Tổ chức dạy học một số kiến thức chương ''động lực học chất điểm'' vật lý 10 theo lý thuyết kiến tạo với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

ĐẶNG THỊ UYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10

THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VỚI SỰ HỖ TRỢ

CỦA BẢN ĐỒ TƢ DUY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

ĐẶNG THỊ UYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10

THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VỚI SỰ HỖ TRỢ

CỦA BẢN ĐỒ TƢ DUY

Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THỊ HỒNG VIỆT

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN i http://www.lrc.tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn: “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất

điểm” Vật lí 10 theo lý thuyết kiến tạo với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy” đƣợc thực

hiện từ tháng 6 năm 2014 đến tháng 8 năm 2015.

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 8 năm 2015

Tác giả

Đặng Thị Uyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN ii http://www.lrc.tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

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

chủ nhiệm, quý thầy, cô giáo khoa Vật lí trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại họcThái

Nguyên và quý thầy, cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng quý thầy, cô giáo tổ Vật lí

trƣờng THPT Hồng Đức,trƣờng THPT Thanh Miện III đã tạo điều kiện trong thời

gianthực nghiệm và hoàn thành luận văn.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo hƣớng dẫn: PGS.TS

Nguyễn Thị Hồng Việt, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên

cứu và hoàn thành luận văn.

Tôi xin cảm ơn tập thể lớp Cao học Vật lí khóa 21 đã giúp đỡ và đóng góp

nhiều ý kiến trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã

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

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015

Tác giả

Đặng Thị Uyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN iii http://www.lrc.tnu.edu.vn

MỤC LỤC

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

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

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

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................................................... iv

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

DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ.............................................................................. vi

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

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

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

3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu.......................................................................... 3

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

5. Phạn vi nghiên cứu ................................................................................................... 3

6. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................................ 3

7. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 4

8. Những đóng góp của luận văn .................................................................................. 4

9. Cấu trúc của luận văn................................................................................................ 4

Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC

DẠY HỌC THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA

BẢN ĐỒ TƢ DUY ...................................................................................................... 5

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu........................................................................... 5

1.2. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học ........................................................................... 6

1.2.1. Cơ sở của lý thuyết kiến tạo trong dạy học..........................................6

1.2.2. Quan niệm về kiến tạo trong dạy học...................................................7

1.2.3. Một số luận điểm cơ bản của LTKT trong dạy học .............................8

1.2.4. Các loại kiến tạo trong dạy học............................................................9

1.2.5. Cách tiếp cận lý thuyết kiến tạo trong dạy học ..................................10

1.2.6. Vai trò của giáo viên và học sinh trong dạy học kiến tạo ..................11

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN iv http://www.lrc.tnu.edu.vn

1.3. Vận dụng LTKT trong dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông ................................. 11

1.3.1. Đặc thù của môn Vật lí ở trƣờng phổ thông.......................................11

1.3.2. Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lí theo LTKT.................12

1.3.3. Một số mô hình về tiến trình dạy học theo LTKT .............................14

1.4. Bản đồ tƣ duy....................................................................................................... 16

1.4.1. Khái niệm bản đồ tƣ duy ....................................................................16

1.4.2. Cách vẽ bản đồ tƣ duy........................................................................16

1.4.3. Ứng dụng của bản đồ tƣ duy trong dạy học .......................................19

1.5. Tính tích cực của học sinh trong học tập............................................................. 20

1.5.1. Khái niệm tính tích cực nhận thức .....................................................20

1.5.2. Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức.....................................20

1.5.3. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức ................................21

1.5.4. Xây dựng tiêu chí đánh giá tính tích cực của học sinh ......................22

1.6. Tính bền vững của kiến thức ............................................................................... 23

1.6.1. Khái niệm về kiến thức Vật lí ............................................................23

1.6.2. Tính bền vững của kiến thức..............................................................23

1.6.3. Nguyên tắc về sự bền vững của kiến thức..........................................23

1.6.4. Xây dựng tiêu chí đánh giá tính bền vững của kiến thức...................24

1.7. Cơ sở thực tiễn của việc tổ chức dạy học Vật lí theo LTKT với sự hỗ trợ

của BĐTD................................................................................................................... 24

1.7.1. Thực trạng của việc dạy học Vật lí theo LTKT với sự hỗ trợ

của BĐTD ở một số trƣờng phổ thông trên địa bàn tỉnh Hải Dƣơng................24

1.7.2. Nguyên nhân của thực trạng...............................................................25

Kết luận chƣơng 1....................................................................................................... 26

Chƣơng 2. ĐỀ XUẤT TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 THEO LÝ

THUYẾT KIẾN TẠO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƢ DUY.................... 27

2.1. Đề xuất tiến trình dạy học tổng quát các kiến thức Vật lí THPT theo

LTKT với sự hỗ trợ của BĐTD .................................................................................. 27

2.2. Nghiên cứu nội dung, chƣơng trình sách giáo khoa chƣơng “Động lực học

chất điểm” Vật lí 10 và xây dựng cấu trúc logic nội dung của chƣơng...................... 31

2.2.1. Chuẩn kiến thức, kỹ năng...................................................................31

2.2.2. Sơ đồ cấu trúc logic nội dung của chƣơng.........................................33

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN v http://www.lrc.tnu.edu.vn

2.3. Nghiên cứu những thí nghiệm cần thiết trong dạy học một số kiến thức

chƣơng “Động lực học chất điểm”Vật lí 10 ............................................................... 34

2.3.1. Thí nghiệm sẵn có của trƣờng thực nghiệm.......................................34

2.3.2. Thí nghiệm chúng tôi đã cải tiến, chế tạo ..........................................35

2.4. Đề xuất tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Động lực học chất

điểm” Vật lí 10 theo LTKTvới sự hỗ trợ của BĐTD ................................................. 37

Kết luận chƣơng 2....................................................................................................... 57

Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM................................................................ 58

3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm...................................................... 58

3.1.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm.........................................................58

3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ........................................................58

3.2. Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm ..................................................... 58

3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm........................................................58

3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm .........................................................58

3.3. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm.......................................................................... 59

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sƣ phạm........................................................59

3.3.2. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm........................................................59

3.3.3. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm.............................60

Kết luận chƣơng 3....................................................................................................... 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................. 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 79

PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN iv http://www.lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Viết tắt Viết đầy đủ

1 BĐTD Bản đồ tƣ duy

2 ĐC Đối chứng

3 GV Giáo viên

4 HS Học sinh

5 LTKT Lý thuyết kiến tạo

6 SGK Sách giáo khoa

7 THPT Trung học phổ thông

8 TN Thực nghiệm

9 TTC Tính tích cực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN v http://www.lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 3.1. Số liệu học sinh các nhóm TN và ĐC...................................................... 59

Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm kiểm tra kiến thức ngay sau khi học ....................... 67

Bảng 3.3. Bảng xếp loại điểm kiểm tra ngay sau khi học ........................................ 67

Bảng 3.4. Bảng tổng hợp các tham số thống kê ngay sau khi học ........................... 68

Bảng 3.5. Bảng phân bố tần suất điểm Xi ngay sau khi học..................................... 69

Bảng 3.6. Bảng phân bố tần suất lũy tích ngay sau khi học..................................... 69

Bảng 3.7. Bảng thống kê điểm kiểm tra kiến thức sau khi học 5 tháng................... 71

Bảng 3.8. Bảng xếp loại điểm kiểm tra sau khi học 5 tháng.................................... 72

Bảng 3.9. Bảng tổng hợp các tham số thống kê sau khi học 5 tháng....................... 72

Bảng 3.10. Bảng phân bố tần suất điểm Xisau khi học 5 tháng................................. 73

Bảng 3.11. Bảng phân bố tần suất lũy tích sau khi học 5 tháng................................. 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN vi http://www.lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ

Trang

Hình 1.1. Cấu trúc của bản đồ tƣ duy ................................................................... 17

Hình 2.1. Thí nghiệm đo độ lớn lực ma sát trƣợt.................................................. 34

Hình 2.2. Bộ thí nghiệm “Khảo sát chuyển động của vật trên mặt phẳng

nghiêng, đo hệ số ma sát” ..................................................................... 34

Hình 2.3. Bộ thí nghiệm sau khi đã cải tiến.......................................................... 35

Hình 2.4. Thí nghiệm khảo sát chuyển động của vật trên đĩa quay...................... 37

Hình 3.1. Các nhóm HS tích cực thảo luận đƣa ra dự đoán về lực ma sát trƣợt........ 61

Hình 3.2. Các nhóm HS tích cực làm thí nghiệm ................................................. 62

Hình 3.3. Học sinh hoàn thiện BĐTD các kiến thức về lực ma sát trƣợt ............. 64

Hình 3.4. Biểu đồ xếp loại kết quả học tập ngay sau khi học............................... 67

Hình 3.5. Đồ thị phân bố tần suất điểm kiểm tra ngay sau khi học ..................... 69

Hình 3.6. Đồ thị phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra ngay sau khi học ......... 69

Hình 3.7. Biểu đồ xếp loại kết quả học tập sau khi học 5 tháng........................... 72

Hình 3.8. Đồ thị phân bố tần suất điểm kiểm tra sau khi học 5 tháng.................. 73

Hình 3.9. Đồ thị phân bố tần suất lũy tích điểm kiểm tra sau khi học 5 tháng........... 73

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ kiến tạo kiến thức của nhóm CLIS ............................................ 14

Sơ đồ 2.1. Tiến trình dạy học theo LTKT với sự hỗ trợ của BĐTD nhằm

phát huy TTC của học sinh ................................................................... 28

Sơ đồ 2.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung chƣơng “Động lực học chất điểm” ................ 33

Sơ đồ 2.3. Sơ đồ tiến trình dạy học kiến tạo kiến thức “Lực ma sát trƣợt” ........... 40

Sơ đồ 2.4. Bản đồ tƣ duy dự kiến dự đoán của các nhóm về lực ma sát trƣợt....... 42

Sơ đồ 2.5. Bản đồ tƣ duy dự đoán về lực ma sát trƣợt........................................... 43

Sơ đồ 2.6. Bản đồ tƣ duy tóm tắt kiến thức về lực ma sát trƣợt............................. 55

Sơ đồ 2.7. Bản đồ tƣ duy hệ thống các bƣớc dạy học theo LTKT sử dụng

trong bài “Lực ma sát trƣợt”................................................................... 55

Sơ đồ 2.8. Sơ đồ tiến trình dạy học kiến tạo kiến thức “Lực hƣớng tâm” ............... 3

Sơ đồ 2.9. Bản đồ tƣ duy dự kiến dự đoán của các nhóm về lực hƣớng tâm........... 5

Sơ đồ 2.10. Bản đồ tƣ duy dự đoán về lực hƣớng tâm............................................... 5

Sơ đồ 2.11. Bản đồ tƣ duy tóm tắt kiến thức về lực hƣớng tâm .............................. 14

Sơ đồ 2.12. Bản đồ tƣ duy hệ thống các bƣớc dạy học theo LTKT sử dụng

trong bài “Lực hƣớng tâm” ................................................................... 14

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 1 http://www.lrc.tnu.edu.vn

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Đổi mới phƣơng pháp giáo dục là một trong những mục tiêu lớn đƣợc ngành

giáo dục - đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay. Điều 28.2 Luật giáo dục ngày 14

tháng 6 năm 2005 đã chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính

tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của học sinh; phù hợp với từng đặc điểm

của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học,khả năng làm việc theo

nhóm;…” [21].

Vật lí là một trong những môn khoa học mà kiến thức của nó đƣợc ứng dụng

nhiều trong đời sống thực tiễn, gắn liền với thế giới tự nhiên. Vì vậy, đa số các kiến

thức mà học sinh (HS) sẽ học, các em ít nhiều đã có những quan niệm sẵn có. Căn cứ

vào quan niệm ban đầu ấy của HS để tổ chức hoạt động dạy học là một trong những

hƣớng dạy học có hiệu quả. Lấy quan niệm ban đầu của HS làm căn cứ để xây dựng

tri thức chính là đặc trƣng của dạy học theo lý thuyết kiến tạo (LTKT). Ở đây, các

quan niệm ban đầu của HS có thể sai hoặc đúng nhƣng chắc chắn chƣa đầy đủ, cần

thiết giáo viên (GV) phải khơi gợi để HS bộc lộ các quan niệm đó và thấy đƣợc các

quan niệm đó có thể chƣa phù hợp với thực tế khách quan, từ đó nảy sinh nhu cầu

giải quyết vấn đề mới ở HS. Trên cơ sở đó, GV sẽ giúp đỡ để HS kiến tạo tri thức

một cách tích cực, dẫn đến HS sẽ tự thay đổi quan niệm ban đầu, điều chỉnh, hoàn

thiện những quan niệm đó và lĩnh hội đƣợc kiến thức khoa học một cách chính xác.

Thực tế hiện nay, hầu nhƣ các GV khi dạy học chƣa chú trọng khai thác các

quan niệm ban đầu của HS mà chỉ áp đặt theo một logic đã chuẩn bị sẵn. Vì thế, sau

khi học xong, nhiều kiến thức mà HS tiếp thu đƣợc không bền vững còn các quan

niệm ban đầu vẫn hằn sâu trong mỗi HS.

Một công cụ có thể hỗ trợ trong việc dạy học kiến thức mới, củng cố kiến thức

sau mỗi tiết học, ôn tập hệ thống hóa kiến thức sau mỗi chƣơng, mỗi kì học…đó là bản

đồ tƣ duy (BĐTD). BĐTD là một kỹ thuật hình họa, với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình

ảnh, đƣờng nét màu sắc phù hợp, tƣơng thích với cấu trúc, hoạt động, chức năng của bộ

não giúp con ngƣời khai thác tiềm năng vô tận của bộ não, phát huy đƣợc tối đa năng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 2 http://www.lrc.tnu.edu.vn

lực sáng tạo của con ngƣời. Trong học tập và giảng dạy, BĐTD giúp cho học sinh và

giáo viên trình bày các ý tƣởng một cách rõ ràng, suy nghĩ sáng tạo, học tập thông qua

biểu đồ, tóm tắt thông tin của một bài học, hệ thống lại kiến thức đã học, tăng cƣờng

khả năng ghi nhớ, đƣa ra ý tƣởng mới…Đặc biệt, việc sử dụng BĐTD trong dạy học

kiến thức mới có thể giúp học sinh học tập một cách chủ động, tích cực và huy động

đƣợc tất cả học sinh tham gia xây dựng bài một cách hào hứng, giúp cho học sinh hiểu

đƣợc nội dung bài học một cách rõ ràng và hệ thống, việc ghi nhớ cũng nhƣ vận dụng

cũng sẽ tốt hơn, từ đó sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức hơn.

Hiện nay, GV mới chỉ tiếp xúc với BĐTD để tìm hiểu các công dụng của nó,

rất ít GV đã khai thác, sử dụng nó để đƣa vào dạy kiến thức mới, củng cố kiến thức

sau mỗi tiết học… Cho nên đây là vấn đề có tính cấp thiết cần nghiên cứu.

Liên quan đến những vấn đề nghiên cứu của đề tài, đã có một số công trình

nghiên cứu nhƣ: “Phát huy tính tích cực cho học sinh qua dạy học chương “Động lực

học chất điểm” Vật lý lớp 10 với sự hỗ trợ của một số phần mềm dạy học và bản đồ

tư duy” - Bùi Ngọc Anh Toàn - Luận văn thạc sĩ - ĐHSP Thái Nguyên - 2012; “Vận

dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học một số kiến thức chương “cơ học chất lưu”

(sách giáo khoa vật lý 10 - nâng cao) nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức

của học sinh” - Cát Thị Thu Hiền - Luận văn thạc sĩ - ĐHSP Thái Nguyên - 2007;…

Tuy nhiên, chƣa có đề tài nào nghiên cứu tổ chức dạy học chƣơng “Động lực học chất

điểm” theo LTKT với sự hỗ trợ của BĐTD.

Với những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Tổ chức dạy học một số kiến

thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 theo lý thuyết kiến tạo với sự hỗ

trợ của bản đồ tư duy”.

2. Mục đích nghiên cứu

Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Động lực học chất

điểm” Vật lí 10 theo LTKT với sự hỗ trợ của BĐTD, nhằm góp phần phát huy tính

tích cực và tăng độ bền vững kiến thức cho học sinh trung học phổ thông (THPT). Áp

dụng tiến trình nêu trên trong tổ chức dạy học một số kiến thức chƣơng “Động lực

học chất điểm”.