Luận án Phát triển năng lực làm việc với sách giáo khoa cho học sinh trong dạy học phần “điện học” vật lí 11 nâng cao trung học phổ thông

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐỖ VĂN NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC LÀM VIỆC VỚI SÁCH GIÁO KHOA CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 11 NÂNG CAO TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số : 62 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ CÔNG TRIÊM HUẾ - NĂM 2015 i 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 án là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì một công trình nào khác. Tác giả luận án Đỗ Văn Năng ii LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận án này, trƣớc hết tôi thành kính và cảm ơn sâu sắc Thầy PGS.TS. Lê Công Triêm đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Huế, Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Sƣ Phạm - Đại học Huế; Ban Đào tạo Sau Đại học - Đại học Huế, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lý Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Huế; Sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Ngãi, Ban Giám hiệu và Tổ chuyên môn Trƣờng THPT Trần Kỳ Phong, Trƣờng THPT Số 1 Bình Sơn - Quảng Ngãi. Tôi chân thành cảm ơn quý Thầy giáo, Cô giáo thuộc Khoa Vật lý, Trƣờng ĐHSP - Đại học Huế, đã giảng dạy, giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu. Đồng cảm ơn quý Thầy giáo, Cô giáo và các em học sinh đã giúp tôi thực nghiệm đề tài, đặc biệt tại Trƣờng THPT Trần Kỳ Phong và Trƣờng THPT Số 1 Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Tôi rất hạnh phúc, biết ơn và sẽ nỗ lực hơn nữa để xứng đáng với tình yêu thƣơng, tin tƣởng, động viên, hết lòng hỗ trợ của tất cả thành viên trong gia đình, ngƣời thân để tôi hoàn thành luận án! Huế, năm 2015 Tác giả luận án Đỗ Văn Năng iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CTGD Chƣơng trình giáo dục ĐC Đối chứng GD Giáo dục GDPT Giáo dục phổ thông GV Giáo viên HS Học sinh KN Kỹ năng KNLV Kỹ năng làm việc NC Nâng cao NL Năng lực NLLV Năng lực làm việc PP Phƣơng pháp PPDH Phƣơng pháp dạy học PTDH Phƣơng tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SGK VL Sách giáo khoa Vật lí TNg Thực nghiệm THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông VL Vật lí iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Các bƣớc rèn luyện kỹ năng làm việc với kênh chữ ................................ 54 Bảng 2.2. Các bƣớc rèn luyện kỹ năng làm việc với kênh hình ............................... 59 Bảng 3.1. Thống ê ênh thông tin phần Điện học” ............................................... 81 Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả quan sát các bài giảng ................................................ 129 Bảng 4.2. Thống kê số HS đạt điểm Xi của bài kiểm tra đầu vào .......................... 141 Bảng 4.3. Thống kê số HS đạt điểm Xi của bài kiểm tra đầu ra ............................. 141 Bảng 4.4. Bảng phân phối tần suất điểm Xi ............................................................ 142 Bảng 4.5. Bảng phân phối tần suất % HS đạt điểm Xi kiểm tra ............................. 143 Bảng 4.6. Bảng phân phối tần suất lũy tích các bài iểm tra .................................. 143 Bảng 4.7. Kết quả các thông số thống kê ................................................................ 144 v DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ HÌNH VẼ Hình 2.1. Cân xoắn Cu - lông ................................................................................... 36 Hình 2.2. Nội dung định luật Cu - lông .................................................................... 57 Hình 3.1. Hai loại điện tích ....................................................................................... 89 Hình 3.2. Thí nghiệm định luật Ôm ........................................................................ 113 BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1. Kết quả quan sát hoạt động viết ra ý chính từ kênh chữ .................... 132 Biểu đồ 4.2. Kết quả quan sát hoạt động sơ đồ hóa kênh chữ ................................ 133 Biểu đồ 4.3. Kết quả quan sát hoạt động hình ảnh hóa kênh chữ ........................... 134 Biểu đồ 4.4. Kết quả quan sát hoạt động toán học hóa kênh chữ ........................... 135 Biểu đồ 4.5. Kết quả quan sát hoạt động đọc các kênh hình .................................. 135 Biểu đồ 4.6. Kết quả quan sát hoạt động xác định đại lƣợng, đơn vị, giá trị từ đồ thị, bảng biểu ................................................................................................................. 136 Biểu đồ 4.7. Kết quả quan sát hoạt động viết phƣơng trình mô tả liên hệ giữa các đại lƣợng trên đồ thị, bảng biểu .................................................................................... 137 Biểu đồ 4.8. Kết quả quan sát hoạt động khái quát hóa liên hệ giữa các đại lƣợng cho trên đồ thị, bảng biểu ........................................................................................ 138 Biểu đồ 4.9. Kết quả quan sát hoạt động diễn đạt kênh hình .................................. 139 Biểu đồ 4.10. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích đầu vào ..................................... 143 Biểu đồ 4.11. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích đầu ra ....................................... 143 ĐỒ THỊ Đồ thị 4.1. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích đầu vào............................................ 144 Đồ thị 4.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích đầu ra .............................................. 144 SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1. Cấu trúc sách giáo khoa vật lí .................................................................. 37 Sơ đồ 2.2. Quy trình tổng quát .................................................................................. 67 Sơ đồ 2.3. Quy trình phát triển năng lực làm việc với SGK ..................................... 71 Sơ đồ 2.4. Quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với SGK VL ................... 72 Sơ đồ 3.1. Hai loại tƣơng tác .................................................................................... 85 Sơ đồ 3.2. Tính chất của đƣờng sức điện trƣờng ...................................................... 86 vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................... iv DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ .................................. v MỤC LỤC ................................................................................................................ vi MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ...................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................... 4 3. Giả thuyết khoa học ................................................................................................ 5 4. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 5 5. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................ 5 6. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 5 7. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................................... 5 8. Những đóng góp mới của luận án ........................................................................... 6 9. Cấu trúc của luận án ................................................................................................ 7 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC LÀM VIỆC VỚI SÁCH GIÁO KHOA TRONG DẠY HỌC Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ............................................................................................................. 8 1.1. Các nghiên cứu ngoài nƣớc .................................................................................. 8 1.1.1. Nghiên cứu liên quan vai trò của sách giáo khoa ............................................. 8 1.1.2. Thực trạng sử dụng sách giáo khoa trong dạy học............................................ 9 1.1.3. Nghiên cứu liên quan đến làm việc với sách .................................................. 11 1.2. Các nghiên cứu trong nƣớc ................................................................................ 13 1.2.1. Nghiên cứu liên quan đến tầm quan trọng của sách giáo khoa ....................... 13 1.2.2. Nghiên cứu liên quan về làm việc với sách .................................................... 14 1.3. Kết luận chƣơng 1 .............................................................................................. 22 vii CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC LÀM VIỆC VỚI SÁCH GIÁO KHOA CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ .............................. 23 2.1. Khái quát về sách giáo khoa............................................................................... 23 2.1.1. Quan niệm về sách giáo khoa ......................................................................... 23 2.1.2. Chức năng sách giáo hoa Vật lí ..................................................................... 26 2.1.3. Cấu trúc của sách giáo khoa Vật lí .................................................................. 29 2.2. Phát triển năng lực làm việc với SGK VL cho học sinh trong dạy học................. 37 2.2.1. Năng lực làm việc với sách giáo khoa ............................................................ 38 2.2.2. Phát triển năng lực làm việc với sách giáo khoa cho học sinh ....................... 40 2.2.3. Hệ thống kỹ năng làm việc với sách giáo khoa Vật lí .................................... 41 2.2.4. Các biện pháp rèn luyện kỹ năng làm việc với SGK cho HS ......................... 52 2.2.5. Các bƣớc rèn luyện kỹ năng làm việc với SGK .............................................. 53 2.3. Quy trình phát triển năng lực làm việc với sách giáo khoa trong dạy học vật lí .... 65 2.3.1. Nguyên tắc xây dựng quy trình ......................................................................... 65 2.3.2. Quy trình tổng quát ........................................................................................... 67 2.3.3. Quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa cho học sinh trong dạy học vật lí trung học phổ thông .................................................................. 71 2.3.4. Các tiêu chí đánh giá năng lực làm việc với SGK của HS ............................. 72 2.4. Thực trạng làm việc với sách giáo khoa Vật lí trong dạy học ở THPT ............. 73 2.4.1. Thực trạng việc sử dụng sách giáo khoa Vật lí trong dạy học ở THPT .......... 73 2.4.2. Thực trạng nhận thức của giáo viên về rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa Vật lí trong dạy học ở trƣờng trung học phổ thông .................................. 75 2.4.3. Một số thuận lợi và hó hăn của việc sử dụng SGK VL trong dạy học ... 77 2.5. Kết luận chƣơng 2 .............................................................................................. 78 CHƢƠNG 3. TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 11 NÂNG CAO THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC LÀM VIỆC VỚI SÁCH GIÁO KHOA ........................................................................................................... 80 3.1. Đặc điểm phần Điện học” Vật lí 11 nâng cao trung học phổ thông theo hƣớng nghiên cứu của đề tài ................................................................................................. 80 viii 3.2. Tổ chức rèn luyện cho học sinh kỹ năng làm việc với sách giáo khoa .......... 82 3.2.1. Tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa trong giờ lên lớp .. 82 3.2.2. Tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa ngoài giờ lên lớp . 83 3.2.3. Phƣơng pháp tổ chức làm việc với kênh chữ ................................................ 85 3.2.4. Phƣơng pháp tổ chức làm việc với kênh hình ................................................ 86 3.3. Vận dụng quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa cho học sinh trong dạy học phần Điện học” vật lí 11 nâng cao ..................................... 87 3.3.1. Các mức độ vận dụng quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa cho học sinh trong dạy học phần Điện học” vật lí 11 nâng cao ............. 88 3.3.2. Vận dụng quy trình trong các kiểu bài lên lớp ................................................ 95 3.4. Thiết kế bài học theo quy trình rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa cho học sinh trong dạy học phần Điện học” vật lí 11 nâng cao ........................... 104 3.4.1. Thiết kế bài dạy: Điện tích. Định luật Cu-lông” theo hƣớng sử dụng quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa cho học sinh ........... 104 3.4.2. Thiết kế bài học: Định luật Ôm đối với các loại mạch điện. Mắc các nguồn điện thành bộ” theo hƣớng sử dụng quy trình tổ chức rèn luyện kỹ năng làm việc với sách giáo khoa cho học sinh.............................................................................. 112 3.5. Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................ 119 CHƢƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................ 121 4.1. Mục tiêu thực nghiệm sƣ phạm ........................................................................ 121 4.1.1. Mục tiêu thực nghiệm vòng một ................................................................... 121 4.1.2. Mục tiêu thực nghiệm sƣ phạm vòng hai ...................................................... 121 4.2. Phạm vi, đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm ...................................................... 121 4.2.1. Phạm vi thực nghiệm .................................................................................... 121 4.2.2. Đối tƣợng thực nghiệm ................................................................................. 122 4.3. Tiến trình thực nghiệm ..................................................................................... 122 4.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm ................................................................................. 122 4.3.2. Tổ chức thực nghiệm..................................................................................... 123 4.4. Phƣơng pháp đánh giá năng lực làm việc với sách giáo khoa ......................... 125 4.4.1. Phƣơng pháp định tính .................................................................................. 125 ix 4.4.2. Phƣơng pháp định lƣợng ............................................................................... 127 4.5. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................ 128 4.5.1. Kết quả thực nghiệm vòng một ..................................................................... 128 4.5.2. Kết quả thực nghiệm vòng hai ..................................................................... 129 4.5.3. Đánh giá ết quả thực nghiệm vòng hai........................................................ 142 4.6. Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................ 146 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 148 A. Kết luận .............................................................................................................. 148 B. Hƣớng phát triển của đề tài ................................................................................... 150 C. Kiến nghị ............................................................................................................ 150 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................................... 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 152 PHỤ LỤC 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong vài thập niên gần đây, sự phát triển nhƣ vũ bão của hoa học công nghệ, công nghệ thông tin, các phát minh,đã tạo ra một ho tàng iến thức đồ sộ. So với vài thập niên trƣớc, lƣợng iến thức mà ngày nay con ngƣời đang có là rất lớn và tăng vọt một cách đáng inh ngạc. Trong tƣơng lai hông xa, lƣợng iến thức của nhân loại sẽ còn tăng nhanh và nhiều hơn thế nữa. Song song với đó, sự phát triển nhanh chóng và đa dạng các phƣơng tiện thông tin đại chúng toàn cầu, sách và tài liệu hác, đã tạo sự bùng nổ về thông tin. Nhân loại ngày càng tiếp thu nhiều nguồn thông tin đa chiều; iến thức của nhân loại ngày càng đa dạng, phong phú. Con đƣờng dẫn đến iến thức, cách thức tiếp cận iến thức, các phƣơng tiện học tập của nhân loại ngày càng đa dạng, hiệu quả và phức tạp. Nền giáo dục của các quốc gia trên thế giới có nhiều chuyển biến tích cực, tiến bộ đáng ể và có xu hƣớng hội nhập. Yêu cầu về nguồn nhân lực của mỗi quốc gia ngày một cao hơn, hắc nghiệt hơn, đòi hỏi nguồn nhân lực đủ năng lực tự giải quyết các vấn đề mới và sáng tạo trong công việc. Đặc biệt, các vấn đề nhạy cảm và phức tạp về chính trị, địa chính trị đang diễn ra trong nƣớc và quốc tế ngày càng phức tạp, đòi hỏi mỗi ngƣời cần có cái nhìn tổng quát thông qua tự tìm tòi, giao lƣu, đàm phán, cập nhật chọn lọc và nghiên cứu từ tài liệu học tập, tài liệu lịch sử, tài liệu, từ các đa phƣơng tiện,để giải quyết các vấn đề phát sinh một cách phù hợp cao nhất. Các vấn đề trên đã tác động hông nhỏ đến nền giáo dục của mỗi một quốc gia. Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8 của BCH Trung ƣơng hoá XI về đổi mới căn bản, toàn diện về giáo dục chỉ rõ: Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phƣơng pháp dạy và học theo hƣớng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng iến thức, ỹ năng của ngƣời học; hắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, huyến hích tự học, tạo cơ sở để ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức, ỹ năng, phát triển năng lực.” [31]. Nghị quyết cũng xác định, để tạo con ngƣời Việt Nam có đủ phẩm chất và năng lực phục vụ cho Công nghiệp hoá 2 - Hiện đại hoá, ngành Giáo dục và Đạo tạo cần quan tâm giải quyết đồng thời nhiều vấn đề chiến lƣợc. Một trong những vấn đề đó là: Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hƣớng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của ngƣời học.” [31]. Khoản 2, điều 5 Luật Giáo dục 2005 quy định: Phƣơng pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tƣ duy sáng tạo của ngƣời học; bồi dƣỡng cho ngƣời học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vƣơn lên” [66]. Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các ỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con ngƣời Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tƣ cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho HS học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc [66]. Điều này cũng đƣợc nhấn mạnh trong Dự thảo chiến lƣợc giáo dục 2009 - 2020 lần thứ 13. Theo đó, mục tiêu giáo dục giai đoạn 2009 - 2020 là: Thực hiện cuộc vận động toàn ngành đổi mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của ngƣời học, biến quá trình học tập thành quá trình tự học có hƣớng dẫn và quản lý của giáo viên” [11]. Hiện nay, giáo dục của các n