(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh

(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học một số kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI MAI HOÀNG PHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM KĨ THUẬT SỐ THEO QUAN ĐIỂM DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI MAI HOÀNG PHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM KĨ THUẬT SỐ THEO QUAN ĐIỂM DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÍ 10 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: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM XUÂN QUẾ TS NGUYỄN MẠNH HÙNG HÀ NỘI – 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng Các kết nghiên cứu luận án trung thực, khách quan chưa cơng bố cơng trình khoa học Hà Nội, ngày 20 tháng 01 năm 2021 Tác giả luận án Mai Hoàng Phương ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành Luận án, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Ban Giám hiệu, Phịng Khoa học cơng nghệ, Phịng Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, q thầy tổ lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Khoa Vật lí, Trường đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập nghiên cứu Ban Giám hiệu, lãnh đạo Khoa Vật lí, tổ lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí trường đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi vật chất, tinh thần thời gian cho tơi q trình thực nghiên cứu Ban giám hiệu, quý thầy cô em học sinh trường: Trung học thực hành Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, THPT Nguyễn Thái Bình, THPT Võ Văn Kiệt, THCS-THPT Hoa Sen, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho trình tìm hiểu thực tiễn dạy học triển khai thực nghiệm Bằng lịng tơn kính mình, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Nhà giáo Nhân dân, PGS.TS Phạm Xuân Quế, TS Nguyễn Mạnh Hùng tận tâm hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận án Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn đến đồng nghiệp, gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ, khuyến khích tơi suốt trình thực luận án Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2021 Tác giả luận án Mai Hoàng Phương iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG .ix DANH MỤC CÁC HÌNH ix DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ xi MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu quan điểm dạy học dựa nghiên cứu 1.2 Các nghiên cứu dạy học phát triển lực giải vấn đề 10 1.3 Các nghiên cứu xây dựng sử dụng thí nghiệm dạy học số kiến thức Động lực học chất điểm Các định luật bảo toàn – Vật lí 10 12 1.4 Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu 16 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 17 2.1 Dạy học dựa nghiên cứu dạy học vật lí 17 2.1.1 Khái niệm dạy học dựa nghiên cứu 17 2.1.2 Bản chất dạy học dựa nghiên cứu 17 2.1.3 Đặc điểm dạy học dựa nghiên cứu 18 2.1.4 Cơ sở tâm lí học, lí luận thực tiễn dạy học dựa nghiên cứu 19 iv 2.1.4.1 Cơ sở tâm lí học dạy học dựa nghiên cứu .19 2.1.4.2 Cơ sở lí luận dạy học dựa nghiên cứu .22 2.1.4.3 Cơ sở thực tiễn dạy học dựa nghiên cứu 24 2.1.5 Phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học dựa nghiên cứu 27 2.1.5.1 Phát triển đánh giá phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học dựa nghiên cứu 27 2.1.5.2 Đề xuất biện pháp phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học dựa nghiên cứu 34 2.2 Quy trình tổ chức hoạt động dạy học dựa nghiên cứu nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh 37 2.3 Vị trí TNKNMT-TNTTTMH tiến trình dạy học dựa nghiên cứu 42 2.3.1 Khái niệm TNKNMT TNTTTMH 43 2.3.2 Vị trí TNKNMT TNTTTMH tiến trình DH dựa nghiên cứu 45 KẾT LUẬN CHƯƠNG 45 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ HỒN THIỆN THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY TÍNH VÀ THÍ NGHIỆM TƯƠNG TÁC TRÊN MÀN HÌNH TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VÀ “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN”– VẬT LÍ 10 THEO QUAN ĐIỂM DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 47 3.1 Yêu cầu xây dựng thí nghiệm kĩ thuật số dạy học dựa nghiên cứu nhằm phát triển lực giải vấn đề mức cao học sinh 47 3.2 Khó khăn giải pháp xây dựng sử dụng thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa nghiên cứu 48 3.2.1 Khó khăn giải pháp xây dựng thí nghiệm vật lí theo quan điểm dạy học dựa nghiên cứu 48 3.2.2 Khó khăn giải pháp xây dựng thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa nghiên cứu 50 v 3.3 Quy trình xây dựng thí nghiệm kĩ thuật số dạy học dựa nghiên cứu nhằm phát triển lực giải vấn đề mức cao học sinh 51 3.4 Xây dựng hồn thiện thí nghiệm kết nối máy tính thí nghiệm tương tác hình dạy học số kiến thức “Động lực học chất điểm” “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 theo quan điểm dạy học dựa nghiên cứu 52 3.4.1 Sự cần thiết xây dựng hoàn thiện TNTTTMH Phys-ISE cảm biến lực – gia tốc kết nối máy tính khơng dây Phys-MBL 52 3.4.2 Xây dựng hoàn thiện TNTTTMH Phys-ISE hỗ trợ dạy học vật lí 56 3.4.2.1 Xây dựng hồn thiện TNTTTMH Phys-ISE .56 3.4.2.2 Các TN tiến hành với TNTTTMH Phys-ISE 61 3.4.3 Xây dựng hoàn thiện cảm biến lực-gia tốc kết nối máy tính khơng dây Phys-MBL TNKNMT 70 3.4.3.1 Xây dựng hoàn thiện cảm biến lực-gia tốc kết nối máy tính khơng dây Phys-MBL TNKNMT 70 3.4.3.2 Các TN tiến hành với cảm biến lực – gia tốc kết nối máy tính khơng dây Phys-MBL TNKNMT 77 KẾT LUẬN CHƯƠNG 82 CHƯƠNG THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VÀ “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” CĨ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM KĨ THUẬT SỐ ĐÃ HOÀN THIỆN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 83 4.1 Phân tích nội dung kiến thức “Động lực học “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 THPT 83 4.1.1 Cấu trúc logic kiến thức “Động lực học” “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 THPT 83 4.1.2 Mục tiêu phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học dựa nghiên cứu số kiến thức “Động lực học chất điểm” “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 87 4.2 Thiết kế tiến trình dạy học dựa nghiên cứu số kiến thức “Động lực học chất điểm” “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 có sử dụng thí nghiệm kĩ thuật số hoàn thiện nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh 94 vi 4.2.1 Thiết kế tiến trình dạy học dựa nghiên cứu định luật III Newton 94 4.2.1.1 Tiến trình xây dựng kiến thức định luật III Newton 94 4.2.1.2 Tổ chức hoạt động dạy học định luật III Newton 97 4.2.1.3 Rubric đánh giá lực giải vấn đề học sinh dạy học định luật III Newton 103 4.2.2 Thiết kế tiến trình dạy học dựa nghiên cứu ĐLBT động lượng 107 4.2.2.1 Tiến trình xây dựng kiến thức ĐLBT động lượng 107 4.2.2.2 Tổ chức hoạt động dạy học ĐLBT động lượng .111 4.2.2.3 Rubric đánh giá lực giải vấn đề học sinh dạy học ĐLBT động lượng .116 KẾT LUẬN CHƯƠNG 121 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 122 5.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 122 5.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 122 5.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 122 5.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 122 5.2.1 Chọn đối tượng, địa bàn thực nghiệm 122 5.2.2 Quy trình thực nghiệm 123 5.2.3 Nội dung thực nghiệm 124 5.2.4 Chọn phương pháp thu thập xử lí số liệu thực nghiệm 125 5.3 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 126 5.3.1 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm vịng 126 5.3.2 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm vòng 128 5.3.2.1 Phân tích định tính 128 5.3.2.2 Phân tích định lượng 140 KẾT LUẬN CHƯƠNG 146 KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT 147 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHỤ LỤC 154 vii PHỤ LỤC - Bảng khảo sát thực trạng 154 PHỤ LỤC - Thiết kế tiến trình DH dựa nghiên cứu định luật I Newton 169 PHỤ LỤC - Thiết kế tiến trình DH dựa nghiên cứu định luật II Newton 182 PHỤ LỤC - Thiết kế tiến trình DH dựa nghiên cứu ĐLBT Cơ 197 PHỤ LỤC - Một số hình ảnh triển khai TNSP 210 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Thứ tự Từ viết tắt Từ viết đầy đủ DHDTNC Dạy học dựa nghiên cứu DHVL Dạy học Vật lí ĐLBT Định luật bảo tồn GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh KT Kiến thức KN Kĩ NL Năng lực 10 NLGQVĐ Năng lực giải vấn đề 11 NXB Nhà xuất 12 Phys-ISE Physics Interactive on the Screen Experiment 13 Phys-MBL Physics Microcomputer Based Lab 14 PPDH Phương pháp dạy học 15 SGK Sách giáo khoa 16 THCS Trung học sở 17 THPT Trung học phổ thơng 18 TN Thí nghiệm 19 TNKNMT Thí nghiệm kết nối máy tính 20 TNKTS Thí nghiệm kĩ thuật số 21 TNSP Thực nghiệm sư phạm 22 TNTTTMH Thí nghiệm tương tác hình 23 VL Vật lí ... cứu dạy học số kiến thức động lực học chất điểm định luật bảo toàn - Vật lí 10 nhằm phát triển lực giải vấn học sinh? ?? Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy. .. chức dạy học dựa nghiên cứu dạy học vật lí chưa đề cập đến 1.3 Các nghiên cứu xây dựng sử dụng thí nghiệm dạy học số kiến thức Động lực học chất điểm Các định luật bảo toàn – Vật lí 10 Trên giới,... 05 tiến trình dạy học số kiến thức động lực học chất điểm định luật bảo toàn - Vật lí 10, có sử dụng thí nghiệm xây dựng theo quan điểm dạy học dựa nghiên cứu nhằm phát triển NLGQVĐ mức cao học