Luận văn Vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “cân bằng và chuyển động của vật rắn” vật lý 10 trung học phổ thông ban cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ____________________ Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ____________________ Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH *****  ***** Trần Thị Ngọc Thảo VẬN DỤNG LÝ THUYẾT KIẾN TẠO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BAN CƠ BẢN Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Trần Thị Ngọc Thảo LỜI CẢM ƠN Cùng với việc triển khai và hoàn thành luận văn đúng thời hạn như ngày hôm nay, tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể học tập tại trường. - Quý thầy cô giáo khoa Vật lý, khoa Anh Văn, khoa Giáo dục Chính Trị Trường Đại học Sư Phạm Tp.Hồ Chí Minh và quý thầy cô thuộc Viện Nghiên Cứu Giáo Dục, Trường Đại học Vinh, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành các chuyên đề học tập của mình. - Thư viện của trường đã giúp tôi trong học tập và nghiên cứu trong suốt ba năm vừa qua. - Đặc biệt, em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thị Phú – người hướng dẫn khoa học đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giảng dạy, và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. - Ban giám hiệu và quý thầy cô tổ Vật lý, các em học sinh Trường THPT Phú Mỹ và quý thầy cô ở các trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng tàu đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình triển khai đề tài. - Các bạn cùng khóa 17 đã nhiệt tình tham gia đóng góp ý kiến và trao đổi trong học tập. - Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ và các anh, em đã luôn ủng hộ cho con trong suốt thời gian vừa qua. Tp.HCM, ngày 20 tháng 08 năm 2009 Tác giả Trần Thị Ngọc Thảo MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt MỞ ĐẦU.............................................................................................................1 Chương 1 - LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ...............................................................................................5 1.1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học ............................................................5 1.1.1. Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo .........................................5 1.1.2. Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo.............................................5 1.1.3. Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học......6 1.1.4. Dạy học kiến tạo............................................................................9 1.1.4.1. Cách tiếp cận kiến tạo trong dạy học ......................................9 1.1.4.2. Các loại kiến tạo trong dạy học.............................................10 1.1.4.3. Một số năng lực cơ bản kiến tạo kiến thức ...........................13 1.1.4.4. Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học kiến tạo...................................................................................14 1.2. Vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông ....................................................................................................15 1.2.1. Đặc thù của môn Vật lý................................................................15 1.2.2. Điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học Vật lý theo quan điểm kiến tạo........................................................................................15 1.2.3. Tiến trình chung của việc vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông .............................................17 Kết luận chương 1........................................................................................22 Chương 2 – THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” THEO LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ...................................................................24 2.1. Mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”.....24 2.2. Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương.......................................26 2.3. Thiết bị dạy học chương đáp ứng yêu cầu dạy học theo lý thuyết kiến tạo ................................................................................................29 2.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu .........37 2.5. Điều tra quan niệm của học sinh về các kiến thức liên quan đến cân bằng và chuyển động của vật rắn trước khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”.......................................................40 2.6. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo lý thuyến kiến tạo...............................49 Kết luận chương 2........................................................................................70 Chương 3 – THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...........................................................72 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm............................................................72 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ...............................72 3.3. Nội dung thực nghiệm ..........................................................................73 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm ..............................................................79 Kết luận chương 3........................................................................................84 KẾT LUẬN ......................................................................................................86 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................88 PHỤ LỤC ......................................................................................................PL1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên HS : Học sinh LTKT : Lý thuyết kiến tạo PĐT : Phiếu điều tra PHT : Phiếu học tập PPDH : Phương pháp dạy học SGK : Sách giáo khoa SGK VL : Sách giáo khoa Vật lý SL : Số lượng STT : Số thứ tự THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNKQ : Trắc nghiệm khách quan TNSP : Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đổi mới toàn diện giáo dục ở các bậc học, cấp học là vấn đề thời sự và cấp bách hiện nay. Việc đổi mới phải được tiến hành ở tất cả các yếu tố của quá trình giáo dục và ở mọi cấp độ từ vĩ mô đến vi mô bao gồm: quan điểm giáo dục, mục tiêu giáo dục, nội dung, phương pháp, phương tiện và kiểm tra đánh giá quá trình giáo dục. Trong đó đổi mới quan điểm giáo dục được coi là điểm xuất phát và là sợi chỉ đỏ xuyên suốt quá trình giáo dục, dạy học. Đổi mới PPDH trong từng bài học là sự cụ thể hóa việc đổi mới các yếu tố khác của quá trình dạy học. Trong nghị quyết TW 2 (khóa VIII) nêu rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh ”. Điều 24.2 Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác dụng đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. Có nhiều lý thuyết là cơ sở cho các phương pháp dạy học hiện đại trong đó có lý thuyết kiến tạo. Dạy học theo lý thuyết kiến tạo tập trung vào người học, đề cao vai trò, hoạt động của học sinh nên việc nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học Vật lý là điều cần thiết. Việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học đã sớm phát triển ở các nước trên thế giới nhưng ở nước ta vẫn chưa phổ biến. Hiện nay, đã có hai luận án Tiến sĩ Giáo dục học nghiên cứu dạy học một số kiến thức Vật lý theo quan điểm kiến tạo và một số luận văn Thạc sĩ nghiên cứu vấn đề này. Bên cạnh đó, trong chương trình Vật lý lớp 10, chương trình chuẩn thì chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” là chương quan trọng không những về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tế. 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 kiến tạo. Tuy nhiên, chưa có luận văn nào vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn. Trên cơ sở đó, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT, chương trình chuẩn” 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 lý thuyết kiến tạo vào quá trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 THPT nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 10 THPT - Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Vật lý 4. Phạm vi nghiên cứu Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn. 5. Giả thuyết khoa học Có thể tổ chức dạy học một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo quan điểm kiến tạo trong điều kiện hiện nay của trường THPT đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi; từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1 . Tìm hiểu lý thuyết kiến tạo trong dạy học, các phương án dạy học dựa trên quan điểm kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 6.2 . Xác định mục tiêu dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. 6.3 . Phân tích nội dung kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn. Xác định điều kiện cần thiết tổ chức dạy học theo quan điểm kiến tạo. 6.4 . Tìm hiểu thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. 6.5 . Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” lớp 10 THPT, chương trình chuẩn theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 6.6 . Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của các tiến trình dạy học đã thiết kế. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học nhằm tìm hiểu lý thuyết kiến tạo và các phương án dạy học theo quan điểm kiến tạo. - Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng) để xác định nội dung, cấu trúc logic của các kiến thức mà học sinh cần nắm vững. 7.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Tìm hiểu thực tế dạy học chương thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra, phân tích kết quả và đề xuất một số nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục. 7.3. Phương pháp thực nghiệm - Thực nghiệm Vật lý: Tiến hành các thí nghiệm giáo khoa thuộc nội dung chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. - Thực nghiệm sư phạm. 8. Đóng góp mới của đề tài * Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của LTKT trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. * Về thực tiễn: - Điều tra được 26 quan niệm sai phổ biến của HS về kiến thức thuộc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”. - Điều tra được thực trạng dạy học môn Vật lý ở một số trường THPT thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. - Lắp ráp và thực hiện 10 thí nghiệm dùng cho dạy học chương. - Thiết kế được 5 tiến trình dạy học theo quan điểm kiến tạo một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” đảm bảo yêu cầu khoa học, sư phạm và khả thi trong điều kiện hiện nay của nhà trường THPT Việt Nam. - Tổ chức TNSP theo các tiến trình đã thiết kế góp phần nâng cao chất lượng dạy và học đồng thời rèn luyện một số kỹ năng cho HS phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay. * Một bài báo (Tạp chí giáo dục) đã nhận đăng phản ánh một phần kết quả của đề tài. Tên bài báo: Khai thác quan niệm sai của HS khi dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, Vật lý 10 THPT ban cơ bản. 9. Cấu trúc của luận văn Luận văn dày 150 trang gồm các phần sau: Phần mở đầu gồm 4 trang: giới thiệu về đề tài nghiên cứu Chương 1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học ở trường phổ thông: gồm 19 trang Chương 2. Thiết kế tiến trình dạy học chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo quan điểm của lý thuyết kiến tạo nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lý: gồm 48 trang Chương 3. Thực nghiệm sư phạm: gồm 14 trang Kết luận : gồm 2 trang Tài liệu tham khảo: gồm 3 trang Phụ lục: gồm 55 trang Chương 1 : LÝ THUYẾT KIẾN TẠO TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Lý thuyết kiến tạo trong dạy học 1.1.1. Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo Lý thuyết kiến tạo xuất phát từ một quan điểm của J.Piaget (nhà tâm lý học lỗi lạc người Thụy Sĩ, 1896 - 1980) về các cấu trúc nhận thức [4], [7]. Theo quan điểm này, hoạt động nhận thức của con người liên quan đến việc tổ chức thông tin và thích nghi với môi trường mà người học tri giác nó thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng. Tổ chức thông tin là cách mà thông tin được tổ chức, hình thành trong đầu óc của con người liên quan đến các đối tượng cụ thể, ý tưởng hoặc hành động. Thông tin được tổ chức được gọi là nội dung. Nội dung hòa nhập vào cấu trúc nhận thức của chủ thể thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng. Sự phát triển nhận thức bao gồm ba quá trình cơ bản: đồng hóa, điều ứng và sự cân bằng [23]. Đồng hóa là một phần của sự thích nghi, là cơ chế giữ gìn cái đã biết và cho phép người học vận dụng những cái đã biết để giải quyết tình huống mới. Còn sự điều ứng chỉ thực sự xuất hiện khi những gì đã học không đủ để giải quyết các tình huống mới. Để giải quyết các tình huống này, người học có thể điều chỉnh, thậm chí là bác bỏ các nhận thức, quan niệm cũ. Cân bằng là sự điều chỉnh của chủ thể giữa hai quá trình đồng hóa và điều ứng. Như vậy, đồng hóa không làm thay đổi nhận thức mà chỉ mở rộng cái đã biết, còn điều ứng là làm thay đổi nhận thức và khi một học sinh tiếp xúc với một thông tin mới, sự mất cân bằng sẽ bắt đầu xuất hiện cho tới khi có sự thích nghi với thông tin mới và khi đó sẽ có sự cân bằng. 1.1.2 . Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo[22] Quá trình nhận thức của con người là một quá trình học tập dưới nhiều hình thức khác nhau từ mang tính chất tự phát cho đến tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học cao. Quá trình học tập của con người là một quá trình hoạt động tâm sinh lý với hàng loạt các thao tác và hành động liên tiếp được thực hiện trước hết bởi các cơ quan thụ cảm, sau đó bởi các cơ quan của hệ thần kinh trung ương. Đồng thời nhờ có ngôn ngữ và các ký hiệu mà kết quả của quá trình đó được kiến tạo thành hệ thống tri thức của con người nhằm phản ánh thế giới hiện thực khách quan. Trong triết học duy vật biện chứng, tư tưởng chính của lý thuyết kiến tạo đã được nhận thức luận Mác – Lênin khẳng định trong luận đề: Thế giới tự nhiên được tạo nên bởi vật chất, vật chất luôn vận động và tồn tại khách quan, con người có thể phản ánh được sự tồn tại và vận động của vật chất trong tư duy và hành động của mình. Như vậy, con người phải kiến tạo nên hệ thống tri thức để phản ánh thực tại xung quanh mình. Nếu hệ thống tri thức càng phong phú thì thực tại khách quan càng được phản ánh một cách sâu sắc và đầy đủ hơn. Một số hiện tượng con người chưa giải thích được đó là do hệ thống tri thức chưa được kiến tạo một cách đầy đủ. Khi đó, xuất hiện yêu cầu mở rộng tri thức và điều này thúc đẩy con người không ngừng nổ lực hoạt động và con người ngày càng nhận thức được thực tại sâu sắc hơn và tiệm cận với chân lý hơn. Ta thấy rằng: tư tưởng nền tảng của lý thuyết kiến tạo là đặt vai trò của chủ thể nhận thức lên vị trí hàng đầu của quá trình nhận thức. Trong quá trình học tập, người học không ngừng nổ lực tư duy để vượt qua những khó khăn nhận thức, nhiều khi phải thay đổi những quan niệm không phù hợp để xây dựng quan niệm mới. 1.1.3 . Một số luận điểm cơ bản của lý thuyết kiến tạo trong dạy học[4] Dạy học là quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của người học một cách tự giác, chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học để đạt được hiệu quả cao nhất vì thế phải dựa trên các cơ sở tâm lý học và triết học của hoạt động nhận thức. Những cơ sở tâm lý học và triết học của LTKT nêu trên là cơ sở khoa học để tạo lập LTKT trong dạy học. Là một trong những người tiên phong trong việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vào dạy học, Von Glasersfeld (nhà triết học người Đức, sinh năm 1917) đã nhấn mạnh một số luận điểm cơ bản làm nền tảng của lý thuyết kiến tạo như sau: a) Tri thức được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếp thu một cách thụ động từ bên ngoài. Luận điểm này khẳng định vai trò quyết định của chủ thể trong quá trình học tập, nó hoàn toàn phù hợp với thực tiễn trong quá trình nhận thức. Trong dạy học điều này cũng được thực hiện rõ ràng, chẳng hạn: khái niệm cùng phương và cùng giá. Mặc dù GV có thể đưa ra nhiều ví dụ khác nhau xoay quanh hai khái niệm trên nhưng chúng chỉ có thể được tạo nên trong chính tư duy của HS. b) Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗi người. Nhận thức không phải là khám phá một thế giới độc lập đang tồn tại bên ngoài ý thức của chủ thể. Theo quan điểm này, nhận thức không phải là quá trình HS thụ động thu nhận những chân lý do người khác áp đặt, mà họ được đặt trong một môi trường có dụng ý sư phạm. Ở đó HS được khuyến khích vận dụng những kỹ năng đã có để thích nghi với những đòi hỏi của môi trường mới, từ đó hình thành nên tri thức mới. Như vậy, luận điểm này hoàn toàn phù hợp với quy luật nhận thức của loài người. Chẳng hạn, sau khi HS đã có kiến thức về điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực, HS dựa vào đó để đưa ra phương pháp xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng có hình dạng bất kỳ. c) Học là một quá trình mang tính xã hội trong đó học sinh dần dần tự hòa mình vào các hoạt động trí tuệ của những người xung quanh. Trong lớp, học sinh không chỉ tham gia vào việc khám phá mà còn tham gia vào quá trình xã hội bao gồm việc giải thích, trao đổi, đàm phán và đánh giá. Chẳng hạn, khi GV đưa ra câu hỏi: Trọng tâm của vật rắn nằm ở đâu? HS thảo luận nhóm và đưa ra các câu trả lời: Nhóm 1: Nằm tại điểm chính giữa vật Nh