Tổ chức dạy học chương động học chất điểm vật lí 10 chương trình giáo dục thường xuyên với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ̃ NGUYÊN THI ̣KIM DUNG TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "ĐỘNG HỌC ̉ CHẤT ĐIÊM" - VÂṬ LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH GDTX ̃ VỚI SỰ HÔTRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ̃ NGUYÊN THI ̣KIM DUNG TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "ĐỢNG HỌC ̉ CHẤT ĐIÊM" - VÂṬ LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH GDTX ̃ VỚI SỰ HƠTRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY Chuyên ngành: Lí luận phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Việt THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn hoàn toàn trung thực, chưa công bố cơng trình tác giả khác Tác giả Nguyễn Thị Kim Dung Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTNi http://www.lrc.tnu.edu.vn 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 lý trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu quý Thầy, Cô giáo tổ Tự nhiên Trung tâm HN&GDTX ng Bí tỉnh Quảng Ninh cộng tác, tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập, nghiên cứu TNSP Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Việt, người tận tình hướng dẫn suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp cao học Vật lý K21 giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến trình học tập thực luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Kim Dung Số hóa Trung tâm Học liệu – iiĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ .vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .3 Đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .5 Phương pháp nghiên cứu .5 Đóng góp luận văn Bố cục luận văn .6 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG BẢN ĐỒ TƯ DUY TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Bản đồ tư .7 1.1.2 Phương pháp thực nghiệm 14 1.1.3 Tính tích cực 22 Số hóa Trung tâm Học liệu –iiiĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.2 Cơ sở thực tiễn việc vận dụng đồtư tổ chức dạy học chương “Đơngg̣ hocg̣ chất điểm” - Vâṭ Lí 10 chương trình GDTX theo phương pháp thực nghiệm .26 1.2.1 Nghiên cứu đặc điểm học sinh khối GDTX .26 1.2.2 Điều tra thực trạng việc vận dụng đồ tư tổ chức dạy học Vật lí chương trình GDTX theo phương pháp thực nghiệm địa bàn nghiên cứu 26 Kết luận chương 30 Chương VẬN DỤNG BĐTD TRONG XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỢNG HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH GDTX THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 31 2.1 Nghiên cứu nội dung chương trình sách giáo khoa xây dựng sơ đồ cấu trúc logic chương “Đôngg̣ hocg̣ chất điểm” - Vâṭ lý 10 chương trình GDTX .31 2.1.1 Vị trí chương “Động học chất điểm” sách giáo khoa Vật lí 10 chương trình GDTX 31 2.1.2 Nghiên cứu chuẩn kiến thức kỹ chương “Động hocg̣ chất điểm” - Vâṭlý10 chương trình GDTX 32 2.1.3 Xây dựng sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “Đôngg̣ hocg̣ chất điểm” - Vâṭlý10 chương trình GDTX 34 2.2 Vận dụng BĐTD xây dựng tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm, nhằm phát huy tính tích cực cho học sinh Trung tâm HN&GDTX .35 2.3 Vận dụng BĐTD xây dựng tiến trình dạy học số kiến thức chương “Động học chất điểm”- Vật lí 10 chương trình GDTX theo PPTN, nhằm phát huy TTC cho học sinh Trung tâm HN&GDTX .40 Kết luận chương 55 Số hóa Trung tâm Học liệu – ivĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 56 3.1.1 Mục đích thực nghiệm 56 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm .56 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 56 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 56 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 56 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 57 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 57 3.3.2 Lập kế hoạch thực nghiệm sư phạm 57 3.3.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch 58 3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm (TNSP) 58 3.4.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá 58 3.4.2 Phân tích diễn biến dạy TNSP theo tiến trình đề xuất 60 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 64 3.5.1 Đánh giá định tính kết TNSP 64 3.5.2 Đánh giá định lượng kết TNSP 66 Kết luận chương 72 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 ́ ̀ ́ ́ DANH MUC ̣ CAC CÔNG TRINH CO LIÊN QUAN ĐÊN LUÂṆ VĂN .75 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTNv http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 Số hóa Trung tâm Học liệu – ivĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng khảo sát thực trạng học tập HS với mơn Vật lí .29 Bảng 1.2 Bảng khảo sát khả nhận thức, mức độ tích cực học sinh 29 Bảng 3.1 Bảng số liệu HS chọn làm mẫu TNSP 57 Bảng 3.2 Lịch giảng dạy tiết thực nghiệm sư phạm lớp chọn 57 Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm số Xi (Yi) kiểm tra (phân bố tần số) 66 Bảng 3.4 Xếp loại điểm kiểm tra 66 Bảng 3.5 Bảng phân bố tần suất 69 Bảng 3.6 Bảng lũy tích hội tụ 69 Bảng 3.7 Bảng tổng hợp tham số thống kê 70 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTNv http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cách đọc đồ tư Hình 1.2: Cách vẽ đồ tư 11 Hình 1.3: Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G.Razumovski .15 Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Động học chất điểm” 34 Hình 2.2: Sơ đồ vận dụng BĐTD xây dựng tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm, nhằm phát huy tính tích cực cho học sinh Trung tâm HN&GDTX 35 Hình 2.3: TN ống Newton 46 Hình 2.4: TN Ga-li-le tháp nghiêng Pi-da 46 Hình 2.5: Vận động viên nhảy cầu .47 Hình 2.6: Chuyển động rơi tự 47 Hình 2.7: Chuyển động rơi tự 47 Hình 2.8: Bộ TN kiểm tra .51 Hình 2.9: Phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm 52 Hình 3.1: HS thảo luận nhóm .61 Hình 3.2: BDTD hệ thống giả thuyết nhóm 61 Hình 3.3: BDTD hệ thống giả thuyết nhóm 61 Hình 3.4: BĐTD hệ thống phương án TNKT nhóm 62 Hình 3.5: BĐTDvề hệ thống phương án TNKT nhóm 62 Hình 3.6: HS thực TNKT giả thuyết 63 Hình 3.7: HS thực TNKT giả thuyết 63 Hình 3.8: Phiếu học tập số nhóm .63 Hình 3.9: HS chưa tự tin phát biểu lúc đầu 65 Hình 3.10: HS tích cực tự tin phát biểu lúc sau 65 Hình 3.11: Đồ thị xếp loại kiểm tra 67 Hình 3.12: Đồ thị phân bố tần suất 69 Hình 3.13: Đồ thị lũy tích hội tụ 69 Số hóa Trung tâm Học liệu – viĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn * Giai đoạn 2: Xây dựng giả thuyết Hoạt động của giáo viên - Chia HS thành nhóm, yêu cầu thao luâṇ vềcâu hoi giai đoạn c̉ - Yêu cầu nhóm trình bay giả thuyết, vận duṇg thuyết cac nhom đề xuất ́ Sơ đồ 1: BĐTD hệ thống giả thuyết nhóm Giai đoạn 3: Suy hệ logic từ giả thuyết có thể kiểm tra thực nghiệm (Ở ta kiểm tra trực tiếp giả thuyết không cần suy hệ quả) * Giai đoạn 4: Xây dựng thực phương án thí nghiệm kiểm tra Hoạt động của giáo viên * - Chọn giả thuyết (giả thuyết 1), yêu cầu nhóm xây dựng phương án TNKT giả thuyết - u cầu nhóm trình bày phương án TNKT, vận dụng BĐTD ghi lại phương án TNKT nhóm đề xuất Phương án TNKT với TN khảo sát chuyển động viên bi máng ngang Đo thời gian Đo quañg đường đươcg̣ quãng đường s: t viên bi: s Tinh́ tốc đô tg̣ rung binh̀ vtb = s t Sơ đồ 2: BĐTD phương án TNKT nhóm Hoạt động của giáo viên -Yêu cầu nhóm thực TNKT theo phương án chọn - GV: Kiểm tra q trình thao tác TN nhóm có động viên, khích lệ - u cầu nhóm ghi kết TNKT vào phiếu học tập số * Giai đoạn 5: Hợp thức hóa ứng dụng kiến thức Hoạt động của giáo viên - Kết luận: Từ TNKT khẳng định chuyển động viên bi máng ngang chuyển động thẳng - Yêu cầu nhóm vận dụng BĐTD hệ thống lại đặc điểm chuyển động thẳng (dạng quỹ đao,g̣ tốc đô,g̣ đương đi, phương trinh chuyển đông)g̣ ̀ ̀ Sơ đồ 3: BĐTD hệ thống đặc điểm chuyển động thẳng Hoạt động của giáo viên -Yêu cầu học sinh làm tập phiếu học tập số - Từ kết nêu nhận xét đặc điểm đồ thị tọa độ - thời gian chuyển động thẳng -GV: Nhận xét phần trình bày HS tổng kết rút kết luận đặc điểm đồ thị tọa độ - thời gian chuyển động thẳng Củng cố, hướng dẫn vềnhà Hoạt động của GV - Cung cố: Vâṇ dungg̣ BĐTD hương c̉ dâñ HS hệ thống kiến thưc bai hocg̣ - HS hoạt động ca nhân làm bai tập phiếu hocg̣ tập - Yêu cầu cá nhân HS trinh bay lơi giai, HS khac nhâṇ xét, bổxung c̉ ́ - Hương dâñ vềnha: ́ + Hocg̣ bai cu ̀ ̃ + Lam bai tâpg̣ 9,10 SGK trang 15 ̀ và2.11 đến 2.15 (Tr 10-SBT) ̀ Tốc độ trung bình vtb=s/t Cho biết mức độ nhanh, chậm trình CĐ chuyển động x = x0 + s = x0+ vt Sơ đồ 4: BĐTD hệ thống kiến thức toàn Phụ lục PHIẾU TÌM HIỂU THỰC TRẠNG CỦA VIỆC VẬN DỤNG BĐTD TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PPTN (Phiếu dành cho giáo viên ) (Phiếu dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học Không sử dụng để đánh giá GV) Họ Tên: Địa công tác: Xin đồng chí vui lịng cho biết ý kiến vấn đề sau: Số năm giảng dạy Vật lí Trung tâm HN&GDTX :……….năm Số lần bồi dưỡng phương pháp giảng dạy Vật lí:……… lần Đồng chí có đầu sách phục vụ chun mơn (đánh dấu vng đồng chí lựa chọn): - Sách giáo khoa  - Sách tập  - Sách giáo viên  - Sách tham khảo Vật lí nâng cao:……………… - Sách tham khảo phương pháp Vật lí:………  vào Trong giảng dạy Vật lí đồng chí thường sử dụng phương pháp nào: a) Diễn giảng, minh họa  Thường xuyên b) Thuyết trình hỏi đáp  Thường xuyên c) Tổ chức tình học tập  Thường xuyên d) Sử dụng đồ tư  Thường xuyên e) Phương pháp thực nghiệm  Thường xuyên Việc sử dụng thí nghiệm giảng của đồng chí:   Đôi  Thường xuyên Không sử dụng Cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy mơn Vật lí Trung tâm đồng chí:  Tốt  Khá  Trung bình  Yếu Theo đồng chí dạy học theo phương pháp thực nghiệm có cần thiết khơng?  Rất cần thiết  Cần thiết  Không cần thiết  Khơng cần thiết 8.Đồng chí có vận dụng BĐTD dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm không?   Đôi  Thường xuyên Khơng sử dụng Theo đồng chí, yếu tố sau ảnh hưởng đến chất lượng học môn Vật lí của học sinh: 10  Bản thân học sinh   Phương pháp dạy học giáo viên Hoàn cảnh gia đình   Cơ sở vật chất nhà trường  Thiếu sách giáo khoa  Thiếu tài liệu tham khảo  Các yếu tố Quy định nhà trường khác Theo đồng chí, học sinh lớp đồng chí dạy: - Số học sinh u thích mơn Vật lí:……………………… % - Số học sinh khơng hứng thú với mơn Vật lí:……………% - Chất lượng học Vật lí học sinh: Giỏi:…………… % Khá:………… % Trung bình:………% Yếu, kém:…….% Xin chân thành cảm ơn ý kiến trao đổi đồng chí! Ngày…….tháng…… năm 2015 Phụ lục PHIẾU TÌM HIỂU THỰC TRẠNG CỦA VIỆC VẬN DỤNG BĐTD TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PPTN (Phiếu dành cho học sinh ) Họ tên:…………………………………………………………………… Lớp:…………… Trung tâm HN&GDTX:………………………………… Em vui lòng trả lời câu hỏi sau (đánh dấu chọn): vào ô vuông em lựa Em có hứng thú với mơn Vật lí khơng?   Có Trong học Vật lí, a)  Bình thường  Khơng Em có hiểu lớp khơng?  Có  Khơng thường xun  Khơng b) Em có tích cực phát biểu xây dựng không? Thường xuyên  Đôi  Khơng c) Khi chưa hiểu bài, em có đề nghị giáo viên giảng lại phần chưa hiểu khơng?  Có  Đơi  Khơng Em có tài liệu phục vụ cho học mơn Vật lí?  Sách giáo khoa  Sách tập  Sách tham khảo Em thường học Vật lí theo cách nào?  Theo ghi  Theo sách giáo khoa, ghi+ tài liệu tham khảo  Theo sơ đồ Em thường học mơn Vật lí nào?  Thường xuyên  Trước kiểm tra thi học  Trước có Vật lí  Khơng học Trong Vật lí, giáo viên có thường xuyên dạy học theo PPTN không?   Đôi  Thường xuyên Không Theo em học theo PPTN em có thấy khả tiếp thu của thân có tốt khơng?   Đơi  Có Khơng Vận dụng BĐTD dạy học theo phương pháp thực nghiệm có kích thích, gây hứng thú học tập cho em học bình thường khơng?   Lưỡng lự  Có Khơng Việc vận dụng BĐTD dạy học theo phương pháp thực nghiệm có cần thường xun khơng?  Có  Lưỡng lự  Khơng Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH SAU KHI HỌC CHƯƠNG “ ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” BÀI KIỂM TRA 45 phút Thời gian: 45 phút Họ tên HS: …………… Trường:…………………….Lớp:…………… A Trắc nghiệm khách quan (3 điểm) Câu 1: Nếu nói " Mặt Trời quay quanh Trái Đất " câu nói vật chọn làm vật mốc: A Cả Mặt Trời Trái Đất B Trái Đất C Mặt Trăng D Mặt Trời Câu 2: Vật chuyển động sau xem chất điểm ? A.Viên đạn súng trường bay đến đích B.Ơ tơ vào bãi đỗ xe C.Vận động viên nhảy cao vượt qua xà ngang D.Diễn viên xiếc nhào lộn Câu 3: Một hành khách ngồi toa tàu N, nhìn qua cửa sổ thấy toa tàu H bên cạnh gạch lát sân ga chuyển động với vận tốc khác nhau Hỏi toa tàu chạy? A.Tàu H đứng yên, tàu N chạy B.Tàu H chạy, tàu N đứng yên C.Cả hai tàu chạy D.Cả A,B,C sai Câu 4: Chuyển động thẳng chuyển động có A gia tốc không B vận tốc thay đổi theo thời gian C quãng đường hàm bậc hai theo thời gian D phương trình chuyển động hàm bậc theo thời gian Câu 5: Trong chuyển động thẳng , quãng đường không thay đổi thì: A.Thời gian vận tốc hai đại lượng tỉ lệ thuận với B.Thời gian vận tốc hai đại lượng tỉ lệ nghịch với C.Thời gian vận tốc số D.Thời gian không thay đổi vận tốc biến đổi Câu 6: Chu kỳ chuyển động tròn là; A Thời gian vật chuyển động B Số vòng vật giây C Thời gian vật vòng D Thời gian vật di chuyển Câu7: Chỉ câu SAI: Chuyển động tròn có đặc điểm sau: A Quỹ đạo đường trịn B Tốc độ góc khơng đổi C Véc tơ vận tốc không đổi D Véc tơ gia tốc hướng vào tâm Câu8: Chuyển động chuyển động thẳng biến đổi đều? A Một viên bi lăn máng nghiêng B Một vật rơi từ cao xuống đất C Một đá bị ném theo phương ngang D Một đá ném lên cao theo phương thẳng đứng Câu 9: Chọn đáp án ĐÚNG Một vật rơi khơng khí nhanh, chậm khác nhau, nguyên nhân sau định điều đó? A.Do vật nặng nhẹ khác B.Do vật to nhỏ khác C.Do lực cản khơng khí lên vật D.Do vật làm chất khác Câu 10: Từ độ cao 5m thả rơi viên sỏi xuống đất Lấy g= 10m/s2 Vận tốc viên sỏi thời điểm trước chạm đất là: A 100 m/s B 10m/s C 12m/s D 5m/s B Tự luận (7 điểm) Bài Lúc sáng xe ô tô xuất phát từ tỉnh A đến tỉnh B với tốc độ 60 km/h Nửa sau ô tô khác xuất phát từ tỉnh B đến tỉnh A với tốc độ 40 km/h Coi đường hai tỉnh A B đường thẳng, cách 180 km ô tơ chuyển động thẳng a) Lập phương trình chuyển động xe ơtơ b) Xác định vị trí thời điểm mà hai xe gặp Bài Cho dụng cụ sau: 01 đồng hồ bấm giây, 01 thước đo chiều dài, 01 viên bi, giá treo, bật lửa, 01 sợi dây không giãn khối lượng không đáng kể Hãy nêu phương án thí nghiệm xác định gia tốc rơi tự do? ĐÁP ÁN- BIỂU ĐIỂM ĐỀ KIỂM TRA MỘT TIÊT A Trắc nghiệm: ( điểm) - Mỗi câu trả lời 0,3 điểm Câu Đáp án B B Tự luận ( điểm ) Bài (4 điểm) - Chọn + Gốc O + Chiều + Gốc th a/ Lập ph - Xe đ - Xe đ b/ Xác đị - Vậy (3 điểm) - B1: Tre - B2: Đo - B3: Giữ dây đồng chạm đất - B4: Tín MỢT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM Hoạt động nhóm HS tích cực xây dựng HS Làm TNKT ... dụng đồ tư hỗ trợ cho q trình ơn tập tổng kết chương Cho đến chưa có nghiên cứu vấn đề tổ chức dạy học chương “ Động học chất điểm ” - Vât? ?lí 10 chương trình GDTX với sư hg̣ ỗtrơ g? ?của đ? ?tư Với lý... điểm” - Vâṭl? ?10 chương trình GDTX 2.1.1 Vị trí chương ? ?Động học chất điểm” sách giáo khoa Vật lí 10 chương trình GDTX Chương ? ?Động học chất điểm? ?? chương I sách giáo khoa Vật lí 10 đóng vai trị... nhận thức cho học sinh qua dạy chương ? ?Động lực học chất điểm? ?? vật lí lớp 10 với hỗ trợ số phần mềm dạy học đồ tư duy” Bùi Ngọc Anh Toàn Luận văn thạc sỹ khoa học giáo dục Đại học sư phạm Thái