Luận văn Tổ chức dạy học theo nhóm chương “hạt nhân nguyên tử” Vật lý 12 ban cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Đỗ Thành Nhân TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO NHÓM CHƯƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ” VẬT LÝ 12 BAN CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Đỗ Thành Nhân TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO NHÓM CHƯƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ” VẬT LÍ 12 BAN CƠ BẢN Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VÕ THỊ NGỌC LAN Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Người nghiên cứu Đỗ Thành Nhân LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ rất lớn từ quý Thầy cô, đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đến: - Cô TS. Võ Thị Ngọc Lan - người trực tiếp hướng dẫn về mặt chuyên môn, người đã rất tận tâm định hướng, chỉ dạy, truyền đạt kinh nghiệm và luôn động viên giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn. - Quý thầy cô trong khoa Vật lí trường Đại học sư phạm TP. Hồ Chí Minh, phòng Khoa học công nghệ và 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 THPTTT Quốc Văn Sài Gòn, TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong 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 2014 Tác giả Đỗ Thành Nhân MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ và đồ thị CHƯƠNG 1.CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC NHÓM .................. 5 1.1. Tổng quan về đề tài nghiên cứu .............................................................................. 5 1.1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu ................................................................................ 5 1.1.1.1. Trên thế giới .............................................................................................. 5 1.1.1.2. Tại Việt Nam ............................................................................................. 7 1.1.2. Cơ sở pháp lý của việc đổi mới phương pháp dạy học .................................... 10 1.2. Quan điểm dạy học tích cực .................................................................................. 11 1.2.1. Tính tích cực học tập ...................................................................................... 11 1.2.2. Vai trò của tính tích cực học tập ..................................................................... 12 1.2.3. Đặc điểm của tính tích cực học tập ................................................................. 12 1.2.4. Biểu hiện của tính tích cực học tập ................................................................. 13 1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính tích cực học tập .............................................. 15 1.2.5.1. Các yếu tố chủ quan ................................................................................ 15 1.2.5.2. Các yếu tố khách quan ............................................................................. 16 1.2.6. Phát huy tính tích cực học tập của học sinh .................................................... 17 1.2.6.1. Cơ sở của việc phát huy tính tích cực học tập của học sinh ...................... 17 1.2.6.2. Một số biện pháp để phát huy tính tích cực học tập .................................. 18 1.2.7. Phương pháp dạy học tích cực ........................................................................ 20 1.2.7.1. Dạy học .................................................................................................. 20 1.2.7.2. Phương pháp dạy học .............................................................................. 21 1.2.7.3. Phương pháp dạy học tích cực ................................................................. 21 1.2.7.4. Lợi ích của phương pháp dạy học tích cực đối với giáo viên .................... 22 1.2.7.5. Lợi ích của phương pháp dạy học tích cực đối với học sinh ..................... 22 1.2.8. Đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực ................................................. 23 1.3. Tổ chức dạy học theo nhóm .................................................................................. 28 1.3.1. Khái niệm dạy học theo nhóm ........................................................................ 28 1.3.2. Đặc trưng của dạy học theo nhóm .................................................................. 29 1.3.2.1. Phương pháp dạy học và hình thức tổ chức dạy học ................................. 29 1.3.2.2. Dấu hiệu đặc trưng của dạy học nhóm ..................................................... 32 1.3.3. Cơ sở lí luận của dạy học theo nhóm .............................................................. 33 1.3.3.1. Cơ sở triết học ......................................................................................... 33 1.3.3.2. Cơ sở tâm lí học ...................................................................................... 33 1.3.4. Ưu điểm và hạn chế của dạy học theo nhóm ................................................... 36 1.3.4.1. Ưu điểm .................................................................................................. 36 1.3.4.2. Nhược điểm ............................................................................................. 37 1.3.5. Một số điều cần chú ý khi tổ chức dạy học theo nhóm .................................... 38 1.3.5.1. Các nguyên tắc của hoạt động nhóm ........................................................ 38 1.3.5.2. Phân nhóm trong dạy học ........................................................................ 40 1.3.5.3. Một số hình thức tổ chức hoạt động nhóm ............................................... 43 1.3.6. Quy trình tổ chức dạy học theo nhóm ............................................................. 52 1.4. Kết luận chương 1 ................................................................................................ 56 CHƯƠNG 2.TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO NHÓM CHƯƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ” VẬT LÝ 12 CƠ BẢN ..................................................... 57 2.1. Tìm hiểu thực trạng tổ chức dạy học theo nhóm chương “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 cơ bản tại các trường THPT hiện nay ..................................................... 57 2.1.1. Mục tiêu điều tra ............................................................................................ 57 2.1.2. Đối tượng điều tra .......................................................................................... 57 2.1.3. Kết quả điều tra .............................................................................................. 57 2.1.4. Những khó khăn khi dạy và học chương “Hạt nhân nguyên tử” ...................... 60 2.1.5. Biện pháp khắc phục khó khăn khi dạy chương “Hạt nhân nguyên tử” 60 2.2. Phân tích nội dung dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 cơ bản ....... 61 2.2.1. Cấu trúc chương trình ..................................................................................... 61 2.2.2. Cấu trúc nội dung ........................................................................................... 61 2.2.2.1. Vai trò và vị trí .......................................................................................... 61 2.2.3. Chuẩn kiến thức, kỹ năng và thái độ .................................................................. 64 2.2.3.1. Mục tiêu kiến thức của chương trình ........................................................ 64 2.2.3.2. Mục tiêu về kỹ năng ................................................................................ 64 2.2.3.3 Mục tiêu về thái độ ...................................................................................... 64 2.2.4. Nội dung kiến thức trọng tâm của chương “Hạt nhân nguyên tử” ................... 65 2.2.5. Điều chỉnh nội dung dạy học môn Vật lí THPT (nội dung giảm tải) ............... 73 2.2.6. Giáo dục ứng phó với biến đổi khí hậu trong môn Vật lí cấp Trung học phổ thông. ........................................................................................................... 74 2.3. Chuẩn bị tổ chức dạy học theo nhóm chương “Hạt nhân nguyên tử” ....................... 75 2.3.1. Xác định mục tiêu, xây dựng sơ đồ cấu trúc bài học và chọn nội dung kiến thức để tổ chức dạy học nhóm ....................................................................... 75 2.3.2. Chuẩn bị tài liệu tham khảo, thiết kế nhiệm vụ hoạt động nhóm, xác định phương tiện hỗ trợ dạy học và xây dựng phương án kiểm tra, đánh giá ......... 84 2.3.2.1. Chuẩn bị tài liệu tham khảo ..................................................................... 84 2.3.2.2. Thiết kế nhiệm vụ hoạt động nhóm .......................................................... 84 2.3.2.3 Xác định phương tiện hỗ trợ dạy học ........................................................ 84 2.3.2.4. Xây dựng phương án kiểm tra, đánh giá.................................................. 84 2.3.3. Soạn thảo tiến trình dạy học theo nhóm chương “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí 12 cơ bản ................................................................................................... 85 2.3.3.1. Giáo án bài thứ nhất: CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN (2 tiết) ................................................... 85 2.3.3.2. Giáo án bài thứ hai: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (2 tiết) ............................ 94 2.3.3.3. Giáo án bài thứ ba: PHÓNG XẠ (2 tiết) ................................................ 103 2.3.3.4. Giáo án bài thứ tư: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH-PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH ................................................................................................. 112 2.4. Tiến trình dạy học .............................................................................................. 117 2.5. Kiểm tra, đánh giá và rút kinh nghiệm ................................................................ 118 2.6. Kết luận chương 2 .............................................................................................. 119 CHƯƠNG 3.THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................ 120 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .............................................................................. 120 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 120 3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 120 3.4. Thời gian thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 121 3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .................................................................... 121 3.6. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 121 3.6.1. Chuẩn bị....................................................................................................... 121 3.6.2. Tiến hành dạy học ........................................................................................ 121 3.7. Kết quả thực nghiệm .......................................................................................... 135 3.7.1. Đánh giá tính tích cực của học sinh .............................................................. 135 3.7.2. Đánh giá kết quả học tập của học sinh .......................................................... 136 3.7.2.1. Kết quả học tập của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng .......................... 136 3.7.2.2 Mô tả thống kê kết quả điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC .................. 138 3.8. Kết luận chương 3 .............................................................................................. 144 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................... 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ DH Dạy học DHTN Dạy học theo nhóm GV Giáo viên H Hỏi HTTCDH Hình thức tổ chức dạy học HS Học sinh PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông THPTTT Trung học phổ thông tư thục TL Trả lời TTC Tính tích cực YC Yêu cầu DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. So sánh dạy học thụ động và dạy học tích cực ....................................... 26 Bảng 1.2. Tóm tắt các bước hoạt động nhóm theo hình thức nhóm chuyên gia ..... .................................................................................................................................. 47 Bảng 1.3. Bảng tóm tắt quy trình tổ chức dạy học theo nhóm ................................ 52 Bảng 2.1. Mức độ sử dụng các PPDH trong dạy học Vật lí ở trường THPT .......... 57 Bảng 2.2. Mức độ hiểu biết của GV về tổ chức dạy học theo nhóm ....................... 58 Bảng 2.3. Mức độ sử dụng các hình thức hoạt động khi GV tổ chức hình thức dạy học nhóm ......................................................................................... 58 Bảng 2.4. Những hạn chế GV thường gặp khi tổ chức dạy học nhóm .................... 59 Bảng 2.5. Ý kiến của GV về hiệu quả của dạy học nhóm đem lại cho HS ............. 59 Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ............................. 136 Bảng 3.2. Bảng phân bố tần suất điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ................. 138 Bảng 3.3. Bảng phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC .... .................................................................................................................................. 139 Bảng 3.4. Bảng kết quả các tham số thống kê mô tả ............................................... 141 Bảng 3.5. Bảng kết quả kiểm định Mann - Whitney hai mẫu độc lập ..................... 143 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Mô hình cấu trúc hai mặt của phương pháp dạy học ........................... 30 Hình 1.2. Cấu trúc của hình thức tổ chức dạy học ............................................... 31 Hình 1.3. Vị trí giao nhau giữa PPDH và HTTCDH ........................................... 32 Hình 1.4. Sơ đồ tóm tắt quy trình tổ chức dạy học theo nhóm ............................ 55 Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Hạt nhân nguyên tử” ................ 63 Hình 2.2. Biểu đồ so sánh năng lượng liên kết riêng của một số hạt nhân .......... 67 Hình 2.3. Mô tả sự phân hạch Uranium ............................................................... 70 Hình 2.4. Đồ thị xác suất xuất hiện các mảnh M,N phụ thuộc theo số nuclon .... 70 Hình 2.5. Phản ứng phân hạch dây chuyền .......................................................... 71 Hình 2.6. Sơ đồ mô tả tổng hợp nhiệt hạch .......................................................... 72 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ............. 137 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC .......... 139 Hình 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ................................................................................................... 140 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Thế kỷ XXI, thế kỷ của nền kinh tế tri thức, thế kỷ của sự hội nhập quốc tế. Đất nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế ngày càng sâu và rộng. Điều này đòi hỏi ngành Giáo dục và Đào tạo phải đào tạo ra thế hệ trẻ có năng lực và phát triển toàn diện để góp phần vào sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc. Năng lực của người học được đánh giá trên cả 3 khía cạnh: kiến thức, kỹ năng và thái độ. Để nâng cao được năng lực cho người học thì ngành Giáo dục và Đào tạo phải có những đổi mới toàn diện về mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học cũng như phương pháp đánh giá kết quả học tập. Trong đó chú trọng đến đổi mới phương pháp dạy học, đặc biệt là đối với bậc phổ thông là một trong những vấn đề đã và đang được Đảng, Nhà nước hết sức quan tâm. Điều này đã được thể hiện rõ trong điều 28.2 Luật Giáo Dục năm 2005: “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” cũng như trong Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã đưa ra mục tiêu cụ thể: “ Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời”. Theo tâm lí học, cái đích mà hoạt động học hướng tới là chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo của xã hội thông qua sự tái tạo của cá nhân. Việc tái tạo này sẽ không thể thực hiện được, nếu người học chỉ là khách thể bị động của những tác động sư phạm. Trước đây, trong một thời gian dài phương pháp dạy học ở phổ thông chủ yếu là truyền thụ một chiều “thầy đọc trò ghi”, người thầy đóng vai trò chủ thể trong hoạt 2 động dạy học, học sinh thụ động trong quá trình tiếp nhận kiến thức. Do đó cốt lõi của đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là chuyển vai trò chủ thể của quá trình dạy học từ giáo viên sang học sinh nhằm phát huy khả năng tư duy tự lực, tính tích cực, sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề và qua đó làm tăng hứng thú học tập của học sinh. Nhận thấy việc tổ chức dạy học theo nhóm đáp ứng được các yêu cầu của một hình thức dạy học tích cực. Hình thức dạy học này đề cao vai trò của học sinh, học sinh không những có cơ hội lắng nghe và đánh giá ý kiến của người khác mà còn được phát biểu ý kiến của chính mình. Qua quá trình thảo luận của nhóm thì học sinh sẽ có cơ hội học hỏi lẫn nhau, làm quen và hợp tác với nhau. Không khí thi đua sôi nổi giữa các thành viên trong nhóm và giữa các nhóm là điều kiện để kích thích sự sáng tạo của học sinh. Như vậy nếu làm việc và thảo luận theo nhóm được tổ chức tốt sẽ tăng cường tính tích cực chủ động của học sinh, phát triển được các kỹ năng tư duy và óc phê phán cũng như kỹ năng hợp tác và làm việc theo nhóm. Đây chính là mẫu người lao động hiện đại mà xã hội đang cần. Trong chương trình Vật lí trung học phổ thông, kiến thức của chương “Hạt nhân nguyên tử” là những kiến thức rất trừu tượng, khó tiếp thu. Theo phân phối chương trình Vật lí 12 thì chương “Hạt nhân nguyên tử” được xem là chương cuối của chương trình, giáo viên chưa chú trọng đến kiến thức chương này, phần lý thuyết được giáo viên rút gọn để sớm kết thúc chương trình học, dẫn đến học sinh thường học vẹt các kiến thức này. Tuy nhiên đây là những kiến thức của Vật lí hiện đại, mang tính cập nhật cao. Những kiến thức về “Hạt nhân nguyên tử” có ý nghĩa về mặt khoa học, kỹ thuật và giáo dục rất quan trọng. Thông qua kiến thứ