Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chương dao động cơ vật lí 12 trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Phạm Văn Trung XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Phạm Văn Trung XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Chuyên ngành : Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM XUÂN QUẾ Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ giáo dục với đề tài: “ Xây dựng sử dụng hệ thống tập thực tiễn chương “Dao Động Cơ” Vật lí 12 THPT nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các nội dung kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi chịu trách nhiệm với lời cam đoan mình./ Tác giả Phạm Văn Trung LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn này, nhận nhiều quan tâm, động viên giúp đỡ từ quý Thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn: Nhà giáo Nhân dân, PGS.TS Phạm Xuân Quế – người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Đồng thời, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Sau Đại học, Ban chủ nhiệm q Thầy Cơ giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh; Ban giám hiệu quý Thầy Cô giáo tổ mơn Vật lí trường THPT Bình Phú, tỉnh Bình Dương giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin chân thành cám ơn gia đình, người thân, bạn bè toàn thể bạn học viên lớp cao học Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí khố 28 trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Tác giả Phạm Văn Trung MỤC LỤC Trang phụ bìaq Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục sơ đồ Danh mục biểu đồ MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG 1.1 Khái niệm lực phát triển lực học sinh 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Các đặc điểm lực 1.1.3 Một số lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông 1.2 Năng lực giải vấn đề 13 1.2.1 Khái niệm lực giải vấn 13 1.2.2 Cấu trúc biểu hành vi lực giải vấn đề 14 1.2.3 Phát triển lực giải vấn đề trình dạy học Vật lí 15 1.2.4 Đánh giá lực giải vấn đề học sinh 19 1.2.5 Thang đo đánh giá hành vi lực giải vấn đề 20 1.3 Bài tập Vật lí 24 1.3.1 Khái niệm tập Vật lí 24 1.3.2 Vai trị tập Vật lí 25 1.3.3 Phân loại dạng tập Vật lí 27 1.3.4 Xu hướng phát triển tập Vật lí 30 1.3.5 Bài tập Vật lí thực tiễn 31 1.4 Thực trạng phát triển lực giải vấn đề cho HS dạy học Vật lí trường THPT 34 1.4.1 Mục tiêu điều tra 34 1.4.2 Đối tượng thời gian điều tra 34 1.4.3 Nội dung điều tra 35 1.4.4 Phương pháp điều tra 36 1.4.5 Kết điều tra 36 Kết luận chương 44 Chương XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” 45 2.1 Tổng quan nội dung mục tiêu dạy học chương “Dao động cơ” 45 2.1.1 Sơ đồ khái quát nội dung 45 2.1.2 Nội dung kiến thức chương “Dao động cơ” 46 2.1.3 Mục tiêu dạy học 51 2.2 Xây dựng hệ thống tập thực tiễn chương “Dao động cơ” 52 2.2.1 Hệ thống Bài tập thực tiễn chương “Dao động cơ” 52 2.2.2 Xây dựng tập thực tiễn chương “Dao động cơ” 53 2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Dao động cơ” có sử dụng hệ thống tập xây dựng 76 2.3.1 Tiến trình dạy học chương “Dao động cơ” có sử dụng hệ thống tập thực tiễn xây dựng: 76 2.3.2 Tiến trình dạy học cụ thể 83 Kết luận chương 106 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 107 3.1 Mục đích, đối tượng, phương pháp thời gian tiến hành thực nghiệm 107 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 107 3.1.2 Thời gian, địa điểm, đối tượng thực nghiệm sư phạm 107 3.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 107 3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 108 3.2.1 Công tác chuẩn bị 108 3.2.2 Tổ chức dạy học 108 3.2.3 Công cụ đánh giá kết trình thực nghiệm sư phạm 108 3.3 Diễn biến kết thực nghiệm sư phạm 111 3.3.1 Diễn biến dạy thực nghiệm theo Tiến trình dạy học Tiết 1, 2: Dao động 111 3.3.2 Diễn biến dạy thực nghiệm theo - Tiết Bài tập 111 3.3.3 Diễn biến dạy thực nghiệm theo - Tiết Bài tập 114 3.3.4 Diễn biến dạy thực nghiệm theo- Tiết Bài tập 117 3.4 Đánh giá kết trình thực nghiệm sư phạm 120 3.4.1 Đánh giá lực thông qua đánh giá theo thành tố NL GQVĐ 120 3.4.2 Đánh giá kết phát triển NL GQVĐ 127 Kết luận chương 129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Thứ tự Các chữ viết tắt Các chữ viết đủ THPT Trung học phổ thông GV Giáo viên HS Học sinh BT Bài tập BMVL Bộ mơn vật lí NL Năng lực VĐ Vấn đề GQVĐ Giải vấn đề BTTT Bài tập thực tiễn TNSP Thực nghiệm sư phạm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các lực học sinh Trung học phổ thông Bảng 1.2 Biểu lực GQVĐ HS THPT 15 Bảng 1.3 Mức độ biểu hành vi lực GQVĐ 21 Bảng 1.4 Bảng kết khảo sát HS thực trạng phát triển NL GQVĐ 36 Bảng 1.5 Bảng kết khảo sát GV thực trạng phát triển NL GQVĐ 39 Bảng 3.1 Bảng lượng hoá đánh giá hành vi NL GQVĐ 108 Bảng 3.2 Bảng tiêu chí đánh giá thành tố NL GQVĐ 109 Bảng 3.3 Bảng tiêu chí đánh giá mức độ đạt NL GQVĐ 109 Bảng 3.4 Bảng kiểm đánh giá lực GQVĐ HS 110 Bảng 3.5 Bảng kiểm đánh giá lực GQVĐ HS Tiết Bài tập 111 Bảng 3.6 Bảng kiểm đánh giá lực GQVĐ HS Tiết Bài tập 114 Bảng 3.7 Bảng kiểm đánh giá lực GQVĐ HS Tiết Bài tập 117 Bảng 3.8 Bảng đánh giá thành tố NL GQVĐ Tiết Bài tập 120 Bảng 3.9 Bảng đánh giá thành tố NL GQVĐ Tiết Bài tập 122 Bảng 3.10 Bảng đánh giá thành tố NL GQVĐ Tiết Bài tập 125 Bảng 3.11 Bảng đánh giá NL GQVĐ HS 127 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Hình em bé chơi xích đu 53 Hình 2.2 Mơ hình động đốt trong(http://kynguyenauto.com) 57 Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn độ sâu nước cảng theo thời gian 60 Hình 2.4 Loa nghe nhạc (Loa điện động) 64 Hình 2.5 Hình vẽ khối gỗ hình trụ 67 Hình 2.6 Đồ chơi thú nhún lò xo cho trẻ em mầm non 71 Hình 2.7 Dụng cụ đo khối lượng (DCĐKL) dùng tàu Vụ trụ (http://newsland.com) 72 Hình 2.8 Hệ thống giảm xóc ơtơ(https://thinkthinkcar.vn) 73 Hình 2.9 Cần cẩu phá tường 73 Hình 2.10 Đồng hồ lắc 74 Hình 2.11 Xơ dùng để xách nước 74 Hình 2.12 Máy đầm ( Máy đầm cóc- http://niki.vn/vi/gia-may-dam-cochonda-chay-xang) 75 Hình 2.13 Cấu tạo phận giảm xóc(Phuộc nhún- https://phutungahv.com) 76 PL14 GQVĐ tin, xử lí tập có gợi tin bài tập lí giải xác làm thông tin ý GV tập rõ tập cịn sai sót thơng tin thơng tin đó: Chu liên quan dao động liên đến VĐ hệ với khối lượng kì ghế, lượng khối người, độ cứng lị xo HV2.2 M1 M2 Phân Khơng tích tìm tích tìm phân tích phân tích Phân M3 Phân M4 Tự được đầy đủ thơng tin để tìm thơng tin thơng đề tìm tích tin xác tập dựa tập thông tin kiến thức thông tin vào hướng cịn sai sót, tập: Từ chu kì phải dao động liên phương dựa vào hệ với khối pháp cần hướng dẫn lượng sử dụng GV hay tập dẫn GV ghế, lượng khối người cho việc GQVĐ HV2.3 M1 M2 Có đề M3 Đề xuất Khơng đề xuất xuất Đề M4 xuất giải xuất phương pháp phương pháp cách giải giải tập pháp GQVĐ tập đề phương pháp để giải giải tập có gợi ý tập có xác GV Tự giải tham khảo ý thích kiến bước thực PL15 TT3 HV3.1 Thực Lập M2 Đưa M3 Đưa M4 Tự đề M1 kế hoạch để kế kế Không đưa giải hoạch pháp thực GQVĐ giải hoạch pháp giải hoạch kế hoạch để giải tập giải tập giải tập kế dựa hướng vào đưa dẫn giải GV cách thích xác phù hợp có giải thích tập phù hợp HV3.2 M1 M2 Gặp khó M3 Thực M4 Tự thực Thực Không khăn giải kế thực thực giải kế hoạch hoạch tập cách tập, xác giải tập xác theo giải cách giải định lực pháp tập tác dụng tham khảo, đề xuất sai, cần phân tích gợi ý GV diễn biểu lực cịn sai HV3.3 M1 Đánh giá Khơng M2 Điều M3 Đánh M4 Tự điều chỉnh giá chỉnh điều thực sai sót chỉnh bước bước giải giải giải tập, cách hợp bước không tập, hồn phát lí để đến giải điều thành chỉnh vào giúp khăn đưa cách giải đỡ GV trình thực giải nhờ sai sót, khó kết cuối điều chỉnh PL16 pháp TT4 HV4.1 M1 M2 Đánh giá M3 Đánh M4 Tự đánh Đánh Đánh Không trình giải giá giá giá, điều đánh giá tập trình trình giải giá điều chỉnh q cịn sai giải tập tập chỉnh trình giải sót có gợi việc bước thực thực tập ý GV có gợi ý chỉnh đưa cách pháp xác HV4.2 M1 khả khả khả áp khả giải vận vận vận dụng Không M2 Đưa M3 Đưa M4 Tự đưa khả Đưa điều bước thực GV giải giải pháp, tự vận dụng dụng vào giải dụng vào giải vào giải tập tương giải tập tương vào dụng vào giải quyết bài tập tương quyết những tự có tập tương tự tự VĐ VĐ hướng dẫn tương tự tương tự GV sai sót cịn tự sai sót cịn PL17 Phụ lục 2.3 Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ NL thành Chỉ Các mức độ biểu hành vi số hành vi Mức TT1 HV1.1 M1 M2 Tìm Phân Khơng tích, mơ tả mơ tố hiểu tích phân phát tình Mức Mức Mức Phân M3 Phân tích, M4 Tự phân tả tích, hoạt hoạt động tích, mơ động lị xo mơ tả xác hoạt biểu VĐ tả lò xo hệ thống giảm động cần giải hoạt hệ xóc qua trao lị xo hệ học động thống giảm đồi với bạn thống tập/thực hệ thống xóc xóc tiễn lị xo vào hệ hướng dẫn thống dựa giảm GV giảm xóc HV1.2 M1 M2 Phát M3 Phát biểu M4 Tự phát Phát Không biểu được vấn đề biểu vấn biểu VĐ phát biểu VĐ có cần độ đề cần xác độ VĐ trợ giúp cứng lị cứng lị xo? có xo? Nếu có bốn người có bốn người có tổng tổng GV xác Nếu khối khối lượng 250kg lượng ngồi xe 250kg ngồi tần số góc xe tần lị xo số góc xe lò xo xe bao PL18 nhiêu? Nhờ bao nhiêu? trao đổi tham khảo TT2 Đề HV2.1 M1 Xác M3 Xác định M4 Tự xác M2 xuất giải Thu thập Không định được thông định xác định pháp thông thông tin tập thơng tin GQVĐ tin, xử lí tin sai tập lí làm thơng tin tập có gợi sót giải xác rõ tập thơng tin ý GV thơng tin đó: Tần số dao liên quan động; đến VĐ lượng xe, khối lượng khối người ngồi HV2.2 M1 M2 Phân M3 Phân tích M4 Tự Phân Khơng tích tìm tìm phân tích tích phân tích các thơng tin đầy đủ thơng tin để tìm thơng tin tập cịn đề tìm tập sai sót, thơng tin kiến thức thông tin dựa hay xác tập phương vào phải dựa vào tập: Khối hướng dẫn hướng dẫn lượng xe, khối GV GV lượng người pháp cần ngồi lên phân sử dụng bố cho việc lị xo GQVĐ HV2.3 M1 Đề xuất Khơng giải đề M2 Có đề M3 Đề xuất M4 Tự xuất được phương xuất phương phương xuất đề pháp giải pháp để giải PL19 pháp GQVĐ cách giải tập có khảo ý kiến xác tập gợi ý thích GV bước pháp giải tập có tham tập giải thực TT3 HV3.1 Thực Lập M1 kế Không đưa giải hoạch M2 Đưa M3 Đưa kế M4 Tự đề kế hoạch hoạch giải kế hoạch để để giải tập đưa giải tập pháp thực kế tập dựa vào giải thích phù GQVĐ giải hoạch pháp giải GV có giải thích tập phù hợp hướng dẫn hợp cách xác HV3.2 M1 M2 Gặp M3 Thực M4 Tự thực Thực Khơng khó khăn kế hoạch giải kế thực hoạch theo giải thực giải giải tập, xác tham tập tập cách cịn xác khảo, pháp cách giải định phân tích biểu đề xuất lực tác diễn lực dụng sai tập sai, cần gợi ý GV HV3.3 M1 M2 Điều M3 Đánh giá M4 Tự điều Đánh giá Không chỉnh được bước chỉnh sai sót giải tập, bước giải điều thực chỉnh giải phát sai cách hợp bước tập, giải khơng hồn sót, khó khăn lí để đến thành nhờ đưa kết cuối PL20 điều vào giúp chỉnh đỡ GV cách giải điều chỉnh trình thực giải pháp TT4 HV4.1 M1 M2 Đánh M3 Đánh giá M4 Tự đánh Đánh Đánh Khơng giá giá q q trình giá q giá, điều đánh giá trình giải giải tập trình giải điều chỉnh tập có tập chỉnh trình giải việc bước thực thực tập sai sót giải giải điều có gợi ý bước thực GV cách xác HV4.2 M2 Đưa M3 M1 Không Đưa M4 Tự đưa khả khả khả năng áp khả giải vận vận dụng vào vận dụng vào dụng dụng vào giải khả Đưa tự chỉnh pháp pháp, đưa gợi ý GV vận dụng vào giải vào giải giải giải tập tập tập tương quyết những tương tự VĐ VĐ tự có sót tương tự tương tự tập dẫn tự tương tự tương cịn sai hướng GV cịn sai sót PL21 Phụ lục 2.4 Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ 10 NL thành tố Chỉ Các mức độ biểu hành vi số hành vi Mức TT1 HV1.1 M1 Tìm Phân tích Khơng Mức M2 Mức Phân M3 Phân M4 Tự phân tích, mơ tả tích, mơ tả tích, hiểu tình phân tích, phát Mức mơ tả hoạt hoạt xác tả động động hoạt động mô biểu VĐ học hoạt cầu treo cầu cầu treo động cần cẩu treo trên cần cẩu cẩu cần giải tập/thực tiễn cầu cần treo lắc cần cẩu đơn lắc đơn chuyển lắc hố đơn sai sót lượng động dao thành lượng trính phá huỷ tường HV1.2 M2 Phát M3 Phát M4 Tự phát biểu biểu biểu phát biểu VĐ có vấn đề cầu dao động VĐ trợ giúp nhờ trao GV đổi lắc đơn, xác M1 Phát biểu Khơng VĐ tham định chu kì khảo dao động cầu cho biết chuyên hố lượng q PL22 trính phá huỷ tường? TT2 Đề HV2.1 M1 xuất giải Thu thập Không M2 Xác định M3 Xác M4 Tự xác định định pháp thông tin, xác định thông tin thơng thơng tin GQVĐ xử lí tập có gợi tin bài tập lí làm tập giải xác rõ thông tin ý GV thông tập cịn sai thơng tin tin sót đó: chu kì T liên quan đến không phụ VĐ thuộc khối lượng, vận dụng bảo tồn lượng HV2.2 M1 Phân tích Khơng M2 Phân M3 Phân M4 Tự tích tìm tích tìm phân tích thơng phân tích được đầy đủ tin đề tìm để tìm thơng tin thơng tin xác thông tin kiến tập dựa tập tập: Chu kì thức hay thơng tin vào phương tập hướng cịn sai lắc đơn, sót, khối lượng dẫn GV pháp cần phải sử dụng vào hướng lượng cho việc dẫn GQVĐ HV2.3 Đề M2 Có đề M3 xuất Khơng đề xuất lắc đơn Đề M4 xuất xuất giải pháp xuất phương pháp phương GQVĐ dao động GV M1 dựa lắc, Tự đề phương pháp để giải cách giải giải tập pháp giải tập PL23 tập có gợi ý tập có xác giải tham khảo thích GV bước ý kiến thực TT3 HV3.1 Thực Lập M1 kế Không đưa giải hoạch pháp thực GQVĐ giải pháp hoạch giải M2 Đưa M3 kế hoạch để M1 Thực Không kế dựa hướng pháp tập vào tập cách dẫn đưa giải xác có giải GV thích phù thích phù hợp hợp M2 Gặp khó M3 Thực M4 Tự thực khăn hiện giải kế hoạch thực thực giải kế theo giải kế kế hoạch để giải tập hoạch giải giải tập HV3.2 Đưa M4 Tự đề hoạch tập cách tập, xác giải xác cách giải định lực tập đề xuất tập tác dụng còn tham sai, cần khảo, gợi ý GV phân tích biểu diễn lực sai M2 Điều M3 Đánh M4 Tự điều chỉnh giá chỉnh điều thực sai sót bước bước giải HV3.3 M1 Đánh giá Không chỉnh bước giải khơng giải giải tập, hồn tập, điều thành chỉnh vào giúp sót, nhờ cách hợp lí để phát đến kết sai cuối khó PL24 khăn trình thực đưa giải pháp điều cách giải đỡ GV chỉnh TT4 HV4.1 Đánh Đánh giá, Không giá M2 Đánh giá M3 Đánh M4 Tự đánh M1 điều trình giải giá giá đánh giá tập trình trình giải điều chỉnh q cịn sai giải tập chỉnh trình giải sót có gợi tập việc bước thực thực giải tập ý GV đưa Đưa khả chỉnh bước GV HV4.2 M1 Khơng xác M2 Đưa M3 Đưa M4 Tự đưa khả được khả vận khả vận dụng vào khả giải năng áp vận dụng dụng vào giải vận dụng giải dụng vào giải tập tương vào vào giải tự tập tương tự có những VĐ tương hướng dẫn tập tương VĐ tự GV tự còn sai sót sai sót giải tập tương tự điều có gợi ý thực cách giải pháp pháp, tự tương tự PL25 Phụ lục 2.5 Hình ảnh số làm HS PL26 PL27 PL28 ... luận phát triển lực giải vấn đề để xây dựng sử dụng hệ thống tập thực tiễn trình dạy học Vật lí chương ? ?Dao động cơ? ?? Vật lí 12 phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài... vật lí dạy học vật lí trường phổ thơng theo hướng phát triển lực giải vấn đề học sinh Chương Xây dựng sử dụng hệ thống tập thực tiễn chương ? ?Dao động cơ? ?? theo hướng phát triển lực giải vấn đề học. .. dựng sử dụng hệ thống tập thực tiễn chương ? ?Dao động cơ? ?? vật lí 12 THPT nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh? ?? làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu đề tài Nghiên cứu xây dựng hệ thống tập thực tiễn