Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chương " điện học" vật lý 7 nhằm phát triển tư duy Vật lí cho chọc sinh Trung học cơ sở miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM 

NGUYỄN NGỌC ANH

SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 7

NHẰM PHÁT TRIỂN TƢ DUY VẬT LÍ

CHO HỌC SINH THCS MIỀN NÚI

Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Vật lí

Mã số: 60 14 0111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI

Thái Nguyên, năm 2014

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

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Khải,

ngƣời thầy đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, lãnh đạo các phòng chức

năng, các bộ môn khoa học tự nhiên và khoa học xã hội cùng các đồng nghiệp

trƣờng THCS Lƣơng Ngọc Quyến đã quan tâm, tạo mọi điều kiện thuận lợi

cho em trong suốt quá trình học tập cao học để đạt kết quả tốt nhất.

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa sau Đại học, khoa Vật

lí trƣờng ĐHSP – ĐHTN đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong

suốt quá trình học tập và làm luận văn.

Em xin cảm ơn các thầy cô trong hội đồng duyệt và chấm luận văn cao

học Vật lí K20B đã quan tâm và chỉ bảo tận tình chúng em trong suốt quá

trình từ khi viết đề cƣơng luận văn cho đến khi hoàn thành luận văn và bảo vệ.

Em xin chân thành cảm ơn các trƣờng THCS và các giáo viên đã cộng

tác dạy thực nghiệm, các đồng chí lãnh đạo cùng các thầy cô giáo trong tổ bộ

môn Vật lí ở các trƣờng thực nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong

suốt quá trình thực nghiệm.

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014

Tác giả

Nguyễn Ngọc Anh

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực chƣa từng đƣợc công bố

trong một công trình khoa học nào khác.

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Anh

XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI

HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Văn Khải

XÁC NHẬN CỦA KHOA VẬT LÍ

Trƣởng khoa

ThS. Lê Bá Tứ

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

i

MỤC LỤC

Trang bìa phụ .......................................................................................................

Lời cảm ơn ...........................................................................................................

Lời cam đoan........................................................................................................

Mục lục................................................................................................................i

Danh mục hình, bảng biểu sơ đồ........................................................................v

Danh mục từ viết tắt..........................................................................................vi

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

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI...................6

1.1 Tổng quan về các vấn đề cần nghiên cứu. ...................................................6

1.2. Vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh miền núi. ..............................8

1.2.1 Khái niệm về tƣ duy Vật lí........................................................................8

1.2.1.1 Khái niệm về tƣ duy .............................................................................8

1.2.1.2 Đặc điểm của quá trình tƣ duy ..............................................................9

1.2.1.3 Tƣ duy Vật lí ......................................................................................12

1.2.2 Đặc điểm tƣ duy Vật lí của HS miền núi. ..............................................15

1.2.3 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí cho HS THCS miền núi............19

1.2.3.1 Khái niệm phát triển tƣ duy ................................................................19

1.2.3.2 Sự cần thiết phải phát triển tƣ duy ......................................................19

1.2.3.3 Rèn luyện các thao tác tƣ duy .............................................................21

1.2.3.4 Các biện pháp phát triển tƣ duy Vật lí ................................................25

1.3. Sử dụng phối hợp thí nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy

phần điện học ..................................................................................................31

1.3.1 Thí nghiệm với vấn đề phát triển tƣ duy Vật lí.......................................31

1.3.1.1 Khái niệm về thí nghiệm Vật lí...........................................................31

1.3.1.2 Các vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí. ................................32

1.3.1.3 Sự cần thiết của thí nghiệm trong dạy học Vật lí................................36

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

ii

1.3.1.4 Những khó khăn và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm trong dạy

phần điện học . ................................................................................................38

1.3.2 Các phƣơng tiện CNTT..........................................................................39

1.3.2.1 Phƣơng tiện dạy học ............................................................................39

1.3.2.2 Phƣơng tiện CNTT...............................................................................42

1.3.2.3 Các phƣơng tiện CNTT dùng trong dạy học Vật lí..............................42

1.3.2.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phƣơng tiện CNTT ................................47

1.3.3 Biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT

trong dạy học phần điện học. ...........................................................................47

1.3.3.1 Các căn cứ lý luận và thực tiễn lựa chọn phối hợp sử dụng thí

nghiệm và phƣơng tiện CNTT trong dạy học ..................................................48

1.3.3.2 Các biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phƣơng tiện

CNTT trong dạy học Vật lí. .............................................................................53

1.4. Nghiên cứu thực trạng dạy học phần điện học .........................................54

1.4.1 Mục đích điều tra. ..................................................................................55

1.4.2 Phƣơng pháp điều tra, tìm hiểu. .............................................................55

1.4.3 Kết quả điều tra. .....................................................................................55

KẾT LUẬN CHƢƠNG I .................................................................................60

CHƢƠNG II: SỬ DỤNG PHỐI HỢP THÍ NGHIỆM VÀ CÔNG NGHỆ

THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÍ 7.................61

2.1. Đặc điểm của chƣơng điện học ................................................................61

2.1.1 Đặc điểm và nhiệm vụ của chƣơng điện học Vật lí 7 ............................61

2.1.2 Cấu trúc và chuẩn kiến thức kĩ năng của chƣơng điện học Vật lí 7. .....64

2.1.3 Lựa chọn kiến thức để phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng

tiện CNTT vào dạy học. ...................................................................................66

2.2 Sự hỗ trợ của các phƣơng tiện CNTT trong dạy học chƣơng điện học

Vật lí 7..............................................................................................................68

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

iii

2.3 Sử dụng phối hợp thí nghiệm và phƣơng tiện CNTT để tổ chức dạy

học một số kiến thức điện học Vật lí 7 ............................................................71

2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài trong chƣơng điện học Vật lí 7. .......74

2.4.1 Xác định mục tiêu bài dạy.......................................................................74

2.4.2 Xác định phƣơng tiện dạy học, phƣơng pháp dạy học ...........................75

2.4.3 Phân loại và lựa chọn kiến thức phù hợp với PPDH. .............................78

2.4.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh...........78

2.4.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh...........79

2.4.5 Xác định các hình thức củng cố và vận dụng kiến thức. ........................84

2.5.1 Xác định mục tiêu bài dạy.......................................................................86

2.5.2 Xác định phƣơng tiện dạy học, phƣơng pháp dạy học ...........................86

2.5.3 Phân loại và lựa chọn kiến thức phù hợp với PPDH ..............................87

2.5.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh...........87

2.5.4 Thiết kế các hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh...........88

2.5.5 Xác định các hình thức củng cố và vận dụng kiến thức .........................94

KẾT LUẬN CHƢƠNG II.................................................................................97

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM.............................................98

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm .....................................98

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm. ......................................................98

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm......................................................98

3.2. Đối tƣợng và nội dung của thực nghiệm sƣ phạm. ...................................98

3.2.1 Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm. .....................................................98

3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm. ............................................................99

3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm.......................................................100

3.2.1. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm. .......................................................100

3.2.2. Quan sát giờ học..................................................................................100

3.2.3. Bài kiểm tra. ........................................................................................101

3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm. ...............................................................103

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

iv

3.4.1. Nhận xét về tiến trình học tập của lớp thực nghiệm. ...........................103

3.4.2 Xử lý kết quả của bài kiểm tra. .............................................................104

3.4.2.1. Các kết quả về mặt định tính của việc phát triển tƣ duy Vật lí

cho HS............................................................................................................104

3.4.2.2. Kết quả định lƣợng............................................................................106

KẾT LUẬN CHƢƠNG III.............................................................................113

PHẦN KẾT LUẬN.......................................................................................114

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................116

Phụ lục 1: Phiếu phỏng vấn học sinh .............................................................118

Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn giáo viên Vật lý THCS......................................119

Phụ lục 3: Bài kiểm tra thực nghiệm số 1 ......................................................121

Phụ lục 4: Bài kiểm tra thực nghiệm số 2 ......................................................123

Phụ lục 5: Các hình ảnh thực nghiệm sƣ phạm..............................................125

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

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Khả năng của các PPDH trong thực hiện các mục tiêu dạy học..... 49

Bảng 1.2: Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ............................... 57

Bảng 1.3: Việc sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí....................................... 57

Bảng 1.4: Lý do GV ít sử dụng CNTT trong dạy học Vật lí........................... 57

Bảng 3.1: Số lƣợng, chất lƣợng học tập của các nhóm TNg và nhóm ĐC... 100

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1................................................................... 107

Bảng 3.3: Xếp loại học tập lần 1 ................................................................... 107

Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lần 1....................................................... 108

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2................................................................... 109

Bảng 3.6: Xếp loại học tập lần 2 ................................................................... 110

Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất lần 2....................................................... 111

Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra ................... 112

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

vi

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ

Hình 1.1: Tóm tắt quá trình tƣ duy ..............................................................13

Hình 1.2: Đặc tính của tƣ duy ......................................................................... 14

Hình 1.3: Định hƣớng phƣơng pháp nghiên cứu dạy học............................... 36

Hình ảnh thí nghiệm sự nhiễm điện do cọ xát xây dựng bằng phần mềm

Crocodile Physics 605 .................................................................... 80

Hình ảnh thí nghiệm của bài hai loại điện tích xây dựng bằng phần mềm

Crocodile Physics 605 .................................................................... 86

Biểu đồ 3.1: xếp loại học tập lần 1................................................................ 108

Biểu đồ 3.2: Xếp loại học tập lần 2............................................................... 110

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ tỷ lệ lƣu giữ thông tin trong trí nhớ học sinh ...................... 50

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khái quát kiến thức chƣơng “Điện học” .............................. 65

Sơ đồ 2.2. Quy trình thiết kế DH có sử dụng phối hợp TN và CNTT............ 66

Sơ đồ 2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức bài “Sự nhiễm điện do cọ xát”...... 78

Sơ đồ 2.4. Tiến trình xây dựng kiến thức bài “Hai loại điện tích” ................. 87

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

vii

DANH MỤC TỪ - CỤM TỪ VIẾT TẮT

Thí nghiệm ..................................................................................................TN

Đối chứng.....................................................................................................ĐC

Công nghệ thông tin ..................................................................................CNTT

Phƣơng pháp dạy học ................................................................................PPDH

Sách giáo khoa ............................................................................................SGK

Giáo viên ......................................................................................................GV

Trung học cơ sở.........................................................................................THCS

Phần mềm dạy học ...................................................................................PMDH

Máy vi tính ................................................................................................. MVT

Phƣơng tiện dạy học..................................................................................PTDH

Học sinh........................................................................................................HS

Thực nghiệm sƣ phạm............................................................................... TNSP

Thực nghiệm ...............................................................................................TNg

1

MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài

Phƣơng pháp dạy học là một trong những yếu tố quan trong nhất của quá

trình dạy học. Cùng một nội dung nhƣng học sinh học tập có hứng thú, có

tích cực hay không? Có để lại những dấu ấn sâu sắc và khơi dậy những tình

cảm lành mạnh trong tâm hồn các em hay không?...Phần lớn phụ thuộc vào

phƣơng pháp giảng dạy của ngƣời thầy.

Định hƣớng chung về đổi mới phƣơng pháp dạy học là phát huy tính tích

cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, tự học, kỹ năng vận dụng vào thực tiễn, phù

hợp với đặc điểm của từng lớp học; môn học, tác động đến tình cảm, đem lại

niềm vui, tạo đƣợc hứng thú học tập cho học sinh, tận dụng đƣợc công nghệ

mới nhất; khắc phục lối dạy truyền thống truyền thụ một chiều các kiến thức

có sẵn. Rất cần phát huy cao năng lực tự học, học suốt đời trong thời đại bùng

nổ công nghệ thông tin. Tăng cƣờng học tập cá thể phối hợp với hợp tác. Định

hƣớng vào ngƣời học đƣợc coi là quan điểm định hƣớng chung trong đổi mới

phƣơng pháp dạy học. Kết hợp giữa việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có

hiệu quả các phƣơng pháp dạy học tiên tiến, hiện đại với khai thác những yếu

tố tích cực của các phƣơng pháp dạy học truyền thống. Tăng cƣờng sử dụng

các phƣơng tiện dạy học (PTDH), thiết bị dạy học và đặc biệt lƣu ý đến

những ứng dụng của công nghệ thông tin (CNTT).

Đặc biệt bộ môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó để hình

thành quan niệm đúng đắn về thế giới vật chất cho HS khi dạy các kiến thức

Điện học (Vật lí 7), thì việc tiến hành các thí nghiệm là rất quan trọng. Nhờ

các thí nghiệm vật lí, HS có đƣợc những quan điểm cơ bản về phƣơng pháp

thực nghiệm khoa học. Tuy nhiên trong nhiều bài dạy của chƣơng trình vật lí

trung học cơ sở (THCS) do những hạn chế của thiết bị thí nghiệm nên không

tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình dạy học theo phƣơng pháp thực nghiệm.

2

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ về

CNTT mà các PTDH cũng đã đƣợc hiện đại hoá để nâng cao hiệu quả và chất

lƣợng dạy học, hỗ trợ lao động dạy học của ngƣời giáo viên (GV), nó đã và

đang đƣợc ứng dụng trong dạy học những năm gần đây. Trong năm học 2013-

2014 một trong những nhiệm vụ trong tâm của giáo dục THCS là: “…chú

trọng ứng dụng CNTT trong dạy học và quản lí”.

Trong thực tiễn dạy học vật lí ở trƣờng THCS hiện nay, cho thấy tiềm

năng của phƣơng tiện dạy học trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức

của học sinh chƣa đƣợc khai thác đầy đủ. Đó là một trong những nguyên nhân

làm cho kiến thức của HS hời hợt, không bền vững, ít có khả năng vận dụng.

Để nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS, ngƣời giáo viện

dạy vật lí cần khắc phục các khó khăn, nghiên cứu nắm vững những ƣu,

nhƣợc điểm của từng loại PTDH, PPDH tích cực. Biết phối hợp hài hoà

chúng khi dạy học từng kiến thức, kỹ năng cụ thể, vừa làm cho quá trình dạy

học hiệu quả vừa tránh đƣợc sự phức tạp khi sử dụng các PTDH không hợp lí.

Trong dạy học các kiến thức điện học (Vật lí 7), cũng đã có nhiều công

trình nghiên cứu với các khía cạnh khác nhau. Việc áp dụng cụ thể phƣơng

pháp dạy học phát triển tƣ duy cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu trong

các tài liệu,[15],[25] nhƣ: Ngô Văn Lý, Tô Đức Thắng... Tuy nhiên việc tổ

chức phƣơng pháp dạy học nhƣ thế nào để phát triển đƣợc tƣ duy Vật lí của

HS THCS miền núi và phù hợp với định hƣớng đổi mới hiện nay thì còn chƣa

đƣợc nghiên cứu đầy đủ.

Tìm hiểu thực tế dạy học Vật lí ở trƣờng THCS miền núi hiện nay và đặc

điểm tâm lí của học sinh miền núi chúng tôi nhận thấy rằng, khả năng nhận

thức của học sinh còn chậm, chƣa hứng thú học, năng lực nhận thức còn

nhiều hạn chế, thụ động trong việc tiếp thu kiến thức.

Xuất phát từ những lý do đã nêu trên, chúng tôi mong muốn có thể

đóng góp một phần vào thực hiện tốt mục tiêu, nhiệm vụ đổi mới PPDH giáo

3

dục THCS qua việc lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “Sử dụng phối hợp thí

nghiệm và công nghệ thông tin trong dạy học chƣơng “Điện học” Vật lí 7

nhằm phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi.”

II. Mục đích của đề tài:

Nghiên cứu phối hợp sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện công nghệ

thông tin trong dạy học các kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ

duy Vật lí cho học sinh THCS miền núi.

III. Khách thể và đối tƣơng nghiên cứu

1.Khách thể: Hoạt động dạy học ở trƣờng THCS miền núi.

2. Đối tƣơng nghiên cứu: Nghiên cứu phối hợp sử dụng giữa thí nghiệm

và phƣơng tiện công nghệ thông tin khi dạy một số bài Vật lí thuộc phần Điện

học (Vật lí 7).

IV. Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế tiến trình dạy học trong đó phối hợp sử dụng thí nghiệm và

phƣơng tiện công nghệ thông tin phù hợp với quan điểm hiện đại về dạy học

vật lí thì sẽ nâng cao hiệu quả phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh THCS

miền núi .

V. Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu lý luận về phát triển tƣ duy vật lí cho học sinh theo quan

điểm hiện đại.

- Nghiên cứu lý luận về dạy một số kiến thức điện học (Vật lí 7).

- Nghiên cứu lý luận và thực tiễn về sử dụng thí nghiệm và phƣơng tiện

CNTT khi dạy học một số kiến thức điện học (Vật lí 7) nhằm phát triển tƣ

duy vật lí cho học sinh THCS miền núi.

- Soạn một số giáo án theo hƣớng của đề tài.

- Thực nghiệm sƣ phạm.

VI. Giới hạn của đề tài