Tổ chức hoạt động nhận thức tích cưc, tự lực cho học sinh trong dạy học một số kiến thức cơ học, điện học vật lý lớp 10, 11 nâng cao với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

Luận văn

1 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu giáo dục nước ta giai đoạn xác định rõ Nghị Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt nam lần thứ (khố 8) Trong có mục tiêu quan trọng giáo dục cho hệ trẻ phẩm chất lực sau: “Có ý thức cộng đồng phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học công nghệ đại Có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi, có tác phong cơng nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật cao” Mục tiêu kim nam đạo việc biên soạn chương trình, kế hoạch dạy học giáo dục; đạo việc lựa chọn nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức dạy học giáo dục Nhà trường phổ thơng có nhiều điều kiện thuận lợi, có khả to lớn có nhiệm vụ cụ thể việc thực mục tiêu Điều thể rõ Luật Giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt nam, ban hành năm 1998 Trong chương I, điều quy định chung, điều ghi: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo người học; bồi dưỡng lực tự học, lịng say mê học tập ý chí vươn lên” Điều 24 nội dung phương pháp giáo dục phổ thông khẳng định lại: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo 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 động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú cho HS” Để đạt mục tiêu đó, địi hỏi nhà trường phải đổi mạnh mẽ nội dung phương pháp đào tạo, Nghị Hội nghị TW lần thứ II Đảng nhấn mạnh: "Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục- đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành 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, ” [68] Phương tiện dạy học thành tố cấu trúc trình dạy học, có quan hệ mật thiết với thành tố khác đặc biệt phương pháp hình thức tổ chức dạy học Vì phương tiện dạy học hữu hiệu có tác dụng kích thích tính tích cực, độc lập sáng tạo người học Ngày nay, ứng dụng Công nghệ thông tin(CNTT) giáo dục đào tạo trở thành phổ biến toàn giới Hội nghị Bộ trưởng Giáo dục nước thành viên Châu Á-Thái Bình Dương (APEC) vạch rõ: giáo dục giữ vai trò quan trọng việc định hình xã hội học tập, ứng dụng CNTT truyền thông giáo dục nhằm mở tiềm rộng lớn việc chuẩn bị tuơng lai cho HS, cung cấp hội học tiếp cho người lớn tuổi, đổi cách dạy cách học, tạo điều kiện cho việc hợp tác nghiên cứu khoa học đào tạo từ xa UNESCO thức đưa vấn đề thành chương trình trước ngưỡng cửa kỷ XXI Nhiều quốc gia giới thành công việc ứng dụng CNTT truyền thông vào công tác giáo dục đào tạo hình thức khác Trong Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 Chính phủ nhận định: Sự đổi phát triển giáo dục diễn quy mơ tồn cầu tạo hội tốt để giáo dục Việt nam nhanh chóng tiếp cận với xu mới, tri thức mới, sở lý luận, phương thức tổ chức, nội dung giảng dạy đại tận dụng kinh nghiệm quốc tế để đổi phát triển Chỉ thị số 58-CT/TW Bộ trị (Khố VIII) khẳng định: ứng dụng phát triển CNTT nhiệm vụ ưu tiên chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, phương tiện chủ lực để tắt đón đầu, rút ngắn khoảng cách phát triển so với nước trước[68] Mọi lĩnh vực hoạt động kinh tế, văn hố, xã hội, an ninh quốc phịng phải ứng dụng CNTT để phát triển CNTT phần tất yếu sống Chỉ thị số 29/2001/CTBGD&ĐT tăng cường dạy học, đào tạo ứng dụng CNTT ngành Giáo dục nêu rõ: CNTT đa phương tiện tạo thay đổi lớn hệ thống quản lý giáo dục, chuyển tải nội dung chương trình đến người học, thúc đẩy cách mạng phương pháp dạy học Một điểm yếu HS, SV Việt nam khả làm việc độc lập, lực tự học, tự nghiên cứu Những điểm yếu tồn nhiều lý do: Văn hoá học tập thụ động theo kiểu tái tồn từ lâu, PPDH mới, phương tiện dạy học trang bị chưa đáp ứng đủ nhu cầu hoạt động dạy học, phương pháp học chưa phù hợp… Để hội nhập với phát triển chung khu vực giới, nhà trường xã hội thông tin, HS phải học phương pháp, phải tiếp cận với phương tiện dạy học đại bên cạnh việc học nội dung tri thức khoa học Thực tế dạy học cịn địi hỏi phải có thay đổi có tính chiến lược PPDH phổ thơng đáp ứng nhiệm vụ mà đại hội Đảng lần thứ VIII ra: "Xác định rõ mục tiêu, thiết kế nội dung, chương trình, đổi phương pháp giáo dục-đào tạo, lựa chọn nội dung có tính bản, đại… bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình đào tạo"[68] Vì vậy, việc đổi nội dung phương pháp dạy học theo hướng tích cực hố hoạt động học sinh dạy học, có dạy học vật lý với hỗ trợ công nghệ thông tin nhằm thực tốt mục tiêu dạy học bước mang tính đại, thực tiễn phù hợp với mơn học mang tính thực nghiệm Theo hướng nghiên cứu có sở chung tâm lý giáo dục học Tuy nhiên việc nghiên cứu sở lý luận ứng dụng cho mơn học, kiến thức cụ thể cịn chưa thống chưa đầy đủ, sử dụng CNTT dạy học nào, dạng nào, nội dung nên hay khơng nên ứng dụng CNTT… Chính chúng tơi lựa chọn nghiên cứu đề tài: Tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS dạy học số kiến thức Cơ học, Điện học Vật lý lớp 10, 11 (NC) với hỗ trợ công nghệ thông tin Mục đích nghiên cứu Nâng cao chất lượng dạy học vật lý trường THPT thông qua việc nghiên cứu tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS với hỗ trợ CNTT Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Q trình dạy học mơn vật lý trường THPT; - Sự hỗ trợ CNTT việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS dạy học vật lý; Phạm vi nghiên cứu: - Nội dung PPDH phần Cơ học, Điện học Vật lý 10, 11-THPT (nâng cao); - CNTT hỗ trợ dạy học vật lý - Dạy học số kiến thức học, điện học Vật lý lớp 10,11 (nâng cao) với hỗ trợ CNTT cụ thể Camera quan sát chuyển động phần mềm dạy học VideoCom, Crocodile Physics,… Giả thuyết khoa học Nếu ứng dụng CNTT làm phương tiện hỗ trợ dạy học phần Cơ học, Điện học Vật lý lớp 10, 11 (NC) cách hợp lý đưa học sinh tham gia tích cực, tự lực vào tiến trình xây dựng kiến thức nhờ góp phần nâng cao chất lượng dạy học Cơ học, Điện học, Vật lý 10, 11 (NC) nói riêng, Vật lý THPT nói chung Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu vận dụng sở lý luận dạy học đại việc thiết kế tiến trình dạy học vật lý theo hướng tổ chức định hướng hoạt động học tích cực, tự lực HS; + Ứng dụng CNTT theo định hướng hoạt động học tích cực, tự lực HS q trình chiếm lĩnh kiến thức; + Phân tích nội dung kiến thức phần học, Điện học vật lý lớp 10, 11 THPT (nâng cao); + Nghiên cứu sử dụng số TN phần học lớp 10 với hỗ trợ camera quan sát chuyển động với phần mềm VideoCom hỗ trợ dạy học kiến thức cụ thể; + Nghiên cứu sử dụng số phần mềm dạy học (Crocodile Physics, Flash,…) để thiết kế, sưu tầm số TN mô TN ảo hỗ trợ việc dạy học kiến thức cụ thể phần điện học (Vật lý 11) đảm bảo việc thực tiến trình dạy học đạt hiệu quả; +Soạn thảo số tiến trình dạy học kiến thức cụ thể phần Cơ học, Điện học vật lý lớp 10, 11 THPT (nâng cao) với hỗ trợ CNTT theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực cho HS; + Thực nghiệm sư phạm, đánh giá hiệu tiến trình dạy học nói trên; Phương pháp nghiên cứu - PP nghiên cứu lý luận + Nghiên cứu văn kiện Đảng Nhà nước Bộ Giáo dục đào tạo việc nâng cao chất lượng giáo dục vấn đề ứng dụng CNTT dạy học trường phổ thông; + Nghiên cứu tài liệu giáo dục học, tâm lý học phương pháp dạy học vật lý cho việc xây dựng tiến trình dạy học ứng dụng CNTT hỗ trợ hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS; + Nghiên cứu kinh nghiệm kết nước tiên tiến giới việc ứng dụng CNTT giáo dục đào tạo - PP điều tra thực tế: + Điều tra thông qua đàm thoại với giáo viên, nhà quản lý vấn đề ứng dụng CNTT hỗ trợ dạy học nhà trường phổ thông; + Sử dụng phiếu điều tra để thăm dò thái độ HS việc ứng dụng CNTT dạy học hiệu học có hỗ trợ CNTT - PP thực nghiệm sư phạm Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng để đánh giá hiệu việc ứng dụng CNTT hỗ trợ hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS - PP thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê mơ tả thống kê kiểm định để trình bày kết thực nghiệm sư phạm kiểm định giả thiết thống kê khác biệt kết học tập hai nhóm đối chứng thực nghiệm Cấu trúc nội dung luận án Luận án gồm phần mở đầu, phần nội dung với ba chương, phần kết luận phụ lục Chương 1: Cơ sở lý luận việc ứng dụng CNTT hỗ trợ tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS dạy học vật lý Chương gồm 44 trang, hình vẽ Chương 2: Tổ chức dạy học số kiến thức học, điện học (Vật lý lớp 10, 11 NC) theo hướng tăng cường tính tích cực, tự lực hoạt động nhận thức HS với hỗ trợ CNTT Chương gồm 76 trang, 20 bảng biểu 59 hình vẽ Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chương gồm 26 trang, 12 bảng biểu hình vẽ Luận án có sử dụng 90 tài liệu tham khảo Website mạng Internet Đóng góp luận án  Về lý luận: - Luận án hệ thống hoá phát triển lý luận ứng dụng CNTT dạy học Cụ thể làm sáng tỏ việc ứng dụng CNTT hỗ trợ hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS - Phân tích đề xuất số quan điểm ứng dụng CNTT dạy học vật lý - Đề xuất quy trình chung cho việc ứng dụng CNTT dạy học vật lý  Về thực tiễn: - Nghiên cứu sử dụng camera quan sát chuyển động với phần mềm VideoCom dạy học vật lý: đề xuất quy trình sử dụng camera quan sát chuyển động, khai thác, lắp ráp TN với camera quan sát chuyển động hỗ trợ dạy học học lớp 10 - Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lý: đề xuất quy trình sử dụng phần mềm, thiết kế TN ảo với phần mềm Crocodile Physics hỗ trợ dạy học phần điện học vật lý 11 (NC) - Soạn thảo tiến trình dạy học cho học vật lý 10 11 theo quy trình ứng dụng CNTT đề xuất theo định hướng tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS - Luận án góp phần đổi phương pháp dạy học vật lý, minh chứng cho tính khả thi việc ứng dụng CNTT phát huy tính tích cực, tự lực, tăng cường khả tự học HS nhằm nâng cao chất lượng hiệu trình dạy học vật lý THPT TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HS VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT Vấn đề đổi phương pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực HS đặt mà có từ lâu Nhưng tới ngày trở nên cấp thiết Đã có nhiều nghiên cứu lý luận, thực tiễn nước nhằm giải vấn đề Từ kỷ XX nhiều nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm đề xuất phương pháp “Dạy học nêu vấn đề”, I.F.Kharlamoop[23], T.V.Cudriapxep[28], V.Ơkơn[29], I.Lêcne[26], N.M.Zvereva[63], Nguyễn Ngọc Quang[36],… Trong nghiên cứu có thống yếu tố quan trọng việc xây dựng tốn có vấn đề, coi trung tâm kiểu dạy học này; đồng thời họ quan tâm đến việc tổ chức cho học sinh hoạt động tự lực tìm kiếm kiến thức Tuy nhiên, hầu hết tài liệu tập trung phân tích kỹ yếu tố thứ nhất, đề xuất chung với mức độ khác dạy học nêu vấn đề, thiếu sâu vào trình tổ chức, hướng dẫn cho HS tự lực giải vấn đề, vấn đề cụ thể Một hướng thứ hai thảo luận rộng rãi phương pháp giáo dục tích cực, lấy người học làm trung tâm tác giả Nguyễn Kỳ[25], Thái Duy Tuyên[63], Trần Bá Hoành[20]… Tư tưởng việc dạy học thầy giáo tổ chức, giúp đỡ cho HS tự lực, sáng tạo cộng tác với để giải vấn đề nhằm phát triển tư Nhưng tất có tính ngun tắc, chưa đề cập đến cách tổ chức cho HS tự lực, sáng tạo giải vấn đề cụ thể vật lý Tại hội nghị tập huấn phương pháp dạy học vật lý phổ thông Vụ Trung học phổ thông tổ chức vào tháng 10 – 2000 có báo cáo đổi phương pháp dạy học vật lý trường THPT Trong báo cáo [47] tác giả Nguyễn Đức Thâm trình bày chiến lược “Dạy học hoạt động, thông qua hoạt động HS” mà sở khoa học lý thuyết phát triển Jean Piaget Lép Vưgơsky Theo chiến lược này, q trình đào tạo biến thành trình tự đào tạo Trong báo cáo tác giả Vũ Quang có nêu định hướng việc đổi phương pháp dạy học Đó là: tích cực hóa hoạt động nhận thức HS – phát huy tính chủ động HS học tập mà điều kiện tiên để có điều phải tạo hứng thú học tập cho HS, kích thích óc tị mị khoa học, ham hiểu biết, tránh áp đặt, gò ép hướng tới việc rèn luyện óc độc lập suy nghĩ tư sáng tạo cho HS mà cách trao nhiệm vụ học tập ngày nặng dần lên cho HS, chuyển dần từ phương pháp thơng báo- tiếp nhận sang phương pháp tìm tịi phần, nghiên cứu giải vấn đề Trong giảng cho lớp cao học trường ĐHSP Hà nội tài liệu cho khoá bồi dưỡng giáo viên [56] tác giả Phạm Hữu Tịng có đề xuất phương hướng dạy học nhằm phát triển tiềm sáng tạo, bồi dưỡng tư khoa học, phát triển hành động tự chủ tìm tịi giải vấn đề học sinh Trong năm gần số luận án tiến sỹ, thạc sỹ chuyên ngành lý luận phương pháp dạy học môn vật lý tác Đỗ Hương Trà (1996)“Nghiên cứu tổ chức tình huống, định hướng hành động xây dựng kiến thức dạy học khái niệm lực lớp phổ thông”, Trần Văn Nguyệt (1997)“Tổ chức tình học tập hướng dẫn HS tích cực, tự lực giải vấn đề trình dạy học chương “Áp suất chất lỏng chất khí” lớp trường THCS”, Đinh Thái Quỳnh (2001) “Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ HS phần “các máy đơn giản” lớp theo dự án phát triển giáo dục THCS, Ngô Diệu Nga (1999) “Nghiên cứu xây dựng tình dạy học theo hướng phát triển lực tự chủ chiếm lĩnh tri thức tư khoa học kỹ thuật HS dạy học phần “Quang học” lớp THCS”, Nguyễn Mạnh Hùng (2004) “Tổ chức định hướng hoạt động học tự chủ, sáng tạo dạy học phần “Các định luật bảo toàn”, Vật lý lớp 10 THPT”,… nghiên cứu việc phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo HS việc dạy học số kiến thức vật lý cụ thể trường phổ thông theo quan điểm tác giả Phạm Hữu Tòng Tuy nhiên, nghiên cứu mình, tác giả chưa đề cập đến việc ứng dụng CNTT dạy học vật lý Bên cạnh đó, số cơng trình nghiên cứu ứng dụng CNTT dạy học vật lý trường THPT như: Một số sách, giảng tác giả Nguyễn Quang Lạc Mai Văn Trinh(2002): “Máy vi tính làm phương tiện dạy học” dùng đào tạo cao học[74], Lê Công Triêm (2005) “Sử dụng máy vi tính dạy học” [59], Phạm Xuân Quế “Giáo trình sử dụng máy tính dạy học vật lý”(2007) [37], “Giáo trình tin học dạy học vật lý”(2006)[39],… tác giả đề cập đến việc sử dụng máy vi tính dạy học Ngồi Phạm Xn Quế có “Giáo trình ứng dụng cơng nghệ thông tin tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực sáng tạo” (2007)[38], giáo trình tác giả quan tâm đến phương tiện dạy học số vấn đề dạy học mạng nói chung, dạy học vật lý mạng nói riêng Một số luận án tác giả Phan Gia Anh Vũ (1999)“Nghiên cứu xây dựng sử dụng phần mềm dạy học cho chương trình động học động lực học lớp 10 PTTH”[69]; luận án Mai Văn Trinh (2001) với đề tài “Nâng cao hiệu dạy học vật lý trường THPT nhờ việc sử dụng máy vi tính phương tiện dạy học đại”[58], Luận án Vương Đình Thắng (2004) “Nghiên cứu sử dụng máy vi tính với Multimedia thơng qua việc xây dựng khai thác Website dạy học môn Vật lý lớp trường THCS”[49] … lại chưa quan tâm mức đến vấn đề hỗ trợ CNTT tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS dạy học Luận án Nguyễn Xuân Thành (2003) với đề tài: “Xây dựng phần mềm phân tích Video tổ chức hoạt động nhận thức HS dạy học số trình học biến đổi nhanh theo quan điểm lý luận dạy học đại”[45], luận án tác giả sâu vào việc xây dựng phần mềm phân tích video sử dụng vào việc tổ chức hoạt động nhận thức HS dạy học số trình biến đổi nhanh THPT.Gần có luận án Trần Huy Hoàng (2006) “Nghiên cứu sử dụng TN với hỗ trợ máy vi tính dạy học số kiến thức học nhiệt học trung học phổ thông”[22], tác giả tập trung nghiên cứu sử dụng Bộ cảm biến với phần mềm Datastudio hỗ trợ TN vật lý Ngồi ra, có số luận văn thạc sỹ đề cập đến việc ứng dụng CNTT hỗ trợ thiết kế Website, tài liệu đinẹ tử,… Nguyễn Kim Chung, Nguyễn Thành Chung, …(ĐHSP Hà nội); Nguyễn Đình Chính, Hồ Hùng Linh,… (ĐHSP – ĐH Huế), Hồ Ngọc Đào, …(ĐH Vinh) Như nay, chưa có nghiên cứu đề cập cách cụ thể đến việc hỗ trợ CNTT đặc biệt VideoCom, phần mềm dạy học tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực phần học lớp 10 điện học lớp 11 Chính nghiên cứu đề tài theo hướng ứng dụng CNTT để tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS dạy học vật lý trường phổ thông 10 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC TÍCH CỰC, TỰ LỰC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ NHỜ SỰ HỖ TRỢ CỦA CNTT 1.1 Tính tích cực, tự lực nhận thức HS Phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS trình chiếm lĩnh kiến thức kiểu dạy học quan tâm thập kỉ toàn cầu Cho tới nay, kiểu dạy học trung tâm ý lý luận thực tiễn dạy học 1.1.1 Tính tích cực nhận thức học sinh 1.1.1.1.Quan niệm tính tích cực Tính tích cực khái niệm rộng, xem xét mặt triết học, tâm lý học, giáo dục học Hiện nay, có nhiều tác giả đưa quan niệm khác tính tích cực Trong số nghiên cứu [3], [23]: Tính tích cực xem xét tính chất đặc điểm quan trọng cá nhân, điều kiện cần thiết dấu hiệu bề định phát sinh phát triển tính tự lập Tính tích cực phẩm chất ý chí: việc xuất nỗ lực, căng thẳng trí lực V.Ơkơn [29] quan niệm tính tích cực lịng mong muốn khơng chủ định gây nên biểu bên bên hoạt động Như nói rằng: Tính tích cực biểu nỗ lực cá nhân (bằng thái độ, tình cảm, ý chí…) trình tác động đến đối tượng nhằm thu kết cao hoạt động nhận thức cải tạo thực tiễn 1.1.1.2 Quan niệm tính tích cực nhận thức Một số tác giả xem tính tích cực nhận thức HS thái độ biểu họ đối tượng phương tiện học tập Họ chia thái độ tích cực bên thái độ tích cực bên ngồi HS tư tích cực GV tác động đến tư tưởng em, buộc em phải nhớ lại, so sánh, gợi lên trí tưởng tượng hình ảnh quen thuộc, tái óc khái quát biết[1] Một số tác giả khác có A.K.Cơvalep nhìn nhận tính tích cực nhận thức góc độ mức độ tham gia vào hoạt động nhận thức Có hai mức độ sau: ... tài: Tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS dạy học số kiến thức Cơ học, Điện học Vật lý lớp 10, 11 (NC) với hỗ trợ công nghệ thông tin Mục đích nghiên cứu Nâng cao chất lượng dạy học. .. chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực cho HS dạy học vật lý trường phổ thông 10 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC TÍCH CỰC, TỰ LỰC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ... - Sự hỗ trợ CNTT việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực HS dạy học vật lý; Phạm vi nghiên cứu: - Nội dung PPDH phần Cơ học, Điện học Vật lý 10, 11- THPT (nâng cao) ; - CNTT hỗ trợ dạy