Xây dựng và sử dụng bài tập gắn với thực tiễn trong dạy học chương động lực học chất điểm – vật lí 10 nhằm phát triển năng lực hợp tác giải quyết vấn đề của học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI THỊ THÚY PHƢƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP GẮN VỚI THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỢP TÁC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI THỊ THÚY PHƢƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP GẮN VỚI THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỢP TÁC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học môn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Thị Thu Hiền HÀ NỘI – 2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn kết trình học tập nghiên cứu em trƣờng Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội Em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cơ trƣờng Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình giảng dạy giúp đỡ em trình học tập Đặc biệt em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Lê Thị Thu Hiền, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, bảo, động viên, giúp đỡ em suốt thời gian nghiên cứu, học tập hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Thầy giáo, giáo tổ vật lí trƣờng THPT Đào Duy Từ Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để em tiến hành khảo sát thực tế thực nghiệm sƣ phạm đề tài Hà Nội, tháng năm 2019 Tác giả Bùi Thị Thúy Phƣơng i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt BTVL CPS ĐC GD GQVĐ GV HS HT NL NCKH PPDH TN TNSP THCS THPT ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 So sánh nhóm truyền thống nhóm hợp tác .13 Bảng 1.2 Cấu trúc lực hợp tác giải vấn đề theo PISA .15 Bảng 1.3 Nội dung chi tiết cấu trúc NL hợp tác GQVĐ theo PISA .16 Bảng 3.1 Sĩ số phân bố điểm thi chất lƣợng đầu học kì nhóm lớp TN, ĐC 64 Bảng 3.2 Điểm số hai nhóm TN nhóm ĐC .69 Bảng 3.3 Phân bố điểm theo mức Giỏi, khá, trung bình, yếu 69 Bảng 3.4 Phân bố tần số lũy tích hội tụ lùi hai nhóm TN ĐC 71 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình tảng băng cấu trúc lực Hình 1.2 Mơ hình thành phần cấu trúc lực .9 Hình 2.1 Grap nội dung kiến thức chƣơng “ Động lực học chất điểm” 29 Hình 2.2 Ảnh minh họa sử dụng gậy leo núi 32 Hình 2.3 Ảnh minh họa máy bay di chuyển đƣờng băng .33 iv DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Chất lƣợng học tập đầu kì I nhóm TN ĐG 65 Biểu đồ 3.2 Phân bố điểm hai nhóm TN nhóm ĐC 70 Biểu đồ 3.3 Đƣờng phân bố tần số lũy tích hội tụ lùi hai nhóm TN ĐC71 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .v MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tƣợng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Cấu trúc luận văn .5 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Khái niệm lực phát triển lực hợp tác giải vấn đề cho học sinh THPT 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Cấu trúc lực 1.1.3 Khung lực theo OECD lực hình thành cho học sinh phổ thơng 10 1.2 Năng lực hợp tác giải vấn đề .11 1.2.1 Khái niệm học hợp tác 11 1.2.2 Phương pháp dạy học hợp tác nhóm nhỏ 12 1.2.3 Vấn đề giải vấn đề dạy học Vật lí THPT 14 1.2.4 Thế lực hợp tác giải vấn đề 14 1.2.5 Cơ sở hình thành lực hợp tác giải vấn đề .15 1.2.6 Cấu trúc hoạt động hợp tác giải vấn đề 15 vi 1.3 Bài tập vật lí 17 1.3.1 Khái niệm tập vật lí 17 1.3.2 Mục đích sử dụng tập vật lí 17 1.3.3 Phân loại tập vật lí 18 1.3.4 Phương pháp giải tập vật lí 19 1.3.5 Xây dựng lập luận giải tập vật lí 20 1.3.6 iải tập ật lí tính tốn 21 1.3.7 Bài tập gắn với thực tiễn dạy học vật lí THPT 21 1.3.8 Thực trạng dạy học phát triển lực hợp tác giải vấn đề cho học sinh THPT thông qua tập vật lí gắn với thực tiễn 22 Kết luận chƣơng .27 CHƢƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ GẮN VỚI THỰC TIỄN CHƢƠNG “ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 28 2.1 Tổng quan nội dung chƣơng trình chƣơng “ Động lực học chất điểm”28 2.1.1 Vị trí vai trị chương “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 28 2.1.2 Grap Nội dung kiến thức chương “ Động lực học chất điểm” [3] 29 2.2 Xây dựng hệ thống tập vật lí gắn với thực tiễn chƣơng “ Động lực học chất điểm” [2], [6] 30 2.2.1 Hệ thống tập định tính 30 2.2.2 Hệ thống tập định lượng 38 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học số chƣơng “ Động lực học chất điểm” có sử dụng tập gắn với thực tiễn theo định hƣớng phát triển lực hợp tác giải vấn đề 48 Kết luận chƣơng .60 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 61 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 61 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 61 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 62 3.3.1 Phương pháp quan sát 62 vii 3.3.2 Phương pháp thống kê toán học 62 3.4 Đối tƣợng thời gian, địa điểm thực nghiệm sƣ phạm 62 3.5 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 62 3.6 Xây dựng tiêu chí đánh giá 63 3.6.1 Đánh giá định tính 63 3.6.2 Đánh giá định lượng 63 3.7 Kết thực nghiệm 64 3.7.1 Đánh giá định tính 66 3.7.2 Đánh giá định lượng 68 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 77 PHỤ LỤC 80 viii 71 Dựa vào đồ thị đƣờng phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi hai nhóm TN ĐC; Bảng điểm số hai nhóm TN nhóm ĐC , chúng tơi rút đƣợc nhận xét sau - So sánh bảng phân bố điểm theo mức HS nhóm TN nhóm ĐC (bảng 3.3) cho thấy số HS đạt điểm tốt tăng lên sau TN - Đƣờng phân bố tần số luỹ tích hội tụ lùi nhóm TN nằm bên phải phía dƣới đƣờng luỹ tích hội tụ nhóm ĐC Nhƣ vậy, kết học tập học sinh nhóm TN cao nhóm ĐC Kết luận chƣơng Thơng qua kết TNSP tơi có thêm sở thực tiễn để khẳng định tính đắn đề tài Việc dạy học tập vật lí gắn với thực tiễn giúp phát triển lực hợp tác giải vấn đề cho HS hoàn toàn khả thực đƣợc Với hình thức dạy học sử dụng hệ thống tập gắn với thực tiễn giúp học sinh tích cực, chủ động q trình học tập Các hoạt động học tập hợp tác giúp HS lớp phát triển tƣ duy, khả tổng hợp liên hệ kiến thức, đồng thời phát triển khả giao tiếp, khả trình bày vấn đề trƣớc tập thể Trong trình học diễn sơi nổi, HS hào hứng làm việc tích cực hơn, từ hình thành thái độ tích cực, tự giác học tập với phƣơng pháp học sinh thực trung tâm hoạt động học tập Nhƣ vậy, việc sử dụng tập gắn với thực tiễn dạy học chƣơng “ Động lực học chất điểm” giúp phát triển lực HT GQVĐ học sinh mang đến hiệu định Nếu phƣơng pháp dạy học đƣợc nhân rộng đƣợc đầu tƣ, chuẩn bị kỹ lƣỡng góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí trƣờng phổ thông 72 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Qua thời gian nghiên cứu nội dung “Xây dựng sử dụng tập gắn với thực tiễn dạy học chương “ Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 nhằm phát triển lực hợp tác giải vấn đề HS” với mong muốn góp phần đổi mới, nâng cao phƣơng pháp dạy học Vật lí cho HS THPT theo định hƣớng tiếp cận lực, cụ thể lực HT GQVĐ, thu đƣợc số kết sau - Nghiên cứu, phân tích làm sáng tỏ sở lý luận dạy học hợp tác giải vấn đề Bên cạnh đó, tơi tìm hiểu thực trạng dạy học Vật lí theo định hƣớng phát triển lực hợp tác giải vấn đề học sinh trƣờng THPT Đào Duy Từ Hà Nội làm sở để xây dựng nội dung dạy học phù hợp với thực tiễn trƣờng phổ thông - Nghiên cứu nội dung chƣơng “ Động lực học chất điểm theo chuẩn kiến thức, kỹ Từ đó, xây dựng hệ thống tập gắn với thực tiễn tổ chức dạy học HT GQVĐ - Tiến hành TNSP để kiểm chứng tính đắn đề tài Số liệu thu đƣợc, chúng tơi tiến hành xử lí phân tích Kết TNSP phần cho phép khẳng định tính khả thi hiệu đề tài, hệ thống tập gắn với thực tiễn góp phần phát phát triển lực hợp tác giải vấn đề cho HS trình học tập Khuyến nghị Theo định hƣớng đổi PPDH theo hƣớng tiếp cận lực Bộ Giáo Dục – Đào tạo nay, sử dụng nội dung đề tài phạm vi rộng tới trƣờng THPT công lập dân lập nƣớc với đối tƣợng học sinh khác Từ mơ hình dạy hợp tác phát triển lực tác giả trình bày trên, mở rộng chƣơng khác thuộc chƣơng trình vật lí phổ thơng nói riêng mơn học khác nói chung, đồng thời tích hợp 73 liên mơn q trình dạy học giúp phát triển toàn diện lực phẩm chất, kỹ HS 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Danh mục tài liệu tiếng việt Ban Chấp hành Trung ƣơng (2013), Nghị hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện Giáo dục Đào tạo Lƣơng Duyên Bình ( chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2011), Sách tập vật lí 10 bản, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2010), Sách giáo khoa Vật lí 10 bản, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2018), Giới thiệu dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng Bộ Lao động thƣơng binh Xã hội ( 2011), Tài liệu tập huấn bồi dưỡng “ Phương pháp biên soạn, tổ chức giảng dạy đánh giá giảng tích hợp” Bùi Quang Hân, Nguyễn Duy Hiền, Nguyễn Tuyến (2006), Giải tốn trắc nghiệm Vật lí 10 Nâng cao, Nhà xuất Giáo dục Dƣơng Thị Hồng Hiếu (2017), Học hợp tác sở khoa học, khái niệm hình thức vận dụng, Tạp chí khoa học (tập 14 số 4b), tr 127- 137 Lê Thái Hƣng, ThS Lê Thị Hoàng Hà, ThS Dƣơng Thị Anh (2016), Năng lực hợp tác giải vấn đề dạy học đánh giá bậc trung học Việt Nam , Tạp chí Quản lý giáo dục (số 80), Tr 8- 13 Quốc Hội (2015), Luật giáo dục 10 Ngô Thị Minh Nguyệt (2017), Xây dựng công cụ đánh giá lực hợp tác giải vấn đề học sinh dạy học vật lý 11, Khóa luận tốt nghiệp, Trƣờng Đại học Giáo dục 11 Hoàng Phê (2003), Từ điển tiếng việt, Nhà xuất Đà Nẵng 12 Nguyễn Đức Thâm ( chủ biên), Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003), Phương pháp dạy học vật lý trường phổ thông, Nhà xuất đại học sƣ phạm, Hà Nội 75 13 Lê Văn Vinh (2015), Khám phá tư kỹ thuật giải tập vật lí 10, Nhà xuất tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh Danh mục tài liệu tiếng Anh 14 He, Qiwei & Von Davier, Matthias & Greiff, Samuel & W Steinhauer, Eric & B Borysewicz, Paul (2017), Collaborative Problem Solving Measures in the Programme for International Student Assessment (PISA), 10.1007/9783-319-33261-1_7 15 OECD(2002), Definition and Selection of Competecies (DeSeCo) Theoretical and Conceptual Foundation 16 OECD (2005), The Definition and Selection of Key Competencies Excutive Summary Tài liệu điện tử 17 Bộ giáo dục đào tạo (2018), “module số 18 phƣơng pháp dạy học tích cực”, tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên khối THPT, https.//moet.gov.vn/tintuc/Pages/tin-tong-hop.aspx?ItemID=5553 , truy cập ngày 01/ 6/ 2018 18 Dr Greene, About the CPS Model, https.//www.livesinthebalance.org/about-cps , truy cập ngày 24/ 7/ 2018 19 Wikipedia, Collaborative problem solving https.//en.wikipedia.org/wiki/Collaborative_problem-solving, truy cập ngày 15/ 6/ 2018 76 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA MÔN VẬT LÝ 10 THỜI GIAN 45 PHÖT Phần I Trắc nghiệm (3 điểm) Câu 1: Một lúc đầu nằm mặt phẳng nhám nằm ngang Sau đƣợc truyền vận tốc đầu, vật chuyển động chậm dần có: A Lực ma sát B Phản lực C Lực tác dụng ban đầu D Quán tính Câu 2: Chọn đáp án Trong lốc xốy, hịn đá bay trúng vào cửa kính, làm vỡ kính A Lực hịn đá tác dụng vào kính lớn lực kính tác dụng vào hịn đá B Lực hịn đá tác dụng vào kính ( độ lớn) lực kính tác dụng vào đá C Lực đá tác dụng vào kính nhỏ lực kính tác dụng vào hịn đá Câu 3: D Viên đá khơng tƣơng tác với kính làm vỡ kính Chọn đáp án đúng? Khi ngựa kéo xe, lực tác dụng vào ngựa làm chuyển động phía trƣớc A Lực mà ngựa tác dụng vào xe C Lực mà ngựa tác dụng vào mặt đất B Lực mà xe tác dụng vào ngựa D Lực mà mặt đất tác dụng vào ngựa Câu 4: Một xe máy với tốc độ 36 km/h ngƣời lái xe thấy có hố phía trƣớc mặt cách xe 20m, ngƣời phanh gấp xe đến sát miệng hố dừng lại Khi thời gian hãm phanh A 5s B 3s C 4s D 2s Câu 5: Lực hấp dẫn đá mặt đất tác dụng vào trái đất có độ lớn A Lớn trọng lực hịn đá B Bằng trọng lực đá Câu 6: Một vật m kg nghiêng góc 0 sợi dây mảnh nhẹ, bỏ qua ma sát Tìm lực căng sợi dây (lực mà tác dung lên sợi dây bị căng ra) ? A.12N C.5N Câu 7: Khi khối lƣợng hai vật tăng lên gấp đôi khoảng cách chúng giảm nửa lực hấp dẫn chúng có độ lớn A Tăng lên gấp lần B Giảm nửa C Tăng lên gấp 16 lần D Giữ nguyên nhƣ cũ Câu 8: Hai bàn có khối lƣợng đặt cách 10 cm lực hút chúng là1, A 2kg B 4kg  ( N ) Tính khối lƣợng vật? C 8kg D 16kg Câu 9: Một ô tô chạy với tốc độ 60km/h ngƣời lái xe hãm phanh, xe tiếp đƣợc quãng đƣờng 50m dừng lại Hỏi tơ chạy với tốc độ 120km/h quãng đƣờng đƣợc từ lúc hãm phanh đến dừng lại bao nhiêu? Giả sử lực hãm hai trƣờng hợp A 100m B 141m C 70,7m D 200m Câu 10: Công thức định luật Húc A F  ma B G F Phần II Tự luận (7 điểm) Câu 1: Một xe lăn đƣợc đẩy lực F = 20N nằm ngang xe chuyển động thẳng Khi chất lên xe kiện hàng khối lƣợng 20kg phải tác dụng lực F '  N nằm ngang xe chuyển động thẳng Tính hệ số ma sát xe mặt đƣờng Câu 2: Một viên đạn đƣợc bắn theo phƣơng ngang từ súng đặt độ cao 45m so với mặt đất Tốc độ đạn lúc vừa khỏi nòng 250m/s Lấy g  9,8 m / s a, Đạn khơng khí bao lâu? b, Điểm đạn rơi xuống đất cách điểm bắn theo phƣơng ngang bao xa? PHỤ LỤC PHIẾU KHẢO SÁT THÔNG TIN HỌC SINH (Về thực trạng tổ chức học tập mơn ật lí theo phương pháp học hợp tác theo nhóm trường THPT nay) Thơng tin cá nhân: Họ tên:……………………………….……Lớp:………………………… Trƣờng:……………………………………………………………………… Em vui lòng cho biết ý kiến vấn đề sau cách đánh dấu (√ ) vào ô trống mà em lựa chọn Những thông tin mà em cung cấp cho đƣợc bảo mật, không tổn hại tới quyền lợi cá nhân, kết phục vụ cho trình nghiên cứu Nội dung Em có thích học Vật lí lớp khơng? Em có thƣờng xun liên hệ kiến thức vật lí đƣợc học với mơn học khác với tƣợng, vật, việc đời sống không? Em thấy kiến thức vật lý đƣợc học là: Trong học vật lý em hứng thú với cách học nhất? Giáo viên có thƣờng xuyên tổ chức dạy học theo nhóm khơng? Trong q trình nhóm thực nhiệm vụ học tập em thƣờng làm gì? Em thấy học vật lí theo nhóm nhƣ nào? ... “ Xây dựng sử dụng tập gắn với thực tiễn dạy học chương ? ?Động lực học chất điểm? ??- Vật lí 10 nhằm phát triển lực hợp tác giải vấn đề học sinh? ?? 2 Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng tập gắn với. .. Xây dựng đƣợc tập gắn với thực tiễn dạy học chƣơng ? ?Động lực học chất điểm? ?? - Vật lí 10 tiến trình dạy học sử dụng tập gắn với thực tiễn dạy học "Động lực học chất điểm" - Vật lí 10 Cấu trúc luận... luận thực tiễn vấn đề phát triển lực hợp tác giải vấn đề cho học sinh THPT Chƣơng Xây dựng sử dụng hệ thống tập vật lí gắn với thực tiễn chƣơng ? ?Động lực học chất điểm? ?? - vật lí 10 Chƣơng Thực