Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
HOÀNG THỊ HƢƠNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG
“TỪ TRƢỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 THPT
THEO TƢ TƢỞNG CỦA LÝ THUYẾT KIẾN TẠO Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp giảng dạy Vật lý
Mã số: 60.14.10
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo của
trường THPT Tân Yên số 1 và trường THPT Tân Yên số 2 đã tạo điều kiện
cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã
giúp đỡ, động viên tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2011
Tác giả
Hoàng Thị Hương
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong
một công trình nào khác.
Thái Nguyên, tháng 08 năm 2011
Tác giả
Mục lục iv
Danh mục các chữ viết tắt viii
Danh mục các bảng ix
Danh mục các hình vẽ, biểu đồ và đồ thị x
MỞ ĐẦU 1
1. Lí do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
4. Giả thuyết khoa học 4
5. Nhiệm vụ nghiên cứu 4
6. Phương pháp nghiên cứu 4
7. Những đóng góp của đề tài 5
8. Cấu trúc của luận văn 5
Chƣơng 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn 7
1.1. Cơ sở lý luận của lý thuyết kiến tạo và việc vận dụng LTKT vào dạy học
vật lý ở THPT 7
1.1.1. Thuyết kiến tạo nhận thức 7
1.1.1.1. Luận điểm cơ bản của J.Piaget 7
1.1.1.2. Luận điểm kiến tạo của Vygotsky 9
1.1.1.3. Kiến tạo cơ bản 10
1.1.1.4. Kiến tạo xã hội 11
1.1.1.5. Lý thuyết kiến tạo và dạy học 12
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
v
1.1.2. Dạy học vật lý theo định hướng vận dụng tư tưởng của lý thuyết kiến
tạo 20
1.1.2.1. Dạy học vận dụng tư tưởng của lý thuyết kiến tạo với mục tiêu dạy
trƣờng” và “Cảm ứng điện từ” theo tƣ tƣởng của lý thuyết kiến tạo 32
2.1. Phân tích nội dung kiến thức thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện
từ” theo định hướng nghiên cứu 32
2.1.1. Sơ đồ cấu trúc lôgic nội dung chương “Từ trường” 32
2.1.2. Phân tích mục tiêu dạy học của chương “Từ trường” 33
2.1.3. Sơ đồ cấu trúc lôgic nội dung chương “Cảm ứng điện từ” 34
2.1.4. Phân tích mục tiêu dạy học của chương “Cảm ứng điện từ” 34
2.1.5. Đề xuất phương án khắc phục khó khăn trong dạy học chương “Từ
trường” 35
2.2. Tổ chức quá trình dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và
“Cảm ứng điện từ” theo tư tưởng của lý thuyết kiến tạo 36
2.2.1. Đề xuất tiến trình dạy học theo tư tưởng của lý thuyết kiến tạo trong
dạy học vật lý trung học phổ thông dựa trên phương pháp thực nghiệm 36
2.2.2. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và
“Cảm ứng điện từ” theo tư tưởng của lý thuyết kiến tạo 41
2.2.2.1. Thiết kế tiến trình kiến tạo kiến thức về: “Từ trường” (Bài 19) 42
2.2.2.2. Thiết kế tiến trình kiến tạo kiến thức về: “Từ thông. Cảm ứng điện từ”
(Bài 23) 54
Kết luận chƣơng 2 65
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 66
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 66
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 66
3.3. Thời điểm thực nghiệm 67
3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm 67
3.4.1. Công tác chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 67
3.4.1.1- Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng 67
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
vii
viii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DHKT Dạy học kiến tạo
ĐC Đối chứng
GI¸O DÔC Giáo dục
GV Giáo viên
HS Học sinh
LTKT Lý thuyết kiến tạo
PPDH Phương pháp dạy học
PPTN Phương pháp thực nghiệm
SGK Sách giáo khoa
THPT Trung học phổ thông
TN Thực nghiệm
TNg Thí nghiệm
TNSP Thực nghiệm sư phạm
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ kiến tạo kiến thức của nhóm CLIS
Sơ đồ 1.2. Sơ đồ mô tả phương pháp thực nghiệm
Sơ đồ 1.3. Sơ đồ cấu trúc lôgic giải quyết vấn đề
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ cấu trúc lôgic nội dung chương “Từ trường”.
Sơ đồ 2.2.Sơ đồ cấu trúc lôgic nội dung chương “Cảm ứng điện từ”.
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ kiến tạo kiến thức áp dụng phương pháp thực nghiệm
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ xếp loại kết quả kiểm tra
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần xuất kết quả kiểm tra
sâu vào tiềm thức của HS. HS đã ít nhiều có những quan niệm ban đầu về các
kiến thức vật lí, các quan niệm đó của HS có thể đúng hoặc chưa chính xác.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
2
Vì vậy việc đề xuất các PPDH dựa trên những quan niệm sẵn có của HS, giúp
HS tích cực chủ động chiếm lĩnh những kiến thức mới đồng thời tự bác bỏ
những quan niệm sai là rất cần thiết. Ngày nay PPDH theo tư tưởng của lý
thuyết kiến tạo (LTKT) đang được nhiều người quan tâm, vì so với các PPDH
khác có thể nói phương pháp này còn rất mới mẻ: nó được được giới thiệu
vào những năm 80, được nhiều người quan tâm vào những năm 90 và việc
thực hiện mới chỉ bắt đầu. Trong Vật lý đã có một số nghiên cứu và vận dụng
LTKT trong dạy học như: Nguyễn Thị Như Anh (2003), Dạy học một số kiến
thức động học theo quan điểm kiến tạo, Luận văn thạc sĩ giáo dục, Đại học
vinh. Dương Bạch Dương (2003), Nghiên cứu phương pháp giảng dạy một số
khái niệm, định luật trong chương trình vật lí lớp 10 THPT theo quan điểm
kiến tạo, Luận án tiến sĩ giáo dục, Viện chiến lược và chương trình giáo dục,
Hà Nội. Nguyễn Đình Hưng (2010), Nghiên cứu tổ chức dạy học một số kiến
thức vật lí lớp 9 THCS dựa trên lý thuyết kiến tạo, Luận án tiến sĩ giáo dục,
Viện khoa học giáo dục Việt Nam, Hà Nội. Lê Văn Long (2010), Vận dụng lý
thuyết kiến tạo dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” Vật lý 11
nâng cao THPT, Luận văn thạc sĩ giáo dục, Đại học Huế. Lương Việt Thái
(2006), Nghiên cứu tổ chức quá trình dạy học một số nội dung vật lí trong
môn khoa học ở tiểu học và môn vật lí ở trung học cơ sở trên cơ sở vận dụng
tư tưởng của lý thuyết kiến tạo, Luận án tiến sĩ giáo dục, Viện chiến lược và
chương trình giáo dục, Hà Nội. Trần Thị Ngọc Thảo (2009), Dạy học một số
kiến thức tĩnh học theo quan điểm kiến tạo, Luận văn thạc sĩ giáo dục, ĐHSP
thành phố HCM. Trần Ngọc Thắng (2009), Vận dụng lý thuyết kiến tạo dạy
2- Mục đích nghiên cứu
Tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và
“Cảm ứng điên từ” theo tư tưởng của LTKT kết hợp các phương pháp, trong
đó lấy phương pháp thực nghiệm (PPTN) làm chủ đạo nhằm góp phần nâng
cao kết quả học tập và tăng độ bền vững kiến thức của HS.
3- Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng.
- Hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm
ứng điên từ” vật lý 11- THPT theo tư tưởng của LTKT.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
4
3.2. Phạm vi.
- Đề tài tập trung vào nghiên cứu việc dạy học vật lý theo tư tưởng của
LTKT kết hợp các phương pháp, trong đó lấy PPTN làm chủ đạo.
- Tổ chức quá trình dạy học một số nội dung thuộc chương “Từ
trường” và “Cảm ứng điện từ” vật lý 11- THPT ở một số trường (trường
THPT Tân Yên số 1 và trường THPT Tân Yên số 2) huyện Tân Yên – Bắc
Giang.
4- Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Từ trường”
và “Cảm ứng điện từ” theo tư tưởng của LTKT kết hợp các phương pháp,
trong đó lấy PPTN làm chủ đạo thì có thể góp phần nâng cao kết quả học tập
và tăng độ bền vững kiến thức của HS.
5- Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của LTKT và việc vận dụng LTKT vào dạy
học vật lý ở THPT.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về PPTN trong dạy học vật lý.
+ Thống kê và xử lý số liệu thu được qua thực nghiệm.
7- Những đóng góp của đề tài
* Về mặt lí luận: Hệ thống hoá được cơ sở lý luận của việc vận dụng
các phương pháp dạy học, trong đó lấy PPTN làm chủ đạo theo tư tưởng của
LTKT trong dạy học vật lí.
* Về mặt thực tiễn:
- Xác định được những hiểu biết ban đầu, những khó khăn phổ biến
của học sinh khi học tập chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ”.
- Xây dựng được tiến trình dạy học một số nội dung kiến thức chương
“Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo tư tưởng của LTKT.
- Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lý và sinh viên các trường
Sư phạm.
8- Cấu trúc luận văn
I . Mở đầu
II. Nội dung
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
6
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức hoạt động dạy
học Vật lý theo tư tưởng của LTKT.
Chương 2: Tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Từ
trường” và “Cảm ứng điện từ” theo tư tưởng của LTKT.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
III. Kết luận chung
IV. Tài liệu tham khảo
V. Phụ lục
mình. Có hai loại tri thức: Tri thức về các thuộc tính của sự vật, hiện tượng và
tri thức về các mối quan hệ lôgic, quan hệ về lượng. Tri thức về các thuộc tính
có được bằng cách hành động trực tiếp lên đối tượng. Tri thức về tư duy lôgic,
quan hệ toán có được thông qua sự tương tác trong quan hệ xã hội. Đó là quá
trình cá nhân tổ chức hành động tìm tòi, khám phá thế giới bên ngoài và tổ
chức lại chúng dưới dạng các sơ đồ nhận thức.
Sơ đồ nhận thức là một lớp các thao tác giống nhau theo một trật tự
nhất định, một thể thống nhất, bền vững và các yếu tố cấu thành có quan hệ
với nhau. J.Piaget cho rằng, trí tuệ có bản chất thao tác và được trẻ em xây
dựng nên bằng chính hành động của mình. Sự phát triển trí tuệ được hiểu là
sự phát triển của hệ thống thao tác. Thao tác nảy sinh từ hành động có đối
tượng bên ngoài nhưng đối tượng của nó không phải là những sự vật thực, mà
là những hình ảnh, biểu tượng, kí hiệu.
Các thao tác được cấu trúc bằng hệ thống nhất định (cấu trúc thao tác).
Cấu trúc thao tác nhận thức không có sẵn trong đầu trẻ, cũng không nằm
trong đối tượng khánh quan mà nằm ngay trong mối tác động qua lại giữa chủ
thể với đối tượng thông qua hoạt động.
Sự phát triển nhận thức là sự phát triển hệ thống các sơ đồ tương ứng
với các giai đoạn phát triển của nhận thức. J.Piaget chia sự phát triển nhận
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
8
thức của trẻ ra làm các giai đoạn: Giai đoạn tác động (từ 0 tuổi đến 2 tuổi);
giai đoạn tiền thao tác (từ 2 tuổi đến 7 tuổi); giai đoạn thao tác cụ thể (từ 7
đến 11 tuổi); giai đoạn thao tác hình thức (từ 12 tuổi trở lên).
Dưới dạng chung nhất, cấu trúc nhận thức có chức năng tạo ra sự thích
ứng của cá thể với các kích thích của môi trường. Cấu trúc nhận thức được
hình thành theo cơ chế đồng hóa và điều ứng.
đến biết, từ biết ít đến biết nhiều; đi từ hiện tượng đến bản chất; từ bản chất
kém sâu sắc đến bản chất sâu sắc hơn.
Như vậy ta có thể nhận thấy lý thuyết của J.Piaget về nhận thức không
có gì trái với quan điểm của chủ nghĩa duy vật biện chứng về nhận thức. Sơ
đồ nhận thức mà J.Piaget đưa ra là phù hợp với quá trình nhận thức theo quan
điểm duy vật biện chứng. Cơ chế nhận thức trong quan điểm của J.Piaget đòi
hỏi chủ thể phải tích cực, chủ động và sáng tạo.
1.1.1.2. Luận điểm kiến tạo của Vygotsky
Vào những năm 1927 – 1931 Vygotsky và các đồng nghiệp đã đề ra
cơ sở của thuyết lịch sử văn hóa về sự phát triển tâm lý học. Nguyên tắc của
Vygotsky là vận dụng phương pháp lịch sử của chủ nghĩa Mác vào tâm lý
học. Đối với Vygotsky, các yếu tố quyết định sự phát triển tâm lý người là
hoạt động của con người.
Theo Vygotsky tư duy nảy sinh từ hoạt động thực tiễn, được biểu hiện
bởi lời nói, ngôn ngữ, kí hiệu.
Vygotsky phân biệt hai loại khái niệm: khái niệm thông thường và
khái niệm khoa học.
Khái niệm thông thường là những biểu tượng chung đi từ cụ thể đến
trừu tượng. Vygotsky gọi khái niệm thông thường là “Sự khái quát các vật
thể’’.
Vygotsky gọi khái niệm khoa học là “Sự khái quát của ý nghĩa’’. Ở
đây đã có sự liên kết các khái niệm thành hệ thống.
Theo Vygotsky con đường hình thành khái niệm khoa học đối lập với
con đường hình thành khái niệm thông thường. Đó là con đường đi từ cái trừu
tượng đến cái cụ thể.
Mức độ lĩnh hội khái niệm thông thường chỉ rõ trình độ phát triển hiện
thời của trẻ, còn mức độ lĩnh hội khái niệm khoa học chỉ rõ vùng phát triển
gần nhất của trẻ. Khái niệm thông thường thực sự được phát triển một cách tự
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
- Kiến thức không phải nhận được một cách bị động mà được chủthể
nhận thức chủ động xây dựng nên.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
11
Luận điểm này đề cao vai trò của HS trong việc xây dựng kiến thức
cho mình. Phù hợp với xu thế đổi mới của nước ta hiện nay – lấy người học
làm trung tâm.
- Chức năng của nhận thức là khả năng thích nghi và tạo nên kinh
nghiệm thế giới, không phải là khám phá thực tế thế giới.
Luận điểm này nhấn mạnh rằng hoạt động nhận thức của HS là đi tìm
hiểu những kiến thức, những vấn đề đã được các nhà khoa học xây dựng chứ
không phải là tìm ra những điều mới mà chưa ai khám phá.
Tóm lại, theo kiến tạo căn bản: chủ thể nhận thức phải tích cực, chủ
động huy động những kiến thức, kinh nghiệm có trước vào việc xây dựng
kiến thức cho bản thân thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng. Kết quả là,
những kiến thức, kĩ năng của chủ thể nhận thức được mở rộng và phát triển.
Như vậy, theo kiến tạo căn bản kiến thức mà người học xây dựng được chỉ
mang tính cá nhân.
1.1.1.4. Kiến tạo xã hội
Kiến tạo xã hội hay kiến tạo Vygotsky nhấn mạnh vai trò của giáo dục
trong sự biến đổi xã hội. Nó xem xét sự phát triển con người trong một hoàn
cảnh văn hóa, xã hội nhất định. Những sự phát triển riêng lẻ bắt nguồn từ sự
tương tác xã hội mà trong đó ý nghĩa văn hóa được chia sẻ bởi một nhóm
người và dần được chủ quan hóa bởi cá nhân. Trường học là nơi những thiết
chế văn hóa xã hội được dạy học và là nơi “những công cụ văn hóa’’ như đọc,
viết, tính toán và những kiểu thảo luận nhất định được dùng (Richardson
1997). Cá nhân xây dựng kiến thức trong sự tương tác với môi trường và
* Quan niệm về dạy học kiến tạo
Từ bản chất của hoạt động học và lý thuyết nhận thức của J.Piaget có
thể nói: Học là quá trình biến đổi cấu trúc nhận thức, là quá trình điều chỉnh
sự mất cân bằng nhận thức để thích nghi với môi trường. Cơ chế học là cơ chế
đồng hóa và điều ứng. Nói cách khác, quá trình nhận thức của người học là
quá trình người học xây dựng những kiến thức cơ bản cho bản thân thông qua
hoạt động đồng hóa và điều ứng các kiến thức, kỹ năng đã có để thích ứng với
môi trường học tập mới.
Trạng thái cân bằng là trạng thái quan trọng trong cơ chế nhận thức.
Chủ thể sử dụng kiến thức, kinh nghiệm để tác động vào kiến thức cần nhận
thức (môi trường). Nếu kiến thức, kinh nghiệm có trước của chủ thể phù hợp
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
13
với kiến thức cần nhận thức thì sự đồng hóa diễn ra, kiến thức mà chủ thể đã
tác động được đưa vào bên trong chủ thể, chủ thể ở trạng thái cân bằng nhận
thức. Ngược lại, vốn kiến thức, kinh nghiệm của chủ thể không đủ để đồng
hóa kiến thức cần nhận thức thì chủ thể rơi vào trạng thái mất cân bằng. Để
lặp lại sự cân bằng (thích nghi với môi trường) thì cấu trúc nhận thức của chủ
thể phải biến đổi và đạt mức độ cao hơn. Như vậy, hoạt động học là hoạt động
nhằm tạo ra sự cân bằng nhận thức, cân bằng tâm lý. Quá trình cứ lặp đi lặp
lại. Vì vậy hoạt động học là hoạt động mang tính phát triển.
Theo Thomas Winkler, Huberta Kritzenberger, Michael Herezeg:
“Việc học là một quá trình kiến tạo và cộng tác tích cực, trong đó con người
xây dựng kiến thức từ những sự từng trải của họ trên thế giới. Việc xây dựng
kiến thức từ những sự từng trải trên thế giới dường như đặc biệt quan trọng
đối với việc học tập ngay từ thời thơ ấu, trong khi trẻ cần học thông qua
những cảm giác và thông qua hoạt động vật chất. Trong trường phổ thông,
Luận điểm này nhấn mạnh vai trò của cá nhân và xã hội trong hoạt
động nhận thức của chính mỗi người.
- Kiến thức và kinh nghiệm mà cá nhân thu nhận phải “tương xứng’’
với những yêu cầu mà tự nhiên và xã hội đặt ra.
Theo luận điểm này, trong dạy học kiến tạo (DHKT), cần tổ chức quá
trình dạy học sao cho kiến thức mà người học cần nhận thức không lạc hậu,
phải tiếp cận với kiến thức khoa học tiên tiến, phù hợp với kiến thức và kỹ
năng đã có của người học, chỉ có thế người học mới có thể tích cực, chủ động
xây dựng kiến thức cho mình.
- Chu trình xây dựng kiến thức mới trong DHKT
Theo Von Glaserfeld việc xây dựng kiến thức mới trong DHKT được
thực hiện theo chu trình:
Tri thức đã có
Dự đoán
Kiểm nghiệm
Thích nghi
Tri thức mới.
Những luận điểm của Von Glaserfeld chỉ ra rằng cách học của HS
phải khoa học. Mô hình truyền đạt kiến thức cần phải được thay thế nếu nó
không tạo ra khả năng sáng tạo, khả năng đưa ra các dự đoán và khả năng giải
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
15
quyết vấn đề. Cách học có khoa học là cách học khám phá và tìm hiểu. Người