 với hỗ trợ công nghệ thông tin 57 2.5.1 Bài 28 Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí .57 2.5.2 Bài 29 Quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôi-lơ Ma- ri-ốt 68 2.5.3 Bài 30: Q trình đẳng tích Định luật Sác-lơ 76 2.6 Kết luận chương 84 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 86 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 86 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 86 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 86 3.2 Đối tượng thời gian thực nghiệm sư phạm 86 iv 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 86 3.2.2 Thời gian thực nghiệm sư phạm 87 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 87 3.3.1 Phương pháp điều tra 87 3.3.2 Phương pháp thu thập thông tin làm cho việc đánh giá mục tiêu nghiên cứu đề tài 87 3.3.3 Phương pháp thống kê toán học 87 3.3.4 Xây dựng phương thức tiêu chí đánh giá 88 3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 90 3.4.1 Tài liệu thực nghiệm sư phạm 90 3.4.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 90 3.4.3 Chọn mẫu thực nghiệm 91 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 92 3.5.1 Kết định tính 92 3.5.2 Kết định lượng 93 3.5.3 Kết thăm dò giáo viên học sinh phương pháp dạy học hợp tác với hỗ trợ công nghệ thông tin 97 3.6 Kết luận chương 100 KẾT LUẬN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 PHỤ LỤC 106 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Cách tính số cố gắng thành viên nhóm 13 Bảng 1.2: Ma trận nhiệm vụ thời lượng nhóm 15 Bảng 1.3: Cách tính điểm tiến cá nhân 16 Bảng 1.4: Kết điều tra khảo sát GV tổ chức DHHT môn Vật lí .37 với hỗ trợ CNTT THPT 37 Bảng 1.5: Kết điều tra khảo sát HTHT mơn Vật lí 40 Bảng 3.1 Kết học tập HS nhóm TN ĐC trước TNSP 91 Bảng 3.2 Phân bố điểm lớp TN lớp ĐC sau TNSP 93 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất nhóm ĐC TN 94 Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lũy tích hội tụ lùi nhóm ĐC TN 95 Bảng 3.5: Phân loại kết học tập (%) 96 Bảng 3.6: Các tham số đặc trưng thống kê 96 Bảng 3.7: Kết thăm dò GV tiết học TNSP 98 Bảng 3.8: Kết thăm dò HS tiết học TNSP 99 vi DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ kiến thức chương "Chất khí" 43 Hình 2.2: BĐTD định luật Bơi-lơ Ma-ri-ốt 46 Hình 2.3: BĐTD định luật Sac - lơ 46 Hình 2.4 BĐTD thuyết động học phân tử chất khí 47 Hình 2.5 BĐTD kiến thức chương “Chất khí” 47 Hình 2.6 BDTD kiến thức " Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí" 48 Hình 2.7 Video clip trò chơi bắn súng xoan 48 Biểu đồ 3.1: Phân bố điểm hai nhóm ĐC TN 93 Đồ thị 3.2: Đường tích luỹ điểm số kiểm tra 94 Biểu đồ 3.2: Phân phối tần suất nhóm ĐC TN 94 Đồ thị 3.3: Đồ thị phân phối tần suất nhóm ĐC TN 95 Đồ thị 3.4: Đồ thị phân phối tần suất lũy tích hội tụ lùi nhóm ĐC TN .95 Biểu đồ 3.3: Phân loại học lực nhóm ĐC TN 96 vii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Bàn đổi giáo dục, Nghị kì họp thứ 8, Quốc hội khoá XI đổi toàn diện giáo dục Việt Nam nêu rõ: "Phát triển giáo dục đào tạo nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học Học đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình giáo dục xã hội" Trong Nghị đặc biệt nhấn mạnh đến việc đổi phương pháp dạy học là: "Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực; chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kĩ người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học cập nhật đổi tri thức, kĩ phát triển lực Chuyển từ học chủ yếu lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng CNTT truyền thông dạy học" Luật Giáo dục 2005, điều 5.2 nêu rõ: Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo người học; bồi dưỡng cho người học lực tự học, khả thực hành, lịng say mê học tập ý chí vươn lên” Đổi phương pháp dạy học cho dạy học phải đảm bảo phát triển lực sáng tạo HS, bồi dưỡng tư khoa học, lực tìm tịi chiếm lĩnh tri thức, lực giải vấn đề để thích ứng với sống với phát triển khoa học Trong dạy học phải phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực HS, giúp cho HS chiếm lĩnh kiến thức khoa học sâu sắc… Hiện GV sử dụng nhiều phương pháp dạy học tích cực nhằm đổi phương pháp dạy học theo hướng nâng cao tính tích cực tự lực cho học sinh dạy học giải vấn đề, dạy học phân hóa, dạy học khám phá, dạy học theo dự án, dạy học hợp tác PHỤ LỤC Phụ lục PHIẾU ĐIỀU TRA THĂM DÒ Ý KIẾN GIÁO VIÊN Để có sở nghiên cứu nâng cao hiệu dạy học vật lí trường THPT nay, chúng tơi mong q thầy (cơ) vui lịng cộng tác trả lời nội dung phiếu điều tra Xin chân thành cảm ơn! Họ tên: Trường: Câu 1: Trong dạy học vật lí, thầy (cơ) thường sử dụng hình thức sau để dạy học mơn vật lí nói chung, chương "Chất khí" nói riêng? Trực quan Vấn đáp Thuyết trình Dạy học theo dự án Dạy học hợp tác theo nhóm Câu 2: Các thầy (cơ) tự đánh giá khả sử dụng PPDH (Dạy học dự án, Dạy học hợp tác nhóm… ) nào? Thành thạo Câu 3: Khó khăn thầy (cơ) thường gặp phải dạy học mơn Vật lí, chương “Chất khí” theo hình thức mới? Kiến thức trừu tượng, học sinh khó hiểu Điều kiện sở vật chất chưa đáp ứng với mục tiêu dạy học Mất nhiều thời gian Câu 4: Có nên sử dụng PPDH HT q trình dạy học mơn Vật lí khơng? Cần thiết Khơng cần thiết Câu 5: Theo thầy (cô), tác dụng việc vận dụng PP DHHT là: (Có thể chọn nhiều phương án) Giúp học sinh nắm vững kiến thức Giúp học sinh rèn luyện kỹ tư kỹ xã hội 106 Giúp học sinh u thích mơn học, có ý thức tập thể Giúp HS tích cực, tự lực hứng thú học tập Câu 6: Theo thầy (cơ), PP DHHT áp dụng cho đối tượng học sinh nào? (Có thể chọn nhiều phương án) Giỏi Câu 7: Thầy (cô) sử dụng CNTT dạy học mức độ nào? Thường xuyên Câu 8: Thầy (cô) thường sử dụng hình thức CNTT để h trình dạy học? ( Có thể chọn nhiều phương án) Video clip Phần mềm dạy học Bản đồ tư Website dạy học Phối hợp nhiều hình thức khác Câu 9: Sự hỗ trợ CNTT tổ chức DHHT TN, thầy (cô) nhận thấy là: Rất cần thiết, thuận lợi cho việc tổ chức dạy học Cần thiết khó thực Khơng cần thiết khơng có tác dụng nhiều Câu 10 Kĩ ứng dụng CNTT thầy (cơ)? Tốt Trung bình Yếu Câu 10: Theo thầy (cô), việc sử dụng PP dạy học có hỗ trợ CNTT dạy học chương " Chất khí" có thuận lợi khó khăn gì? Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý thầy cô! 107 Phụ lục PHIẾU ĐIỀU TRA THĂM DÒ Ý KIẾN HỌC SINH Họ tên: Lớp Trường: Xin em vui lòng cho biết ý kiến vấn đề sau: (Đánh dấu (X) vào đáp án mà em lựa chọn) Câu 1: Theo em kiến thức vật lí học là: Rất bổ ích Câu 2: Trong học vật lí em thường hứng thú với cách học nhất? Nghe thầy (cô) giảng ghi chép Tự nghiên cứu sách giáo khoa Câu 3: Giáo viên có thường xuyên tổ chức dạy học nhóm khơng? Thường xun Chỉ có giáo viên dự Câu 4: Trong trình thảo luận theo nhóm em thường làm gì? Tích cực thực cơng việc mà nhóm phân cơng Lắng nghe bạn nhóm thảo luận Khơng làm có bạn khác nhóm làm Giúp đỡ thành viên khác nhóm Câu 5: Thầy (cơ) thường sử dụng hình thức phương tiện dạy học để hỗ trợ giảng lớp em? (Có thể chọn nhiều phương án) Thí nghiệm thực Câu 6: Theo em, thầy (cô) sử dụng CNTT vào dạy học giúp em điều gì? (Có thể chọn nhiều phương án) Cảm thấy hứng thú say mê với học Giúp em tự học tốt Giúp ghi nhớ kiến thức lâu kỹ Dễ hiểu hiểu kỹ 108 Câu 7: Cảm nhận em học tổ chức học tập theo nhóm có hỗ trợ CNTT? Rất thích Thích Bình thường Khơng thích Câu 8: Theo em, học tập theo nhóm có thuận lợi khó khăn gì? -Hết Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ em! 109 Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM (Thời gian làm 45 phút) A TRẮC NGHIỆM (3 điểm) Câu 1: Các đại lượng sau đây, đại lượng thông số trạng thái lượng khí? A Thể tích B Nhiệt độ tuyệt đối C Khối lượng D Áp suất Câu 2: Hệ thức sau phù hợp với định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt? A p1V1 = p2V2 B p1/ V1= p2/ V2 C p1/ p2= V1/ V2 D p ~ V Câu 3: Một xilanh chứa 150 cm khí áp suất 2.10 Pa Pit-tơng nén khí xilanh cịn 100 cm Áp suất khí xilanh lúc có giá trị sau đây, coi nhiệt độ không đổi A 10 B 10 C 5.10 5 D 10 Câu 4: Trong hệ tọa độ p-T, đường biểu diễn sau đường đẳng tích? A Đường hypebol B Đường thẳng kéo dài qua gốc tọa độ C Đường thẳng không qua gốc tọa độ D Đường thẳng cắt trục p điểm p= p0 Câu 5: Một bình chứa lượng khí nhiệt độ 30 C áp suất 10 Pa Để áp suất tăng gấp đơi phải tăng nhiệt độ lên tới? A 60 C Câu 6: Một lượng khí tích ℓ nhiệt độ 27 C áp suất atm Người ta nén đẳng nhiệt tới áp suất nửa áp suất lúc đầu Hỏi thể tích khí lúc bao nhiêu? A.6ℓ B.3ℓ Câu 7: Đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt? 110 A B C D Câu 8: Chọn cách xếp thể lực tương tác phân tử tăng dần A Lỏng, rắn, khí B Khí, lỏng, rắn C Rắn, lỏng, khí D Rắn, khí, lỏng Câu Đồ thị hình biểu diễn trình đẳng áp? A B C D Câu 10 Một bình kín đựng khí nhiệt độ 27 C áp suất 10 Pa Khí áp suất bình tăng lên gấp hai lần nhiệt độ lượng khí bao nhiêu? 111 0 A 630 C B 600 C C 54 C D.327 C Câu 11 Tăng áp suất lượng khí lí tưởng lên lần, giữ nhiệt độ khơng đổi tích pV khí A tăng lần B giảm lần C tăng lần D không thay đổi Câu 12: Tăng nhiệt p độ lượng khí lí tưởng lên lần, giữ thể tích khơng đổi tỉ số T khí A tăng lần B tăng lần C giảm lần D không thay đổi B TỰ LUẬN (7 điểm) Câu (3 đ) Một khối lượng khí m chứa xi lanh ngăn cách bên pittơng Ban đầu, khối khí trạng thái có áp suất 1,5.10 Pa, thể tích 2000cm nhiệt độ 27 C Biến đổi đẳng nhiệt trạng thái khối khí tới trạng thái tích 500 cm biến đổi đẳng tích tới trạng thái có áp suất 9.10 Pa a) Tính áp suất lượng khí trạng thái nhiệt độ trạng thái 3? b) Vẽ đồ thị biểu diễn trình biến đổi trạng thái khối khí hệ tọa độ p-T? c) Hãy mơ tả q trình biến đổi trạng thái để đưa khối khí từ trạng thái trạng thái 1? Câu (4 đ) Đồ thị biểu diễn biến đổi trạng thái lượng khí lí tưởng hệ tọa độ (p – T) a) Mô tả q trình biến đổi trạng thái lượng khí b) Tính p2, V3 Biết V1 = dm , p1 = atm, T1 = 300 K, T2 = 2T1 c) Vẽ đồ thị biểu diễn trình hệ tọa độ (p – V) 112 I.TRẮC NGHIỆM: điểm (Mỗi câu cho 0,25 đ Câu Đáp C án II TỰ LUẬN (7 điểm) a) Ở trạng thái áp suất khối khí bằng: p2 Ở trạng thái nhiệt độ khối khí là: T= b) Đồ thị biểu diễn trình biến đổi trạng thái Câu ( 3điểm) Mơ tả cách biến đổi trạng thái: ví dụ biến trạng thái đến trạng thái 3’ có áp suất 1,5.10 Pa áp trạng thái a) b) Ở trạng thái áp suất khối khí bằng: p1T2 p2 = T Ở trạng thái thể tích khối khí là: pV V3 = p3 c) Đồ thị p- V biểu diễn trình biến đổi trạng thái Câu 1,5 P (atm) Câu (4điểm) V (dm3) 114 Phụ lục MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 115 116 117 ... 57 2.4.6 Tổ chức dạy học hợp tác với hỗ trợ công nghệ thông tin: 57 2.5 Soạn thảo số tiến trình dạy học hợp tác chương "Chất khí" , Vật lí 10 với hỗ trợ công nghệ thông tin 57... vấn đề cần lưu ý dạy học hợp tác chương ? ?Chất khí? ?? Vật lí 10 THPT với hỗ trợ CNTT 54 2.4 Quy trình tổ chức dạy học hợp tác môn Vật lý với hỗ trợ công nghệ thông tin ... 1.4.3 Tổ chức dạy học hợp tác môn Vật lí với hỗ trợ cơng nghệ thơng tin 34 1.5 Thực trạng tổ chức dạy học hợp tác mơn Vật lí với hỗ trợ cơng nghệ thông tin trường trung học phổ thông