Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học chương chất khí vật lí 10

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––––– NGUYỄN THỊ HẰNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––––– NGUYỄN THỊ HẰNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 Ngành: Lý luận phương pháp dạy học Vật lí Mã số : 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Cán hướng dẫn khoa học : TS DƯƠNG XUÂN QUÝ THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi Số liệu kết nghiên cứu luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố, sử dụng cơng trình nghiên cứu Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Hằng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn khoa học: TS Dương Xuân Quý, Thầy tận tình giúp đỡ hướng dẫn tơi suốt q trình học tập nghiên cứu luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo mơn Lí luận phương pháp dạy học Vật lí, Khoa Vật lí; Phịng Sau đại học, Ban giám hiệu Trường đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường THPT Chuyên Thái Nguyên tỉnh Thái Nguyên đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, khích lệ tơi suốt q trình thực nghiệm sư phạm trình nghiên cứu hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln bên giúp đỡ, động việc tơi q trình nghiên cứu luận văn Thái Nguyên, ngày 18 tháng năm 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đối tương nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH THÔNG QUA SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC 1.1 Cơ sở lí luận phát triển lực thực nghiệm 1.1.1 Dạy học theo định hướng phát triển lực 1.1.2 Năng lực thực nghiệm dạy học vật lí 1.2 Bài tập thí nghiệm dạy học vật lí theo định hướng lực 1.2.1 Khái niệm phân loại BTTN 1.2.2 Tác dụng BTTN việc phát triển lực thực nghiệm 10 1.2.3 Việc xây dựng tập thí nghiệm 11 1.2.4 Việc giải tập thí nghiệm 12 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn 1.2.5 Việc sử dụng tập thí nghiệm dạy học Vật lí 15 1.3 Cơ sở thực tiễn 16 1.3.1 Thực trạng chung việc sử dụng BTTN trường THPT 17 1.3.2 Nguyên nhân thực trạng 17 Kết luận chương 19 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 20 2.1 Phân tích nội dung phương pháp dạy học chương “chất khí” 20 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “chất khí” 20 2.1.2 Nội dung kiến thức kĩ học sinh cần đạt 20 2.2 Nghiên cứu xây dựng hệ thống BTTN chương “chất khí” 27 2.2.1 Mục đích, yêu cầu 27 2.2.3 Hệ thống tập thí nghiệm 28 2.3 Một số hướng sử dụng BTTN dạy học 39 2.3.1 Sử dụng BTTN tiết luyện tập, ôn tập cách thường xuyên 40 2.3.2 Tổ chức luyện tập hình thức giao tập cho nhóm 40 2.3.3 Sử dụng BTTN tiến trình dạy học 41 Kết luận chương 54 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 55 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 55 3.1.1 Mục đích 55 3.1.2 Nhiệm vụ 55 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 55 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 56 3.3.1 Phương pháp tiến hành 56 3.3.2 Thời gian diễn biến thực nghiệm sư phạm 56 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn 3.4 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 57 3.4.1 Tiêu chí đánh giá 57 3.4.2 Kết thực nghiệm sư phạm 57 3.4.3 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 58 Kết luận chương 62 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Ý nghĩa BTTN Bài tập thí nghiệm DH Dạy học GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thông TN Thí nghiệm SGK Sách giáo khoa Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các lực thành phần lực thực nghiệm Bảng 1.2: Rubric đánh giá việc giải BTTN HS 13 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Chương trình giáo dục THPT nước ta thay đổi từ phương pháp DH theo lối “truyền thụ chiều sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành lực, phẩm chất; đồng thời phải truyền cách đánh giá kết giáo dục từ nặng kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra đánh giá lực vận dụng kiến thức GQVĐ” Giải tập vật lí BTTN giúp HS phân tích, nhận biết trường hợp phức tạp Qua đó, kiến thức mơn vật lí HS hiểu sâu sắc hơn, ghi nhớ dễ dàng Đặc biệt xây dựng sử dụng BTTN hợp lí giúp HS phát triển lực GQVĐ, lực thực nghiệm, lực hợp tác Vai trò to lớn BTTN thừa nhận, nhiên việc đưa BTTN vào DH cịn nhiều hạn chế Do mục đích thi cử, việc giải tập vật lí cịn mang nặng “ giải tốn vật lí ”, nhiều HS máy móc áp dụng công thức mà không tượng, vật vật lí GV quan tâm đến việc HS giải thành tạo tập vật lí mà chưa trọng đến phát triển lực cho HS Trong trình DH tìm hiểu tiết thực hành nói chung tiết chương “ Chất khí ” nói riêng, chúng chúng tơi nhận thấy HS cịn nhiều lúng túng kĩ TN (đặc biệt đưa yêu cầu TN khác với nội dung SGK) Việc đưa vào giảng dạy BTTN có cịn chưa khai thác cách hiệu nhằm phát triển lực cho HS có lực thực nghiệm - lực quan trọng với môn khoa học thực nghiệm môn Vật lí Thực trạng việc dạy thực hành trường THPT cịn nhiều hạn chế, chưa kích thích GV, HS tự làm đồ dùng TN, chưa phát huy khả sáng tạo người thầy, trò Để thực được, triển khai đề tài: Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học chương “Chất khí” - Vật lí 10 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn Kết luận chương Do thời gian thực có hạn việc thực nghiệm sư phạm tiến hành nhóm HS lớp trường THPT nên kết chưa có tính khái qt cao Với kết đạt trình thực nghiệm sư phạm cho thấy việc xây dựng sử dụng hệ thống BTTN DH Vật lí trường THPT có ý nghĩa việc phát triển thành tố lực thực nghiệm Chúng tơi tiếp tục hồn thiện TBTN hồn thiện tiến trình DH thực nghiệm sư phạm nhiều đối tượng thời gian tới Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Việc thực đề tài đạt kết sau: - Đã xác định vấn đề DH định hướng phát triển lực việc DH phát triển lực thực nghiệm DH vật lí - Đã lựa chọn vấn đề BTTN DH mơn Vật lí trường phổ thơng như: Vai trị, cách thức xây dựng, bước giải đặc biệt cách sử dụng BTTN tiến trình DH giải vấn đề - Đã xây dựng 07 BTTN chương “Chất khí” nằm nội dung vật lí chương Các tập tạo điều kiện để tổ chức hoạt động DH phù hợp với kiểu DH phát giải vấn đề tạo hội để HS tham gia nhiều vào hoạt động thực nghiệm đa dạng, phong phú, kết hợp học trường học nhà, học phòng TN - Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm bước đầu khẳng định tính đắn giả thuyết khoa học đề tài Khuyến nghị Để tạo điều kiện triển khai việc sử dụng BTTN DH mơn Vật lí, cần thực tốt số nội dung sau: - Trang bị cho GV kiến thức BTTN cách thức xây dựng BTTN - Các tổ môn thống việc triển khai sử dụng tiến trình DH nội dung tương ứng với tập xây dựng - Bổ sung kinh phí thường xuyên để hỗ trợ GV HS thực nội dung BTTN xây dựng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Biên (2013), Xây dựng chuyên đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng lực thực nghiệm cho học sinh THPT chuyên, Tạp chí giáo dục, số đặc biệt tháng 11 2013 Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2007), Vật lí 10 NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2007), Sách giáo viên - Vật lí 10 bản, NXB Giáo dục Việt Nam Hà Nội Bộ GD&ĐT (2014), Tài liệu tập huấn Kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực mơn vật lí trường trung học phổ thơng Bộ GD&ĐT (2017), Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể Bộ GD & ĐT (2017), Phương pháp kĩ thuật tổ chức hoạt động học theo nhóm hướng dẫn học sinh tự học mơn Vật lí, Tài liệu tập huấn giáo viên Phạm Cơng Khanh, Đào Thị Oanh(2015), Giáo trình Kiểm tra đánh giá giáo dục, NXB Đại học Sư Phạm Nguyễn Thế Khơi (Tổng chủ biên) (2014), Vật lí 10 nâng cao, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội Đặng Thị Quỳnh Mai (2017), Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học chương “Dịng điện khơng đổi”-Vật lí 11 nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh, Luận văn thạc sĩ, Trường ĐHSP Hà Nội 10 Phạm Xuân Quế, Vũ Trọng Rỹ (2015), Tài liệu bồi dưỡng số vấn đề phương pháp dạy học mơn vật lí cho giáo viên THPT theo định hướng phát triển lực, Hà Nội 11 Dương Xuân Quý, Trần Thị Huyền (2016), Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học vật lí trường phổ thơng, Kỉ yếu hội thảo dạy học theo định hướng phát triển lực, Tạp chí Khoa học, ĐHSP Hà Nội 12 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế(2002), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng, NXB Đại học Sư Phạm Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn PHỤ LỤC Phụ lục 1: PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN ( Phiếu vấn phục vụ nghiên cứu khoa học khơng có mục đích đánh giá giáo viên, mong thầy cô cộng tác giúp đỡ) A Thông tin cá nhân Họ tên…………………………….Nam/Nữ Tuổi………………… Trường………………………………………………………………… Số năm giảng dạy Vật lí trường THPT:…………………………… B Nội dung vấn Câu 1: Theo thầy( cô) nội dung kiến thức chương “Chất khí” HS THPT mức độ nào? Rất khó Khó Trung bình Dễ Câu 2: Trong q trình dạy học chương “Chất khí”, thầy( cơ) có tiến hành đầy đủ thí nghiệm mà SGK trình bày khơng? Có Khơng Câu 3: Ngồi thí nghiệm trình bày SGK, thầy( cơ) có tiến hành thí nghiệm khác liên quan đến nội dung dạy học không? Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất Không Câu 4: Các thầy( cô) gặp khó khăn dạy tập thí nghiệm chương “Chất khí”? Thiếu dụng cụ thí nghiệm trực quan Thiếu tài liệu tham khảo Thời lượng dành cho tập thí nghiệm chưa hợp lí Khó khăn khác………………………………………………………… Câu 5: Các thầy( cơ) có thường xun sử dụng tập thí nghiệm học(như đặt vấn đề, giải vấn đề, ôn tập củng cố)? Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất Không Câu 6: Các thầy( cơ) có thường xun giao cho HS nhà tự thiết kế làm thí nghiệm Vật lí đơn giản? Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất Không Nếu chưa nêu nguyên nhân…………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 7: Theo thầy( cơ) tập thí nghiệm tập: Là tập có thí nghiệm kèm theo Là tập dùng thí nghiệm tưởng tượng Chưa biết đến Câu 7: Theo thầy( cơ) lực thực nghiệm lực: Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu Năng lực thiết kế phương án thí nghiệm Năng lực thực phương án thí nghiệm thiết kế Năng lực rút kết luận, nhận xét từ thí nghiệm tiến hành Năng lực vận dụng kiến thức vào chế tạo dụng cụ thí nghiệm, chế tạo sản phẩm ứng dụng Tất lực Câu 8: Theo thầy( cơ) lực thực nghiệm có cần phát triển q trình dạy học? Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết Câu 9: Theo thầy( cô) nên làm để bồi dưỡng lực thực nghiệm HS? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 10: Các thầy( cô) hiểu tập thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 11: Theo thầy( cô) sử dụng tập thí nghiệm có giúp phát triển lực thực nghiệm HS? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Phụ lục PHIẾU TRAO ĐỔI Ý KIẾN VỚI HS ( Phiếu trao đổi ý kiến phục vụ nghiên cứu khoa học khơng có mục đích đánh giá chất lượng HS, mong em cộng tác trả lời trung thực câu hỏi đây) A Thông tin cá nhân Họ tên…………………………….Nam/Nữ Lớp ………………… Trường………………………………………………………………… Kết kiểm tra phần Động lực học chất điểm……………………… B Nội dung trao đổi Câu 1: Trường THPT mà em học có phịng thí nghiệm Vật lí khơng? Có Khơng Khơng biết Có thiết bị Câu 2: Em có xem thầy( cơ) làm thí nghiệm Vật lí học Vật lí trường THPT Thường xun Thỉnh thoảng Ít Chưa lần Câu 3: Các em có thường xun học mơn Vật lí theo cách tự học nhà hay học nhóm? Thường xun Thỉnh thoảng Ít Không Câu 4: Các em tự cảm thấy khả nắm vững kiến thức Vật lí mức độ nào? Hiểu kĩ Bình thường Mơ hồ Khơng hiểu Câu 5: Những khó khăn mà em gặp phải giải tập chương “Chất khí”? Các tượng Vật lí trừu tượng Thiếu thí nghiệm trực quan Khơng vẽ hình, vận dụng kiến thức vào giải tập Khó khăn khác………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 6: Khi học Vật lí, em có quan sát, thiết kế,chế tạo, tiến hành sử dụng dụng cụ thí nghiệm Vật lí máy móc đơn giản? Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất Không Câu 7: Em tự thiết kế, chế tạo, tiến hành thí nghiệm chưa? Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất Không Câu 8: Em có muốn quan sát, thiết kế, chế tạo, tiến hành sử dụng dụng cụ thí nghiệm Vật lí máy móc đơn giản khơng? Rất muốn Bình thường Khơng muốn Câu 9: Học mơn Vật lí giúp em đạt mục tiêu gì? Có kết học tập tốt Thi đỗ kì thi trung học phổ thông quốc gia vào đại học Có kiến thức, kĩ năng, phương pháp vận dụng vào thực tiễn Câu 10: Em có kiến nghị với giáo viên Vật lí việc dạy học Vật lí trường THPT? Phụ lục Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm ... “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 2.1 Phân tích nội dung phương pháp dạy học chương ? ?chất khí? ?? 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương ? ?chất khí? ?? Chương ? ?chất khí? ?? chương thứ năm chương trình Vật lí 10 Chương. ..ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––––– NGUYỄN THỊ HẰNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 Ngành: Lý luận phương pháp dạy. .. 19 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 20 2.1 Phân tích nội dung phương pháp dạy học chương ? ?chất khí? ?? 20 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương