Xây dựng được hệ thống bài tập vận dụng, biện pháp và quy trình sử dụng hệ thống bài tập theo định hướng bồi dưỡng năng lực tính toán của học sinh trong dạy học phần “Nhiệt học” Vật lí 10 THPT đây chính là mục tiêu nghiên cứu của luận văn.
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN THỊ KIM THI BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TÍNH TỐN THƠNG QUA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Thừa Thiên Huế, năm 2019 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN THỊ KIM THI BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TÍNH TỐN THƠNG QUA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 8140111 Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS QUÁCH NGUYỄN BẢO NGUYÊN Thừa Thiên Huế, năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu số liệu đề cập luận văn hoàn toàn trung thực, tài liệu tham khảo sử dụng đề tài nghiên cứu chưa cơng bố cơng trình khác Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn PHAN THỊ KIM THI Demo Version - Select.Pdf SDK LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phịng Đào tạo Sau đại học, Khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập vừa qua Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn: TS Quách Nguyễn Bảo Ngun, người tận tình giúp đỡ tơi suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu quý thầy giáo, cô giáo tổ Vật lí trường THPT Chu Văn An, tỉnh Gia Lai nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian thực nghiệm sư phạm Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới bạn bè, đồng nghiệp gia đình giúp đỡ, động viên tơi hồn thành luận văn Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2019 Tác giả Demo Version - Select.Pdf SDK PHAN THỊ KIM THI MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu đề tài 3 Mục tiêu nghiên cứu Giả thuyết khoa học 5 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TÍNH TOÁN CỦA HỌC SINH 1.1 Năng lực - Select.Pdf SDK 1.2 Năng Demo lực tính Version tốn 10 1.3 Bài tập vật lí 16 1.4 Vai trò tập vật lí việc bồi dưỡng lực tính tốn học sinh 18 1.5 Bồi dưỡng lực tính tốn học sinh thơng qua việc sử dụng hệ thống tập vật lí dạy học 20 1.6 Kết luận chương 34 CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TÍNH TỐN CỦA HỌC SINH 35 2.1 Đặc điểm, cấu trúc phần “Nhiệt học” Vật lí 10 trung học phổ thơng 35 2.2 Hệ thống tập phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 theo định hướng bồi dưỡng lực tính tốn học sinh 40 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học với hỗ trợ tập vật lí dạy học phần “Nhiệt học”, vật lí 10 theo định hướng bồi dưỡng lực tính toán học sinh 50 2.4 Kết luận chương 66 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 67 3.1 Mục đích nhiệm vụ việc thực nghiệm sư phạm 67 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 67 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 68 3.4 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 69 3.5 Kết luận chương 81 KẾT LUẬN 83 Kết đề tài 83 Một số đề xuất, kiến nghị rút từ kết nghiên cứu 84 Hướng phát triển đề tài 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Demo Version - Select.Pdf SDK PHỤ LỤC PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết đầy đủ Chữ viết tắt Bài tập BT Bài tập vật lí BTVL Giáo viên GV Hệ thống tập HTBT Học sinh HS Kỹ KN Năng lực NL Nhiệt động lực học NĐLH Phương trình trạng thái khí lí tưởng PTTTKLT 10 Sách tập SBT 11 Sách giáo khoa SGK Thực nghiệm TN 13 Thực nghiệm sư phạm TNSP 14 Trung học phổ thông THPT 12 Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng phân tích NL thành tố cốt lõi NL tính tốn 12 Bảng 1.2: Tiêu chí đánh giá NL tính tốn HS THPT .14 Bảng 3.1: Bảng số liệu HS chọn làm mẫu TNSP 68 Bảng 3.2: Thang đánh giá NL tính tốn 71 Bảng 3.3: Kết đánh giá NL thành tố NL tính tốn .73 Bảng 3.4: Bảng phân bố mức điểm trung bình HS trước TN sau TN 75 Bảng 3.5: Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra 77 Bảng 3.6: Bảng phân phối tần suất 77 Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất lũy tích 77 Bảng 3.8: Bảng phân loại điểm kiểm tra tiết HS theo học lực 79 Bảng 3.9: Bảng tổng hợp tham số thống kê 80 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Hình 1: Đồ thị điểm trung bình tiêu chí NL tính tốn HS trước TN sau Demo Version - Select.Pdf SDK TN 74 Hình 2: Biểu đồ điểm trung bình NL tính tốn HS trước TN sau TN 74 Hình 3: Biểu đồ biểu diễm mức phân bố điểm số đánh giá NL tính tốn HS 75 Hình 4: Biểu đồ phân bố điểm HS trước TN sau TN 78 Hình 5: Đồ thị phân phối tần suất 78 Hình 6: Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 79 Hình 7: Biểu đồ phân bố điểm kiểm tra tiết HS theo học lực 79 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, xu tồn cầu hóa, hội nhập quốc tế đem đến phát triển nhanh chóng, khơn lường giới Mặc khác, nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nước địi hỏi nguồn nhân lực khơng đủ số lượng mà cịn phải có chất lượng, nguồn nhân lực đóng vai trị to lớn phát triển đơn vị, doanh nghiệp nói riêng đất nước nói chung Để nâng cao chất lượng nguồn nhân lực đáp ứng u cầu nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, cần có quan tâm, đầu tư nhiều mặt như: chăm sóc sức khỏe, nâng cao chất lượng sống cho người, phát triển giáo dục đào tạo Trong đó, giáo dục đào tạo đóng vai trị trực tiếp, định việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, hình thành nên người lao động phát triển đầy đủ NL, trí tuệ, có vốn kiến thức khoa học đại Trong kỉ 21, tốc độ phát triển xã hội nhanh chóng với Demo Version - Select.Pdf SDK biến đổi liên tục, bùng nổ công nghệ thông tin, khối lượng tri thức tăng nhanh chóng, đặc biệt lĩnh vực truyền thông, công nghệ vật liệu, điện tử tự động hóa, phương pháp tiếp cận nội dung dần trở nên lạc hậu Vì vậy, nhiều nước giới tiến hành đổi chương trình giáo dục Cụ thể, nước có giáo dục tiên tiến Hoa Kì, Canada, Phần Lan, Pháp theo xu hướng giảng dạy đánh giá theo NL Giảng dạy theo NL hướng tiếp cận tập trung vào đầu q trình dạy học, nêu rõ mức NL mà người học cần đạt vào cuối giai đoạn học tập nhà trường môn học Việt Nam coi giáo dục Quốc sách hàng đầu, giáo dục quan tâm ưu tiên đầu tư Trong Nghị Hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo nêu: “Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, KN người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, KN, phát triển NL ” [4] Như vậy, vai trò giáo dục đại không dừng lại việc truyền thụ cho HS tri thức, kinh nghiệm có nhân loại mà cịn có nhiệm vụ bồi dưỡng cho HS NL cần thiết nhằm tích cực chuẩn bị cho HS bước vào thực tế sống lao động sản xuất Trong Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể Bộ Giáo dục đưa vào tháng năm 2017 [3] nêu rõ phẩm chất 10 NL mà HS cần đạt có NL tính tốn Tốn học cơng cụ quan trọng để biểu diễn định luật vật lí, nhiều nhà vật lí tiếng tin tưởng tốn học biểu diễn xác quy luật tự nhiên thực tế chứng tỏ điều Như vậy, nói NL tính tốn NL bản, quan trọng mà HS phổ thông cần phải đạt Ở trường phổ thông, nhiệm vụ học tập thường phải giải BT nhận thức, Vật lí mơn học có HTBT phong phú đa dạng, BT có vai trị quan trọng dạy học vật lí Nó khơng giúp HS củng cố, đào sâu mở rộng Demo Version - Select.Pdf SDK kiến thức, mà đặc biệt cịn góp phần hình thành phát triển HS thao tác tư giúp HS phát triển NL nhận thức Do đó, GV sử dụng hệ thống BTVL để góp phần bồi dưỡng NL tính tốn HS Mặc khác, HS tiếp xúc với nhiều kênh thông tin đa dạng phong phú tài liệu giải BTVL, để học tốt Vật lí, giải sẵn có mạng Internet, nên em dễ ỷ lại, thiếu độc lập suy nghĩ Thực trạng cho thấy nhiều HS trường phổ thông học thuộc lí thuyết vật lí trước BT lại khó khăn giải quyết, em khơng biết phải đâu, cách để giải BT đó, khơng biết áp dụng cơng thức vào giải tốn cụ thể, Vì vậy, GV cần phải có biện pháp bồi dưỡng NL tính tốn HS nhằm khắc phục thực trạng Nhiệt học phần thuộc chương trình Vật lí 10 THPT, có nhiệm vụ nghiên cứu tượng liên quan đến chuyển động tương tác phân tử Đây nội dung có nhiều ứng dụng thực tiễn đời sống, nhiều yếu tố giúp GV khai thác để bồi dưỡng NL tính tốn HS cách hiệu thông qua việc đưa nhiều dạng BT, nhiều cách khai thác khác Tuy nhiên, số lượng BTVL SGK, SBT, sách tham khảo, nhiều Chính việc lựa chọn sử dụng BTVL HS cần phải thực cho phù hợp, điều địi hỏi GV phải có chuẩn bị tốt để đạt hiệu mong muốn Hiện chưa có nhiều nghiên cứu viết việc sử dụng BTVL để bồi dưỡng NL tính tốn HS Chính vậy, tơi lựa chọn đề tài: “Bồi dưỡng lực tính tốn thơng qua việc sử dụng hệ thống tập phần “Nhiệt học” Vật lí 10 trung học phổ thông” để làm đề tài nghiên cứu Lịch sử nghiên cứu đề tài Trong trình dạy học mơn Vật lí, BTVL phần thiếu môn này, việc nghiên cứu sử dụng BTVL, số tác giả tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau, số cách tiếp cận tiêu biểu: Đề tài “Phát triển tư sáng tạo thông qua sử dụng BT sáng tạo dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 THPT” [18], tác giả Nguyễn Văn Demo Version - Select.Pdf SDK Tú làm rõ khái niệm BT sáng tạo, đặc điểm phương pháp giải BT sáng tạo, vị trí vai trị BT sáng tạo dạy học vật lí, tiến hành xây dựng tuyển chọn HTBT sáng tạo chương động lực học chất điểm sử dụng dạy học theo hướng phát triển tư sáng tạo HS Tuy nhiên, tác giả liệt kê mà đánh giá, kết luận sở lí luận này, nhiều BT chưa thể rõ đặc trưng loại BT Các đề tài: “Khai thác, xây dựng sử dụng BT định tính theo hướng trực quan dạy học phần Nhiệt học, Vật lí 10 nâng cao THPT” [25] , tác giả Trần Thị Thanh Huyền xây dựng HTBT định tính sử dụng BT định tính giai đoạn tiến trình dạy học; tác giả Nguyễn Thành Quê đề cập đến cách xây dựng sử dụng BTVL đề tài: “Xây dựng sử dụng BTVL trình tổ chức hoạt động dạy, học kiến thức chương “Các định luật bảo tồn”, Vật lí 10 nâng cao” [15]; đề tài: “Xây dựng sử dụng HTBT chương “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 nhằm phát huy tính tích cực, tự lực HS” tác giả Nguyễn Thanh Loan [14], tác giả trọng đến việc xây dựng hệ thống BTVL theo chủ đề kiến thức khác định hướng sử dụng chúng dạy học vật lí nhiều khía cạnh với nhiều mức độ khác nhau, nhiên mục tiêu nghiên cứu mình, tác giả nêu chưa đặt vấn đề sử dụng BTVL nhằm phát triển NL HS Hiện nay, chương trình đào tạo theo hướng phát triển NL người học áp dụng phổ biến lĩnh vực giáo dục nhiều quốc gia Ở Việt Nam, chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể Ban đạo đổi chương trình SGK giáo dục phổ thơng thông qua ngày 27 tháng năm 2017 việc đổi chương trình giáo dục Việt Nam theo định hướng phát triển NL người học Để đáp ứng trước tình hình có nhiều tác giả sâu nghiên cứu lí luận dạy học đặc biệt trọng đến vấn đề phát triển NL HS thông qua BTVL Cụ thể, số luận văn thạc sĩ sau: Đề tài: “Xây dựng sử dụng BTVL theo hướng bồi dưỡng NL giải vấn Demo - Select.Pdf đề HS dạyVersion học chương “Chất rắn SDK chất lỏng Sự chuyển thể”, Vật lí 10”, Nguyễn Thị Nhung [16]; “Bồi dưỡng NL giải BTVL HS dạy học chương “Các định luật bảo tồn”, Vật lí 10”, Cao Xn Dũng [1]; “Xây dựng HTBT chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT nhằm phát triển NL tư độc lập nâng cao hiệu tự học HS” Nguyễn Xuân Phương [19]; “Lựa chọn sử dụng hệ thống BTVL chương “ Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 nhằm phát triển NL tư HS THPT miền núi” Phùng Đình Dũng [21], tác giả hệ thống sở lí luận thực tiễn việc sử dụng BTVL dạy học, đồng thời xây dựng số biện pháp để phát huy tính tích cực, tự lực, rèn luyện KN, bồi dưỡng NL HS thông qua sử dụng BTVL dạy học Những cơng trình cho thấy việc sử dụng BTVL bồi dưỡng NL góp phần tăng tính tích cực, chủ động HS trình dạy học Mặc dù có nhiều cơng trình nghiên cứu việc sử dụng BTVL dạy học nhằm phát triển NL khác nhau, xuất phát từ mục đích nghiên cứu khác thời điểm chưa có cơng trình trình bày cụ thể việc sử dụng BTVL nhằm phát triển NL tính tốn HS THPT Trong BTVL cơng cụ quan trọng hữu ích hỗ trợ bồi dưỡng NL tính tốn HS Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng hệ thống BTVL, biện pháp quy trình sử dụng HTBT theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS dạy học phần “Nhiệt học” Vật lí 10 THPT Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống BTVL sử dụng biện pháp, quy trình xây dựng theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn dạy học phần “Nhiệt học” Vật lí 10 THPT góp phần bồi dưỡng NL tính tốn HS, từ nâng cao chất lượng học tập vật lí trường phổ thơng Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận việc sử dụng HTBT dạy học vật lí theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS Demo Version - Select.Pdf SDK - Đề xuất biện pháp sử dụng HTBT bồi dưỡng NL tính tốn HS q trình dạy học phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT - Nghiên cứu đặc điểm kiến thức phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT - Tuyển chọn số BT phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS - Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng hệ thống BTVL dạy học phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS - Tiến hành TNSP trường phổ thông để đánh giá kết nghiên cứu rút kết luận Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng quy trình dạy học phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT với hỗ trợ hệ thống BTVL theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu văn kiện Đảng Nhà nước, thị Bộ giáo dục Đào tạo liên quan đến dạy học vật lí theo định hướng bồi dưỡng NL HS - Nghiên cứu tài liệu giáo dục học tâm lí học, chương trình, nội dung SGK, SBT, sách GV, - Nghiên cứu sở lí luận NL tính tốn HS - Nghiên cứu sở lí luận dạy học sử dụng hệ thống BTVL - Nghiên cứu sở lí luận hệ thống BTVL phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT b Phương pháp thực tiễn - Tìm hiểu thực trạng việc dạy học, giải BT theo định hướng bồi dưỡng NL Version Select.Pdf SDK tính tốn củaDemo HS thơng qua dạy-học phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT - Dự giờ, quan sát hoạt động dạy học GV HS trước sau TNSP c Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tiến hành TNSP trường THPT để kiểm chứng giả thuyết khoa học, đánh giá tính khả thi kết nghiên cứu đề tài d Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê tốn học xử lí kết TNSP nhằm kiểm định giả thuyết thống kê khác biệt kết học tập HS trước TN sau TN Những đóng góp đề tài - Về mặt lí luận: Hệ thống hóa sở lí luận bồi dưỡng NL tính tốn đề xuất biện pháp bồi dưỡng NL tính tốn HS với hỗ trợ BTVL - Về thực tiễn: Tuyển chọn hệ thống BTVL theo định hướng bồi dưỡng NL tính tốn HS dạy học phần “Nhiệt học”, Vật lí 10 THPT 10 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung luận văn gồm có chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việc sử dụng hệ thống tập vật lí theo định hướng bồi dưỡng lực tính tốn học sinh Chương 2: Sử dụng hệ thống tập phần “Nhiệt học” Vật lí 10 trung học phổ thông theo định hướng bồi dưỡng lực tính tốn học sinh Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Demo Version - Select.Pdf SDK ...ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN THỊ KIM THI BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TÍNH TỐN THƠNG QUA VIỆC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chuyên... việc sử dụng hệ thống tập vật lí dạy học 20 1.6 Kết luận chương 34 CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO ĐỊNH HƯỚNG BỒI DƯỠNG... DƯỠNG NĂNG LỰC TÍNH TOÁN CỦA HỌC SINH 35 2.1 Đặc điểm, cấu trúc phần “Nhiệt học? ?? Vật lí 10 trung học phổ thơng 35 2.2 Hệ thống tập phần “Nhiệt học? ??, Vật lí 10 theo định hướng bồi dưỡng lực