Xây dựng và sử dụng câu hỏi định hướng phát triển tư duy học sinh trong dạy học chương chất khí vật lý 10 thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ TUYẾT XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ TUYẾT XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 THPT Chuyên ngành: Lý luận PPDH mơn Vật lí Mã số: 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC NGHỆ AN 2018 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, nhận động viên giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đình Thước, người hướng dẫn tơi suốt thời gian qua Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Sau Đại học viện sư phạm tự nhiên, ngành sư phạm Vật lí trường Đại học Vinh nhiệt tình giảng dạy bảo cho tơi suốt q trình học Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu giáo viên trường THPT Cửa Lò tạo điều kiện tốt để tiến hành thực nghiệm đề tài Do thời gian hạn chế, trình độ khả thân nhiều hạn chế, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong muốn nhận ý kiến đóng góp chân thành quan tâm Vinh, tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Tuyết i MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn NỘI DUNG .4 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Hoat động nhận thức vật lí học sinh 1.1.1 Dạy học phát triển, vận dụng vào dạy học Vật lí 1.2 Tư biện pháp phát triển tư HS dạy học Vật lí 1.2.1 Khái niệm tư 1.2.2 Một số thao tác tư học vật lí 1.2.3 Các biện pháp phát triển tư HS dạy học Vật lí .7 1.3 Câu hỏi 1.3.1 Khái niệm câu hỏi 1.3.2 Xây dựng câu hỏi cho trình dạy học .10 1.3.3 Tiêu chuẩn câu hỏi sử dụng dạy học .12 1.3.4 Phân loại câu hỏi dạy học 13 1.3.5 Câu hỏi định hướng thao tác tư HS dạy học vật lí 18 1.3.6 Một số kỹ cần thiết GV đưa câu hỏi .23 ii 1.4 Thực trạng sử dụng câu hỏi GV dạy học Vật lí THPT 27 Kết luận chương 28 CHƯƠNG HỆ THỐNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 29 2.1 Phân tích chương trình, nội dung dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 29 2.1.1 Vị trí, đặc điểm chương “Chất khí” Vật lí 10 .29 2.1.2 Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 29 2.1.3 Nội dung chương “Chất khí” Vật lí 10 30 2.1.4 Cấu trúc chương “Chất khí” Vật lí 10 30 2.2 Thiết kế hệ thống câu hỏi định hướng phát tư HS học chương “Chất khí” Vật lí 10 .32 2.2.1 Hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư HS tiến trình dạy học học xây dựng kiến thức 32 2.2.2 Hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư HS tiến trình dạy học học tập 48 Kết luận chương 65 CHƯƠNG 3: TNSP .66 3.1 Mục đích, nhiệm vụ TNSP .66 3.2 Đối tượng phương pháp TNSP 66 3.3 Nội dung TNSP 67 3.4 Kết TNSP 67 3.4.1 Đánh giá định tính .67 3.4.2 Đánh giá định lượng 68 Kết luận chương 75 KẾT LUẬN 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO .77 PHỤ LỤC 78 iii iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TT 10 Chữ viết tắt GV HS SGK TH THCS THPT TNSP ĐC TN CHĐHTD Chữ viết đầy đủ Câu hỏi Học sinh Sách giáo khoa Trường hợp Trung học sở Trung học phổ thông Thực nghiệm sư phạm Đối chứng Thực nghiệm Câu hỏi định hướng tư v MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển lực HS mục tiêu quan trọng đổi giáo dục Phát triển lực, phẩm chất HS phụ thuộc vào nhiều yếu tố; Một yếu tố quan trọng có tính định phương pháp dạy học tích cực, dạy học phát triển môn học Trong trình dạy học câu hỏi phương tiện dùng để giao tiếp tương tác GV – HS, HS – HS Dựa vào hệ thống câu hỏi giúp HS định hướng thực hành động phát giải vấn đề hoạt động học tập tìm kiếm tri thức vận dụng tri thức , kinh nghiệm có vào thực tiễn; dùng câu hỏi để kiểm tra – đánh giá kết học tập Vai trị, chức câu hỏi q trình dạy học quan trọng việc phát triển tư học sinh Xây dựng sử dụng câu hỏi dạy học vật lí để đạt hiệu quả, lí luận thực tiễn đào tạo, bồi dưỡng GV, học vật lí chưa quan tâm mức Trong chương trình Vật lí lớp 10, chương “Chất khí”, kế thừa phát triển kiến thức THCS thuyết động học phân tử cấu tạo chất; HS nghiên cứu phương trình trạng thái, định luật TN chất khí lí tưởng kiến thức quan trọng làm sở nghiên cứu kiến thức liên quan phần Nhiệt học để phát triển lực học tập vật lí cho học sinh Từ lí nêu chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng sử dụng câu hỏi định hướng phát triển tư học sinh dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng câu hỏi định hướng phát triển tư HS dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 nhằm nâng cao chất lượng học tập Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Câu hỏi định hướng phát triển tư cho HS dạy học vật lí trường THPT 3.2 Phạm vi nghiên cứu Xây dựng sử dụng hệ thống câu hỏi phát triển tư HS trình dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư sử dụng dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 nâng cao chất lượng học tập học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu tài liệu tham khảo, xây dựng sở lý luận đề tài 5.2 Điều tra thực trạng sử dụng câu hỏi dạy học vật lí trường THPT 5.3 Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư HS thiết kế số tiến trình dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 5.4 TNSP Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Đọc tài liệu tham khảo, phân tích – tổng hợp nội dung câu hỏi sử dụng câu hỏi dạy học, hệ thống hóa vấn đề cần thiết làm sở lí luận đề tài 6.2 Phương pháp điều tra Sử dụng phiếu điều tra kết hợp vấn để điều tra thực trạng sử dụng câu hỏi dạy học vật lí trường THPT 6.3 Phương pháp TNSP Số % học sinh đạt điểm Xi Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất Điểm Số % học sinh đạt điểm Xi Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân phối tần suất Điểm 68 Số % học sinh đạt từ điểm Xi trở xuống Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy Điểm Số % học sinh đạt từ điểm Xi trở xuống Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần số tích lũy Điểm 69 Tính tốn thơng số tốn học:  Điểm trung bình kiểm tra: X DC  X TN 10  Phương sai: S DC  �f ( X i i 1 i STN  �f ( X i 1 i i 10  �( fi X i )TN 6,3 46 i 10  X )2  2,367 n 1 10 10 �( fi X i ) DC  5,55 46 i 1  X )2  2,19 n 1  Độ lệch chuẩn: S DC  S DC  2,367  1,54 STN  STN  2,19  1, 45 S DC 1,54 100%  100%  27, 75% 5,55 X DC  Hệ số biến thiên: VDC  VTN  STN 1, 45 100%  100%  23, 02% 6,3 X TN S  Sai số tiêu chuẩn: mDC  nDC  0, 0335 DC mTN  STN  0, 0312 nTN Bảng 3.4 Bảng tham số thống kê Nhóm ĐC TN Số học sinh 46 46 X S2 S V (%) X  X m 5,55 6,3 2,367 2,19 1,54 1,45 27,75 23,02 5,55+0,0335 6,3+0,0312 Dựa vào số liệu bảng trên, đặc biệt từ bảng 3.4 rút kết luận sơ sau:  Điểm trung bình kiểm tra HS lớp TN (6,3) cao so với HS lớp ĐC (5,55) 70  Đường lũy tích ứng với lớp TN nằm bên phải phía đường lũy tích lớp ĐC Kết cho thấy kết học tập lớp ĐC thấp kết học tập lớp TN Qua phân tích kết chúng tơi thấy điểm trung bình cộng nhóm ĐC thấp nhóm TN Kết có phải ngẫu nhiên khơng? Hay áp dụng tiến trình dạy học đem lại? Để trả lời câu hỏi trên, cần phải tiến hành phép kiểm định giả thiết thống kê với ý nghĩa α (α sai số)  Giả thiết H0: X TN  X DC  Giả thiết thống kê: kết kết ngẫu nhiên  Giả thiết H1: X TN  X DC giả thiết giả thiết thống kê (kết sử dụng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư HS dạy học hiệu sử dụng phương pháp truyền thống tất yếu) Để tiến hành kiểm định, tơi tính đại lượng kiểm định t tính theo cơng thức: t X TN  X DC STN S2  DC nTN nDC  6,3  5,55 2,19 2,367  46 46  2,383 Tính tốn theo số liệu bảng tham số thống kê t= 2,383 Nếu chọn mức ý nghĩa α = 0,05 thì:  ( Z t )   2.  0, 45 tra bảng giá trị hàm Laplat ta giá trị tới hạn tα = 1,65 So sánh kết tα = 1,65 với kết tính tốn TN t = 2,383: t  t ; nên ta chấp nhận giả thiết H1 bác bỏ H0 Vậy điểm trung bình cộng kiểm tra lớp TN cao điểm trung bình cộng kiểm tra lớp ĐC thực chất, ngẫu nhiên Từ cho ta kết luận tiến trình dạy học có sử dụng câu hỏi định hướng tư đem lại hiệu cao 71 so với tiến trình dạy học thơng thường Kết luận: o Điểm trung bình cộng HS lớp ĐC 5,55 thấp lớp TN 6,3, đại lượng kiểm định t  t chứng tỏ dạy học hệ thống câu hỏi định hướng tư thực có hiệu o Hệ số biến thiên giá trị điểm số nhóm TN nhỏ nhóm ĐC, chứng tỏ thực tế lớp học TN: chênh lệch lực học tập, điểm số kiểm tra sàn điểm HS tích cực việc xây dự học o Đồ thị tần suất lũy tích hai lớp cho thấy: chất lượng nhóm TN thực tốt nhóm ĐC 72 Kết luận chương Tổ chức triển khai TNSP trường THPT, chúng tơi tiến hành theo q trình phương pháp TN Kết định tính định lượng TNSP chứng tỏ giả thuyết khoa học đề tài đắn Hệ thống câu hỏi định hướng tư HS học xây dựng kiến thức mới, học ôn tập tổng kết chương “Chất khí”; hệ thống bìa tập hệ thống câu hỏi định hướng tư giải tập theo sát nội dung chương trình dạy học chương “Chât khí” phát huy tính tích cực, tự lực tự học học sinh hệ thống câu hỏi giúp HS thực hành động tư – hành động thực hành việc thực nhiệm vụ học tập với nội dung cụ thể Kết học tập lớp TN cao lớp ĐC thể việc sử dụng hệ thống câu hỏi định hướng tư cho HS dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 có tính khả thi thực dạy học trương THPT Hệ thống câu hỏi xây dựng phù hợp với lực học tập sủa học sinh, có tác động tích cực định hướng hành động tư hoạt động nhận thức học tập Vật lí học sinh, nhờ phát triển tư học sinh 73 KẾT LUẬN Câu hởi dùng dạy học nói chung dạy học Vật lí nói riêng đa dạng phong phú Nó có vai trị chức quan trọng định chất lượng hoạt động dạy học Xây dụng sử dụng câu hỏi bán sát vào mục tiêu dạy học nội dung dạy học cụ thể Vì xem câu hỏi vừa nội dung, vừa phương tiện, phương pháp, biện pháp tổ chức hoạt động dạy học đạt mục tiêu Câu hỏi giúp cho HS định hướng hành động tư hoạt động nhận thức rèn luyện kĩ đạt hiệu chất lượng Nhờ câu hỏi định hướng tư cho HS học tập, HS tự học độc lập tìm kiếm tri thức vận dụng tri thức vật lí vào thực tiễn Qua lực tư HS phát triển Năng lực tư HS định kết học tập theo hướng phát triển phẩm chất lực, mục tiêu dạy học Vật lí trường THPT Chúng tơi thực đầy đủ nhiệm vụ nghiên cứu bước đầu đạt mục đích nghiên cứu đề tài: Xây dựng sử dụng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư HS dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Duyên Bình (Chủ biên), Vật lí 10; Bài tập Vật lí 10; Vật lí 10 Sách GV NXBGD, 2007 [2] Bộ Giáo dục Đào tạo, Chương trình giáo dục phổ thơng chương trình tổng thể, Hà Nội tháng năm 2018 [3] Bộ Giáo dục Đào tạo, Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí, Hà Nội tháng năm 2018 [4] Bộ Giáo dục Đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn dạy học kiểm tra, đánh giá kết học tập theo định hướng phát triển lực học sinh, mơn Vật lí cấp THPT [5] Bernd Meier – Nguyễn Văn Cường (2016), Lí luận dạy học đại; Cơ sở đổi mục tiêu, nội dung phương pháp dạy học, NXB Đại học sư phạm [6] Khánh Dương – Quy trình chung việc sử dụng câu hỏi dạy học, Tạp chí giáo dục 2002 [7] Phạm Thị Phú – Nguyễn Đình Thước, Logic học dạy học Vật lí, Đại học Vinh, 2001 [8] Phạm Thị Phú – Đinh Xuân Khoa, Phương pháp luận nghiên cứu Vật lí, NXB Đại học Vinh, 2015 [9] Phạm Thị Phú – Nguyễn Đình Thước 2018, Phát triển lực người học dạy học Vật lí, NXB Đại Học Vinh [10] Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên) – Nguyễn Ngọc Hưng – Phạm Xuân Quế, Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng, NXB ĐHSP Hà Nội [11] Nguyễn Đình Thước – Phạm Thị Phú, 2018, Bài tập dạy học Vật lí, Đại học Vinh [12] Nguyễn Đình Thước, Phát triển tư HStrong dạy học Vật lí, Đại học Vinh 2007 (tài liệu dùng cho học viên cao học) [13] Lê Thanh Oai, Bản chất câu hỏi dạy học, Tạp chí Giáo Dục 2010 75 PHỤ LỤC Họ tên:………………………… Lớp: 10… KIỂM TRA TIẾT Mơn: Vật lí - 10 I Trắc nghiệm Câu 1: Đun nóng khối khí bình kín, phân tử khí sẽ: A có tốc độ bình lớn B dính lại với C nở lớn D xích lại gần Câu 2: Cho hình vẽ bên có đường đẳng tích ứng với trạng thái chất khí, ta có: A V1  V2 C V1  V2 B V1 V2 D V1 V2 Câu 3: 176 gam CO2 rắn, bay chiếm thể tích nhiệt độ 300K áp suất atm? A 24,6 lít B 49,2 lít C 9,85 lít D 246 lít Câu 4: Chất khó nén? A Chất rắn, chất lỏng B Chất khí, chất rắn C Chỉ có chất rấn D Chất khí, chất lỏng Câu 5: Quá trình đẳng nhiệt thể biểu thức nào? A P T = số B PV = số C P V = số D V T =hằng số Câu 6: Người ta điều chế H2 chứa vào bình lớn áp suất 1atm, nhiệt độ 200C Thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ thể tích 20l áp suất 25atm bao nhiêu? Xem nhiệt độ không đổi 76 A 600 lít B 400 lít C 500 lít D 700 lít Câu 7: Một khối khí tích 1m3, nhiệt độ 110C Để giảm khí cịn nửa áp suất thay đổi cần A giảm nhiệt độ đến -1310C B tăng nhiệt độ đến 220C C giảm nhiệt độ đến -110C D giảm nhiệt độ đến 5,40C Câu 8: Hai bình chứa khí thơng với nhau, có nhiệt độ khác nhau, mật độ phân tử khí hai bình so với thì: A bình lạnh có mật độ nhỏ B bình nóng có mật độ nhỏ C D tùy thuộc vào quan hệ thể tích hai bình II Tự luận: Câu 1: a Nén lượng khí đẳng nhiệt từ V1 = lít đến V2 = lít p tăng lên lượng 40kPa Hãy xác định p ban đầu khí trên? b Đun nóng đẳng áp khối khí lên đến 47o C thể tích khí tăng thêm thể tích khí lúc đầu Tìm nhiệt độ ban đầu khí Câu 2: Một lượng khí lí tưởng biến đổi trạng thái theo đồ thị hình vẽ Cho V2 = 6l, V3 = 3l a Nêu tên gọi trình b Tìm thơng số áp suất, nhiệt độ, thể tích cịn thiếu trạng thái c Vẽ lại đồ thị biểu diễn chu trình hệ trục POV, VOT 77 10 Đáp án vật lý 10 A A A B Câu 1: Câu C B B C a Gọi p1 p áp suất ứng với thể tích V1  lít thể tích V2  lít Theo định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt ta có: V1 p1 p1  p p  p   �   1,5 V2 p2 p1 p1 Áp suất ban đầu: p1  2p  2.40  80kPa b Gọi V1 ,T1; V2 ,T2 thể tích nhiệt độ trước sau đun V1 V2 VT  � T1  Theo định luật Gay-Luyt-xắc: T1 T2 V2 Với V2  V1  V1  1,1V1 ; T2  273  47  320o K 10 V 320 320 � T1    290,9o K � t1  290,9  273  17,9o C 1,1V1 1,1 Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 2: 0,25 0,25 0,25 a 1-2: q trình đẳng tích 2-3: q trình đẳng áp 3-1: trình đẳng nhiệt b �p1 � V1 Trạng thái 1: � � T1 � V = const �p2  3atm � V2  6l Trạng thái 2: � � T2  600 K � T = const p = const �p3  3atm � V3  6l Trạng thái 3: � � T3 � – trình đẳng áp: 78 0,25 V T 3.600 V2 V3   T3    300 K T2 T3 V2 – trình đẳng nhiệt: T1 = T3 = 300K – q trình đẳng tích: V1 = V2 = 6l p2 p1 p T 3.300   p1    1,5atm T2 T1 T2 600 0,5 0,5 c 0,5 0,5 79 Phụ lục 02 HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆP TẠI TRƯỜNG THPT CỬA LÒ 80 81 82 ... đề câu hỏi sử dụng câu hỏi theo định hướng phát triển tư HS dạy học vật lí trường THPT Về thực tiễn: Thiết kế tiến trình dạy học với câu hỏi định hướng phát triển tư dạy học chương ? ?Chất khí? ?? Vật. .. LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Hoat động nhận thức vật lí học sinh 1.1.1 Dạy học phát triển, vận dụng vào dạy học Vật. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ TUYẾT XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 THPT Chuyên ngành: Lý luận