Vận dụng lí thuyết kiến tạo vào dạy học một số kiến thức phần “cơ nhiệt” vật lí 10 nâng cao với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ PHƯƠNG VẬN DỤNG LÍ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “CƠ – NHIỆT” VẬT LÍ 10 NÂNG CAO VỚI SỰ HỖ TRỢ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG

VẬN DỤNG LÍ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “CƠ – NHIỆT” VẬT LÍ 10 NÂNG CAO VỚI SỰ HỖ

TRỢ CỦA THÍ NGHIỆM TỰ TẠO

Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học môn Vật Lí

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ VĂN GIÁO

Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Tác giả

Nguyễn Thị Phương

Demo Version - Select.Pdf SDK

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu,

trong suốt quá trình học tập.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu,

tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu

nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Cuối cùng, tôi bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành luận văn này.

Tác giả Nguyễn Thị Phương

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục các chữ viết tắt 3

Danh mục các biểu đồ, sơ đồ và bảng 4

MỞ ĐẦU 5

NỘI DUNG 14

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG DẠY HỌC THEO LÍ THUYẾT KIẾN TẠO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 14

1.1 Lý thuyết kiến tạo trong dạy học 14

1.1.1 Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo 14

1.1.2 Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo 16

1.1.3 Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học 16

1.1.4 Dạy học kiến tạo 18

1.2 Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học vật lý ở trường phổ thông 25

1.2.1 Đặc thù của môn Vật lý 25

1.2.2 Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học vật lý theo lý thuyết kiến tạo 26

1.2.3 Tiến trình chung của việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học vật lý ở trường phổ thông 27

1.3 Thí nghiệm tự tạo 31

1.4 Sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học theo lí thuyết kiến tạo 33

1.4.1 Sự cần thiết phải sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học kiến tạo 33

1.4.2 Dạy học kiến tạo với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo 34

1.5 Tiến trình kiến tạo kiến thức vật lí với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo 36

1.6 Thực trạng dạy học vật lí theo lí thuyết kiến tạo ở trường THPT 44

1.6.1 Thực trạng dạy học vật lí theo lý thuyết kiến tạo và việc sử dụng thí nghiệm tự tạo tại địa bàn nghiên cứu đề tài 44

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.6.2 Nguyên nhân của thực trạng 46

Kết luận chương 1 48

Chương 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN "CƠ-NHIỆT" VẬT LÍ 10 NÂNG CAO THEO LÍ THUYẾT KIẾN TẠO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THÍ NGHIỆM TỰ TẠO 49

2.1 Cấu trúc, đặc điểm phần Cơ - Nhiệt vật lí 10 nâng cao 49

2.2 Thiết kế tiến trình kiến tạo kiến thức với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo 53

2.2.1 Quy trình thiết kế bài dạy học 53

2.2.2 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức cụ thể trong phần Cơ - Nhiệt theo lý thuyết kiến tạo với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo 65

Kết luận chương 2 76

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 78

3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 78

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm 78

3.2.2 Nội dung thực nghiệm 79

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 79

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 79

3.3.2 Quan sát giờ học 80

3.3.3 Kiểm tra đánh giá 80

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 82

3.4.1 Về mặt định tính 82

3.4.2 Về mặt định lượng 84

3.4.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 87

Kết luận chương 3 89

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

DHKT Dạy học kiến tạo

LTKT Lí thuyết kiến tạo

PPDH Phương pháp dạy học

PPTN Phương pháp thực nghiệm

TCHĐDH Tổ chức hoạt động dạy học

THPT Trung học phổ thông

TNTT Thí nghiệm tự tạo

TNSP Thực nghiệm sư phạm

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ BẢNG

Trang

Bảng 3.1 Số liệu học sinh các nhóm TN và ĐC 79

Bảng 3.2 Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra 84

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 84

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích 85

Bảng 3.5 Bảng phân loại theo học lực 86

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số thống kê 87

Biểu đồ 3.1 Phân bố điểm của hai nhóm ĐC và TN 84

Biểu đồ 3.2 Phân loại theo học lực của hai nhóm 86

Đồ thị 3.1 Phân phối tần suất của hai nhóm 85

Đồ thị 3.2 Phân phối tần suất tích lũy của hai nhóm 85

Sơ đồ 1.1 Kiến tạo kiến thức của nhóm CLIS 28

Sơ đồ 1.2 Tiến trình kiến tạo kiến thức vật lí THPT 36

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung phần Cơ - Nhiệt vật lý 10 nâng cao 49

Sơ đồ 2.2 Cấu trúc nội dung phần Cơ học vật lí 10 nâng cao 51

Sơ đồ 2.3 Cấu trúc nội dung phần Nhiệt học vật lí 10 nâng cao 52

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI - thế kỷ của nền kinh tế tri thức trong xu thế phát triển và hội nhập, với sự thay đổi nhanh chóng của khoa học công nghệ đòi hỏi người lao động phải học tập liên tục và tri thức phải được cập nhật trong suốt cuộc đời lao động của họ - học thường xuyên, học tập suốt đời để tồn tại và phát triển

Hiện nay ở Việt Nam cũng như nhiều quốc gia trên thế giới, giáo dục (GD) luôn được coi là “quốc sách hàng đầu”, là động lực để phát tiển kinh tế - xã hội Mỗi con người điều là sản phẩm của một nền giáo dục, đất nước nào có nền giáo dục hiện đại, tiên tiến thì nước đó sẽ có nền kinh tế - xã hội phát triển mạnh Chính

vì vậy, để Việt Nam có thể “sánh vai với các cường quốc năm châu”, chúng ta phải tạo ra một nền giáo dục hiện đại Ngành giáo dục và đào tạo cũng đã và đang tiến hành đổi mới rất mạnh mẽ bắt đầu từ mục tiêu, nội dung chương trình, sách giáo khoa (SGK), cách kiểm tra…và đặc biệt là đổi mới phương pháp dạy học (PPDH)

để khắc phục nhược điểm mà phương pháp dạy học truyền thống đã bộc lộ Theo Văn kiện Đại hội Đảng lần thứ X của Ban chấp hành Trung ương Đảng khoá IX:

" Ưu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy học Đổi mới chương trình,

nội dung, phương pháp dạy và học phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh (HS) " [9]

Trong những năm qua Đảng, Nhà nước và Ngành giáo dục đã có nhiều chủ trương, biện pháp để nâng cao chất lượng giáo dục nhằm đáp ứng ngày một tốt hơn yêu cầu phát triển của đất nước Nghị quyết hội nghị lần thứ hai BCHTƯ Đảng (Khóa VIII) về định hướng chiến lược phát triển giáo dục đào tạo trong thời kỳ

công nghiệp hoá, hiện đại hoá chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào

tạo Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học để phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, 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”

Demo Version - Select.Pdf SDK

Để đạt được mục tiêu trên, đòi hỏi nhà trường phổ thông không chỉ dừng lại

ở chỗ trang bị cho học sinh những kiến thức, kĩ năng loài người đã tích luỹ được mà còn bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy tích cực, tự lực và sáng tạo trong việc giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

Hiện nay, việc dạy học (DH) ở các trường phổ thông đã có những đổi mới theo nhiều hướng khác nhau nhưng vấn đề quan tâm đến những hiểu biết sẵn có của học sinh để trên cơ sở đó hình thành kiến thức mới chưa được giáo viên (GV) chú trọng trong giảng dạy Thực tế cho thấy giáo viên vẫn rất khó khăn trong việc áp dụng các phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh, đặc biệt là ngại sử dụng thí nghiệm tự tạo (TNTT) trong các giờ học Điều đó dẫn đến việc học sinh khi vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng thực tế còn hạn chế và gặp nhiều khó khăn

Đối tượng nghiên cứu của môn Vật lí là những sự vật, hiện tượng rất gần gũi với thực tế, cuộc sống, là những đối tượng mà trước khi học, học sinh đã có nhiều quan niệm được tích luỹ qua quan sát hằng ngày Việc dựa vào những hiểu biết sẵn

có của học sinh và những quan niệm ban đầu để tổ chức hoạt động dạy học (TCHĐDH), giúp học sinh hình thành kiến thức mới là một trong những ý tưởng để đổi mới phương pháp dạy học Dạy học theo lí thuyết kiến tạo (LTKT) (constructivism Theory) hay là dạy học kiến tạo (DHKT) có thể đáp ứng được yêu cầu này Bởi vì đặc trưng của dạy học kiến tạo thể hiện cách tổ chức quá trình dạy học sao cho từng học sinh có được tâm thế thoải mái, được tự do và cởi mở để bộc

lộ quan niệm của mình về vấn đề đang nghiên cứu mà người giáo viên cần căn cứ vào những quan niệm ban đầu này để giúp học sinh hình thành kiến thức mới

Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm (TN), vì vậy đòi hỏi giáo viên vật lí phải tăng cường sử dụng thí nghiệm (TNg) trong quá trình dạy học và đặc biệt là sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lý ở trường phổ thông Đó là một trong những yêu cầu có tính nguyên tắc đối với dạy học vật lí hiện nay Bởi thí nghiệm tự

Demo Version - Select.Pdf SDK

Thực tiễn trong dạy học vật lí cho thấy nếu biết khai thác và sử dụng tốt các thí nghiệm giáo khoa và thí nghiệm tự tạo ở trường trung học phổ thông (THPT), đồng thời lựa chọn được các phương pháp dạy học phù hợp thì sẽ đem lại hiệu quả hơn rất nhiều trong dạy học Nhiều thí nghiệm và hiện tượng vật lí được thể hiện trong SGK nhưng không được trang bị dụng cụ thí nghiệm Vì vậy, theo chúng tôi việc nghiên cứu dạy học kiến thức vật lí theo lí thuyết kiến tạo với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo là hoàn toàn phù hợp với mục tiêu của giáo dục THPT và có thể đáp ứng được yêu cầu của việc đổi mới phương pháp dạy học, nhằm phát huy tính tích cực học tập, góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và kĩ năng xây dựng kiến thức của học sinh THPT nhờ đó mà nâng cao chất lượng dạy học Xuất phát từ

những lí do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Vận dụng lí thuyết kiến tạo

vào dạy học một số kiến thức phần “Cơ - Nhiệt” vật lí 10 nâng cao với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo”

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Trên thế giới

Tư tưởng kiến tạo nhận thức trong lý thuyết kiến tạo thực sự không phải là một tư tưởng mới mà nó đã bắt nguồn từ thời Socrates (thế kỷ V trước Công nguyên), khi ông đối thoại với các môn đồ của mình, ông đã đặt ra các câu hỏi định hướng để dẫn dắt học trò nhận thức được những yếu kém trong suy nghĩ của chính mình Đối thoại Socrate hiện vẫn còn là một công cụ quan trọng mà các nhà giáo dục kiến tạo có thể sử dụng để đánh giá việc học của học sinh và xây dựng kế hoạch học tập các kiến thức mới Ý tưởng này cũng xuất hiện trong các công trình nghiên cứu của các nhà triết học như Vico (1668-1744), Kant (1724-1804), Hegel (1770-1831), Dewey (1859-1952) [35], [36]

Sự đóng góp lớn nhất về mặt lí thuyết cho lý thuyết kiến tạo bắt nguồn từ những công trình nghiên cứu về tâm lí học nhận thức của Jean Piaget (1896-1980)

và Lev Vygotsky (1896-1934) [36], [37], [38]

J Piaget là một nhà tâm lí học và xã hội học người Thụy Sĩ có ảnh hưởng rất lớn trong lĩnh vực tâm lí học trí tuệ và tâm lí học phát triển của thế kỉ XX Ông được xem là cha đẻ của lý thuyết kiến tạo nhận thức (cognitive constructivism) hay

Demo Version - Select.Pdf SDK

lý thuyết kiến tạo cá nhân (individual constructivism) J Piaget xuất phát từ góc độ sinh học và logic học khi giải thích vấn đề nhận thức Ông đã sử dụng khái niệm “sơ đồ” (schemata) của nhà triết học vĩ đại người Đức Immanual Kant (1724-1804) và ba khái niệm gốc Sinh học là “đồng hóa” (assimilation), “điều ứng” (accommodation) và “cân bằng” (equilibrum) [19], [37]

L Vygotsky, một nhà tâm lí học người Nga, đã đưa thêm khía cạnh văn hóa

xã hội vào lý thuyết kiến tạo với học thuyết văn hóa xã hội về sự phát triển nhận thức, tập trung chủ yếu vào “vùng phát triển gần” Do xây dựng học thuyết dựa trên

lí luận của chủ nghĩa duy vật biện chứng Marxit, ông đã nghiên cứu mối quan hệ giữa quá trình nhận thức với các hoạt động xã hội của chủ thể Với việc bổ sung thêm khía cạnh văn hóa xã hội, L Vygotsky được xem là cha đẻ của lý thuyết kiến tạo xã hội (social constructivism) [19], [36], [37]

Các nhà khoa học người Mỹ là John Dewey và Jerome Bruner ngoài việc bổ sung một số khía cạnh cho lý thuyết kiến tạo còn vận dụng lí thuyết này để xây dựng nên nhiều mô hình dạy học khác nhau J Dewey (1859-1952) đã phát minh ra phương pháp giáo dục phát triển (progressive education) ở Bắc Mỹ Năm 1960, một công trình nổi bật của Jerome Bruner là việc học tập theo kiểu khám phá [36]

Năm 1982, Ernst Von Glaserfeld dựa trên lý thuyết kiến tạo nhận thức của J Piaget đã phát triển một mô hình lý thuyết kiến tạo triệt để (radical constructivism)

Von Glaserfeld sử dụng từ triệt để, để phân biệt với lý thuyết kiến tạo thông thường

(lý thuyết kiến tạo nhận thức của Jean Piaget) Ông cho rằng mặc dù có thể có một thực tại tồn tại bên ngoài tư duy, tri thức vẫn không phản ánh thực tại một cách khách quan mà nó tùy thuộc vào trình độ và cách tổ chức của thế giới được tạo ra bởi kinh nghiệm của mỗi người Theo Von Glaserfeld, việc J Piaget cho rằng các khái niệm mới có nền tảng từ những khái niệm đã có của con người chỉ là một quan điểm thông thường đã được chấp nhận rộng rãi [6], [8], [36]

Như vậy, có thể thấy lý thuyết kiến tạo ngày nay đã được vận dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực giáo dục Các nhà giáo dục học hiện đại

Demo Version - Select.Pdf SDK

Jacqueline Grennon Brooks, and Martin G Brooks [34] Phương pháp của Lawson chú ý tới việc xây dựng kiến thức mới trên cơ sở các kiến thức có sẵn Cô-sro-ve và Ô-sbo-ne đưa ra tiến trình dạy học kiến tạo trong đó chú trọng tới những quan niệm sai của học sinh [27]

Nghiên cứu dạy học kiến tạo trong dự án gồm hơn 30 giáo viên từ Yorkshire (Anh) trong thời gian từ 1984-1986 (dự án CLIS); Nghiên cứu hiệu quả của việc kết hợp các yếu tố của quá trình học tập với dạy học kiến tạo và sự cải thiện môi trường học tập trong các lớp học khoa học tại các trường cơ sở ở Thái Lan vào những năm

1999 đến 2002 (dự án CLES) [27] v.v

Ở Việt Nam

Thời gian gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu công phu về việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong các bộ môn khoa học tự nhiên như Toán học, Vật lí, Hoá học, Sinh học điển hình như các tác giả: Nguyễn Hữu Châu, Nguyễn Quang Lạc, Bùi Gia Thịnh, Vũ Quang, Cao Thị Hà, Nguyễn Bá Kim, Lương Việt Thái, Dương Bạch Dương…Từ việc tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài, chúng tôi nhận thấy:

- Tác giả Nguyễn Hữu Châu đã giới thiệu những quan niệm khác nhau về DHKT, một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học, cách phân chia lý thuyết kiến tạo ra hai loại là kiến tạo căn bản (hay kiến tạo triệt để) và kiến tạo xã hội, xác định vai trò của người dạy và người học trong DHKT [6], [8]

- Tác giả Dương Bạch Dương đã nghiên cứu phương pháp giảng dạy một số khái niệm, định luật trong chương trình vật lí lớp 10 THPT theo quan điểm kiến tạo Tác giả đã đề cập tới luận điểm của J Piaget và L Vygosky về nhận thức nhưng không đề cập tới thuyết kiến tạo căn bản và thuyết kiến tạo xã hội cùng mối quan hệ giữa chúng trong dạy học kiến tạo Luận án của tác giả Dương Bạch Dương chỉ giới hạn nghiên cứu PPDH một số kiến thức về động học và động lực học trong chương trình vật lí 10 THPT Xuất phát từ các quan niệm sai của học sinh, tác giả đã đưa ra PPDH để học sinh bộc lộ các quan niệm sai và xây dựng quan niệm đúng [10]

- Tác giả Lương Việt Thái nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học một số kiến thức phần ánh sáng và âm thanh trong môn Khoa học ở Tiểu

Demo Version - Select.Pdf SDK