Vận dụng lý thuyết kiến tạo và dạy học chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý 10 trung học phổ thông ban cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN Chuyên ngành : Lý luận phương pháp dạy học Vật lý Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH *****  ***** Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Trần Thị Ngọc Thảo LỜI CẢM ƠN Cùng với việc triển khai hoàn thành luận văn thời hạn ngày hôm nay, xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để tơi học tập trường - Quý thầy cô giáo khoa Vật lý, khoa Anh Văn, khoa Giáo dục Chính Trị Trường Đại học Sư Phạm Tp.Hồ Chí Minh q thầy thuộc Viện Nghiên Cứu Giáo Dục, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội tận tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành chuyên đề học tập - Thư viện trường giúp học tập nghiên cứu suốt ba năm vừa qua - Đặc biệt, em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thị Phú – người hướng dẫn khoa học định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giảng dạy, động viên em suốt trình thực luận văn - Ban giám hiệu quý thầy cô tổ Vật lý, em học sinh Trường THPT Phú Mỹ quý thầy cô trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng tàu tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình triển khai đề tài - Các bạn khóa 17 nhiệt tình tham gia đóng góp ý kiến trao đổi học tập - Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ anh, em ủng hộ cho suốt thời gian vừa qua Tp.HCM, ngày 20 tháng 08 năm 2009 Tác giả Trần Thị Ngọc Thảo MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt MỞ ĐẦU Chương - LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG .5 1.1 Lý thuyết kiến tạo dạy học 1.1.1 Cơ sở tâm lý học lý thuyết kiến tạo 1.1.2 Cơ sở triết học lý thuyết kiến tạo 1.1.3 Một số luận điểm lý thuyết kiến tạo dạy học 1.1.4 Dạy học kiến tạo 1.1.4.1 Cách tiếp cận kiến tạo dạy học 1.1.4.2 Các loại kiến tạo dạy học 10 1.1.4.3 Một số lực kiến tạo kiến thức 13 1.1.4.4 Vai trò giáo viên học sinh trình dạy học kiến tạo 14 1.2 Vận dụng lý thuyết kiến tạo dạy học Vật lý trường phổ thông 15 1.2.1 Đặc thù môn Vật lý 15 1.2.2 Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo 15 1.2.3 Tiến trình chung việc vận dụng lý thuyết kiến tạo dạy học Vật lý trường phổ thông .17 Kết luận chương 22 Chương – THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ 24 2.1 Mục tiêu dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” 24 2.2 Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương .26 2.3 Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học theo lý thuyết kiến tạo 29 2.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 37 2.5 Điều tra quan niệm học sinh kiến thức liên quan đến cân chuyển động vật rắn trước dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” .40 2.6 Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương “Cân chuyển động vật rắn” theo lý thuyến kiến tạo .49 Kết luận chương 70 Chương – THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 72 3.2 Đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm .72 3.3 Nội dung thực nghiệm 73 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 79 Kết luận chương 84 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC PL1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên HS : Học sinh LTKT : Lý thuyết kiến tạo PĐT : Phiếu điều tra PHT : Phiếu học tập PPDH : Phương pháp dạy học SGK : Sách giáo khoa SGK VL : Sách giáo khoa Vật lý SL : Số lượng STT : Số thứ tự THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNKQ : Trắc nghiệm khách quan TNSP : Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đổi toàn diện giáo dục bậc học, cấp học vấn đề thời cấp bách Việc đổi phải tiến hành tất yếu tố trình giáo dục cấp độ từ vĩ mô đến vi mô bao gồm: quan điểm giáo dục, mục tiêu giáo dục, nội dung, phương pháp, phương tiện kiểm tra đánh giá trình giáo dục Trong đổi quan điểm giáo dục coi điểm xuất phát sợi đỏ xuyên suốt trình giáo dục, dạy học Đổi PPDH học cụ thể hóa việc đổi yếu tố khác q trình dạy học Trong nghị TW (khóa VIII) nêu rõ: “Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh ” Điều 24.2 Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác dụng đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Có nhiều lý thuyết sở cho phương pháp dạy học đại có lý thuyết kiến tạo Dạy học theo lý thuyết kiến tạo tập trung vào người học, đề cao vai trò, hoạt động học sinh nên việc nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học Vật lý điều cần thiết Việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học sớm phát triển nước giới nước ta chưa phổ biến Hiện nay, có hai luận án Tiến sĩ Giáo dục học nghiên cứu dạy học số kiến thức Vật lý theo quan điểm kiến tạo số luận văn Thạc sĩ nghiên cứu vấn đề Bên cạnh đó, chương trình Vật lý lớp 10, chương trình chuẩn chương “Cân chuyển động vật rắn” chương quan trọng khơng mặt lý thuyết mà cịn có ý nghĩa thực tế Kiến thức chương gần gũi với học sinh có nhiều sở nội dung dạy học thiết bị dạy học để tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo Tuy nhiên, chưa có luận văn vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn Trên sở đó, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn” để góp phần vào công đổi phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng dạy học giai đoạn Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào trình dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật lý 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học Khách thể đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 10 THPT - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Vật lý Phạm vi nghiên cứu Chương “Cân chuyển động vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn Giả thuyết khoa học Có thể tổ chức dạy học số kiến thức chương “Cân chuyển động vật rắn” theo quan điểm kiến tạo điều kiện trường THPT đảm bảo yêu cầu tính khoa học, sư phạm, khả thi; từ góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1 Tìm hiểu lý thuyết kiến tạo dạy học, phương án dạy học dựa quan điểm kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý 6.2 Xác định mục tiêu dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” 6.3 Phân tích nội dung kiến thức chương “Cân chuyển động vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn Xác định điều kiện cần thiết tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo Bài 22: NGẪU LỰC Tiết 34 theo phân phối chương trình Vật lý 10 THPT ban I Mục tiêu Kiến thức - Phát biểu định nghĩa ngẫu lực viết cơng thức tính momen ngẫu lực - Hiểu tác dụng ngẫu lực vật rắn Kỹ - Vận dụng cơng thức tính momen lực học để viết cơng thức tính momen ngẫu lực - Biết cách xác định cánh tay đòn ngẫu lực - Biết quan sát thực tế tiến hành thí nghiệm đơn giản ngẫu lực từ hiểu rõ tác dụng ngẫu lực vật rắn - Vận dụng kiến thức ngẫu lực để giải thích tượng thực tế giải số tập Vật lý Thái độ - Tích cực, hứng thú, thích tìm tịi tiến hành thí nghiệm Vật lý - Khách quan, trung thực xử lý kết thí nghiệm - Có tinh thần hợp tác, trao đổi học tập II Ý tưởng sư phạm Theo kết điều tra quan niệm học sinh trước học chương: cân chuyển động vật rắn, nhận thấy: phần lớn học sinh khơng biết mở vịi nước ta tác dụng vào ngang vòi nước hai lực phương, ngược chiều Học sinh nhầm lẫn vật quay tròn vật chuyển động trịn Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm đơn giản để bác bỏ quan niệm sai tồn trước Đồng thời vận dụng kiến thức học để khẳng định quan niệm: vật chịu tác dụng hai lực phương, ngược chiều, độ lớn vật quay tròn, đồng thời xây dựng cơng thức tính momen hệ hai lực III Chuẩn bị Điều tra quan niệm học sinh (đã thực mục 2.5) Xây dựng phương án dạy học dựa việc phân tích phiếu điều tra - Kiến thức thảo luận, bổ sung: ngẫu lực tác dụng ngẫu lực vật rắn - Kiến thức học sinh tự tìm tịi: momen ngẫu lực Các thí nghiệm dụng cụ thí nghiệm Thí nghiệm 10: Xem trang 41 Nội dung ghi bảng (dự kiến) Bài 22: Ngẫu lực I Ngẫu lực gì? Định nghĩa: Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn tác dụng vào vật gọi ngẫu lực Ví dụ II Tác dụng ngẫu lực vật rắn Trường hợp vật khơng có trục quay cố định: Vật chịu tác dụng ngẫu lực quay quanh trục qua trọng tâm vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực Trường hợp vật có trục quay cố định: Dưới tác dụng ngẫu lực, vật quay quanh trục cố định Momen ngẫu lực M  Fd (d: cánh tay đòn ngẫu lực) Phiếu học tập Xem PL5.4 IV Tiến trình dạy học Giáo viên nêu vấn đề cần giải Vấn đề 1: Ngẫu lực gì? Vấn đề 2: Ngẫu lực có tác dụng vật rắn Giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động giải vấn đề nêu Vấn đề 1: Ngẫu lực gì? Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Nêu vấn đề: Khi mở vòi nước, tay ta tác - Thảo luận nhóm bộc lộ quan niệm dụng vào ngang vịi nước mình: lực? Những lực có đặ điểm + Tác dụng vào ngang hai lực nào? phương, chiều + Tác dụng vào ngang hai lực phương, ngược chiều - Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm - Các nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm với dụng cụ thí nghiệm chuẩn bị với vịi nước (Hình 10 trang 41) sau thảo luận thấy: tay ta tác dụng vào ngang hai lực phương, ngược - Nếu ta xem hai lực tác dụng vào chiều ngang có độ lớn hệ hai lực - Rút định nghĩa ngẫu lực: hệ hai tác dụng vào ngang vòi nước lực song song, ngược chiều, độ lớn gọi ngẫu lực tác dụng vào vật - Nhận xét thể chế hóa định nghĩa ngẫu lực, nhấn mạnh: ngẫu lực hệ gồm hai lực - Yêu cầu học sinh lấy số ví dụ ngẫu lực - Làm thí nghiệm với nắp chai để thấy mở nắp chai , tay ta tác dụng vào nắp chai ngẫu lực Vấn đề 2: Tác dụng ngẫu lực vật rắn Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Nêu vấn đề: Khi ta tác dụng vào vật rắn - Thảo luận nhóm, tiến hành thí nghiệm ngẫu lực, vật rắn nào? đưa kết quả: + Trường hợp vật có trục quay cố định: Làm thí nghiệm với vịi nước thấy: ngang quay quanh trục cố định => Khi chịu tác dụng ngẫu lực, vật rắn quay quanh trục cố định + Trường hợp vật khơng có trục quay cố định: Làm thí nghiệm với nắp chai quay, dễ dàng nhận được: vật quay quanh trục - Hãy nhận xét chuyển động trọng qua trọng tâm vật tâm vật rắn hai trường hợp - Nhận xét: + Trường hợp vật có trục quay cố định: trục quay khơng qua trọng tâm trọng tâm chuyển động trịn quanh trục quay + Trường hợp vật khơng có trục quay cố - Đưa câu hỏi cho học sinh thảo luận: Khi định: trọng tâm đứng yên chế tạo bánh xe, bánh đà, phải làm - Thảo luận nhóm đưa câu trả lời: cho trục quay qua trọng tâm vật đó? Dưới tác dụng ngẫu lực, vật quay quanh trục, trục quay khơng qua trọng tâm trọng tâm chuyển động trịn quanh trục quay Vật có xu hướng chuyển động li tâm nên tác dụng lực vào trục quay làm trục quay bị biến dạng Khi vật quay nhanh, xu hướng chuyển động li tâm lớn, trục quay biến dạng - Nhận xét câu trả lời học sinh nhấn nhiều đến mức cong gãy mạnh: ngẫu lực làm cho vật quay không tịnh tiến - Hãy xác định momen ngẫu lực Gợi ý: Nhận xét chiều tác dụng làm quay - Thảo luận tìm cơng thức tính momen   ngẫu lực hai lực F1 , F2 tạo thành ngẫu lực + Tác dụng vào vật ngẫu lực:   + Hai lực F1 , F2 làm vật quay chiều + Vận dụng cơng thức tính momen hai   lực F1 , F2 => M  Fd Trong đó: d: khoảng cách hai giá hai lực, gọi cánh tay đòn ngẫu lực - Yêu câu nhóm HS chứng minh rằng: -Thảo luận đưa câu trả lời trước lớp Momen ngẫu lực khơng phụ thuộc vào vị trí trục quay vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực - Nhận xét kết hoạt động nhóm học sinh khẳng định lại cơng thức tính momen ngẫu lực - Mỗi HS hồn thành PHT nộp - Phát PHT cho học sinh lại cho giáo viên V Củng cố - Dặn dò - Định nghĩa ngẫu lực - Tác dụng ngẫu lực vật rắn - Cơng thức tính momen ngẫu lực, cách xác định cánh tay đòn ngẫu lực - Làm tập nhà PHỤ LỤC MỘT SỐ KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG TRÊN PHT CỦA HS PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TNSP ... văn vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương ? ?Cân chuyển động vật rắn? ?? Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn Trên sở đó, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương. .. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH *****  ***** Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC... Chương - LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG .5 1.1 Lý thuyết kiến tạo dạy học 1.1.1 Cơ sở tâm lý học lý thuyết kiến tạo 1.1.2 Cơ sở triết học lý thuyết