Luận văn Vận dụng mô hình dạy học dự án vào dạy học chương “các định luật bảo toàn” – vật lý 10 thpt nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và kỹ năng làm việc theo nhóm của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐHSP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -----------oOo----------- NGUYỄN ĐĂNG THUẤN VẬN DỤNG MÔ HÌNH DẠY HỌC DỰ ÁN VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÝ 10 THPT NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ KỸ NĂNG LÀM VIỆC THEO NHÓM CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận và PPDH môn Vật lý Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS MAI VĂN TRINH TP. Hồ Chí Minh – 2010 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi lòng biết ơn và gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Mai Văn Trinh, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm chân thành đến Khoa Vật lý và Phòng KHCN&SĐH trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh cùng ban giám hiệu trường THPT tư thục Trương Vĩnh Ký đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận văn này như ý. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. MỤC LỤC 1TLỜI CẢM ƠN1T ................................................................................................................................. 2 1TMỤC LỤC1T ...................................................................................................................................... 3 1TCÁC CHỮ VIẾT TẮT1T ................................................................................................................... 6 1TMỞ ĐẦU1T ......................................................................................................................................... 7 1T . LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI1T ......................................................................................................................... 7 1T2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU1T.................................................................................................................. 7 1T3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU1T........................................................................................ 8 1T4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC1T ................................................................................................................. 8 1T5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU1T.................................................................................................................. 8 1T6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU1T .......................................................................................................... 8 1T7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN1T ............................................................................................................ 9 1T8. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN1T ............................................................................................................ 9 1TCHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DHDA NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ KHẢ LÀM VIỆC THEO NHÓM CỦA HỌC SINH1T ........... 10 1T .1. Tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của học sinh [1][12]1T ...................................... 10 1T .1.1.Tính tích cực và sự cần thiết phát huy tính tích cực của học sinh1T ............................................................... 10 1T .1.2.Tính tự lực [12][1]1T .................................................................................................................................... 12 1T .1.3.Khả năng làm việc theo nhóm [6], [9], [14],[23]1T........................................................................................ 13 1T .1.4.Sự cần thiết của phát huy tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của HS1T ............................. 14 1T .2. Khái niệm về DHDA [18], [7], [8], [15], [16], [21], [9]1T ................................................................... 15 1T .3. Cơ sở lý luận về dạy học theo dự án [21], [9], [22], [24]1T ................................................................... 16 1T .4. Đặc điểm và tiến trình DHDA [18], [7], [8], [15]1T .............................................................................. 17 1T .5.Phân loại DHDA và sự lựa chọn dự án phù hợp với mỗi kiểu nội dung dạy học [15], [9]1T ................... 18 1T .6.Những ưu điểm và giới hạn của DHDA. [15], [9], [14]1T ...................................................................... 19 1T .7.Hồ sơ bài dạy trong DHDA [18], [7], [8], [15], [16], [21], [19], [9]1T ................................................... 20 1T .7.1.Bộ câu hỏi định hướng1T .............................................................................................................................. 20 1T .7.2. Kế hoạch thực hiện1T .................................................................................................................................. 22 1T .7.3. Tình huống xuất hiện dự án – các ý tưởng dự án1T ...................................................................................... 22 1T .7.4. Kế hoạch tổ chức nhóm1T ........................................................................................................................... 22 1T .7.5. Các công cụ đánh giá 1T ............................................................................................................................... 23 1T .7.6.Các công cụ trợ giúp – nguồn tư liệu tham khảo1T ........................................................................................ 24 1T .7.7.Sản phẩm của học sinh1T.............................................................................................................................. 24 1T .8. Các bước GV tổ chức và điều khiển học sinh học theo dự án: [19]1T.................................................... 25 1T .9. Về khả năng ứng dụng CNTT trong DHDA.[15]1T .............................................................................. 25 1T .10. Những kỹ thuật tổ chức cho HS làm việc theo nhóm hiệu quả. [6], [9], [22], [24]1T ........................... 26 1T .11. DHDA phát huy tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của HS.1T .............................. 28 1T .12. Kết luận chương I.1T .......................................................................................................................... 29 1TCHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” THEO MÔ HÌNH DHDA1T .............................................................. 31 1T2.1. Định hướng đổi mới phương pháp dạy học Vật lý ở trường THPT [2]1T .............................................. 31 1T2.2.Phân tích cấu trúc và nội dung chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT [3], [4], [11]1T ...... 32 1T2.2.1.Vị trí, đặc điểm chương “Các định luật bảo toàn”.1T ..................................................................................... 32 1T2.2.2.Mục tiêu dạy học của chương “Các định luật bảo toàn”. 1T ............................................................................ 33 1T2.2.3.Phân tích cấu trúc kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn”.1T ............................................................ 34 1T2.2.4.Phân tích nội dung chương “Các định luật bảo toàn”.1T ................................................................................ 35 1T2.2.5.Phân tích và đánh giá thực trạng DH chương “Các định luật bảo toàn”. 1T ..................................................... 36 1T2.3.Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức thuộc chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT.1T ............................................................................................................................................................... 38 1T2.3.1.Dự án 1: “Tên lửa nước – chinh phục không gian”1T .................................................................................... 39 1T2.3.2.Dự án 2: “Tàu lượn siêu tốc – sức mạnh của tự nhiên”1T .............................................................................. 51 1T2.4.Một số đề xuất triển khai mở rộng mô hình dạy học theo dự án ở trường THPT.1T ............................... 62 1T2.4.1.Những khó khăn khi triển khai DHDA ở trường THPT.1T ............................................................................ 62 1T2.4.2.Một số đề xuất nhằm triển khai mở rộng mô hình DHDA ở trường THPT.1T ................................................ 62 1T2.5.Kết luận chương II.1T............................................................................................................................ 63 1TCHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM1T ................................................................................ 65 1T3.1.Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm1T ..................................................................................... 65 1T3.1.1.Mục đích1T .................................................................................................................................................. 65 1T3.1.2.Nhiệm vụ1T .................................................................................................................................................. 65 1T3.2.Đối tượng thực nghiệm sư phạm1T ........................................................................................................ 65 1T3.3.Phương pháp thực nghiệm sư phạm1T ................................................................................................... 66 1T3.4.Nội dung thực nghiệm sư phạm1T ......................................................................................................... 66 1T3.5.Tiến hành thực nghiệm sư phạm1T ........................................................................................................ 67 1T3.5.1.Công tác chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm1T ............................................................................................. 67 1T3.5.2.Tổ chức thực hiện1T ..................................................................................................................................... 68 1T3.6.Kết quả thực nghiệm1T ......................................................................................................................... 69 1T3.6.1.Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm1T ..................................................................................................... 69 1T3.6.1.1.Tiêu chí đánh giá1T ............................................................................................................................... 69 1T3.6.1.2.Nhận xét về tiến trình dạy học theo dự án1T ........................................................................................... 69 1T3.6.1.3.Nhận xét về tính tích cực, tự lực và kỹ năng làm việc theo nhóm của HS thông qua dự án học tập1T ...... 70 1T3.6.1.4.Nhận xét kết quả kiểm tra1T................................................................................................................... 71 1T3.6.2.Phân tích định lượng kết quả kiểm tra1T ....................................................................................................... 72 1T3.6.2.1.Tính toán các số liệu cần thiết [5], [9]1T................................................................................................. 72 1T3.6.2.2.Kết quả tính toán1T ................................................................................................................................ 72 1T3.6.2.3.Kiểm định giả thuyết thống kê [9]1T ...................................................................................................... 74 1T3.7.Kết luận chương 31T ............................................................................................................................. 75 1TKẾT LUẬN1T ................................................................................................................................... 76 1T ÀI LIỆU THAM KHẢO1T ............................................................................................................ 78 1TPHỤ LỤC1T...................................................................................................................................... 80 CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin ĐC Đối chứng DHDA Dạy học dự án DHVL Dạy học vật lý GV Giáo viên HS Học sinh MVT Máy vi tính PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TTC Tính tích cực MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trước xu thế hội nhập và yêu cầu của công cuộc CNH – HĐH đất nước, ngày càng đòi hỏi một lực lượng lao động không những có kiến thức chuyên môn mà còn cần phải thành thạo các kỹ năng, có khả năng phối hợp và làm việc theo nhóm một cách có hiệu quả. Vì vậy, giáo dục nói chung, dạy học Vật lý nói riêng phải có những sự thay đổi về nội dung, chương trình và phương pháp sao cho phù hợp và đáp ứng các yêu cầu trên. Quyết định số 16/2006/QĐ – BGDĐT ngày 5/5/2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nêu rõ: “Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả năng hợp tác; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh”. Như vậy có thể thấy cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, học sinh là trung tâm, chống lại thói quen học tập thụ động. Từ đầu thế kỷ XX, các sư phạm Mỹ đã xây dựng cơ sở lý luận cho mô hình dạy học theo dự án (PBL – Project Based Learning) và coi đây là phương pháp dạy học quan trọng để thực hiện dạy học hướng vào người học nhằm khắc phục nhược điểm của dạy học truyền thống. Dạy học theo dự án được hiểu là một phương pháp hay hình thức dạy học, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn, thực hành. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao trong quá trình học tập, từ việc xác định mục đích, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện được. Tuy nhiên, không phải nội dung kiến thức Vật lý nào cũng có thể áp dụng thành công mô hình DHDA. Chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT là một chương có nhiều vấn đề liên quan đến thực tế, nhiều ứng dụng thực tiễn, trong khi đó việc tổ chức hoạt động học tập theo tiến trình SGK hay các tiến trình dạy học theo PPDH truyền thống không thể làm nổi bật mảng ứng dụng này. Xuất phát từ những lý do nói trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Vận dụng mô hình dạy học dự án vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và kỹ năng làm việc theo nhóm của học sinh”. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu vận dụng DHDA vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của HS và đề xuất một số biện pháp có thể triển khai rộng rãi mô hình này trong DHVL ở trường THPT. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: + Quá trình DHVL ở trường THPT. + Mô hình DHDA. + Các hoạt động dạy và học một số kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. - Phạm vi nghiên cứu: Ứng dụng mô hình DHDA vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. 4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu ứng dụng mô hình DHDA một cách hợp lý thì sẽ phát huy tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của học sinh từ đó nâng cao chất lượng DHVL ở trường THPT. 5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của mô hình DHDA trong dạy học ở trường THPT nói chung và DHVL nói riêng. - Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. - Vận dụng mô hình DHDA vào thiết kế các tiến trình dạy học cho một số kiến thức thuộc chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. - Tiến hành TNSP để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài và tính khả thi của mô hình DHDA trong DHVL ở trường THPT. - Đề xuất một số biện pháp triển khai mô hình DHDA trong DHVL ở các trường THPT. 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: + Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước cũng như các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới PPDH và nâng cao chất lượng giáo dục. + Nghiên cứu các tài liệu về mô hình DHDA nhằm đổi mới PPDH vật lý ở trường THPT. + Nghiên cứu tài liệu giáo dục học, tâm lý học, lý luận dạy học và PPDH vật lý cần cho việc xây dựng tiến trình DH và nâng cao hiệu quả hoạt động học tập của HS. + Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo liên quan đến nội dung chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: + Thiết kế một số tiến trình dạy học theo dự án để DH một số phần kiến thức cụ thể trong chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. + Tiến hành TNSP có đối chứng để đánh giá tính khả thi của mô hình DHDA vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 THPT. - Phương pháp thống kê toán học: + Tiến hành thống kê kết quả học tập của học sinh, tính toán các số liệu cần thiết để đánh giá kết quả triển khai đề tài trên lớp ĐC. + Sử dụng thống kê toán học để kiểm định giả thuyết khoa học. 7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Cơ sở lý luận của ứng dụng mô hình DHDA nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và khả làm việc theo nhóm của học sinh. Chương 2: thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “các định luật bảo toàn” theo mô hình DHDA. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. PHẦN KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC 8. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN - Góp phần làm sáng tỏ lý luận về ứng dụng phương pháp DHDA trong dạy học vật lý ở trường THPT góp phần đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của HS. - Xây dựng ý tưởng, thiết kế hồ sơ bài dạy và tiến hành tổ chức dạy học 2 dự án: “Tên lửa nước” và “Chế tạo Rolling Coaster”. - Đề xuất một số biện pháp nhằm triển khai rộng rãi mô hình DHDA trong dạy học vật lý ở trường THPT. - Các kết quả nghiên cứu chính được đăng trên một bài báo “Dạy học dự án với sự trợ giúp của CNTT - vận dụng vào dạy học vật lý ở trường THPT” – Tạp chí Giáo dục số 10/2009, trang 20. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DHDA NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ KHẢ LÀM VIỆC THEO NHÓM CỦA HỌC SINH 1.1. Tính tích cực, tự lực và khả năng làm việc theo nhóm của học sinh [1][12] 1.1.1.Tính tích cực và sự cần thiết phát huy tính tích cực của học sinh  Tích cực là chủ động, hăng hái, nhiệt tình với nhiệm vụ được giao [từ điển Tiếng Việt, 1994, Hoàng Phê chủ biên]  Tính tích cực (TTC) là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội. Để tồn tại và phát triển, con người luôn tìm tòi, khám phá, cải biến môi trường để phục vụ cho con người. Tuy vậy, TTC có mặt tự phát và tự giác. Theo Thái Duy Tuyên, mặt tự phát của TTC là những yếu tố tiềm ẩn bên trong, bẩm sinh, thể hiện ở tính tò mò, hiếu kỳ, linh hoạt trong đời sống hàng ngày. Mặt tự giác của tính tích cực là trạng thái tâm lý TTC có mục đích và đối tượng rõ rệt, do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tượng đó. Tính tích cực tự giác thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong tư duy, trí tò mò khoa học Nhờ TTC tự giác, có ý thức, con người có thể đạt được nhiều tiến bộ trong đời sống và phát triển nhanh hơn so với TTC tự phát. Vì vậy, hình thành và phát triển TTC xã hội là một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục, nhằm đào tạo những con người năng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng.  Tính tích cực học tập Học tập là hoạt động chủ đạo ở lứa tuổi đi học. Thông qua quá trình học tập, con người nhận thức được, lĩnh hội được những tri thức loài người đã tích luỹ được, đồng thời có thể nghiên cứu và tìm ra những tri thức mới cho khoa