vận dụng bản đồ khái niệm vào dạy học các chương “chất khí” và “cơ sở nhiệt động lực học” vật lí lớp 10 cơ bản

Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

TS PHAN GIA ANH VŨ

Thành phố Hồ Chí Minh - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực

sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn và tiến hành thực nghiệm tại trường THPT Thanh Bình, huyện

Tân Phú, Tỉnh Đồng Nai, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Phan Gia Anh

Vũ

Các số liệu, kết quả thực nghiệm trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng sau đại học, cùng toàn thể quí Thầy Cô trong khoa vật lí trường đại học Sư phạm TP.HCM và Thầy Cô thỉnh giảng đã nhiệt tình giảng dạy giúp tác giả thu nhận được những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy TS Phan Gia Anh

Vũ – giáo viên hướng dẫn trực tiếp - người thầy đã tận tình giúp đỡ và chỉ dẫn, định hướng cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luận văn

Tác giả gửi lời cảm ơn các Thầy cô, các anh chị đồng nghiệp và bạn bè đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn Sau cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe và hạnh phúc đến gia đình, thầy cô, bạn

bè

Xin cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 3 năm 2012

Phạm Thế Phương

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG TRONG LUẬN VĂN 9

PHẦN MỞ ĐẦU 12

1 Lí do chọn đề tài 12

2 Mục đích nghiên cứu 14

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 14

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 14

5 Giả thuyết khoa học 15

6 Phương pháp nghiên cứu 15

7 Phạm vi nghiên cứu 15

PHẦN NỘI DUNG 16

Chương 1 Cơ sở lí luận của việc vận dụng bản đồ khái niệm hỗ trợ dạy học môn vật lí ở trường THPT 16

1.1 Bản đồ khái niệm 16

1.1.1 Đôi nét lịch sử 16

1.1.2 Định nghĩa BĐKN 18

1.1.3 Các bộ phận cấu thành của một BĐKN 20

1.1.4 Cơ sở lí thuyết của BĐKN 22

1.1.4.1 Cơ sở tâm lí học của BĐKN 22

1.1.4.2 Cơ sở nhận thức của BĐKN 27

1.1.5 Các dạng BĐKN 28

1.1.6 Vai trò của BĐKN trong dạy học 30

1.1.7 Quy trình xây dựng BĐKN 32

1.1.8 Xây dựng BĐKN dựa trên phần mềm IHMC CmapTools 34

1.2 Vai trò của câu hỏi trong dạy học 35

1.3 Thực trạng dạy học khái niệm vật lí 35

1.4 Sử dụng BĐKN trong dạy học vật lí 38

1.4.1 Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh 38

1 Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh trong khâu dạy bài mới 38

2 Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh trong khâu củng cố, ôn tập 41

1.4.2 Sử dụng bản đồ khuyết 42

1 Sử dụng bản đồ khuyết trong khâu dạy bài mới 42

2 Sử dụng bản đồ khuyết trong khâu củng cố, ôn tập 44

3 Sử dụng bản đồ khuyết trong khâu kiểm tra, đánh giá 47

1.4.3 Học sinh tự xây dựng BĐKN 47

1 Học sinh tự xây dựng BĐKN trong khâu dạy bài mới 48

2 Học sinh tự xây dựng BĐKN trong khâu củng cố, ôn tập 49

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 51

Chương 2: Vận dụng xây dựng quy trình hỗ trợ BĐKN cho dạy học chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” vật lí lớp 10 - cơ bản 52

2.1 Nhiệm vụ của dạy học vật lí 52

2.2 Cấu trúc, nội dung chương trình vật lí bậc trung học phổ thông 53

2.3 Cấu trúc, nội dung chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” 56

2.4 Những thuận lợi và khó khăn khi dạy các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học” 58

2.4.1 Thuận lợi 58

2.4.2 Khó khăn 59

2.5 Xác lập lại các mục tiêu của chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” 59 2.5.1 Mục tiêu kiến thức: 59

2.5.2 Kỹ năng: 60

2.5.3 Tình cảm, thái độ, tác phong: 61

2.6 Các bước chuẩn bị cho hoạt động dạy học chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” 61

2.6.1 Xây dựng bộ câu hỏi cụ thể hóa các mục tiêu dạy học 61

2.6.2 Thiết kế tài liệu dạy học hỗ trợ học sinh vừa khám phá vừa kết nối kiến thức mới với BĐKN đã có 64

2.6.3 Thiết kế bộ câu hỏi hỗ trợ học sinh tạo lập BĐKN tinh lọc kiến thức 74

2.7 Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể trên lớp 75

2.7.1 Chuẩn bị cho chủ đề học tập (1 tiết trước khi học chủ đề) 75

2.7.2 Giới thiệu tổng quan về chủ đề học tập (tiết 1) 75

2.7.3 Tổ chức quá trình thực hiện CHBH 1 (tiết 2) 76

2.7.4 Tổ chức quá trình thực hiện CHBH 2 và 3 (tiết 3 đến 8) 77

2.7.5 Tổ chức quá trình thực hiện CHBH 4 và 5 (tiết 9 đến 11) 83

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 87

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 88

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm (TNSP) 88

3.1.1 Mục đích 88

3.1.2 Nhiệm vụ 88

3.2.Đối tượng và nội dung của TNSP 89

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 89

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 89

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 89

3.3.1.Chọn mẫu thực nghiệm: 89

3.3.2 Các bước tiến hành thực nghiệm sư phạm 89

3.4.Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 90

3.4.1 Tiêu chí đánh giá: 90

3.4.2 Nhận xét chung quá trình học tập của HS ở các lớp thực nghiệm 91

3.4.3 Xử lí kết quả bài kiểm tra 92

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 105

KẾT LUẬN 106

TN Thực nghiệm THPT Trung học phổ thông

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG TRONG LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 BĐKN thể hiện khái niệm âm thanh 15

Hình 1.2 Bản đồ khái niệm về cấu trúc và đặc điểm của bản đồ khái niệm 17

Hình 1.3 Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với nhau khi chúng ta đang học 20

Hình 1.4 Hình dạng bản đồ 25

Hình 1.5 BĐKN về các bước xây dựng BĐKN 29

Hình 1.6 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 1 36

Hình 1.7 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 4 37

Hình 1.8 Bản đồ khuyết CHBH 1 39

Hình 1.9 Bản đồ khuyết CHBH 4 và 5 41

Hình 1.10 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 4 và 5 42

Hình 1.11 Bản đồ khuyết CHBH 4 và 5 43

Hình 1.12 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 2 và 3 46

Hình 2.1 Bản đồ Cấu trúc chương trình vật lí THPT 51

Hình 2.2 Bản đồ cấu trúc nội dung chương “Chất khí” và “Cơ sở Nhiệt động lực học ” theo SGK Vật lí 10 – cơ bản 53

Hình 3.1 Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng bài kiểm tra CHBH 1 89

Hình 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất bài kiểm tra CHBH 1 90

Hình 3.3 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra CHBH 1 91

Hình 3.4 Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng 92

Hình 3.5 Biểu đồ phân phối tần suất 92

Hình 3.6 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 93

Hình 3.7 Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 94

Hình 3.8 Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 95

Hình 3.9 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 95

Hình 3.10 Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng của bài kiểm tra 1 tiết 97

Hình 3.11 Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra 1 tiết 98

Hình 3.12 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra 1 tiết 99

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kết quả điều tra về phương pháp dạy khái niệm của giáo viên 32

Bảng 1.2 Ý kiến của giáo viên về sự cần thiết của việc kết hợp rèn luyện các kỹ năng xây dựng BĐKN với hệ thống hóa kiến thức và lĩnh hội kiến thức mới 33

Bảng 1.3 Ý kiến đánh giá của giáo viên về kỹ năng hệ thống hóa khái niệm của học sinh 33

Bảng 1.4 Ý kiến của học sinh về phương pháp học khái niệm 34

Bảng 3.1 Bảng thống kê các điểm số (xi) của bài kiểm tra 5 phút (sau khi học xong CHBH1) 89

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất bài kiểm tra CHBH 1 90

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra CHBH 1 90

Bảng 3.4: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra CHBH 1 91

Bảng 3.5 Bảng thống kê các điểm số (xi) của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 91

Bảng 3.6 Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 92

Bảng 3.7 Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 93

Bảng 3.8: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 93

Bảng 3.9 Bảng thống kê các điểm số (xi) của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 94

Bảng 3.10 Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 94

Bảng 3.11 Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 95

Bảng 3.12: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 96

Bảng 3.13 Bảng thống kê các điểm số (xi) của bài kiểm tra 1 tiết 96 Bảng 3.14 Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra 1 tiết 97 Bảng 3.15 Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra 1 tiết 98 Bảng 3.15: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra 1 tiết 98

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) đang là vấn đề mà ngành Giáo dục nói riêng và toàn xã hội nói chung đặc biệt quan tâm và được thực hiện ở nước ta trong những năm gần đây Trong chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 (ban kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ-TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 của Thủ tướng chính phủ), ở mục 5.2 ghi rõ “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống có tư duy phân tích tổng hợp; phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động tích cực của HS, sinh viên trong quá trình học tập,…”

Tuy nhiên, đổi mới phương pháp dạy học là một việc làm khó khăn, đòi hỏi người dạy và người học phải đấu tranh với những thói quen, kinh nghiệm đã có từ lâu trong dạy học Vì vậy, đại hội Đảng toàn quốc lần X (tháng 4/2006) nhận xét

“chất lượng giáo dục còn nhiều yếu kém, khả năng chủ động, sáng tạo của học sinh, sinh viên còn rất ít được bồi dưỡng, chương trình, phương pháp dạy còn lạc hậu, nặng nề chưa thật hợp lý”

Có thể nói việc đổi mới PPDH cho đến nay chưa đem lại sự chuyển biến đáng kể về chất lượng giáo dục GV và HS đều hướng tới mục tiêu của các kỳ thi,

mà mục tiêu này chỉ là xác định xem HS có nắm vững kiến thức sách vở, có giải được những bài toán khó hay không, chứ không nhằm kiểm tra xem sau khi tốt nghiệp THPT HS đã trang bị đủ những kĩ năng cần thiết tối thiểu cho cuộc sống hay chưa Điều đó dẫn đến việc GV chưa thấy tính cấp bách của yêu cầu đổi mới PPDH Nhiều GV cho rằng cứ dạy tốt theo phương pháp cũ cũng có thể chuyển tải nội dung kiến thức của SGK cho HS và đảm bảo tỉ lệ tốt nghiệp phổ thông và đỗ đại học cao, như thế là dạy học có hiệu quả tốt

Hậu quả của quan niệm này là HS học một cách thụ động, học không biết để làm gì, không biết tại sao mình phải học bài đó, kiến thức đó HS chỉ học bài nào

biết bài đấy, đơn thuần là ghi nhớ kiến thức một cách máy móc, cô lập nội dung của các kiến thức, học trước quên sau, học mà không “hành”… phổ biến hiện nay

Trong xu thế toàn cầu hóa và hội nhập ngày càng triệt để thì bất cứ ai hay dân tộc nào không muốn hay không kịp đổi mới tư duy, không muốn tham gia vào

xu thế chung sẽ nhanh chóng lạc hậu Do đó, cải tiến và đổi mới PPDH để góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực là yêu cầu cấp bách để phát triển mọi mặt đời

sống xã hội trong quá trình hội nhập

Việc phát triển tư duy cho học sinh và giảng dạy kiến thức về thế giới xung quanh luôn là một trong những ưu tiên hàng đầu của những người làm công tác giáo dục Nhằm hướng các em đến một phương pháp học tập tích cực, chủ động và sáng tạo Chúng ta không chỉ cần giúp các em khám phá các kiến thức mới mà còn phải giúp các em liên kết được những kiến thức đó Chúng ta biết, khái niệm vừa là kết

quả vừa là phương tiện của tư duy Quá trình nhận thức của con người thực chất là quá trình hình thành và sử dụng khái niệm Vì vậy, dạy và học khái niệm là vấn đề

cốt lõi của quá trình dạy học [11]

Trong dạy học, không chỉ chú ý đến hình thành và phát triển các khái niệm riêng

lẻ mà cần phải quan tâm đến cả một hệ thống khái niệm liên quan với nhau Chính

sự xác lập các mối quan hệ logic và liên tục trong sự hình thành hệ thống khái niệm

sẽ mang lại những lợi ích đáng quan tâm về các mặt: ghi nhớ, phát triển nhận thức,

tư duy… Một trong những công cụ hết sức hữu hiệu để tạo nên các “hình ảnh liên kết” là bản đồ khái niệm hay sơ đồ khái niệm (concept map)

Bản đồ khái niệm là sự thể hiện tường minh cấu trúc hiểu biết của cá nhân dưới dạng sơ đồ Xây dựng bản đồ khái niệm có tác dụng kết nối các thông tin mới và

các thông tin đã có

Tác giả mong muốn vận dụng phối hợp và chọn lọc một số chiến lược dạy học tiên tiến, đặc biệt là sử dụng bản đồ khái niệm hỗ trợ dạy học để mang lại kết quả tốt trong quá trình học tập của học sinh, phương pháp giảng dạy của bản thân Học

sinh sẽ học được phương pháp học tập, tăng tính chủ động, sáng tạo và phát triển tư duy Giáo viên sẽ góp phần đổi mới phương pháp giảng dạy và quan trọng nhất sẽ giúp học sinh nắm được kiến thức thông qua một “bản đồ” thể hiện các liên kết chặt

chẽ của kiến thức nên tôi đã chọn đề tài: VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ LỚP 10 - CƠ BẢN

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” lớp 10 cơ bản theo hướng sử dụng bản đồ khái niệm nhằm nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường THPT, từ đó giúp HS hoàn thiện bản

đồ khái niệm cho môn Vật lí của bản thân

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

a Khách thể nghiên cứu:

Quá trình dạy học và thực tiễn dạy học vật lí ở trường THPT

b Đối tượng nghiên cứu:

- Quá trình dạy học môn vật lí lớp 10 ở trường THPT;

- Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy và học vật lí ở trường THPT;

- Nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lí THPT

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới PPDH;

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc sử dụng BĐKN để hỗ trợ dạy và học hiệu quả;

- Nghiên cứu chương trình SGK vật lí lớp 10 - cơ bản;

- Nghiên cứu BĐKN và việc vận dụng vào dạy học vật lí ở trường THPT chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học”;

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của BĐKN

5 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng BĐKN một cách thích hợp vào quá trình dạy học bộ môn Vật lí ở trường THPT thì sẽ giúp HS gắn kết được các nội dung kiến thức vật lí; từ đó sẽ góp phần đổi mới PPDH theo hướng tích cực học tập của HS nhằm nâng cao hiệu quả DH

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lí luận:

-Nghiên cứu các văn kiện của Đảng về đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp dạy học

- Nghiên cứu tài liệu về giáo dục học và phương pháp giảng dạy vật lí

- Nghiên cứu cơ sở khoa học và việc ứng dụng BĐKN vào dạy học

- Nghiên cứu chương trình vật lí lớp 10 - cơ bản

- Nghiên cứu, khai thác các tài liệu liên quan đến việc sử dụng bản đồ khái niệm

- Xây dựng các tiến trình dạy học sử dụng bản đồ khái niệm như công cụ hỗ trợ dạy và học hiệu quả chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” vật lí lớp 10

phỏng vấn nhiều trẻ em, họ đã thấy thật khó để xác định những thay đổi cụ thể việc

hiểu những khái niệm khoa học của trẻ bằng những cuộc phỏng vấn [20] Từ sự cần thiết tìm ra phương thức tốt hơn để thể hiện sự hiểu biết khái niệm của trẻ, đã làm xuất hiện ý tưởng trình bày kiến thức dưới hình thức một BĐKN Vì vậy mà ông đã cho ra đời một công cụ mới BĐKN Đó là sự trình bày bằng sơ đồ những khái niệm và mối quan hệ của chúng, giúp học sinh tổ chức thông tin về các khái niệm khoa học theo logic tạo thuận lợi cho việc học Nó dựa trên tiền đề là các khái niệm không tồn tại riêng biệt mà có quan hệ với những khái niệm khác

BĐKN phát sinh từ lý thuyết tiếp thu kiến thức của David Ausubel Theo Ausubel sự tiếp thu kiến thức xảy ra bởi sự đồng hóa những khái niệm và những mệnh đề mới vào hệ thống kiến thức đã có của người học Như vậy tiếp thu kiến thức một cách logic xuất hiện khi kiến thức mới liên hệ một cách có chủ định, có mục đích với kiến thức đã có Trong khi đó, ở học vẹt, những khái niệm mới được thêm vào hệ thống kiến thức của người học một cách đúng nguyên văn và tùy tiện,

do đó rất nhanh quên Kết quả sự tiếp thu kiến thức logic là người học sẽ hiểu sâu, nhớ lâu và dễ áp dụng trong các tình huống [20]

Từ mục đích đầu tiên của BĐKN là xác định những kiến thức đã có của người học, hiện nay BĐKN đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích

khác nhau như giúp người học ghi nhớ khái niệm, đánh giá kết quả học tập, lập kế hoạch giảng dạy… [23]

Novak và Gowin đã phát triển kỹ thuật BĐKN nhằm đánh giá kiến thức khái niệm của người học Ông cũng sử dụng BĐKN để xác định những thay đổi đang xảy ra trong nhận thức của sinh viên BĐKN cũng được nghiên cứu trong việc lập

kế hoạch giảng dạy và đã ứng dụng ở trường đại học Cornell [24] Ngoài ra cùng với các tác giả khác, Novak đã tiến hành nhiều nghiên cứu liên quan đến BĐKN như với Wandersee năm 1990, với Mintzes và Wandersee năm 1998

Từ năm 1990 đã có những đề tài nghiên cứu về BĐKN trong khoa học giáo dục Các tác giả như Barenholz, Tamir, Trowbridge và Wandersee đã sử dụng BĐKN để đánh giá hiệu quả trong giảng dạy Hegarty-Hazel và Prosser sử dụng BĐKN để đánh giá mối quan hệ giữa việc hiểu và sử dụng các khái niệm của học sinh trong học tập vào năm 1991

Năm 2003, khi giảng dạy học phần vật lí điện tử cho sinh viên kĩ thuật năm thứ hai đại học kĩ thuật Curtin, Barbara Stauble nhận thấy rằng sinh viên không nắm bắt được mối quan hệ cơ bản giữa các khái niệm trong học phần Chính vì vậy bà đã tăng cường sử dụng BĐKN trong các bài giảng vào năm 2004 Kết quả là sinh viên

đã tìm ra sự kết nối giữa các khái niệm đã học với khái niệm mới [18]

Trong nghiên cứu, vào năm 2004, J.Valadares, M.T Soares, F Fonseca, có kinh nghiệm giảng dạy vật lí hơn 20 năm, nhận ra rằng BĐKN có thể đáp ứng nhiều mục tiêu hữu ích trong giảng dạy vật lí Sử dụng BĐKN trong giảng dạy giúp học sinh xác định chính xác sự tương đương giữa cơ học và nhiệt học, nhận ra được quan niệm sai lầm, đặc biệt là sự nhầm lẫn truyền thống giữa nhiệt và nhiệt độ [19]

Năm 2003, Mistades cũng đã sử dụng BĐKN để trình bày nội dung môn học

và đánh giá kết quả học tập cho môn vật lí dành cho sinh viên nghệ thuật tự do Kết quả cho thấy giáo viên có thể sử dụng BĐKN và thu nhận thông tin ngược qua sự đánh giá BĐKN của học sinh, từ đó có những phương pháp dạy học thích hợp

Ở Việt Nam, BĐKN vẫn là một hướng sử dụng mới Trong những năm gần đây

ở một số nơi đã bắt đầu sử dụng BĐKN trong việc dạy và học, nhưng mức độ ứng

dụng trong các môn học còn ít Ví dụ đại học Cần Thơ đã đưa BĐKN vào dạy học Một số chương trình giáo dục nước ngoài tại nước ta cũng sử dụng BĐKN như chương trình Intel tại Việt Nam

Đã có một số bài báo nói về BĐKN Tác giả Phan Đức Duy, đã công bố nghiên cứu về sử dụng BĐKN trong dạy học sinh học bậc trung học phổ thông [11] Năm 2009, tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh đã trình bày kết quả nghiên cứu về cơ sở lý thuyết của BĐKN [12] Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh cùng cộng sự Phạm Thị Hồng

Tú đã nghiên cứu về sử dụng phần mềm Cmap Tools để lập BĐKN [13]

Đối với môn vật lí bậc trung học phổ thông, BĐKN cũng đã được nhắc đến như một công cụ hỗ trợ dạy học Năm 2008, luận văn thạc sĩ của Vũ Quốc Dũng “Xây dựng BĐKN và vận dụng vào thiết kế website hỗ trợ dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” lớp 11 cơ bản” Tuy nhiên, những nghiên cứu về BĐKN trong dạy học vật lí vẫn còn ít ỏi Hy vọng trong tương lai BĐKN sẽ được ứng dụng rộng rãi trong vật lí nói riêng, giáo dục Việt Nam nói chung

1 1.2 Định nghĩa BĐKN

BĐKN (Concept Map hay Cmap) là công cụ đồ họa để sắp xếp và trình bày

kiến thức Bản đồ khái niệm là sự phát triển của lý thuyết graph Sự giống nhau giữa graph và bản đồ khái niệm là đều có các đỉnh và các cung Nhưng trong bản đồ khái niệm trên các cung còn có các từ nối để tạo ra các mệnh đề BĐKN bao gồm các khái niệm (thường được đóng khung trong các hình tròn hay các hình chữ nhật) và

mối quan hệ giữa các khái niệm (được thể hiện dưới dạng đường nối giữa hai khái

niệm) Mối quan hệ giữa các khái niệm được thể hiện qua các nhãn Nhãn được gắn trên đường nối giữa hai khái niệm Phần lớn nhãn là một từ, mặc dù đôi khi có thể

là các ký tự như “+” hay “%”, và đôi khi nhãn cũng bao gồm nhiều từ Ví dụ BĐKN

về khái niệm âm thanh (hình 1.1)

1.1.3 Các b ộ phận cấu thành của một BĐKN

BĐKN bao gồm các “nút” (notes) là nơi hiện diện của các khái niệm; các đường nối (links) biểu diễn các mối liên hệ giữa các khái niệm, mũi tên biểu thị hướng của liên hệ - tương ứng với các “đỉnh” và các “cung” trong lý thuyết Graph Những khái niệm được sắp xếp theo trật tự logic, mỗi khái niệm là một nhánh của bản đồ Những khái niệm có mức khái quát cao được xếp ở đỉnh của bản đồ, những khái niệm có tính cụ thể hơn được xếp ở dưới

Phần cốt lõi của BĐKN là mệnh đề (propositions) Mệnh đề là phát biểu về sự vật hay sự kiện nào đó xảy ra một cách tự nhiên hoặc nhân tạo Mệnh đề gồm hai khái niệm (hoặc nhiều hơn) nối với nhau bởi một đường nối có nhãn (label) nhằm tạo nên lời phát biểu có ý nghĩa Đôi khi mệnh đề còn được gọi là những đơn vị ngữ nghĩa Những mệnh đề là nhân tố làm cho BĐKN khác với các dạng đồ họa tương

tự (ví dụ Mind Map)

Mũi tên của đường nối giữa các khái niệm để biểu thị hướng của mối liên hệ Tùy thuộc bản chất mối liên hệ giữa các khái niệm mà các đường có thể là mũi tên một chiều hay hai chiều Các mối liên hệ nhân quả là mũi tên một chiều Các mối liên hệ ảnh hưởng qua lại biểu diễn bằng mũi tên hai chiều

Ví dụ: Hình 1.2

Hình 1.2: Bản đồ khái niệm về cấu trúc và đặc điểm của bản đồ khái niệm [20]

Đặc trưng quan trọng khác của BĐKN là đường nối ngang (cross-links) Đường nối này thể hiện mối quan hệ (những mệnh đề) giữa các khái niệm trong những lĩnh vực khác nhau của BĐKN Đường nối ngang giúp chúng ta thấy một số lĩnh vực kiến thức trên bản đồ liên quan với nhau như thế nào Trong sự tạo thành kiến thức mới, đường nối ngang thường thể hiện sự sáng tạo của người học

Một đặc tính cuối cùng của BĐKN là những ví dụ ở cuối khái niệm, chúng có vai trò làm rõ ý nghĩa của khái niệm đó Các ví dụ cũng được bao quanh bởi hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật nhưng nét vẽ đứt

1 1.4 Cơ sở lí thuyết của BĐKN

1.1.4.1 Cơ sở tâm lí học của BĐKN

Những hiểu biết ban đầu về khái niệm đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong

sự khám phá quá trình nhận thức Trong quá trình phát triển trí tuệ, trẻ em dưới 3

tuổi tiếp xúc với các qui tắc trong thế giới xung quanh và bắt đầu tìm ra hệ thống

những nhãn và kí hiệu cho các qui tắc này Trẻ em thấy rõ được các mô hình hay quy tắc của sự kiện hay sự vật và xem xét chúng như những quy tắc tương tự nhưng

đã được những người lớn tuổi hơn phân loại bằng từ ngữ và kí hiệu Đây là một khả năng kì lạ và là một phần của những đặc điểm tiến hoá của loài người

Sau 3 tuổi, việc nhận thức khái niệm và mệnh đề mới bằng ngôn ngữ trở nên khó khăn và sự cố quan trọng bậc nhất bên cạnh quá trình tiếp nhận tri thức là cách đặt câu hỏi và hiểu một cách rõ ràng mối quan hệ giữa những khái niệm, mệnh đề

cũ và mới Sự lĩnh hội này được thực hiện với một cách thức rất quan trọng khi đã

có sẵn những kinh nghiệm cụ thể Do đó, tính tích cực có vai trò quan trọng đối với

hoạt động học của trẻ, điều này cũng đúng đối với người học ở bất kì độ tuổi nào và trong bất cứ bài học nào

Khi nghiên cứu quá trình học tập, Ausubel đã tìm ra hai kiểu học tập là học thụ động - học vẹt (rote learning) và học tích cực - học hiểu (meaningful learning)

Ausubel đã chỉ ra sự khác biệt quan trọng giữa sự học vẹt và học hiểu Học hiểu yêu

cầu 3 điều kiện:

1 Những nội dung được học cần phải là những khái niệm rõ ràng và được trình bày bằng ngôn ngữ kèm theo những ví dụ có quan hệ với kiến thức đã có của người học BĐKN có thể đáp ứng điều kiện này Bằng cách vừa liên kết những khái niệm chung được người học tìm ra trước đó dẫn dắt đến những khái niệm cụ thể hơn, vừa giúp hệ thống các nhiệm vụ học trọng tâm có hệ thống và trở nên rõ ràng hơn, được giữ vững trong sự phát triển hệ thống khái niệm

2 Người học cần phải có sẵn những kiến thức thích hợp

3 Người học cần phải biết liên kết những hiểu biết mới với những kiến thức

đã có chứ không phải chỉ là ghi nhớ một cách đơn giản về định nghĩa khái niệm, các

mệnh đề hay các quy trình tính toán Việc này cần phải có sự điều khiển gián tiếp

của giáo viên hoặc người hướng dẫn Giáo viên sẽ hướng dẫn người học tìm ra kiến

thức mới liên quan đến kiến thức đã có của họ Sau quá trình sẽ đánh giá kết quả liên quan đến kiến thức mà họ có với vận dụng kiến thức vào trong tình huống mới

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trí nhớ loài người không phải là một chiếc bình đơn giản để lấp đầy, mà là một tập hợp phức tạp của hệ thống bộ nhớ được liên

hệ với nhau Sơ đồ sau minh hoạ hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác động qua lại với các vùng nhận thông tin từ các vùng nhận tác động và vùng tâm lý

(hình 1 3) [20]

Hình 1.3 Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với nhau khi chúng ta đang học [20]

Toàn bộ hệ thống bộ nhớ phụ thuộc lẫn nhau (thông tin chịu tất cả sự điều khiển) phần bộ nhớ giữ vai trò quan trọng nhất trong việc liên kết kiến thức vào bộ

nhớ dài hạn là bộ nhớ ngắn hạn và bộ nhớ đang hoạt động Mọi thông tin tiếp nhận được sắp xếp và xử lí trong bộ nhớ đang hoạt động bởi sự tương tác với kiến thức trong bộ nhớ dài hạn Đặc trưng giới hạn ở đây là bộ nhớ đang hoạt động chỉ có thể

xử lí một số lượng nhỏ mối quan hệ hay các bộ phận tâm lí (5 đến 9) bất kì lúc nào

Điều này có nghĩa là mối quan hệ giữa hai hay ba khái niệm là giới hạn khả năng xử lí của bộ nhớ đang làm việc Ví dụ, nếu yêu cầu một người phải nhớ một danh sách 10 - 12 chữ cái hay chữ số trong vài giây, hầu hết mọi người chỉ nhớ lại được 5- 9 ký tự trong số đó Tuy nhiên, nếu các chữ cái được nhóm lại để tạo thành một từ có nghĩa, và các chữ số được nhóm lại theo số điện thoại hay những cái đã biết, thì 10 hay hơn 10 chữ cái (chữ số) có thể nhớ lại được

Trong một bài kiểm tra tương tự, nếu chúng ta đưa cho người học 10 - 12 từ quen thuộc nhưng các từ không có quan hệ với nhau để nhớ trong vài giây, hầu hết chỉ nhớ lại được 5 - 9 từ Nếu những từ đó không quen thuộc, chẳng hạn như khi gặp các từ kĩ thuật được giới thiệu lần đầu, người học có thể nhớ chính xác hai hay

ba từ trong số đó Trái lại, nếu các từ đó là quen thuộc và có liên quan tới kiến thức

Thông tin vào Bộ nhớ ngắn hạn

Bộ nhớ làm việc

Bộ nhớ dài hạn

Hệ thống hiệu quả Hệ thống điều khiển

đã có của người học, ví dụ các tháng trong năm thì 12 từ hay nhiều hơn vẫn có thể được nhớ lại dễ dàng

Trong học vẹt, người học có ít hoặc không có sự hợp nhất kiến thức mới với kiến thức đã có Có hai lý do gây nên sự hạn chế trong nhận thức của lối học thụ động:

+Thứ nhất, kiến thức được học theo lối máy móc nên bị quên nhanh chóng nếu không được nhắc lại nhiều lần

+Thứ hai, cấu trúc kiến thức hay cấu trúc nhận thức của người học không được tăng cường hay thay đổi để xoá đi những quan niệm sai lầm Vì vậy, những quan niệm sai lầm sẽ vẫn còn và kiến thức học được sẽ có ít hoặc không có khả năng được sử dụng trong việc học cao hơn hay trong việc giải quyết vấn đề

Vì vậy, để có kiến thức rộng cần phải có sự liên hệ chặt chẽ giữa bộ nhớ đang hoạt động và bộ nhớ dài hạn khi thu nhận và xử lí kiến thức Một trong những

lí do khiến BĐKN tạo thuận lợi cho việc học hiểu là nó có tác dụng như một loại khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiến thức, mặc dù cấu trúc đó bao gồm các khái niệm hay mệnh đề tác động qua lại nhau

Nhiều học sinh và giáo viên ngạc nhiên khi thấy BĐKN là công cụ tuy đơn giản nhưng có thể hỗ trợ việc học hiểu và tạo ra hệ thống kiến thức vững chắc không những cho phép áp dụng kiến thức trong những ngữ cảnh mới, mà còn giúp lưu giữ kiến thức trong thời gian dài Sự hiểu biết về các quá trình ghi nhớ và quá trình kiến thức được đưa vào não bộ vẫn còn ít, nhưng rõ ràng rằng các nghiên cứu cho thấy bộ não của chúng ta làm việc để sắp xếp kiến thức vào khung có thứ bậc, điều này làm tăng khả năng học của người học

Bộ não của con người không chỉ chứa các khái niệm và các mệnh đề là

những bộ phận thiết yếu tạo nên cấu trúc kiến thức và cấu trúc nhận thức trong bộ não của chúng ta Bên cạnh việc học những khái niệm và mệnh đề, các nhà nghiên

cứu đã chỉ ra rằng có những hình thức ghi nhớ khác như ghi nhớ hình ảnh, biểu tượng, ghi nhớ âm thanh… Ghi nhớ biểu tượng bao gồm sự tích luỹ những biểu tượng của những hoàn cảnh mà chúng ta đã gặp, những người mà chúng ta đã thấy,

những hình ảnh và các biểu tượng khác Trong khi các biểu tượng chữ và số được Sperling sử dụng trong nghiên cứu của ông bị quên đi nhanh chóng thì các loại biểu tượng khác được giữ lại lâu hơn nhiều Bộ não của chúng ta có một sức chứa đặc

biệt cho việc thu nhận và giữ lại những hình ảnh trực quan của người hoặc những

bức ảnh Ví dụ, trong một nghiên cứu, Shepard đưa ra 612 bức tranh về những hoàn

cảnh hay chủ đề chung, sau đó yêu cầu chỉ ra hai bức tranh giống nhau trong số đó

Đã có 97% số người tham gia nghiên cứu xác định đúng các bức tranh mà họ đã nhìn thấy Ba ngày sau đó, vẫn còn 92% xác định chính xác, và ba tháng sau còn 58% Nghiên cứu này và nhiều nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng con người có một

khả năng đặc biệt để nhớ lại các biểu tượng, mặc dù họ đã mau chóng quên đi

những chi tiết của các biểu tượng

Một ví dụ thú vị là thử nghiệm do Nickerson và Adams tiến hành năm 1979

với những đồng xu mà hằng ngày người ta thường xuyên nhìn thấy Khi được yêu

cầu vẽ một đồng xu; có hơn một nửa những nét đặc trưng bị thiếu hay bị đặt nhầm

lại thông tin bằng cách sử dụng phương pháp chụp cắt lớp phát xạ positron Với phương pháp này những nơron nào lưu trữ thông tin thì sẽ không được nhìn thấy

Những cá nhân khác nhau có những khả năng khác nhau một cách rõ rệt

Những khác nhau này đã được nghiên cứu bởi Gardner Ông đã đề xuất lí thuyết đa thông minh (multiple intelligence) Nghiên cứu của ông đã nhận được nhiều sự chú

ý trong ngành giáo dục và gây nên sự chú ý trên phạm vi rộng tới những khả năng khác nhau của con người trong việc học và thực hành Thật tốt khi các trường học

nhận định rằng con người có những khả năng quan trọng khác và việc nhớ lại thông

tin tri thức cụ thể thường chỉ được thể hiện trong những bài kiểm tra nhiều lựa chọn được sử dụng thông dụng trong nhiều trường học hay các công ty Một lí do thúc đẩy chúng ta thống nhất trên phạm vi rộng các hoạt động được trình bày trong mô hình giáo dục mới là nhằm tạo cơ hội cho học sinh thể hiện những khả năng khác

Việc tạo ra những cơ hội như vậy bằng cách kết hợp nhiều hoạt động khác nhau với

một cấu trúc kiến thức rõ ràng rất có lợi [20]

1.1.4.2 Cơ sở nhận thức của BĐKN

Hiện nay, quá trình học hiểu là quá trình được các nhà khoa học hay các chuyên gia trong bất kì lĩnh vực nào sử dụng, nhằm xây dựng kiến thức mới Trong thực tế, Novak đã khẳng định rằng tạo thành kiến thức mới không chỉ là sự học hiểu

ở trình độ cao mà còn phụ thuộc vào cách tổ chức cấu trúc kiến thức của mỗi cá nhân trong những vùng nhận thức riêng biệt, và thậm chí còn phụ thuộc vào cảm

hứng trong việc tìm ra kiến thức mới

Nhận thức luận là một bộ phận của triết học, nó nghiên cứu mối quan hệ giữa

sự tạo thành kiến thức mới với quá trình nhận thức tự nhiên Từ những lí thuyết

nhận thức của những nhà triết học và những nhà nhận thức luận có thể rút ra rằng sự

tạo thành kiến thức mới là một quá trình xây dựng kiến thức bao gồm cả nhận thức

và cảm xúc của mỗi người hoặc sự điều khiển (chỉ đạo) để tạo kiến thức mới và cách thức thể hiện kiến thức

Việc học sinh cố gắng tạo ra những BĐKN là một quá trình hoạt động độc

lập và sáng tạo, và đó cũng là một thử thách khó khăn, đặc biệt đối với những người

đã quen với lối học vẹt Học vẹt có vai trò rất nhỏ trong quá trình nhận thức, vì vậy

nó không có tác dụng tạo ra ý tưởng hoặc đặt và giải quyết vấn đề

Các khái niệm và mệnh đề là những khối kiến thức cơ bản của mọi lĩnh vực Chúng ta có thể coi khái niệm tương tự như các nguyên tử còn mệnh đề là những phân tử Chỉ có khoảng 100 loại nguyên tử khác nhau nhưng đã tạo ra vô số loại phân tử Hiện nay, trong tiếng Anh có khoảng 460.000 từ (hầu hết chúng là những khái niệm), các khái niệm đó có thể kết hợp để tạo ra vô số những mệnh đề Mặc

dù, hầu hết sự kết hợp của các từ không tạo thành câu có nghĩa nhưng chúng vẫn có

thể kết hợp với nhau để tạo ra vô số những mệnh đề có ý nghĩa và hợp lệ Những nhà thơ và những nhà văn sẽ không bao giờ hết những ý tưởng mới để biểu thị

những cách mới Chúng ta sẽ không bao giờ hết những cơ hội để tạo ra kiến thức

mới Con người đã phát hiện ra những sự vật và hiện tượng mới; sau đó tiếp tục tìm

ra những khái niệm và những kiến thức mới Tạo ra những phương pháp quan sát

mới, hoặc ghi chép những sự kiện bình thường đã xảy ra là cơ hội để tạo ra kiến

thức mới Ví dụ, tạo ra BĐKN là phương pháp ghi tóm tắt sự hiểu biết, đó là con đường để tạo thành kiến thức mới Do vậy, BĐKN có giá trị trong học tập và trong quá trình hình thành kiến thức mới của con người

1.1.5 Các d ạng BĐKN

- Dựa theo thành phần, có các dạng BĐKN sau [21]:

+ Bản đồ chỉ có khái niệm: Bản đồ có cấu trúc cho sẵn, chỉ có những khái niệm chìa khóa nhưng thiếu từ nối

+ Bản đồ chỉ có các đường nối: Bản đồ có cấu trúc cho sẵn, có các đường nối nhưng thiếu khái niệm

+ Bản đồ câm: Bản đồ có cấu trúc cho sẵn nhưng chưa có khái niệm và từ nối

+ Bản đồ hỗn hợp: Bản đồ có cấu trúc cho sẵn nhưng thiếu một số khái niệm hoặc từ nối

Có thể dựa vào các dạng bản đồ này để tổ chức dạy học

- Dựa theo hình dạng bản đồ có các dạng bản đồ sau [22]:

Ngoài ra còn có những dạng BĐKN như: BĐKN phong cảnh, BĐKN đa chiều, BĐKN hình tròn…

1.1.6 Vai trò c ủa BĐKN trong dạy học

* Đối với giáo viên

- Dạy một chủ đề

Sử dụng BĐKN trong giảng dạy giúp giáo viên xác định rõ vai trò quan trọng của những khái niệm chìa khóa và mối quan hệ giữa chúng Điều này giúp giáo viên truyền tải rõ ràng và tổng quát về chủ đề nào đó và những mối quan hệ của chúng tới học sinh Với BĐKN, giáo viên ít có khả năng bỏ sót và giải thích sai bất kỳ khái niệm quan trọng nào [25]

- Củng cố kiến thức

Sử dụng BĐKN có thể củng cố kiến thức của học sinh BĐKN giúp học sinh hình dung được những khái niệm chìa khóa và tóm tắt mối quan hệ của chúng Bằng việc hướng dẫn học sinh tự lập các BĐKN, học sinh sẽ khắc sâu kiến thức và ghi nhớ lâu bền hơn

- Kiểm tra việc học và xác định kiến thức sai

Sử dụng BĐKN có thể giúp đỡ giáo viên trong việc đánh giá kết quả của quá trình giảng dạy Với các BĐKN còn bỏ trống khái niệm hoặc các từ dẫn, giáo viên yêu cầu học sinh hoàn thiện BĐKN, qua đó kiểm tra kiến thức của học sinh một cách chính xác nhất Chúng có thể đánh giá thành tích của học sinh bằng việc nhớ những khái niệm và xác định kiến thức sai Ngoài ra, BĐKN chính là một bản tóm lược những gì học sinh đã học, do đó giúp đỡ giáo viên phát hiện và dần dần sửa những quan niệm sai và kiến thức sai của người học [25]

- Đánh giá

Có thể kiểm tra hoặc khảo sát thành tích của học sinh bằng BĐKN Thông qua việc so sánh các BĐKN học sinh thiết lập được, giáo viên sẽ đánh giá được mức độ sáng tạo của học sinh.Hiện nay, nhiều nước đã áp dụng BĐKN để kiểm tra kiến thức

của học sinh sau trong một chương hoặc một chủ đề Tuy nhiên điều này chỉ có thể thực hiện được khi học sinh thành thạo về cách lập BĐKN [20], [25]

- Lập kế hoạch giảng dạy

BĐKN có thể có lợi ích rất lớn trong lập kế hoạch chương trình giảng dạy Giáo viên có thể xây dựng bản đồ trình bày những ý tưởng chính cho toàn bộ môn học, chương trình học (Macromap), hay chỉ trình bày cấu trúc kiến thức một phần của môn học như một chương, một bài cụ thể nào đó (Micromap) [20]

* Đối với học sinh

- BĐKN giúp học sinh nghiên cứu tài liệu mới một cách có hệ thống

- BĐKN giúp học sinh củng cố và hệ thống hóa kiến thức trong quá trình học bài Qua đó học sinh có cái nhìn tổng quát về các khái niệm và mối quan hệ của chúng trong một tổng thể do đó lưu giữ kiến thức lâu hơn và sâu sắc hơn

- BĐKN giúp học sinh tự đánh giá được kiến thức của mình

Ngoài ra BĐKN còn tạo điều kiện cho hoạt động nhóm Giáo viên có thể đưa các khái niệm, đường nối, từ nối, các chủ đề… và yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để tạo BĐKN hoặc bổ sung những chỗ thiếu [20] BĐKN cũng được sử dụng nhằm khuyến khích sự sáng tạo của học sinh; giúp học sinh lĩnh hội kiến thức trong một bài báo, một chương tình tivi, một tài liệu hoặc bài giảng; hoặc BĐKN có thể ứng dụng trong tạo giao diện kiến thức trên trang web…

Như vậy, chúng ta thấy rằng các BĐKN không những là công cụ thuận lợi cho việc thu nhận, trình bày và lưu giữ kiến thức của cá nhân mà còn là công cụ hữu ích cho việc sáng tạo tri thức

* Nhược điểm

Ngoài những ưu điểm ở trên, BĐKN cũng có một số nhược điểm như: tốn thời gian đối với những khái niệm cần giải thích rõ ràng và chi tiết; học sinh có thể lúng túng nếu bản đồ phức tạp, …[16]

để xây dựng một BĐKN gồm các bước sau:

Bước 1: Xác định chủ đề, khái niệm trọng tâm bằng cách xác định câu hỏi trọng tâm Đó là một câu hỏi rõ ràng cho một vấn đề hoặc câu hỏi về việc sử dụng BĐKN để làm gì

Bước 2: Khi đã xác định được chủ đề, bước tiếp theo là xác định và liệt kê những khái niệm quan trọng nhất hay chung nhất liên quan đến chủ đề Thông thường cứ có 15 đến 25 khái niệm sẽ đủ để xây dựng một BĐKN

Bước 3: Sắp xếp các khái niệm được ở những vị trí phù hợp (nếu là dạng bản

đồ phân cấp thì khái niệm tổng quát xếp trên đỉnh, tiếp theo là các khái niệm cụ thể hơn) Các khái niệm được đóng khung trong hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật Bước 4: Nối các khái niệm bằng các mũi tên có kèm từ nối mô tả mối quan hệ giữa các khái niệm

Bước 5: Tìm kiếm các đường nối ngang, nối các khái niệm thuộc những lĩnh vực khác nhau trong bản đồ với nhau Các đường nối ngang cho thấy sự tương quan giữa các khái niệm

Bước 6: Cho các ví dụ (nếu có) tại đầu mút của mỗi nhánh Ví dụ được đóng khung bởi hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật có nét đứt

Bước 7: Sửa chữa, hoàn chỉnh bản đồ Bản đồ cần được xem xét lại, các khái niệm được định vị lại theo những phương thức mà sẽ khiến toàn bộ cấu trúc rõ ràng

và tốt hơn(có thể có những thay đổi cần thiết về cấu trúc và nội dung bản đồ)

*Tiêu chuẩn đánh giá BĐKN

Khi đánh giá một BĐKN người ta dựa vào tiêu chuẩn sau:

- BĐKN phải chỉ ra các khái niệm, định đề chính bằng ngôn ngữ rõ ràng, ngắn gọn

- BĐKN ngắn gọn, súc tích và thể hiện mối quan hệ chính giữa các khái niệm một cách đơn giản

* Lưu ý

Để sử dụng BĐKN hiệu quả cần chú ý các điểm sau:

- Để làm quen với việc xây dựng một BĐKN, nên bắt đầu với một lĩnh vực kiến thức khá quen thuộc đối với người lập bản đồ

Hình 1.5 BĐKN về các bước xây dựng BĐKN

- Nên xây dựng câu hỏi trọng tâm cho mỗi BĐKN Đó là câu hỏi xác định một cách rõ ràng vấn đề mà BĐKN phải giải quyết

- Nên bắt đầu với một đề tài đơn giản, sử dụng ít khái niệm Thông thường, nên sử dụng từ 15 đến 20 khái niệm cho một BĐKN

- Các khái niệm hoặc ví dụ phải được đóng khung trong hình chữ nhật, tròn hoặc elip

- Mỗi đường nối 2 khái niệm phải được ghi nhãn với các từ nối, do đó mỗi BĐKN có thể đọc từ trên xuống dưới, qua bất kỳ nhánh nào

- Sau khi bản đồ sơ bộ được thiết lập, có thể thêm vào các đường nối ngang để thấy những mối liên hệ giữa các khái niệm trong những mảng hay những lĩnh vực kiến thức khác nhau của bản đồ Các đường nối là mấu chốt để thấy rõ người học hiểu mối liên hệ giữa những mảng của bản đồ như thế nào Một bản đồ có thể có ít hoặc không có đường nối ngang

- Ví dụ phải liên kết với khái niệm bởi từ “ví dụ” và phải bao quanh bởi hình chữ nhật, tròn, hoặc elip nét đứt Đây là đặc điểm để phân biệt ví dụ với các khái niệm Ví dụ có thể đặt ở bất kỳ mức độ nào trong hệ thống cấp bậc nhưng phải cuối mỗi nhánh

- Nên làm việc theo nhóm và trình bày về bản đồ của nhóm mình với cả lớp

- Nên xây dựng một BĐKN sơ bộ bằng cách viết tất cả các khái niệm trên giấy nháp hay tốt nhất là sử dụng phần mềm IHMC CmapTools (http://cmap.ihmc.us) [20]

1.1.8 Xây d ựng BĐKN dựa trên phần mềm IHMC CmapTools

Phần mềm Cmap Tools được Cañas và các cộng sự viết năm 2004 tại Viện nghiên cứu Sự nhận thức của Con người và Máy (Institute for Human and Machine Cognition - viết tắt là IHMC) Cmap Tools là phần mềm để lập BĐKN, đây là sự kết hợp giữa tính năng của BĐKN với sức mạnh của công nghệ, đặc biệt là Internet

và mạng toàn cầu (WWW) Phần mềm này không những giúp người sử dụng dễ dàng tạo lập và sửa đổi các BĐKN vào mọi lúc nhờ bộ xử lí văn bản, mà nó còn cho

phép những người sử dụng có thể trao đổi được với nhau trong khi xây dựng bản

đồ, bất cứ ai trên Internet cũng có thể truy cập vào, có thể liên kết các tài nguyên để làm rõ nội dung BĐKN, và tìm kiếm những thông tin có liên quan

Sau khi xây dựng xong BĐKN, có thể lưu giữ bản đồ trong máy tính, xuất ra dưới dạng tranh hoặc chia sẻ qua mạng

Điều quan trọng là việc xây dựng BĐKN không bao giờ có kết thúc Sau khi BĐKN được xây dựng phải thường xuyên xem xét lại bản đồ Những khái niệm khác có thể được thêm vào, cũng có thể sắp xếp lại các khái niệm theo các cách khác để tạo nên một cấu trúc rõ nhất và đẹp nhất Một bản đồ tốt thường là kết quả của ba hay nhiều lần xem xét lại Khi sử dụng phần mềm máy tính, ta có thể quay lại chỉnh sửa dễ dàng

1.2 Vai trò của câu hỏi trong dạy học

Trong dạy học, hệ thống câu hỏi của giáo viên có vai trò quan trọng, là một trong những yếu tố quyết định chất lượng lĩnh hội kiến thức của HS Thay cho việc thuyết trình, đọc, chép, nhồi nhét kiến thức, GV chuẩn bị hệ thống các câu hỏi để

HS suy nghĩ phát hiện kiến thức, phát triển nội dung bài học, đồng thời khuyến khích HS động não tham gia thảo luận xoay quanh những ý tưởng, nội dung trọng tâm của bài học theo trật tự lôgic

Hệ thống câu hỏi còn nhằm định hướng, dẫn dắt cho HS từng bước phát hiện

ra bản chất sự vật, quy luật của hiện tượng, kích thích tính tích cực tìm tòi, sự ham hiểu biết Trong quá trình đàm thoại, giáo viên là người tổ chức, HS chủ động tìm tòi, sáng tạo, phát hiện kiến thức mới Đồng thời qua đó HS có được niềm vui, hứng thú của người khám phá và tự tin khi thấy trong kết luận của thầy có phần đóng góp

ý kiến của mình Kết quả là HS vừa lĩnh hội được kiến thức mới đồng thời biết được cách thức đi đến kiến thức đó, trưởng thành thêm một bước về trình độ tư duy

1.3 Thực trạng dạy học khái niệm vật lí

Để nắm được thực trạng dạy học khái niệm vật lí, chúng tôi tiến hành quan sát sư phạm, tham khảo giáo án, dự giờ, trao đổi ý kiến với một số giáo viên bộ

môn; dùng phiếu thăm dò ý kiến giáo viên (xem phụ lục 5), trao đổi ý kiến với học sinh ở trường trung học phổ thông Kết quả cho thấy:

1.3.1 Phương pháp dạy khái niệm của giáo viên

Chúng tôi đã sử dụng phiếu khảo sát ý kiến đối với 35 giáo viên Vật lí về phương pháp dạy khái niệm và có kết quả như sau:

Bảng 1.1 Kết quả điều tra về phương pháp dạy khái niệm của giáo viên

TT

Thường xuyên

Thỉnh thoảng Hiếm khi

Không bao giờ

Bảng 1.2 Ý kiến của giáo viên về sự cần thiết của việc kết hợp rèn luyện các kỹ năng xây dựng BĐKN với hệ thống hóa kiến thức và lĩnh hội kiến thức mới

Số lượng Tỉ lệ (%) Số lượng Tỉ lệ (%) Số lượng Tỉ lệ (%)

Qua kết quả ở bảng 1.1, 1.2 kết hợp với việc tham khảo giáo án và dự giờ một

số giáo viên, chúng tôi thấy phương pháp dạy khái niệm của giáo viên rất đa dạng, có những bước đổi mới theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh Tuy nhiên, phần lớn giáo viên vẫn chưa áp dụng BĐKN vào trong dạy học Bên cạnh đó, tình trạng dạy khái niệm theo lối đọc chép vẫn còn diễn ra Đa số giáo viên đều cho rằng việc kết hợp rèn luyện các kỹ năng xây dựng BĐKN với hệ thống hóa kiến thức

và lĩnh hội kiến thức mới là cần thiết Tuy nhiên thực trạng dạy học khái niệm cho thấy giáo viên chưa quan tâm đúng mức tới vấn đề này Tất cả những điều đó đã hạn chế chất lượng, giảm hứng thú học tập bộ môn và khuyến khích việc học vẹt của học sinh

Bảng 1.3 Ý kiến đánh giá của giáo viên về kỹ năng hệ thống hóa khái niệm của học sinh

1.3.2 Thực trạng học khái niệm của học sinh

Chúng tôi đã điều tra ý kiến với 183 học sinh THPT về phương pháp học khái niệm và có kết quả như sau:

Bảng 1.4 Ý kiến của học sinh về phương pháp học khái niệm

Thực tiễn nêu trên một lần nữa khẳng định việc sử dụng BĐKN trong dạy học vật lí là việc làm cần thiết

1.4 S ử dụng BĐKN trong dạy học vật lí

1.4.1 Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh

BĐKN hoàn chỉnh là bản đồ có đầy đủ khái niệm, từ nối, các mệnh đề BĐKN hoàn chỉnh có thể sử dụng ở khâu dạy kiến thức mới hoặc khâu củng cố, ôn tập

Bước 2: Giáo viên đưa hệ thống các hoạt động khai thác bản đồ

Bước 3: Học sinh tự lực làm việc hoặc làm việc theo nhóm

Bước 4: Giáo viên sửa chữa, kết luận

Ví dụ 1: BĐKN về vật chất

B ước 1: Giáo viên đưa bản đồ hoàn chỉnh về vật chất (Hình 1.6)

Bước 2: Giáo viên đưa hệ thống câu hỏi, yêu cầu HS quan sát bản đồ, sách giáo

khoa và trả lời câu hỏi

Câu 1: Vật chất có thể tồn tại ở những trạng thái (thể) nào?

Câu 2: Các thể khác nhau có những đặc điểm khác biệt về hình dạng và thể tích như thế nào? Giải thích nguyên nhân của sự khác nhau đó?

Câu 3: Phát biểu nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí?

Câu 4: Khi nào chất khí được coi là khí lí tưởng?

Bước 3: HS nghiên cứu sách giáo khoa, BĐKN vật chất trả lời các câu hỏi

Bước 4: Giáo viên góp ý, kết luận, giúp HS khắc sâu kiến thức bằng mô phỏng cấu

tạo chất

Câu 1: Vật chất tồn tại ở thể rắn, lỏng, khí

Câu 2:

- Chất rắn có thể tích xác định, hình dạng xác định do lực tương tác phân tử rất mạnh nên các phân tử ở vị trí cân bằng xác định

- Chất lỏng có thể tích xác định, hình dạng bình chứa do lực tương tác phân

tử yếu nên phân tử ở vị trí cân bằng có thể di chuyển được

- Chất khí không có thể tích riêng, không hình dạng riêng do lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên phân tử chuyển động hỗn loạn

Câu 3: Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí

- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng

- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao

Hình 1.6 Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 1