Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ Vật lý lớp 11 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu trúc luận văn gồm phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1 - Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học vật lý THPT 6; Chương 2 - Vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương "Dòng điện trong các môi trường" vật lý lớp 11 THPT; Chương 3 - Thực nghiệm sư phạm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ Vật lý lớp 11 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ TRUNG DŨNG VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’ VẬT LÝ LỚP 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2017
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ TRUNG DŨNG VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’ VẬT LÝ LỚP 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học Vật lý Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TÔ VĂN BÌNH THÁI NGUYÊN - 2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2017 Tác giả Lê Trung Dũng i
LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Tô Văn Bình, người thầy đã tận tâm giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn các trường THPT Đại Từ, THPT Nguyễn Huệ, THPT Lưu Nhân Chú tỉnh Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả thực nghiệm sư phạm và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên; Khoa Vật lí và Khoa Sau Đại học trường Đại học sư phạm Thái nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các Thầy, Cô thuộc tổ bộ môn PP khoa Vật lí trường Đại học sư phạm Thái Nguyên. Cuối cùng, tác giả bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô cộng tác thực nghiệm sư phạm, anh chị em đồng nghiệp và những người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến mọi người. Luận văn này được hoàn thành tại Bộ môn phương pháp, Khoa Vật lí, Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên. Tác giả luận văn ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................................. v DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ ............................................................ vi MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................. 4 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 4 4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................... 4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................. 4 7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 5 8. Đóng góp của đề tài ................................................................................................... 5 9. Cấu trúc luận văn ....................................................................................................... 5 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THPT ........................................................................................................... 7 1.1. Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông............ 7 1.1.1. Khái niệm về năng lực ......................................................................................... 7 1.1.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt (năng lực riêng) .................................. 9 1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý .................................................... 9 1.1.4. Năng lực giải quyết vấn đề ................................................................................ 12 1.2. Vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh .............. 14 1.2.1. Dạy học phát triển năng lực của HS .................................................................. 14 1.2.2. Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề .................................................. 15 1.2.3. PPTN trong dạy học vật lý ở trường phổ thông................................................. 17 iii
1.2.4. Quan hệ giữa dạy học giải quyết vấn đề và PPTN trong dạy học vật lý ở trường phổ thông ............................................................................................... 19 1.2.5. Vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ........... 20 1.3. Thực trạng phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học vật lý ở trường THPT hiện nay ...................................................................................... 24 1.3.1. Mục đích điều tra ............................................................................................... 24 1.3.2. Nội dung và phương pháp điều tra .................................................................... 24 1.3.3. Kết quả điều tra (Xem phụ lục 2) ...................................................................... 24 Kết luận chương 1 ........................................................................................................ 25 Chương 2. VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’ VẬT LÝ LỚP 11 THPT ................................................................................. 27 2.1. Vị trí chương “Dòng điện trong các môi trường”................................................. 27 2.2. Cấu trúc chương trình của chương “Dòng điện trong các môi trường”. .............. 27 2.3. Mục tiêu cần đạt khi dạy chương “Dòng điện trong các môi trường” theo chuẩn kiến thức kĩ năng .................................................................................... 28 2.4. Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” ............ 30 2.4.1. Xác định mục tiêu của từng bài học .................................................................. 30 2.4.2. Chuẩn bị bài học ................................................................................................ 30 2.4.3. Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Vật lí cần dạy..................................... 30 2.5. Vận dụng PPTN khi dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” để phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh........................................................... 30 2.5.1. Các thí nghiệm sử dụng khi dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. .......................... 30 2.5.2. Thiết kế tiến trình dạy học bài 1 “Dòng điện trong kim loại” ........................... 33 2.5.3. Thiết kế tiến trình dạy học bài 2 “Dòng điện trong chất điện phân” ................. 45 2.5.4. Thiết kế tiến trình dạy học bài 3 “Dòng điện trong chất khí” ........................... 58 Kết luận chương 2 ........................................................................................................ 64 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................. 65 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 65 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ........................................................................... 65 iv
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .......................................................................... 65 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 65 3.5. Thời điểm làm thực tập sư phạm .......................................................................... 66 3.6. Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 66 3.6.1. Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng.................................................................. 66 3.6.2. Các bài thực nghiệm sư phạm............................................................................ 67 3.6.3. Chuẩn bị cơ sở vật chất ...................................................................................... 68 3.7. Phương thức và tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ......................... 68 3.7.1. Phương thức và tiêu chí đánh giá kết quả học tập ............................................. 68 3.7.2. Phương thức và tiêu chí đánh giá mặt định tính ................................................ 71 3.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................................................. 71 3.8.1. Phân tích định tính ............................................................................................. 71 3.8.2. Phân tích định lượng .......................................................................................... 72 3.9. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm............................................................. 83 Kết luận chương 3 ........................................................................................................ 85 KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................. 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 88 PHỤ LỤC v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Viết tắt Dạy học DH Giải quyết vấn đề GQVĐ Giáo viên GV Học sinh HS Phát hiện PH Phương pháp PP Phương pháp thực nghiệm PPTN Sách giáo khoa SGK Thí nghiệm T/N Vấn đề VĐ iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Đặc điểm chất lượng học tập của các lớp TN và ĐC ............................ 67 Bảng 3.2. DS HS của các nhóm TN- Case study ...................................................67 Bảng 3.3. Khung tiêu chí tham chiếu năng lực GQVĐ..........................................69 Bảng 3.4. Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của nhóm TN ..................................73 Bảng 3.5. Bảng phân phối thực nghiệm sư phạm - Bài kiểm tra số 1 ....................74 Bảng 3.6. Bảng xếp loại - Bài kiểm tra số 1........................................................... 74 Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất-Bài kiểm tra số 1 ............................................75 Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ................................ 76 Bảng 3.9. Bảng tính các tham số thống kê bài kiểm tra số 1 .................................76 Bảng 3.10. Bảng phân phối thực nghiệm -Bài kiểm tra số 2 ...................................77 Bảng 3.11. Bảng xếp loại bài kiểm tra số 2.............................................................. 78 Bảng 3.12. Bảng phân phối tần suất- Bài kiểm tra số 2 ...........................................78 Bảng 3.13. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 ................................ 78 Bảng 3.14. Bảng tính các tham số thống kê- Bài kiểm tra số 2 ............................... 79 Bảng 3.15. Bảng phân phối thực nghiệm -Bài kiểm tra số 3 ...................................80 Bảng 3.16. Bảng xếp loại bài kiểm tra số 3.............................................................. 81 Bảng 3.17. Bảng phân phối tần suất- Bài kiểm tra số 3 ...........................................81 Bảng 3.18. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3 ................................ 81 Bảng 3.19. Bảng tính các tham số thống kê- Bài kiểm tra số 3 ............................... 82 v
DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Hình Hình 1.1. Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ................................................................. 16 Hình 2.1. Bộ thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc điện trở của kim loại vào nhiệt độ ..... 30 Hình 2.2. Bộ thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện....................................................... 31 Hình 2.3. Bộ thí nghiệm Dòng điện trong chất điện phân ...................................... 31 Hình 2.4. Bộ thí nghiệm Dòng điện trong chất khí ................................................. 32 Hình 2.5. Bộ thí nghiệm tia lửa điện ....................................................................... 32 Biểu đồ: Biểu đồ 3.1. Xếp loại bài kiểm tra số 1 ....................................................................75 Biểu đồ 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ............................ 76 Biểu đồ 3.3. Xếp loại bài kiểm tra số 2 ....................................................................79 Biểu đồ 3.4. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 ............................ 79 Biểu đồ 3.5. Xếp loại bài kiểm tra số 3 ....................................................................82 Biểu đồ 3.6. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3 ............................ 82 Sơ đồ: Sơ đồ 2.1. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ của bài Dòng điện trong kim loại ................................................................................ 35 Sơ đồ 2.2. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ bài “Dòng điện trong chất điện phân” .................................................................... 48 Sơ đồ 2.3. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ bài “Dòng điện trong chất khí” ............................................................................... 59 vi
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Tiếp tục đẩy mạnh toàn diện công cuộc đổi mới, thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn với phát triển kinh tế tri thức, tích cực chủ động hội nhập quốc tế sâu rộng hơn để đến năm 2020 nước ta trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại đặt ra cho giáo dục, đào tạo nước ta những yêu cầu, nhiệm vụ thách thức mới. Đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế tri thức đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới toàn diện. Nghị quyết Ban chấp hành TƯ Đảng lần II- khóa VIII (Năm 1997) đã chỉ rõ: “...Cuộc cách mạng về phương pháp giáo dục phải hướng vào người học, rèn luyện và phát triển khả năng giải quyết vấn đề một cách năng động, độc lập sáng tạo ngay trong quá trình học tập ở nhà trường phổ thông. Áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề...”. Nghị quyết 29 của BCHTƯ Đảng khóa XI cũng xác định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”. Gần đây là Văn kiện đại hội Đảng XII đã nêu rõ:” Đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ mục tiêu, chương trình, nội dung, phương pháp, hình thức giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển năng lực và phẩm chất của người học”;” …thực hiện tốt phương châm mới: Dạy người, dạy chữ và dạy nghề (trước đây là dạy chữ, dạy người, dạy nghề)”. Trong nhiều năm qua, việc đổi mới PPDH trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông đã được chú trọng. Nhiệm vụ đặt ra cho giáo viên là chú trọng bồi dưỡng cho học sinh tính tích cực, năng lực tự học và năng lực giải quyết vấn đề thông qua các nội dung, hoạt động dạy học. Một người được coi là có năng lực nếu như họ có tư duy độc lập, nhạy bén, luôn đặt ra cho mình những câu hỏi thích hợp, rõ ràng, chính 1
xác về mọi sự việc. Trong một hoàn cảnh nhất định người đó nắm vững tri thức, kĩ năng, kĩ xảo để giải quyết vấn đề nhanh nhất và hiệu quả nhất. Năng lực Vật lý là khả năng vận dụng những kiến thức đã được học vào giải bài tập Vật lý, giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn. Vì vậy, việc phát triển năng lực Vật lý có vai trò quan trọng trong việc phát triển khả năng tư duy của HS, vì để giải bài tập Vật lý, giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn HS phải suy luận, phải tư duy, phải liên hệ với các nội dung kiến thức đã học để tìm ra câu trả lời, phải biết huy động kiến thức, biết chuyển đổi ngôn ngữ, biến đổi đối tượng. Phát huy tính tích cực, tự lực và năng lực GQVĐ của HS không phải là vấn đề mới mà đã được đặt ra từ nhiều năm nay trong ngành giáo dục nước ta. Vấn đề này đã trở thành một trong những phương hướng chính nhằm đào tạo những con người lao động sáng tạo, làm chủ đất nước. Thực tiễn giảng dạy bộ môn Vật lý hiện nay ở các trường THPT còn nhiều vấn đề bất cập trong phương pháp giảng dạy truyền thụ tri thức cho HS. Đã có nhiều áp dụng các phương pháp dạy học, cả các phương pháp truyền thống cũng như các phương pháp dạy học hiện đại vào thực tiễn giảng dạy nhưng vẫn chưa phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo và năng lực GQVĐ của HS, HS vẫn còn thụ động trong việc tiếp thu các tri thức khoa học, chưa phát huy hết đặc điểm nổi bật của môn Vật lý trong việc giáo dục nhân cách cho HS. Việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp dạy học mới để phát triển năng lực sáng tạo, năng lực GQVĐ của học sinh là xu thế quan trọng trong giáo dục hiện nay. Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp trong việc dạy các môn khoa học ở trường phổ thông là nghiên cứu và vận dụng chính phương pháp nghiên cứu của khoa học ứng với bộ môn đó. Tổ chức quá trình học tập của học sinh (HS) giống như quá trình tìm tòi của các nhà khoa học. Đối với vật lý học, phương pháp thực nghiệm (PPTN) là một trong những phương pháp đặc trưng quan trọng nhất. Trong quá trình áp dụng PPTN, học sinh thường xuyên phải huy động vốn hiểu biết để xây dựng giả thiết và phương án thí nghiệm, thu thập và xử lý thông tin từ thí nghiệm để có thể rút ra hoặc kiểm chứng lại kết quả. Vật lý học ở trường trung học phổ thông chủ yếu là vật lý thực nghiệm. Những kiến thức vật lý được xây dựng đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng 2
thí nghiệm. Để hiểu rõ nội dung, ý nghĩa của những kiến thức đó thì tốt nhất là cho HS tái tạo lại những kiến thức đó bằng phương pháp mà các nhà vật lý học đã dùng trong nghiên cứu vật lý - PPTN. Trong chương trình Vật lý lớp 11 cơ bản thì chương “Dòng điện trong các môi trường” là chương quan trọng không những về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tiễn. Kiến thức của chương rất gần gũi với học sinh và có nhiều cơ sở về nội dung dạy học và thiết bị dạy học để tổ chức dạy học theo quan điểm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Từ những năm 1970 đến nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về lý thuyết cũng như thực nghiệm về dạy học nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS. Tiêu biểu là các tác giả: Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Phạm Thị Phú, Nguyễn Văn Khải, Phạm Xuân Quế… (Vật lý). Tại Khoa Vật lý (ĐHSP Thái Nguyên- ĐH Thái Nguyên) cũng đã có một số công trình nghiên cứu như: Nghiên cứu vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh khi dạy một số kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 nâng cao. (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Lương Bích Vân-2013) Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học PH&GQVĐ khi dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý cơ bản 10, theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh miền núi. (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý- Lục Xuân Trường-2014); Tổ chức dạy học nêu và giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 cho học sinh THPT miền núi. (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Bùi Văn Phú-2014). Vận dụng phương pháp dạy học PH& GQVĐ khi dạy chương “Sóng ánh sáng”- Vật lí 12 nâng cao nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPT chuyên (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Nguyễn Mạnh Sĩ- 2015). Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng”, Vật lí lớp 11 cơ bản (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Nguyễn Thị Thảo- 2015). Tuy nhiên, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề dựa trên phương pháp thực nghiệm thì chưa có đề tài nghiên cứu, nhất là với chương “Dòng điện trong các 3
môi trường”. Trên cơ sở đó, tôi chọn đề tài: Vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, để góp phần vào công cuộc đổi mới phương pháp dạy học Vật lý trong trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong giai đoạn hiện nay. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng PPTN để phát triển năng lực GQVĐ trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ cho HS THPT. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Hoạt động học của học sinh lớp 11 - THPT và hoạt động dạy của giáo viên trong quá trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” ở trường THPT. - Đối tượng nghiên cứu: Lý luận về sử dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 4. Giả thuyết khoa học - Nếu vận dụng hợp lý PPTN trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ Vật lý 11 ban cơ bản THPT thì có thể phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề. - Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý và vận dụng PPTN để phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học vật lý. - Điều tra thực trạng của việc dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trường THPT hiện nay. - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương “ Dòng điện trong các môi trường” - Vật lí 11 cơ bản THPT. - Vận dụng PPTN để thiết kế một số giáo án trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường” - Vật lí 11 cơ bản THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở ba trường THPT trên địa bàn huyện Đại Từ -Thái Nguyên. 4
6. Phạm vi nghiên cứu - Về kiến thức: nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”-Vật lý 11 cơ bản. - Về địa bàn: HS lớp 11 trường THPT Đại Từ và các trường cấp ba trên địa bàn huyện Đại Từ. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nghiên cứu lý thuyết 7.2. Nghiên cứu thực tiễn giáo dục - Điều tra, thăm dò ý kiến của giáo viên trực tiếp giảng dạy ở các trường THPT về vấn đề vận dụng PPTN trong dạy học để phát triển năng lực GQVĐ của HS. - Phương pháp điều tra quan sát: tiến hành dự giờ, trao đổi, tham khảo ý kiến một số đồng nghiệp dạy giỏi Vật lý, có kinh nghiệm, tìm hiểu thực tiễn giảng dạy chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ theo hướng của đề tài. 7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: - Thực nghiệm giảng dạy một số giáo án soạn theo hướng của đề tài nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài. 8. Đóng góp của đề tài - Góp phần làm sáng tỏ hệ thống lí luận về năng lực GQVĐ của học sinh. - Đề xuất biện pháp vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. - Các giáo án thiết kế trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ Vật lí 11 cơ bản THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV. 9. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo luận văn dự kiến được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học vật lý THPT 5
Chương 2: Vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ vật lý lớp 11 THPT Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 6
Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THPT 1.1. Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông 1.1.1. Khái niệm về năng lực Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống. Theo tài liệu tâm lí học, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của mỗi cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người có thể hoàn thành tốt đẹp một loạt hoạt động nào đó, khắc phục được những khó khăn nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác và đạt kết quả cao. Khái niệm năng lực có nguồn gốc Latinh: “competentia” nghĩa là “gặp gỡ”. Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác nhau. Theo X.Roegiers: "Năng lực là sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự nhiên lên các nội dung trong một loạt tình huống cho trước để giải quyết những vấn đề cho những tình huống này đặt ra" [dẫn theo [10]]. Theo tác giả Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn (1998): “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy” [25]. Howard Gardner (1999): “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được” [28]. F.E.Weinert (2001) cho rằng: “Năng lực là những kĩ năng kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ xã hội…và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” [30]. 7
OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) (2002) đã xác định “Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” [29]. Theo tác giả Nguyễn Thị Minh Phương (2007): Năng lực của HS được thể hiện ở khả năng thực hiện hành động cá nhân trong việc giải quyết các nhiệm vụ học tập, hoặc năng lực tiến hành hoạt động học tập của cá nhân người học. Năng lực nói chung luôn được xem xét trong mối quan hệ với dạng hoạt động hoặc quan hệ nhất định nào đó. Tác giả Nguyễn Thị Minh Phương đã đề xuất bốn nhóm năng lực thể hiện khung năng lực cần đạt cho học sinh PT Việt Nam [10], đó là: Năng lực nhận thức đòi hỏi học sinh phải có các khả năng quan sát, ghi nhớ, tư duy (độc lập, logic, trừu tượng…), tưởng tượng, suy luận, tổng hợp - khái quát hóa, phê phán - bình luận, từ đó có khả năng phát hiện vấn đề, khả năng tự học, tự trau dồi kiến thức trong suốt cuộc đời. Năng lực xã hội đòi hỏi học sinh phải có những khả năng giao tiếp, thuyết trình, giải quyết các tình huống có vấn đề, vận hành được các cảm xúc, có khả năng thích ứng, khả năng cạnh tranh cũng như khả năng hợp tác… Năng lực thực hành (hoạt động thực tiễn) đòi hỏi học sinh phải có các vận dụng tri thức (từ bài học cũng như từ thực tiễn), thực hành một cách linh hoạt (tích cực-chủ động), tự tin; có khả năng sử dụng các công cụ cần thiết, khả năng giải quyết vấn đề, sáng tạo, có tính kiên trì… Năng lực cá nhân được thể hiện qua khía cạnh thể chất, đòi hỏi trước hết học sinh có khả năng vận động linh hoạt, phải biết chơi thể thao, biết bảo vệ sức khỏe, có khả năng thích ứng với môi trường; tiếp đó là khía cạnh hoạt động cá nhân đa dạng khác nhau như khả năng lập kế hoạch, khả năng tự đánh giá, tự chịu trách nhiệm… Trong đề tài này, chúng tôi chấp nhận quan niệm: “Năng lực là sự kết hợp hợp kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực, có hiệu quả”. Một cách cụ thể hơn, năng lực là sự huy động và kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân…để thực hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định. Muốn mô tả năng lực cá nhân, người ta thường dùng các động từ chỉ hành động như: hiểu, 8
biết, khám phá, xây dựng, vận dụng… Muốn đánh giá năng lực cá nhân hãy xem xét chúng trong hoạt động. Ví dụ: năng lực giao tiếp có được khi cá nhân biết tổng hợp kiến thức về ngôn ngữ, kĩ năng sử dụng các công cụ ngôn ngữ (nói, viết, công nghệ thông tin) và thái độ đúng đắn với đối tượng giao tiếp. Năng lực chỉ có thể quan sát được qua hoạt động của cá nhân ở các tình huống nhất định. 1.1.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt (năng lực riêng) - Có hai loại năng lực: Năng lực chung (key competency) và năng lực chuyên biệt (domain-specific competency). Năng lực chung là năng lực cần thiết để cá nhân có thể tham gia hiệu quả vào nhiều hoạt động và các bối cảnh khác nhau của đời sống xã hội. Năng lực này cần thiết cho tất cả mọi người. Năng lực chuyên biệt (ví dụ: chơi piano…) chỉ cần thiết với một số người hoặc cần thiết ở một số tình huống nhất định. Các năng lực chuyên biệt không thể thay thế được các năng lực chung. - Năng lực được hình thành và phát triển trong và ngoài nhà trường. Nhà trường được coi là môi trường chính thức giúp HS có được những năng lực cần thiết nhưng đó không phải là nơi duy nhất. Những bối cảnh không gian không chính thức như: gia đình, cộng đồng, phương tiện thông tin đại chúng, tôn giáo và môi trường văn hóa … góp phần bổ sung và hoàn thiện năng lực cá nhân. - Năng lực và các thành phần của nó không bất biến mà có thể thay đổi từ sơ đẳng, thụ động tới năng lực bậc cao mang tính tự chủ cá nhân. - Năng lực được hình thành và phát triển liên tục trong suốt cuộc đời con người vì sự phát triển năng lực thực chất là làm thay đổi cấu trúc nhận thức và hành động cá nhân chứ không đơn thuần là sự bổ sung các mảng kiến thức riêng rẽ. Do đó năng lực có thể bị yếu hoặc mất đi nếu chúng ta không tích cực rèn luyện tích cực và thường xuyên. - Các thành tố của năng lực thường đa dạng vì chúng được quyết định tùy theo yêu cầu kinh tế xã hội và đặc điểm quốc gia, dân tộc, địa phương. Năng lực của HS ở quốc gia này có thể hoàn toàn khác với một HS ở quốc gia khác [7]. 1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy học từng môn. Ở đây chúng tôi trình bày hai quan điểm xây đựng các năng lực chuyên biệt trong dạy học vật lý. 9
1.1.3.1. Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung Năng lực chung là các năng lực mà toàn bộ quá trình giáo dục ở trường phổ thông đều phải hướng tới để hình thành ở HS. Từng môn học sẽ xác định sự thể hiện cụ thể của các năng lực chung ở trong môn học của mình. Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ các năng lực chung như sau: [14] Năng lực Stt Năng lực trong môn Vật lí chung Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân: 1 Năng lực - Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế tự học hoạch có hiệu quả - Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của các ứng dụng kĩ thuật - Đánh giá được mức độ chính xác nguồn thông tin - Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta - Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản. - Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm, bảng biểu, sơ đồ khối. - Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó. 2 Năng lực giải - Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện quyết vấn đề tượng… diễn ra như nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là (Đặc biệt quan gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan trọng là NL giải hệ với nhau như nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo quyết vấn đề và hoạt động như thế nào? bằng con đường - Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi thực nghiệm đã đặt ra. hay còn gọi là - Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng năng lực thực suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm. nghiệm) - Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được. - Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được. 10