Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong chương chất khí vật lý lớp 10 ban cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ MẾN VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ LỚP 10 BAN CƠ BẢN CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ MÃ SỐ: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN QUANG LẠC NGHỆ AN - 2012 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong Luận văn là trung thực, chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác. Vinh, tháng 10 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Mến 2 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong tổ Phương pháp giảng dạy Vật lý, các thầy cô giáo khoa Vật lý, phòng đào tạo sau đại học trường Đại học sư phạm Vinh, các đồng chí lãnh đạo cùng các thầy cô giáo môn Vật lý của trung tâm giáo dục thường xuyên Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suôt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với gia đình, Người thân và bạn bề đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 10 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Mến 3 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa………………………………………………………… …… 1 Lời cam đoan 2 Lời cảm ơn……………………………………………………………… … 3 MỤC LỤC………………………………………………………………… 4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………………… …….7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU VÀ ĐỒ THỊ………… …… .8 MỞ ĐẦU…………………………………………………………… …… 8 Lí do chọn dề tài………………………………………………………… .8 Mục tiêu nghiên cứu…………………………………………………… .10 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……………………………………….….10 Gỉa thuyết khoa học……………………………………………………… 11 Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………….11 Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………11 Đóng góp của đề tài…………………………………………………………11 Cấu trúc luận văn……………………………………………………… 12 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỂN CỦA ĐỀ TÀI…… .…13 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu………………………………… …… .13 1.2. Hoạt động dạy học………………………………………………… ….13 1.2.1. Bản chất của sự dạy……………………………………………… 13 1.2.2. Bản chất hành động của sự học…………………………………… 14 1.2.3. Mối liên hệ giữa dạy và học…………………………………… ….16 1.3. Dạy học giải quyết vấn đề………………………… .… 17 1.3.1. Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề……………… .…… …… 17 1.3.2. Các đặc trưng cơ bản của dạy học giải quyết vấn đề…………… .…18 1.3.3. Các kiểu tình huống có vấn đề…………………………………… .29 1.3.4. Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lý……… ….22 1.3.5. Các điều kiện của dạy học giải quyết vấn đề…………………… .…24 1.3.6. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề………………………… 27 4 1.4. Sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học giải quyết vấn đề……………………………………………………………………………32 1.4.1. CNTT hỗ trợ việc tạo tình huống có vấn đề…………………….……36 1.4.2. CNTT hỗ trợ giải quyết vấn đề………………………………… … .36 1.4.3. CNTT hỗ trợ vận dụng kiến thức………………………………… .37 Kết luận chương 1…… .………………………………………………… .39 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 CƠ BẢN THEO HƯỚNG VẬN DỤNG DH GQVĐ VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA CNTT…… 40 2.1. Một số đặc điểm về chương trình Vật Lý 10 cơ bản……………… ….40 2.1.1. Mục tiêu…………………………………………………………… 40 2.1.1.1. Kiến thức………………………………………………………… .40 2.1.1.2. Kỹ năng………………………………………………………… .40 2.1.1.3. Thái độ……………………………………………………….…… 41 2.1.2. Nội dung và cấu trúc logic nội dung chương “Chất khí” ở lớp 10 Cơ bản…………………………………………………… .……………….41 2.2. Sơ đồ hình thành kiến thức một số bài học ở chương “Chất khí”…… .45 2.2.1. Sơ đồ hình thành kiến thức bài Định luật Bôilơ Mariốt…………… .45 2.2.2. Sơ đồ hình thành kiến thức bài Định luật Sáclơ…………………… .46 2.3. Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức Vật Lý cụ thể dựa trên việc vận dụng DH GQVĐ với sự hỗ trợ của CNTT…………………………… 47 2.3.1. Xây dựng tiến trình bài số 1………………………………………….47 2.3.2. Xây dựng tiến trình bài số 2………………………………………….57 Kết luận chương 2…… .………………………………………………… .66 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM……………………………… 67 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm………………………….67 3.1.1. Mục đích…………………………………………………………… .67 3.1.2. Nhiệm vụ…………………………………………………………… 67 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm………………… …68 3.2.1. Đối tượng…………………………………………………………… 68 5 3.2.2. Phương pháp………………………………………………………….68 3.3. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm………………….69 3.3.1. Căn cứ để đánh giá……………………………………………… .…69 3.3.2. Cách đánh giá…………………………………………………… .…70 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm……………………………………….70 Bài 1 : Định luật Bôilơ Mariốt…………………………………………… .70 Bài 2 : Định luật Sáclơ…………………………………………………… .71 3.5. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm……………………… 72 3.5.1. Đánh giá định tính……………………………………………………72 3.5.2. Đánh giá định lượng………………………………………………….73 Kết luận chương 3………………………………………… ………………80 KẾT LUẬN CHUNG……………………………………………………….81 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 83 6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin DH Dạy học ĐC Đối chứng GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất bản MVT Máy vi tính PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TNg Thực nghiệm TN Thí nghiệm DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU VÀ ĐỒ THỊ Số TT Nội dung Trang Bảng 3.1 Số HS nhóm TNg và nhóm ĐC 68 7 Bảng 3.2 Bảng thống kê các điểm số (X i ) của bài kiểm tra 73 Bảng 3.3 Bảng phân loại theo học lực 73 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất 74 Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất tích lũy 75 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số 77 Đồ thị 3.1 Đồ thị phân loại theo học lực của 2 nhóm 74 Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất của 2 nhóm 74 Đồ thị 3.3 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy 75 Hình 1.1 Cấu trúc tâm lý của hoạt động 15 Hình 1.2 Sự tương tác trong hệ dạy học 17 Sơ đồ 1.1 Cấu trúc của DH GQVĐ trong môn Vật lý 22 Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung cơ bản của chương “Chất khí” 44 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ hình thành kiến thức bài ĐL Bôilơ Mariôt 45 Sơ đồ 2.3 Sơ đồ hình thành kiến thức bài ĐL Sác-lơ 46 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong tiến trình lịch sử, mỗi xã hội có cách riêng để chuẩn bị cho thanh thiếu niên vào đời, tuỳ những quan niệm về quá khứ, hiện tại, tương lai của xã hội đó. Nền kinh tế nước ta được chuyển đổi từ cơ chế kế hoạch tập trung sang cơ chế thị trường có sự quản lý của Nhà nước được nhiều năm. Công cuộc đổi mới này đề ra những yêu cầu mới đối với hệ thống giáo dục, Nghị quyết lần thứ 8 4 của BCH TW Đảng khóa VII khẳng định: " Tiếp tục đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo". Về mục tiêu đào tạo, Nghị quyết nhấn mạnh đến việc đào tạo ra những con người lao động, tự chủ, năng động và sáng tạo, có năng lực giải quyết vấn đề do thực tiễn đặt ra, tự lo được việc làm, lập nghiệp và thăng tiến trong cuộc sống. Để qua đó góp phần xây dựng đất nước giàu mạnh, xã hội công bằng, văn minh. Vật lý học là một trong những môn khoa học về tự nhiên, nhiệm vụ chủ yếu của nó là nghiên cứu các hiện tượng vật lý, tìm nguyên nhân, khám phá ra các định luật vật lý phục vụ lợi ích của con người. Vật lý là cơ sở cho nhiều ngành kỹ thuật, những thành tựu của vật lý và kỹ thuật phục vụ rất nhiều cho cuộc sống của con người trên mọi mặt. Vì vậy trong đổi mới phương pháp giáo dục thì phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của học sinh có ý nghĩa quan trọng. Để có hiệu quả cao trong giảng dạy thì người giáo viên phải thường xuyên nghiên cứu, sử dụng những thành quả của những môn khoa học có liên quan, cần phải tiếp thu những thành tựu tiên tiến, những kinh nghiệm và phương pháp giảng dạy theo hướng đổi mới. Và một trong những phương pháp đó có phương pháp giải quyết vấn đề. Tuy người ta có thể sớm đồng tình với nhau về ý tưởng sử dụng phương pháp "giải quyết vấn đề" trong việc dạy và học, nhưng trong thực tế việc thay đổi cả một hệ thống để thực hiện một phương pháp dạy học như vậy không hề đơn giản, đòi hỏi nhiều công phu, cho nên ta không lấy làm lạ về việc phương pháp mới đó chậm được phổ cập trong thực tiễn giáo dục ở các nước. Ở nước ta, cũng đã có một vài nhóm nhà giáo thử đưa phương pháp giải quyết vấn đề (thường được gọi là giải quyết tình huống - situation solving) như của giáo sư Trần Văn Hà đưa vào trong giảng dạy nông nghiệp, nhưng rồi chưa được sự hỗ trợ cần thiết nên không phát triển được. Hiện nay, sau nhiều thập niên phát triển, nội dung của phương pháp "giải quyết vấn đề" (PP GQVĐ)đã được bồi đắp rất phong phú, được kết hợp với các nội dung về rèn luyện các kỹ năng tư duy phê phán và tư duy sáng tạo, làm cơ sở lý luận cho việc rèn luyện và nâng cao năng lực sáng tạo của HS. 9 Phần Lan là một nước luôn tham gia chủ trì tổ chức các kỳ thi đánh giá trình độ học sinh quốc tế (PISA), từ vài thập niên gần đây, ở đó phương pháp "giải quyết vấn đề" đã được xem là một yếu tố quan trọng trong cải cách giáo dục, và là một nội dung trong đổi mới chương trình và sách giáo khoa của các cấp học từ phổ thông đến đại học. Ta biết trong hầu khắp các nước, rèn luyện năng lực sáng tạo cho người học là một điều được quan tâm đặc biệt. Dạy học(DH) theo cách truyền thống thì chỉ lo chất đầy - càng đầy càng tốt - kho kiến thức cho người học, vì kiến thức được xem như là của báu đã được chuẩn bị sẵn, người học chỉ cần chiếm giữ được càng nhiều càng tốt. Còn dạy học theo cách "giải quyết vấn đề" hay "giải quyết bài toán" thì kiến thức mà người học cần có để giúp anh ta giải quyết được bài toán phải do chính anh ta tìm ra, sáng tạo ra qua một tiến trình tìm hiểu bài toán, đặt vấn đề, tưởng tượng các mối liên quan, đặt giả thuyết và so sánh, đánh giá các giả thuyết, lựa chọn giả thuyết thích hợp, rồi tiếp đó dùng các kiến thức đã có cùng với các giả thuyết mới để đề xuất các lời giải cho bài toán, đánh giá các lời giải cho đến khi tìm được lời giải thoả đáng, có thể chấp nhận được. Như vậy, "giải quyết vấn đề" thực tế là một quá trình sáng tạo của người học, người học phải tự mình vận dụng các năng lực trí tuệ của mình để liên tục tưởng tượng, tìm kiếm, sáng tạo ., để rồi có được cái cảm giác là tự mình sáng tạo ra cái kiến thức mà mình cần có, chứ kiến thức không phải là cái mà mình được hưởng sẵn từ đâu đó một cách thụ động. Vai trò của người thầy không phải vì thế mà bị coi nhẹ, mà như J.Dewey xác định, đó là vai trò của người đồng hành như một người bạn có kinh nghiệm, khuyên nhủ, hướng dẫn, và cho người học biết những gì mà thầy biết về vấn đề được đặt ra; có nghĩa là người thầy không đóng vai trò là người rao giảng và truyền thụ những "niềm tin chân lý" đã có sẵn, mà là người bạn cùng với học trò chia sẻ những vui buồn trên con đường cùng tìm kiếm những kiến thức trong một tiến trình sáng tạo. Học theo cách đó người học sẽ có được niềm vui của người biết tìm kiếm và sáng tạo, có khả năng chủ động tự tìm kiếm kiến thức và giải pháp cho những bài toán mà mình có thể gặp phải trong cuộc đời, GV có thêm nhiều khả năng truyền thụ cho người học 10