Khai thác và sử dụng bài tập có nội dung thực tế chương “tĩnh học vật rắn” vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRẦN PHƢỚC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHƢƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” - VẬT LÍ 10 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ ĐÀ NẴNG – NĂM 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRẦN PHƢỚC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHƢƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” - VẬT LÍ 10 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận PPDH Bộ môn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Hƣơng Trà ĐÀ NẴNG – NĂM 2020 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban chủ nhiệm, quý Thầy Cô giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng quý Thầy Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu q Thầy Cơ giáo tổ Vật lí trường THPT Nguyễn Khuyến, tỉnh Quảng Nam tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình nghiên cứu tiến hành thực nghiệm sư phạm Xin cảm ơn toàn thể học sinh lớp 10/3, 10/8 – Trường THPT Nguyễn Khuyến cộng tác với thực nghiệm sư phạm thành công Đặc biệt, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Cơ giáo hướng dẫn: GS.TS Đỗ Hƣơng Trà – người tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập thực luận văn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu trích dẫn luận văn trung thực Kết nghiên cứu không trùng với cơng trình cơng bố trước Tơi chịu trách nhiệm với lời cam đoan Đà Nẵng, tháng 01 năm 2020 Tác giả Nguyễn Trần Phƣớc iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài Giả thuyết khoa học đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài Đóng góp đề tài Bố cục đề tài CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ CĨ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Khái niệm lực 1.2 Năng lực giải vấn đề 1.2.1 Khái niệm lực giải vấn đề 1.2.2 Cấu trúc lực giải vấn đề 1.2.3 Phát triển lực GQVĐ trình dạy học Vật lí 10 1.2.4 Tiến trình giải vấn đề 11 1.2.5 Đánh giá lực GQVĐ học sinh 12 1.3 Bài tâp Vật lí 15 1.3.1 Khái niệm tập Vật lí 15 1.3.2 Vai trò tập Vật lí .15 1.3.3 Bài tập vật l có nội dung thực tế 16 1.4 Xây dựng hệ thống tập có nội dung thực tế 17 1.4.1 Yêu cầu việc xây dựng hệ thống tập 17 1.4.2 Quy trình xây dựng hệ thống tâp 17 1.5 Thực trạng phát triển lực giải vấn đề cho HS dạy học Vật l trường THPT 19 1.5.1 Mục tiêu điều tra 19 iv 1.5.2 Đối tượng thời gian điều tra .19 1.5.3 Nội dung điều tra 20 1.5.4 Phương phap điều tra 20 1.5.5 Kết điều tra 20 Kết luận chương 27 CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ CĨ NỘI DUNG THỰC TẾ VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƢƠNG “TĨNH HỌC VẬT RẮN” 28 2.1 Tổng quan mục tiêu dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” 28 2.1.1 Sơ đồ khái quát nội dung chương “Tĩnh học vật rắn” 28 2.1.2 Nội dung kiến thức chương “ Tĩnh học vật rắn”: 29 2.1.3 Mục tiêu dạy học 31 2.2 Bảng kiểm tra, quan sát hành vi NL GQVĐ 33 2.3 Xây dựng hệ thống tập có nội dung thực tế chương “Tĩnh học vật rắn” 34 2.4 Sử dụng tập có nội dung thực tế 38 2.4.1 Quy trình sử dụng hệ thống tập có nội dung thực tế 38 2.4.2 Sử dụng tập có nội dung thực tế dạy học 39 2.4.3 Thiết kế tiến trình dạy học số học sử dụng tập xây dựng 41 Kết luận chương 56 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 57 3.1 Mục đ ch nhiệm vụ thực nghiệm 57 3.1.1 Mục đ ch thực nghiệm sư phạm 57 3.1.2 Nhiệm vụ .57 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 57 3.3 Thời gian thực nghiệm 58 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm .58 3.5 Phương pháp đánh giá thực nghiệm sư phạm 58 3.6 Các bước tiến hành thực nghiệm 58 3.7 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 59 3.7.1 Đánh giá định tính 59 3.7.2 Đánh giá định lượng 61 3.8 Kết thực nghiệm sư phạm 65 Kết luận chương 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Số thứ tự Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BTVL Bài tập vật l BT Bài tập DH Dạy học DHVL Dạy học Vật lí DH PH&GQVĐ Dạy học phát giải vấn đề ĐHSP Đại học sư phạm GQVĐ Giải vấn đề 10 GV Giáo viên 11 HS Học sinh 12 HSHT Hồ sơ học sinh 13 NL Năng lực 14 NL GQVĐ Năng lực giải vấn đề 15 NXB Nhà xuất 16 PPDH Phương pháp dạy học 17 PHHS Phụ huynh học sinh 18 SBT Sách tập 19 SGK Sách giáo khoa 20 THPT Trung học phổ thông 21 TN Thí nghiệm 22 TNSP Thực nghiệm sư phạm 23 VĐ Vấn đề vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Các mức độ hành vi lực GQVĐ 1.2 Bảng kiểm quan sát NL GQVĐ HS 13 3.1 Kết thu NL GQVĐ học sinh “Cân vật rắn có trục quay cố định Momen lực” 61 3.2 Kết thu NL GQVĐ học sinh “Quy tắc hợp lực song song chiều” 61 3.3 Lượng hóa mức độ đạt hành vi NL GQVĐ 62 3.4 Tiêu chí đánh giá mức độ đạt NL GQVĐ HS 62 3.5 Các mức độ NL GQVĐ mà nhóm đạt qua hai học 63 3.6 Bảng thống kê kết kiểm tra 65 3.7 Bảng phân bố tần suất (Wi %) số học sinh đạt điểm X1 65 3.8 Phân bố tần suất (ωi %) số học sinh đạt điểm Xi trở xuống 66 3.9 Bảng tổng hợp tham số hai lớp ĐC TNg 67 vii DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Số hiệu Tên đồ thị đồ thị 3.1 3.2 3.3 Đồ thị phân bố điểm lớp ĐC TNg Đồ thị phân phối tần suất (Wi %) số học sinh đạt điểm X1 lớp ĐC TNg Đồ thị phân phối tần suất (ωi %) số học sinh đạt điểm Xi trở xuống lớp ĐC TNg Trang 65 66 66 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, để xây dựng, đổi đẩy mạnh nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước địi hỏi lực người Việt Nam cao tình khác Để đáp ứng nhu cầu đó, ngành Giáo dục phải tiên phong việc thay đổi mặt đặc biệt PPDH nhằm phát triển lực cho học sinh Nhiệm vụ cấp thiết đề cho môn học phải cho học sinh tham gia vào lao động thực tiễn sau học, không lúng túng khoa học thay đổi ngày nhanh Do đó, dạy học mơn học trường phổ thông, việc áp dụng PPDH tích cực nhằm phát triến lực giải vấn đề cho học sinh vô quan trọng Trong dạy học Vật lí trường phổ thơng, việc dạy học BTVL việc làm vô cần thiết Thơng qua dạy học BTVL, GV giúp HS nắm cách xác, sâu sắc tồn diện quy luật Vật lí, tượng Vật lí, biết cách phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn Từ đó, giúp em vận dụng kiến thức học để giải tốt nhiệm vụ học tập vấn đề mà thực tiễn đặt BTVL phương tiện quan trọng việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức thu nhận để giải vấn đề thực tiễn Có thể xây dựng nhiều tập có nội dung thực tế , yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải th ch tượng dự đốn tượng xảy thực tiễn điều kiện cho trước Việc giải BTVL công việc nhẹ nhàng, địi hỏi làm việc căng thẳng, tích cực tự giác HS, vận dụng kiến thức, kinh nghiệm có cách tổng hợp cần thiết để tìm lời giải nêu tập Khi giải thành công tập đem đến cho HS niềm phấn khởi, sẵn sàng đón nhận BT mức độ cao hơn.Từ đó, học sinh có hứng thú học tập , kích thích tính tự học học sinh Tuy nhiên, BTVL thật có tác dụng có yêu cầu sư phạm kèm theo Kết trình rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải BT phụ thuộc nhiều vào việc có hay khơng hệ thống BT lựa chọn xếp phù hợp với mục đ ch dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho người học Mặc dù qua nghiên cứu sách giáo khoa SBT vật lí thực trạng dạy học tập vật lí số trường THPT, chúng tơi nhận thấy: + Nhìn chung dạy học GV cịn trọng xây dựng sử dụng tập có nội dung thực tế mà thiên nhiều tập vật lí có tính hàn lâm, thiên tập lắt léo, phải tính tốn nhiều PHỤ LỤC Phiếu khảo s t dành cho học sinh PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN HỌC SINH ( Phiếu dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học Khơng sử dụng để đ nh giá HS Mong em vui lòng trả lời câu hỏi sau ) Thông tin cá nhân Họ tên: Lớp: Trường: NỘI DUNG ĐIỀU TRA Em điền dấu X vào ô trống mà em cho thích hợp để trả lời câu hỏi sau đây: Câu Trong q trình học, Giáo viên có giao cho em tình có vấn đề để giải hay khơng? Có, thường xun Có, Chưa Ý kiến khác Câu Khi Giáo viên giao cho vấn đề, em giải vấn đề nào? Xác định mục tiêu kế hoạch Xác định mục tiêu xây dựng phương án giải thực xây dựng phương án giải lựa chọn phương án giải thực kế hoạch Xác định mục tiêu xây dựng phương án giải lựa chọn phương án tốt thực kế hoạch đánh giá kết thực Không theo trình tự Ý kiến khác: Câu Khi Giáo viên giao cho nhiệm vụ hay tập, em có thề tự xác định nội dung nhiệm vụ hay tập hay khơng? Có, thường xun Có, Khơng thể Ý kiến khác: Câu Em giải tập Sau Giáo viên gợi ý hướng dẫn ví dụ mẫu Tham khảo sách để tìm cách giải Tự suy nghĩ để tìm cách giải Ý kiến khác: Câu Khi gặp nhiệm vụ hay tập khó, em thường làm gì? Mài mị, tìm kiếm phương án giải Trao đổi, thảo luận với bạn bè để tìm phương án giải Bỏ qua làm nhiệm vụ, tập dễ Không làm hết kể nhiệm vụ tập dễ Câu Trong trình giải tập, em thường gặp khó khăn gì? Khơng hiểu kiện cho tập Không biết dùng kiến thức để giải tập Không biết cách giải tập Ý kiến khác: Câu Để vượt qua khó khăn đó, em thường làm (mà em thành công) Rút cách giải sau phân tích kiện đề cách kỹ lưỡng Tham khảo tập tương tự tài liệu khác Trao đổi thắc mắc với bạn bè giáo viên để tìm cách giải Ý kiến khác: Cảm ơn em đóng góp ý kiến! PHỤ LỤC BÀI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Câu 1: (1 điểm): Chọn phát biểu sai nói ngẫu lực? A Ngẫu lực có tác dụng làm cho vật quay B Ngẫu lực hợp lực hai lực song song, ngược chiều độ lớn C Momen ngẫu lực đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay ngẫu lực D Không thể tìm hợp lực ngẫu lực Câu 2: (1 điểm): Trường hợp sau lực có tác dụng làm cho vật rắn quay quanh trục? A Lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay cắt trục quay B Lực có giá song song với trục quay C Lực có giá cắt trục quay D Lực có giá nằm mặt phẳng vng góc với trục quay khơng cắt trục quay Câu 3: (2 điểm): Tại lật đật ta đẩy sau nhiều lần lắc lư trở trạng thái ban đầu? Câu 4: (2 điểm): Cầu bập bênh trò chơi ưa thích trẻ nhỏ Theo em cầu bập bênh hoạt động dựa tượng vật lý cân bằng? Câu 5: (2 điểm) Một người gánh nước, thùng nặng 20kg mắc vào đầu A địn gánh xơ nặng 10kg mắc vào dầu B Đòn gánh dài 1,2m Để đòn gánh cân vai người đặt cách A đoạn bao nhiêu? Câu 6: (2 điểm) Khi gập khuỷu tay lại duỗi thẳng tay theo phương ngang, trường hợp nâng vật nặng dễ dàng hơn? Tại sao? ... tập có nội dung thực tế chương “Tĩnh học vật rắn” 34 2.4 Sử dụng tập có nội dung thực tế 38 2.4.1 Quy trình sử dụng hệ thống tập có nội dung thực tế 38 2.4.2 Sử dụng tập có nội dung. .. dựng sử dụng hệ thống tập có nội dung thực tế chương “Tĩnh học vật rắn” cần thiết.Vậy nên, định chọn đề tài: ? ?Khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế chương “Tĩnh học vật rắn” vật l 10 theo hướng. .. hướng phát triển lực giải vấn đề học sinh. ” làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Khai thác sử dụng tập có nội dung thực tế chương “Tĩnh học vật rắn” vật l 10 theo hướng phát triển lực giải vấn