Tổ chức dạy học chương "Động lực học chất điểm" - Vật lí lớp 10 với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin nhằm phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐẶNG VIỆT DŨNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC

CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10

VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC

VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN – 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐẶNG VIỆT DŨNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC

CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10

VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC

VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

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. TRẦN ĐỨC VƯỢNG

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 10 năm 2017

Tác giả luận văn

Đặng Việt Dũng

ii

LỜI CẢM ƠN

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

TS Trần Đức Vượng, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực

hiện luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật lí,

các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K23B

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, nghiên cứu khoa học

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 Chuyên Cao Bằng và trường THPT Thành phố Cao

Bằng 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 10 năm 2017

Tác giả luận văn

Đặng Việt Dũng

iii

MỤC LỤC

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

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

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

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

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

DANH MỤC HÌNH..................................................................................................... vi

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

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

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài............................................................................ 2

3. Đối tượng ................................................................................................................ 2

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

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

6. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................ 3

7. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................... 3

8. Đóng góp của đề tài ............................................................................................... 4

9. Cấu trúc luận văn....................................................................................................... 5

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT HUY

TÍNH CỰC NHẬN THỨC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY

HỌC VẬT LÝ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN.................. 6

1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu............................................................................ 6

1.3. Hoạt động nhận thức và tính tích cực hoạt động nhận thức của HS........... 11

1.3.1. Hoạt động nhận thức của học sinh............................................................... 11

1.3.2. Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh........................................ 12

1.3.3. Các biện pháp chung phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh...... 15

1.4. Vận dụng các phương pháp, phương tiện dạy học nhằm phát huy tính

tích cực nhận thức của học sinh................................................................... 16

1.4.1. Quan niệm về phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích

cực nhận thức và sáng tạo của học sinh ...................................................... 16

iv

1.4.2. Những đặc trưng của phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính

tích cực nhận thức và sáng tạo của học sinh .............................................. 16

1.5. Sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học vật lí ............................... 17

1.5.1. Khái niệm về công nghệ thông tin............................................................... 17

1.5.2. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học nói chung và trong dạy

học Vật lí nói riêng......................................................................................... 17

1.5.3. Phần mềm dạy học ......................................................................................... 18

1.6. Bản đồ tư duy .................................................................................................... 30

1.6.1. Khái niệm bản đồ tư duy............................................................................... 30

1.6.2. Cách đọc bản đồ tư duy................................................................................. 31

1.6.3. Cách vẽ bản đồ tư duy................................................................................... 32

1.6.4. Các ứng dụng của bản đồ tư duy trong dạy học......................................... 34

1.6.5. Một số biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS với sự hỗ

trợ của BĐTD................................................................................................. 37

1.6.6. Những chú ý khi sử dụng BĐTD để hỗ trợ cho việc tổ chức hoạt

động nhận thức của HS................................................................................. 38

1.7. Thực trạng của việc phát huy tính tích cực nhận thức và sáng tạo của

HS với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin ở một số trường THPT trên

địa bàn thành phố Cao Bằng ........................................................................ 38

1.7.1. Về cơ sở vật chất........................................................................................... 39

1.7.2. Về phía giáo viên ........................................................................................... 39

1.7.3. Về phía học sinh............................................................................................. 41

1.7.4. Khả năng ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lí ................ 42

1.7.5. Một số thuận lợi và khó khăn khi sử dụng công nghệ thông tin trong

dạy học ............................................................................................................ 43

1.8. Kết luận chương 1............................................................................................. 43

Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIÊN THỨC

CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”- VẬT LÝ 10 VỚI SỰ HỖ

TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ................................................................ 45

v

2.1. Đặc điểm chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10................................ 45

2.1.1. Vị trí của chương “Động lực học chất điểm” trong chương trình Vật

lí phổ thông..................................................................................................... 45

2.1.2. Cấu trúc của chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 ....................... 45

2.1.3. Sơ đồ cấu trúc của chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10............. 46

2.1.4. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ chương “Động lực học chất

điểm” Vật lí 10............................................................................................... 47

2.1.5. Nội dung dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 .............. 49

2.2. Một số định hướng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức với sự hỗ

trợ của công nghệ thông tin để phát huy tính tích cực nhận thức và

sáng tạo của học sinh..................................................................................... 58

2.2.1. Định hướng khi sử dụng PMDH để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động

nhận thức cho học sinh.................................................................................. 58

2.2.2. Định hướng khi sử dụng BĐTD để hỗ trợ việc tổ chức hoạt động

nhận thức cho học sinh.................................................................................. 59

2.3. Tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương “Động lực học chất

điểm” - Vật lí 10 ............................................................................................ 62

2.3.1. Đề xuất quy trình soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương

“Động lực học chất điểm” Vật lí 10 theo hướng phát huy tính tích cực

nhận thức và sáng tạo của học sinh với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.. 62

2.3.2. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể trong chương “Động lực

hoc chất điểm” Vật lí 10 ............................................................................... 65

2.4. Kết luận chương 2............................................................................................. 86

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM................................................................. 88

3.1. Mục đích và nhiệm vụ TNSP .......................................................................... 88

3.1.1. Mục đích ......................................................................................................... 88

3.1.2. Nhiệm vụ......................................................................................................... 88

3.2. Đối tượng và nội dung TNSP.......................................................................... 89

vi

3.2.1. Đối tượng........................................................................................................ 89

3.2.2. Nội dung.......................................................................................................... 89

3.3. Phương pháp TNSP .......................................................................................... 90

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm ................................................................. 90

3.3.2. Quan sát giờ học ............................................................................................ 90

3.3.3. Bài kiểm tra .................................................................................................... 90

3.4. Đánh giá TNSP.................................................................................................. 91

3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả TNSP.......................................................... 91

3.4.2. Kết quả và xử lí kết quả TNSP..................................................................... 91

3.5. Kết luận chương 3............................................................................................. 98

KẾT LUẬN CHUNG.............................................................................................. 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 103

PHỤ LỤC.......................................................................................................................

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

STT Viết tắt Viết đầy đủ

1 BĐTD Bản đồ tư duy

2 CNTT Công nghệ thông tin

3 ĐC Đối chứng

4 ĐHSP Đại học sư phạm

5 GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo

6 GV Giáo viên

7 HS Học sinh

8 NXB Nhà xuất bản

9 TS Tiến sỹ

10 PPDH Phương pháp dạy học

11 PTDH Phương tiện dạy học

12 SGK Sách giáo khoa

13 PPCT Phân phối chương trình

14 TN Thực nghiệm

15 THCS Trung học cơ sở

16 THPT Trung học phổ thông

17 TNSP Thực nghiệm sư phạm

18 PMDH Phần mềm dạy học

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Bảng điều tra phương pháp dạy học của giáo viên...........................40

Bảng 1.2. Bảng khảo sát thực trạng học tập của HS với môn Vật lí.................41

Bảng 1.3. Bảng khảo sát khả năng nhận thức, mức độ tích cực của HS...........41

Bảng 3.1. Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNSP.....................................90

Bảng 3.2. Thống kê các biểu hiện của tính tích cực, tự lực của HS..................92

Bảng 3.3. Ý kiến của GV sau khi dự giờ tổ chức dạy học có sử dụng CNTT .92

Bảng 3.4. Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụng CNTT.......................93

Bảng 3.5. Bảng thống kê điểm số Xi (Yi) của bài kiểm tra (phân bố tần số)....94

Bảng 3.6. Xếp loại điểm kiểm tra......................................................................95

Bảng 3.7. Bảng phân bố tần suất .......................................................................95

Bảng 3.8. Bảng lũy tích hội tụ...........................................................................96

Bảng 3.9. Bảng tổng hợp các tham số thống kê ................................................97

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc của BĐTD..................................................................31

Hình 1.2. Cách đọc bản đồ tư duy ..................................................................... 32

Hình 1.3. Cách vẽ bản đồ tư duy ....................................................................... 33

Hình 2.1: Sơ đồ chương II “Động lực học chất điểm”...................................... 46

Hình 2.2. Trung tâm “Động lực học chất điểm” ...............................................61

Hình 2.3. Vẽ nhánh cấp 1 “Động lực học chất điểm” .......................................61

Hình 2.4. Vẽ nhánh cấp 2, cấp 3 “Những vấn đề liên quan đến lực”...............62

Hình 2.5. BĐTD tổng kết bài Ba định luật Niu - tơn (tiết 1). ...........................77

Hình 2.6. BĐTD tổng kết bài Bài toán về chuyển động ném ngang.................86

Hình 3.1. Biểu đồ xếp loại kiểm tra...................................................................95

Hình 3.2. Đồ thị phân bố tần suất......................................................................96

Hình 3.3. Đồ thị lũy tích hội tụ..........................................................................96

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Thời đại ngày nay - thời của cuộc cách mạng khoa học - công nghệ hiện

đại đang diễn ra một cách mạnh mẽ chưa từng thấy trong lịch sử, thời của

“bùng nổ thông tin”, của toàn cầu hóa, của hội nhập quốc tế. Thông tin và tri

thức được coi là tài sản vô giá, là quyền lực tối ưu của mỗi quốc gia. Điều này

tác động rất lớn đến nền giáo dục trên thế giới và là thách thức với nền giáo dục

Việt Nam. Giáo dục cần phải đào tạo ra những người lao động thích ứng được

với yêu cầu mới của thời đại, có tri thức khoa học công nghệ tiên tiến, có kiến

thức chuyên môn sâu, đồng thời có kỹ năng thực hành và khả năng ứng dụng

kiến thức vào thực tế lao động, sản xuất.

Chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam giai đoạn 2011-2020 nên rõ: Đổi

mới căn bản, toàn diện nền giáo dục theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội

hóa, dân chủ hóa, hội nhập quốc tế, thích ứng với nền kinh tế thị trường định

hướng xã hội chủ nghĩa, phát triển giáo dục gắn với phát triển khoa học và

công nghệ, tập trung vào nâng cao chất lượng, đặc biệt chất lượng giáo dục đạo

đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành để một mặt đáp ứng yêu

cầu phát triển kinh tế - xã hội, đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất

nước, đảm bảo an ninh quốc phòng; mặt khác phải chú trọng thỏa mãn nhu cầu

phát triển của mỗi người học, những người có năng khiếu được phát triển tài

năng [23]. Công nghệ thông tin tạo cơ hội học tập chính quy và không chính

quy cho tất cả mọi người ở mọi lứa tuổi và hoàn cảnh khác nhau. Công nghệ

thông tin không yêu cầu việc học tập phải liên tục mà mỗi người có thể lựa

chọn thời gian và không gian phù hợp. Học tập trở nên không bị giới hạn cả

không gian và thời gian. Môi trường công nghệ thông tin hỗ trợ người học phát

huy được tất cả các kỹ năng về nhìn, nghe, nói, đọc, viết vốn là bản năng của

con người. Trong môi trường công nghệ thông tin sự hợp tác, tư vấn, đối thoại

trở nên quan trọng. Giáo viên đóng vai trò là người cố vấn, giúp đỡ học sinh tự

2

tìm kiếm để nghiên cứu, tự biến đổi thông tin thành tri thức, thành kỹ năng.

Học sinh thật sự được chủ động, biết tự thích nghi, tự kiểm soát và tự điều

chỉnh. Kiến thức được tạo dựng một cách tích cực bởi các cá nhân người học. Sự

đa dạng của các nguồn thông tin có sẵn sẽ tạo ra các cơ hội học tập, tự hướng

dẫn cho người học, hoặc học tập một cách độc lập. Điều đó cho chúng ta thấy vai

trò của công nghệ thông tin trong dạy và học. Thực trạng ứng dụng công nghệ

thông tin trong dạy học nói chung và với bộ môn Vật lí nói riêng trên địa bàn

tỉnh Cao Bằng và trong trường THPT chuyên Cao Bằng nơi tôi đang công tác

còn nhiều hạn chế. Đặc thù môn Vật lí là bộ môn thực nghiệm và liên quan đến

nhiều hiện tượng trong tự nhiên và nhiều thí nghiệm không thể thực hiện được

trong một thời gian ngắn, bên cạnh đó trình độ nhận thức của học sinh miềm núi

còn nhiều hạn chế. Công nghệ thông tin cũng đã phủ rộng khắp cả nước, khả

năng truy cập mạng cũng đã rất phổ biến và học sinh miền núi cũng đã được

trang bị kiến thức cơ bản về tin học và truy câp mạng. Các trường học trên địa

bàn Tỉnh Cao Bằng cũng đã được trang bị một số thiết bị công nghệ thông tin cơ

bản phục vụ cho việc học tập của học sinh. Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã

chọn đề tài nghiên cứu “Tổ chức dạy học chương "Động lực học chất điểm" -

Vật lí lớp 10 với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin nhằm phát huy tính tích

cực và sáng tạo của học sinh” làm đề tài luận văn thạc sĩ.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

Xây dựng tiến trình dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10

theo các phương pháp dạy học tích cực với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo trong nhận thức của

học sinh.

3. Đối tượng

Hoạt động dạy và học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực và phát

triển năng lực sáng tạo trong nhận thức cho học sinh với sự hỗ trợ của công

nghệ thông tin.