Tổ chức dạy học nội dung kiến thức dòng điện trong chất bán dẫn sách giáo khoa vật lý lớp 11 nâng cao trung học phổ thông

Giáo dục là quá trình đ-ợc tổ chức có ý thức, h-ớng tới mục đích khơi gợi hoặc biến đổi nhận thức, năng lực, tình cảm, thái độ của ng-ời dạy và ng-ời học theo h-ớng tích cực - Nghĩa là g

- 1 -

đại học quốc gia hà nội

Khoa s- phạm

Phạm văn hoạch

Tổ chức dạy học dự án nội dung kiến thức

“ dòng điện trong chất bán dẫn” sách giáo khoa

vật lý lớp 11 nâng cao trung học phổ thông

t Luận văn thạc sĩ s- phạm vật lý

Hà Nội - 2009

‘

- 2 -

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Đất n-ớc ta đang b-ớc vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hoá với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một n-ớc nông nghiệp về cơ bản trở thành n-ớc công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc CNH, HĐH và hội nhập quốc tế là con ng-ời, là nguồn lực ng-ời Việt Nam đ-ợc phát triển về số l-ợng và chất l-ợng trên cơ sở mặt bằng dân trí đ-ợc nâng cao Việc này cần bắt đầu từ giáo dục phổ thông, mà tr-ớc hết phải bắt đầu từ việc xác định mục tiêu đào tạo nh- là xác định những gì cần đạt đ-ợc (đối với ng-ời học) sau một quá trình đào tạo Nói chung phẩm chất

và năng lực đ-ợc hình thành trên một nền tảng kiến thức, kỹ năng đủ và chắc chắn Do sự phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin vì vậy định h-ớng đổi mới ph-ơng pháp dạy và học đã đ-ợc xác định trong nghị quyết trung -ơng 4 khoá VII (1- 1993), nghị quyết trung -ơng 2 khoá VIII (12- 1996), đ-ợc thể chế hoá trong luật giáo dục năm 2005, đ-ợc cụ thể hoá trong các chỉ thị của bộ giáo dục

và đào tạo, đặc biệt chỉ thị số 14 (4- 1999)

Luật giáo dục, điều 28.2, đã ghi “Ph-ơng 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, từng môn học; bồi d-ỡng ph-ơng pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh”

Sự nghiệp giáo dục và đào tạo phải giúp phần quyết định vào việc bồi d-ỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ Giáo dục là quá trình đ-ợc tổ chức có ý thức, h-ớng tới mục đích khơi gợi hoặc biến đổi nhận thức, năng lực, tình cảm, thái độ của ng-ời dạy và ng-ời học theo h-ớng tích cực - Nghĩa là giúp phần hoàn thiên nhân cách ng-ời học bằng những tác động có ý thức từ bên

- 3 -

ngoài, giúp phần đáp ứng các nhu cầu tồn tại và phát triển của con ng-ời trong xã hội đ-ơng đại

Giáo dục là nền tảng cho việc truyền thụ, phổ biến văn hóa từ thế hệ này đến thế hệ khác Giáo dục là ph-ơng tiện để đánh thức và nhận ra khả năng, năng lực tiềm ẩn của chính mỗi cá nhân, đánh thức trí tuệ của mỗi người Dạy học vận dụng ph-ơng pháp giáo dục, nghiên cứu mối quan hệ giữa dạy và học nhằm đem cho ng-ời học sự phát triển về năng lực và làm chủ đ-ợc các mặt như: ngôn ngữ, tâm lý, tình cảm, tinh thần, cách ứng xử trong xã hội

Từ nửa thế kỷ qua và nhất là ngày nay, khoa học giáo dục trên thế giới coi trọng những nghiên cứu đổi mới quá trình giáo dục ở các cấp học, các bậc học đặc biệt là đối với giáo dục bậc phổ thông Bởi lẽ đối tượng chiếm lĩnh các kiến thức của nền văn minh nhân loại là học sinh đang có sự phát triển toàn diện về lượng và chất, đặc biệt trong lĩnh vực tư duy Học sinh không thụ động chiếm lĩnh các kiến thức khoa học và nhân văn của nhân loại mà ngược lại họ là những người chủ động tiếp thu kiến thức một cách hứng thú, tích cực và sáng tạo Vì vậy giáo dục và đào tạo thế hệ trẻ hiện nay và đặc biệt giáo dục trung học phổ thông phải có sự chuyển biến mạnh mẽ, được thể hiện thông qua quá trình đổi mới ph-ơng pháp giáo dục và đào tạo nói chung và ph-ơng pháp đổi mới dạy học trong trường THPT nói riêng Nghị quyết TW 2 khóa VIII của Đảng Cộng Sản Việt Nam ghi: “Đổi mới mạnh mẽ ph-ơng pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều và rèn luyện t- duy sáng tạo của ng-ời học…”[27] Văn kiện Đại hội Đảng khóa IX tiếp tục chỉ rõ ph-ơng h-ớng phát triển giáo dục và đào tạo trong những năm tới: “Tiếp tục nâng cao chất l-ợng giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung, ph-ơng pháp dạy và học, hệ thống tr-ờng lớp và hệ thống quản lý giáo dục”.[27]

Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, việc đổi mới ph-ơng pháp trong dạy học vật lí đã có những chuyển biến nh-ng còn chậm so với sự phát triển xã

- 4 -

hội và những thành tựu khoa học và công nghệ trong n-ớc và trên thế giới trong giai đoạn hiện nay

Đối với ng-ời học môn vật lý, quá trình chiếm lĩnh kiến thức đáp ứng mục tiêu dạy học đặt ra thực sự không đơn giản Đặc biệt là quá trình vận dụng kiến thức

đã lĩnh hội vào thực tiễn đối với học sinh nói chung và học sinh trung học phổ thông nói riêng còn rất nhiều hạn chế

Nội dung kiến thức về “Dòng điện trong chất bán dẫn” ở trung học phổ thông

có vai trò đặc biệt quan trọng đối với học sinh, nó có ý nghĩa to lớn trong đời sống, trong khoa học, giúp ng-ời học thấy đ-ợc mối liên hệ giữa kiến thức với thực tiễn ở cấp trung học phổ thông, khi học sinh tìm hiểu về dòng điện trong chất bán dẫn, họ cần hiểu đ-ợc cơ chế, bản chất và đặc biệt là các ứng dụng có tính thời sự của nó Tuy nhiên, việc nghiên cứu cơ chế vi mô của hiện t-ợng dẫn

điện trong chất bán dẫn học sinh còn gặp nhiều khó khăn, t-ơng tự nh- vậy, khi giải thích nguyên tắc các ứng dụng của chất bán dẫn học sinh cũng gặp rất nhiều lúng túng và cảm thấy xa lạ với vốn kinh nghiệm của họ, đặc biệt với học sinh nông thôn

Để phát huy cao độ tính tích cực, tự chủ và sáng tạo của học sinh trong quá trình tiếp thu kiến thức và qua đó phát triển t- duy và trí tuệ của học sinh, trong quá trình tổ chức dạy học cần sử dụng các ph-ơng pháp dạy học hiện đại, trong

đó có ph-ơng pháp dạy học dự án Với những lí do trên chúng tôi lựa chọn đề

tài: “Tổ chức dạy học dự án nội dung kiến thức “Dòng điện trong chất bán

dẫn” SGK Vật lý lớp 11 nâng cao THPT

2 Lịch sử nghiên cứu

Dạy học dự án (hay còn gọi là dạy học theo dự án, dạy học tiếp cận dự án) không phải là một ý t-ởng mới, nó có nguồn gốc ở châu Âu từ thế kỷ 16 (ở Italia

và Pháp) Với xuất xứ cho rằng kiến thức không phải là “được truyền” từ giáo viên đến học sinh mà đ-ợc “tạo dựng” bởi chính ng-ời học

Năm 1918 William H Kilpatric(1871 - 1965) và các nhà nghiên cứu nêu ra

“Phương pháp dự án” và truyền bá qua các giờ học, các hội nghị, xuất bản năm

1925, đ-ợc đánh giá rất cao trong các tr-ờng học

- 5 -

Celestin Freinet (1896 - 1966) là ng-ời tiên phong ở châu Âu tổ chức dạy học theo dự án Theo ông, lớp học tr-ớc hết là một nơi mà ở đó phải áp dụng các cách làm việc để mọi ng-ời nghiên cứu thông tin, trao đổi các ý kiến hoặc trả lời th- nhận đ-ợc từ các học sinh khác hoặc tiến hành điều tra ngoài lớp học, phân tích các dữ kiện hoặc trình bày các bài báo tập hợp đ-ợc

Hình thức tổ chức dạy học theo dự án cũng đã tạo ra sự thay đổi mạnh mẽ trong nhà tr-ờng từ đầu thế kỷ 20 ở Bắc Mĩ Trong trào l-u này ng-ời ta nhấn mạnh đến đến sự tham gia một cách có ý thức, tích cực nhất của học sinh vào sự học tập của họ

Năm 2003, ph-ơng pháp dạy học dự án đ-ợc Bộ Giáo Dục - Đào tạo kết hợp với công ty Intel Việt Nam triển khai thí điểm ở 20 tr-ờng học trên cả n-ớc trong ch-ơng trình “Dạy học cho tương lai” nhằm nâng cao chất l-ợng giáo dục trong các lĩnh vực toán học, khoa học công nghệ, giúp học sinh phát triển t- duy ở cấp

độ cao hơn

Gần đây, dạy học dự án cũng đã đ-ợc triển khai ở một số tỉnh thành phố, trong một số nội dung, nh-ng hầu hết sản phẩm thông qua thực hành còn nhiều hạn chế Phần lớn sản phẩm học tập của học sinh là các bài trình bày Power Point, các trang web ấn phẩm

3 Mục tiêu nghiên cứu

Tổ chức dạy học dự án một số kiến thức chương “Dòng điện trong chất bán dẫn” - sách giáo khoa Vật lý 11 nâng cao THPT nhằm phát triển tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập, thông qua đó phát triển kỹ năng t- duy nh-

kỹ năng phân tích, tổng hợp, đánh giá

4 Khách thể nghiên cứu

Học sinh trung học phổ thông

5 Đối t-ợng khảo sát

- Học sinh các lớp 12 đại trà tr-ờng THPT Vĩnh Bảo

- Học sinh lớp 11B5, 11B7 tr-ờng THPT Vĩnh Bảo

- Một số giáo viên Vật lý thuộc cụm tr-ờng tr-ờng Huyện Vĩnh Bảo

6 Phạm vi nghiên cứu

- 6 -

Nội dung kiến thức về “Dòng điện trong chất bán dẫn” - Sách giáo khoa Vật

lý 11 nâng cao

7 Vấn đề nghiên cứu

Làm thế nào có thể phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo, tạo niềm tin trong cuộc sống, say mê lao động và nghiên cứu khoa học trong quá trình dạy học nội dung kiến thức “Dòng điện trong chất bán dẫn” – SGK Vật lý

11

8 Giả thuyết khoa học

Trên cơ sở vận dụng những quan điểm lí luận dạy học hiện đại, đặc biệt là dạy học dự án có thể tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ của học sinh khi dạy học bằng cách tổ chức dạy học thông qua các bài tập dự án đ-a ng-ời học giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn qua đó học sinh không những nắm kiến thức một cách sâu sắc mà còn đ-ợc rèn năng lực giải quyết vấn đề

9 Ph-ơng pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lí luận về các quan điểm dạy

học hiện đại trong đó đặc biệt là dạy học dự án

- Sử dụng phiếu điều tra:

+ Khảo sát việc dạy học nội dung kiến thức “Dòng điện trong chất bán dẫn” ở một số tr-ờng THPT thuộc thành phố Hải phòng

+ Khảo sát về tình hình sử dụng thiết dạy học khi dạy học nội dung kiến

thức: “Dòng điện trong chất bán dẫn”

Trên cơ sở phân tích kết quả điều tra, đề xuất một số giải pháp khi dạy học các kiến thức “Dòng điện trong chất bán dẫn”

- Thực nghiệm s- phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm theo tiến trình dạy

học soạn thảo, phân tích diễn biến thực nghiệm và sử dụng thống kê nhằm đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã đề xuất

10 Luận cứ

Trên cơ sở vận dụng những quan điểm lý luận dạy học hiện đại có thể tổ chức đ-ợc những hoạt động học tập của học sinh theo dạy học dự án nhằm phát

- 7 -

triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh trong quá trình tham gia tìm tòi giải quyết vấn đề, thực hiện dự án Từ đó học sinh sẽ nắm vững nội dung bài học sâu sắc hơn, biết đ-ợc những tiến bộ của khoa học, kỹ thuật, hiểu về thực tiễn cuộc sống xung quanh và học đ-ợc kỹ năng sống, kĩ năng làm việc hợp tác

11 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận khuyến nghị và các phụ lục luận văn gồm 116 trang

đ-ợc trình bày trong 3 ch-ơng

Ch-ơng 1: Cơ sở lý luận của dạy học dự án

Ch-ơng 2: Tổ chức dạy học dự án nội dung kiến thức “Dòng điện trong chất bán dẫn”

Ch-ơng 3: Thực nghiệm s- phạm

Kết luận

- 8 -

Ch-ơng 1 Cơ sở lý luận của dạy học dự án

1.1 Các luận điểm ph-ơng pháp luận của dạy học khoa học

* Bản chất của quá trình dạy học: Quá trình dạy học các tri thức thuộc

một môn khoa học cụ thể đ-ợc hiểu là quá trình hoạt động của giáo viên và học sinh trong sự t-ơng tác thống nhất, biện chứng của ba thành phần trong hệ dạy

học: Giáo viên, học sinh và t- liệu hoạt động dạy học

* Bản chất của hoạt động dạy: Trong phạm vi nhà tr-ờng, hoạt động dạy là

hoạt động của giáo viên định h-ớng, tổ chức, điều khiển hoạt động nhận thức - học tập của ng-ời học, giúp ng-ời học tìm tòi, khám phá tri thức tạo ra sự phát triển tâm lí, hình thành nhân cách của bản thân

Theo giáo s- Phạm Hữu Tòng: Bản chất của hoạt động dạy học là dạy hành

động (hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức) và do đó, trong dạy học, giáo viên cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của ng-ời học để qua đó ng-ời học chiếm lĩnh đ-ợc tri thức, đồng thời phát triển

trí tuệ và nhân cách toàn diện của mình.[10]

* Bản chất của hoạt động học: Bản chất của học là hoạt động thích ứng

của chủ thể với tình huống mới, có sự t-ơng tác hỗ trợ của các cá nhân khác và của cộng đồng xã hội Đó là sự thích ứng của chủ thể với tình huống học tập thích đáng thông qua sự đồng hóa (hiểu đ-ợc, làm đ-ợc) và sự điều tiết (có sự biến đổi về nhận thức của bản thân), qua đó ng-ời học phát triển năng lực, phẩm chất, nhân cách của bản thân Sự học là một hoạt động có ý thức của ng-ời học bao gồm một hệ thống các thành tố có quan hệ và tác động qua lại: Một bên là

động cơ, mục đích, ph-ơng tiện còn bên kia là hoạt động, hành động và thao tác

- 9 -

Hoạt động của chủ thể tồn tại t-ơng ứng với động cơ thúc đẩy hoạt động đó Hoạt động có đối t-ợng cấu thành từ các hành động, hành động gồm các thao tác Mặt khác hành động bao giờ cũng có mục đích, điều kiện và ph-ơng tiện cụ thể

Mỗi hành động diễn ra theo các pha: định h-ớng, chấp hành và kiểm tra

Cơ sở định h-ớng của hành động là những kiến thức cần thiết cho việc thực hiện hành động, nó có tầm quan trọng đặc biệt đối với chất l-ợng, hiệu quả của hành

động

Nh- vậy, sự học nói chung là sự thích ứng của ng-ời học với những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở ng-ời học những dạng thức hoạt

động xác định, phát triển ở ng-ời học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách của cá nhân Sự học nói riêng, có chất l-ợng một tri thức khoa học mới phải

là sự thích ứng của ng-ời học với những tình huống học tập thích đáng Chính quá trình thích ứng này là hoạt động của ng-ời học xây dựng nên tri thức mới với tính cách là ph-ơng tiện tối -u giải quyết tình huống mới Đồng thời đó là quá trình làm phát triển các năng lực nhận thức, thực tiễn và nhân cách của ng-ời học.[3]

Hoạt động

Hành động

Động cơ

Mục đích

Hình 1.1: Cấu trúc tâm lý của hoạt động học [1]

- 10 -

Bản chất của dạy là hoạt động tổ chức, định h-ớng hoạt động học theo mục tiêu dạy học Không có hoạt động thích ứng với những tình huống thích

đáng thì không thể học đ-ợc cái gì mới Không quan tâm, tổ chức định h-ớng hoạt động học thì không phải là dạy học Ch-a thực sự chăm lo phát triển ở học sinh t- duy khoa học và tiềm năng nhận thức sáng tạo thì ch-a phải là thực sự dạy học khoa học

Bản chất của dạy học khoa học là dạy học giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận của nhận thức khoa học (sự xây dựng tri thức khoa học mới)

Các luận điểm ph-ơng pháp luận quan trọng của dạy học khoa học:

1.1.1 Con ng-ời học, hình thành, phát triển nhân cách, năng lực của mình trong

hoạt động, học qua làm, qua khắc phục sai lầm Học qua giao tiếp, trình bày ý kiến t- t-ởng của mình với ng-ời khác; đối chiếu ý kiến, t- t-ởng, quan điểm của mình với ý kiến, t- t-ởng, quan điểm của ng-ời khác và với thực nghiệm, thực tiễn Vì vậy, cần hiểu bản chất của dạy học là tạo điều kiện giúp cho sự học nh- thế đạt hiệu quả cao hơn Dạy học cần thực hiện tốt chức năng quan trọng là

tổ chức, kiểm tra, định h-ớng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học

1.1.2 Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức và dạy kĩ năng tiếp cận tri thức 1.1.3 Cần tổ chức đ-ợc tình huống học tập hữu hiệu, khêu gợi đ-ợc cho ngừoi

học suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu l-ợm, sử dụng thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đ-a ra ý kiến, giải pháp của mình cho vấn đề đặt ra

Tri thức(đối tượng nhận thức)

Giáo viên Học sinh

Hình 1.2 Quan hệ các đối t-ợng của quá trình dạy học [22]