Vận dụng tư tưởng của lý thuyết kiến tạo vào dạy học vật lý ở THPT (thể hiện qua chương động lực học vật rắn vật lý 12 ban KHTN) luận văn thạc sỹ giáo dục học

bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Vinh ------------------ Nguyễn thị hiền Vận dụng t tởng của lý thuyết kiến tạo vào dạy học vật lý ở thpt (Thể hiện qua chơng "Động lực học vật rắn" Vật lý 12 Ban KHTN) Chuyên ngành: lý luận và phơng pháp dạy học vật lý Mã số: 60.14.10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học Ngời hớng dẫn khoa học: PGS. TS. Mai văn trinh Vinh - 2011 M U 1 1. Lý do chọn đề tài Đất nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hoá (CNH )- Hiện đại hoá (HĐH) với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng Quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc CNH, HĐH và hội nhập quốc tế là con người, đòi hỏi người lao động phải có tính sáng tạo.Yêu cầu này dẫn tới sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học của ngành giáo dục và đào tạo. Sự phát triển của khoa học công nghệ, sự bùng nổ thông tin đang đặt ra cho ngành GD - ĐT những yêu cầu cao đối với các hoạt động trí tuệ của toàn xã hội. Nhà trường phải đào tạo ra những thế hệ con người mới lao động thông minh và sáng tạo. Để đạt được mục đích đó, đòi hỏi nhà trường phải: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp Giáo dục - 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, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh ."(NQ02/HNTW - khoá VIII, 1997). Do đó chương trình và SGK mới đựơc biên soạn và bắt đầu triển khai dạy học ở các trường phổ thông từ năm 2006-2007. Nội dung dạy học là kiến thức khoa học, là tư duy để chế biến kiến thức, là nhân cách để khắc phục khó khăn trên con đường chiếm lĩnh tri thức nên nhà giáo đồng thời phải là nhà khoa học. Người GV phải lựa chọn phương pháp, biện pháp để dạy và giáo dục cho từng đối tượng HS, những yêu cầu đó đòi hỏi người GV phải có lòng nhiệt tình và sự sáng tạo cao. Tuy nhiên ở các trường THPT hiện nay phương pháp dạy học của giáo viên không thay đổi nhiều hầu như vẫn mang tính chất áp đặt, học sinh chưa được tạo điều kiện để phát huy tính sáng tạo, chủ động trong hoạt động nhận thức. Một trong những nguyên nhân dẫn đến hạn chế trên là do giáo viên chưa 2 quan tâm đến những hiểu biết sẵn có, những quan niệm ban đầu của học sinh trong quá trình học tập. Chương “Động lực học vật rắn” là một chương được đưa vào chương trình vật lý THPT năm học 2006-2007. Nội dung kiến thức của chương gắn liền với các hiện tượng vật lý cụ thể trong cuộc sống như: chuyển động quay của các động cơ, cánh cửa quay quanh bản lề, bánh xe, kim đồng hồ, vận động viên nhảy cầu, trượt băng nghệ thuật .Khi học chương này học sinh rất hay gặp những quan niệm sai và hay nhầm lẫn với các kiến thức đã học ở chương “Động lực học chất đểm” vật lý lớp 10 Với mong muốn góp phần vào việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và để khắc phục phần nào hạn chế trên có thể vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông nên trong luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ tôi chọn đề tài : “Vận dụng lí thuyết kiến tạo vào dạy học chương §éng lùc học vật rắn lớp 12 ban KHTN ’’ . 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học một số nội dung của chương “Động lực học vật rắn” Vật lí 12- Ban KHTN nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh vừa chiếm lĩnh kiến thức một cách vững vàng, vừa có phương pháp tìm kiếm kiến thức một cách chủ động. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: + Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông. + Nội dung kiến thức chương “Động lực học vật rắn” Vật lý 12-Ban KHTN”. - Phạm vi nghiên cứu : + Dạy học chương “Động lực học vật rắn” Vật lý 12 –Ban KHTN nhờ vận 3 dụng tư tưởng của lý thuyết kiến tạo . 4. Giả thuyết khoa học của đề tài. Nếu tổ chức quá trình dạy học một số nội dung của chương “Động lực học vật rắn” Vật lý 12 –Ban KHTN khi vận dụng tiến trình dạy học kiến tạo một cách hợp lý thì sẽ phát huy được tính tích cực, tự lực trong hoạt động nhận thức và phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu. 5.1-Nghiên cứu những cơ sở của lý luận dạy học Vật lý 5.2-Nghiên cứu nội dung của lý thuyết kiến tạo. 5.3-Nghiên cứu nội dung chương “Động lực học vật rắn ” Vật lý 12 –Ban KHTN. 5.4-Tìm hiểu thực trạng dạy học ở trường THPT. 5.5-Soạn thảo giáo án dạy học chương “Động lực học vật rắn ” Vật lý 12 – Ban KHTN theo hướng vận dụng tiến trình dạy học kiến tạo đã đề xuất . 5.6-Thực nghiệm sư phạm, xử lý kết quả. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết : + Nghiên cứu cơ sở lý luận, các phương pháp dạy học nói chung. + Nghiên cứu phương pháp dạy học vận dụng lý thuyết kiến tạo. + Nghiên cứu các công trình xây dựng khác liên quan đến đề tài. - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. + Điều tra tình hình dạy học ở trường trung học phổ thông. + Dự giờ, quan sát hoạt động dạy học của học sinh và giáo viên. + Thực nghiệm sư phạm. - Phương pháp thống kê + Thống kê toán học, xử lý kết quả. 7. Cấu trúc luận văn. Luận văn gồm các phần sau đây: * Mở đầu : Giới thiệu đề tài nghiên cứu 4 * Nội dung gồm 3 chương : + Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc vận dụng tư tưởng của lí thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý . + Chương 2 : Vận dụng dạy học kiến tạo cho một số kiến thức trong chương “ §éng lùc học vật rắn ” Vật lý 12 –Ban KHTN. + Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 8. §ãng gãp cña ®Ò tµi - Góp phần làm rõ cơ sở lý luận vận dụng LTKT vào dạy học vật lý THPT - Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức theo tư tưởng LTKT trong chương “Động lực học vật rắn” vật lý 12 -Ban KHTN - Bước đầu cho thấy các tiến trình dạy học theo LTKT có tính khả thi, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường THPT NỘI DUNG CHƯƠNG I 5 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC VẬN DỤNG TƯ TƯỞNG LÍ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Lý thuyết kiến tạo trong hoạt động nhận thức và trong hoạt động học tập 1.1.1 Lý thuyết kiến tạo trong hoạt động nhận thức. Thực ra tư tưởng chính của LTKT đã được nhận thức luận Mác- Lênin khẳng định trong luận đề: Thế giới tự nhiên được tạo nên bởi vật chất, vật chất luôn vận động và tồn tại khách quan; Con người có thể phản ánh được sự tồn tại và vận động của vật chất trong tư duy và hành động của mình. Như vậy, con người phải kiến tạo nên hệ thống tri thức để phản ánh thực tại xung quanh mình. hệ thống tri thức đó càng phong phú thì thực tại càng được phản ánh một cách sâu sắc và đầy đủ hơn. Nếu con người chưa hiểu biết, chưa giải thích được một sự kiện nào đó là vì hệ thống tri thức đã được kiến tạo chưa đầy đủ. Lúc đó xuất hiện yêu cầu mở rộng hệ thống tri thức và điều này thúc đẩy con người hoạt động tiếp tục, không ngừng. Nhờ vậy con người ngày càng nhận thức được thực tại sâu sắc hơn. Nhận thức của con người ngày càng tiệm cận chân lý hơn. 1.1.2 Lý thuyết kiến tạo về hoạt động dạy học Lý thuyết kiến tạo (LTKT) về hoạt động nhận thức của con người ra đời vào khoảng năm 70 của thế kỷ XX, có nguồn gốc từ một quan điểm của Piaget về cấu trúc nhận thức lấy trung tâm từ các khái niệm “Đồng hoá và điều ứng” Theo Piaget đồng hóa là quá trình chủ thể (con người) tiếp nhận khách thể (một sự kiện từ bên ngoài tác động lên con người) và chủ thể xử lý khách thể này nhằm đạt một mục tiêu nào đó. Như vậy, đồng hóa giúp chủ thể tích lũy được những hiểu biết về môi trường vào kho tàng tri thức đã có trước đó của mình. 6 Điều ứng là quá trình chủ thể thích nghi với một sự kiện mới từ môi trường tác động vào và biến đổi nhận thức cũ đã có của mình sao cho phù hợp với bản chất của sự kiện tác động đó. Nhờ sự đồng hóa và điều ứng mà chủ thể tạo được sự cân bằng mới và quá trình đó cứ tiếp diễn làm cho nhận thức ngày càng phát triển. Như vậy, học tập là quá trình cá nhân đồng hóa và điều ứng, tiếp nhận thông tin từ môi trường, xử lý thông tin đó và thích ứng với môi trường. * Các nhà nghiên cứu đã mở rộng quan niệm trên cho lĩnh vực học tập và hình thành nên lí thuyết kiến tạo về học tập. Có nhiều cách trình bày khác nhau của nhiều tác giả, song nội dung chính của lý thuyết kiến tạo về học tập là như sau: Học tập là một quá trình tự xây dựng kiến thức một cách tích cực của người học bằng nỗ lực tư duy để vượt qua những khó khăn nhận thức. Những khó khăn nhận thức thường nảy sinh là do những quan niệm đã có của HS không phù hợp với kết quả quan sát mới. Để giải quyết được mâu thuẫn đó người học phải thay đổi những quan niệm không phù hợp và xây dựng quan niệm mới. Học tập có thể được tiến hành bằng cách dựa trên những kinh nghiệm có sẵn từ trước của người học, họ cần phải thiết lập những mối quan hệ giữa kinh nghiệm cũ và mới. Theo lí thuyết kiến tạo, kiến thức mới đặc biệt có ý nghĩa quan trọng đối với HS khi được HS xây dựng trong quá trình phá bỏ, thay đổi những quan niệm không phù hợp đã có. Trong cuộc sống có thể có những quan niệm phù hợp, hoặc không phù hợp với những tri thức đã được thừa nhận trong khoa học. Trong quá trình học tập HS phải thường quan tâm đến những thông tin có liên quan đến những kinh nghiệm đã có của bản thân. Những thông tin mới có thể mâu thuẫn với vốn kinh nghiệm đã có, đặc biệt tác động mạnh tạo nên nhu cầu nhận thức, thôi thúc họ chủ động xây dựng kiến thức mới. Bằng cách so sánh, đối chiếu, tìm mối quan hệ giữa những thông tin mới với những kinh nghiệm 7 đã có. Vì vậy lí thuyết kiến tạo coi quá trình học tập là quá trình biến đổi nhận thức (làm thay đổi, hoàn chỉnh hoặc phát triển trên cơ sở quan niệm đã có của HS). Cũng tương tự như “Khoa học đã được xây dựng dựa trên những sự khủng hoảng, những cuộc tranh luận căng thẳng giữa các cộng đồng”. Quá trình biến đổi nhận thức của HS cần phải diễn ra trong một môi trường thích hợp, trong đó sự tương tác xã hội đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình học tập của con người. Tóm lại, lí thuyết kiến tạo nhấn mạnh vai trò của các kinh nghiệm đã có của con người và sự tương tác giữa các kinh nghiệm này với môi trường trong quá trình học tập. 1.2. Một số luận điểm cơ bản của lí thuyết kiến tạo Người đầu tiên nghiên cứu để phát triển tư duy kiến tạo một cách rõ ràng và áp dụng vào dạy học là Piaget. Ông cho rằng: “Nền tảng cơ bản của việc học là khám phá” [8]. Trong các hoạt động độc lập, HS cần phải khám phá ra mối quan hệ giữa ý tưởng trong những tình huống chứa đựng các hoạt động gây hứng thú đối với họ, việc hiểu biết được xây dựng từ bước thông qua hoạt động với môi trường. Vygotsky cũng có ảnh hưởng rất nhiều đến lí thuyết kiến tạo, ông cho rằng HS phải tự kiến tạo hiểu biết của mình với thế giới xung quanh, chứ không chỉ chấp nhận và ghi nhớ những gì mà GV nói. Việc nghiên cứu và hoàn thiện lí thuyết kiến tạo dựa vào năm luận điểm sau đây: 1- Tri thức được kiến tạo một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếp thu một cách thụ động từ môi trường bên ngoài. Luận điểm này khẳng định vai trò quyết định của chủ thể trong quá trình học tập, nó hoàn toàn phù hợp với thực tiễn trong quá trình nhận thức. 2- Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗi người. Nhận thức không phải khám phá ra một thế giới mới mà chủ thể nhận thức chưa từng biết đến. 8 Luận điểm này nhằm trả lời câu hỏi “Nhận thức là gì?”. Theo đó nhận thức không phải là quá trình HS thụ động thu nhận những chân lí do người khác áp đặt, mà họ được đặt trong một môi trường có dụng ý sư phạm. Ở đó HS được khuyến khích vận dụng những kỹ năng đã có để thích nghi với những đòi hỏi của môi trường mới, từ đó hình thành nên tri thức mới. Như vậy luận điểm này hoàn toàn phù hợp với quy luật nhận thức của loài người. 3. Học là một quá trình mang tính xã hội trong đó HS dần tự hoà mình vào các hoạt động trí tuệ của những người xung quanh. Trong lớp học sinh không chỉ tham gia vào việc khám phá, mà còn tham gia vào cả quá trình xã hội bao gồm việc giải thích, trao đổi, đàm phán và đánh giá. 4. Những tri thức mới của mỗi cá nhân nhận được từ việc điều chỉnh lại thế giới quan của họ nhằm đáp ứng được những yêu cầu mà tự nhiên và thực trạng xã hội đặt ra. Luận điểm này định hướng cho việc dạy học theo quan điểm kiến tạo không chệch khỏi mục tiêu của giáo dục phổ thông, tránh tình trạng HS phát triển một cách tự do dẫn đến tri thức HS thu được trong quá trình học tập là quá trình lạc hậu, hoặc quá xa vời tri thức khoa học phổ thông, không phù hợp với lứa tuổi, không phù hợp với những đòi hỏi của thực tiễn. 5. HS đạt được tri thức theo chu trình: Tri thức đã có → Dự đoán → Kiểm nghiệm → Thích nghi → Tri thức mới Thất bại Đây có thể coi là chu trình học tập mang tính đặc thù của lí thuyết kiến tạo. Nó hoàn toàn khác với chu trình học tập mang tính thụ động ở đó tri thức được truyền một chiều từ GV đến HS. Chu trình trên phản ánh sự sáng tạo không ngừng và vai trò chủ động, tích cực của HS trong quá trình học tập; coi trọng quy trình kiến tạo tri thức đồng mức độ quan trọng như chính tri thức đó. Việc học một tri thức mới trước hết phải quan tâm đến các hoạt động của 9 HS, trên cơ sở đó thiết kế các hoạt động tổ chức, chỉ đạo của GV để giúp cho chu trình kiến tạo tri thức của HS được diễn ra một cách thuận lợi. Các luận điểm của lí thuyết kiến tạo đều nhấn mạnh đến các vấn đề sau: + Hoạt động: là nguồn gốc nảy sinh và phát triển của tri thức. Học là quá trình phát hiện và sáng tạo một cách tích cực của chủ thể nhận thức, không phải là sự tiếp thu một cách thụ động từ GV. + Nhận thức: là quá trình tổ chức lại thế giới quan của chính HS thông qua hoạt động trí tuệ và thể chất bởi vì xét về mặt bản chất, con người nhận thức thế giới thông qua các thao tác trí tuệ để giải quyết sự mất cân bằng giữa kiến thức, kĩ năng đã có với yêu cầu mới của môi trường làm việc nhằm thiết lập sự cân bằng mới. Tuy nhiên sự cân bằng mới vừa được thiết lập lại nhanh chóng tỏ ra mất cân bằng và tạo ra động lực mới cho sự phát triển. + Vai trò chủ động, tích cực của các cá nhân và sự tương tác giữa các cá nhân là những điều kiện quan trọng trong quy trình kiến tạo tri thức. HS phải là chủ thể hoạt động nhận thức, họ phải tự ý thức được nhu cầu, hứng thú của việc học, từ đó tích cực tìm hiểu tri thức mới, tích cực tạo ra các xung đột về mặt nhận thức làm động lực cho sự phát triển. Do vậy GV phải là người biết tạo ra các “Vùng phát triển gần nhất” cho HS. Điều này như một điều kiện đảm bảo cho các nhiệm vụ học tập đặt ra vừa đảm bảo tính vừa sức, tính phát triển, đồng thời kích thích nhu cầu và hứng thú của HS. + Học là quá trình mang tính xã hội, điều này thể hiện ở hai khía cạnh: * Học là một quá trình đáp ứng nhu cầu của xã hội, chứa đựng và chịu sự ảnh hưởng của các điều kiện chính trị, xã hội, kinh tế. * Vai trò của các môi trường tương tác xã hội trong quá trình nhận thức của HS, vì quá trình nhận thức không chỉ chịu sự tác động của tác nhân nhận thức mà còn chịu sự tác động của tác nhân văn hoá, xã hội, cảm xúc, ngôn ngữ. 1.3. Các loại kiến tạo trong dạy học 10 . Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc vận dụng tư tưởng của lí thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý . + Chương 2 : Vận dụng dạy học kiến tạo cho một số kiến. dụng LTKT vào dạy học vật lý THPT - Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức theo tư tưởng LTKT trong chương Động lực học vật rắn vật lý 12 -Ban KHTN