Luận văn Vận dụng mô hình dạy học điều tra vào dạy một số chủ đề trong sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM TP. HOÀ CHÍ MINH Nguyeãn Thò Lieân VAÄN DUÏNG MOÂ HÌNH DAÏY HOÏC ÑIEÀU TRA VAØO DAÏY MOÄT SOÁ CHUÛ ÑEÀ TRONG SAÙCH GIAÙO KHOA VAÄT LÍ 10 NAÂNG CAO Chuyeân ngaønh: Lyù luaän vaø phöông phaùp daïy hoïc moân Vaät Lí Maõ soá : 60 14 10 LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ GIAÙO DUÏC HOÏC NGÖÔØI HÖÔÙNG DAÃN KHOA HOÏC: TS. THAÙI KHAÉC ÑÒNH Thaønh phoá Hồ Chí Minh – 2008 LÔØI CAÛM ÔN Lôøi ñaàu tieân , taùc giaû xin chaân thaønh göûi lôøi caûm ôn saâu saéc ñeán TS. Thaùi Khaéc Ñònh, ngöôøi thaày ñaõ taän tình höôùng daãn taùc giaû hoaøn thaønh luaän vaên. Taùc giaû cuõng xin chaân thaønh caûm ôn caùc thaày coâ trong khoa Vaät Lyù vaø phoøng Khoa hoïc Coâng ngheä Sau ñaïi hoïc, tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Thaønh phoá Hoà Chí Minh, caùc thaày coâ ñaõ truyeàn ñaït nhieàu kieán thöùc boå ích vaø giuùp taùc giaû laøm quen daàn vôùi coâng taùc nghieân cöùu khoa hoïc. Taùc giaû xin chaân thaønh caûm ôn caùc thaày coâ phaûn bieän ñaõ ñoïc, nhaän xeùt vaø chæ ra nhöõng thieáu soùt ñeå luaän vaên hoaøn chænh hôn. Taùc giaû xin toû loøng bieát ôn saâu saéc ñeán Ban Giaùm Hieäu , vaø caùc thaày coâ trong toå Vaät lyù tröôøng THPT Nguyeãn Coâng Tröù ,quaän Goø Vaáp, Thaønh phoá Hoà Chí Minh, caùc thaày coâ ñaõ goùp yù veà chuyeân moân , veà caùch thöùc toå chöùc daïy hoïc, döï giôø vaø taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi khaùc ñeå taùc giaû hoaøn thaønh phaàn thöïc nghieäm cuûa luaän vaên. Cuoái cuøng, taùc giaû xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh ñeán gia ñình, baïn beø vaø ñoàng nghieäp ñaõ luoâân uûng hoä , ñoäng vieân, goùp yù ñeå taùc giaû hoaøn thaønh luaän vaên naøy. 1 MỤC LỤC Danh mục các chữ viết tắt........................................................................................... 3 Danh mục các bảng ..................................................................................................... 4 ................................................................................................Danh mục các hình vẽ 5 MỞ ĐẦU…................................................................................................................ 7 Chương 1- CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA MÔ HÌNH DẠY HỌC ĐIỀU TRA........ 10 1.1. Mô hình dạy học hướng vào người học .................................................... 10 1.2. Dạy học điều tra (Inquiry based- learning)( IBL) ...................................... 11 1.3. Dạy học điều tra và công nghệ thông tin ................................................... 17 1.4. Vận dụng dạy học điều tra cho chương trình Vật lí THPT ....................... 21 1.5. Kết luận chương 1 ...................................................................................... 29 Chương 2- THIẾT KẾ DẠY 2 CHỦ ĐỀ: “CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU”, “CÁC LỰC CƠ HỌC” THEO MÔ HÌNH DẠY HỌC ĐIỀU TRA ..................................................................... 30 2.1. Thiết kế dạy chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều” theo mô hình dạy học điều tra ................................................................................ 30 2.2. Thiết kế dạy chủ đề : “ Các lực cơ học” theo mô hình dạy học điều tra .............................................................................................................. 64 2.3. Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS ................................................ 87 2.4. Kết luận chương 2 ...................................................................................... 87 Chương 3- THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM........................................................... 88 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm..................................... 88 3.2. Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm .................................... 88 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm........................................................... 89 3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm..................................................... 93 3.5. Kết luận chương 3 .................................................................................... 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………….. ....................................................... 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 109 PHỤ LỤC 2 Danh mục các chữ viết tắt GV : Giáo viên HS : Học sinh IBL : Dạy học điều tra (Inquiry based learning) NXB GD : Nhà xuất bản giáo dục PHT : Phiếu học tập SGK : Sách giáo khoa TPHCM : Thành phố Hồ Chí Minh THCS : Trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông 3 Danh mục các bảng Bảng 2.1. Thang điểm đánh giá cá nhân................................................................ ....40 Bảng 2.2. Thang điểm đánh giá nhóm...................................................................... .42 Bảng 2.3. Thang điểm đánh giá sản phẩm............................................................... ..45 Bảng 2.4. Mẫu báo cáo công việc chuẩn bị của nhóm............................................. .46 Bảng 3.1. Đánh giá của HS về 2 chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều “ và “ các lực cơ học”............................................................................... .....94 Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra của chủ đề “Chuyển động thẳng biến đổi đều”........................................................................98 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất của chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều”......................................................................................... .........98 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất lũy tích của chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều”........................................................................ ..................99 Bảng 3.5. Các tham số thống kê của chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều”............................................................................................... .......100 Bảng 3.6. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra của chủ đề “Các lực cơ học “.................................................................................................101 Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất của chủ đề “Các lực cơ học “...........................101 Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất lũy tích của chủ đề “Các lực cơ học “..............102 Bảng 3.9. Các tham số thống kê của chủ đề “Các lực cơ học “..............................103 Bảng 3.10. Bảng so sánh F và Fα của 2 chủ đề “Chuyển động thẳng biến đổi đều” và “Các lực cơ học”………………….. ……………………104 Bảng 3.11a. Đại lượng kiểm định t của chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều” và “ các lực cơ học”................................................ ...............104 Bảng 3.11b. Bảng so sánh t và tα của 2 chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều” và “ Các lực cơ học”............................................... ...............105 4 Danh mục các hình vẽ Hình 2.1. Trang web dự án của chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều”......... ...38 Hình 2.2.Trang web dự án của chủ đề “ Các lực cơ học” .........................................70 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố điểm của nhóm thực nghiệm và đối chứng của chủ đề “ Chuyển động thẳng biến đổi đều”...............................................98 Hình 3.3. Biểu đồ phân phối tần suất của chủ đề “Chuyển động thẳng biến đổi đều”.... ...............................................................................................99 Hình 3.4. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của chủ đề “Chuyển động thẳng biến đổi đều”........................................................... ......................100 Hình 3.5. Biểu đồ phân bố điểm của nhóm thực nghiệm và đối chứng của chủ đề “Các lực cơ học”........................................................... ...............101 Hình 3.6. Biểu đồ phân phối tần suất của chủ đề “Các lực cơ học”............. ...........102 Hình 3.7. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của chủ đề “Các lực cơ học”............................................................. ............................................102 5 Cấu trúc của luận văn Luận văn được cấu trúc như sau: MỞ ĐẦU ( 3 trang) Chương 1: Cơ sở lý luận của mô hình dạy học điều tra ( 20 trang) Chương 2: Thiết kế dạy 2 chủ đề “Chuyển động thẳng biến đổi đều “ và “ Các lực cơ học” theo mô hình dạy học điều tra (58 trang) Chương 3: Thực nghiệm sư phạm (19 trang) KẾT LUẬN ( 2 trang) TÀI LIỆU THAM KHẢO (32 tài liệu) PHỤ LỤC (14 trang) 6 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Kiến thức của nhân loại trong mọi lĩnh vực đang biến đổi và tăng lên vùn vụt mỗi ngày. Trong khi đó thời gian hoạt động của con người nói chung và thời gian học tập của học sinh (HS) trong nhà trường thì có hạn, chúng ta không thể bắt HS học thêm giờ để truyền đạt thêm kiến thức cho các em. Hơn nữa việc nhớ sự kiện và thông tin bây giờ không còn quan trọng nữa. Sự kiện có thể thay đổi. Thông tin thì dễ dàng tìm kiếm. Thêm vào đó không ai có thể học và nhớ mọi kiến thức. Chính vì những lí do trên mà bắt buộc giáo dục phải liên tục đổi mới để đào tạo ra những con người mới năng động, theo kịp với xu thế phát triển của thời đại. Phương pháp dạy và học phải được cải tiến theo hướng tích cực hoá hoạt động học tập của HS , phải rèn luyện được cho HS kĩ năng sống và làm việc trong một xã hội hiện đại: kĩ năng thu thập, xử lí thông tin, kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng ra quyết định,kĩ năng làm việc hợp tác, kĩ năng tự học suốt đời…. Dạy học truyền thống lấy mục tiêu là kiến thức , kĩ năng, trong đó giáo viên (GV) đóng vai trò trung tâm, là người bào chế, truyền đạt tri thức cho HS. Nhưng kiến thức mà HS học được không vượt ra khỏi nội dung , chương trình học, ít có liên hệ thực tế. Những hiểu biết và kĩ năng được rèn luyện khác xa với hiểu biết và kĩ năng để giải quyết những vấn đề muôn mặt của cuộc sống. Dạy học hiện đại lấy sự phát triển của người học làm mục tiêu, chú trọng đến sự hiểu biết của người học vượt ra ngoài chương trình, nội dung học thiết thân, thiết thực, rèn luyện được cho HS những kĩ năng sống quan trọng để có thể thích ứng nhanh với sự thay đổi không ngừng của cuộc sống. Như vậy, so với dạy học truyền thống, dạy học hiện đại có nhiều ưu điểm vượt trội hơn, tốt hơn cho người học. Dạy học điều tra (Inquiry based learning) (viết tắt là IBL)là một trong những mô hình dạy học hiện đại, hướng vào người học, tập trung rèn luyện cho HS suy nghĩ phê phán, giải quyết vấn đề thông qua việc làm việc hợp tác với người khác. 7 Hoạt động của IBL bắt đầu bằng một câu hỏi khái quát. HS làm việc theo nhóm, chẻ câu hỏi lớn thành những câu hỏi nhỏ hơn , lập kế hoạch tìm kiếm và xử lý thông tin để tìm ra câu trả lời. Câu trả lời được các nhóm trình bày dưới nhiều hình thức đa dạng: bài thuyết trình,bài trình diễn, trang web, thí nghiệm, đồ thị, phim ảnh…, rồi đem ra thảo luận với các nhóm khác và với GV, thậm chí còn đem trao đổi trên internet với khán giả toàn thế giới. GV đóng vai trò là người cố vấn học tập chứ không phải là người truyền đạt tri thức. IBL ra đời ở Mĩ cuối thế kỉ 20 và được vận dụng thành công ở Mĩ và Úc. Nếu vận dụng sáng tạo vào dạy học phổ thông ở Việt Nam thì mô hình IBL có thể sẽ thành công. Đó là lí do tôi chọn đề tài :” Vận dụng mô hình dạy học điều tra vào dạy một số chủ đề trong sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao”. 2. Mục đích của đề tài Vận dụng IBL vào dạy học một số chủ đề trong sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao để đánh giá hiệu quả của IBL trong việc : • Tích cực hoá hoạt động học tập của HS. • Rèn luyện cho HS kĩ năng làm việc hợp tác. 3. Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy và học Vật lí theo mô hình dạy học điều tra 4. Phạm vi nghiên cứu Thiết kế dạy và học 2 chủ đề trong sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao theo mô hình dạy học điều tra: “Chuyển động thẳng biến đổi đều” và “ Các lực cơ học”. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ¾ Nghiên cứu cơ sở lý luận của mô hình dạy học điều tra. ¾ Thiết kế dạy và học 2 chủ đề :” Chuyển động thẳng biến đổi đều”,” Các lực cơ học” theo mô hình dạy học điều tra. ¾ Thực nghiệm sư phạm dạy học 2 chủ đề: “Chuyển động thẳng biến đổi đều”, “ Các lực cơ học”. 8 6. Phương pháp nghiên cứu ¾ Phương pháp thu thập dữ kiện ¾ Phương pháp nghiên cứu lý luận ¾ Phương pháp thực nghiệm sư phạm ¾ Phương pháp thông kê toán học 7. Giả thuyết khoa học Thiết kế bài học theo IBL sẽ tích cực hoá hoạt động học tập của HS, rèn luyện được cho các em kĩ năng làm việc hợp tác với người khác. 8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu Nếu áp dụng IBL thành công với 2 chủ đề trên thì có thể áp dụng mở rộng cho những chủ đề khác, không những thuộc môn Vật lí mà còn có thể cho những môn học khác, cho các khối lớp khác. Qua đó, đề tài đã góp phần đổi mới cách dạy và học hiện nay. Đề tài có thể xem là tài liệu tham khảo về dạy IBL cho GV và những bạn đọc quan tâm. 9 Chương 1- CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA MÔ HÌNH DẠY HỌC ĐIỀU TRA 1.1. Mô hình dạy học hướng vào người học [11] 1.1.1. Nguồn gốc - Trào lưu dạy học hướng vào người học có từ cuối thế kỉ 19, đầu thế kỉ 20, bắt nguồn từ những tư tưởng xã hội: tự do, dân chủ, bình đẳng, tình anh em…có trong các tác phẩm và hoạt động của J. Rousseau ( Pháp, thế kỉ 18) , L. Tolstoy ( Nga, thế kỉ 19). - Triết lí của dạy học hướng vào người học chịu ảnh hưởng chủ yếu của J. Dewey ( Mĩ), S. Freud (Áo), C. Jung (Áo), B. Otto ( Đức ), R. Charms ( Pháp), C. Roger ( Mĩ) và A. Maslow ( Mĩ). - Dạy học hướng vào người học cũng một phần dựa vào phương pháp và mô hình nghiên cứu xã hội học, tâm lí học, giáo dục học của C. Lewin ( Đức), J. Piaget ( Thuỵ Sĩ), Bruner ( Mĩ), P. Freire và I. D.Illich ( Canada và Mĩ La Tinh), Bandura và Weiner ( Mĩ) và rất nhiều kết quả nghiên cứu cụ thể khác. 1.1.2. Đặc trưng của mô hình dạy học hướng vào người học - Tính nhân văn: chú ý đến nhu cầu và lợi ích thiết thân của người học, tập trung vào giá trị “ người” như: ý thức bản ngã, tự thể hiện, tự trưởng thành, tự phát triển,tự lực… - Tính dân chủ: nhấn mạnh quyền tự do của người học trong việc lựa chọn, ra quyết định, tiến hành, giải quyết vấn đề, đề cao trách nhiệm cá nhân, đòi hỏi sự kết hợp hài hoà giữa cá nhân và nhóm hay cộng đồng, tôn trọng phát triển giá trị cá nhân, đề cao tính cởi mở của môi trường học tập… 10 1.2. Dạy học điều tra (Inquiry based- learning)( IBL) 1.2.1. Inquiry based learning là gì? [15],[16],[21],[22],[23] Inquiry được định nghĩa là tìm kiếm sự thật , thông tin hay kiến thức bằng cách đặt câu hỏi. Inquiry based learning hay Investigative learning là một mô hình dạy học hướng vào người học , thu hút người học tìm giải pháp (câu trả lời ) cho một vấn đề ( câu hỏi ) quan trọng và có ý nghĩa thông qua việc điều tra thông tin và làm việc hợp tác với người khác. IBL có 5 giai đoạn cơ bản: • Hỏi: Một câu hỏi khái quát được đặt ra. Câu hỏi này có thể trả lời được, có nội dung khoa học , có thể chia ra thành nhiều câu hỏi nhỏ, phải có ý nghĩa và hấp dẫn đối với người học. • Điều tra: Người học phân tích câu hỏi khái quát thành những câu hỏi cơ sở, thu thập thông tin: tìm hiểu nguồn tài liệu, nghiên cứu mày mò thí nghiệm, quan sát, phỏng vấn, loại bỏ những ý tưởng không thích hợp. • Sáng tạo: Những thông tin thu thập được trong giai đoạn điều tra được xử lí và tổng hợp lại. Người học bây giờ đảm nhiệm vai trò tạo ra những kiến thức mới, những ý tưởng mới quan trọng, những thuyết mới nằm ngoài kinh nghiệm trước đó của họ. • Thảo luận: người học chia sẻ những ý tưởng mới, những kinh nghiệm , so sánh những ghi chú trong quá trình điều tra và thảo luận kết luận với người khác. • Phản hồi: người học nhìn lại câu hỏi khái quát, thể hiện câu trả lời bằng các sản phẩm học tập đa dạng: bài thuyết trình, trang web, tranh ảnh, đồ thị… 1.2.2. Kết quả của IBL [15],[16],[21],[22],[23] Sau khi học với IBL ,HS sẽ có được: - Kiến thức của bài học: gồm kiến thức cơ bản và kiến thức mở rộng - Kiến thức quá trình:HS nắm được con đường tìm ra kiến thức - Rèn được các kĩ năng sống quan trọng: giải quyết vấn đề, làm việc hợp tác và chia sẻ với người khác,… 11 - Nuôi dưỡng thói quen tư duy tốt: biết suy nghĩ có phê phán, biết đặt câu hỏi và tìm cách trả lời , từ đó người học luôn tự bổ sung thêm kiến thức mới cho mình, nghĩa là biết tự học suốt đời. 1.2.3. Sự hình thành và phát triển IBL [17],[18],[26] IBL được xây dựng chủ yếu từ những tư tưởng của một số nhà giáo dục lớn như Socrates, John Dewey, Lev Vygotsky… Socrates(470-399 trước công nguyên) : dẫn HS tìm đến kiến khức thông qua câu hỏi. GV đặt câu hỏi HS trả lời, GV và các HS khác sẽ biện bác, tranh luận. Mục đích của phương pháp này là khuyến khích HS suy nghĩ có phê phán. John Dewey (1859-1952). Dewey có tư tưởng “học bằng hành” (learning by doing), dạy học phải dựa trên kinh nghiệm về thế giới thật của HS. Thay cho việc xử lí những sự liệu trong sách và trong lời nói của thầy, việc học tập là quá trình xử lí kinh nghiệm trực tiếp của mình. Các kĩ năng được tích luỹ không phải bằng luyện tập và nhớ máy móc mà bằng những hoạt động người học tự tiến hành với sự giúp đỡ của thầy để đáp ứng được lợi ích và nhu cầu của mình. Lev Vygotsky(1896-1934) : chất lượng học được nâng cao thông qua giải quyết vấn đề. Quá trình tìm kiếm cách giải quyết vấn đề trong nhóm sẽ giúp trẻ học tập hiệu quả hơn là trẻ tự tìm cách giải quyết vấn đề một cách độc lập. IBL ra đời ở nước Mĩ từ cuối thế kỉ 20 và ngày nay được áp dụng phổ biến ở Mĩ và Úc. 1.2.4. Vai trò của GV trong IBL [15],[16],[21],[23] GV đóng vai trò là chuyên gia , là cố vấn của HS chứ không phải là người truyền đạt tri thức cho HS. a. GV phản ánh mục tiêu của IBL và lập kế hoạch IBL - Lên kế hoạch những cách làm cho mỗi người học đều chủ động trong quá trình học. - Hiểu những kĩ năng , kiến thức, thói quen cần thiết cho hoạt động học. 12 - Chắc chắn rằng việc học trong lớp phải có liên quan tới người học và có thể ứng dụng được. - Chuẩn bị những câu hỏi mà người học có thể hỏi. - Chuẩn bị môi trường học tập với dụng cụ học tập, nguyên liệu và tài liệu liên quan đến sự tích cực của người học. b. GV tạo điều kiện thuận lợi cho lớp học - Những kế hoạch tạo điều kiện thuận lợi cho người học hàng ngày , hàng tuần, hàng tháng, hàng năm của GV tập trung vào việc thiết lập nội dung học tập trong khung kiến thức chương trình. Họ nhấn mạnh sự nuôi dưỡng, phát triển thói quen tư duy tốt. - Xem dạy học cũng là quá trình học của GV. - Đặt câu hỏi, khuyến khích suy nghĩ bất đồng để dẫn đến nhiều câu hỏi hơn. - Đánh giá và khuyến khích sự trả lời, khi câu trả lời sai kiến thức thì GV chỉ rõ nguyên nhân và đưa ra những hướng dẫn hợp lí cho người học. - Thường lờ đi những chướng ngại gặp phải của người học và chỉ hướng dẫn người học khi thật cần thiết. - Luôn hỏi những câu hỏi Tai sao? Bằng cách nào em biết? Đâu là bằng chứng? - Để người học đánh giá một phần quá trình học tập của họ. 1.2.5. Vai trò của HS trong IBL [15],[16],[21],[23] a. HS xem mình là người học trong quá trình học. - Họ thể hiện mong muốn học hơn nữa. - Họ tìm kiếm và làm việc hợp tác với GV và bạn học. - Họ tự tin trong việc học, sẵn sàng điều chỉnh ý tưởng, tính toán tới sự liều lĩnh và thể hiện sự hoài nghi hợp lí. 13 b. HS nhận “ lời mời học tập” và sẵn sàng tham gia vào quá trình khám phá - Họ thể hiện sự tò mò, sự quan sát có suy nghĩ. - Họ di chuyển vòng quanh, chọn và sử dụng những tài liệu cần thiết. - Họ chinh phục bạn học và GV về sự quan sát và những câu hỏi. - Họ thử những ý tưởng cá nhân . c. HS nêu câu hỏi, giải thích, quan sát - Họ đặt câu hỏi. - Họ dùng câu hỏi dẫn đến những câu hỏi hoặc những ý tưởng xa hơn. - Họ quan sát có phê phán , chứ không phải chỉ nghe và nhìn ngẫu nhiên. - Họ đánh giá và áp dụng câu hỏi như là một phần quan trọng của việc học. - Họ liên hệ với