BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------------------------- TRẦN HƯNG THỚI NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG” VẬT LÍ 11 THPT CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2012 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------------------------- TRẦN HƯNG THỚI NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG” VẬT LÍ 11 THPT CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ MÃ SỐ: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC NGHỆ AN - 2012 2 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới cán bộ hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đình Thước đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy, cô giáo trong Ban Giám Hiệu, khoa sau đại học, khoa Vật lý, bộ môn phương pháp giảng dạy Vật lý của trường Đại học Vinh và Trường ĐH Đồng Tháp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Xin cảm ơn Ban Giám hiệu và các thầy, cô giáo bộ môn Vật lý của trường THPT Đỗ Công Tường đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm của luận văn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Vì điều kiện thời gian có hạn cũng như năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi những khiếm khuyết. Tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô giáo cùng bạn bè đồng nghiệp. Nghệ An, tháng 10 năm 2012 Tác giả Trần Hưng Thới 3 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN 1.DH GQVĐ Dạy học giải quyết vấn đề. 2. GQVĐ Giải quyết vấn đề. 3. GV Giáo viên. 4. HS Học sinh. 5. THPT Trung học phổ thông 6. ĐC Đối chứng 7. TN Thực nghiệm MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 4. Giả thuyết khoa học 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 6. Phương pháp nghiên cứu 2 7. Dự kiến đóng góp của đề tài 2 8. Cấu trúc của luận văn 3 Nội dung Chương 1. Cơ sở lí luận dạy học giải quyết vấn đề trong môn vật lý ở trường phổ thông 4 4 1.1. Lý thuyết về dạy học giải quyết vấn đề 1.1.1. Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề 4 1.1.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề 5 1.1.3. Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề 9 1.1.4. Các mức độ dạy học giải quyết vấn đề 12 1.1.5. Các điều kiện để triển khai thực hiện dạy học giải quyết vấn đề 14 1.2. Các phương pháp hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong nhận thức vật lý 16 1.2.1. Con đường nhận thức vật lý 16 1.2.2. Sự hình thành hệ thống kiến thức khoa học vật lý 19 1.2.3. Tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể 21 1.2.4 Các phương pháp nhận thức được sử dụng trong tiến trình nhận thức khoa học 21 1.3 Vận dụng dạy học GQVĐ trong các loại bài học Vật lý 24 1.3.1. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học xây dựng tri thức mới 24 1.3.2 Bài học “Bài tập Vật lý” theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 26 Kết luận chương 1 28 Chương 2. Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề một số kiến thức chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 chương trình chuẩn 29 2.1. Mục tiêu dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 chương trình chuẩn 29 2.2. Sơ đồ cấu trúc chương “Mắt. Các dụng cụ quang” 29 2.3. Nội dung khoa học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 chương trình chuẩn. 31 2.4 Thực trạng dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp. 35 2.5 Chuẩn bị các điều kiện cho việc triển khai thiết kế tiến trình dạy học theo định hướng DHGQVĐ 36 2.5.1 Vấn đề hóa nội dung dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” 36 2.5.2 Kho tư liệu trực quan hóa tạo điều kiện cho HS phát biểu xây dựng kiến thức, vận dụng kiến thức 39 2.5.3 Sưu tầm, biên soạn các bài tập vấn đề dùng cho dạy học chương 40 2.6 Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề. 42 2.6.1 Bài học xây dựng kiến thức mới 42 2.6.2 Bài học bài tập vật lý 66 Kết luận chương 2 73 Chương 3. Thực nghiệm sư phạm 74 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 74 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 74 3.3.Tổ chức thực nghiệm sư phạm. 74 5 3.3.1.Địa điểm và thời gian thực nghiệm. 74 3.3.2. Hình thức tổ chức thực nghiệm. 75 3.4. Xử lý kết quả thực nghiệm 76 3.4.1. Kết quả tính toán các tham số thống kê 76 3.4.2. Kết quả kiểm định giả thiết thống kê 78 Kết luận chương 3 79 Kết luận chung của luận văn 80 Tài liệu tham khảo 81 Phụ lục MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Xã hội ngày càng phát triển, khối lượng kiến thức của nhân loại ngày càng nhiều, đa dạng về lượng và chất. Muốn không tụt hậu so với thời đại, bất cứ ai cũng phải có khả năng tự học, tự nghiên cứu để cập nhật thông tin, kiến thức. Mặt khác, yêu cầu Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đòi hỏi giáo dục và đào tạo nhất thiết phải tạo ra được những con 6 người có kiến thức, kĩ năng và thái độ đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của nguồn nhân lực. Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề là một phương pháp dạy học có nhiều ưu điểm trong việc phát huy tính tích cực hoạt động của học sinh, trong việc phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề trong quá trình dạy học sẽ giúp cho học sinh phát triển năng lực tư duy, năng lực nhận thức. Hơn nữa, dạy học giải quyết vấn đề sẽ giúp cho học sinh tăng cường được khả năng tự học, khả năng sáng tạọ. Chương “Mắt. Các dụng cụ quang” trong chương trình Vật lý 11 chương trình chuẩn là một chương chứa đựng nhiều nội dung kiến thức khó đối với học sinh. Để nâng cao chất lượng học tập của học sinh đáp ứng yêu cầu giáo dục mà xã hội đòi hỏi hiện nay, do đó dạy học trong nhà trường phải đổi mới toàn diện, khâu đột phá là đổi mới phương pháp dạy học. Với những lý do trên trên, tôi chọn đề tài: Nghiên cứu vận dụng dạy học giải quyết vấn đề vào dạy học chương "Mắt. Các dụng cụ quang" - Vật lí lớp 11 THPT chương trình chuẩn 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu vận dụng dạy học giải quyết vấn đề vào dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang”, Vật lý 11 THPT nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề - Quá trình dạy học vật lý ở trường THPT 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Dạy học giải quyết vấn đề trong môn học vật lý - Chương “Mắt. Các dụng cụ quang” - Vật lý 11 THPT chương trình chuẩn 4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Tổ chức dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 chương trình chuẩn theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề sẽ nâng cao chất lượng học tập của học sinh 5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học giải quyết vấn đề 5.2. Nghiên cứu mục tiêu, nội dụng, đặc điểm chương “Mắt. Các dụng cụ quang” – Vật lý 11THPT chương trình chuẩn 5.3. Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” ở một số trường THPT của Tỉnh Đồng Tháp 7 5.4. Chuẩn bị các điều kiện cần thiết để triển khai dạy học chương “Mắt. Các dụng cụ quang” – Vật lý 11 THPT chương trình chuẩn theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 5.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Mắt. Các dụng cụ quang” – Vật lý 11 THPT chương trình chuẩn theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 5.6. Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng kết quả nghiên cứu 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Đọc các tài liệu, phân tích, lựa chọn nội dung, hệ thống cơ sở lý luận của đề tài. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Điều tra thực trạng dạy học giải quyết vấn đề ở trường THPT - Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT 6.3. Phương pháp thống kê toán học - Xử lý các số liệu điều tra, kết quả TNSP 7. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN - Về mặt lí luận: Hệ thống được nội dung lý luận về dạy học giải quyết vấn đề vận dụng vào dạy học môn học vật lí ở trường phổ thông - Về mặt thực tiễn: Thiết kế được một số tiến trình dạy học theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề đối với chương “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lý 11 chương trình chuẩn góp phần đổi mới PPDH vật lí ở trường THPT. 8. CẤU TRÚC LUẬN VĂN Ngoài phần Mở đầu, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, nội dung luận văn có 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận dạy học giải quyết vấn đề trong môn vật lý ở trường phổ thông Chương 2: Dạy học một số kiến thức chương “ Mắt. Các dụng cụ quang”- Vật lý 11 THPT chương trình chuần theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 8 NỘI DUNG Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Lý thuyết về dạy học giải quyết vấn đề 1.1.1. Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề Dạy học giải quyết vấn đề (DHGQVĐ) là một trong những phương pháp dạy học tích cực ra đời vào giữa thế kỷ 20 trong sự thôi thúc của xã hội đòi hỏi sự cải tiến phương pháp dạy học trong nhà trường. Tư tưởng chủ đạo của phương pháp DHGQVĐ là đưa quá trình học tập của HS gần hơn với quá trình tìm tòi, phát hiện, khám phá của các nhà khoa học, nâng cao tính độc lập sáng tạo của HS. Tuy nhiên cần chú ý đến những điểm khác biệt căn bản giữa nhà khoa học và HS khi giải quyết vấn đề như động cơ, hứng thú, nhu cầu, năng lực giải quyết vấn đề, điều kiện, phương pháp làm việc. Sau đây là một số quan điểm về DHGQVĐ: [11] Theo V. Ô-Kôn: "Dạy học nêu vấn đề là tập hợp những hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, phát biểu các vấn đề, . . . giúp đỡ những điều kiện cần thiết để HS giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hoá và cũng cố kiến thức thu nhận được". Theo I.Ia. Lecne: "Dạy học nêu vấn đề là phương pháp dạy học trong đó HS tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề và các bài toán có vấn đề được xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chương trình". Theo I.F.Kharlamop: "Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề (tình huống tìm tòi) trong giờ học, kích thích HS nhu cầu 9 giải quyết những vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới". DHGQVĐ là một hình thức dạy học trong đó HS được coi như "nhà khoa học trẻ" tự giác và tích cực tổ chức các quá trình "xây dựng tri thức mới cho bản thân". hoạt động đó được diễn ra giống như "hoạt động nghiên cứu khoa học", mặc dù kết quả của nó là tìm thấy lại những điều đã có trong khoa học, song lại là điều mới mẻ đối với HS. Người GV phải thực sự quan tâm đến cả nội dung khoa học mà HS đã xây dựng được lẫn phương pháp hoạt động của HS để đạt được điều đó, do vậy GV phải là nhà thiết kế, tổ chức và chỉ đạo thi công. Đó là một hoạt động sáng tạo và đòi hỏi tài nghệ sư phạm, lòng kiên trì, sự khoan dung và độ lượng cao. Bời vì GV phải chỉ đạo lớp trẻ non nớt không phải tái tạo cái đã quen biết mà là đi xây cái mới cho họ, còn đối với GV thì đó lại là điều quá cũ. Từ những định nghĩa trên, từ việc phân tích bản chất của DHGQVĐ cho thấy DHGQVĐ không phải là một phương pháp dạy học cụ thể đơn nhất mà nó là tập hợp nhiều phương pháp dạy học cụ thể nhằm tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo con đường hình thành và giải quyết vấn đề. Trong phạm vi phương pháp dạy học thì DHGQVĐ có thể thâm nhập vào hầu hết các phương pháp dạy học khác làm cho tính chất của chúng trở nên tích cực hơn. 1.1.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề 1.1.2.1. Vấn đề "Vấn đề là bài toán, nhiệm vụ mà cách thức hoàn thành hay kết quả của nó chưa được HS biết trước, nhưng HS đã nắm được kiến thức và kỹ năng xuất phát, để từ đó thực hiện sự tìm tòi kết quả hay cách thức hoàn thành bài làm. Nói cách khác, đó là câu hỏi mà HS chưa biết câu trả lời, nhưng có thể bắt tay vào tìm kiếm lời giải đáp." "Vấn đề trong nghiên cứu Vật lý là một câu hỏi, một bài toán chưa có lời giải, xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đời sống. Đó là những hiện tượng mới, quá trình mới không thể lý giải được bằng các lý thuyết đã có hoặc một câu hỏi tìm giải pháp cho một mục đích thiết thực nào đó, hoặc lý thuyết chưa trọn vẹn . . ." Từ các cách hiểu trên chứng tỏ "vấn đề" bao giờ cũng chứa đựng mâu thuẫn về nhận thức. Lúc đầu mâu thuẫn đó còn mang tính khách quan, sau khi HS tiếp thu và ý thức được 10 . THỚI NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG VẬT LÍ 11 THPT CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN. quang& quot; - Vật lí lớp 11 THPT chương trình chuẩn 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu vận dụng dạy học giải quyết vấn đề vào dạy học chương Mắt. Các dụng cụ quang ,