Nâng cao chất lượng dạy học phần cơ nhiệt vật lý đại cương cho sinh viên trường cao đẳng cộng đồng với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH --------------------------------- LÊ VĂN DŨNG NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC PHẦN CƠ - NHIỆT VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG CHO SINH VIÊN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Vinh – 2011 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH --------------------------------- LÊ VĂN DŨNG NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC PHẦN CƠ – NHIỆT VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG CHO SINH VIÊN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: Lý luận và PPDH Vật lý Mã số: 60 . 14 . 10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Đình Thước Vinh - 2011 ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Lãnh đạo các Khoa: Vật lí, Sau đại học của Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ học tập trong suốt thời gian. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Đình Thước - Trường Đại học Vinh đã hướng dẫn tận tình và hết lòng giúp đỡ để tác giả hoàn thành tốt đề tài. Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô tham gia giảng dạy đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báo và giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả theo học tại trường. Sau cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình và bạn bè thân hữu đã dành tình cảm, giúp đỡ và động viên rất nhiều trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Tác giả Lê Văn Dũng iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BGĐT: Bài giảng điện tử CNTT: Công nghệ thông tin DH: Dạy học ĐC: Đối chứng GV: Giáo viên MVT: Máy vi tính PPDH: Phương pháp dạy học PTDH: Phương tiện dạy học QTDH: Quá trình dạy học SV: Sinh viên TN: Thực nghiệm VLĐC: Vật lý đại cương WWW: World Wide Web iv MỤC LỤC Vinh – 2011 .i Vinh - 2011 .ii 1.2.1. Tính tích cực nhận thức của người học 4 1.2.1.1. Quan niệm về tính tích cực .4 1.2.1.2. Quan niệm về tính tích cực nhận thức 5 1.2.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức 6 1.2.1.4. Các cấp độ đạt được của tính tích cực 7 1.2.1.5. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của người học .7 1.2.2. Tính tích cực học tập 8 1.2.2.1. Bản chất của tính tự lực 8 1.2.3. Mối quan hệ giữa tính tích cực, tự học và sáng tạo của người học .8 1.4.1. Vị trí, vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý 16 1.4.2. Các loại thí nghiệm truyền thống .17 1.4.3. Các phương tiện thí nghiệm hiện đại .18 Chương 2: ỨNG DỤNG CNTT DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG PHẦN CƠ – NHIỆT (chương trình đào tạo Cao đẳng Tin học ứng dụng, Trường cao đẳng cộng đồng Hậu Giang) .32 2.1. Vị trí phần “Cơ – Nhiệt” VLĐC 32 2.2. Mục tiêu, nôi dung phần “Cơ – Nhiệt” dạy cho SV cao đẳng cộng đồng Hậu Giang .33 2.2.1. Mục tiêu phần “Cơ – Nhiệt” .33 2.2.2. Nội dung phần cơ học chương động học chất điểm 33 2.2.3. Cấu trúc nội dung chương ‘‘Động học chất điểm’’ 44 2.2.4. Một số kỹ năng cần rèn luyện cho SV trong khi DH chương “Động học chất điểm và hệ chất điểm” chương trình VLĐC .45 2.3. Thực trạng dạy học VLĐC ở trường đại học, cao đẳng .46 2.3.1. Mục đích 46 2.3.2. Phương pháp tìm hiểu 46 2.3.3. Nội dung điều tra 46 2.3.4. Kết quả điều tra, tìm hiểu 46 2.4. Xây dựng Website dạy học chương “Động học chất điểm” VLĐC chương trình đào tạo Cao đẳng Tin học ứng dụng của Trường Cao đẳng cộng đồng Hậu Giang 48 2.4.1. Website hỗ trợ DH VLĐC .48 2.4.2. Nội dung cơ bản của Website dạy học .49 2.4.2.1. Home (Index) 49 2.4.2.2. Bài giảng điện tử 50 2.4.2.3. Ôn tập 51 2.4.2.4. Kiểm tra - Đánh giá .52 2.4.2.6. Các nhà Bác học .54 2.4.2.7. Thư giản 55 2.4.3. Hỗ trợ kỹ thuật cho việc vận hành Website dạy học 56 2.5. Thiết kế bài giảng sử dụng Website chương “Động học chất điểm” nhằm nâng cao chất lượng dạy học 58 2.6. Kết luận chương 2 .65 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .67 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 67 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .68 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 68 v 3.3.2. Quan sát giờ học .68 3.3.3. Bài kiểm tra .69 3.3.4. Thăm dò ý kiến của sinh viên 69 3.4. Tổ chức thực nghiệm sư phạm và xử lý kết quả 69 3.4.1. Nhận xét về việc ứng dụng CNTT hỗ trợ tiến trình dạy học .69 3.4.2. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm 70 3.4.3. Kiểm định giả thiết thống kê .73 3.5. Kết luận chương 3 .74 KẾT LUẬN CHUNG 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC .a vi MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong một xã hội mà ở mỗi quốc gia sự phát triển về mọi mặt đang bùng nổ thông tin. Sự phát triển của công nghệ thông tin (CNTT) đóng vai trò to lớn. Ở đâu có CNTT thì ở đó cuộc sống vật chất và tinh thần được cải thiện. CNTT đi vào với sự nghiệp giáo dục, nó làm nên một cuộc cách mạng về tư duy trong dạy và học. Những thành tựu của CNTT đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng vào dạy học trong nhà trường. Nghị quyết TW2 khóa VIII đã vạch rõ: “…đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều. Rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh…”. Hiện nay, các dự án phát triển giáo dục về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đang được triển khai trên toàn quốc. Năm 2000, Bộ chính trị đã ra chỉ thị 58 - CT/TW về đẩy mạnh và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Chỉ thị 22/2005/CT-BGD&ĐT ngày 29 tháng 7 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo về nhiệm vụ của toàn ngành trong năm học 2005-2006 đã nêu: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học; tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong các hoạt động của nhà trường, nhất là ứng dụng trong giảng dạy, học tập…”. Công văn số 6147/BGDĐT-CNTT ngày 27 tháng 9 năm 2010 của Bộ giáo dục và Đào tạo về việc h ướng dẫn thực hiện nhiệm vụ công nghệ thông tin đối với các trường đại học, cao đẳng. Đổi mới giáo dục hiện nay tính đến việc đổi mới cách dạy và cách học. Người học là trung tâm của quá trình hoạt động dạy và hoạt động học. Những sản phẩm của CNTT như Website, bài giảng điện tử, những phần mềm mô phỏng, thí nghiệm vật lý, … được sử dụng nhờ máy vi tính (MVT) là những phương tiện dạy học hiện đại có nhiều lợi thế hỗ trợ cho dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng trong nhà trường. 1 Với những lý do đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nâng cao chất lượng dạy học phần Cơ - Nhiệt Vật lý đại cương cho sinh viên cao đẳng cộng đồng ngành Tin học ứng dụng với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin”. 2. Mục đích nghiên cứu Ứng dụng CNTT vào dạy học vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của sinh viên trong học tập Vật lý đại cương. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Dạy học và sự phát triển. - CNTT (Website, BGĐT, một số phần mềm mô phỏng thí nghiệm, …) đang được ứng dụng vào dạy học trong nhà trường. - Vật lý đại cương, sinh viên cao đẳng và đại học. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Sinh viên Cao đẳng Cộng đồng Hậu Giang. - Vật lý đại cương phần Cơ – Nhiệt. - Những ứng dụng CNTT có thể sử dụng trong dạy học vật lý. 4. Giả thuyết khoa học Nếu ứng dụng CNTT vào dạy học cho sinh viên có tính khoa học giáo dục sẽ phát huy tính tích cực tự lực của sinh viên, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý đại cương nói riêng và dạy học nói chung. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu lý luận dạy học vật lý cho sinh viên các trường cao đẳng, đại học. - Nghiên cứu chương trình, nội dung Vật lý đại cương dùng cho sinh viên trường cao đẳng ngành Tin học ứng dụng. - Nghiên cứu cơ sở lý luận ứng dụng CNTT vào dạy học trong trường cao đẳng, đại học. 5.2. Nghiên cứu thực nghiệm - Xây dựng Website (BGĐT, các thí nghiệm mô phỏng,…) dạy học phần Cơ học. - Thiết kế bài giảng có sử dụng CNTT phần Cơ học. 2 - Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 7. Đóng góp của đề tài Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận về việc ứng dụng CNTT vào dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học. Chỉ rõ những biện pháp có thể ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý đại cương phần “Cơ – Nhiệt” có hiệu quả. 8. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm 3 phần - Phần mở đầu - Phần nội dung gồm: Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài Chương 2: Ứng dụng CNTT dạy học một số kiến thức Vật lý đại cương phần “Cơ – Nhiệt” (chương trình đào tạo cao đẳng ngành Tin học ứng dụng, Trường cao đẳng cộng đồng Hậu Giang) Chương 3: Thực nghiệm Sư phạm - Phần kết luận 3 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Lịch sử nghiên cứu liên quan đến đề tài Nhận thấy tầm quan trọng của công nghệ thông tin, Đảng và Nhà nước đã và đang chỉ đạo ngành Giáo dục và Đào tạo đưa CNTT vào trường học. Trong những năm qua việc đổi mới đã đạt được những thành tựu đáng kể, trong đó phải nói đến việc ứng dụng CNTT hỗ trợ quá trình hoạt động dạy học. Sự phát triển của CNTT đã góp phần to lớn vào các phương pháp dạy học tích cực như Website dạy học, bài giảng điện tử, các phần mềm mô phỏng,… ngày càng được nhiều người quan tâm và sử dụng trong dạy học. Việc khai thác, đưa CNTT vào dạy học ở các trường đại học, cao đẳng là một trong những nhiệm vụ trọng tâm đã được Bộ giáo dục và Đào tạo hết sức quan tâm và thực hiện cho đến năm 2020. Trong những năm qua, CNTT được ứng dụng rất mạnh mẽ trong sự nghiệp giáo dục ở các trường cao đẳng, đại học như: Website dạy học trực tuyến của Khoa CNTT&TT - Trường Đại học Cần Thơ. Website Elearning của Đại học Kinh tế Đà Nẵng. Website đào tạo đại học từ xa của Học viện Bưu chính Viễn thông. Thư viện Điện tử của Violet… Để tăng cường triển khai đào tạo nguồn nhân lực CNTT và ứng dụng CNTT trong đổi mới quản lý, đổi mới nội dung, chương trình và phương thức dạy và học, ngày 27 tháng 9 năm 2010 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã hướng dẫn việc triển khai nhiệm vụ CNTT cho các đại học, học viện, trường đại học, cao đẳng thực hiện nhiệm vụ CNTT. Việc ứng dụng CNTT vào các trường học, đổi mới phương pháp dạy học là một trong những giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dạy học, đáp ứng được yêu cầu cơ bản của quá trình dạy học, tạo ra môi trường hứng thú nhận thức, đảm bảo được vị thế tích cực chủ động của người học. 1.2. Tính tích cực, tự học của người học trong quá trình dạy học[14],[15],[16] 1.2.1. Tính tích cực nhận thức của người học 1.2.1.1. Quan niệm về tính tích cực Xét về các mặt triết học, tâm lý học và giáo dục học thì tính tích cực là một quan niệm rộng. Hiện nay có rất nhiều tác giả đưa ra các quan niệm khác nhau về tính tích cực. Tuy nhiên chúng ta có thể thống nhất chung quan niệm: Tính tích cực là toàn 4