Xây dựng và sử dụng các hoạt động học tập với phần mềm coach trong dạy học chuyển động ném, vật lí lớp mười theo dạy học giải quyết vấn đề​

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Loan XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC "CHUYỂN ĐỘNG NÉM", VẬT LÍ LỚP MƯỜI THEO DẠY HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Loan

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC

"CHUYỂN ĐỘNG NÉM", VẬT LÍ LỚP MƯỜI THEO DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ

Nguyễn Thị Loan

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC

"CHUYỂN ĐỘNG NÉM", VẬT LÍ LỚP MƯỜI THEO DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN ANH THUẤN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác

Trong quá trình học tập và nghiên cứu hoàn thành luận văn, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- TS Nguyễn Anh Thuấn, người đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài này

- Quý thầy cô trong Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, Phòng Sau đại học, quý thầy cô đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

- Ban giám hiệu, quý thầy cô tổ vật lí Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh, Biên Hòa, Đồng Nai đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực nghiệm sư phạm

- Tập thể các em HS tham gia thực nghiệm sư phạm đã nhiệt tình và nghiêm túc trong suốt quá trình thực nghiệm sư phạm

- Quý thầy cô phản biện và Hội đồng chấm luận văn đã có những nhận xét và góp ý về luận văn

- Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn sát cánh, động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2019

Tác giả

Nguyễn Thị Loan

Chữ viết tắt Nội dung

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình ảnh

Danh mục các biểu đồ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 6

1.1 Hoạt động học tập của học sinh 6

1.1.1 Khái niệm hoạt động học tập của học sinh 6

1.1.2 Bản chất hoạt động học tập của học sinh 6

1.1.3 Cấu trúc hoạt động học tập của học sinh 7

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí 7

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí 7

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 8

1.2.3 Một số biện pháp nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí 11

1.3 Dạy học giải quyết vấn đề 12

1.3.1 Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề 12

1.3.2 Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 13

1.3.3 Tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo kiểu DHPH & GQVĐ 15

1.4 Phần mềm Coach trong dạy học vật lí 18

1.4.1 Khái quát chung về phần mềm Coach trong dạy học vật lí 18

lí 21

1.5 Thực trạng về tình hình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 - Vật lí 10 ở trường THPT 22

1.5.1 Mục đích điều tra 22

1.5.2 Đối tượng và phương pháp điều tra 23

1.5.3 Kết quả điều tra 24

1.6 Kết luận chương 1 31

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC "CHUYỂN ĐỘNG NÉM" - VẬT LÍ 10 THEO DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 32

2.1 Mục tiêu dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 32

2.2 Một số sai lầm HS thường mắc phải khi học kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10 33

2.2.1 Sai lầm của HS khi học kiến thức "Chuyển động ném ngang": 33

2.2.2 Sai lầm của HS khi học kiến thức "Chuyển động ném xiên": 33

2.3 Xây dựng các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném" -Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề 33

2.3.1 Xây dựng hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném ngang" - Vật lí 10 theo DHGQVĐ 34

2.3.2 Xây dựng hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học tìm hiểu kĩ thuật đẩy tạ trong môn đẩy tạ theo DHGQVĐ 54

2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học "Chuyển động ném" -Vật lí 10 dựa trên các hoạt động học tập đã xây dựng với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 77

2.4.1 Soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học "Chuyển động ném ngang" - Vật lí 10 dựa trên hoạt động học tập đã xây dựng với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 77

2.4.2 Soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học vận dụng kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10 trong môn đẩy tạ dựa trên hoạt động học tập đã xây dựng với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 83

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 90

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 90

3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 90

3.3 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 90

3.4 Thời gian thực nghiệm sư phạm 91

3.5 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 91

3.6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 92

3.6.1 Công tác chuẩn bị 92

3.6.2 Tổ chức dạy học 92

3.6.3 Công cụ đánh giá kết quả và quá trình thực sư phạm 92

3.7 Đánh giá kết quả định tính trong thực nghiệm sư phạm 103

3.7.1 Phân tích diễn biến hoạt động học tập trong dạy học "Chuyển động ném ngang" 103

3.7.2 Phân tích diễn biến hoạt động học tập trong dạy học "Chuyển động ném xiên" 111

3.7.3 Phân tích diễn biến hoạt động học tập trong dạy học tìm hiểu kĩ thuật đẩy tạ trong môn đẩy tạ 115

3.7.4 Phân tích diễn biến hoạt động học tập trong dạy học tìm hiểu kĩ thuật nhảy xa trong môn nhảy xa 119

3.7.5 Nhận xét chung 122

3.8 Đánh giá kết quả định lượng trong thực nghiệm sư phạm 123

3.9 Kết luận chương 3 129

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 130

TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 8 Bảng 1.2 Mức độ sử dụng của các phương pháp dạy học trong quá trình giảng

dạy môn vật lí ở trường THPT 24 Bảng 1.3 Mức độ sử dụng của các phương pháp dạy học trong quá trình giảng

dạy môn vật lí ở trường THPT 24 Bảng 1.4 Mức độ hiểu biết của GV về những phần mềm phân tích video 25 Bảng 1.5 Ý kiến của GV về những hạn chế về việc tổ chức dạy học với phần

mềm phân tích video trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 25 Bảng 1.6 Ý kiến của GV về những khó khăn trong việc tổ chức dạy học với

phần mềm phân tích video trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 26 Bảng 1.7 Nhận xét của GV về hiệu quả giáo dục của các phương pháp dạy học

mà GV đã sử dụng trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật

lí 10 27 Bảng 1.8 Nhận xét của GV về hiệu quả giáo dục sẽ mang lại của việc tổ chức

dạy học với phần mềm phân tích video trong quá trình dạy học

"Chuyển động ném" - Vật lí 10 28 Bảng 1.9 Mức độ hứng thú với môn vật lí của các HS 29 Bảng 1.10 Mức độ sử dụng của các phương pháp dạy học mà GV sử dụng

trong quá trình giảng dạy môn vật lí cho HS 29 Bảng 1.11 Mức độ sử dụng của các phương pháp dạy học mà GV sử dụng trong

quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 30 Bảng 2.1 Thu thập số liệu kiểm tra mối liên hệ giữa tầm ném xa L và vận tốc

ban đầu v0 của hai quả bóng bị ném ngang từ cùng độ cao so với mặt đất 46 Bảng 2.2 Thu thập số liệu kiểm tra mối liên hệ giữa tầm ném xa L và độ cao

ban đầu h của hai quả bóng bị ném ngang với cùng vận tốc ban đầu 46

động ném ngang" - Vật lí 10 với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 93 Bảng 3.2 Tiêu chí đánh giá hành vi NLGQVĐ của HS trong dạy học "Chuyển

động ném xiên" - Vật lí 10 với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 96 Bảng 3.3 Tiêu chí đánh giá hành vi NLGQVĐ của HS trong dạy học tìm hiểu

kĩ thuật đẩy tạ trong môn đẩy tạ với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 96 Bảng 3.4 Tiêu chí đánh giá hành vi NLGQVĐ của HS trong dạy học tìm hiểu

kĩ thuật nhảy xa trong môn nhảy xa với phần mềm Coach theo DHGQVĐ 101 Bảng 3.5 Tổng hợp điểm số các hành vi của HS trong hoạt động dạy học

"Chuyển động ném ngang" 123 Bảng 3.6 Tổng hợp điểm số các hành vi của HS trong hoạt động dạy học

"Chuyển động ném xiên" 124 Bảng 3.7 Tổng hợp điểm số các hành vi của HS trong hoạt động dạy học tìm

hiểu kĩ thuật đẩy tạ trong môn đẩy tạ 124 Bảng 3.8 Tổng hợp điểm số các hành vi của HS trong hoạt động dạy học tìm

hiểu kĩ thuật nhảy xa trong môn nhảy xa 125

Hình 1.1 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo DHGQVĐ 13

Hình 1.2 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo con đường lí thuyết của DHGQVĐ 16

Hình 1.3 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo con đường thực nghiệm của DHGQVĐ 17

Hình 1.4 Giao diện màn hình khởi động của phần mềm Coach 20

Hình 1.5 Bảng chọn loại hoạt động khi GV mở mã khóa và tiến hành tạo tài liệu bài giảng 20

Hình 2.1 Phân tích chuyển động ném ngang 35

Hình 2.2 Vật chuyển động ném ngang 37

Hình 2.3 Phân tích video chuyển động ném ngang trong 3 trường hợp 41

Hình 2.4 Phân tích chuyển động ném xiên 47

Hình 2.5 Vật chuyển động ném xiên 49

Hình 2.6 Phân tích video chuyển động ném xiên trong 3 trường hợp 53

Hình 2.7 Vận động viên thi đấu môn đẩy tạ 58

Hình 2.8 Sơ đồ sân thi đấu môn đẩy tạ 59

Hình 2.9 Phân tích chuyển động ném xiên từ độ cao h so với mặt đất 59

Hình 2.10 Chuyển động của quả tạ trong môn đẩy tạ 62

Hình 2.11 Phân tích video chuyển động của quả tạ trong môn đẩy tạ 64

Biểu đồ 3.1 Kết quả đánh giá định lượng về sự thay đổi mức độ của các hành vi

của các HS qua 4 hoạt động học tập 125 Biểu đồ 3.2 Điểm tổng cộng các hành vi của một số HS qua 4 hoạt động học tập 127 Biểu đồ 3.3 Điểm số hành vi phát hiện VĐ cần nghiên cứu qua 4 hoạt động học

tập 128 Biểu đồ 3.4 Điểm số hành vi thực hiện giải pháp GQVĐ qua 4 hoạt động học tập 128

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, trong bối cảnh Kinh tế - Xã hội đang có sự thay đổi mạnh mẽ, hơn nữa cùng với khoa học và công nghệ đang phát triển với tốc độ chóng mặt, chúng ta từng bước gia nhập vào thời đại kinh tế tri thức năng động và sáng tạo Yêu cầu về nguồn nhân lực có trình độ cao, kĩ năng giỏi và đức tính tốt càng được lưu tâm hơn Nhận thức được những nhu cầu trong tương lai, Luật giáo dục của Quốc hội số 38/2005/QH11 ngày 14 tháng 6 năm 2005, đưa ra khoản 2 điều 5 yêu cầu về phương pháp giáo dục: "Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên", đưa ra khoản 2 điều 28 yêu cầu về phương pháp giáo dục phổ thông: "Phương 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 học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; 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"

Hơn thế nữa, hiện nay không chỉ ở Việt Nam mà nhiều nước đang phát triển trong khu vực và trên thế giới đều phải đối mặt với những thách thức lớn về sự thiếu hụt lao động có trình độ cao và kỹ năng chuyên nghiệp để đáp ứng được nhu

cầu đặt ra từ cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 Vấn đề đặt ra không chỉ với nền giáo

dục Việt Nam mà của cả thế giới là làm thế nào để đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao để đáp ứng nhu cầu phát triển Theo tác giả Nguyễn Văn Thành chia sẻ trong báo Khoa học và Phát triển ngày 19 tháng 2 năm 2018: "Quá trình dạy cần chuyển từ truyền thụ kiến thức sang hình thành phẩm chất và phát triển năng lực người học (tổ chức nền giáo dục mở, thực học, thực nghiệp); chuyển phát triển giáo dục và đào tạo từ chủ yếu theo số lượng sang chú trọng cả số lượng, chất lượng và hiệu quả; chuyển từ chỉ chú trọng giáo dục nhân cách nói chung sang kết hợp giáo dục nhân cách với phát huy tốt nhất tiềm năng cá nhân; chuyển từ quan niệm cứ có kiến thức là có năng lực sang quan niệm kiến thức chỉ là yếu tố quan trọng của năng

lực Việc học cần chuyển từ học thuộc, nhớ nhiều sang hình thành năng lực vận dụng, thích nghi, giải quyết vấn đề, tư duy độc lập"

Vật lí là một môn học thú vị và gần gũi cũng như có nhiều ứng dụng trong cuộc sống Tuy nhiên đối với đa số học sinh ngày nay cả ở trung học cơ sở lẫn trung học phổ thông, vật lí là một môn học nhàm chán, trừu tượng Các em có thể quan sát thấy một hiện tượng vật lí nhưng lại khó có thể tưởng tượng được quá trình xảy

ra hiện tượng đó như thế nào, cũng như nguyên nhân gây ra hiện tượng đó là gì, hoặc các em biết nguyên nhân gây ra hiện tượng đó là gì nhưng lại không thể cảm nhận nó được tường minh Những điều này dễ gây ra sự chán nản trong học tập và dẫn đến việc học sinh bỏ qua môn học này Việc học vật lí của học sinh khó bao nhiêu thì việc dạy vật lí của người giáo viên lại khó hơn rất nhiều lần Đối với chúng tôi, khi dạy một lớp học vật lí mà trong đó chỉ có giáo viên hoạt động, tự nói,

tự hỏi, tự trả lời là một điều vô cùng đáng buồn và thất vọng Vì thế cần phải tìm hiểu những phương pháp dạy học phù hợp với từng kiến thức nhằm làm đơn giản hóa các kiến thức, khơi dậy được hứng thú học tập của học sinh, kích thích được trí tưởng tưởng, sự tò mò học hỏi của học sinh và rèn luyện được các kĩ năng cần thiết cho học sinh

Trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10, chúng tôi thấy rằng phần kiến thức về chuyển động ném khá quen thuộc, có ứng dụng quan trọng và ý nghĩa lớn trong khoa học cũng như cuộc sống Tuy nhiên, nếu chúng ta chỉ dạy

"chay" phần kiến thức này và cho làm bài tập thì không thể truyền tải hết các kiến thức, học sinh cũng không thể nắm bắt được kiến thức và hiểu được tầm quan trọng của các kiến thức đó Thêm nữa, nếu sử dụng các thí nghiệm để tìm hiểu về chuyển động ném sẽ gặp nhiều khó khăn Do chúng ta không thể xác định được quỹ đạo chuyển động của vật để bố trí thí nghiệm phù hợp Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy, việc sử dụng phần mềm Coach khắc phục được những khó khăn mà các thí nghiệm thực tế không thể vượt qua và tạo hiệu quả giáo dục tốt trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10

Chính vì các lí do nêu trên, chúng tôi đi sâu vào nghiên cứu đề tài: Xây dựng

và sử dụng các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề nhằm bồi dưỡng

năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ bồi

dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

4 Đối tượng nghiên cứu

Các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động

ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề

5 Phạm vi nghiên cứu

Kiến thức cơ bản về "Chuyển động ném" - Vật lí 10, bao gồm: chuyển động ném xiên, chuyển động ném ngang, vận dụng kiến thức "Chuyển động ném" trong môn đẩy tạ và môn nhảy xa

6 Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu của đề tài

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

Nghiên cứu cơ sở lý luận về hoạt động học tập của học sinh trong dạy học Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực giải quyết vấn đề

Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Nghiên cứu tổng quan về phần mềm dạy học, phần mềm phân tích video trong dạy học

Nghiên cứu tổng quan về phần mềm Coach và ý nghĩa của nó trong dạy học vật lí

Phân tích nội dung kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10

Xây dựng các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10:

- Hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném ngang"

- Hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném xiên"

- Hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học tìm hiểu kĩ thuật đẩy

tạ trong môn đẩy tạ

- Hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học tìm hiểu kĩ thuật nhảy

xa trong môn nhảy xa

6.2 Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn

Điều tra thực trạng về tình hình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 ở một

số trường THPT ở Việt Nam

Quan sát, kiểm tra và đánh giá học sinh trong quá trình thực nghiệm sư phạm

sử dụng các hoạt động học tập với phần mềm Coach đã xây dựng trong dạy học

"Chuyển động ném" - Vật lí 10 ở trường THPT

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để đánh giá hiệu quả của việc

sử dụng các hoạt động học tập đã xây dựng với phần mềm Coach trong dạy học

"Chuyển động ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề

Phân tích kết quả thu được sau quá trình thực nghiệm

7 Đóng góp của đề tài

Xây dựng được 4 hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học

"Chuyển động ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề, gồm: Chuyển động ném ngang, chuyển động ném xiên, tìm hiểu kĩ thuật đẩy tạ và tìm hiểu kĩ thuật

nhảy xa

Soạn thảo được 4 tiến trình hoạt động dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10

với phần mềm Coach theo dạy học giải quyết vấn đề, gồm: Chuyển động ném ngang, chuyển động ném xiên, tìm hiểu kĩ thuật đẩy tạ và tìm hiểu kĩ thuật nhảy xa

Xây dựng được 4 bảng rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 với phần mềm Coach theo dạy học giải quyết vấn đề, gồm: Chuyển động ném ngang, chuyển động ném xiên, tìm hiểu kĩ thuật đẩy tạ và tìm hiểu kĩ thuật nhảy xa

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục thì đề tài gồm có

ba chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng các hoạt

động học tập với phần mềm Coach trong dạy học vật lí theo dạy học giải quyết vấn

đề

Chương 2: Xây dựng các hoạt động học tập và tổ chức dạy học với phần mềm

Coach trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đề

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ

SỬ DỤNG CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1.1 Hoạt động học tập của học sinh

1.1.1 Khái niệm hoạt động học tập của học sinh

Hoạt động học tập của HS bao gồm các hành động với tư liệu dạy học, sự trao đổi, tranh luận với nhau và sự trao đổi với GV Hành động học của HS với tư liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của HS với tình huống học tập, đồng thời là hành động chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho bản thân mình Sự trao đổi, tranh luận giữa HS với nhau và giữa HS với GV nhằm tranh thủ sự hỗ trợ xã hội từ phía GV

và tập thể HS trong quá trình chiếm lĩnh tri thức Thông qua các hoạt động của HS với tư liệu học tập và sự trao đổi đó mà GV thu được những thông tin liên hệ ngược cần thiết cho sự định hướng của GV đối với HS (Nguyễn Ngọc Hưng, Nguyễn Xuân Thành và Phạm Xuân Quế, 2001)

1.1.2 Bản chất hoạt động học tập của học sinh

Đối tượng của hoạt động học tập là hệ thống các tri thức, kĩ năng và kĩ xảo tương ứng với tri thức ấy Muốn học có kết quả, người học phải tích cực tiến hành những hành động học nhằm "tái tạo" lại phương thức loài người đã phát hiện, khám phá ra tri thức đó

Hoạt động học tập hướng vào làm thay đổi chính mình

Hoạt động học tập được điều khiển một cách có ý thức nhằm tiếp thu tri thức,

kĩ năng, kĩ xảo

Hoạt động học tập không hướng vào mục đích thu thập, tích lũy tài liệu mà hướng vào làm thay đổi chính bản thân người học, nâng trình độ phát triển nhận thức nói riêng và tâm lí nói chung lên một mức cao hơn thông qua quá trình tiếp thu tri thức

Hoạt động học tập không chỉ nhằm lĩnh hội những tri thức, kĩ năng, kĩ xảo mới

mà còn hướng đến việc hình thành những tri thức của chính bản thân hoạt động học

tập - đó là phương pháp học Muốn cho hoạt động học tập có hiệu quả thì người học phải có phương pháp học (Lý Minh Tiên, Nguyễn Thị Tứ, Bùi Hồng Hà và Huỳnh Lâm Anh Chương, 2012)

1.1.3 Cấu trúc hoạt động học tập của học sinh

Hoạt động học tập có cấu trúc tâm lí như các hoạt động khác của con người, trong đó động cơ của hoạt động học tập, mục đích của hoạt động học tập, hành động học là ba thành tố có vai trò quan trọng

- Động cơ của hoạt động học tập: Là động lực thúc đẩy HS thực hiện các hoạt động học tập để đạt được các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo Trong hoạt động học tập, để học sinh có thể thường xuyên đến trường học vui vẻ, cần có những động cơ học tập

- Mục đích của hoạt động học tập là những kết quả mà HS sẽ đạt được sau một quá trình học tập Đó chính là các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo mà người học phải lĩnh hội được trong một phân đoạn, một tiết giảng, một bài học Trước khi thực hiện quá trình học tập, HS chỉ có thể có biểu tượng về mục đích, mục đích học tập thực sự sẽ đạt được dần dần khi học sinh thực hiện các hành động học

- Hành động học là cách thực hiện nhằm đạt được mục đích của hoạt động học tập Để đạt được mục đích của hoạt động học tập, người học phải tiến hành các hành động học sau: hành động phân tích, hành động mô hình hóa, hành động cụ thể hóa, hành động tự kiểm tra và tự đánh giá (Lý Minh Tiên, Nguyễn Thị Tứ, Bùi Hồng Hà và Huỳnh Lâm Anh Chương, 2012)

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

NLGQVĐ là khả năng của HS phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chương trình THPT để giải quyết thành công các tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống với thái độ tích cực

NLGQVĐ trong dạy học vật lí được định nghĩa là năng lực cá nhân của người học sử dụng hiệu quả kiến thức vật lí, kĩ năng, thái độ, để giải quyết một tình huống

có chứa đựng VĐ vật lí mà ở đó không chứa đựng giải pháp thông thường (Nguyễn Anh Thuấn, 2018)

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

NLGQVĐ gồm 4 năng lực thành tố cấu thành nên Trong đó, mỗi năng lực thành tố có các chỉ số hành vi với các mức độ biểu hiện được trình bày qua bảng 1.1 (Nguyễn Anh Thuấn, 2018)

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề (Nguồn: Nguyễn Anh Thuấn, 2018)

M1: Quan sát, mô tả được các quá trình, hiện

tượng trong tình huống để làm rõ VĐ cần giải quyết

M2: Giải thích thông tin đã cho, mục tiêu cuối

cùng cần thực hiện để làm rõ VĐ cần giải quyết

M3: Phân tích, giải thích thông tin đã cho, mục

tiêu cần thực hiện và phát hiện VĐ cần giải quyết

1.2 Phát hiện

VĐ cần nghiên cứu

M1: Từ thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện

tượng, trình bày được một số câu hỏi riêng lẻ

M2: Từ thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện

tượng, trình bày được các câu hỏi liên quan đến

VĐ cần giải quyết

M3: Từ thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện

tượng, trình bày được các câu hỏi liên quan đến

VĐ và xác định được VĐ cần giải quyết

M2: Sử dụng được ít nhất hai phương thức để

M1: Diễn đạt lại được tình huống một cách đơn

giản

M2: Diễn đạt lại được tình huống trong đó có

sử dụng các hình vẽ, kí hiệu để làm rõ thồng tin của tình huống

M3: Diễn đạt lại được tình huống bằng nhiều

cách khác nhau một cách linh hoạt

2.2 Tìm kiếm thông tin liên quan đến VĐ

M1: Bước đầu thu thập thông tin về kiến thức

và phương pháp cần sử dụng để GQVĐ từ các nguồn khác nhau

M2: Lựa chọn được nguồn thông tin về kiến

thức và phương pháp cần sử dụng để GQVĐ và đánh giá nguồn thông tin đó

M3: Lựa chọn được toàn bộ các nguồn thông

tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để GQVĐ cần thiết và đánh giá được độ tin cậy của nguồn tin

2.3 Đề xuất giải pháp giải quyết VĐ

M1: Thu thập, phân tích thông tin liên quan đến

VĐ; xác định thông tin cần thiết để GQVĐ

M2: Đưa ra phương án GQVĐ (đề xuất giả

thuyết, suy luận lí thuyết để tìm được kết quả, phương án kiểm tra giả thuyết, phương án kiểm tra kết quả từ suy luận lí thuyết)

M3: Đưa ra phương án, lựa chọn phương án tối

ưu, lập kế hoạch thực hiện

để thực hiện giải pháp

M1: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực

hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó bằng văn bản

M2: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực

hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó bằng sơ đồ, hình vẽ

M3: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực

hiện cụ thể, thuyết minh các kế hoạch cụ thể đó bằng sơ đồ, hình vẽ

3.2 Thực hiện giải pháp

M1: Thực hiện được giải pháp để giải quyết

VĐ cụ thể, giả định (VĐ học tập) mà chỉ huy động một kiến thức hoặc tiến hành một phép

đo, tìm kiếm, đánh giá một thông tin cụ thể

M2: Thực hiện được giải pháp trong đó huy

động ít nhất hai kiến thức, hai phép đo, để GQVĐ

M3: Thực hiện giải pháp cho một chuỗi VĐ

liên tiếp, trong đó có những VĐ nảy sinh từ chính quá trình GQVĐ

3.3 Đánh giá

và điều chỉnh các bước giải quyết cụ thể ngay trong quá tình thực hiện

M1: Đánh giá các bước trong quá trình GQVĐ,

phát hiện ra sai sót, khó khăn

M2: Đánh giá các bước trong quá trình GQVĐ,

phát hiện ra sai sót, khó khăn và đưa ra những điều chỉnh

M3: Đánh giá các bước trong quá trình GQVĐ,

phát hiện ra sai sót, khó khăn và đưa ra những điều chỉnh và thực hiện việc điều chỉnh

4 Đánh giá

việc GQVĐ,

4.1 Đánh giá quá trình

M1: So sánh kết quả cuối cùng thu được với

đáp án và rút ra kết luận khi GQVĐ cụ thể

phát hiện

VĐ mới

GQVĐ và điều chỉnh việc GQVĐ

M2: Đánh giá được kết quả cuối cùng và chỉ ra

nguyên nhân của kết quả thu được

M3: Đánh giá việc GQVĐ Đề ra giải pháp tối

ưu hơn để nâng cao hiệu quả GQVĐ

4.2 Phát hiện

VĐ mới cần giải quyết

M1: Đưa ra khả năng ứng dụng của kết quả thu

được trong tình huống mới

M2: Xem xét kết quả thu được trong tình huống

mới, phát hiện những khó khắn, vướng mắc cần giải quyết

M3: Xem xét kết quả thu được trong tình huống

mới, phát hiện những khó khắn, vướng mắc cần giải quyết và diễn đạt VĐ mới cần giải quyết

1.2.3 Một số biện pháp nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí

Để bồi dưỡng NLGQVĐ của HS trong dạy học vật lí cần sử dụng các biện pháp sau đây:

- Tổ chức dạy học nội dung kiến thức vật lí theo DHGQVĐ: Hiện nay có rất nhiều phương pháp dạy học hướng tới mục tiêu bồi dưỡng và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, trong đó phương pháp DHGQVĐ được xây dựng với mục đích chính nhằm phát triển năng NLGQVĐ

- Luyện tập xác định VĐ cần giải quyết:

GV có thể rèn luyện cho HS xác định VĐ cần giải quyết bằng cách giao cho

HS một nhiệm vụ có tiềm ẩn VĐ gần gũi với đời sống Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không

có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được (Nguyễn Ngọc Hưng, 2012)

- Luyện tập đề xuất giả thuyết:

GV có thể rèn luyện cho HS xây dựng giả thuyết bằng các cách sau đây: Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có; dựa trên sự tương tự; dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả;

dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả giữa chúng; dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình; dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một lĩnh vực khác; dự đoán về mối quan hệ định lượng thường gặp trong vật lí như tỉ lệ thuận, tỉ lệ nghịch, hàm số bậc nhất…( Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng và Phạm Xuân Quế, 2002)

- Luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm kiểm nghiệm kết quả đã tìm được từ suy luận lí thuyết hoặc kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả của giả thuyết đã đề xuất:

Trong chương trình vật lí phổ thông, có những kiến thức được rút ra bằng suy luận lí thuyết, để tăng tính chân thực và niềm tin của HS đối với các kiến thức đó,

GV cần hướng dẫn hoặc yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm nghiệm lại Cũng có một số kiến thức có thể dựa vào những hiểu biết có sẵn để đề xuất giả thuyết, tuy nhiên giả thuyết đó chưa thể hợp lí hóa cho kiến thức nếu không được kiểm tra, GV cần hướng dẫn hoặc yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra lại

- Xây dựng hệ thống bài tập có ý nghĩa thực tiễn và gần gũi với đời sống, kích thích được bản tính tò mò và muốn giải quyết VĐ của HS và để làm được điều đó,

nó đòi hỏi HS phải vận dụng tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và kinh nghiệm đã được học Vì vậy nội dung bài tập cần thiết lập được tình huống có vấn đề, cần có trở ngại phù hợp với trình độ của HS và đôi khi xuất hiện mâu thuẫn với các kiến thức mà HS đã biết trước đó

Còn nhiều biện pháp nhằm bồi dưỡng NLGQVĐ của học sinh trong dạy học vật lí nhưng chúng tôi chỉ xin liệt kê một số biện pháp như trên

1.3 Dạy học giải quyết vấn đề

1.3.1 Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề

Khái niệm tình huống có VĐ: là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một khó khăn, HS ý thức được VĐ, mong muốn GQVĐ đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc GQVĐ đó Như

vậy, tình huống đó kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS (Phạm Hữu Tòng, 2001)

Định nghĩa: DHGQVĐ dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có VĐ, biểu đạt (nêu ra) các VĐ (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này), chú ý giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để GQVĐ, kiểm tra các cách giải quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã tiếp thu được (V Ôkôn, 1976)

DHGQVĐ là kiểu dạy học dạy HS thói quen tìm tòi GQVĐ theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhu cầu, hứng thú học tập, giúp HS chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triển được năng lực của HS (Nguyễn Ngọc Hưng, 2012)

1.3.2 Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.

Phỏng theo tiến trình xây dựng kiến thức trong nghiên cứu khoa học vật lí, tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo DHGQVĐ khái quát gồm 4 giai đoạn được thể hiện qua hình 1.1.:

Hình 1.1 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo DHGQVĐ

(Nguồn: Nguyễn Ngọc Hưng, 2012)

1 Làm nảy sinh VĐ c ần giải quyết từ tình huố ng (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài t ập, truyện kể lịch sử,

2 Phát biểu VĐ cần gi ải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3 Giải quyết VĐ

- Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ khảo sát lí t huyết và/ho ặc khảo sát thực nghiệm

- Thực hiệ n giải pháp đ ã s uy đoán

4 Rút ra kết l uận ( kiến t hức vật lí mới)

5 Vận dụng kiến thức vật lí mới để gi ải quyết những nhiệm vụ đặt r a tiếp t heo

Giai đoạn 1: Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết

GV giao cho HS một nhiệm vụ có tiềm ẩn VĐ Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được

Giai đoạn 2: Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS phát biểu VĐ cần giải quyết (nêu câu hỏi cần trả lời, mà câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nội dung kiến thức vật lí mới cần xây dựng)

Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề

- Suy đoán giải pháp GQVĐ

Với sự định hướng của GV, HS trao đổi, thảo luận suy đoán giải pháp giải quyết VĐ: Lựa chọn hoặc đề xuất mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết) có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm

- Thực hiện giải pháp đã suy đoán: Khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo sát thực nghiệm

HS vận dụng mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết), rút ra kết luận lôgic về cái cần tìm; thiết kế phương án TN, tiến hành TN, thu lượm và xử lí các dữ liệu cần thiết, rút ra kết luận về cái cần tìm

Giai đoạn 4: Rút ra kết luận

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS xem xét sự phù hợp giữa kết luận có được nhờ suy luận lí thuyết (mô hình hệ quả logic) với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm (mô hình xác nhận)

- Khi có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì quy nạp chấp nhận kết quả tìm được Kết luận đã tìm được trở thành kiến thức vật lí mới

- Khi không có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì:

+ Xem quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện của TN chưa

+ Nếu quá trình thực hiện TN đã đảm bảo các điều kiện của TN thì xem lại quá trình vận hành mô hình xuất phát Nếu quá trình vận hành mô hình không mắc sai lầm thì sẽ dẫn tới phải bổ sung, sửa đổi mô hình xuất phát, thậm chí phải xây

dựng mô hình mới Mô hình mới thường khái quát hơn mô hình trước, xem mô hình trước như là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của nó Điều này cũng có nghĩa

là chỉ ra phạm vi áp dụng của mô hình xuất phát lúc đầu

GV chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa kiến thức vật lí mới

Giai đoạn 5: Vận dụng kiến thức vật lí mới để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra

tiếp theo

Trên cơ sở vận dụng kiến thức vật lí mới đã thu được để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tới chỉ ra phạm vi áp dụng của kiến thức vật lí đã xây dựng được và dẫn tới xây dựng những

mô hình mới (các kiến thức vật lí mới) (Nguyễn Ngọc Hưng, 2012)

1.3.3 Tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo kiểu DHPH & GQVĐ

Tiến trình xây dựng kiến thức diễn ra theo một trong hai con đường: con đường lí thuyết và con đường thực nghiệm

Hình 1.2 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo con đường lí

thuyết của DHGQVĐ (Nguồn: Nguyễn Ngọc Hưng, 2012)

4 Rút ra kết luận

Đối chiếu kết quả TN với kết quả đã rút ra từ suy luận lí thuyết Có 2 khả năng xảy ra:

- Nếu kết quả TN phù hợp với kết quả đã tìm được nhờ suy luận lí thuyết thì kết quả này trở thành kiến thức mới

- Nếu kết quả TN không phù hợp vớ i kết quả đã tìm được từ suy luận lí thuyết thì cần kiểm tra

lạ i quá trình TN và quá trình suy luận từ các kiến thức đã biết Nếu quá trình TN đã đảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ và quá trình suy luận không mắc sai lầm thì kết quả TN đòi hỏi phải đề xuất giả thuyết Quá trình kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết này sau đó sẽ dẫn tới kiến thức mớ i bổ sung, sửa đổi những kiến thức đã vận dụng lúc đầu làm tiền đề cho suy luận lí thuyết

Những kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của kiến thức mớ i Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đầu được chỉ ra

1 Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức cũ,

kinh nghiệm, TN, bà i tập, truyện kể lịch sử…

2 Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3 Giả i quyết VĐ

3.1 GQVĐ nhờ suy luận lí thuyết, trong đó có suy luận toán học

Suy đoán giả i pháp GQVĐ:

- Xác định các kiến thức đã biết cần vận dụng

- Xác định cách thức vận dụng các kiến thức này để đi tới câu trả lời

Thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm được kết quả

Làm thế nào để kiểm nghiệm nhờ TN kết quả đã tìm được từ suy luận lí thuyết

3.2 Kiểm nghiệm kết quả đã tìm được từ suy luận lí thuyết nhờ TN

Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN:

- Phân tích xem có thể kiểm nghiệm trực tiếp nhờ TN kết quả thu được từ suy luận lí thuyết không?

- Nếu không được, suy luận lôgic từ kết quả này ra hệ quả kiểm nghiệm được nhờ TN

Thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm kết quả đã thu được từ suy luận lí thuyết hoặc hệ quả của nó: cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, tiến hành TN như thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN này như thế nào?

Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, thu thập và xử lí các dữ liệu TN để đi tới kết quả

Hình 1.3 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo con đường

thực nghiệm của DHGQVĐ (Nguồn: Nguyễn Ngọc Hưng, 2012)

1 Làm nảy sinh VĐ c ần giải quyết từ tình huố ng (điều kiện) xuất phát: từ

kiến t hức cũ, kinh nghiệm, TN, bài t ập, truyện kể lịch sử…

2 Phát biểu VĐ cần gi ải quyết (câu hỏi cần trả lời)

4 Rút ra kết l uận

Đối chiếu kết quả TN với giả thuyết (hệ quả) đ ã đề xuất Có 2 khả năng xảy ra:

- Nếu kết quả TN phù hợp với giả t huyết ( hệ quả) đã đề xuất t hì giả thuyết trở thành kiến t hức mới

- Nếu kết quả TN không phù hợp với gi ả t huyết (hệ quả) đã đề xuất t hì cần kiểm tra lại quá trình TN và quá trình s uy l uận từ giả t huyết ra hệ quả Nếu quá trình

TN đã đ ảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ và quá trình suy luận khô ng mắc sai lầm t hì kết quả TN đòi hỏi phải đề xuất gi ả thuyết mới, rồi lại kiểm tra tính đúng đắn c ủa nó Quá trình này có thể tiếp diễn nhiều lần, cho tới khi xây dựng được kiến thức mới

3 Giải quyết VĐ

3.1 Đề xuất giả thuyết

Làm t hế nào để kiểm tra được nhờ TN tính đúng đắn c ủa giả thuyết đã đề xuất

3.2 Kiểm tr a tính đúng đ ắn của giả t huyết nhờ TN

Xác định nội dung cần kiểm tra nhờ TN:

- Phân tích xem có thể kiểm tra trực tiế p nhờ TN tính đúng đắn của gi ả t huyết

Thực hiện TN: Lập kế ho ạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, t hu t hập và

xử lí c ác dữ liệu TN để đi tới kết quả

Qua tìm hiểu về DHGQVĐ, ta thấy:

- NLGQVĐ của HS được bồi dưỡng thông qua tất cả các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo DHGQVĐ Vì thế nếu muốn phát triển NLGQVĐ của

HS, GV nên tận dụng triệt để phương pháp dạy học này

- Trong quá trình giảng dạy theo DHGQVĐ GV luôn mong muốn khai thác càng nhiều càng tốt NLGQVĐ của HS, nhưng không có nghĩa tất cả mọi kiến thức trong bài học đều bắt buộc HS phải tự mình tìm ra mà không có một sự giúp đỡ nào, bởi vì năng lực nào cũng cần phải có thời gian để trau dồi và rèn luyện GV cần quan sát và theo dõi sát sao quá trình học tập của HS trong tiết học của mình để có biện pháp hỗ trợ và hướng dẫn HS kịp thời nhằm mang lại hiệu quả cao nhất có thể, tránh mất thời gian quá nhiều vào một VĐ trong khi thời gian của một tiết học là có giới hạn

1.4 Phần mềm Coach trong dạy học vật lí

1.4.1 Khái quát chung về phần mềm Coach trong dạy học vật lí

Phần mềm Coach là một sản phẩm của CMA - Trung tâm công nghệ máy tính

của Hà Lan, dựa trên hơn 25 năm nghiên cứu và phát triển Phần mềm Coach cho phép tạo ra một môi trường học tập linh hoạt và sáng tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học được sử dụng bởi nhiều giáo viên và học sinh trên toàn thế giới Phần mềm Coach tích hợp các công cụ ICT (Information and Communication Technologies), hội tụ các tính năng như thu thập dữ liệu, điều khiển, phân tích băng hình, mô hình hóa và xử lí số liệu Những công cụ này tương tự như các công nghệ được sử dụng bởi các nhà nghiên cứu khoa học và tạo điều kiện thuận lợi để phát triển tính tích cực, chủ động tìm tòi, khám phá của HS nhằm tiếp cận những tri thức mới Các loại hoạt động trong phần mềm Coach:

- Đo lường: Một cảm biến được kết nối với một thiết bị chuyển đổi để đo một đại

lượng vật lý và biến đổi đại lượng được đo thành điện áp đầu ra và được đọc bởi một thiết bị chuyển đổi Thiết bị chuyển đổi được kết nối với máy tính, chuyển tín hiệu điện

áp tương tự thành tín hiệu số, tín hiệu này sẽ được chuyển đổi và diễn giải bởi máy tính Coach thu thập dữ liệu đo lường theo các thiết lập đo Coach hỗ trợ nhiều cách đo lường

như: đo theo thời gian, đo lường dựa trên sự kiện, đo khoảng thời gian, đếm và tần số

- Điều khiển: Điều khiển hỗ trợ các thiết bị chuyển đổi có cổng đầu ra, có thể được điều khiển một cách thủ công hoặc bằng các chương trình điều khiển Thông qua một thiết bị chuyển đổi, Coach thu thập dữ liệu bằng các cảm biến được tích hợp trong hệ thống Các cảm biến này gửi phản hồi về trạng thái của hệ thống và Coach thực hiện các hành động bằng cách điều khiển đầu ra được kết nối với các thiết bị truy ền động (như còi, đèn, động cơ, máy bơm hoặc rơ le) Điều này giúp việc điều khiển trở nên đơn giản

và linh hoạt hơn

- Dữ liệu video: Các hoạt động của dữ liệu video được sử dụng để thu thập dữ liệu

từ video và hình ảnh kỹ thuật số và có thể được sử dụng để phân tích chuyển động hoặc hình dạng của các đối tượng thực Những hoạt động như vậy đem đến các sự kiện thực

tế trên lớp học

- Mô hình hóa: Mô hình hóa trong Coach về cơ bản tương tự như mô hình hệ động học, sử dụng phép ẩn stock - flow để thay đổi các hệ bằng phương pháp động học (phương pháp được phát triển bởi Giáo sư J.W Forrester vào đầu những năm 1960) Thêm vào đó, mô hình của Coach được bổ sung với các yếu tố như yếu tố sự kiện, cho phép đưa ra những thay đổi gián đoạn trong các hệ liên tục thay đổi và các biến quá trình cho phép mô hình hóa các tình huống trong đó nguyên lý cân bằng dòng chảy không được giữ ổn định

- Ảnh động: Ảnh động cho phép các mô hình biểu diễn trực quan để tương tác với các mô hình và các chương trình điều khiển, ảnh động đưa ra những dữ liệu trực quan cho các phép đo Ảnh động của Coach bao gồm các đối tượng đồ họa động, như hình elip, hình chữ nhật, vectơ và hình ảnh, có thể được liên kết với biến mô hình, biến chương trình hoặc các giá trị cảm biến để điều khiển vị trí hoặc kích thước của chúng Phần mềm Coach sẽ vô cùng hữu ích cho sự nghiệp phát triển giáo dục STEM

mà nền giáo dục Việt Nam đang hướng tới hiện nay, bởi chính những công nghệ có trong nó

Phần mềm Coach cho phép người sử dụng khởi động ở hai chế độ khác nhau bằng cách nhấn nút đăng nhập trên thanh công cụ chính Tuy nhiên không thể ở hai

- Chế độ học sinh: Không cần nhập mã khi muốn ở chế độ này HS mở các tập tin có phần mở rộng là "*.cma7" mà GV đã tạo để làm việc Khi kết thúc, HS lưu lại

và tập tin sẽ có phần mở rộng là "*.cmr7" (Coach 7 user's guide Version 7.4, 2018)

Hình 1.4 Giao diện màn hình khởi động của phần mềm Coach

Hình 1.5 Bảng chọn loại hoạt động khi GV mở mã khóa và tiến hành tạo tài

liệu bài giảng

1.4.2 Chức năng phân tích video của phần mềm Coach trong dạy học vật

lí

Trong môn vật lí có rất nhiều quá trình cơ học có diễn biến quá nhanh như quá trình va chạm giữa các vật hay các chuyển động phức tạp như chuyển động ném ngang, chuyển động ném xiên, dao động điều hòa mà các bộ thí nghiệm hiện nay chưa đáp ứng được Một trong những phương pháp hiện nay nhằm hỗ trợ nghiên cứu các quá trình chuyển động xảy ra nhanh là sử dụng phần mềm vi tính để phân tích các tệp phim video ghi chuyển động thực của các vật (Nguyễn Xuân Thành, 2003)

Như đã trình bày ở trên, các hoạt động của dữ liệu video có thể được sử dụng để phân tích chuyển động hoặc hình dạng của các đối tượng thực Sau đây là chúng tôi xin giới thiệu sơ lược về cửa sổ dữ liệu video Đây là nơi để phân tích video trong phân mềm Coach, bao gồm màn hình video và thanh điều khiển video Menu công cụ cung cấp các công cụ cụ thể

- Thanh điều khiển video được đặt ở dưới cùng của cửa sổ dữ liệu video và chỉ được hiển thị khi một video được mở Thanh điều khiển video này bao gồm các nút điều khiển và thanh điều khiển khung Thanh điều khiển khung, trông giống như một đường ray có các thanh nối (thanh dọc nhỏ) đại diện cho khung video Các khung được lựa chọn để phân tích có màu đen và khung không được chọn màu xám Mỗi khung ứng với một số, được hiển thị, ở phía bên phải của thanh điều khiển khung Người sử dụng có thể chuyển vị trí tùy ý trong video bằng cách nhấp vào khung trên thanh điều khiển khung Khung video được chọn xuất hiện trên màn hình video và số khung hình được hiển thị

- Trong quá trình phân tích video, dữ liệu về vị trí và thời gian được thu thập trong các khung video có thể được chọn thủ công bằng cách nhấp vào một đối tượng hoặc được chọn tự động bằng cách theo dõi một đối tượng chuyển động

- Sau khi kết thúc phân tích video, có một số trường hợp có thể sửa đổi điểm Coach chấp nhận các định dạng video dưới đây:

- * AVI - Audio Video Interleaved, định dạng số phổ biến nhất cho Windows

- * MOV - Định dạng QuickTime, tiêu chuẩn cho máy tính Macintosh

Trong luận văn này, chúng tôi nghiên cứu đề tài "Xây dựng và sử dụng các hoạt động học tập với phần mềm Coach trong dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí

10 theo DHGQVĐ" nhằm bồi dưỡng NLGQVĐ trong học tập của HS Trong đó,

HS sẽ sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach

1.5 Thực trạng về tình hình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 - Vật lí 10

ở trường THPT

1.5.1 Mục đích điều tra

Để đi sâu vào tìm hiểu tình hình dạy của GV và học của HS đối với kiến thức

"Chuyển động ném" - Vật lí 10 tại trường THPT diễn ra như thế nào, chúng tôi tiến hành khảo sát và thu thập một số thông tin thực tế ở các trường THPT Nội dung khảo sát thể hiện như sau:

- Đối với GV

+ Tìm hiểu mức độ sử dụng các phương pháp dạy học trong quá trình giảng dạy vật lí nói chung và "Chuyển động ném" - Vật lí 10 nói riêng cùng một số hiệu quả giáo dục mà các phương pháp đó mang lại

+ Tìm hiểu mức độ biết và sử dụng phần mềm phân tích video trong quá trình giảng dạy vật lí nói chung và "Chuyển động ném" - Vật lí 10 nói riêng

+ Tìm hiểu ý kiến của GV về việc tổ chức dạy học với phần mềm phân tích

video trong quá trình giảng dạy kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10

+ Tìm hiểu ý kiến của GV về ưu điểm và hạn chế của về việc tổ chức dạy học

với phần mềm phân tích video trong quá trình giảng dạy kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10 và một số hiệu quả giáo dục mà phương pháp này mang lại

+ Tìm hiểu mức độ biết và ý kiến của GV về việc tổ chức dạy học với phần mềm Coach phân tích video trong quá trình giảng dạy kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10

- Đối với HS:

+ Tìm hiểu mức độ hứng thú với môn vật lí của các HS

+ Tìm hiểu mức độ của các phương pháp dạy học mà HS được học trong quá trình giảng dạy môn vật lí cho các em trong quá trình giảng dạy vật lí nói chung và

"Chuyển động ném" - Vật lí 10 nói riêng

+ Tìm hiểu mức độ hứng thú và thông hiểu của HS với phương pháp dạy học

mà GV sử dụng trong quá trình giảng dạy "Chuyển động ném" - Vật lí 10

+ Tìm hiểu những khó khăn HS thường gặp phải khi học kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10

+ Tìm hiểu ý kiến của HS về phương pháp dạy học mà HS muốn được học khi tìm hiểu kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10

+ Tìm hiểu mức độ hứng thú của HS về việc tìm hiểu kiến thức "Chuyển động ném" - Vật lí 10 bằng phần mềm phân tích video

+ Tìm hiểu mức độ biết về phần mềm COACH của HS

1.5.2 Đối tượng và phương pháp điều tra

Để đạt được mục đích điều tra đã đặt ra, chúng tôi đã tiến hành điều tra ở các trường: THPT Nguyễn Hữu Cảnh (Đồng Nai), THPT Bình Phú (Bình Dương), THPT Giồng Ông Tố (Thành phố Hồ Chí Minh)

- bằng cách dùng phiếu khảo sát đối với 9 GV bộ môn vật lí

- bằng cách dùng phiếu khảo sát đối với 70 HS

Nội dung phiếu khảo sát ý kiến của GV (phụ lục 3.1)

Nội dung phiếu khảo sát ý kiến của HS (phụ lục 3.2)

1.5.3 Kết quả điều tra

Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa từng

Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa từng

Qua kết quả thu được ở bảng 1.2 và bảng 1.3., ta thấy hiện nay các GV vẫn đang sử dụng phương pháp dạy học thuyết trình và đàm thoại là chủ yếu, việc áp dụng một số phương pháp dạy học tích cực cũng đã được quan tâm nhưng tỉ lệ sử dụng thường xuyên còn rất thấp Tổ chức dạy học với phần mềm dạy học trong môn vật lí vẫn chưa được áp dụng nhiều đặc biệt là việc sử dụng phần mềm phân tích video để phân tích chuyển động của vật trong chuyển động ném

Bảng 1.4 Mức độ hiểu biết của GV về những phần mềm phân tích video

Mức độ hiểu biết Phần trăm

Giáo viên tốn nhiều công sức và thời gian chuẩn bị nội

Lớp học dễ mất trật tự, không tập trung học tập 22,22 %

Số lượng học sinh một lớp khoảng 40 em nên khó khăn

Học sinh có thể làm việc riêng ngoài yêu cầu của giáo

viên nhưng giáo viên không phát hiện được 44,44 %

Bảng 1.6 Ý kiến của GV về những khó khăn trong việc tổ chức dạy học với phần mềm phân tích video trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10

Thời lượng trong phân phối chương trình không đủ 33,33 %

Các phần mềm phân tích video thường mất phí và quý

thầy/cô không thể chi trả khoản chi phí này 33,33 %

Cở sở vật chất của nhà trường nơi quý thầy/cô công tác

Qua kết quả thu được ở bảng 1.4., bảng 1.5 và bảng 1.6., ta thấy đa số các GV đều đã nghe qua về phần mềm phân tích video trong dạy học nhưng việc sử dụng chúng lại không được chú ý Các nguyên nhân dẫn tới điều này phần lớn là do trong khi việc chuẩn bị và tổ chức dạy học mất nhiều thời gian và công sức nhưng thời lượng cho một tiết học ở lớp lại quá ngắn nên GV cũng chưa tìm ra được cách tổ chức dạy học cho phù hợp Hơn nữa, các GV chưa được tập huấn về việc sử dụng các phần mềm phân tích video nên hầu hết là chưa biết cách sử dụng Thêm vào đó, một lớp học ở trường THPT hiện nay khá đông (khoảng trên 40 HS) nên khi cho HS học với phần mềm trên máy tính thì việc theo dõi và hướng dẫn cũng gặp khó khăn

Bảng 1.7 Nhận xét của GV về hiệu quả giáo dục của các phương pháp dạy học mà GV đã sử dụng trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật

Phát triển năng lực xã hội (nêu và

trình bày ý kiến cá nhân, hợp tác

giúp đỡ nhau, )

22,22 % 44,45 % 22,22 % 11,11 %

Rèn luyện khả năng tự học cả ở lớp

Rèn luyện kĩ năng sử dụng máy

tính và tìm kiếm thông tin 33,34 % 11,11 % 22,22 % 33,33 %

Bảng 1.8 Nhận xét của GV về hiệu quả giáo dục sẽ mang lại của việc tổ chức dạy học với phần mềm phân tích video trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10

HIỆU QUẢ GIÁO DỤC

NHẬN XÉT

Không

Bình thường Nhiều Nâng cao kết quả trong học tập 0 % 11,11 % 55,56 % 33,33 % Phát huy tính tích cực và tư duy

Phát triển năng lực xã hội (nêu và

trình bày ý kiến cá nhân, hợp tác

giúp đỡ nhau, )

0 % 44,44 % 44,45 % 11,11 %

Rèn luyện khả năng tự học cả ở lớp

Rèn luyện kĩ năng sử dụng máy

tính và tìm kiếm thông tin 0 % 22,22 % 11,11 % 66,67 %

Qua kết quả thu được ở bảng 1.7 và bảng 1.8., ta thấy đa số GV đều đề cao hơn hiệu quả giáo dục của việc tổ chức dạy học với phần mềm phân tích video trong quá trình dạy học "Chuyển động ném" - Vật lí 10 mang lại so với các phương pháp khác

Ngoài ra khi đề cập tới việc sử dụng phần mềm Coach vào dạy học, một phần mềm gồm nhiều loại hoạt động trong đó có hoạt động phân tích video, kết quả cho