Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh -------------- nguyễn minh thu sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh. (vận dụng cho chơng động lực học chất điểm vật lý 10 chơng trình nâng cao) Luận văn thạc sĩ giáo dục học 1 Vinh - 2008 Lời cảm ơn Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm cùng các thầy cô giáo khoa Vật lý, bộ môn phơng pháp giảng dạy, đặc biệt là cô giáo hớng dẫn PGS. TS. Phạm Thị Phú. Đồng thời tôi cũng nhận đợc sự giúp đỡ của các thầy, cô ở trờng THPT Nghi Lộc 1. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn cùng các thầy, các cô giáo trong khoa, các thầy cô giáo ở nơi tôi công tác, cùng tập thể anh chị em học viên Cao học 14, những ngời thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 25 tháng 12 năm 2008 Học viên: Nguyễn Minh Thu Mở đầu 1. Lí do chọn đề tài 2 Đổi mới giáo dục là một trong những nhiệm vụ hàng đầu và cấp bách hiện nay của ngành giáo dục và đào tạo nớc ta. Đổi mới giáo dục phổ thông phải là một quá trình đổi mới từ mục tiêu, nội dung chơng trình, đổi mới về phơng pháp giảng dạy, đổi mới phơng tiện giáo dục, đổi mới cách đánh giá chất lợng giáo dục, kể cả đổi mới cách xây dựng ch- ơng trình . để đảm bảo tạo ra một sản phẩm giáo dục có thể đáp ứng đợc những yêu cầu mới của xã hội. Trong đó đổi mới phơng pháp giáo dục đóng vai trò trực tiếp, hiện thực hoá kết quả đổi mới các yếu tố khác. Nhiệm vụ đổi mới phơng pháp giáo dục đặt lên vai của mỗi giáo viên- ngời quyết định chất lợng của quá trình giáo dục. Luật giáo dục, điều 28.2 đã ghi Đổi mới phơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng môn học; bồi dỡng phơng pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh. Trong dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng, bài tập là một công cụ quan trọng, hỗ trợ đắc lực cho việc củng cố tri thức, sáng tạo ra tri thức mới, mở rộng kiến thức, rèn luyện tính tự lực của học sinh, bồi dỡng năng lực t duy, năng lực giải quyết vấn đề, phơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. Thực tế dạy học ở trờng phổ thông hiện nay, nhiều giáo viên còn lúng túng cha tìm ra đợc câu trả lời nên dạy học tiết bài tập vật lý nh thế nào để đạt đợc hiệu quả cao nhất. Thông thờng, trong giờ học bài tập giáo viên thờng đa ra đề bài tập và học sinh chỉ giải những bài tập đó hoặc giáo viên giải mẫu học sinh theo dõi và áp dụng để giải những bài tập tơng tự. Nh vậy thì học sinh đã học tiết bài tập một cách rất thụ động, năng lực tự làm việc không cao, không phát huy đợc khả năng tự học, tự nghiên cứu của học sinh. Tức đã là không đáp ứng đợc yêu cầu của đổi mới giáo dục. Do đó để đáp ứng đợc yêu cầu đổi mới giáo dục đòi hỏi giáo viên phải làm thế nào để nâng cao chất lợng giờ học bài tập, tạo hứng thú cho học sinh, kích thích đợc khả năng sáng tạo của học sinh, thông qua một bài tập học sinh có thể nắm đợc nhiều bài tập nữa. Làm đợc điều đó 3 không những giúp học sinh nắm đợc kiến thức một cách chắc chắn, sâu sắc và chủ động mà còn có ý nghĩa rút ngắn thời gian nghiên cứu bài tập. Trong vật lý cơ học là phần có vị trí đặc biệt trong chơng trình vật lý phổ thông vì các khái niệm, định luật là cơ sở để xây dựng kiến thức cơ bản ở các phần khác của vật lý học. Bài tập phần cơ học thì rất phong phú đa dạng, từ một bài tập đơn giản giáo viên có thể phát triển thành nhiều dạng bài khác phức tạp hơn. Nội dung kiến thức động lực học chất điểm có vị trí quan trọng trong ch- ơng trình cơ học. Với những lý do trên tôi chọn đề tài: Sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thứckỹ năng của học sinh. Vận dụng cho chơng Động lực học chất điểm Vật lý 10 ch ơng trình nâng cao . 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chơng Động lực học chất điểm theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ, chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh. 3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tợng : - Quá trình dạy học ở chơng Động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao. - Lý thuyết phát triển bài tập vật lý. - Học sinh lớp 10 trờng THPT Nghi Lộc 1. 3.2 Phạm vi Chơng Động lực học chất điểm Vật lý 10 chơng trình nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học - Dựa vào lý thuyết phát triển bài tập, có thể xây dựng đợc hệ thống bài tập dùng cho dạy học chơng Động lực học chất điểm đảm bảo các yêu cầu thực hiện mục tiêu kiến thức lý thuyết của chơng và rèn luyện kỹ năng giải bài tập. - Sử dụng lý thuyết phát triển trong tiết bài tập sẽ từng bớc đa học sinh vào vị thế chủ động xây dựng và giải quyết nhiệm vụ học tập, từ đó góp phần tăng c- ờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh. 4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu các chiến lợc dạy học và vai trò của học sinh. 5.2. Tìm hiểu các biện pháp tăng cờng hoạt động t chủ chiếm lĩnh kỹ năng kiến thức của học sinh. 5.3. Tìm hiểu lý thuyết phát triển bài tập vật lý trong dạy học vật lý 5.4. Tìm hiểu mục tiêu, nội dung, cấu trúc chơng Động lực học chất điểm Vật lý 10 chơng trình nâng cao. 5.5. Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lý ở một số trờng THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An, đối chiếu với mục tiêu dạy học và đánh giá tính chủ động tự lực của học sinh trong hoạt động giải bài tập vật lý. 5.6. Xây dựng hệ thống bài tập chơng Động lực học chất điểm theo lý thuyết phát triển bài tập, định hớng tăng cờng hoạt động tử chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh. 5.7. Thiết kế các bài học bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập, định h- ớng tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh. 5.8. Thực nghiệm s phạm để kiểm tra tính khả thi, hiệu quả của các bài học thiết kế. 6. Phơng pháp nghiên cứu 6.1. Phơng pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu tài liệu tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức kỹ năng của học sinh - Nghiên cứu tài liệu về bài tập vật lý - Nghiên cứu tài liệu chơng trình sách giáo khoa, sách bài tập và sách tham khảo. 6.2. Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm - Điều tra, thực trạng ở trờng THPT - Soạn thảo tiến trình - Thực nghiệm s phạm - Xử lý kết quả bằng phơng pháp thống kê toán học. 7. Đóng góp mới của đề tài 5 - Đa ra 5 bài tập của chơng dựa và 5 đơn vị kiến thức cơ bản trọng tâm. - Phát triển BTCB 1 và BTCB 5 theo 5 phơng án phát triển bài tập của lý thuyết phát triển bài tập. - Xây dựng hệ thống 31 bài tập chơng theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý, làm cơ sở để học sinh tự xây dựng bài tập trong quá trình học tập chơng. Chơng 1. Bài tập vật lý với việc tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh 1.1. Vai trò của học sinh trong các chiến lợc dạy học [13, 368] Dạy học là một hoạt động phức tạp mà mục đích cuối cùng là biến những tri thức, kinh nghiệm của loài ngời thành tri thức, kinh nghiệmcủa bản thân học sinh, đồng thời phát triển ở họ những phẩm chất nhân cách của con ngời trong xã hội mới. Quá trình dạy học là quá trình tác động qua lại giữa ba thành tố cơ bản: giáo viên, học sinh, và nội dung môn học(tài liệu, phơng tiện). Muốn đạt đ- ợc mục đích dạy học, giáo viên cần lựa chọn một phơng pháp dạy phù hợp, để 6 lựa chọn đợc phơng pháp dạy học phù hợp với định hớng nghiên cứu, cần nghiên cứu các chiến lợc dạy học đã và đang tồn tại trong thực tiễn dạy học. 1.1.1. Chiến lợc giảng dạy truyền thông ở đây chúng tôi muốn nói đến truyền thông qua phát thanh, vô tuyến truyền hình, video. Mục tiêu lớn nhất của chiến lợc này là để mang lại kinh nghiệm giáo dục mà không cần tổ chức thành lớp học. Nó đặc biệt có ích để phát triển, làm giàu kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo từ những tài liệu và những ng- ời trình bày đợc chuyên môn hoá. Nó phù hợp với mọi lứa tuổi, mọi trình độ, có thể áp dụng cho mọi môn khoa học xã hội, âm nhạc và khoa học tự nhiên. Chiến lợc này đợc áp dụng rộng rãi trong giáo dục từ xa. Sự bất lợi của chiến l- ợc này là từ xa, là sự truyền thụ một chiều. Học sinh là những ngời tiếp thu thụ động, họ không có cơ hội để tơng tác với môi trờng, tiếp xúc với giáo viên để đàm thoại, hỏi đáp hay đề nghị giúp đỡ. Ngoài ra giáo viên không có đợc thông tin ngợc kịp thời từ phía học sinh để việc dạy có phù hợp với đối tợng ng- ời học hay không. 1.1.2. Chiến lợc giảng dạy minh họa Mục tiêu của chiến lợc này là cung cấp cho ngời học những kiến thức, kinh nghiệm mà nhân loại đã tích luỹ đợc dới dạng đầy đủ, hoàn chỉnh, giải thích cho ngời học ý nghĩa của những kiến thức, kinh nghiệm đó và minh hoạ chúng bằng một số các ví dụ cụ thể. Ngời học phải cố gắng tiếp thu những kiến thức, kinh nghiệm đó để thuộc lòng, nhắc lại và sử dụng trong tình huống điển hình đã đợc quy định, không cần biết những kiến thức, kinh nghiệm đó đã đợc hình thành nh thế nào và sẽ còn phát triển nữa hay không. u điểm của chiến lợc này là có thể cung cấp cho ngời học một khối lợng kiến thức, kinh nghiệm lớn dới dạng đầy đủ, hiện đại. Ngời dạy có đủ thời gian chuẩn bị, lựa chọn những thông tin chính xác để cung cấp cho học sinh. Những tài liệu giảng dạy theo chiến lợc này đợc bổ sung, sửa đổi qua nhiều lần, qua nhiều thế hệ trở nên rất phong phú đầy đủ. Việc kiểm tra đánh giá dựa trên những tài liệu chuẩn mực rõ ràng là dễ dàng cho cả giáo viên và học sinh. Chiến lợc này đợc dùng nhiều cho ngời lớn tuổi trong các môn học lý thuyết. 7 Nhợc điểm lớn nhất của chiến lợc này là học sinh hoàn toàn ở thế thụ động, nhiệm vụ chính của họ là tìm hiểu, ghi nhớ, nhắc lại, bắt chớc vào những tình huống điển hình đã biết. Năng lực sáng tạo của học sinh không đợc khơi dậy, luyện tập và phát triển. Thậm chí nhiều khi học sinh cảm thấy khoa học là một lĩnh vực dành cho các thiên tài, còn đa số những ngời lao động không thể với tới đợc, chỉ có chờ đợi để làm theo. Chiến lợc này đặc biệt khó khăn khi muốn đáp ứng những yêu cầu khác nhau của cá nhân, muốn thực hiện phân hoá trong dạy học. Do vậy chiến lợc này là không còn phù hợp với thời đại ngày nay, khi mà sự hoà nhập với cộng đồng quốc tế đòi hỏi mỗi dân tộc, mỗi quốc gia phải có những cách làm riêng phù hợp với hoàn cảnh địa phơng mình, đất n- ớc mình mà sáng tạo ra những giá trị tinh thần và vật chất mới để trao đổi với các dân tộc, các quốc gia khác, thúc đẩy sự phát triển thịnh vợng chung. 1.1.3. Chiến lợc biểu diễn Mục tiêu lớn nhất của chiến lợc biểu diễn là khuyến khích sự tiếp thu kiến thức, kỹ năng, hành vi thông qua quan sát và bắt chớc. Đó là chiến lợc truyền thống có từ rất lâu, hiệu quả cao, đặc biệt đối với học sinh nhỏ tuổi hay yếu kém. Nó đợc ứng dụng với một số biến đổi, cho tất cả các môn học ở mọi trình độ và cũng đợc áp dụng để phát triển kỹ năng suy nghĩ, giải quyết vấn đề. Sự hạn chế lớn nhất của chiến lợc này là ở chổ có ít khả năng cho sự làm việc độc lập của học sinh. Đó là một chiến lợc có cấu trúc ở trình độ cao, do đó nếu không có sự cố gắng đầy đủ trong việc lập kế hoạch thì bài biểu diễn có thể trở thành rất buồn chán. Điều đó đặc biệt thấy rõ khi giáo viên thực hiện theo sánh giáo khoa. 1.1. 4. Chiến lợc đàm thoại gợi mở Mục tiêu chính của chiến lợc này là giáo viên đối thoại trực tiếp với học sinh, đa ra những câu hỏi để gợi ý học sinh suy nghĩ, có những hớng dẫn bổ sung khi phát hiện ra chỗ sai lầm hay bế tắc của học sinh, dần dần từng bớc đa học sinh đến kết luận cần thiết. Theo chiến lợc này, giáo viên có thể theo sát đ- ợc những suy nghĩ và hành động của học sinh khi họ giải quyết nhiệm vụ học 8 tập, kịp thời gợi mở những định hớng cho học sinh tìm ra cách giải quyết đúng đắn, đạt đợc những mục tiêu học tập. Nhợc điểm lớn nhất của chiến lợc này là giáo viên chỉ có thể đối thoại đ- ợc một số rất ít học sinh, còn các học sinh khác vẫn thụ động ngồi nghe, theo dõi cuộc đàm thoại. Mặt khác khi đối thoại trực tiếp với giáo viên theo một dàn ý do giáo viên định trớc học sinh không biết, không đợc chuẩn bị thì không tránh khỏi sự lúng túng của học sinh, dẫn đến rụt rè thiếu tự tin, nhất là khi giáo viên cứ liên tiếp dồn dập đa ra những câu hỏi nh cỡng bức, dồn ép học sinh đến chỗ bế tắc để bắt họ phải suy nghĩ sáng tạo. Chiến lợc này đợc áp dụng có hiệu quả khi nghiên cứu lý thuyết phải thực hiện những lập luận phức tạp để đi đến kết luận. 1.1.5. Chiến lợc chiếm lĩnh khái niệm Chiến lợc chiếm lĩnh khái niệm có thể phát triển theo hai hớng: Diễn dịch hay quy nạp. Trong chiến lợc diễn dịch, giáo viên giới thiệu cho học sinh trong lớp nhận biết khái niệm và minh hoạ nó bằng những ví dụ và phản ví dụ. Sau đó những kiến thức về khái niệm này đợc học sinh áp dụng. Trong chiến lợc quy nạp, giáo viên đa ra ví dụ và phản ví dụ về khái niệm và học sinh thông qua một quá trình quan sát, thảo luận, nhận biết đợc khái niệm. Sau đó hc sinh áp dụng những kiến thức và khái niệm. Mục đích chủ yếu của chiến lợc chiếm lĩnh khái niệm là giúp hc sinh sắp xếp, phân loại thông tin và kinh nghiệm thành một hệ thống cơ bản có ý nghĩa. Sự t duy dới dạng khái niệm giúp hc sinh suy nghĩ có hiệu quả, nhanh chóng. Dạy học khái niệm là một sản phẩm của công trình nghiên cứu sau năm 1960 về bản chất của sự suy nghĩ và sự học tập của nhà tâm lý học Ililda Taba và Jerome Bruner. Theo D. Hamackek, nên hiểu khái niệm ở đây là sự tập hợp trong óc của những sự kiện, những vật thể mà nhìn bên ngoài thì chúng khác nhau. Ví dụ: Quả táo, quả cam, quả nho, quả chuối . rất khác nhau về hình dáng bên ngoài nhng có thể gộp lại dới dạng khái niệm quả. Chỗ hạn chế lớn nhất của chiến lợc khái niệm là một chiến lợc quá trình và vì thế bị hạn chế trong việc áp dụng để chiếm lĩnh nội dung hoặc thông tin chuyên biệt cao. Cũng 9 khó tìm đợc những khái niệm trong chơng trình môn học phù hợp với dạng dạy học này. Sau đây là một số nguyên tắc chung cho việc thực hiện một bài học khái niệm có kết quả: - Khái niệm phải đáng đợc dạy, nó cần là khái niệm có ý nghĩa. - Nó phải có những đặc điểm rõ ràng. - Học sinh có những ví dụ và kinh nghiệm để liên kết lại trớc khi xử lý với dạng trừu tợng hơn của khái niệm. - Những ví dụ và phản ví dụ của khái niệm đợc trình bày và thảo luận. - Có môi trờng học tập tích cực. 1.1.6. Chiến lợc bắt chớc (trò chơi bắt chớc) Mục tiêu chính của chiến lợc bắt chớc là tái tạo lại càng gần càng tốt một tình huống thật của đời sống hay một kinh nghiệm. Theo chiến lợc này học sinh có thể học những nguyên tắc chuyên biệt, những khái niệm hoặc những kỹ năng suy nghĩ trong lĩnh vực nhận thức, rèn luyện thân thể hay thái độ c xử. Trò chơi bắt chớc đặc biệt thích hợp với khoa học xã hội, nghệ thuật và hoạt động giải quyết vấn đề. Hiện nay có rất nhiều trò chơi bắt chớc trên máy vi tính. Chỗ bất lợi chính của trò chơi bắt chớc là chúng có thể bóp méo sự thật. Chúng cũng đòi hỏi sự cố gắng lớn và thời gian để chuẩn bị. 1.1.7. Chiến lợc thảo luận nhóm Mục tiêu chính của chiến lợc này là khuyến khích kỹ năng truyền đạt, trao đổi thông tin trong nhóm và trong lớp. Nó cũng giúp động viên sự suy nghĩ và quyết định cũng nh khuyến khích phân biệt những quan điểm, quan niệm. Nó có vị trí trong mọi lĩnh vực học, đặc biệt thích hợp với những nghiên cứu xã hội, nghệ thuật, giải quyết vấn đề, tranh luận. Chỗ hạn chế lớn nhất của chiến lợc này là nó không thích hợp với học sinh nhỏ vì đòi hỏi một trình độ lý luận nhất định. Nó cũng phụ thuộc rất nhiều vào thói quen của nhóm và không khí xã hội của lớp học. Nếu học sinh không đợc luyện tập trong nhóm về kỹ thuật thoả luận thì chiến lợc này có thể vấp phải sự thiếu cộng tác và thái độ phá rối. Chỉ khi học sinh đợc luyện tập trong 10 . nhất. 1.3.2. Sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý trong dạy học bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức của học sinh 1.3.2.1 tập chơng Động lực học chất điểm theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ, chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh. 3.