Nghiên cứu dạy học một số kiến thức chương mắt các dụng cụ quang vật lý 11 chương trình nâng cao theo tình thần dạy học dự án

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH MAI THỊ HẢO NGHIÊN CỨU DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG” VẬT LÝ 11 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO THEOTINH THẦN DẠY HỌC DỰ ÁN Chuyên ng nh: à Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Cán bộ hướng dẫn khoa học PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ VINH - 2009 2 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS Phạm Thị Phú đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ Bộ môn phương pháp giảng dạy, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý và khoa Sau đại học đã động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường. Xin chân thành cảm ơn bạn bè và người thân đã động viên giúp đỡ tôi trong thời gian qua. Vinh, tháng 11 năm 2009 Học viên Mai Thị Hảo 3 Danh mục các chữ viết tắt PBL Dạy học dự án PPDH Phương pháp dạy học CNTT Công nghệ thông tin KTV Kính thiên văn SV Sinh viên GV Giáo viên HS Học sinh TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng MVT Máy vi tính CTNC Chương trình nâng cao TNSP Thực nghiệm sư phạm PP Phương pháp THPT Trung học phổ thông THCS Trung học cơ sở GQVĐ Giải quyết vấn đề QTDH Quá trình dạy học TKHT Thấu kính hội tụ TKPK Thấu kính phân kỳ KT Kiểm tra Mục lục Trang Mở đầu 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4. Giả thuyết khoa học 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 3 7. Đóng góp mới của luận văn 3 4 8. Cấu trúc của luận văn 4 Chương 1. Lý thuyết về dạy học dựa trên dự án (PBL) 5 1.1. Lịch sử vấn đề 5 1.1.1. Khái niệm chung về PBL 5 1.1.2. Lịch sử phát triển của PBL 5 1.2. Nội dung PBL 6 1.2.1. Các giai đoạn của PBL 6 1.2.2. Quy trình thực hiện PBL 10 1.2.3. Chuẩn bị các điều kiện cho việc triển khai thiết kế các tiến trình dạy học theo tinh thần PBL 14 1.2.3.1. Bộ câu hỏi định hướng trong PBL 14 1.2.3.2. Thiết kế ý tưởng cho dự án trong PBL 18 1.2.3.3. Hồ sơ bài dạy trong PBL 20 1.3. Bản chất của PBL 24 1.3.1. So sánh PBL và dạy học truyền thống 24 1.3.2. Đặc điểm bản chất của PBL 25 1.4. PBL trong thực tiễn 26 1.4.1. Các dạng của PBL 26 1.4.2. Ưu điểm và khó khăn của PBL 27 1.4.3. PBL trong môn Vật lý ở trường phổ thông 29 1.4.3.1. Thuận lợi 29 1.4.3.2. Các yêu cầu đối với PBL trong môn Vật lý 30 1.4.3.2. Ứng dụng công nghệ thông tin trong PBL 31 Kết luận chương 1 33 Chương 2. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Mắt. Các dụng cụ quang" theo tinh thần PBL 34 2.1. Vị trí, đặc điểm của chương 34 2.1.1. Vị trí của chương 34 2.1.2. Đặc điểm của chương 34 2.2. Mục tiêu dạy học của chương theo chuẩn kiến thức kỹ năng 35 2.3. Mục tiêu dạy học (nâng cao) theo định hướng nghiên cứu 36 2.4. Nội dung cơ bản của chương 36 2.4.1. Nội dung khoa học 36 2.4.1.1. Lăng kính 36 2.4.1.2. Thấu kính 38 2.4.1.3. Mắt 42 2.4.1.4. Kính lúp 46 2.4.1.5. Kính hiển vi 47 2.4.1.6. Kính thiên văn 48 2.4.2. Nội dung dạy học 49 2.4.3. Cấu trúc của chương 51 2.5. Thực trạng nhận thức và vận dụng tinh thần PBL 52 5 2.6. Chuẩn bị các điều kiện cho việc triển khai thiết kế các tiến trình dạy học theo tinh thần PBL vận dụng cho một số kiến thức chương "Mắt. Các dụng cụ quang" 53 2.6.1. Bộ câu hỏi định hướng 54 2.6.2. Thiết kế ý tưởng 55 2.6.3. Xây dựng hồ sơ bài dạy dự án 1 56 2.6.4. Xây dựng hồ sơ bài dạy dự án 2 62 Kết luận chương 2 68 Chương 3. Thực nghiệm sư phạm 69 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 69 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 69 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 70 3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm 70 3.5. Nội dung thực nghiệm 70 3.5.1. Công tác chuẩn bị 70 3.5.2. Tiến hành thực nghiệm 71 3.6. Kết quả thực nghiệm 77 Kết luận chương 3 85 KẾT LUẬN 87 Tài liệu tham khảo 88 MỞ ĐẦU 6 1. Lý do chọn đề tài Đất nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp cơ bản trở thành một nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế là con người, là nguồn lực người Việt Nam được phát triển về số lượng và chất lượng. Chất lượng giáo dục THPT sẽ đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tạo ra một động lực thúc đẩy sự phát triển của đất nước. Nhu cầu cấp bách của đổi mới toàn diện giáo dục phổ thông trước yêu cầu về nhân lực trong giai đoạn phát triển mới của đất nước: hội nhập, toàn cầu hóa; người lao động phải có năng lực thích ứng cao trong nền kinh tế nhiều biến động, phải có nền học vấn phổ thông và quan trọng hơn là có năng lực tư duy linh hoạt sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực làm việc nhóm, năng lực thuyết phục đàm phán, năng lực lãnh đạo. Để đổi mới toàn diện giáo dục phổ thông thì đổi mới PPDH là yếu tố quan trọng nhằm hiện thực hóa đổi mới các yếu tố khác của quá trình giáo dục; đây là nhiệm vụ được quyết định bởi chính giáo viên. Thực tiễn 5 năm gần đây nhiều cơ sở giáo dục đặc biệt các cơ sở nghiên cứu đã tìm kiếm các PP dạy học mới, trong đó có PP dạy học dựa trên dự án (Project Based Learning viết tắt PBL) là PPDH có nhiều khả năng trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy linh hoạt sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực làm việc nhóm, năng lực thuyết phục đàm phán, năng lực lãnh đạo. Ngày 06/12/2005 công ty Intel Việt Nam cùng Bộ giáo dục và Đào tạo đã chính thức công bố triển khai chương trình Intel Teach to the Future - dạy học cho tương lai tại Việt Nam, sau khi triển khai thử nghiệm thành công chương trình này từ năm 2003. Chương trình "Dạy học cho tương lai" sẽ hướng dẫn cách sử dụng Internet, thiết kế trang Web và các phần mềm truyền thông đa phương tiện trong các bài học dựa trên mô hình dạy học dựa trên dự án có tính tương tác cao và triển khai các dự án cho HS, SV. Các GV sau khi tham 7 gia sẽ thu được những kiến thức vững chắc trong việc xây dựng một kế hoạch giảng dạy nhằm nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức của HS, SV thông qua việc sử dụng công nghệ. Chương "Mắt. Các dụng cụ quang" trình bày về các dụng cụ quang từ đơn giản đến phức tạp. Trong đó có nhiều ứng dụng kĩ thuật liên quan mật thiết đến đời sống hàng ngày như: kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, ống nhòm. Chương này cũng sẽ trình bày về cấu tạo và hoạt động của mắt khi quan sát một vật; các tật của mắt (cận thị, viễn thị, lão thị) và cách chữa đó là những vấn đề gần gũi với HS trong thực tiễn. Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ, tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu dạy học một số kiến thức chương "Mắt. Các dụng cụ quang" Vật lý 11 chương trình nâng cao theo tinh thần dạy học dự án". 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức về mắt và các dụng cụ quang học theo tinh thần PBL nhằm bồi dưỡng kỹ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng làm việc nhóm. 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Phương pháp dạy học dựa trên dự án (PBL) - Hoạt động dạy học Vật lý Phạm vi nghiên cứu: - Phần "Mắt. Các dụng cụ quang" Vật lý 11 chương trình nâng cao. - HS học Vật lý 11 CTNC thuộc địa bàn thị trấn, thị xã, thành phố. 4. Giả thuyết khoa học - Có thể thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần "Mắt. Các dụng cụ quang" Vật lý 11 CTNC theo tinh thần PBL, đảm bảo tính khoa học, sư phạm và khả thi cho đối tượng HS khu vực thị trấn, thị xã, thành phố. 8 - Việc triển khai dạy học theo tinh thần PBL sẽ bồi dưỡng cho HS kỹ năng làm việc nhóm và một số yếu tố của kỹ năng tư duy bậc cao từ đó góp phần bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho HS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết PBL mối liên hệ giữa PBL và mục tiêu bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề, kỹ năng thực hành các thao tác tư duy, các hành động suy luận lôgic. - Tìm hiểu thực trạng nhận thức và vận dụng tinh thần PBL để nâng cao năng lực nhận thức và tư duy của HS trong dạy học Vật lý ở trường THPT của GV Vật lý thuộc một số trường THPT thuộc địa bàn huyện Nga Sơn, tỉnh Thanh Hóa. - Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kĩ năng Vật lý 11 nâng cao chương “Mắt. Các dụng cụ quang” nhằm tạo cơ sở để xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức phần này theo tinh thần PBL. - Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần "Mắt. Các dụng cụ quang" theo tinh thần PBL. - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các phương án đã thiết kế, điều chỉnh, hoàn thiện. 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: + Tổng hợp các tài liệu liên quan đến PBL + Thiết kế mô hình dạy học theo PBL - Nghiên cứu thực tiễn: Điều tra sơ bộ về việc giảng dạy bằng PBL ở một số trường THPT. - Thực nghiệm sư phạm: Tiến hành giảng dạy một số chủ đề trọng điểm. 7. Đóng góp mới của luận văn - Xây dựng được hai bộ hồ sơ dạy học ứng với hai dự án thuộc hai bài "mắt và các tật của mắt", "kính thiên văn" chương "Mắt. Các dụng cụ quang". 9 - HS tạo được sản phẩm học tập (theo nhóm) và trình diễn bảo vệ kết quả bằng sự hỗ trợ của CNTT: mỗi dự án có 6 bài trình diễn bằng Powerpoint ứng với 6 nhóm. - HS tạo được sản phẩm vật chất: mô hình kính thiên văn (sáu cái) - Một số kết quả nghiên cứu phản ánh trong một bài báo đã được tạp chí giáo dục đăng: “Mai Thị Hảo, Thiết kế ý tưởng trong dạy học dựa trên dự án, Tạp chí giáo dục số đặc biệt tháng 10/2009, trang 23 - 24 và 11” 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo, phụ lục, phần nội dung của đề tài được trình bày theo ba chương: Chương 1: Lý thuyết về dạy học dựa trên dự án (PBL) Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Mắt. Các dụng cụ quang” theo tinh thần PBL Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 10 CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT VỀ DẠY HỌC DỰA TRÊN DỰ ÁN (PBL) 1.1. Lịch sử vấn đề 1.1.1. Khái niệm chung về PBL Thuật ngữ dự án, tiếng Anh là “project”, có nguồn gốc từ tiếng La tinh là projicere: có nghĩa là phác thảo, dự thảo, thiết kế. Ngày nay được hiểu theo nghĩa phổ thông là một đề án, một dự thảo hay một kế hoạch, trong đó cần xác định rõ mục tiêu, thời gian, phương tiện tài chính, vật chất, nhân lực và cần được thực hiện để đạt được mục tiêu đề ra. Dự án được thực hiện trong những điều kiện xác định và có tính phức hợp, liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau. Khái niệm dự án được sử dụng phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế - xã hội (sản xuất, doanh nghiệp, nghiên cứu khoa học, quản lý xã hội).[2] 1.1.2. Lịch sử phát triển của PBL Khái niệm dự án đã đi từ lĩnh vực kinh tế - xã hội vào lĩnh vực giáo dục, đào tạo không chỉ với ý nghĩa là các dự án phát triển giáo dục mà còn được sử dụng như một phương pháp hay một hình thức dạy học. Khái niệm “project” được sử dụng trong các trường dạy kiến trúc - xây dựng ở Ý từ cuối thế kỷ XVI. Từ đó tư tưởng dạy học theo dự án lan sang Pháp cũng như một số nước châu Âu khác và Mỹ, trước hết là trong các trường đại học và chuyên nghiệp. Đầu thế kỷ XX các nhà sư phạm Mỹ (Woodward, Richard, j.Dewey, W.kilpatrick) đã xây dựng cơ sở lý luận cho PP dự án (The Project Method) và coi đó là PPDH quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học lấy HS là trung tâm, nhằm khác phục nhược điểm của dạy học truyền thống coi thầy giáo là trung tâm. Ban đầu PP dự án được sử dụng trong dạy học thực hành các môn học kỹ thuật, về sau được dùng trong hầu hết các môn học khác, cả các môn khoa học xã hội, với các tên gọi khác nhau: Project Method, Project Based