Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề khi dạy học chương " các định luật bảo toàn" vật lý cơ bản 10, theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh miền núi

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

––––––––––––––––––

LỤC XUÂN TRƢỜNG

SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC

PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI DẠY HỌC

CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ CƠ BẢN 10,

THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC

VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2014

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

––––––––––––––––––

LỤC XUÂN TRƢỜNG

SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC

PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI DẠY HỌC

CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ CƠ BẢN 10,

THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC

VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI

Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học Vật lý

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS BÙI VĂN THIỆN

THÁI NGUYÊN - 2014

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

i

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn: Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học phát hiện và giải

quyết vấn đề khi dạy học chương “các định luật bảo toàn” vật lí cơ bản 10, theo

hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh miền núi.

Đƣợc thực hiện từ tháng 2 năm 2013 đến tháng 6 năm 2014.

Tôi xin cam đoan:

Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin đã

đƣợc chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lý và đƣa vào luận văn đúng quy định.

Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chƣa

từng đƣợc công bố, sử dụng trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Tác giả

Lục Xuân Trƣờng

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

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Phòng đào tạo sau đại học, Ban chủ nhiệm, Quý thầy, cô giáo khoa vật lí

trƣờng Đại học sƣ phạm Thái Nguyên và Quý thầy, cô giáo trực tiếp giảng dạy giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập.

Ban giám hiệu cùng quý thầy, cô giáo trƣờng THPT Thạch An, trƣờng THPT

Canh Tân và trƣờng THPT Phục Hòa đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực

nghiệm và hoàn thành luận văn.

Thầy hƣớng dẫn: TS Bùi Văn Thiện – ngƣời đã trực tiếp khuyến khích, động viên,

hƣớng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận văn bằng tất cả sự tận tình và trách nhiệm.

Tập thể lớp cao học vật lí khóa 20, các bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã

giúp đỡ động viên để tôi hoàn thành luận văn này.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Tác giả

Lục Xuân Trƣờng

iii

MỤC LỤC

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

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

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

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT......................................................iv

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

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

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

1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................1

2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................2

3. Giả thuyết khoa học ...................................................................................................2

4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu...........................................................................2

5. Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................................3

6. Phƣơng pháp nghiên cứu ...........................................................................................3

7. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................................3

Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC SỬ DỤNG

PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ.............................................5

1.1. Phƣơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu vật lí.................................................5

1.1.1. Sự ra đời của phƣơng pháp thực nghiệm trong sự phát triển của vật lí học .......5

1.1.2. Nội dung của phƣơng pháp thực nghiệm............................................................6

1.2. Phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông......................7

1.2.1. Phƣơng pháp thực nghiệm trong mục tiêu dạy học ............................................7

1.2.2. Các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm và hƣớng dẫn học sinh hoạt

động trong mỗi giai đoạn...............................................................................................9

1.2.3. Những hoạt động của giáo viên và học sinh khi dạy học phƣơng pháp

thực nghiệm ................................................................................................................11

1.3. Các biện pháp và hình thức dạy học phƣơng pháp thực nghiệm..........................16

1.3.1. Các biện pháp chung..........................................................................................16

1.3.2. Dạy học phƣơng pháp thực nghiệm thông qua nghiên cứu tài liệu mới............16

1.3.3. Dạy học phƣơng pháp thực nghiệm thông qua bài tập thí nghiệm....................17

iv

1.3.4. Dạy học phƣơng pháp thực nghiệm thông qua thí nghiệm cho học sinh .........19

1.4. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ................................................................21

1.4.1. Bản chất của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ........................................21

1.4.2. Tình huống có vấn đề. .......................................................................................21

1.4.3. Cấu trúc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ...............................................22

1.4.4. Ƣu điểm của phƣơng pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề..................26

1.4.5. Các mức độ của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ..................................26

1.5. Sử dụng thiết bị theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ...............26

1.6. Thực tế việc sử dụng thiết bị thực nghiệm theo tinh thần dạy học phát hiện

và giải quyết vấn đề ở các trƣờng THPT tỉnh Cao Bằng.............................................31

1.6.1. Mục đích điều tra ...............................................................................................31

1.6.2. Phƣơng pháp điều tra .........................................................................................32

1.6.3. Nội dung và kết quả điều tra..............................................................................32

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ............................................................................................35

Chƣơng 2: SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY

HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI DẠY HỌC CHƢƠNG

“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ CƠ BẢN 10, THEO HƢỚNG

PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

MIỀN NÚI..................................................................................................................37

2.1. Đề xuất tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với sử dụng

phƣơng pháp thực nghiệm, nhằm góp phần phát huy tính tích cực cho học sinh

THPT miền núi ............................................................................................................37

2.1.1. Nguyên tắc thiết kế tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với sử

dụng phƣơng pháp thực nghiệm, nhằm góp phần phát huy tính tích cực của học

sinh THPT miền núi.....................................................................................................37

2.1.2. Vị trí chƣơng các định luật bảo toàn..................................................................38

2.1.3 Nhiệm vụ của chƣơng các định luật bảo toàn.....................................................38

2.1.4. Cấu trúc chƣơng trình của chƣơng “Các định luật bảo toàn”............................39

2.1.5. Mục tiêu cần đạt khi dạy chƣơng “Các định luật bảo toàn” theo chuẩn kiến

thức kĩ năng..................................................................................................................39

2.2. Soạn thảo tiến trình dạy học chƣơng “Các định luật bảo toàn”............................41

v

2.3. Xây dựng tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với sử dụng

phƣơng pháp thực nghiệm một số kiến thức chƣơng "Các định luật bảo toàn",

nhằm góp phần phát huy tính tích cực cho học sinh THPT miền núi .........................41

2.3.1. Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức bài “ Động lƣợng. Định luật bảo

toàn động lƣợng” .........................................................................................................42

2.3.2. Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức bài “Cơ năng” ......................................60

KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ............................................................................................77

Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM.................................................................78

3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm.....................................................................78

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm...........................................................................78

3.3. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ..........................................................................78

3.4. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .....................................................................78

3.5. Thời điểm làm thực tập sƣ phạm..........................................................................79

3.6. Chuẩn bị cho thực nghiệm sƣ phạm .....................................................................79

3.6.1. Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng..................................................................79

3.6.2. Các bài thực nghiệm sƣ phạm............................................................................80

3.6.3. Chuẩn bị cơ sở vật chất......................................................................................80

3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm................................................................80

3.8. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm và xử lý kết quả................................................82

3.8.1. Yêu cầu chung về xử lý kết quả thực nghiệm sƣ phạm.....................................82

3.8.2. Đánh giá hiệu quả dạy học đối với việc phát huy tính tích cực và tự lực

của học sinh qua các biểu hiện trong giờ học ..............................................................83

3.8.3. Đánh giá hiệu quả dạy học nhóm đối với việc phát huy tính tích cực, tự

chủ, sáng tạo của học sinh qua bài kiểm tra ................................................................85

3.9. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm.............................................................92

KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ............................................................................................94

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................95

1. Kết luận....................................................................................................................95

2. Kiến nghị..................................................................................................................96

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................97

PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

THPT

TN

ĐC

GV

HS

Nxb

SGK

SGV

TNSP

PPDH

TW

THCS

T/N

ĐLBT

CĐ

CT

VTCB

VTB

KT

PP

DH

GD&ĐT

TTC

TL

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Trung học phổ thông

Thực nghiệm

Đối chứng

Giáo viên

Học sinh

Nhà xuất bản

Sách giáo khoa

Sách giáo viên

Thực nghiệm sƣ phạm

Phƣơng pháp dạy học

Trung ƣơng

Trung học cơ sở

Thí nghiệm

Định luật bảo toàn

Chuyển động

Công thức

Vị trí cân bằng

Vị trí biên

Kiểm tra

Phƣơng pháp

Dạy học

Giáo dục và đào tạo

Tính tích cực

Tự lực

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Đặc điểm chất lƣợng học tập của các lớp TN và ĐC..................................79

Bảng 3.2. Kết quả quan sát các biểu hiện của tính tích cực, tự lực:............................83

Bảng 3.3. Bảng phân phối thực nghiệm - Bài kiểm tra số 1.......................................85

Bảng 3.4. Bảng xếp loại học lực- Bài kiểm tra số 1 ....................................................85

Bảng 3.5. Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1 ...............................................86

Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất lũy tích .................................................................87

Bảng 3.7. Các thông số thống kê của bài kiểm tra số 1...............................................88

Bảng 3.8. Bảng phân phối thực nghiệm - Bài kiểm tra số 2.......................................88

Bảng 3.9. Bảng xếp loại học lực- Bài kiểm tra số 2 ....................................................89

Bảng 3.10. Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 2 .............................................89

Bảng 3.11. Bảng phân phối tần suất lũy tích ..............................................................90

Bảng 3.12. Các thông số thống kê của bài kiểm tra số 2.............................................91

Bảng 3.13. Tổng hợp các thông số thống kê qua bài kiểm tra TNSP..........................91

vi

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH

Biểu đồ:

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

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

Đồ thị:

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

Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra số 1 .........................87

Đồ thị 3.3. Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 2...................................90

Đồ thị 3.4. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra số 2 ...........................90

Hình:

Hình 1.1. Cấu trúc của hoạt động học theo lý thuyết hoạt động. ............................... 11

Hình 2.1. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lƣợng trong trƣờng

hợp va chạm mềm của 2 vật...................................................................... 51

Hình 2.2. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng trong trƣờng hợp

trọng lực. ................................................................................................... 63

Hình 2.3. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng trong trƣờng hợp

vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.............................................................. 64

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Nƣớc ta đang bƣớc vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Nhân tố

quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế

là con ngƣời. Giáo dục, đào tạo phải đào tạo đƣợc những ngƣời lao động có khả năng

sáng tạo, thích ứng nhanh với những yêu cầu, những đòi hỏi của thời kỳ mới. Do vậy,

việc đổi mới nội dung và phƣơng pháp dạy học đang là vấn đề mang tính cấp thiết.

Điều 28, Luật Giáo dục năm 2005 xác định: Phƣơng pháp giáo dục phổ thông

phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc

điểm của từng lớp học, môn học; bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, khả năng làm việc theo

nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem

lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh.

Hiện nay, đổi mới phƣơng pháp dạy học là một trong những nhiệm vụ hàng

đầu của ngành giáo dục đào tạo. Đổi mới phƣơng pháp dạy học không chỉ nhận đƣợc

sự quan tâm lớn của các nhà giáo dục mà còn là vấn đề đƣợc cả xã hội và các bậc phụ

huynh, các em học sinh quan tâm.

Những năm gần đây ngành giáo dục đào tạo nƣớc ta không ngừng đổi mới

phƣơng pháp dạy học theo hƣớng nâng cao chất lƣợng dạy và học, phát huy tích cực,

tự chủ, sáng tạo của học sinh. Nhƣng trong thực tế, những thay đổi đó vẫn chƣa đem

lại kết quả nhƣ mong muốn bởi không ít giáo viên vẫn còn bảo thủ, chƣa nắm chắc

những vấn đề cơ bản của đổi mới PPDH, chƣa từ bỏ thói quen giảng dạy theo phƣơng

pháp cũ, dạy chay vẫn còn phổ biến. Do đó, học sinh ít tự lực suy nghĩ, thiếu tính độc

lập sáng tạo, chƣa đáp ứng đƣợc những yêu cầu đổi mới dạy học ở THPT.

Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm vì vậy thí nghiệm vật lí đóng vai trò

quan trọng trong nghiên cứu, trong dạy và học vật lí. Việc tiến hành thí nghiệm, giải

thích hoặc tiên đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tích cực tƣ duy, huy

động các kiến thức đã học đƣợc củng cố, mở rộng và hệ thống hóa. Mặc dù thí

nghiệm vật lí có thể đƣợc sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học,

nhƣng để tạo tình huống có vấn đề cho học sinh thì phƣơng pháp thực nghiệm là một

trong số các phƣơng pháp rất hiệu quả. Bởi vì tƣ duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong