Sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương động học chất điểm - vật lí 10.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐỖ THỊ HẰNG

SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐỖ THỊ HẰNG

SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10

Chuyên ngành: QUẢN LÝ GIÁO DỤC

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGÔ DIỆU NGA

HÀ NỘI - 2015

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự

của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lí thuyết, nghiên cứu khảo sát

tình hình thực tiễn và tiến hành thực nghiệm tại trường THPT Lê Hoàn, huyện

Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Ngô Diệu Nga.

Các số liệu, kết quả thực nghiệm trong luận văn là trung thực và chưa từng được

công bố trong bất kì một công trình nào khác.

Tác giả

Đỗ Thị Hằng

ii

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng Sau đại học, cùng toàn thể

quí thầy cô trong khoa Vật lí trường đại học Giáo dục đại học Quốc Gia Hà Nội và

thầy cô thỉnh giảng đã nhiệt tình giảng dạy giúp tác giả thu nhận được những kiến

thức quý báu trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc, chân thành đến Cô TS. Ngô Diệu Nga – giáo

viên hướng dẫn trực tiếp – người đã tận tình giúp đỡ và chỉ dẫn, định hướng cho tác

giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luận văn.

Tác giả gửi lời cảm ơn các Thầy cô, các anh chị đồng nghiệp và bạn bè đã giúp đỡ

tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Sau cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe và hạnh phúc đến gia đình, thầy cô, bạn bè.

Xin cảm ơn!

Hà Nội, ngày 06 tháng 11 năm 2015

Đỗ Thị Hằng

iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt

BĐKN

DH

ĐC

GV

HS

SGK

TN

THPT

Viết đầy đủ

Bản đồ khái niệm

Dạy học

Đối chứng

Giáo viên

Học sinh

Sách giáo khoa

Thực nghiệm

Trung học phổ thông

iv

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Kết quả điều tra về sử dụng phương pháp dạy học chương “Động học chất điểm- Vật lí

10” của GV. ..................................................................................................................................... 29

Bảng 1.2.Kết quả điều tra quan niệm của GV về việc rèn luyện HS sử dụng BĐKN trong lĩnh hội

kiến thức và hệ thống hóa kiến thức................................................................................................ 29

Bảng 1.3. Kết quả điều tra về kĩ năng hệ thống hóa khái niệm của HS theo ý kiến của GV........... 30

Bảng 1.4.Kết quả điều tra về phương pháp học chương “Động học chất điểm- Vật lí 10” của HS. 30

Bảng 2.1. Bảng mục tiêu và cấp độ nhận thức chương Động học chất điểm- Vật lí 10 .................. 51

Bảng 3.2. Thống kê số điểm kiểm tra sau khi TNSP của các lớp TN và lớp ĐC .......................... 102

Bảng 3.3. Bảng tần suất và tần suất tích lũy.................................................................................. 102

Bảng 3.4. Các tham số đặc trưng ................................................................................................... 103

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. BĐKN miêu tả cấu trúc của BĐKN ................................................................................. 16

Hình1.2. Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động ................................................... 19

Hình 1.3.Các bước xây dựng một BĐKN........................................................................................ 23

Hình 1.4. Các dạng bản đồ khái niệm................................................................................................ 1

Hình 2.1. Mô tả độ dời trong chuyển động thẳng. ............................................................................. 1

Hình 2.2. Đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng đều . ................................................ 1

Hình 2.3. Đồ thị vận tốc theo thời gian chủa chuyển động thẳng đều............................................... 1

Hình 2.4.Đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều .................................... 1

d. Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều. ............................................................................. 1

Hình 2.5. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương Động học chất điểm- Vật lí 10.................................... 41

Hình 2.8. Bản đồ khuyết “ Các đại lượng đặc trưng của chuyển động chất điểm” ......................... 63

Hình 2.9: BĐKN dạng khuyết của“ Chuyển động thẳng đều” ........................................................ 69

Hình 2.10: BĐKN hoàn chỉnh của“ Chuyển động thẳng đều”. ....................................................... 70

Hình 2.11: BĐKN dạng khuyết của chuyển động thẳng biến đổi đều ............................................ 75

Hình 2.11: BĐKNhoàn chỉnh của chuyển động thẳng biến đổi đề................................................. 76

Hình 2.13. BĐKN dạng câm của chuyển động tròn đều ................................................................. 82

Hình 2.14. BĐKN dạng hoàn chỉnh của “ Chuyển dộng tròn đều”................................................. 83

Hình 3.2. Phân bố điểm theo 11 bậc lớp TN và lớp ĐC................................................................. 103

vi

MỤC LỤC

Lời cam đoan. ……………………………………………………………………….i

Lời cảm ơn…………………………………………………………………………..ii

Danh mục các chữ viết tắt…………………………………………………………iiii

Danh mục bảng ……………………………………………………………………vi

Danh mục hình ……………………………………………………………………vii

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

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ

SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHỔ THÔNG

1.1. Quan niệm hiện đại về dạy học ………………………………………… …5

1.1.1. Mục tiêu dạy học trong giai đoạn hiện nay ……………………………… …5

1.2. Cơ sở của việc dạy học Vật lí theo hướng phát huy tinh tích cực, tự lực của học

sinh ………………………………………………………………………………….8

1.2.1. Phát huy tính tích cực hoạt động học tập vật lí của học sinh ..……………….8

1.2.2. Phát huy tính tự lực hoạt động học tập vật lí của học sinh …………………13

1.3. Bản đồ khái niệm (BĐKN) …………………………………………………..15

1.3.1. Bản đồ khái niệm là gì? ……………………………………………………15

1.3.2. Một số đặc điểm cơ bản của Bản đồ khái niệm …………………………….16

1.3.3. Lịch sử nghiên cứu bản đồ khái niệm ………………………………………17

1.3.4. Cơ sở tâm lí học của BĐKN ………………………………………………..18

1.3.5. Cơ sở nhận thức bản đồ khái niệm ………………………………………….21

1.3.6. Chức năng của bản đồ khái niệm …………………………………………..21

1.3.7. Quy trình xây dựng và quy chuẩn đánh giá BĐKN ……………………… 22

1.3.8. So sánh Grap, bản đồ tư duy, Bản đồ khái niệm ……………………………24

1.4. Quy trình sử dụng BĐKN trong các khâu của quá trình dạy học vật lí ……..25

1.4.1. Vai trò của bản đồ khái niệm trong dạy học ………………………………25

1.4.2. Các dạng bản đồ khái niệm ………………………………………………..26

1.4.3. Các cách sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học ……………………….27

1.5. Thực trạng dạy học chương “ Động học chất điểm- Vật lí 10” ở một số trường

THPT tỉnh Hà Nam ………………………………………………………………..28

1.5.1. Phương pháp dạy học chương Động học chất điểm của giáo viên …………29

1.5.2. Thực trạng hocj chương “ Động học chất điểm- Vật lí 10” của HS ….30

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 …………………………………………………………33

vii

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10 …………………………31.

2.1. Nội dung kiến thức khoa học về chương Động học chất điểm ………………31

2.1.1. Các khái niệm trong chương Động học chất điểm ………………………….31

2.1.2. Đặc điểm của các chuyển động có quy luật của chất điểm : Chuyển động

thẳng đều, thẳng biến đổi đều, rơi tự do và chuyển động tròn đều ………………..34

2.1.3. Cấu trúc nội dung chương “ Động học chất điểm- Vật lí 10” ………………38

2.1.4. Mục tiêu dạy học chương “ Động học chất điểm- Vật lí 10” ………………40

2.2. Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng BĐKN …………………………50

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 …………………………………………………………93

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ………………………………………94

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ………………………………………………94

3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm …………………………………………….94

3.3. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ……………………………………………..95

3.4. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm …………………………………95

3.4.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm ở lớp thực nghiệm …………….96

3.4.2. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm ở lớp đối chứng ………………103

3.4.3. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phương pháp thống kê

toán học …………… ……………………………………………………………104

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3… .……………………………………………………..108

KẾT LUẬN CHUNG……………………………………………………………109

TÀI LIỆU THAM KHẢO …...…………………………………………………110

PHỤ LỤC ………………..……………………………………………………….111

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Làm thế nào để học sinh có thể hứng thú trong học tập, có thể nắm vững kiến

thức một cách nhanh chóng?

Bằng cách nào rèn luyện được nếp tư duy sáng tạo cho học sinh trong học tập,

tự tin trình bày bài thuyết trình, có khả năng làm việc nhóm một cách hiệu quả và

đặc biệt sử dụng những kỹ năng ấy vào cuộc sống hiện tại và trong tương lai?

Ngày nay học tập chăm chỉ cũng chưa phải là một giải pháp tối ưu mà sẽ là ta

học được gì trong quá trình học tập, ta tạo ra giá trị gì, tạo ra sản phẩm gì từ kiến

thức được học.

Để nâng cao chất lượng giảng dạy, phục vụ sự nghiệp phát triển của đất nước,

trong mấy năm qua, ngành GD & ĐT đã kiên trì phát động cuộc vận động đổi mới

phương pháp nâng cao tính tích cực, sáng tạo của người học trong quá trình dạy

học.

Qua chỉ thị 15/CT của Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng chỉ rõ: “Đổi mới phương

pháp giảng dạy và học tập trong trường sư phạm nhằm tích cực hoá hoạt động học

tập, phát huy tính chủ động, sáng tạo và năng lực tự học, tự nghiên cứu của học

sinh. Thầy giáo giữ vai trò chủ đạo trong việc tổ chức, điều khiển, định hướng quá

trình dạy học, còn học sinh giữ vai trò chủ động trong quá trình học tập và tham gia

nghiên cứu khoa học”. Để dạy và học theo hướng tích cực cần: Giảm diễn giảng

thông báo, tăng cường diễn giảng nêu vấn đề, nâng cao chất lượng thực hành trong

phòng thí nghiệm, tăng cường các bài tập nghiên cứu khoa học Vật lí, giải quyết các

tình huống có vấn đề, tăng thời gian tự học, kết hợp với sử dụng công nghệ thông

tin trong giảng dạy. Muốn vậy, mỗi giáo viên cần chú trọng dạy cho học sinh cách

học và tự học

Có nhiều phương pháp dạy học được áp dụng rộng rãi, tuy nhiên hầu như

những phương pháp dạy học hiện nay phần lớn là làm chức năng truyền thụ kiến

thức cho học sinh hơn là rèn luyện cho học sinh những kỹ năng sống và làm việc

cần thiết trong hiện tại và tương lai.

Vật lí là khoa học về tính chất và các định luật chung nhất của chuyển động vật

chất, là kho vô tận các kiến thức của con người về tự nhiên. Trong khi môn Vật lí

trong chương trình dạy học ở các trường phổ thông chỉ thể hiện một phần không lớn

lắm những kiến thức này. Vì vậy trong phương pháp dạy học Vật lí cần thiết phải

2

thực hiện nguyên tắc lựa chọn kiến thức, xây dựng nội dung dạy học phù hợp với

các lứa tuổi khác nhau sao cho những nội dung đó tạo thành một hệ thống các kiến

thức Vật lí, cho học sinh khái niệm về Vật lí học hiện đại, đồng thời tạo cơ sở để

phát triển tư duy học sinh, hình thành ở học sinh thế giới quan khoa học, hình thành

ở họ khả năng sáng tạo, kĩ năng và thói quen cần thiết và quan trọng cho hoạt động

thực tiễn hàng ngày và học tập tiếp theo. Việc lựa chọn

Bản đồ khái niệm (BĐKN) là công cụ để khám phá vốn khái niệm và mối quan hệ

giữa các khái niệm của học sinh trước và sau khi học. BĐKN được xem như một

công cụ phân tích dữ liệu có tính đơn giản và chính xác cao, rất có ích trong việc

xây dựng bản tóm tắt về những tri thức, nhận ra quan niệm sai lầm, chỉ ra lỗ hổng

trong kiến thức, đề xuất ý tưởng, đánh giá học tập của học sinh.

Trong các môn tự nhiên nói chung và môn Vật lí nói riêng , kiến thức cơ bản nhất là

hệ thống các khái niệm, các định luật liên hệ chặt chẽ với nhau được hình thành và

phát triển theo một trật tự logic. Việc phân loại sắp xếp các khái niệm Vật lí thành

một hệ thống rất quan trọng. Đối với khối lượng khái niệm rất lớn nếu lĩnh hội

không có hệ thống không thể nắm vững, nhớ lâu và vận dụng được.

Chương “ Động học chất điểm” là chương mở đầu cho chương trình Vật lí

THPT chương có nhiều khái niệm mới, trừu tượng, mối liên hệ giữa các khái niệm

hiểu sao cho thấu đáo là một việc rất cần cho việc học ở các chương tiếp theo của

chương trình. Sử dụng bản đồ khái niệm giúp học sinh nắm vững kiến thức, có một

cái nhìn tổng quát, sáng tạo và hình thành, rèn luyện kĩ năng sử dụng Bản đồ khai

niệm trong học tập Vật lí ngay từ chương đầu tiên của chương trình phổ thông.

Vì những lí do ở trên tôi chọn đề tài:

“ Sử dụng Bản đồ khái niệm trong dạy học chương Động học chất điểm- Vật lí

10”

2. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng BĐKN và sử dụng BĐKN để thiết kế tiến trình dạy học

chương “ Động học chất điểm-Vật lí 10” nhằm nâng cao hiệu quả học tập và phát

huy tính tích cực, tự chủ của học sinh.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận BĐKN và dạy học tích cực

- Nghiên cứu kiến thức chương “ Động học chất điểm” - Vật lí 10

3

- Tìm hiểu hiện trạng dạy học chương “ Động học chất điểm” - Vật lí 10 ở một số

trường THPT huyện Thanh Liêm-Hà Nam.

- Xây dựng BĐKN thiết kế phương án dạy học chương “ Động học chất điểm” -

Vật lí 10

- Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thiết khoa học đã đề ra

4. Đối tượng nghiên cứu, khách thể nghiên cứu, đối tượng khảo sát.

a. Đối tượng nghiên cứu

- Nội dung kiến thức chương “ Động học chất điểm” - Vật lí 10

- Cơ sở lí luận về BĐKN và sử dụng BĐKN trong dạy học.

b. Khách thể nghiên cứu

Học sinh lớp 10 A3 và 10 A5 trường THPT LÊ HOÀN huyện Thanh Liêm tỉnh

Hà Nam.

c. Phạm vi nghiên cứu

- Sử dụng BĐKN dạy học chương “ Động học chất điểm” - Vật lí 10

- Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT LÊ HOÀN huyện Thanh Liêm tỉnh Hà

Nam.

5. Phương pháp nghiên cứu

5.1 .Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.

- Nghiên cứu văn kiện của Đảng về đổi mới nội dung, chương trình, phương

pháp dạy và học.

- Nghiên cứu tài liệu về giáo dục học và PPDH môn Vật lý

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của Bản đồ khái niệm

- Nghiên cứu chương “Động học chất điểm”.

5.2. Phương pháp thực nghiệm.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm về “ Xây dựng và vận dụng Bản đồ khái

niệm” chương “ Động học chất điểm”.

5.3 . Phương pháp điều tra và phỏng vấn sâu.

Thực hiện ngay sau các tiết dạy, nhằm xem xét quan điểm người học có thấy

hiệu quả hơn so với phương pháp giảng dạy thông thường hay không.

5.4. Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu.

- Phân tích và tổng hợp các ý kiến đánh giá, nhằm đưa ra tính hiệu quả của

việc áp dụng đó vào dạy học vật lý ở trường THPT.