Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm vào dạy học chương “các định luật bảo toàn” Vật lý 10 ban cơ bản với sự trợ giúp của website

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐINH THỊ THU HÀ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 BAN CƠ BẢN VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA WEBSITE Lý luận và PPDH Vật lý Mã số: 60.14.10 TP. HỒ CHÍ MINH - 2011 LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phòng Khoa học công nghệ - sau đại học cùng các Thầy, Cô khoa Vật lí của trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Xin chân thành cảm ơn sâu sắc Thầy hướng dẫn, TS. Phan Gia Anh Vũ đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả chân thành cảm ơn các Thầy, Cô phản biện đã nhận xét và góp ý sữa chữa những thiếu sót để luận văn phát triển hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, quý thầy cô trong tổ bộ môn Vật lý trường THPT Hồng Đức đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn này. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, bạn bè đã dành tình cảm, động viên và giúp đỡ trong những ngày học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả Đinh Thị Thu Hà MỤC LỤC 0TLỜI CẢM ƠN0T ...................................................................................................................... 2 0TMỤC LỤC0T ............................................................................................................................ 3 0TDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT0T .................................................................................. 7 0TMỞ ĐẦU0T .............................................................................................................................. 8 0T1. Lý do chọn đề tài:0T .......................................................................................................... 8 0T2. Mục đích nghiên cứu:0T..................................................................................................... 9 0T3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:0T ................................................................................. 9 0T4. Giả thuyết khoa học:0T .................................................................................................... 10 0T5. Nhiệm vụ nghiên cứu0T ................................................................................................... 10 0T6. Phương pháp nghiên cứu:0T ............................................................................................. 10 0TChương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BĐKN VÀ THIẾT KẾ WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH0T ................................................................................................................ 12 0T1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay0T ............................................................... 12 0T1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay0T ............................................... 12 0T1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học Vật lý phổ thông hiện nay0T ....................................... 12 0T1.2. Cơ sở lý luận của dạy học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh0T .................................................................................................................................. 14 0T1.2.1. Phát huy tính tích cực hoạt động học tập vật lý của học sinh0T .............................. 14 0T1.2.1.1. Quan niệm về tính tích cực học tập [9]0T ........................................................ 14 0T1.2.1.2. Cơ sở tâm lí của việc phát huy tính tích cực học tập của học sinh [9], [29]0T .. 14 0T1.2.1.3. Những dấu hiệu của tính tích cực và các cấp độ biểu hiện [9]0T...................... 16 0T1.2.1.4. Các biện pháp tăng cường tính tích cực của học sinh khi dạy học Vật lí [17], [18], [35]0T .................................................................................................................. 17 0T1.2.2. Phát huy tính tự lực hoạt động học tập vật lý của học sinh [18], [32], [35]0T ......... 19 0T1.2.2.1. Đảm bảo cho học sinh có điều kiện tâm lý thuận lợi để tự lực hoạt động 0T ..... 19 0T1.2.2.2. Tạo điều kiện để HS có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được giao0T ................................................................................................................................. 19 0T1.2.2.3. Định hướng, giúp đỡ HS tự lực học tập trên lớp0T .......................................... 19 0T1.2.2.4. Định hướng, giúp đỡ HS tự lực học tập tại nhà0T ............................................ 20 0T1.3. Bản đồ khái niệm (BĐKN)0T ........................................................................................ 20 0T1.3.1 Tổng quan về BĐKN0T........................................................................................... 20 0T1.3.2. Cơ sở tâm lý học của BĐKN0T .............................................................................. 21 0T1.3.3. Một số đặc điểm cơ bản của BĐKN0T ................................................................... 23 0T1.3.4. Quá trình xây dựng và tiêu chuẩn đánh giá BĐKN0T ............................................. 23 0T1.3.4.1. Quá trình xây dựng BĐKN0T .......................................................................... 23 0T1.3.4.2. Tiêu chuẩn đánh giá BĐKN0T ........................................................................ 24 0T1.4. Website dạy học vật lý ở trường THPT [11], [26], [39]0T ............................................. 25 0T1.4.1. Website dạy học0T ................................................................................................. 25 0T1.4.2. Những định hướng sư phạm của việc sử dụng website dạy học vật lý0T ................ 25 0T1.4.2.1. Sử dụng website hỗ trợ quá trình dạy học của GV0T ....................................... 25 0T1.4.2.2. Sử dụng website hỗ trợ học tập của HS0T ....................................................... 26 0T1.4.2.3. Sử dụng website để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kết quả học tập của học sinh0T .......................................................................................................................... 26 0T1.4.3. Các tiêu chí đánh giá website dạy học0T ................................................................ 26 0T1.4.3.1. Về mặt khoa học0T .......................................................................................... 26 0T1.4.3.2. Về mặt lý luận dạy học0T ................................................................................ 26 0T1.4.3.3. Về mặt sư phạm0T........................................................................................... 27 0T1.4.3.4. Về mặt kỹ thuật0T ........................................................................................... 27 0T1.4.4. Sử dụng website dạy học vật lý ở trường THPT0T ................................................. 27 0T1.4.4.1. Website DH hỗ trợ củng cố trình độ tri thức xuất phát0T ................................. 27 0T1.4.4.3. Website DH hỗ trợ ôn luyện, hình thành kĩ năng, kĩ xảo0T ............................. 27 0T1.4.4.4. Website dạy học hỗ trợ tổng kết, hệ thống hóa kiến thức0T ............................. 28 0T1.4.4.5. Website DH hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng0T ............................ 28 0T1.4.5. Những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng website DH vật lý0T ..................................... 28 0TChương 2. XÂY DỰNG BĐKN VÀ THIẾT KẾ WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 BAN CƠ BẢN NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH0T ...................................................... 30 0T2.1. Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 (Cơ bản)0T ........................ 30 0T2.2. Xây dựng BĐKN chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản0T ................ 32 0T2.2.1. BĐKN bài Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng0T ..................................... 33 0T2.2.2. BĐKN bài Công và công suất0T ............................................................................ 34 0T2.2.3. BĐKN bài Động năng0T ........................................................................................ 35 0T2.2.4. BĐKN bài Thế năng0T ........................................................................................... 36 0T2.2.5. BĐKN bài Cơ năng0T ............................................................................................ 39 0T2.2.6. BĐKN chương “Các định luật bảo toàn”0T ............................................................ 40 0T2.3. Thiết kế Website dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản0T .... 41 0T2.3.1. Mục đích của việc xây dựng website0T .................................................................. 41 0T2.3.2. Nội dung cơ bản của website0T .............................................................................. 41 0T2.4. Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể0T .............................................................................. 49 0T2.4.1. Tiến trình dạy học bài “Công - Công suất”0T ......................................................... 49 0T2.4.2. Tiến trình dạy học bài “Động năng”0T ................................................................... 56 0T2.4.3. Tiến trình dạy học bài “Thế năng”0T ...................................................................... 62 0TChương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM0T .......................................................................... 79 0T3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm0T ...................................................... 79 0T3.2. Ðối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm0T...................................................... 79 0T3.2.1. Ðối tượng thực nghiệm sư phạm0T ........................................................................ 79 0T3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm0T .......................................................................... 79 0T3.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm0T ............................................................................... 79 0T3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm0T ...................................................................................... 79 0T3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm0T ........................................................................ 80 0T3.3.2.1. Chuẩn bị0T ...................................................................................................... 80 0T3.3.2.2. Tiến hành hoạt động dạy học trên lớp0T .......................................................... 80 0T3.3.3. Quan sát giờ học0T ................................................................................................. 81 0T3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm0T ..................................................................... 81 0T3.4.1. Nhận xét về các tiết học0T ..................................................................................... 81 0T3.4.2. Xử lý kết quả các bài kiểm tra0T ............................................................................ 84 0T3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê [8]0T ...................................................................... 89 0TKẾT LUẬN0T ........................................................................................................................ 92 0T ÀI LIỆU THAM KHẢO0T ................................................................................................. 93 0TPHỤ LỤC0T ........................................................................................................................... 97 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKN: Bản đồ khái niệm DH: Dạy học ĐC: Đối chứng GV: Giáo viên HS: Học sinh KN: Khái niệm MVT: Máy vi tính PHT: Phiếu học tập PPDH: Phương pháp dạy học SGK: Sách giáo khoa SGV: Sách giáo viên THPT: Trung học phổ thông TN: Thực nghiệm TNSP: Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của công nghệ thông tin và truyền thông, thế giới chuyển dần từ nền văn minh công nghiệp sang nền văn minh thông tin. Khối lượng kiến thức đồ sộ cung cấp cho nhân loại làm thay đổi bộ mặt xã hội, khoảng cách giữa các phát minh khoa học - công nghệ và sự áp dụng chúng vào thực tiễn ngày càng thu hẹp lại. Sự phát triển đó đã tạo nên những điều kiện thuận lợi nhưng đồng thời cũng đặt ra những thách thức mới trong xu thế hội nhập toàn cầu, đòi hỏi đất nước phải đào tạo ra những thế hệ trẻ thông minh, năng động và sáng tạo. Những người làm chủ thực sự của đất nước trong tương lai, có khả năng làm chủ nền khoa học kỹ thuật hiện đại, thích ứng với nền kinh tế toàn cầu, nền kinh tế tri thức. Thực tiễn đó đòi hỏi nền giáo dục mỗi quốc gia phải không ngừng đổi mới về cả nội dung cũng như phương pháp giáo dục và đào tạo con người. Trong chiến lược phát triển giáo dục 2001 – 2010 (ban hành kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ – TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 của Thủ tướng chính phủ) ở mục 5.2 ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống, có tư duy phân tích tổng hợp. Phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tích cực của học sinh, sinh viên trong quá trình học tập”. Do đó đổi mới phương pháp dạy học là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của ngành Giáo dục – Đào tạo nhằm đáp ứng những nhu cầu mới của xã hội về đào tạo nguồn nhân lực. Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, phương tiện dạy học đóng vai trò quan trọng. Phương tiện dạy học vừa là phương tiện cho hoạt động dạy, hoạt động học, vừa là nguồn thông tin, tri thức. Tăng cường sử dụng phương tiện dạy học hiện đại cũng là điều kiện cơ bản để thực hiện có hiệu quả nhiều phương pháp dạy học. Các phương tiện dạy học hiện đại với sự ứng dụng công nghệ thông tin ngày càng phổ biến với những ưu thế nổi trội đã tạo ra hiệu quả tích cực cho quá trình dạy và học. Chỉ thị 29/2001/CT - BGD&ĐT của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và đào tạo đã nêu rõ “Công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học. Công nghệ thông tin là phương tiện tiến tới xã hội học tập”. Mặc dù sách giáo khoa được biên soạn theo một trình tự logic, hợp lí nhưng vẫn còn nhiều học sinh không hiểu được mối liên kết giữa các kiến thức được trình bày trong một chương và giữa các chương với nhau nên các kiến thức trở nên rời rạc, dễ quên. Các câu hỏi trong SGK chỉ đạt được mục đích là yêu cầu HS thuộc các khái niệm hoặc định luật (mức cơ bản nhất trong hệ thống phân loại của Bloom). Sự lĩnh hội và phát triển khái niệm cộng với việc làm rõ mối quan hệ giữa các khái niệm là hoạt động trọng tâm của quá trình dạy học. Việc học của học sinh có ý nghĩa khi kiến thức mới được xây dựng trên cơ sở kiến thức đã có. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, học sinh có thể hiểu sai khái niệm. Vì vậy giáo viên cần biết vốn kiến thức của học sinh để giảng dạy cho thích hợp. Bản đồ khái niệm (BĐKN) là một công cụ để khám phá vốn khái niệm và mối quan hệ giữa các khái niệm của học sinh trước và sau khi học. BĐKN được xem như một công cụ phân tích dữ liệu có tính đơn giản và chính xác cao, rất có ích trong việc xây dựng bản tóm tắt về những tri thức, nhận ra những quan niệm sai lầm, chỉ ra lỗ hổng trong kiến thức, đề xuất ý tưởng, đánh giá học tập của học sinh. Ngày nay, một trong những thành công của giáo dục hiện đại là áp dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật và công nghệ vào quá trình dạy học. Ứng dụng công nghệ thông tin và đặc biệt là website vào dạy học nói chung và dạy học Vật lí nói riêng đang là vấn đề có tính thời sự. Việc sử dụng website dạy học có tác dụng lớn đến sự kích thích hứng thú học tập cho học sinh. website dạy học vừa tạo ra môi trường thông tin khổng lồ, vừa là diễn đàn trao đổi, hợp tác có tính tương tác mạnh, là công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho việc đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay. BĐKN và Website đều có cấu trúc đồ họa dưới dạng bản đồ, có phân cấp, có liên kết. Vì vậy ta có thể phối hợp BĐKN và Website để tăng cường những ưu điểm của từng công cụ góp phần đổi mới phương pháp dạy học. Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài: Xây dựng và sử dụng Bản đồ khái niệm vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 Ban Cơ bản với sự trợ giúp của Website. 2. Mục đích nghiên cứu: - Nghiên cứu vận dụng một cách chọn lọc và sáng tạo một số ý tưởng của BĐKN vào thực tiễn dạy học ở trường THPT. - Xây dựng BĐKN chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản. - Xây dựng và sử dụng Website hỗ trợ dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản dựa vào BĐKN theo định hướng đổi mới nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: + Nội dung chương trình và PPDH môn Vật lí ở trường THPT. +Bản đồ khái niệm. + Một số phần mềm thiết kế Website hỗ trợ dạy học và sử dụng nguồn tài nguyên Internet trong dạy học Vật lí.. - Phạm vi nghiên cứu: + Nghiên cứu, thiết kế BĐKN và vận dụng vào dạy học Vật lí ở trường THPT với sự trợ giúp của Website. + Vận dụng đề tài vào việc dạy học Vật lí ở trường THPT Hồng Đức, Thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh ĐăkLăk. 4. Giả thuyết khoa học: Nếu xây dựng được BĐKN, vận dụng thiết kế Website đáp ứng các yêu cầu về khoa học, sư phạm và sử dụng nó một cách hợp lý trong quá trình dạy học sẽ góp phần đổi mới PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực học tập của học sinh từ đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường THPT. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới PPDH ở trường THPT. - Nghiên cứu chương trình SGK Vật lí 10 (Cơ bản), nội dung kiến thức và kỹ năng cần đạt được trong chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản. - Nghiên cứu BĐKN và việc vận dụng vào dạy học Vật lí ở trường THPT. - Nghiên cứu khả năng ứng dụng một số phần mềm tin học trong việc thiết kế BĐKN và Website dạy học. - Xây dựng BĐKN và thiết kế Website hỗ trợ dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản dựa vào BĐKN theo định hướng đổi mới nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. - Soạn thảo một số tiến trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lí 10 Ban Cơ bản dựa trên BĐKN với sự trợ giúp của Website đã thiết kế. - Tiến hành TNSP của đề tài nhằm kiểm tra giả thuyết, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc dạy và học. Nêu được các kết luận về ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 6. Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: + Nghiên cứu các văn kiện, nghị quyết của Đảng và Nhà nước, của Bộ GD&ĐT về đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp dạy và học. + Nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học Vật lí ở trường THPT. + Nghiên cứu cơ sở lí luận của BĐKN. + Nghiên cứu phần mềm thiết kế BĐKN và Website hỗ trợ dạy học. + Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, SGV và các tài liệu tham khảo liên quan đến nội dung phần “Các định luật bảo toàn”. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành TNSP để kiểm tra giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài. - Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả TNSP và kiểm định giả thuyết thống kê để phân biệt kết quả học tập của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm. Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BĐKN VÀ THIẾT KẾ WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay Mục tiêu giáo dục là một hệ thống các chuẩn mực của một mẫu hình nhân cách cần hình thành ở một đối tượng được giáo d