Tổ chức dạy học chương “động lực học chất điểm” vật lý 10 thpt theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  TRẦN THỊ BÍCH NGỌC TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG LỜIĐẠI CAMHỌC ĐOANSƯ PHẠM  -Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng BÍCH NGỌC chưa cơng bốTRẦN bất kỳTHỊ cơng trình Họ tên tác giả TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT Trần Thị Bích Ngọc THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Chuyên ngành: Lý luận PPDH Bộ môn Vật lý Mã số : 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ CÔNG TRIÊM Đà Nẵng - Năm 2018 I LỜI CẢM ƠN Để hồn thành cơng trình nghiên cứu này, nhận giúp đỡ nhiều người đơn vị quan Trước tiên, tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban chủ nhiệm, q thầy giáo khoa Vật lí trường Đại học sư phạm Đà Nẵng quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy giúp đỡ tác giả suốt trình học tập Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy Trần Ánh – tổ trưởng tổ Vật Lý, quý thầy cô giáo trường THPT Trần Quý Cáp – Tp Hội An em học sinh lớp 10/1, 10/2, 10/3, 10/4 nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình nghiên cứu thực đề tài Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Cơng Triêm người tận tình hướng dẫn cho tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ động viên tác giả hoàn thành luận văn Đà Nẵng, tháng 01 năm 2018 Tác giả Trần Thị Bích Ngọc II MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN V TÓM TẮT ĐỀ TÀI BẰNG HAI NGÔN NGỮ TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH VI DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ IX MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục tiêu đề tài Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đề tài 8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 8.2 Phương pháp điều tra 8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 8.4 Phương pháp thống kê toán học Đóng góp luận văn 10 Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.1 Năng lực lực giải vấn đề 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Đặc điểm lực 1.1.3 Các lực đặc thù phát triển cho học sinh dạy học Vật lý 1.1.4 Năng lực giải vấn đề 11 1.2 Biện pháp phát triển lực giải vấn đề 13 1.2.1 Định hướng chung cho việc xây dựng biện pháp phát triển lực giải vấn đề 13 1.2.2 Các biện pháp phát triển lực giải vấn đề cho học sinh dạy học Vật lý 14 1.2.3 Quy trình dạy học theo định hướng phát triển lực giải vấn đề 17 1.3 Đánh giá lực giải vấn đề 20 1.3.1 Thang đánh giá 20 III 1.3.2 Mức phát triển lực giải vấn đề 22 1.3.3 Công cụ đánh giá lực giải vấn đề 24 1.4 Kết luận chương 25 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG KỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 27 2.1 Đặc điểm, mục tiêu, nội dung chương “ Động lực học chất điểm” 27 2.1.1 Đặc điểm chung chương “Động lực học chất điểm” 27 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chương “Động lực học chất điểm” 27 2.1.3 Nội dung chương “Động lực học chất điểm” 28 2.1.4 Mục tiêu chương “Động lực học chất điểm” 34 2.2 Thiết kế hoạt động dạy học theo định hướng phát triển lực giải vấn đề chương “ Động lực học chất điểm” Vật lý 10 35 2.2.1 Chuẩn bị điều kiện cho việc triển khai thiết kế tiến trình dạy học theo định hướng phát triển lực giải vấn đề 35 2.2.2 Vận dụng quy trình tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng phát triển lực giải vấn đề dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 38 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học chương “ Động lực học chất điểm” 40 2.3.1 Tiến trình dạy học “Định luật I Niu-tơn” 40 2.3.2 Tiến trình dạy học “Lực đàn hồi” 47 2.3.3 Tiến trình dạy học “Thực hành: Xác định hệ số ma sát” 59 2.4 Kết luận chương 67 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm 69 3.1.1 Mục đích 69 3.1.2 Nhiệm vụ 69 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm 69 3.2.1 Đối tượng 69 3.2.2 Nội dung 69 3.3 Phương pháp thực nghiệm 69 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 69 3.3.2 Phương pháp tiến hành 70 3.4 Kết đánh giá thực nghiệm sư phạm 71 3.4.1 Đánh giá định tính 71 3.4.2 Đánh giá định lượng 72 IV 3.4.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 79 3.5 Kết luận chương 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 Kết luận 81 Một số đề xuất, kiến nghị rút từ kết nghiên cứu 81 Hướng phát triển đề tài 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 86 PHỤ LỤC PL1 PHỤ LỤC PL2 PHỤ LỤC PL3 PHỤ LỤC PL4 V DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BTTH Bài tập thực hành DHGQVĐ Dạy học giải vấn đề DH Dạy học ĐC Đối Chứng GV Giáo viên HS Học sinh NLGQVĐ Năng lực giải vấn đề NLTP Năng lực thành phần SGK Sách giáo khoa TH Trường hợp THPT Trung Học Phổ Thông TNg Thực Nghiệm VI TĨM TẮT ĐỀ TÀI BẰNG HAI NGƠN NGỮ TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ngành: Lí luận PPDH Bộ mơn Vật Lý Họ tên học viên: Trần Thị Bích Ngọc Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Lê Công Triêm Cơ sở đào tạo: Đại học Sư phạm Đà Nẵng Tóm tắt: * Những kết luận văn Góp phần làm sáng tỏ sở lí luận việc tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng phát triển NLGQVĐ vào dạy học phần Nhiệt học, Vật lý 10 - Xác định cấu trúc NLGQVĐ - Xác định số biện pháp tổ chức dạy học theo định hướng phát triển NLGQVĐ HS dạy học Vật lý trường THPT Phân tích nội dung cấu trúc chương “Động lực học chất điểm”, Vật lý 10 để xác định hoạt động dạy học phát triển NLGQVĐ Đề xuất quy trình thiết kế tổ chức hoạt động dạy học định hướng phát triển NLGQVĐ cho HS dạy học phần Nhiệt học, Vật lý 10 gồm giai đoạn Giai đoạn 1: Thiết kế HĐDH theo định hướng phát triển NLGQVĐ gồm bước, giai đoạn 2: Tổ chức HĐDH theo định hướng phát triển NLGQVĐ gồm bước *Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Kết TNSP khẳng định giả thuyết khoa học luận văn nêu đắn Việc tổ chức DH theo định hướng phát triển lực GQVĐ cho HS giúp HS phát triển lực GQVĐ mà cịn phát huy tính tích cực, tự lực HS, làm tăng niềm đam mê, u thích mơn Vật lý HS nhờ mà chất lượng dạy học môn vật lý nâng cao *Hướng nghiên cứu đề tài - Tiếp tục nghiên cứu sở lý luận việc tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng phát triển NLGQVĐ - Mở rộng phạm vi nghiên cứu cho chương, phần khác chương trình Vật lý phổ thơng Từ khóa: (năng lực giải vấn đề; động lực học chất điểm; phát triển lực; tổ chức dạy học; vật lý 10) Xác nhận giáo viên hướng dẫn Người thực đề tài PGS.TS LÊ CƠNG TRIÊM TRẦN THỊ BÍCH NGỌC VII ORGANIZATION OF TEACHING CHAPTER "DYNAMICAL POINTS" PHYSIC 10 HIGH SCHOOL TOWARDS DEVELOPMENT ABILITY OF PROBLEM SOLVING Major: Theory and method of teac hing the subject of physics Full name of Master student: Tran Thi Bich Ngoc Supervisors: AP.DR Le Cong Triem Training institution: Da Nang University of Education Abstract: *The majorresults of the thesis Contribute to the clarification of the rationale for organizing problem-solving instruction-oriented teaching in the Teaching of Thermodynamics 10 - Identify the structure of the problem solving capacity - Identify a number of measures to organize teaching in the direction of developing problem solving ability of students in teaching physics in high school Analyze the content and structure of the chapter "Dynamical points", Physics 10 to identify teaching activities to develop problem solving ability Proposing the process of designing and organizing instructional activities to develop problem solving ability for students in the course of Thermodynamics, Physics 10 consists of phases Stage 1: Designing a 6-step problem-solving capacityoriented instructional design, Phase 2: Organizing a 4step problem-solving capacity development curriculum *State the new contributions of the thesis, The results of the pedagogical experiment have confirmed that the scientific hypothesis of the thesis is correct The organization of problem-oriented learning development for students not only helps students develop their capacity to solve problems, but also promotes students' self-reliance and selfreliance Passionate, interested in Physics of students so that the quality of teaching physics is enhanced *The applicability in practice and subsequent research of the thesis - Continuing to study the rationale for organizing teaching activities in the direction of capacity development for problem solving - Extend the scope of research for other chapters in the General Physics program Keywords: (problem solving ability, point dynamics, capacity development, teaching organization, physics 10) Supervior’s confirmation Student PGS.TS LÊ CÔNG TRIÊM TRẦN THỊ BÍCH NGỌC VIII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Số hiệu Tên bảng Bảng 1.1 Năng lực chun biệt mơn Vật lí Bảng 1.2 Bản lực đặc thù phát triển cho HS dạy học Vật lý Bảng 1.3 Cấu trúc thành tố lực GQVĐ Polya, PISA, Úc, ATC21S Bảng 1.4 Ví dụ đánh giá lực nhận thức theo thang Bloom Trang 12 13 23 Bảng 1.5 Thang phân loại SOLO kết học tập 24 Bảng 1.6 Các mức độ phát triển lức độ p 25 Bảng 1.7 Công cụ đánh giá phát triển lực giải vấn đề HS 28 Bảng 3.1 Bảng số liệu học sinh chọn làm mẫu thực nghiệm đối chứng 70 Bảng 3.2 Kết đánh giá NLGQVĐ HS hai nhóm lớp 72 10 Bảng 3.3 Điểm trung bình số hành vi cụ thể hai nhóm lớp 73 11 Bảng 3.4 Bảng phân bố mức điểm trung bình HS thuộc hai nhóm lớp 75 12 Bảng 3.5 Thống kê điểm sô (Xi) kiểm tra tiết nhóm TNg nhóm ĐC 76 13 Bảng 3.6 Phân bố tần suất tích luỹ hai nhóm lớp 77 14 Bảng 3.7 Bảng phân loại điểm kiểm tra tiết HS theo học lực 77 15 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp tham số thống kê 79 PL1 PHỤ LỤC PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA Câu 1: Một vật chuyển động với vận tốc không đổi 2m/s Nếu lực tác dụng lên vật sẽ: A chuyển động chậm dần dừng lại B tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 2m/s C đổi hướng chuyển động D dừng lại Câu 2: Dùng tay ép sách mặt bàn nằm ngang theo phương thẳng đứng Quyển sách đứng yên chịu tác dụng của: A lực B lực C lực D lực Câu 3: Khối lượng vật khơng có tính chất sau đây? A có tính chất cộng B đại lượng vec tơ C có giá trị dương D không thay đổi vật Câu 4: Tổng hợp lực phép: A phân tích lực cho thành nhiều lực thành phần B thay hay nhiều lực khác lực C thay nhiều lực tác dụng đồng thời lên vật lực có tác dụng giống hệt lực D thay nhiều lực tác dụng lên vật lực Câu 5: Xe A chuyển động với vận tốc 1m/s đến va chạm vào xe B đứng yên Sau va chạm xe A dội ngược trở lại với vận tốc 0,1m/s xe B chạy tới với vận tốc 0,55m/s Tỉ số khối lượng xe A so với xe B A B 0,5 C 0,25 D Câu 6: Điều kiện cân chất điểm là: A hợp lực lực tác dụng lên chất điểm không đổi B hợp lực lực tác dụng lên chất điểm C hợp lực lực tác dụng lên chất điểm không D hợp lực lực tác dụng lên chất điểm cân với trọng lực Câu 7: Một chất điểm chịu tác dụng lực đứng cân Biết F1 = 10N,   F2=30N, góc  F , F   90 Độ lớn F3 là:  A 50 N  B 20N C 40N D 10 10 N PL1 Câu 8: Trong kéo co lực tương tác hai đội theo định luật III Newtơn Vậy lực định đến thắng thua hai đội A Lực ma sát với mặt đất đội B Lực kéo đội C Trọng lực đội D Phản lực mặt đất Câu 9: Vật m = 2,5kg thả rơi từ độ cao 100m khơng vận tốc đầu, sau 10s chạm đất Lấy g = 10m/s2 coi lực cản khơng khí khơng đổi suốt q trình vật chuyển động Độ lớn lực cản có giá trị: A 10N B 20N C 5N D 40N Câu 10: Một chất điểm chịu tác dụng đồng thời lực Hợp lực hai lực đạt giá trị nhỏ góc hai lực có giá trị: A 1200 B 900 C 1800 D 00 Câu 11: Biểu thức định luật Niuton là:   A a  m  F B m  a  F   C F  m  a Câu 12: Đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật là: A vận tốc B khối lượng C trọng lượng Câu 13: Chọn câu sai: A Một vật thay đổi vận tốc có lực tác dụng lên vật B Lực làm cho vật bị biến dạng C Tác dụng hai vật tác dụng tương hỗ D m  F  a D gia tốc D Vật chuyển động khơng có lực tác dụng lên vật Câu 14: Vật m = 200g rơi tự từ độ cao h = 200m so với mặt đất nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s2 Hợp lực tác dụng lên vật q trình vật rơi có độ lớn A 19,6N B 1960N C 196N D 1,96N Câu 15: Vec tơ lực khơng có đặc điểm sau đây? A Có hướng hướng với gia tốc mà lực gây cho vật B Cùng chiều với chiều chuyển động vật C Có độ dài biểu thị cho độ lớn lực D Có gốc điểm đặt lực Câu 16: Ví dụ sau khơng phải biểu qn tính? A máy bay có khối lượng lớn đường băng phải dài B rũ quần áo mạnh cho bụi C vận động viên nhảy xa phải chạy lấy đà D khơng khí vật nặng thường rơi nhanh vật nhẹ PL1 Câu 17: Biểu thức định luật Niuton là:         A F 21   F 12 B F 21   F 31 C F 21  m a D F 21  F 12 Câu 18: Một vật m đặt nằm yên mặt phẳng nghiêng, trọng lực tác dụng lên vật có tác dụng: A phần ép vật vào mặt phẳng nghiêng, phần có xu hướng làm cho vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng B phần ép vật vào mặt phẳng nghiêng, phần có tác dụng làm cho vật đứng yên C phần nâng vật lên trên, phần có xu hướng kéo vật xuống D phần có tác dụng nâng vật lên, phần có tác dụng ép vật vào mặt phẳng nghiêng Câu 19: Đặc điểm sau đặc điểm lực phản lực? A lực phản lực loại B lực phản lực cân C lực phản lực không xuất đồng thời D lực phản lực điểm đặt Câu 20: Hai lực cân khơng có đặc điểm sau đây? A phương B điểm đặt C hướng D độ lớn ĐÁP ÁN 10 B A B C B C D A B C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D B D D B D A A A C PL2 PHỤ LỤC Phiếu đánh giá hoạt động nhóm (do GV đánh giá hoạt động nhóm) Nhóm: …………ngày…….tháng……năm…… STT Tiêu chí đánh giá Điểm tối đa Tổ chức làm việc nhóm: phân cơng tổ trưởng, thư kí; phân cơng cơng việc; kế hoạch làm việc… Các TV tham gia tích cực vào hoạt động nhóm Phát làm rõ vấn đề nghiên cứu Thu thập làm rõ thông tin liên quan đến vấn đề Đề xuất giải pháp GQVĐ Lựa chọn giải pháp phù hợp Thực trình bày giải pháp GQVĐ Đánh giá giải pháp thực Vận dụng cách thức tiến trình GQVĐ để vận dụng bối cảnh Tổng 1 10 Điểm đạt Ghi PL3 PHỤ LỤC Phiếu đánh giá hoạt động thành viên nhóm ( Mỗi nhóm nhận phiếu theo mẫu) Họ tên người đánh giá……………… nhóm:……………ngày…….tháng…… Tiêu chí Tên thành viên nhóm Thu thập làm rõ Thực Đánh Lựa chọn Phát Đề xuất giá giải giải giải trình bày pháp thông tin pháp phù làm rõ pháp giải pháp thực liên quan hợp vấn đề GQVĐ GQVĐ đến vấn ận dụng bối cảnh đề + Mỗi HS tự đánh giá thành viên nhóm tham gia công việc PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ... học theo định hướng phát triển lực giải vấn đề dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 38 2.3 Xây dựng tiến trình dạy học chương “ Động lực học chất điểm” 40 2.3.1 Tiến trình dạy học. .. NLGQVĐ chương 27 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG KỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Đặc điểm, mục tiêu, nội dung chương “ Động lực học. .. Đề xuất quy trình tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo hướng phát triển NLGQVĐ cho học sinh Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất vận dụng quy trình tổ chức dạy học chương