Hướng dẫn học sinh ôn tập kiến thức Chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học” - Vật lý 10 với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-------------------------------------

NGUYỄN XUÂN HÀ

HƯỚNG DẪN HỌC SINH ÔN TẬP

KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ

NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ

HỖ TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY

Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS.TRẦN ĐỨC VƯỢNG

THÁI NGUYÊN - 2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

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 này là trung thực và chưa từng công

bố trong bất kỳ một công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Hà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban

giám hiệu, Khoa sau đại học, Ban chủ nhiệm, các Thầy, Cô giáo khoa Vật lí

trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên và các Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy,

giúp đỡ trong suốt quá trình học tập.

Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các thầy, cô giáo tổ Vật lí trường

THPT Quang Trung, THPT Lê Quý Đôn, THPT Trần Hưng Đạo đã tạo điều kiện

thuận lợi trong suốt thời gian tôi thực hiện thực nghiệm sư phạm tại trường.

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Tiến sĩ Trần

Đức Vượng đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian nghiên cứu và

hoàn thành luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn tập thể lớp Cao học Vật lí khóa 19 đã giúp đỡ,

đóng góp nhiều ý kiến trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Cuối cùng tôi xin tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè, đồng

nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành luận văn này.

Thái nguyên, tháng 4 năm 2013

Tác giả

Nguyễn Xuân Hà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. ii

MỤC LỤC .................................................................................................................. iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... iv

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ........................................................ vi

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1

2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ...................................................................................... 3

3. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 4

4. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 4

5. Giả thiết khoa học .................................................................................................... 5

6. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................... 5

7. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 5

8. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 6

9. Đóng góp của đề tài .................................................................................................. 7

10. Cấu trúc luận văn .................................................................................................. 7

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG VỀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ TƯ

DUY TRONG VIỆC ÔN TẬP KIẾN THỨC CỦA HỌC SINH ................................. 8

1.1. Cơ sở lí luận ........................................................................................................... 8

1.1.1. Ôn tập ........................................................................................................... 8

1.1.1.1. Khái niệm ôn tập ..................................................................................... 8

1.1.1.2. Cách hình thức ôn tập ............................................................................ 8

1.1.1.3. Vai trò của việc ôn tập trong vật lí ....................................................... 10

1.1.2. Tư duy, sáng tạo ......................................................................................... 10

1.1.2.1. Khái niệm tư duy ................................................................................... 10

1.1.2.2. Năng lực sáng tạo ................................................................................. 17

1.1.2.3. Mối liên hệ giữa tư duy, sáng tạo với các phẩm chất trí tuệ khác ....... 19

1.1.2.4. Các biện pháp rèn luyện năng lực tư duy, sáng tạo cho HS trong dạy học 19

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.1.3. Bản đồ tư duy ............................................................................................ 21

1.1.3.1. Khái niệm và đặc điểm của BĐTD ....................................................... 21

1.1.3.2. Vai trò của BĐTD ................................................................................. 22

1.1.3.3. Cách đọc BĐTD .................................................................................... 24

1.1.3.4. Cách vẽ BĐTD ...................................................................................... 24

1.3.4.3. Quy tắc vẽ BĐTD .................................................................................. 26

1.1.3.5. Ứng dụng của BĐTD ............................................................................ 27

1.2. Thực trạng ........................................................................................................... 31

1.2.1. Thực trạng ôn tập kiến thức vật lý cho HS với sự hỗ trợ của BĐTD ở

trường THPT ........................................................................................................ 31

1.2.1.1. Về phía giáo viên .................................................................................. 31

1.2.1.2. Về phía học sinh ................................................................................... 33

1.2.1.3. Ứng dụng BĐTD trong dạy học, ôn tập Vật lý ..................................... 34

Kết luận chương I ...................................................................................................... 36

CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN HỌC SINH ÔN TẬP KIẾN THỨC CHƯƠNG

“CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” .................................... 37

2.1. Xây dựng tiến trình hướng dẫn HS ôn tập kiến thức với sự hỗ trợ của

BĐTD .......................................................................................................................... 37

2.1.1. Hướng dẫn và rèn luyện kỹ năng xây dựng BĐTD cho HS .................... 37

2.1.1.1. Một số biện pháp phát huy năng lực tư duy, sáng tạo của HS với sự hỗ

trợ của BĐTD .................................................................................................... 37

2.1.1.2. Một số lưu ý khi sử dụng BĐTD để hỗ trợ hoạt động nhận thức ......... 39

2.1.2. Hướng dẫn HS cách chuẩn bị một BĐTD ................................................ 39

2.1.2.1. Tư duy bằng hình ảnh và màu sắc ........................................................ 40

2.1.2.2. Ý chủ đạo .............................................................................................. 40

2.1.2.3. Giấy bút ................................................................................................ 41

2.1.3. Cơ sở hướng dẫn thực hành BĐTD .......................................................... 42

2.1.3.1. Phá bỏ những rào cản .......................................................................... 42

2.1.3.2. Củng cố ................................................................................................. 42

2.1.3.3. Chuẩn bị ............................................................................................... 43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.1.4. Những điều cần tránh khi lập BĐTD ....................................................... 44

2.1.5. Hướng dẫn HS sử dụng phần mền iMindMap trong việc vẽ các BĐTD

(Xem phụ lục 8) .................................................................................................... 45

2.2. Đặc điểm chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học” ............ 45

2.2.1. Chương trình sách giáo khoa Vật lý 10 - Cơ bản ..................................... 45

2.2.2. Vai trò, vị trí của chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học”

trong chương trình SGK Vật lý 10 ...................................................................... 47

2.2.2.1. Vị trí ...................................................................................................... 47

2.2.2.2. Vai trò các kiến thức “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học” 48

2.2.3. Nội dung kiến thức chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực

học” SGK vật lý 10 ............................................................................................... 49

2.3. Xây dựng tiến trình dạy học hướng dẫn HS ôn tập chương “Chất khí” và

“Cơ sở của nhiệt động lực học” với sự hỗ trợ của BĐTD ....................................... 50

2.3.1. Xây dựng tiến trình dạy học một bài học cụ thể với sự hỗ trợ của BĐTD ..... 50

2.3.1.1. Xây dựng kế hoạch bài học................................................................... 50

2.3.2. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài chương “Chất khí” và “Cơ sở

của nhiệt động lực học” với hỗ trợ của BĐTD ................................................... 52

2.3.3. Hướng dẫn HS ôn tập chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực

học” Vật lý 10 với sự hỗ trợ của BĐTD .............................................................. 59

2.3.3.1. Hướng dẫn HS sử dụng BĐTD tóm tắt nội dung kiến thức Vật lý ..... 59

2.3.3.2. Sử dụng BĐTD hướng dẫn HS ôn tập hệ thống hóa nội dung kiến thức

chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học”................................... 60

Kết luận chương II ..................................................................................................... 71

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 72

3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................. 72

3.1.1. Mục đích ..................................................................................................... 72

3.1.2. Nhiệm vụ ..................................................................................................... 72

3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm .................................................. 73

3.2.1. Đối tượng .................................................................................................... 73

3.2.2. Nội dung ..................................................................................................... 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................. 74

3.3.1. Căn cứ để đánh giá .................................................................................... 74

3.3.2. Cách đánh giá, xếp loại ............................................................................. 75

3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 75

3.4.1.Công tác chuẩn bị ....................................................................................... 75

3.5. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................. 76

3.5.1. Yêu cầu chung về xử lý kết quả TNSP ...................................................... 76

3.5.2. Kết quả TNSP ............................................................................................. 77

3.5.2.1. BĐTD hệ thống kiến thức chương “Chất khí” và “Cở sở nhiệt động

lực học” của học sinh ........................................................................................ 77

3.5.2.2. Kết quả về mức độ hứng thú và tính tích cực của học sinh .................. 84

3.5.2.3. Kết quả cụ thể của các bài kiểm tra ..................................................... 85

3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ........................................................ 94

KẾT LUẬN CHƯƠNG III ........................................................................................ 95

KẾT LUẬN ................................................................................................................. 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 98

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

BĐTD Bản đồ tư duy

ĐC Đối chứng

TN Thực nghiệm

HS Học sinh

GV Giáo viên

PPDH Phương pháp dạy học

THPT Trung học phổ thông

THCS Trung học cơ sở

SGK Sách giáo khoa

TNSP Thực nghiệm sư phạm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Mẫu thực nghiệm và đối chứng .......................................................... 73

Bảng 3.2. Kết quả kiểm tra lần 1 .......................................................................... 85

Bảng 3.3. Xếp loại kiểm tra số 1 ........................................................................... 85

Bảng 3.4. Phân phối tần suất bài kiểm tra số 1 ................................................. 86

Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra lần 2......................................................................... 88

Bảng 3.6. Xếp loại bài kiểm tra số 2 ................................................................... 88

Bảng 3.7. Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 2 ................................. 89

Bảng 3.8. Kết quả kiểm tra lần 3......................................................................... 91

Bảng 3.9. Xếp loại bài kiểm tra số 3 ................................................................... 91

Bảng 3.10. Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 3 ............................... 92

Bảng 3.11. Thống kê kết quả của 3 lần kiểm tra ............................................. 94

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Bản đồ tư duy ......................................................................................... 21

Hình 1.2. Minh họa kiến thức với BĐTD ........................................................... 23

Hình 1.3. Các cách vẽ BĐTD ................................................................................. 24

Hình1.4. Hình minh họa các bước vẽ BĐTD ..................................................... 26

Hình 1.5. Hình ảnh minh họa ................................................................................ 28

Hình 1.6. Hình ảnh minh họa............................................................................... 28

Hình 1.7. BĐTD tóm lược 5 tiêu chí của phong trào thi đua THTT, HSTC

...................................................................................................................................... 29

Hình 1.8. Ứng dụng của BĐTD dùng trong học tập ........................................ 29

Hình 1.9. Cấu trúc chương I biểu diện bằng BĐTD ........................................ 36

Hình 2.1. Tổng quát chương trình Vật lý 10 theo BĐTD ............................... 45

Hình 2.2. BĐTD hệ thống kiến thức bài Cấu tạo chất-Thuyết động học

phân tử chất khí ....................................................................................................... 53

Hình 2.3. BĐTD hệ thống kiến thức bài nội năng và sự biến thiên nội năng

.......................................................................................... Error! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3.1. Xếp loại bài kiểm tra số 1................................................................ 86

Đồ thị 3.1 Đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 1................................... 87

Biểu đồ 3.2 Xếp loại bài kiểm tra số 2 ................................................................. 89

Đồ thị 3.2 Đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 2................................... 90

Biểu đồ 3.3 Xếp loại bài kiểm tra số 3 ................................................................. 92

Đồ thị 3.3 Đường phân phối tần suất bài kiểm tra số 3 ................................. 93

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Công cuộc đổi mới của đất nước đã và đang đặt ra cho ngành Giáo dục và

Đào tạo nhiệm vụ to lớn và hết sức nặng nề đó là đào tạo nguồn nhân lực chất

lượng cao đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất

nước. Để thực hiện nhiệm vụ này, bên cạnh việc đổi mới mục tiêu, nội dung

chương trình và sách giáo khoa ở mọi bậc học, chúng ta đã quan tâm nhiều đến

việc đổi mới phương pháp dạy học. Từ các vị lãnh đạo Đảng, Nhà nước, lãnh

đạo các cấp của ngành Giáo dục và Đào tạo đến các nhà nghiên cứu, các nhà

giáo đều khẳng định vai trò quan trọng và sự cần thiết của việc đổi mới phương

pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện của nhà trường.

Điều này đã được thể chế hóa trong Luật Giáo dục: “Phương pháp giáo dục

phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học;

bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê

học tập và ý chí vươn lên” [12]

Một yêu cầu cấp thiết được đặt ra trong hoạt động giáo dục phổ thông là

phải đổi mới phương pháp dạy học, trong đó đổi mới phương pháp dạy học

môn Vật lý là một trong những vấn đề được quan tâm nhiều. Nhiệm vụ của

người giáo viên là mở rộng trí tuệ, hình thành năng lực, kỹ năng cho học sinh

chứ không phải làm đầy trí tuệ của các em bằng cách truyền thụ các tri thức đã

có. Việc mở rộng trí tuệ đòi hỏi giáo viên phải biết cách dạy cho học sinh tự

suy nghĩ, phát huy hết khả năng tư duy, năng lực của bản thân mình để giải

quyết vấn đề mà học sinh gặp phải trong quá trình học tập và trong cuộc sống.

Rèn luyện, bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh là một nhiệm vụ quan trọng

của nhà trường phổ thông, đặc biệt trong dạy học môn Vật lí.

Vấn đề đặt ra là đề xuất tìm ra những biện pháp cụ thể, dễ thực hiện và có

tính thực tiễn dạy học cao để giáo viên có thể giúp người học phát triển năng

lực tư duy sáng tạo để học và làm việc tốt hơn, đời sống được cải thiện hơn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2

Những năm gần đây, thuật ngữ BĐTD đã thu hút được nhiêu sự quan tâm của

các nhà giáo dục trong nước nghiên cứu và ứng dụng BĐTD vào dạy học.Tony

Buzan là cha đẻ của BĐTD ông là một trong số ít những người dành nhiều thời

gian nghiên cứu, tìm ra quy luật hoạt động của bộ não và làm việc theo quy luật

đó để đạt được những sự thành công đáng kinh ngạc. Ông đã xây dựng tên tuổi

của mình từ một ý tưởng về cơ bản rất đơn giản mà ông gọi là Bản đồ tư duy

(IMindMap) - công cụ hỗ trợ tư duy được mô tả là “Công cụ của bộ não” với

hơn 250 triệu người sử dụng trên thế giới. BĐTD công cụ giúp bạn làm chủ

cuộc sống: ghi nhớ, quản lý, sáng tạo, lập kế hoạch… và thành công. Tony

Buzan tin rằng chúng ta đang sống trong một vũ trụ bao la rộng lớn, nhưng trong

mỗi chúng ta cũng có một vụ trụ khác chưa được khai phá - bộ não. Đi sâu khám

phá “tiểu vũ trụ” này, chúng ta cũng sẽ thu được những điều vô cùng kỳ diệu về

tiềm năng không giới hạn của chúng ta như sự kỳ diệu của vũ trụ vậy.

Tại cấp THSC Bộ GDĐT đã có dự án ứng dụng BĐTD đổi mới phương

pháp dạy học một số bộ môn và đã thu được nhiều kết quả khả quan,nhiều GV

đã nghiên cứu ,ứng dụng BĐTD vào dạy học và đã đạt được những hiệu quả

nhất định trong việc phát huy tính tích cực,chủ động,phát huy tiềm năng trí tuệ

và năng lực tư duy sáng tạo của HS.

Trong dạy học Vật lý tại cấp THPT hiện nay,GV chỉ chú trọng hướng dẫn

giảng giải hết kiến thức trên lớp cho HS, ít đưa ra mối liên hệ logic về kiến

thức và cách nhìn tổng quát về những phần kiến thức đó dẫn đến HS ít được rèn

luyện các thao tác tư duy chỉ ghi nhớ kiến thức một cách rời rạc, máy móc và

không linh hoạt khi ghi nhớ và vận dụng kiến thức một cách tổng thể. Với cách

dạy và học như hiện nay chưa phát huy hết được tiềm năng của bộ não, HS vẫn

quen với lối ghi thụ động dẫn đến mất khả năng tập trung, tốn thời gian và

không kích thích não sáng tạo. Với thực tế đó ,nhiệm vụ đặt ra cho người GV là

phải đổi mới phương pháp dạy học, giúp cho HS phát huy năng lực tư duy

sáng tạo để giải quyết vấn đề học tập, ôn tập thông qua các nội dung, hoạt động

dạy học Vật lý.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3

Trong dạy học Vật lí hướng dẫn học sinh ôn tập kiến thức thông qua sự hỗ

trợ của BĐTD là một biện pháp quan trọng góp phần phát triển tư duy, rèn

luyện các kỹ năng học bài và ghi nhớ kiến thức, qua đó phát huy tính tích cực

hoạt động nhận thức, phát triển khả năng tư duy của HS trong dạy học môn Vật

lý. Xuất phát từ những lý do trên, tác giả đã chọn vấn đề nghiên cứu: Hướng

dẫn học sinh ôn tập kiến thức Chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động

lực học” - Vật lý 10 với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy làm đề tài luận văn thạc

sĩ của mình.

2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề

Qua quá trình tìm hiểu những thông tin khoa học có liên quan đến lĩnh

vực nghiên cứu của đề tài, tôi nhận thấy.

Về vấn đề phát huy năng lực tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học Vật lí

ở trường THPT, đây không phải là vấn đề mới đã có rất nhiều luận văn nghiên

cứu. Nhin chung, các tác giả đã hệ thống khá đầy đủ cơ sở lý luận ôn tập, hệ

thống hóa kiến thức, đã chỉ ra được một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả

dạy học qua việc phát huy năng lực tư duy, sáng tạo cho HS.

Về vấn đề ứng dụng bản đồ tư duy (BĐTD) trong dạy học, ôn tập. Đây là

vấn đề mới được chú ý vào năm 2006 khi dự án “Ứng dụng công cụ phát triển

tư duy - SĐTD” của nhóm tư duy mới (New Thinking Group - NTG) thuộc Đại

học quốc gia Hà Nội triển khai thực hiện.

Từ năm 2006, Dự án phát triển giáo dục THSC II (Bộ GD & ĐT) và

Viện KHGD đã triển khai nghiên cứu, dạy thực nghiệm thành công thiết kế

BĐTD trong dạy học một số bộ môn ở các trường THCS trên toàn quốc[25] .

Hiện nay việc ứng dụng BĐTD trong dạy học ở các trường THPT mới được

triển khai .

Đối với môn Vật lí, việc sử dụng BĐTD vào quá trình dạy học đã có một

số tác giả nghiên cứu như: Phạm Công Thám với đề tài “Tổ chức hoạt động dạy

học với sự hỗ trợ của MM chương dòng điện trong các môi trường Vật lý 11

nâng cao”, Lê Thị Kiều Oanh với đề tài “Nghiên cứu tổ chức hoạt động nhận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn