BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHM H NI NGUYN HI DNG XÂY DựNG Và Sử DụNG BàI TậP THí NGHIệM TRONG DạY HọC CHƯƠNG ĐộNG LựC HọC CHấT ĐIểM VậT Lí 10 NHằM PHáT TRIểN NĂNG LựC THựC NGHIệM CủA HọC SINH PHổ THÔNG CHUYÊN Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM KIM CHUNG HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo mơn Phương pháp giảng dạy mơn Vật lí - khoa Vật Lí các thầy giảng dạy các mơn quá trình học tập, các thầy giáo khoa Vật lí, phịng sau đại học, các thầy cô giáo trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội giúp tơi hồn thành khóa học Em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Kim Chung, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi śt quá trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn Ban giám hiệu, các đồng nghiệp học sinh trường THPT chuyên Lê Hồng Phong, Nam Định giúp đỡ tơi quá trình cơng tác hồn thành phần thực nghiệp sư phạm Tơi xin cảm ơn tất gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi quá trình học tập hồn thành đề tài nghiên cứu của Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả Nguyễn Hải Dương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ý NGHĨA Phương pháp dạy học Học sinh Giáo dục đào tạo Trung học phổ thông Dạy học Nhà xuất Giáo viên Năng lực thực nghiệm Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ đo Bài tập thí nghiệm Đại học sư phạm DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết đánh giá thành tố (NV1) Bảng 3.2 Kết đánh giá thành tố (NV1) Bảng 3.3 Kết đánh giá thành tố (NV1) Bảng 3.4 Kết đánh giá thành tố (NV2) Bảng 3.5 Kết đánh giá thành tố (NV2) Bảng 3.6 Kết đánh giá thành tố (NV2) MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sự phát triển kinh tế – xã hội bới cảnh tồn cầu hoá đặt yêu cầu đối với người lao động, đó đặt yêu cầu cho nghiệp giáo dục hệ trẻ đào tạo nguồn nhân lực Một định hướng của việc đổi giáo dục chuyển từ nền giáo dục mang tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang nền giáo dục chú trọng việc hình thành lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo của người học Định hướng quan trọng đổi PPDH phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo, phát triển lực hành động, lực cộng tác làm việc của người học Đó xu hướng quốc tế cải cách PPDH nhà trường phổ thông Đường lối giáo dục của Đảng rõ: “Phát triển giáo dục nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, đào tạo người có kiến thức văn hóa khoa học, có kỹ nghề nghiệp, lao động tự chủ, sáng tạo có kỷ luật, giàu lòng nhân ái, yêu nước, yêu chủ nghĩa xã hội, sống lành mạnh, đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nước Nghị Hội nghị Trung ương khóa XI về đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo nêu rõ: “Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học tự cập nhật đổi tri thức, kỹ năng, phát triển lực…” Vật lí học sở của nhiều ngành kĩ thuật công nghệ, có vai trò quan trọng việc thực mục tiêu Giáo dục phổ thông Ở trường phổ thông, kiến thức vật lí chủ yếu được rút thực nghiệm kiểm tra thực nghiệm Trong đó, thí nghiệm có vai trò quan trọng việc rèn luyện cho học sinh về các phương pháp nghiên cứu Thực tế cho thấy, năm gần có chuyển biến tích cực về nhận thức của giáo viên việc nâng cao lực thực nghiệm cho học sinh Trong kì thi học sinh giỏi q́c gia mơn vật lí năm 2013, có riêng phần thi thực nghiệm, điều tác động không nhỏ tới việc đưa thí nghiệm vào dạy học bồi dưỡng đội tuyển Năm học 2011-2012, Bộ GD&ĐT thức phát động thi nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học tồn q́c coi kỳ thi quốc gia Cuộc thi được tổ chức cấp trường, cấp tỉnh (thành phố) cấp quốc gia, nhằm phát huy tính động, sáng tạo của học sinh tuyển chọn đội tuyển dự thi Nghiên cứu khoa học, kỹ thuật quốc tế Hoa Kỳ Mặc dù vậy, nhìn cách tổng thể, việc bồi dưỡng lực thực nghiệm cho HS phổ thông chưa được chú trọng, việc vận dụng kiến thức được học vào thực tiễn sống hay ứng dụng khoa học kỹ thuật chưa thực được quan tâm Bài tập Vật lí có vai trò quan trong việc rèn luyện tư định hướng học sinh cách tích cực, khả vận dụng kiến thức giải vấn đề của học sinh Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tổ mối quan hệ lý thuyết thực hành Mặc dù có sớ cơng trình nghiên cứu về việc dạy học phát triển lực thực nghiệm mơn Vật lí, nhiên việc nghiên cứu xây dựng các tập thí nghiệm nhằm phát triển lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thơng chun cịn hạn chế Chương “Động lực học chất điểm” chương thứ của phần “Cơ học” chương trình vật lí 10, phần nội dung kiến thức quan trọng, gắn nhiều với thực tiễn, đồng thời liên quan đến nhiều các kiến thức Vật lí hình thành sau của học sinh Từ lý trên, luận văn lựa chọn đề tài : “Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh phổ thông chuyên” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng sử dụng các tập thí nghiệm nhằm phát triển lực thực nghiệm dạy học Vật lí cho học sinh các trường THPT Chuyên, chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 Giả thuyết khoa học Trên sở lí thuyết về lực thực nghiệm của học sinh dạy học vật lí, phân tích chương trình vật lí dành cho học sinh chun đặc điểm học sinh các trường THPT Chuyên để xây dựng các tập thí nghiệm khoa học logic Từ đó việc xây dựng hướng dẫn học sinh giải các tập thí nghiệm phát triển lực thực nghiệm của học sinh Phạm vi nghiên cứu đề tài Cấu trúc lực thực nghiệm dạy học mơn Vật lí Chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 – chương trình bản, chương trình nâng cao chương trình chuyên Đối tượng khách thể nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học vật lí trường THPT chuyên - Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 10 trường THPT chuyên Lê Hồng Phong, Nam Định Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống hóa được sở lí luận về lực, lực thực nghiệm, xác định cấu trúc lực thực nghiệm, tập thí nghiệm, các hình thức kiểm tra đánh giá lực thực nghiệm - Điều tra thực trạng dạy học thực nghiệm Vật lí 10 trường trung học phổ thơng - Nghiên cứu chương trình, nội dung, phương pháp dạy học chương “Động lực học chất điểm” vật lí lớp 10 - Thiết kế tiến trình dạy học vật lí sử dụng tập thí nghiệm việc dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 - Triển khai thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học mà đề tài đặt Phương pháp nghiên cứu 7.1 Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu lí luận dạy học dạy học về lực thực nghiệm phát triển lực thực nghiệm dạy học vật lí - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung Vật lí 10 nói chung mục tiêu chương “Động lực học chất điểm” nói riêng 7.2 Phương pháp chuyên gia Trao đổi trực tiếp, xin ý kiến của các chuyên gia phương pháp dạy học, giáo dục học giáo viên dạy mơn Vật lí trường THPT về: - Quy trình dạy học để phát triển lực thực nghiệm - Hệ thống các để tài xây dựng nghiên cứu - Một số nội dung điều tra thực trạng dạy học - Các nội dung triển khai thực nghiệm sư phạm; phạm vi thực nghiệm sư phạm công cụ đo nghiệm 7.3 Phương pháp điều tra thực tiễn Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy số trường THPT phiếu hỏi, trao đổi với giáo viên, tham vấn chuyên gia 7.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Thực số giờ dạy tập thí nghiệm thiết kế trường THPT chuyên Lê Hồng Phong, Nam Định - Kiểm tra thí điểm, điều tra, đánh giá chỉnh sửa các tập thực nghiệm - Số liệu thực nghiệm được xử lí nhờ thớng kê toán học Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, kiến nghị, luận văn gồm chương: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn của đề tài Chương Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học phần “Động lực học chất điểm” nhằm phát triển lực thực nghiệm cho học sinh trường Trung học phổ thông chuyên Chương Thực nghiệm sư phạm 10 thực nghiệm, chúng sơ đánh giá hiệu của việc phát triển lực thực nghiệm sau: + Nội dung của nhiệm vụ giao cho HS khả thi phù hợp + Các khó khăn, sai lầm của HS mà GV dự kiến hầu hết đều xuất TNSP Vì có dự kiến trước nên GV nhanh chóng giúp đỡ HS vượt qua khó khăn tiến hành thành công các TN, giải thích sâu sắc các tượng xảy TN + Qua thực nghiệm, học sinh hiểu về quá trình thực nghiệm, các bước tiến hành, xử lí sớ liệu + HS tự làm được thí nghiệm mà học khóa khơng được học + Trong quá trình tham gia làm tập thực nghiệm, HS rất tích cực nhiệt tình Có em nhà xa vẫn lại đến muộn say mê tiến hành thí nghiệm + Trong quá trình làm thí nghiệm, các em mạnh dạn trao đổi với giáo viên về thí nghiệm mà khơng hiểu khơng thành công, các em đưa các giải pháp thú vị + Do việc được tự thực các ý tưởng của thân nên các em rất hứng thú, tự tay làm nên tự rút được điều bất hợp lí của phương án đưa ra, từ đó các em nảy sinh các phương án + Với hình thức hoạt động theo nhóm, với nội dung cơng việc mục đích khác mục đích với phương án khác phát huy được sức mạnh của trí tuệ tập thể, tinh thần đoàn kết, rèn luyện cách làm việc theo nhóm khơng mất vai trị tích cực của cá nhân + Sự hướng dẫn của GV các bước mang tính định hướng nên gợi được tò mò, say mê khám phá, gây được hứng thú cho HS 73 Điều được thể HS tận dụng tất các thời gian rảnh để thảo luận các phương án thiết kế, chế tạo làm thí nghiệm Một sớ thí nghiệm các phải thực rất nhiều lần vẫn không thành công Tuy nhiên, các em vẫn tâm làm được + Trong buổi báo cáo kết quả, các em rất hào hứng chia sẻ thành cơng điểm bất hợp lí việc thực nghiệm + Các em dần hình thành được lực thực nghiệm, biết cách giải tập thực nghiệm, biết suy nghĩ sâu sắc để tìm kiếm các phương án tối ưu + Qua nhiệm vụ đầu tiên bỡ ngỡ, sang nhiệm vụ thứ các em dần hình thành lực thực nghiệm cho thân, thể thông qua số học sinh đạt được mức 3, mức của các số hành vi tăng lên 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua việc sử dụng số tập thực nghiệm của chương “Động lực học chất điểm” theo nội dung, phương pháp hướng dẫn dự kiến, từ kết học sinh đạt được qua đợt thực nghiệm Chúng tơi thấy, việc áp dụng các tập thí nghiệm đạt được hiệu nhất định: khơi dậy được hứng thú, tư suy thực nghiệm, phát triển tư logic, tư sáng tạo phát triển toàn diện nhân cách người học sinh Nội dung thực nghiệm bổ sung thêm các lực kĩ kiến thức cho dạy học khóa học sinh được làm thí nghiệm, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, qua đó góp phần củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức về động lực học chất điểm Hình thức tổ chức gây được hứng thú, tích cực học sinh Tạo điều kiện để học sinh chiếm lĩnh kiến thức cách tự nhiên, thoải mái, 74 kích thích được ham học hỏi, hiểu biết của học sinh Hình thành cho học sinh thói quen vận dụng kiến thức vào giải vấn đề thực tiễn, phát triển tính tích cực lực sáng tạo của học sinh Phương pháp hướng dẫn theo hướng mở kích thích học sinh chủ động tham gia nghiên cứu thiết kế, chế tạo các dụng cụ tiến hành thí nghiệm các dụng cụ chế tạo được Thông qua việc học sinh đề xuất các phương án thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm, tìm giải pháp kĩ thuật độc đáo, tự vượt qua khó khăn, đưa các dự đoán kết thí nghiệm tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra các dự đoán giúp cho các em có điều kiện phát triển khả sáng tạo của thân Việc áp dụng tập thực nghiệm góp phần hình thành lực thực nghiệm cho học sinh chuyên, bước đầu khiến các em có lực, kĩ nhất định Việc sử dụng tập thực nghiệm có thể được đưa vào chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh chuyên tham dự các kì thi học sinh giỏi khu vực Tuy nhiên thời gian thực nghiệm khơng hợp lí, thực nghiệm được phần nhỏ của các tập thực nghiệm đề Trong thời gian tới, tiếp tục thực nghiệm tiếp các nhiệm vụ đề đề tài 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đới chiếu với mục đích nghiên cứu các nhiệm cụ cần giải của đề tài, chúng đạt được số kết sau: - Vận dụng được sở lí luận góp phần xây dựng cấu trúc lực thực nghiệm gồm các thành tố, sớ hành vi, tiêu chí chất lượng - Phân tích nội dung chương “Động lực học chất điểm” chương trình chương trình chuyên - Xây dựng hệ thống tập thực nghiệm cho học sinh chuyên lớp 10 chương “Động lực học chất điểm” - Xây dựng các phiếu học tập sử dụng các tập thực nghiệm cho học sinh - Xây dựng được số rubric nhằm đánh giá lực thực nghiệm của học sinh - Tổ chức thực nghiệm sư phạm, chúng tơi phân tích đánh giá sơ bộ: nội dung thực nghiệm đưa phù hợp với điều kiện dạy học đới tượng HS, hình thức tổ chức phương pháp hướng dẫn đề xuất có tính khả thi Quá trình thực nghiệm cho thấy HS thực tích cực học tập, tạo được hứng thú, say mê, thúc đẩy lực sáng tạo của các em Qua đó các em học sinh dần hình thành lực thực nghiệm cho thân Qua quá trình nghiên cứu đề tài, chúng có kiến nghị: - Để tăng cường hiệu của việc tổ chức giảng dạy Vật lý nói chung phát triển lực thực nghiệm cho học sinh phổ thông dạy học Vật lý, cần phải được thực cách hệ thống, nghiêm túc từ các lớp dưới, từ các phần học trước để tạo cho học sinh thói quen làm việc tích cực, tự giác, chủ động, gắn liền kiến thức lý thuyết với thực tiễn sinh động của sống - Tăng cường trang, thiết bị thí nghiệm thiết bị thí nghiệm cho các trường 76 phổ thông cách đầy đủ, đồng để có điều kiện triển khai hiệu biện pháp Đồng thời có biện pháp khuyến khích giáo viên sử dụng các tập thí nghiệm dạy học Do điều kiện về thời gian, lực khn khổ của luận văn nên quá trình thực nghiệm tiến hành số học sinh lớp 10 trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định nên việc đánh giá tính hiệu đới với việc phát huy tính tích cực phát triển lực thực nghiệm của HS qua đợt ngoại khóa chưa có tính khái quát cao Chúng tơi tiếp tục vận dụng đề tài để thực nghiệm diện học sinh rộng (ví dụ các lớp chuyên khác: chuyên Toán, chuyên Hóa) với các nhiệm vụ phù hợp hơn, đồng thời tiếp tục thực nghiệm các nhiệm vụ xây dựng cho học sinh chun hồn thành lí thuyết chương “Động lực học chất điểm” Chúng tin việc áp dụng các tập thực nghiệm đáp ứng được mục tiêu phát huy tính tích cực phát triển lực thực nghiệm của HS, giúp bổi dưỡng tìm kiếm học sinh chuyên cho các đội tuyển 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Biên (2013), Xây dựng chuyên đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng lực thực nghiệm cho học sinh chuyên, Tạp chí giáo dục sớ đặc biệt tháng 11 năm 2013 Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) (2008), Vật lí 10, NXB Giáo dục Bộ giáo dục đào tạo (2015), Dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể Nguyễn Thượng Chung (2004), Bài tập thí nghiệm vật lí THCS, NXB Giáo dục Phạm Đình Cương (2005), Thí nghiệm vật lí trường THPT, NXB Giáo Dục Vũ Thị Thu Hiền (2016), Xây dựng sử dụng tập thí nghiệm dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 nhằm phát triển lực thực nghiệm học sinh phổ thông, Luận văn Thạc sĩ trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Tô Giang (2012), Tài liệu chuyên Vật lí 10, tập 1, NXB Giáo dục Việt Nam V.Langue (2005), Những tập hay thí nghiệm vật lí, NXB Giáo dục Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động nhân thức cho học sinh dạy học vật lý trường phổ thông, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 10 Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng, NXB Đại học sư phạm 11 Phạm Hữu Tòng (2001), Lý luận dạy học Vật lí trường trung học, NXB giáo dục 78 12 Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học vật lí trường phổ thơng theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học, NXB ĐHSP Hà Nội 13 Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách (2009), Dạy học tập vật lí trường phổ thơng, NXB ĐHSP Hà Nội 14 Tuyển tập đề thi học sinh giỏi khu vực duyên hải đồng bắc 79 PHỤ LỤC PHIẾU HỌC TẬP HỌC SINH ĐÃ HOÀN THÀNH