Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua việc tổ chức dạy học một số chủ đề phần động học, động lực học vật lí lớp 10 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BÙI NGỌC NHÂN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ PHẦN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BÙI NGỌC NHÂN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ PHẦN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ NHỊ PGS.TS TRẦN HUY HỒNG NGHỆ AN - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực, khách quan chưa cơng bố cơng trình khoa học Nghệ An, tháng 12 năm 2020 Tác giả luận án Bùi Ngọc Nhân ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Nhị, PGS.TS Trần Huy Hồng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học chuyên ngành lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí sở đào tạo sau đại học, trường Đại học Vinh quan tâm giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận án Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Sở Giáo dục Đào tạo Quảng Bình, phịng, ban Sở, quan cử tác giả làm NCS; cảm ơn Ban Giám hiệu, thầy cô giáo, học sinh trường trung học phổ thông tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực nhiệm vụ nghiên cứu điều tra thực trạng dạy học vật lí thực nghiệm sư phạm Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình người thân, đồng nghiệp bạn bè động viên, giúp đỡ mặt trình nghiên cứu hoàn thành luận án Nghệ An, tháng 12 năm 2020 Tác giả luận án Bùi Ngọc Nhân iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG, BIỂU vii DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu phát triển lực sáng tạo học sinh 1.1.1 Các nghiên cứu phát triển lực sáng tạo học sinh nước 1.1.2 Các nghiên cứu nước .17 1.2 Các nghiên cứu hoạt động trải nghiệm theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh 23 1.2.1 Các nghiên cứu nước 23 1.2.2 Các nghiên cứu nước .26 Kết luận chương 31 CHƯƠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG 32 2.1 Năng lực Năng lực sáng tạo 32 2.1.1 Năng lực .32 2.1.2 Năng lực sáng tạo 38 2.1.3 Đánh giá lực sáng tạo học sinh dạy học vật lý 41 2.2 Một số phương pháp kỹ thuật dạy học dạy học vật lí nhằm phát triển lực sáng tạo học sinh 51 2.3 Thực trạng phát triển lực sáng tạo học sinh dạy học Vật lí trường trung học phổ thơng 54 2.4 Các biện pháp phát triển lực sáng tạo học sinh dạy học vật lý .59 iv 2.4.1 Biện pháp 1: Xây dựng chủ đề dạy học theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh 59 2.4.2 Biện pháp 2: Vận dụng phương pháp kỹ thuật dạy học tích cực, tăng cường hoạt động tương tác, trao đổi theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh 64 2.4.3 Biện pháp 3: Tổ chức hoạt động trải nghiệm trọng phát triển lực sáng tạo học sinh số chủ đề dạy học Vật lí 67 Kết luận chương 72 CHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ PHẦN “ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 74 3.1 Một số đặc điểm phần “động học động lực học” Vật lí lớp 10 trung học phổ thông hành 74 3.2 Thiết kế số chủ đề dạy học phần “động học động lực học” Vật lí lớp 10 trung học phổ thơng theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh thông qua hoạt động trải nghiệm .75 3.2.1 Nguyên tắc thiết kế chủ đề theo hướng phát triển lực sáng tạo học sinh 75 3.2.2 Các nguồn liệu thiết kế chủ đề dạy học 75 3.2.3 Thiết kế số chủ đề 76 Kết luận chương 127 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 128 4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 128 4.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 128 4.3 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 128 4.4 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 129 4.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 129 4.6 Vòng thực nghiệm thứ 131 4.7 Vòng thực nghiệm thứ hai 138 Kêt luận chương 146 KẾT LUẬN 146 v DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHẦN PHỤ LỤC .1 PHỤ LỤC 1: PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG GIÁO VIÊN (SỐ 1) .1 PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG GIÁO VIÊN (SỐ 2) PHỤ LỤC 2: PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG HỌC SINH PHỤ LỤC 3: DANH SÁCH TRƯỜNG ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG PHỤ LỤC DỰ ÁN HỌC TẬP XÂY DỰNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BỘ THÍ NGHIỆM NHẰM PHỤC VỤ DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC .5 PHỤ LỤC 5: DỰ ÁN LẮP RÁP “HỆ THỐNG CẢNH BÁO PHƯƠNG TIỆN VƯỢT QUÁ TỐC ĐỘ” .11 PHỤ LỤC 6: GIỚI THIỆU BỘ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT 16 PHỤ LỤC 7: 18 PHỤ LỤC 8: ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 33 PHỤ LỤC 9: DANH SÁCH KẾT QUẢ TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ CÁC TIÊU CHÍ NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LỚP THỰC NGHIỆM VÀ ĐỐI CHỨNG 38 PHỤ LỤC 10: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CỦA HỌC SINH 52 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt DHVL GQVĐ GV HS KN KT NLST THCS ThN 10 THPT 11 TCĐG vii DANH MỤC BẢNG, BIỂU Trang Bảng Bảng 2.1 Hệ thống tiêu chí đánh giá lực sáng tạo 48 Bảng 2.2 Hệ thống tiêu chí đánh giá lực sáng tạo 50 Bảng 2.3 Kết mức độ thực kiểm tra đánh giá phát triển NLST .56 Bảng 2.4 Kết mức độ tương tác với bạn bè 57 Bảng 2.5 Kết trọng kiểm tra đánh giá hoạt động trải nghiệm 59 Bảng 2.6 So sánh phương pháp học tập qua trải nghiệm với phương pháp khác 68 Bảng 2.7 Khung thiết kế học Hiểu - Làm - Cảm 70 Bảng 2.8 Ví dụ minh họa khung thiết kế học Hiểu - Làm - Cảm 71 Bảng 3.1 Mô tả hoạt động nội dung 79 Bảng 3.2 Số liệu thu sau lần đo nội dung .87 Bảng 3.3 Mô tả hoạt động nội dung 94 Bảng 3.4 Mô tả hoạt động nội dung Chế tạo thiết bị cảnh báo tốc độ đảm bảo an tồn giao thơng 104 Bảng 3.5 Mô tả hoạt động nội dung 1: Lực ma sát, tác dụng lực ma sát 111 Bảng 3.6 Mô tả hoạt động nội dung 2: Xác định hệ số ma sát trượt 121 Bảng 4.1 Kết tổng hợp đánh giá tiêu chí lực sáng tạo học sinh ban đầu tiến hành thực nghiệm 133 Bảng 4.2 Kết tổng hợp đánh giá tiêu chí lực sáng tạo học sinh sau tiến hành thực nghiệm 133 Bảng 4.3 Các thơng số thống kê thực nghiệm vịng 136 Bảng 4.4 Kết ban đầu NLST 10 HS thực thực nghiệm 139 Bảng 4.5 Kết đánh giá NLST 10 HS sau thực nghiệm 140 Bảng 4.6 Đánh giá đường phát triển lực HS Phan Tiến A1 qua trình thực nghiệm 141 Bảng 4.7 Đánh giá đường phát triển lực HS Đinh Trịnh Ngọc A2 qua trình thực nghiệm 142 Bảng 4.8 Đánh giá đường phát triển lực HS Phạm Quốc B1 qua trình thực nghiệm 143 Bảng 4.9 Kết xác định thông số thống kê thực nghiệm vòng .145 viii Biểu đồ Biểu đồ 2.1 Nhận thức GV mức độ cần thiết dạy học phát triển NLST 55 Biểu đồ 2.2 Tần suất vận dụng phương pháp kỹ thuật dạy học tích cực 55 Biểu đồ 2.3 Tần suất trao đổi HS với GV học Vật lí 56 Biểu đồ 2.4 Về nhận thức giáo viên, vai trò hoạt động trải nghiệm 57 Biểu đồ 2.5 Mức độ đưa hoạt động trải nghiệm vào trình dạy học 58 Biểu đồ 4.1 Mô tả phát triển lực học sinh nhóm học tập 134 Biểu đồ 4.2: Phân phối điểm số tần suất luỹ tích lớp thực nghiệm 10A1 134 Biểu đồ 4.3: Phân phối điểm số tần suất luỹ tích lớp đối chứng 10A8 135 Biểu đồ 4.4 Mô tả phát triển lực học sinh nhóm học tập 140 Biểu đồ 4.5 Đường phát triển lực HS Phan Tiến A1 141 Biểu đồ 4.6 Đường phát triển lực HS Đinh Trịnh Ngọc A2 .142 Biểu đồ 4.7 Đường phát triển lực HS Phạm Quốc B1 143 Biểu đồ 4.8 Phân phối điểm số tần suất luỹ tích lớp thực nghiệm 10A1 144 Biểu đồ 4.9 Phân phối điểm số tần suất luỹ tích lớp đối chứng 10A2 145 14 Phan Thị Thu H5 15 Phạm Văn H6 16 Hồ Minh H7 17 Nguyễn Minh H8 18 Nguyễn Quang H9 19 Phạm Thị Thu H10 20 Phạm Thị Thúy H11 21 Nguyễn Duy K PL44 22Phan Thị Mỹ L 23Hồ Đăng M 24Dương Thị N1 25Nguyễn Hồng N2 26Hoàng Thị Yến N3 27Lê Thị Hồng P 28Nguyễn Nhật Q1 29Nguyễn Trung Q2t 30Võ Như Q3 31Nguyễn Thị Diễm Q4 32Lê Thị Ánh S1 33Phạm Xuân S2 34Trương Công T1 35Nguyễn Thị Mỹ T2 36Lê Thanh Anh T3 37Nguyễn Quốc T4 38Phạm Thị Hồng T5 39Phan Thị Hoài T6 40Nguyễn Thị Anh T7 41Nguyễn Thị Quỳnh T8 42Phạm Thị Hải U 43Nguyễn Thị V 44Trần Thị Nhật Y1 45Hồ Thị Hải Y2 PL45 Vòng Bảng 4.5 Kết NLST HS ban đầu thực hoạt động thực nghiệm (thực lớp 10A1 THPT Minh Hố, Quảng Bình) (tính trung bình cho nội dung đầu) Giáo viên thực hiện: Tống Văn T Tổng số HS: 39 TT Họ tên HS Phan Tiến A1 Đinh Trịnh Ngọc A2 Phạm Quốc B1 Đặng Hùng C1 Đinh Minh C2 Đoàn Quý Tư D1 Đinh Tuấn D2 Cao Minh H1 Trần Sĩ H2 10 Cao Thị Thanh H3 11 Huỳnh Ngọc Q 12 Lương Lê Văn K1 13 Đinh Quốc K2 14 Hà Minh K3 15 Phan Tuấn K4 16 Đinh Quang L1 17 Đinh Gia L2 18 Đinh Thị Quỳnh M 19 Đinh Lê Ly N1 20 Đinh Hải N2 21 Đinh Xuân N3 PL46 22Trương Thị Thái N4 23Võ Quỳnh N5 24Trần Thị Hiếu N6 25Hoàng Thị Thảo N7 26Đinh Thị Ánh N8 27Đỗ Thị Quý N9 28Phan Yến N10 29Đinh Thị Đan P 30Trần Bá Q1 31Đinh Lệ Q2 32Đinh Trần Như Q3 33Đinh Nam S 34Đinh Hữu T1 35Đinh Quang T2 36Đinh Quốc T3 37Đinh Xuân T4 38Phạm Đinh Anh T5 39Đinh Hoàng V Bảng 4.6 Kết NLST HS sau thực hoạt động thực nghiệm (thực lớp 10A1 THPT Minh Hố, Quảng Bình) (tính trung bình cho nội dung) TT Họ tên HS Phan Tiến A1 Đinh Trịnh Ngọc A2 Phạm Quốc B1 Đặng Hùng C1 Đinh Minh C2 Đoàn Quý Tư D1 Đinh Tuấn D2 PL47 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Cao Minh H1 Trần Sĩ H2 Cao Thị Thanh H3 Huỳnh Ngọc Q Lương Lê Văn K1 Đinh Quốc K2 Hà Minh K3 Phan Tuấn K4 Đinh Quang L1 Đinh Gia L2 Đinh Thị Quỳnh M Đinh Lê Ly N1 Đinh Hải N2 Đinh Xuân N3 Trương Thị Thái N4 Võ Quỳnh N5 Trần Thị Hiếu N6 Hoàng Thị Thảo N7 Đinh Thị Ánh N8 Đỗ Thị Quý N9 Phan Yến N10 Đinh Thị Đan P Trần Bá Q1 Đinh Lệ Q2 Đinh Trần Như Q3 Đinh Nam S Đinh Hữu T1 Đinh Quang T2 Đinh Quốc T3 Đinh Xuân T4 Phạm Đinh Anh T5 Đinh Hoàng V PL48 DANH SÁCH KẾT QUẢ TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ CÁC TIÊU CHÍ NĂNG LỰC SÁNG TẠO BAN ĐẦU CỦA HỌC SINH LỚP ĐỐI CHỨNG 10A2 KHI HỌC KIẾN THỨC THEO CHƯƠNG TRÌNH HIỆN HÀNH Lớp: 10A2 Sĩ số: 39 Giáo viên đánh giá: Tống Văn T - Trường THPT Minh Hóa TT Họ tên HS Đỗ Thị Mỹ D1 Đinh Đỗ Thành D2 Đinh Ngọc D3 Đinh Thị Kim D4 Đinh Thị Bích H1 Đinh Minh H2 Đinh Minh H3 Đinh Thị Thu H4 Đinh Thị Hoa H5 10 Đinh Quang H6 11 Đinh Lâm Tuấn K 12 Đinh Phương Thành L1 13 Đinh Thị Thùy L2 14 Lê Bảo L3 15 Đinh Thị Hiền L1 16 Đinh Phương N1 17 Đinh Nữ Bích N2 18 Đinh Trung N3 19 Đinh Thị N4 20 Đinh Thị N1 21 Cao Thị Thanh N2 PL49 22Cao Thị N3 23Đinh Yến N4 24Nguyễn Lê Yến N5 25Đinh Thị Ha N6 26Hoàng Thị Kim O 27Đinh Thị Hoa P 28Cao Văn Q 29Đinh Hải S1 30Cao Lê S2 31Cao Quang S3 32Phan Duy T1 33Đinh Hà T2 34Đinh Thanh T3 35Cao Nữ Huyền T4 36Đinh Thanh V1 37Đinh Thị Hà V2 38Đinh V3 39Đinh Thị Hải Y PL50 DANH SÁCH KẾT QUẢ TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ CÁC TIÊU CHÍ NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LỚP ĐỐI CHỨNG 10A2 SAU KHI HỌC THEO CHƯƠNG TRÌNH HIỆN HÀNH Lớp: 10A2 Sĩ số: 39 Giáo viên đánh giá: Tống Văn T - Trường THPT Minh Hóa TT Họ tên HS Đỗ Thị Mỹ D1 Đinh Đỗ Thành D2 Đinh Ngọc D3 Đinh Thị Kim D4 Đinh Thị Bích H1 Đinh Minh H2 Đinh Minh H3 Đinh Thị Thu H4 Đinh Thị Hoa H5 10 Đinh Quang H6 11 Đinh Lâm Tuấn K 12 Đinh Phương Thành L1 13 Đinh Thị Thùy L2 14 Lê Bảo L3 15 Đinh Thị Hiền L4 16 Đinh Phương N1 17 Đinh Nữ Bích N2 18 Đinh Trung N3 19 Đinh Thị N4 20 Đinh Thị N5 21 Cao Thị Thanh N6 22 Cao Thị N7 PL51 23Đinh Yến N8 24Nguyễn Lê Yến N9 25Đinh Thị Ha N10 26Hoàng Thị Kim O 27Đinh Thị Hoa P 28Cao Văn Q 29Đinh Hải S1 30Cao Lê S2 31Cao Quang S3 32Phan Duy T1 33Đinh Hà T2 34Đinh Thanh T3 35Cao Nữ Huyền T4 36Đinh Thanh V1 37Đinh Thị Hà V2 38Đinh V3 39Đinh Thị Hải Y PL52 PHỤ LỤC 10: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CỦA HỌC SINH H1: Thực đo vận tốc chuyển động trịn vật H2: Thảo luận nhóm đo vận tốc chuyển động thẳng vật H3: Lắp ráp mơ hình chuyển động có vận tốc thay đổi H 4: Sưu tầm lựa chọn phương án xác định vận tốc chuyển động vật H7: HS thực hành lắp ráp vận hành dự án cảnh báo tốc độ ... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BÙI NGỌC NHÂN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ PHẦN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG. .. triển lực sáng tạo cho học sinh dạy học vật lí trường phổ thơng (42 trang) Chương Tổ chức dạy học số chủ đề phần ? ?Động học Động lực học? ?? Vật lí 10 trung học phổ thơng theo hướng phát triển lực sáng. .. học nhằm phát triển lực sáng tạo cho học sinh mơn Vật lí lớp 10 THPT - Tổ chức hoạt động trải nghiệm số nội dung dạy học mơn Vật lí thơng qua chủ đề phần động học, động lực học vật lí lớp 10 hướng