Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học vinh ĐặNG XUÂN HIệP Xây dựng hệ thống câu hỏi định hớng phát triển t duy của học sinh trong dạy học chơng DAO ĐộNG CƠ vật lí 12 chơng trình CƠ BảN Chuyên ngành: Lí luận và phơng pháp dạy học vật lí Mã số: 60.14.10 luận văn thạc sĩ giáo dục học Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. MAI VĂN TRINH vinh 2011 1 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, một số đồng nghiệp, người thân. Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo, PGS.TS. Mai Văn Trinh, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn hai thầy giáo phản biện là TS. Trần Huy Hoàng và PGS.TS. Nguyễn Đình Thước đã đóng góp những ý kiến quý báu để luận văn được hoàn thiện. Tác giả gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ PPGD Vật lí và các thầy cô giáo giảng dạy khoa vật lý Trường Đại học Vinh. Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các giáo viên tổ Lý – Tin trường THPT Qùy Hợp. Cuối cùng, Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ Tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn này. Vinh, ngày 18 tháng 12 năm 2010 Tác giả Đặng Xuân Hiệp 2 MỤC LỤC 3 Trang MỞ ĐẦU 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Đối tượng nghiên cứu 2 4. Giả thuyết khoa học 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 3 7. Cấu trúc luận văn 4 8. Đóng góp của luận văn 4 NỘI DUNG Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài 5 1.1. Dạy học phát triển, vận dụng vào dạy học vật lý 5 1.2. Tư duy vật lý và các biện pháp tích cực hóa tư duy của học sinh trong quá trình dạy học 9 1.2.1. Khái niệm tư duy vật lý 9 1.2.2. Một số thao tác tư duy của học sinh thường dùng trong học tập vật lý 9 1.2.3. Các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh trong dạy học vật lý 9 1.3. Câu hỏi – Phương tiện dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 12 1.3.1. Câu hỏi 12 1.3.2. Quy trình xây dựng câu hỏi cho quá trình dạy học 12 1.3.3. Tiêu chuẩn về câu hỏi sử dụng trong dạy học 15 1.3.4. Các dạng câu hỏi trong dạy học 15 1.3.5. Câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong dạy học vật lý 20 1.3.6. Một số kỹ năng cần thiết đối với giáo viên khi đưa ra câu hỏi cho học sinh 24 1.4. Thực trạng sử dụng câu hỏi của giáo viên trong quá trình dạy học vật lý 30 Kết luận chương 1 31 Chương 2. Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản. 33 2.1. Nội dung dạy học của chương “Dao động cơ” Vật lý 12 - Cơ bản 33 2.1.1. Các loại dao động cơ học 33 2.1.2 Dao động điều hòa 33 4 2.1.3. Cấu trúc của chương 37 2.2. Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” Vật lí 12 – Cơ bản 39 2.2.1. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong thiết kế bài học xây dựng kiến thức mới 39 2.2.2. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong dạy học thực hành vật lý 48 2.2.3. Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy trong việc hướng dẫn học sinh ôn tập chương 50 2.3. Thiết kế một số giáo án cụ thể 50 Kết luận chương 2 61 Chương 3. Thực nghiệm sư phạm 62 3.1. Mục đích thực nghiệm 62 3.2. Đối tượng thực nghiệm 62 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm 62 3.4. Phương pháp thực nghiệm 62 3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 63 3.5.1. Kết quả định tính 63 3.5.2. Kết quả định lượng 63 Kết luận chương 3 69 KẾT LUẬN 70 Tài liệu tham khảo 72 Phụ lục 1 P1 Phụ lục 2 P5 Phụ lục 3 P8 5 DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1. CH Câu hỏi 2. CHĐH Câu hỏi định hướng 3. GV Giáo viên 4. HS Học sinh 5. SGK Sách giáo khoa 6. THPT Trung học phổ thông 7. DĐĐH Dao động điều hòa 8. TN Thực nghiệm 9. TNSP Thực nghiệm sư phạm 10. ĐC Đối chứng 6 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ Trang Bảng 1.1. Bảng so sánh đặc trưng dạy học truyền thống và dạy học phát triển 6 Mô hình 1.1. Các thao tác hoạt động hướng tới sự phát triển của học sinh … 8 Bảng 1.2. Bảng các loại câu hỏi định hướng đòi hỏi các thao tác tư duy … 23 Bảng 1.3. Bảng so sánh hai hình thức sử dụng hệ thống CHĐH ………… . 26 Sơ đồ 1.1. Sơ đồ hoạt động dạy học sử dụng hệ thống CHĐH ……………. 27 Sơ đồ 2.1. Grap tiến trình phát triển của chương “DĐXC” ……………… 39 Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số kết quả bài kiểm tra ……………… 86 Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất ………………………………………… 86 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất luỹ tích ………………………………. 86 Bảng 3.4. Bảng tham số thống kê ………………………………………… 87 Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất ……………………………………… 88 Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất …………………………………… 88 Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích ……………………………… 88 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích …………………………… 89 7 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng thì câu hỏi luôn là phương tiện quan trọng để GV định hướng hành động nhận thức của HS. Người thầy muốn dạy tốt thì phải biết đặt câu hỏi hay vì nếu đặt câu hỏi hợp lí thì có thể khuấy động được sự tò mò của học sinh, kích thích trí tưởng tượng của chúng và tạo động cơ để chúng tìm ra những kiến thức mới. Nó có thể thách thức học sinh bắt chúng phải suy nghĩ, giúp làm rõ các khái niệm và các vấn đề liên quan đến bài học. Việc xây dựng và sử dụng câu hỏi trong quá trình dạy học ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dạy và hiệu quả của quá trình dạy học. Giáo viên muốn dạy tốt thì phải biết cân đối một cách hợp lí các kiểu câu hỏi để nhấn mạnh các điểm chính và kích thích sự hứng thú trong quá trình thảo luận của học sinh. Tất cả các phương pháp dạy học lấy HS làm trung tâm thì trong đó, HS tự lực đi tìm chân lí khoa học còn GV chỉ đóng vai trò là người tổ chức, cố vấn, trọng tài, chỉ đạo quá trình học tập. Tương tác giữa thầy và trò chủ yếu thông qua lệch và câu hỏi. Câu hỏi định hướng phát triển tư duy là phương tiện dạy học không thể thiếu trong việc phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh. Câu hỏi định hướng tư duy có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng kiến thức mới, củng cố, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lí thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng giải quyết vấn đề một cách tự lực. Trong thực tế chúng ta thấy rất ít tài liệu viết về mảng câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong quá trình dạy học. Chương “Dao động cơ” - Vật lí 12 là phần kiến thức nền tảng của vật lý THPT. Những kiến thức về dao động cơ có liên quan nhiều đến đời sống và khoa học kỹ thuật. Vì vậy việc nghiên cứu xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 trong dạy học vật lý nhằm giúp học sinh nắm vững nội dung 8 này, đặc biệt giúp học sinh phát triển tư duy khoa học, năng lực giải quyết các tình huống khác nhau để có điều kiện đi sâu vào nghiên cứu trong tương lai và áp dụng tốt vào thực tiễn. Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản”. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản và đề xuất phương án sử dụng vào qúa trình dạy học nhằm góp phần bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng • Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông. • Câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong quá trình dạy học vật lý. - Phạm vi nghiên cứu Câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản trong dạy học ở lớp 12. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của HS trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản và sử dụng chúng vào dạy học một cách hợp lý thì sẽ bồi dưỡng được tư duy khoa học cho HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu • Nghiên cứu các đặc điểm của tư duy vật lý và các biện pháp tích cực hóa hoạt động tư duy của học sinh. • Nghiên cứu lý luận về vai trò, đặc điểm của câu hỏi trong quá trình dạy học. • Tìm hiểu thực tế về việc sử dụng câu hỏi trong dạy học vật lý ở trường phổ thông. • Nghiên cứu chương “Dao động cơ” - Vật lí 12 – Cơ bản. • Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ”- Vật lí 12 – Cơ bản. • Thiết kế và thi công ba bài học tiêu biểu sử dụng câu hỏi định hướng phát triển tư duy đã biên soạn để dạy học chương “Dao động cơ” - Vật lí 12 – Cơ bản. • Thực nghiệm sư phạm. 9 6. Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu cơ sở lý luận về câu hỏi trong quá trình dạy học. - Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình Cơ bản. + Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: - Điều tra thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT. - Thực nghiệm sư phạm. + Phương pháp thống kê toán học: - Xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm. 7. Cấu trúc luận văn (Gồm 4 phần) * Phần mở đầu: 1. Lí do chọn đề tài 2. Mục đích nghiên cứu 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4. Giả thuyết khoa học 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 6. Phương pháp nghiên cứu 7. Kết quả đóng góp của đề tài * Phần nội dung: Gồm 3 chương Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2. Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ” vật lí 12 chương trình cơ bản. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. * Phần kết luận * Tài liệu tham khảo 8. Đóng góp của luận văn. - Đề xuất được phương pháp xây dựng câu hỏi định hướng phát triển tư duy cho quá trình dạy học vật lí. - Xây dựng được hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong dạy học phần kiến thức mới, thực hành, tổng kết chương “Dao động cơ” vật lý 12, chương trình cơ bản. 10 . pháp xây dựng câu hỏi định hướng phát triển tư duy cho quá trình dạy học vật lí. - Xây dựng được hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy trong dạy học. cứu cơ sở lý luận về câu hỏi trong quá trình dạy học. - Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương Dao động