Luận văn Xây dựng và sử dụng một số thiết bị thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng Vật lý lớp 10 trung học phổ thông

Nội dung text: Luận văn Xây dựng và sử dụng một số thiết bị thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng Vật lý lớp 10 trung học phổ thông

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHAN TRUNG NGHĨA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ MẶT NGOÀI CHẤT LỎNG VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2015 i
2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHAN TRUNG NGHĨA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ MẶT NGOÀI CHẤT LỎNG VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học (bộ môn Vật lí) Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Dƣơng Xuân Quý HÀ NỘI – 2015 ii
3. LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành: Trường Đại học Giáo dục-Đại học Quốc Gia Hà Nội, Các Khoa và các phòng chức năng đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu, tiến hành luận văn. Thầy giáo hướng dẫn: TS. Dương Xuân Quý đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Gia đình và toàn thể anh em, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, động viên, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Hà Nội, tháng 10 năm 2015 Tác giả Phan Trung Nghĩa iii
4. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DHGQVĐ : Dạy học giải quyết vấn đề DHVL : Dạy học vật lí GD&ĐT : Giáo dục và Đào tạo GV : Giáo viên HĐ : Hoạt động HS : Học sinh PTDH : Phương tiện dạy học SGK : Sách giáo khoa TH : Thực hành THPT : Trung học phổ thông TN : Thí nghiệm TNSP : Thực nghiệm sư phạm VL : Vật lí iv
5. MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh muc̣ chữ viết tắt ii Mục lục iii MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VIỆC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNGError! Bookmark not defined. 1.1. Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lýError! Bookmark not defined. 1.1.1. Cơ sở lý luận của dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý Error! Bookmark not defined. 1.1.2. Các pha của dạy học giải quyết vấn đề. Error! Bookmark not defined. 1.1.3. Hình thức hoạt động nhóm trong các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Error! Bookmark not defined. 1.2. Phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập.Error! Bookmark not defined. 1.2.1. Tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập Error! Bookmark not defined. 1.2.2. Các biểu hiện của tính tích cực hoạt động.Error! Bookmark not defined. 1.2.3. Các cấp độ của tính tích cực học tập Error! Bookmark not defined. 1.2.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh. Error! Bookmark not defined. 1.4. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lý Error! Bookmark not defined. 1.4.1. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý Error! Bookmark not defined. 1.4.2. Vai trò của thí nghiệm Vật Lý Error! Bookmark not defined. v
6. 1.4.3. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học Vật lýError! Bookmark not defined. 1.4.4. Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lý. Error! Bookmark not defined. 1.5. Kết luận chương 1 Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH SỬ DỤNG MỘT SỐ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ MẶT NGOÀI CHẤT LỎNG VẬT LÝ 10 THPT Error! Bookmark not defined. 2.1. Xây dựng các thiết bị thí nghiệm. Error! Bookmark not defined. 2.1.1. Thí nghiệm sự co về dạng cầu của khối chất lỏng ở trạng thái không trọng lượng Error! Bookmark not defined. 2.1.2. Các thí nghiệm định tính về hiện tượng căng mặt ngoài Error! Bookmark not defined. 2.1.3. Các thí nghiệm định lượng xác định lực căng mặt ngoài. Error! Bookmark not defined. 2.1.4. Các thí nghiệm về hiện tượng mao dẫn. Error! Bookmark not defined. 2.2. Đánh giá thực trạng việc dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng Vật lý 10 THPT Error! Bookmark not defined. 2.2.1. Các khó khăn sai lầm của học sinh. Error! Bookmark not defined. 2.2.2. Thực trạng dạy – học phần kiến thức mặt ngoài chất lỏng. Error! Bookmark not defined. 2.2.3. Nguyên nhân của những khó khăn sai lầm.Error! Bookmark not defined. 2.3. Soạn thảo tiến trình dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng có sử dụng các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng. Error! Bookmark not defined. 2.3.1. Ý tưởng sư phạm thiết kế tiến trình dạy học theo hướng giải quyết vấn đề. Error! Bookmark not defined. 2.3.2. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể. Error! Bookmark not defined. vi
7. 2.4. Kết luận chương 2 Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM Error! Bookmark not defined. 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Error! Bookmark not defined. 3.2. Đối tượng thục nghiệm sư phạm. Error! Bookmark not defined. 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. Error! Bookmark not defined. 3.4. Tiến trình thực nghiệm sư phạm. Error! Bookmark not defined. 3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm. Error! Bookmark not defined. 3.5.1. Bước đầu đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã thiết kế . Error! Bookmark not defined. 3.5.3. Ưu điểm, nhược điểm các phương án thí nghiệm.Error! Bookmark not defined. 3.6. Kết luận chương 3 Error! Bookmark not defined. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO 5 vii
8. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa (CNH, HĐH), đang chuyển từ cơ chế kế hoạch hóa tập trung sang cơ chế thị trường có sự quản lý của Nhà nước. Thế giới đang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ. Xã hội phồn vinh ở thế kỷ 21 phải là một xã hội “dựa vào tri thức”, vào tư duy sáng tạo, vào tài năng sáng chế của con người. Để có thể vươn lên được, đòi hỏi chúng ta phải đào tạo nguồn nhân lực không những phải có kiến thức, mà còn phải có năng lực hoạt động thực nghiệm. Chính vì vậy mà Hôi nghị ban chấp hành Trung ương khóa VIII cũng khẳng định: “ Đổi mới phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp học, bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại, bồi dưỡng học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”. Do vậy, việc đổi mới phương pháp dạy và học trong nhà trường phổ thông trong đó yêu cầu đổi mới phương pháp dạy và học đối với môn Vật lí là điều tất yếu. Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm, học sinh vừa được trang bị kiến thức, vừa được trang bị phương pháp làm việc và năng lực hoạt động thực nghiệm. Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học góp phần quan trong vào việc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của học sinh, đưa đến sự phát triển toàn diện cho người học. Nhờ thí nghiệm học sinh có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lý của các hiện tượng, định luật, quá trình được nghiên cứu và do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn. Thực tế cho thấy, trong dạy học vật lý, đối với các bài giảng có sử dụng thí nghiệm, thì học sinh lĩnh hội kiến thức rộng hơn và nhanh hơn, học sinh quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của học sinh sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển tốt hơn. Đối với dạy và học nội dung về chất lỏng trong chương trình Vật lý 10, đây là một nội dung mang tính thực tiễn cao, gắn liền với các hiện tượng 1
9. thường gặp trong đời sống. Mặc dù các thí nghiệm phục vụ dạy học nội dung này khá đơn giản và có thể dễ dàng chế tạo từ các nguyên liệu thường gặp, tuy nhiên bộ thí nghiệm này còn chưa được trang bị đầy đủ đến các trường, gây nhiều khó khăn cho giáo viên và học sinh trong việc dạy học. Xuất phát từ thực tế trên và điều kiện nghiên cứu bản thân, tác giả chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng một số thiết bị thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng Vật lý lớp 10 THPT” làm luận văn thạc sĩ. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng một số thiết bị thí nghiệm và sử dụng trong dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng ở Vật lý lớp 10 trường trung học phổ thông, nhằm phát triển tính tích cực, sáng tạo và phát triển năng lực hoạt động thực nghiệm của học sinh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Thứ nhất: Cơ sở lý luận của đề tài . Trong phần này, đề tài se ̃ hê ̣thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lý cùng với các phương pháp dạy học hiện đại như dạy học giải quyết vấn đề, nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo cũng như rèn luyện kỹ năng hoạt động thực nghiệm cho học sinh. Thứ hai: Đánh giá thực trạng và phân tích các yếu tố khó khăn trong việc dạy học nội dung Chất lỏng Vật lý 10. Qua đó xây dựng một số thiết bị thí nghiệm, và soạn thảo tiến trình sử dụng bộ thí nghiệm trong dạy học các kiến thức phần chất lỏng. Thứ ba: Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế, phân tích ưu – nhược điểm của các thiết bị thí nghiệm, và đề xuất ý kiến phát triển. 4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu Khách thể nghiên cứu là việc sử dụng thí nghiệm vào dạy và học môn Vật lý ở trường THPT. Đối tượng nghiên cứu là xây dựng và sử dụng một số thiết bị thí 2
10. nghiệm để dùng trong dạy học môn Vật lý ở trường THPT. 5. Vấn đề nghiên cứu Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau: - Xây dựng một số thiết bị thí nghiệm cho các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng Vật lý 10 THPT. - Soạn thảo tiến trình sử dụng các thiết bị thí nghiệm đã chế tạo vào dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng, nhằm nâng cao tính tích cực, chủ động, rèn luyện năng lực hoạt động thực nghiệm cho học sinh. 6. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được các thiết bị thí nghiệm và soạn thảo được tiến trình sử dụng trong dạy học phần chất lỏng Vật lý 10 THPT đáp ứng được các yêu cầu đổi mới dạy học, thì sẽ đạt kết quả cao trong việc phát triển tính tích cực, chủ động, sáng tạo cũng như rèn luyện năng lực hoạt động thực nghiệm của học sinh. 7. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu Luận văn này chỉ xây dựng và sử dụng một số thiết bị thí nghiệm dễ chế tạo từ các vật liệu đơn giản để dùng trong dạy học các kiến thức về hiện tượng căng mặt ngoài, hiện tượng mao dẫn của nội dung chất lỏng ở Vật lý lớp 10 trường trung học phổ thông. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học của đề tài : Đưa ra các phương án xây dựng các thiết bị thí nghiệm để sử dụng trong dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng. - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài : Có thể áp dụng rộng rãi cho giáo viên và học sinh sử dụng trong việc dạy học môn Vật lý ở các trường THPT, đáp ứng được yêu cầu đổi mới và nâng cao chất lượng dạy học theo hướng tích cực hóa. 9. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau: 3
11. - Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Sưu tầm, đọc tài liệu, nghiên cứu các văn bản về lý luận dạy học hiện đại, đặc biệt là phương pháp sử dụng thí nghiệm, phương pháp dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra - khảo sát bằng phiếu hỏi, tổng kết kinh nghiệm, tham vấn chuyên gia. - Nhóm phương pháp xử lý thông tin: Định lượng, định tính, thống kê và phân tích thống kê. 10. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn dự kiến được trình bày theo 3 chương: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận về sử dụng thí nghiệm kết hợp các phương pháp dạy học hiện đại trong dạy học môn Vật lý THPT. Chƣơng 2: Xây dựng và soạn thảo tiến trình sử dụng một số thiết bị thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về mặt ngoài chất lỏng vật lý 10 THPT Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm. 4
12. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ Giáo Dục và Đào tạo (2006), Tài liệu bồi dưỡng GV thực hiện chương trình, SGK lớp 10 THPT môn Vật lí, NXB Giáo dục. 2. Bộ Giáo Dục và Đào tạo (2007), Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục trung học phổ thông môn Vật lí, NXB Giáo dục, Hà Nội. 3. Bộ Giáo Dục và Đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS theo định hướng phát triển năng lực. 4. Lƣơng Duyên Bình và nhóm tác giả (2006), Vật lí 10 - SGK, SGV, NXB Giáo dục. 5. Ngô Diệu Nga (2009), Chiến lược dạy học Vật lí ở trường THCS. Bài giảng chuyên đề Cao học, Đại học sư phạm Hà Nội. 6. Ngô Diệu Nga (2003), Phương pháp nghiên cứu khoa học dạy học Vật lí. Bài giảng chuyên đề Cao học, Đại học sư phạm Hà Nội. 7. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (1999), Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học quốc gia Hà Nội. 8. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm. 9. Nguyễn Ngọc Hƣng (2009), Thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm- Đại học Quốc gia Hà Nội. 10. Nguyễn Ngọc Hƣng (2009), Thí nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ lon, NXB Đại học Sư phạm. 11. Nguyễn Ngọc Hƣng (2011), “Một số hướng đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông”, Tạp chí giáo dục số đặc biệt. 12. Phạm Hữu Tòng (2008), Lí luận dạy học Vật lí, NXB Đại học sư phạm. 5
13. 13. Phạm Hữu Tòng (2009), Dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội. 14. Quốc hội nƣớc cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt nam (2006), Luật giáo dục, NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội. 15. Thái Duy Tuyên (2008), Phương pháp dạy học truyền thống và đổi mới, NXB Giáo dục. 6