Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lý 10 trung học phổ thông theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh

Vì vậy, chúng tôi đã chọn đề tài: “Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 THPT theo hướng phát huy tính tích cực của học

Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Quang Lạc

Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Ngọc Hưng

Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt

nghiệp thạc sĩ Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư

phạm vào ngày 22 tháng 12 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

- Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay, đất nước ta đang trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, tham gia sâu rộng vào quá trình hội nhập quốc tế và toàn cầu hoá Trong đó phát triển nhân lực được coi là một trong ba khâu đột phá của chiến lược chuyển đổi mô hình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước và trở thành nền tảng phát triển bền vững, tăng lợi thế cạnh tranh quốc gia Thực hiện tốt đột phá này sẽ làm tăng sức mạnh mềm của quốc gia, tạo ra sức mạnh tổng hợp, có ảnh hưởng quyết định đến việc xây dựng nền kinh tế độc lập tự chủ ngày càng cao

Một trong những giải pháp để phát triển nguồn nhân lực là đổi mới giáo dục và đào tạo Đây là nhiệm vụ then chốt, giải pháp chủ yếu để phát triển nhân lực Việt Nam

Trong hệ thống kiến thức vật lí ở trường phổ thông thì chương “ Cân bằng và chuyển động của vật rắn”- SGK vật lí 10 là một phần không quá khó, nhưng việc tiếp nhận kiến thức theo kiểu áp đặt, chấp nhận hiện nay cũng khiến các em mắc phải không ít những sai lầm, làm cho việc lĩnh hội kiến thức mới trở nên tẻ nhạt, học sinh không biết vận dụng những kiến thức này để giải quyết vấn đề trong thực tế

có liên quan Để học sinh có thể tự chủ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc và có thể phát triển năng lực tự học và sáng tạo khi học phần kiến thứ này, chúng tôi nhận thấy cần phải đưa ra tiến trình dạy học một cách phù hợp nhằm cho học sinh tự nhận biết, suy nghĩ, tự lực tìm tòi, giải quyết vấn đề thông qua thực nghiệm Vận dụng phương pháp thực nghiệm là một trong những con đường đảm bảo kiến thức

mà các em tiếp thu là những kiến thức thực sự có chất lượng và đáp ứng được những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn

Vì vậy, chúng tôi đã chọn đề tài: “Sử dụng phương pháp thực

nghiệm trong dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

– Vật lí 10 THPT theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh”

2 Mục tiêu của đề tài

Tổ chức dạy học một số kiến thức thuộc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 cơ bản bằng phương pháp thực nghiệm theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động của học sinh nhằm nâng cao chất lượng học tập

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Tổ chức dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm

- Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

- Nội dung kiến thức ở chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10 THPT

- Địa bàn TNSP tại trường THPT Nguyễn Hiền, TP Đà Nẵng

4 Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếu vận dụng phương pháp thực nghiệm vào dạy học một số

kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10

cơ bản thì sẽ phát huy được tính tích cực hoạt động của học sinh và góp phần nâng cao chất lượng học tập môn vật lí ở trường phổ thông

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp dạy học hiện đại, đặc biệt là cách

sử dụng phương pháp thực nghiệm trong việc dạy học vật lí theo định hướng phát triển hoạt động tích cực của học sinh

- Nghiên cứu các kiến thức cơ bản về chương “Cân bằng và

chuyển động của vật rắn”

- Tìm hiểu thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động

của vật rắn”

- Xây dựng các tiêu chí đánh giá tính tích cực hoạt động học tập

của học sinh trong dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của

vật rắn” bằng phương pháp thực nghiệm

- Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương

“Cân bằng và chuyển động của vật rắn” trong đó có sử dụng

phương pháp thực nghiệm, nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường phổ thông để đánh giá tính khả thi và sơ bộ đánh giá hiệu quả đối với việc phát huy tính

tích cực của học sinh trong học tập

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, cần sử dụng phối hợp các phương pháp sau:

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu sách, báo, trang mạng nói về lý luận dạy học hiện đại, đổi mới phương pháp dạy học, nhất là về phương pháp thực nghiệm

- Nghiên cứu tài liệu vật lí đặc biệt là sách giáo khoa, sách giáo

viên vật lí 10, sách vật lí đại cương Trọng tâm là chương “Cân bằng

và chuyển động của vật rắn”

- Nghiên cứu bộ thí nghiệm dành cho các bài trong chương

“Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra khảo sát thực tế: Dự giờ, điều tra khảo sát về tình hình dạy học lớp 10 ở một số trường phổ thông

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở hai lớp: Lớp đối chứng và lớp thựcnghiệm để so sánh và khẳng định hiệu quả của phương pháp thực nghiệm trong dạy học theo hướng phát huy tính tích cực hoạt động học tập của học sinh

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng các phương pháp thống kê toán học để phân tích, đánh giá, trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và rút ra kết luận

7 Đóng góp của luận văn:

7.1 Về mặt lý luận

7.2 Về mặt thực tiễn

8 Cấu trúc luận văn

- Phần mở đầu

- Phần nội dung gồm 3 chương

Chương 1: Cơ sở lý luận về việc sử dụng phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học vật lí Chương 2: Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học

chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” - vật lí 10 cơ bản

Chương 3:Thực nghiệm sư phạm

1.1.1 Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm trong sự phát triển của vật lí học

1.1.2 Nội dung của phương pháp thực nghiệm

1.2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.2.1 Vai trò phương pháp thực nghiệm trong việc nâng cao chất lượng dạy học

1.2.2 Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn

1.2.3 Các mức độ dạy học bằng phương pháp thực nghiệm 1.2.4 Những hoạt động của giáo viên và học sinh khi dạy

1.4 Sử dụng thiết bị thí nghiệm theo tinh thần dạy học theo phương pháp thực nghiệm

1.4.1 Khái niệm thí nghiệm vật lí

1.4.2 Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí 1.4.3 Vai trò của thí nghiệm Vật Lí

1.4.4 Vị trí của thí nghiệm trong dạy học theo phương pháp thực nghiệm

1.5 Đề xuất bộ tiêu chí đánh giá sự tiến bộ về việc phát huy tính tích cực của học sinh khi sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học

1.5.1 Tiêu chí đánh giá tính tích cực của học sinh

1.5.2 Đánh giá định tính qua những biểu hiện về thái độ, tính tích cực của học sinh trong giờ học

1.5.3 Đánh giá định lượng tính tích cực của học sinh qua bài kiểm tra

1.6 Thực trạng dạy học các bài trong chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở các trường phổ thông

1.6.1 Về việc dạy của giáo viên

Phương pháp dạy học chủ yếu của GV là giảng giải, thông báo với học sinh GV tập trung vào việc mô tả, giải thích hiện tượng, nhấn mạnh những nội dung kiến thức cơ bản, trọng tâm và yêu cầu

HS nhớ và dựa vào đó để giải bài tập sử dụng kiến thức đã học Do

đó chưa kích thích được nhu cầu, hứng thú, tìm tòi trong quá trình học tập và bồi dưỡng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

1.6.2 Về việc học của học sinh

- Đa số HS còn yếu trong việc tiếp thu kiến thức Hoạt động

chủ yếu của HS là nghe GV giảng bài, đợi giáo viên đọc hoặc ghi bảng rồi chép Rất ít HS nêu câu hỏi với GV về vấn đề còn băn khoăn, thắc mắc, mặc dù HS chưa hiểu rõ về nội dung bài học

- HS không được tạo điều kiện để tham gia trực tiếp vào quá trình đề xuất phương án, thiết kế phương án TN, việc thu thập và xử

lí kết quả TN

- HS ít có khả năng vận dụng kiến thức đã học vào các tình huống mới, tình huống thực tiễn Còn ít được tiếp xúc với những câu chuyện vật lí, ít được tham gia các buổi ngoại khóa vật lí để tạo cho học sinh hứng thú, tò mò, giải thích các hiện tượng vật lí xung quanh

1.6.3 Thực trạng về dụng cụ thí nghiệm và sử dụng dụng

cụ thí nghiệm

Giáo viên chỉ thỉnh thoảng làm thí nghiệm trong các tiết dạy, học sinh tiếp thu kiến thức một các thụ động dưới sự truyền thụ của giáo viên

1.6.4 Thực trạng về việc sử dụng TN vật lí trong dạy học bằng phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực của

- GV ít được bồi dưỡng PPTN nên việc vận dụng của GV vào dạy học theo PPTN còn rất hạn chế

Kết luận chương 1

Trong chương này chúng tôi đã nghiên cứu và trình bày những

cơ sở lí luận, nội dung tiến trình về dạy học và tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo PPTN trong dạy học vật lí ở trường phổ thông Bên cạnh đó chúng tôi phát triển nội dung tiến trình giảng dạy sao cho có thể phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập

- Nghiên cứu chi tiết PPTN, phân tích nội dung và các giai đoạn của phương pháp này, cho thấy PPTN là một phương pháp nhận thức khoa học phổ biến Việc tổ chức hoạt động nhận thức theo các giai đoạn của PPTN giúp học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức vật lí, phát huy năng lực của mình

- Đề xuất cách thức vận dụng PPTN theo 4 mức độ khác nhau nhằm phát huy tính tích cực trong hoạt động học tập của học sinh Từ

đó làm nền tảng để áp dụng vào việc thiết kế tiến trình dạy học cho

một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”,

Vật lí 10

- Đề xuất bộ tiêu chí đánh giá tính tích cực của học sinh khi sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

- Nhận thấy và vạch ra những đặc điểm yêu cầu đối với hoạt động của giáo viên và học sinh trong mỗi giai đoạn của PPTN khi vận dụng vào dạy học Bên cạnh đó chúng tôi đưa ra những hướng dẫn về mặt phương pháp cho từng giai đoạn

CHƯƠNG 2

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT

RẮN” VẬT LÍ 10 CƠ BẢN

2.1 Vị trí chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

Kiến thức Vật lí trong phần Cơ học, Vật lí 10 phân thành 7 chương trong đó chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” thuộc chương 3 gồm 9 tiết

2.2 Mục tiêu cần đạt khi dạy chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo chuẩn kiến thức kĩ năng

2.3 Chuẩn kiến thức và kỹ năng của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

2.4 Cấu trúc chương trình của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”

2.5 Soạn thảo tiến trình dạy học theo phuơng pháp thực nghiệm

một số kiến thức trong chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn” nhằm phát huy tính tính cực của học sinh

Bài 17: Cân bằng vật rắn chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song

Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

Kết luận chương 2

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn đã được trình bày ở chương 1, chương 2 tập trung nghiên cứu việc sử dụng phương pháp thực nghiệm theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh trong

dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, Vật lí 10

cơ bản Kết quả nghiên cứu thu được như sau:

- Trình bày được đặc điểm, cấu trúc chương “Cân bằng và

chuyển động của vật rắn”, trong đó tập trung làm rõ mục tiêu kiến

thức, kỹ năng cũng như thái độ mà HS cần đạt được sau khi học xong chương này

- Tìm hiểu được thực trạng dạy học chương “Cân bằng và

chuyển động của vật rắn” theo phương pháp thực nghiệm ở các

trường phổ thông Từ đó đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm, nhằm phát huy tính tích cực của học sinh THPT

- Tiến hành thiết kế một số giáo án theo đúng quy trình và tiến trình đã đề xuất nhằm phát huy tính tích cực cho HS Trong mỗi giáo

án đã sử dụng các hình ảnh, video clip về các hiện tượng, TN vật lí nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS, tăng cường tính chủ động sáng tạo trong học tập từ đó rèn luyện kĩ năng tự học cho HS Chúng tôi tin tưởng rằng kết quả dạy học TNg theo tiến trình này sẽ

có những kết quả khả quan góp phần nâng cao chất lượng dạy học

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm

Mục đích của TNSP là kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học mà đề tài đặt ra, cụ thể là kiểm tra hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm theo tiến trình của phương pháp thực nghiệm vào

dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật

rắn” theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm

So sánh, đối chiếu kết quả học tập và xử lý kết quả thu được của các lớp TN và các lớp ĐC

3.3 Đối tượng, thời gian và nội dung thực nghiệm sư phạm 3.3.1 Đối tượng và thời gian TNSP

- Các bài học trong chương “Cân bằng và chuyển động của vật

rắn”, Vật lí 10 cơ bản

- Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong học kì I năm học

2017-2018 đối với HS các lớp 10 của trường THPT Nguyễn Hiền, thành phố Đà Nẵng (hoàn thiện tháng 5 năm 2018)

3.3.2 Nội dung thực nghiệm

Nội dung thực nghiệm bao gồm 3 bài dạy theo tiến trình phương pháp thực nghiệm đã soạn:

Bài 17: Cân bằng vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song (2 tiết)

Bài 18: Cân bằng vật rắn có trục quay cố định Momen lực Bài 19: Quy tắc hợp lực song song, cùng chiều

3.4 Phương pháp thực nghiệm

Ở các lớp TNg, GV dạy theo giáo án mà chứng tôi đã soạn, các giáo án này có áp dụng tiến trình dạy theo phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

Còn các lớp ĐC dạy theo giáo án mà giáo viên đã soạn và thường dùng

3.5 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm

3.5.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm

3.6.2 Yêu cầu chung về xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm

* Điểm trung bình cộng: là tham số đặc trưng cho sự hội tụ của

các bảng số liệu

i i

f X X

các giá trị thu được trong mẫu, được tính theo công thức:

3.6.3 Đánh giá định tính hiệu quả dạy học đối với việc phát

huy tính tích cực của học sinh qua các biểu hiện trong giờ học

*Ở lớp TNg:

Chúng tôi nhận thấy: HS rất có hứng thú tham gia vào quá trình học tập một cách tích cực, chủ động

*Ở lớp ĐC: Các GV cũng đưa ra một số tình huống học tập nhưng không tổ chức cho học sinh tham gia hoạt động, không tự tìm kiến thức GV cũng chủ yếu nếu vấn đề rồi giảng giải kiến thức cho học sinh chủ yếu ngồi nghe, nhìn, ghi chép Vì vậy không phát huy được tính tích cực của HS

3.6.4 Đánh giá định lượng qua kết quả bài kiểm tra của học sinh

Kết quả bài kiểm tra số 1,2,3: Sau khi học bài ”Cân bằng vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song”, chúng tôi cho HS làm bài kiểm tra số 1 (Đề kiểm tra – xin xem phụ lục)