Sử dụng thí nghiệm trong tổ chức dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lí 10 góp phần phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN NAM

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC

CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10

GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN NAM

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC KIẾN THỨC

CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10

GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI

Chuyên ngành: LL & PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 60. 14. 01. 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. CAO TIẾN KHOA

THÁI NGUYÊN - 2017

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 hoàn toàn trung thực, chưa từng

được công bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Nam

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa

học TS Cao Tiến Khoa, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện

luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học,

khoa Vật lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao

học Vật lí K23 trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tận tình

giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm

luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em học

sinh của trường THPT Quỳnh Nhai - Huyện Quỳnh Nhai - Tỉnh Sơn La đã giúp

đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.

Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những người thân, bạn bè,

đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tôi hoàn thành

luận văn này.

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và năng lực bản thân

còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệm nghiên cứu, nên luận văn không tránh

khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp, chỉ bảo của các

thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Nam

iii

MỤC LỤC

Trang

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 hình ............................................................................................. vi

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

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

2. Mục đích nghiên cứu........................................................................................... 3

3. Giả thuyết khoa học ............................................................................................ 4

4. Nhiệm vụ nghiên cứu.......................................................................................... 4

5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 4

6. Đóng góp của đề tài ............................................................................................ 5

7. Cấu trúc của đề tài ................................................................................................. 5

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN............................................... 7

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu..................................................................... 7

1.1.1. Những nghiên cứu về đặc điểm tâm, sinh lí của học sinh Miền núi ........... 7

1.1.2. Các nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ....................... 9

1.2. Dạy học vật lí theo hướng phát triển năng lực cho học sinh ........................ 11

1.2.1. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực............................................ 11

1.2.2. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật Lí......................................... 12

1.2.3. Các phương pháp và hình thức dạy học Vật lí tạo điều kiện phát

triển năng lực ....................................................................................................... 17

1.2.4. Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ............................... 19

1.3. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí.................................................................... 21

1.3.1. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lí.................................................................. 21

iv

1.3.2. Chức năng của thí nghiệm Vật lí................................................................ 22

1.3.3. Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lí............................ 24

1.4. Khảo sát thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí cho học sinh

một số trường THPT thuộc khu vực miền núi phía Bắc...................................... 29

Kết luận chương 1................................................................................................. 32

Chương 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC PHẦN

ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÝ 10 NHẰM ĐÁNH GIÁ NĂNG

LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH....................................................... 33

2.1. Đặc điểm chương “Động học chất điểm” - Vật lí 10.................................... 33

2.1.1. Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Động học chất điểm” - Vật lí 10... 33

2.1.2. Chuẩn kiến thức, kỹ năng mà HS cần đạt được khi học xong chương

“Động học chất điểm” - Vật lí 10......................................................................... 34

2.2. Bộ thí nghiệm được sử dụng để tổ chức dạy học bài “Chuyển động

thẳng biến đổi đều” và “Rơi tự do” trong chương “Động học chất điểm”

Vật lí 10 THPT..................................................................................................... 36

2.2.1. Giới thiệu bộ thí nghiệm chuyển động thẳng biến đổi đều ....................... 37

2.2.2. Lắp ráp và phương án thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng

biến đổi đều.......................................................................................................... 37

2.2.3. Giới thiệu bộ thí nghiệm rơi tự do.............................................................. 39

2.2.4. Lắp ráp thí nghiệm và phương án thí nghiệm nghiên cứu chuyển

động rơi tự do........................................................................................................ 40

2.3. Thiết kế một số tiến trình dạy học kiến thức phần “Động học chất điểm”

theo hướng nâng cao năng lực thực nghiệm của học sinh................................... 42

2.3.1. Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức và tiêu chí đánh giá năng lực

thực nghiệm của học sinh khi dạy đơn vị kiến thức bài chuyển động thẳng

biến đổi đều ........................................................................................................... 42

v

2.3.2. Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức và tiêu chí đánh giá năng lực

thực nghiệm của học sinh khi dạy đơn vị kiến thức xác định tính chất của

chuyển động rơi tự do ........................................................................................... 49

Kết luận chương 2................................................................................................. 55

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM......................................................... 56

3.1. Mục đích và nhiệm vụ TNSP ........................................................................ 56

3.1.1. Mục đích...................................................................................................... 56

3.1.2. Nhiệm vụ..................................................................................................... 56

3.2. Đối tượng và nội dung TNSP........................................................................ 57

3.2.1. Đối tượng .................................................................................................... 57

3.2.2. Nội dung...................................................................................................... 57

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.............................................................. 57

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm................................................................ 57

3.3.2. Quan sát giờ học.......................................................................................... 58

3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm (TNSP)....................................................... 58

3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả TNSP ........................................................ 58

3.4.2. Kết quả và xử lí kết quả TNSP................................................................... 60

Kết luận chương 3................................................................................................. 91

KẾT LUẬN.......................................................................................................... 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 94

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

STT Viết tắt Viết đầy đủ

1 ĐC Đối chứng

2 ĐHSP Đại học sư phạm

3 GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo

4 GV Giáo viên

5 HS Học sinh

6 NXB Nhà xuất bản

7 TS Tiến sỹ

8 PPDH Phương pháp dạy học

9 SGK Sách giáo khoa

10 TN Thực nghiệm

11 THPT Trung học phổ thông

12 TNSP Thực nghiệm sư phạm

13 KTXH Kinh tế xã hội

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1: Năng lực chuyên biệt môn Vật lí ...................................................... 14

Bảng 1.2: Cấp độ các năng lực .......................................................................... 16

Bảng 1.3: Kết quả khảo sát việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí....... 30

Bảng 2.1: Các bộ thí nghiệm ............................................................................. 36

Bảng 3.1: Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNSP..................................... 58

Bảng 3.2: Thống kê ý kiến đánh giá của GV .................................................... 60

Bảng 3.3: Ý kiến của GV sau khi dự giờ tổ chức dạy học sử dụng TN............ 63

Bảng 3.4: Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụng TN....................... 64

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Mối liên hệ giữa mục tiêu hoạt động dạy học và công cụ đánh giá.. 12

Hình 1.3: Các thành tố của năng lực thực nghiệm ............................................ 19

Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy

học phát hiện và giải quyết vấn đề .................................................... 20

Hình 2.1: Bộ thí nghiệm chuyển động thẳng biến đổi đều................................ 37

Hình 2.2: Bộ thí nghiệm rơi tự do ..................................................................... 39

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong một thời gian dài, thầy cô chúng ta dạy học theo định hướng tiếp

cận nội dung, với trang thiết bị chưa đạt yêu cầu dạy học, giáo viên thường sử

dụng phương pháp thuyết trình. Với cách dạy này, các em học sinh học tập một

cách thụ động, thiếu tính độc lập sáng tạo trong quá trình học tập ảnh hưởng

đến sự phát triển năng lực của học sinh nhất là các em học sinh DTTS miền núi

khu vực phía Bắc.

Theo quan điểm giáo dục hiện đại, dạy học phải là một quá trình tương tác

mà qua đó học sinh tự lực khám phá những điều mình chưa rõ, chưa có thậm

chí còn chứng minh bằng thực nghiệm những kiến thức đó chứ không phải thụ

động tiếp thu những tri thức đã được giáo viên sắp đặt.

Trong bối cảnh đất nước ta đang ở giai đoạn đổi mới toàn diện thực hiện

công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn liền với phát triển kinh tế tri thức, tích cực,

chủ động hội nhập quốc tế sâu rộng hơn để đến năm 2020 nước ta trở thành

một nước công nghiệp theo hướng hiện đại, đặt ra cho giáo dục, đào tạo nước

nhà những yêu cầu, nhiệm vụ, thách thức mới trong đó chất lượng hiệu quả

giáo dục đào tạo là một trong những yếu tố quyết định.

Tiếp tục thực hiện chủ trương đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào

tạo (GD & ĐT) mà Nghị quyết Hội nghị Trung ương 9 khóa XI (NQ 29-

NQ/TW) đề ra, Đại hội Đảng lần thứ XII đề ra phương hướng: Giáo dục là

quốc sách hàng đầu. Phát triển GD & ĐT nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân

lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị

kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; phát triển

GD & ĐT phải gắn với nhu cầu phát triển KT - XH, xây dựng và bảo vệ Tổ

quốc, với tiến bộ khoa học, công nghệ; phấn đấu trong những năm tới, tạo

chuyển biến căn bản, mạnh mẽ về chất lượng, hiệu quả GD & ĐT; phấn đấu

đến năm 2030, nền giáo dục Việt Nam đạt trình độ tiên tiến trong khu vực.