Thiết kế tiến trình dạy học chương " Động lực học của vật rắn chuyển động" chương trình vật lý đại cương 1 cho sinh viên Đại học công nghệ giao thông vận tải nhằm phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ

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

--------------  --------------

NGUYỄN VIẾT HIẾU

HỌ

VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG 1 CHO

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/

--------------  --------------

NGUYỄN VIẾT HIẾU

HỌ

VẬT LÝ ĐẠ

Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫ : PGS. TS. ĐỖ HƢƠNG TRÀ

Thái Nguyên, 2014

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

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo - PGS. TS. Đỗ Hƣơng Trà, đã

tận tình dạy dỗ, động viên và hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cƣờng

và hoàn thành luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Vật lí, khoa

Sau đại học - Trƣờng ĐH Sƣ phạm Thái Nguyên cùng toàn thể các thày cô giáo

tham gia giảng dạy đã nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp những ý kiến vô cùng quý báu

trong suốt thời gian tôi học tập tại trƣờng.

Tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu trƣờng ĐH Công nghệ

giao thông vận tải cùng với các thày cô giáo và các em sinh viên đã nhiệt tình cộng

tác,tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực nghiệm sƣ phạm.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã

động viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành khóa học tại trƣờng ĐH

Sƣ phạm Thái Nguyên.

Thái Nguyên, ngày 14 tháng 4 năm 2014

Tác giả

NGUYỄN VIẾT HIẾU

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

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng

tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công

bố trong một công trình nào khác

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2014

Tác giả

Nguyễn Viết Hiếu

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

iv

i

DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Trong luận văn này có sử dụng một số kí hiệu viết tắt nhƣ sau:

Chữ viết tắt Nội dung

CĐ Cao đẳng

ĐC Đối chứng

ĐH Đại học

GV Giảng viên

NXB Nhà xuất bản

SV Sinh viên

TN Thực nghiệm

TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

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

v

MỤC LỤC

.....................................................................................................................1

......................................................................................................1

...............................................................................................3

................................................................................................3

..............................................................................................3

..............................................................................................3

.........................................................................................4

...........................................................................4

........................................................................4

:.........................4

:.................................................................4

:...................................4

.................................................................................................4

CHƢƠNG 1 ................................................................................................................5

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH ..........................5

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC..........................................................................................5

1.1. Bản chất của hoạt động dạy học ở trƣờng Đại học ..............................................5

1.1.1. Bản chất của hoạt động học ..............................................................................5

1.1.1.1. Khái niệm hoạt động học ...............................................................................5

1.1.1.2. Bản chất của hoạt động học ...........................................................................5

1.1.1.3. Đối tƣợng của hoạt động học .........................................................................6

1.1.1.4. Phƣơng tiện học tập........................................................................................6

1.1.1.5. Điều kiện học tập ...........................................................................................7

1.1.1.6. Sự hình thành hoạt động học tập....................................................................7

1.1.1.7. Đặc điểm chung của hoạt động học của sinh viên .........................................9

1.1.1.8. Tính tích cực trong hoạt động học của sinh viên .........................................10

1.1.2. Bản chất của hoạt động dạy ............................................................................10

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

vi

ii

1.1.3. Sự tƣơng tác trong hệ dạy - học ......................................................................10

1.1.4. Bản chất của hoạt động dạy học ở trƣờng đại học ..........................................11

1.2. Hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của sinh viên ..........................................12

1.2.1. Hoạt động nhận thức tích cực .........................................................................12

1.2.1.1. Khái niệm về tính tích cực ...........................................................................12

1.2.1.3. Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức ..............................................13

1.2.1.4. Một vài đặc điểm tính tích cực nhận thức của sinh viên..............................14

1.2.1.5. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức ..........................................14

1.2.2. Hoạt động nhận thức tự chủ ............................................................................17

1.2.2.1. Khái niệm tính tự chủ...................................................................................17

1.2.2.2. Vai trò của tính tự chủ..................................................................................17

1.2.2.3. Những biểu hiện của tính tự chủ..................................................................18

1.2.2.4. Một số biện pháp phát huy tính tự chủ của sinh viên ..................................20

1.2.3 Mối quan hệ giữa tính tích cực và tự chủ.........................................................24

1.3. Thiết kế tiến trình dạy học .................................................................................24

1.3.1. Các hình thức tổ chức dạy học đại học phát huy tính tích cực, tự chủ của sinh

viên............................................................................................................................24

1.3.1.1. Tự học ..........................................................................................................24

1.3.1.2. Luyện tập......................................................................................................25

1.3.1.3. Giúp đỡ riêng ...............................................................................................25

Giảng viên trao đổi, giúp đỡ cá nhân hoặc nhóm nhỏ sinh viên nhằm giải đáp những

vấn đề mà sinh viên chậm tiến không theo kịp trong quá trình lĩnh hội tri thức hoặc

giúp đỡ những sinh viên khá giỏi phát huy năng lực, sở trƣờng của mình...............25

1.3.1.4. Thí nghiệm, thực hành .................................................................................26

1.3.1.5. Nghiên cứu khoa học ...................................................................................26

1.3.2 Seminar ............................................................................................................27

1.3.2.1 Thế nào là seminar ........................................................................................27

1.3.2.2 Các hình thức tổ chức seminar......................................................................27

1.3.2.3 Tổ chức seminar để phát huy hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của sinh

viên............................................................................................................................28

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

vii

1.3.3 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học ..............................................................32

1.3.3.1. Xác định mục tiêu ........................................................................................32

1.3.3.2. Xác định đơn vị kiến thức cần xây dựng .....................................................................................................32

1.3.3.3. Xác định kết luận cần xây dựng và câu hỏi đề xuất vấn đề ..........................................................................33

1.4. Thực trạng dạy và học chƣơng "Động lực học của vật rắn

chuyển động".............................................................................................................34

1.4.1. Mục đích điều tra ............................................................................................34

1.4.2. Đối tƣợng điều tra ...........................................................................................34

1.4.3. Nội dung điều tra.............................................................................................34

1.4.4. Kết quả điều tra ...............................................................................................35

1.4.4.1. Đối với sinh viên..........................................................................................35

1.4.4.2. Đối với giảng viên........................................................................................36

1.4.5.1. Nguyên nhân của thực trạng ........................................................................40

1.4.5.2. Giải pháp ......................................................................................................40

CHƢƠNG 2: TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƢƠNG "ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT

RẮN CHUYỂN ĐỘNG" ..........................................................................................41

2.1. Phân tích kiến thức chƣơng "Động lực học của vật rắn chuyển động" chƣơng

trình vật lí đại cƣơng 1 ..............................................................................................41

2.1.1 Vị trí chƣơng "Động lực học của vật rắn chuyển động" trong chƣơng trình Vật

lí đại cƣơng................................................................................................................41

2.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chƣơng "Động lực học của vật rắn chuyển động"

...................................................................................................................................42

2.1.3. Đặc điểm chƣơng "Động lực học của vật rắn chuyển động" trong chƣơng

trình Vật lí đại cƣơng 1 của trƣờng ĐH Công nghệ giao thông vận tải....................46

2.2. Mục tiêu của chƣơng "Động lực học của vật rắn chuyển động"........................46

2.2.1. Về kiến thức ....................................................................................................46

2.2.2. Về kĩ năng .......................................................................................................47

2.2.3. Về thái độ ........................................................................................................47

2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chƣơng " Động lực học của vật rắn

chuyển động".............................................................................................................47

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

viii

2.3.1. Bài 3.1 Khối tâm - chuyển động tịnh tiến.......................................................47

2.3.1.3. Mục tiêu dạy học ..........................................................................................51

2.3.1.4. Chuẩn bị dạy học .........................................................................................51

2.3.1.5. Tiến trình dạy học cụ thể..............................................................................51

2.3.2. Bài 3.2 Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định .......................................................................... 57

2.3.2.1 Các kiến thức cần xây dựng và câu hỏi đề xuất tƣơng ứng .......................................................................... 57

2.3.2.4. Chuẩn bị dạy học .........................................................................................61

2.3.2.5. Tiến trình dạy học cụ thể..............................................................................61

3.2.1. Chuyển động quay của vật rắn........................................................................62

3.2.2. Mômen lực ......................................................................................................63

3.2.3. Phƣơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định ............65

3.2.4. Mô men quán tính ...........................................................................................68

2.3.3. Seminar về chuyển động của con quay...........................................................70

2.3.3.1. Các kiến thức cần xây dựng và câu hỏi đề xuất tƣơng ứng .........................70

2.3.3.2 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức..............................................................71

2.3.3.3. Mục tiêu dạy học ..........................................................................................72

2.3.3.5 Tiến trình dạy học cụ thể...............................................................................72

CHƢƠNG 3 ..............................................................................................................78

THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM....................................................................................78

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm .............................................78

3.1.1. Mục đích..........................................................................................................78

3.1.2. Nhiệm vụ.........................................................................................................78

3.2. Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm....................................................78

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

3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm......................................................................79

3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm...................................................................79

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................79

3.3.2. Tổ chức cho sinh viên ôn tập củng cố.............................................................79

3.3.3. Bài kiểm tra đánh giá ......................................................................................79

3.4. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm........................................................................80

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

ix

3.4.1. Công tác chuẩn bị cho thực nghiệm sƣ phạm .................................................80

3.4.1.1. Chọn các bài thực nghiệm............................................................................80

3.4.1.2. Các giáo viên công tác thực nghiệm sƣ phạm..............................................80

3.4.1.3. Lịch lên lớp ..................................................................................................80

3.4.2. Tổ chức thực hiện............................................................................................80

3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ...........................................................................81

3.5.1. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm..........................................................81

3.5.2. Phân tích định lƣợng kết quả kiểm tra ............................................................85

3.5.2.1. Các đánh giá, xếp loại..................................................................................85

3.5.2.2. Kết quả bài kiểm tra lần 1 ............................................................................86

3.5.3. Kiểm định giả thuyết.......................................................................................96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................98

1. Kết luận .................................................................................................................98

2. Đề xuất, kiến nghị .................................................................................................98

3. Hƣớng nghiên cứu mở rộng đề tài ........................................................................98

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

x

DANH MỤC SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ mô tả sự tƣơng tác trong hệ dạy - học ...........................................11

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức.........................................33

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chƣơng 3 ...........................................................45

Bảng 1.1. Hứng thú với môn học vật lí ở trƣờng đại học .........................................35

Bảng 1.2. Mức độ dễ, khó của môn vật lí ở trƣờng đại học......................................35

Bảng 1.3. Đánh giá mức độ tham gia các hoạt động của sinh viên ..........................35

Bảng 1.4. Thái độ của sinh viên đối với các phƣơng pháp dạy học .........................36

Bảng 1.5. Kết quả điều tra giảng viên khi dạy các bài trong chƣơng 3 "Động lực học

của vật rắn chuyển động" ..........................................................................................37

Bảng 1.6. Kiến thức về dạy học nêu vấn đề của giảng viên và mức độ sử dụng

phƣơng pháp này.......................................................................................................38

Bảng 1.7. Kiến thức về dạy học bằng tổ chức hoạt động seminar của giảng viên và

mức độ sử dụng phƣơng pháp này ............................................................................39

Bảng 3.1. Đặc điểm chất lƣợng bộ môn của các lớp thực nghiệm và đối chứng trƣớc

thực nghiệm sƣ phạm................................................................................................79

Bảng 3.2. Kết quả bài kiểm tra lần 1.........................................................................87

Bảng 3.3. Phân loại kết quả bài kiểm tra lần 1..........................................................87

Bảng 3.4. Xử lí kết quả để tính các tham số bài kiểm tra số 1..................................88

Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất bài kiểm tra số 1 (Wi)........................................88

Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ( i)............................89

Bảng 3.7. Kết quả bài kiểm tra lần 2.........................................................................90

Bảng 3.8. Phân loại kết quả bài kiểm tra số 2...........................................................90

Bảng 3.9. Xử lí kết quả để tính các tham số bài kiểm tra số 2..................................91

Bảng 3.10. Bảng phân phối tần suất bài kiểm tra số 2 (Wi)......................................92

Bảng 3.11. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 ( i)..........................92

Bảng 3.12. Kết quả bài kiểm tra lần 3.......................................................................93

Bảng 3.13. Phân loại kết quả bài kiểm tra số 3.........................................................93

Bảng 3.14. Xử lí kết quả để tính các tham số bài kiểm tra số 3................................94

Bảng 3.15. Bảng phân phối tần suất bài kiểm tra số 3 (Wi)......................................95

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

xi

Bảng 3.16. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3 ( i)..........................95

Biểu đồ 3.1. Xếp loại bài kiểm tra số 1.....................................................................87

Biểu đồ 3.2. Xếp loại bài kiểm tra số 2.....................................................................91

Biểu đồ 3.3. Xếp loại bài kiểm tra số 3.................................................................................................................................94

Đồ thị 3.1. Đồ thị phân bố tần suất bài kiểm tra số 1................................................89

Đồ thị 3.2. Đồ thị phân bố tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ..................................89

Đồ thị 3.3. Đồ thị phân bố tần suất bài kiểm tra số 2................................................92

Đồ thị 3.4. Đồ thị phân bố tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 ..................................93

Đồ thị 3.5. Đồ thị phân bố tần suất bài kiểm tra số 3................................................95

Đồ thị 3.6 Đồ thị phân bố tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3 ...................................96

Hình 3.1. Sinh viên thảo luận....................................................................................83

Hình 3.2. GV giới thiệu về con quay ........................................................................84

Hình 3.2. Đại diện nhóm 1 trình bày về con quay có trục tự do...............................84

Hình 3.3. Đại diện nhóm 2 trình bày về con quay có trục tựa trên một điểm cố định -

hiệu ứng hồi chuyển và ứng dụng .............................................................................85

iii

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

1

, –

–

. Trong chiến

lƣợc phát triển có ghi : “Chuyển đổi từ

dạy kiến thức là chủ yếu sang dạy phương pháp khai thác thông tin, phương pháp

nghiên cứu, phương pháp ứng dụng là chủ yếu; tập trung dạy kĩ năng tự nghiên

cứu, làm việc độc lập, làm việc theo nhóm và kỹ năng thực hành”. [4]

Theo khu

kiến thức

.

mà ít

, phát triển

–

inh viên.

.