Tổ chức hoạt động học tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh trung học phổ thông trong dạy học chuyên đề các định luật chất khí.

i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN HỒNG DƯƠNG

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC

CHUYÊN ĐỀ CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2015

ii

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN HỒNG DƯƠNG

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC

CHUYÊN ĐỀ CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÍ)

Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành

HÀ NỘI -2015

iii

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận văn trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học,

Trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia – Hà Nội.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo

PGS.TS.Nguyễn Xuân Thành đã luôn quan tâm, động viên và tạo điều kiện

cho em trong quá trình học tập, công tác để em tự tin, quyết tâm, say mê

nghiên cứu để hoàn thành luận văn này.

Tôi xin cảm ơn thầy giáo Nguyễn Anh Lân, các thầy cô giáo và các em

học sinh trường THPT Nguyễn Khuyến – Thành phố Nam Định đã giúp đỡ

tôi trong thời gian thực nghiệm sư phạm.

Tôi xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và các anh chị học viên cao học

cùng lớp đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, tháng 11 năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Dương

iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

GV: Giáo viên

HĐ: Hoạt động

HS: Học sinh

PPDH: Phương pháp dạy học

SGK: Sách giáo khoa

THCS: Trung học cơ sở

TN: Thí nghiệm

THPT: Trung học phổ thông

VD: Ví dụ

v

MỤC LỤC

Lời cảm ơn.......................................................................................................... i

Danh mục chữ viết tắt ......................................................................................iv

Mục lục .............................................................................................................. v

Danh mục hình vẽ ............................................................................................vi

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

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC

THEO CHUYÊN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRUNG HỌC

PHỔ THÔNG .................................................................................................. 6

1.1. Tổ chức hoạt động giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí .... 6

1.2. Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động giải quyết vấn đề của học sinh.... 8

1.2.1. Chu trình sáng tạo khoa học ................................................................... 8

1.2.2. Tiến trình khoa học giải quyết vấn đề..................................................... 9

1.2.3. Sự khác biệt giữa hoạt động của học sinh và hoạt động của nhà khoa học. 10

1.2.4. Cơ sở định hướng việc tổ chức hoạt động học giải quyết vấn đề của học sinh

......................................................................................................................... 11

1.2.5. Tính tích cực nhận thức của học sinh trong học tập ............................. 12

1.2.6. Năng lực nhận thức sáng tạo của học sinh trong học tập...................... 14

1.3. Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề..................................... 16

1.3.1. Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề ................................. 16

1.3.2. Hình thức hoạt động nhóm trong các pha của tiến trình dạy học giải

quyết vấn đề..................................................................................................... 19

1.4. Dạy học giải quyết vấn đề về các định luật vật lí .................................... 24

1.4.1. Đặc điểm của định luật vật lí................................................................. 24

1.4.2. Dạy học giải quyết vấn đề về các định luật vật lí ................................. 25

1.5. Sử dụng hiệu quả các tài liệu bổ trợ trong tiến trình dạy học giải quyết

vấn đề .............................................................................................................. 29

1.5.1. Sử dụng thí nghiệm trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề............ 29

vi

1.5.2. Sử dụng các tài liệu bổ trợ trong quá trình giải quyết vấn đề học tập .. 33

1.6. Thực trạng việc dạy học theo chuyên đề trong dạy học Vật lí ở trung học

phổ thông......................................................................................................... 35

1.6.1. Mục đích điều tra................................................................................... 35

1.6.2. Đối tượng điều tra ................................................................................. 36

1.6.3. Phương pháp điều tra ............................................................................ 36

1.6.4. Kết quả điều tra ..................................................................................... 36

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1................................................................................ 38

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TÍCH CỰC, TỰ LỰC,

SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ “CÁC

ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ”........................................................................... 41

2.1. Phân tích đặc điểm dạy học chương “Chất khí” ...................................... 41

2.1.1. Nội dung kiến thức chương “Chất khí” ................................................ 41

2.1.2. Các đại lượng đặc trưng cho chất khí.................................................... 42

2.1.3. Chuẩn kiến thức và kĩ năng học sinh cần đạt được............................... 43

2.2. Phân tích lôgíc hình thành kiến thức chương “Chất khí” ........................ 44

2.3. Những khó khăn và nguyên nhân gây ra những khó khăn và sai lầm của

học sinh khi học tập chương “Chất khí” .......................................................... 46

2.3.1. Những khó khăn, sai lầm của học sinh khi học tập chương “Chất khí”46

2.3.2. Nguyên nhân dẫn đến những khó khăn, sai lầm của học sinh .............. 47

2.4. Thiết kế tiến trình dạy học chương “Chất khí” theo hướng dạy học giải

quyết vấn đề..................................................................................................... 48

2.4.1. Xác định mục tiêu dạy học.................................................................... 48

2.4.2. Nội dung kiến thức cần xây dựng ......................................................... 48

2.4.3. Định hướng phát triển năng lực................................................................ 50

2.4.4. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh......................................................... 56

2.4.5. Sơ đồ lôgíc tiến trình xây dựng kiến thức................................................ 57

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

vii

2.5.1. Hoạt động đề xuất vấn đề nghiên cứu .................................................. 61

2.5.2. Hoạt động đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề .................................... 62

2.5.3. Hoạt động thực hiện giải pháp để giải quyết vấn đề ............................ 63

2.5.4. Hoạt động thông báo bổ sung, thể chế hóa kiến thức và vận dụng kiến

thức ................................................................................................................. 67

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2................................................................................ 71

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM................................................. 72

3.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp và nội dung thực nghiệm................. 72

3.1.1. Mục đích thực nghiệm........................................................................... 72

3.1.2. Đối tượng thực nghiệm ......................................................................... 72

3.1.3. Phương pháp thực nghiệm .................................................................... 72

3.1.4. Nội dung thực nghiệm........................................................................... 73

3.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm............................................................... 73

3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm............................... 74

3.3.1. Tiết học thứ 1 ........................................................................................ 74

3.3.2. Tiết học thứ 2 ........................................................................................ 81

3.3.3. Tiết học thứ 3 ........................................................................................ 84

3.4. Bước đầu đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế được trong

việc nâng cao tính tích cực, sáng tạo của HS.................................................. 84

3.4.1. Đánh giá tính tích cực của học sinh ...................................................... 84

3.4.2. Đánh giá tính sáng tạo của học sinh...................................................... 86

3.5. Kiểm tra, đánh giá chất lượng nắm vững kiến thức của HS ....................... 86

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3................................................................................ 92

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ............................................................... 94

1. Kết luận chung............................................................................................. 94

2. Khuyến nghị ................................................................................................ 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 96

PHỤ LỤC ....................................................................................................... 98

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học.............................................................. 8

Hình 1.2. Sơ đồ tiến trình giải quyết vấn đề khi xây dựng, kiểm nghiệm, ứng

dụng kiến thức ................................................................................................... 9

Hình 1.3. Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây

dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học .................................... 17

Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc chương “Chất khí”theo chương trình vật lí 10 cơ bản

......................................................................................................................... 41

Hình 2.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức ....................... 57

Hình 3.1: Bộ thí nghiệm và mô hình thí nghiệm 3 đẳng quá trình ................. 78

Hình 3.2. HS trình bày các chức năng của từng dụng cụ trong bộ TN........... 78

Hình 3.3. HS thảo luận dự kiến phương án tiến hành TN .............................. 79

Hình 3.4. HS trình bày kết quả và đưa ra cách vẽ đồ thị p-T.......................... 82

Hình 3.5. HS trình bày kết quả và đưa ra cách vẽ đồ thị p-V......................... 82

Hình 3.6. HS các nhóm thảo luận và trình bày về kết quả TN ....................... 83

Hình 3.7. HS tự tin báo cáo và bảo vệ kết quả HĐ nhóm............................... 85

Hình 3.8. Kết quả nghiên cứu 3 định luật chất khí của HS............................. 86

Hình 3.9. Đồ thị đường phân bố tần suất của lớp TN và lớp ĐC ................... 89

Hình 3.10. Đồ thị đường phân bố tần suất lũy tích của lớp TN và lớp ĐC.... 90

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương

trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa

là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học

sinh làm được gì qua việc học. Để đảm bảo được điều đó nhất định phải thực

hiện việc chuyển từ phương pháp dạy học nặng về truyền thụ kiến thức sang

dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành năng

lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ

nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức

giải quyết vấn đề, chú trọng kiểm tra đánh giá trong quá trình dạy học để có

thể tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học và

giáo dục.

Báo cáo chính trị Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI chỉ rõ: “ Đổi mới

chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra

theo hướng hiện đại, nâng cao chất lượng toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo

dục lí tưởng, giáo dục truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống,

năng lực sáng tạo, kĩ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách

nhiệm xã hội ”.

Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản toàn

diện giáo dục và đào tạo: “ Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và

học theo hướng hiện đại, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận

dụng kiến thức, kĩ năng của người học, khắc phục lối truyền thụ áp đặt một

chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự

học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát

triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức các hoạt động xã

hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông

tin và truyền thông trong dạy và học”.

2

Trong những năm qua, đại đa số giáo viên đã được tiếp cận với các

phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực. Các thuật ngữ như phương pháp

dạy học tích cực, dạy học dựa trên dự án, dạy học giải quyết vấn đề, phương

pháp “Bàn tay nặn bột”…, các kĩ thuật dạy học như động não, khăn trải bàn,

bản đồ tư duy… không còn xa lạ với đông đảo giáo viên hiện nay. Tuy nhiên,

việc nắm vững và vận dụng chúng còn hết sức hạn chế, có khi còn rất máy

móc, lạm dụng. Hầu hết giáo viên vẫn chưa tìm được “chỗ đứng” của mỗi kĩ

thuật dạy học trong cả tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. Cũng chính vì thế

nên giáo viên vẫn chủ yếu lệ thuộc vào tiến trình các bài học trong sách giáo

khoa, chưa chủ động trong việc thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức phù hợp

với các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực. Khả năng khai thác sử dụng

thiết bị dạy học và tài liệu bổ trợ trong quá trình tổ chức các hoạt động dạy

học trên lớp và tự học ở nhà của học sinh còn hạn chế, kém hiệu quả. Phần

lớn giáo viên, những người có mong muốn sử dụng phương pháp dạy học mới

đều lúng túng và lo ngại sẽ bị “cháy giáo án” do học sinh không hoàn thành

các hoạt động được giao trong giờ học. Chính vì vậy, mặc dù có cố gắng

nhưng việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực hiện nay chưa thực sự

tổ chức được hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo và bồi dưỡng phương

pháp tự học cho học sinh; việc tăng cường hoạt động học tập cá thể và học tập

hợp tác còn hạn chế; chưa kết hợp được sự đánh giá của giáo viên và sự tự

đánh giá của học sinh trong quá trình dạy học.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến những hạn chế nói trên nhưng có thể kể

đến một số nguyên nhân chủ yếu sau:

- Sự hiểu biết của giáo viên về các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích

cực còn hạn chế, chủ yếu chỉ mới dừng lại ở mức độ “ biết ” một cách rời rạc,

thiếu tính hệ thống; chưa làm chủ được phương pháp mới nên giáo viên “vất

vả” hơn khi sử dụng so với các phương pháp truyền thống dẫn đến tâm lí ngại

sử dụng.

3

- Việc dạy học hiện nay chủ yếu được thực hiện trên lớp theo bài/tiết

trong sách giáo khoa. Trong phạm vi một tiết học, không đủ thời gian thực

hiện đầy đủ các hoạt động của học sinh theo tiến trình sư phạm của một

phương pháp dạy học tích cực, dẫn đến nếu có sử dụng phương pháp dạy học

tích cực đó thì cũng mang tính hình thức, đôi khi còn máy móc dẫn đến kém

hiệu quả; chưa thực sự phát huy được tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học

sinh, hiệu quả khai thác sử dụng các phương tiện dạy học và tài liệu bổ trợ

theo phương pháp dạy học tích cực còn hạn chế.

- Các hình thức kiểm tra kết quả học tập của học sinh còn lạc hậu, chủ

yếu là sự đánh giá sự ghi nhớ của học sinh mà chưa đánh giá được khả năng

vận dụng sáng tạo, kĩ năng thực hành và năng lực giải quyết vấn đề của học

sinh, vì thế chưa tạo được động lực cho đổi mới phương pháp và hình thức tổ

chức dạy học.

Xét cụ thể trong chương “ Chất khí ”, ba định luật chất khí đều được

phát hiện bằng thực nghiệm: Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt (1662), định luật

Sác-lơ (1787), định luật Gay-Luy-xác (1802). Sau này Cla-pê-rôn gộp kết quả

của ba định luật vào một phương trình (1834), đó là phương trình trạng thái.

Logic trình bày trong sách giáo khoa bắt đầu từ việc đặt vấn đề: Tìm mối liên

hệ giữa ba đại lượng p,V,T đặc trưng cho trạng thái của một lượng khí xác

định. Và để đơn giản, cố định một đại lượng bất kì và nghiên cứu quan hệ của

hai đại lượng còn lại.

Tuy nhiên, tại sao không nghiên cứu quá trình đẳng áp trước mà lại

nghiên cứu quá trình đẳng nhiệt và đẳng tích trước? Trong khi, theo lịch sử

hình thành, cả ba định luật này được nghiên cứu độc lập và đều bằng con

đường thực nghiệm. Trong chương trình vật lí phổ thông, quan trọng là việc

xây dựng mối quan hệ giữa ba đại lượng p, V, T của một lượng khí xác định.

Vì vậy, nếu tổ chức dạy học nhằm xây dựng ba định luật chất khí, từ đó khái

quát lên thành phương trình trạng thái của khí lí tưởng theo con đường nghiên