Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học vinh
--------------

PHAN ĐĂNG SƠN

VậN DụNG PHƯƠNG PHáP MÔ HìNH TRONG
DạY HọC CHƯƠNG DòNG ĐIệN TRONG CáC
MÔI TRƯờng

vật lí lớp 11 trung học phổ thông

Luận văn thạc sĩ giáo dục học


Vinh - 2010


Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học vinh
--------------

Phan đăng sơn

VậN DụNG PHƯƠNG PHáP MÔ HìNH TRONG

DạY HọC CHƯƠNG DòNG ĐIệN TRONG CáC
MÔI TRƯờng


nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả
PHAN ĐĂNG SƠN


MỤC LỤC
Trang

Trang bìa phụ
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng và đồ thị
Danh mục các hình vẽ
Mở đầu
1.

Lí do chọn đề tài……………………………………………...…………………...

1

2.

Mục đích nghiên cứu…………………..……………………...………………....

2

3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……………………...…………………..


4

lí ở trường THPT
Phát triển hoạt động nhận thức tích cực, chủ động của học sinh

5

trong dạy học ……………………………………….………………………..….

5

1.1.1. Tính tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh..

5

1.1.

1.1.2. Phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo của học
sinh trong dạy học………………………………............................................
1.2.

10

Tiến trình dạy học Vật lí phát triển hoạt động nhận thức tích cực,
chủ động của học sinh………………………………………......……………..

14

1.2.1. Vấn đề thiết lập sơ đồ nhận thức khoa học đối với kiến thức cần

1.4.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp mô hình…..…………………...…….

24

1.4.2. Cấu trúc của phương pháp mô hình trong vật lí học……………........

25

1.5.

Phương pháp mô hình trong dạy học vật lí…………………..……...….

29

1.5.1. Vai trò của phương pháp mô hình trong dạy học vật lí………….…..

29

1.5.2. Tổ chức dạy học theo phương pháp mô hình……………………......…

31

1.5.3. Các mức độ sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học vật lí....

32

Kết luận chương 1………...…………………….…... 36
Chương 2. Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi
trường”-Vật lí lớp 11 THPT chương trình nâng cao theo PPMH
37

trong các môi trường” và hướng khắc phục………………..…..…..……

52

2.4.1. Những khó khăn hạn chế…………………………..………………………..… 52
2.4.2. Hướng khắc phục……………………………………….…………………….…
2.5.

Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức cơ bản chương
“Dòng điện trong các môi trường” chương trình nâng cao bằng

54


việc sử dụng PPMH ……………………………………………………………

54

2.5.1. Giáo án số 1: Bài 17. Dòng điện trong kim loại……………….………

55

2.5.2. Giáo án số 2: Bài 19. Dòng điện trong chất điện phân. Định luật
Fa-ra-đây…….………………………………….……………………………….… 63

3.1.

Kết luận chương 2………………………….………… 73
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
75

83
84
P1


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

HS
GV
PPMH
SGK
THCS
THPT
TN

Học sinh
Giáo viên
Phương pháp mô hình
Sách giáo khoa
Trung học cơ sở
Trung học phổ thông
Thí nghiệm


4.

Bảng 3.4.

Bảng các thông số thống kê ……………...….…...……

80

5.

Biểu đồ 3.1. Phân phối tần suất luỹ tích …………...…..……....……

79

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
1.

Hình 1.1.

Chu trình sáng tạo khoa học theo G.Razumovxki…..

Trang
12

2.

Hình 1.2.

Các loại mô hình sử dụng trong vật lí…………........….

49

Sơ đồ các giai đoạn xây dựng kiến thức bằng
PPMH ………………………………………………………..….

55


-1-

`MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước là mục tiêu hàng đầu trong đường
lối xây dựng phát triển của nước ta, "Đến năm 2020 đất nước ta về cơ bản
phải trở thành nước công nghiệp"[7]. Muốn thực hiện thành công sự nghiệp
này, chúng ta phải thấy rõ nhân tố quyết định thắng lợi chính là nguồn nhân
lực con người Việt Nam. Nền giáo dục nước ta không chỉ có nhiệm vụ đào tạo
cho đủ về số lượng mà cần quan tâm đặc biệt đến chất lượng đào tạo nguồn
nhân lực.
Để đạt được mục đích đó, chúng ta cần phải nghiên cứu, áp dụng và liên
tục cải tiến các phương pháp giảng dạy. Ngành giáo dục của nước ta hiện nay
đã sử dụng một số phương pháp dạy học mang lại những hiệu quả nhất định
như phương pháp thực nghiệm, phương pháp đàm thoại nêu vấn đề, phương
pháp diễn giảng...
PPMH là một trong những phương pháp nhận thức khoa học và đã được
vận dụng vào trong dạy học. PPMH ngày càng trở nên quan trọng không
những trong Vật lí mà cả trong những ngành khoa học tự nhiên và xã hội
khác. Khi nghiên cứu những hiện tượng Vật lí xảy ra trong thế giới vi mô,
nhất là trong dạy học vật lí, chúng tôi đặc biệt quan tâm tới PPMH.
Trong chương trình Vật lí THPT, các kiến thức vật lí chương “Dòng điện

Vận dụng PPMH trong dạy học một cách hợp lý sẽ phát huy được tính
tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh, từ đó góp phần
nâng cao chất lượng dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật
lí lớp 11 THPT chương trình nâng cao.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu cơ sở của việc phát triển hoạt động nhận thức tích cực, chủ động
của HS trong dạy học


-3-

- Tìm hiểu lý thuyết về mô hình và PPMH trong nghiên cứu vật lí và trong
dạy học vật lí.
- Nghiên cứu chương trình và sách giáo khoa vật lí phần điện học.
- Tìm hiểu thực trạng nhận thức về PPMH và sử dụng PPMH trong dạy học
vật lí ở trường phổ thông.
- Thiết kế các phương án dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”
theo PPMH.
- Thực nghiệm sư phạm đánh giá các phương án đã xây dựng.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận:
+ Các văn kiện của Đảng và Nhà nước, của Bộ giáo dục và đào tạo có
liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
+ Các tài liệu, công trình liên quan đến hướng nghiên cứu.
- Nghiên cứu tình hình thực trạng trên đối tượng cụ thể: Dự giờ, quan sát việc
dạy của giáo viên và việc học của học sinh trong quá trình thực nghiệm sư
phạm.
- Thực nghiêm sư phạm: Thực hiện các bài dạy đã thiết kế, so sánh với lớp
đối chứng để rút ra những cần thiết, chỉnh lý thiết kế đề xuất hướng áp dụng
vào thực tiễn, mở rộng kết quả nghiên cứu.

1.1.1. Tính tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh
1.1.1.1. Tính tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức của học sinh
Tính tích cực, theo M.I.Lixina, A.N.Lêônchiep…chỉ tính chủ động hay
tính tự chủ, hành động một cách có ý thức theo chủ ý của chủ thể.
Tính chủ định của ý thức, tính chủ động của chủ thể được xem xét dưới
góc độ chức năng, vai trò của chủ thể đối với thế giới bên ngoài chính là
thước đo tính chủ động của chủ thể với giới hạn của thước đo: phía trên là
tính tích cực tuyệt đối; phía dưới là tính bị động hoàn toàn.
Thông số đo sự biến đổi hoạt động tâm lí của chủ thể, thể hiện chức
năng chỉ báo hoạt động của con người chính là tính tích cực, tự chủ. Đó
không chỉ là sự thích nghi với thế giới bên ngoài mà cao hơn, là sự thích ứng,
sự cải tạo và sáng tạo của chủ thể.
Con người chỉ sẵn sàng hoạt động khi họ có nhu cầu. Nhu cầu hoạt
động chính là nguồn gốc, động lực của tính tích cực.Với hoạt động học, đó
chính là nhu cầu nhận thức, nhu cầu học tập và là khát vọng lớn nhất của con
người. Nhờ đó, con người mới có khả năng khám phá được những qui luật tự
nhiên và hành động phù hợp với thực tế.
Hành động của con người dựa trên cơ sở con người nhận thức được ý
nghĩa, hoàn cảnh, phương tiện xã hội của hành động và theo P.Ia Ganpirin,
A.Liublinxcaia, các mức độ tiến hoá của hành động (bắt chước, làm theo mẫu
một cách có ý thức và độc lập sáng tạo) thể hiện mức độ phát triển tính tích
cực, tự chủ.


-6-

Tính tích cực, tự chủ được lượng giá theo các chỉ số về tính giá trị của
hoạt động và tính tự nguyện; tính hiệu quả của hoạt động, thể hiện ở năng suất
lao động, trình độ nhận thức và tính sáng tạo, phát triển.
Đối với HS, hoạt động học vốn là hoạt động chủ đạo ở lứa tuổi đi học và

những hiểu biết đó vào hoàn cảnh mới) thường thể hiện ở suy nghĩ độc lập,
luôn đi vào các vấn đề cơ bản nhất để tìm ra qui luật; có khả năng dự báo,
phát hiện được vấn đề mới; đưa ra được ý kiến riêng, những giải pháp riêng
có căn cứ, độc đáo để ứng xử, để giải quyết tối ưu một vấn đề thực tế và
không phụ thuộc vào ý kiến của người khác, đồng thời bảo vệ ý kiến đó thông
qua việc nhận xét, tranh luận cho “ra nhẽ” hay đưa ra những thắc mắc, lật lại
vấn đề; hoặc đề xuất được cách làm mới (có thể thiếu thực tế, chưa rõ tính
khả thi hay không ) nhưng có ý tưởng hợp lí, không máy móc rập khuôn theo
cái cũ; biết vận dụng được kiến thức vào thực tế, trong những tình huống mới
theo kiểu riêng và muốn tự mình làm để kiểm tra kết quả chứ không muốn
trông cậy vào kết quả của người khác.
Hoạt động của HS là một quá trình hoạt động trí tuệ, xác lập những mối
liên hệ giữa các kiến thức về thực tại và xây dựng những kiến thức mới. Hoạt
động học sáng tạo của HS có tính chất cơ động, linh hoạt, không theo một
khuôn mẫu cứng nhắc nào và có liên quan đến khả năng trực giác, khả năng
sáng tạo của HS. Hoạt động học sáng tạo giúp HS chiếm lĩnh kiến thức mới,
sáng tạo ra những phương thức hành động mới trong hoạt động thực tế, đáp
ứng đòi hỏi đa dạng của thực tiễn không ngừng biến đổi và phát triển. Khả
năng sáng tạo trong hoạt động học của HS thường được biểu hiện ở:
a) Khả năng lĩnh hội, vận dụng tri thức một cách sáng tạo, sâu sắc
Chúng ta biết rằng, học là hành động của chủ thể thích ứng với những
tình huống, qua đó chủ thể chiếm lĩnh kinh nghiệm xã hội- lịch sử biến thành
năng lực thể chất và năng lực tinh thần của cá nhân, hình thành và phát triển


-8-

nhân cách cá nhân. Xét theo mức độ từ thấp đến cao của tư duy thì sự sáng
tạo trong hoạt động học thể hiện ở chỗ HS phải tự mình nắm vững kiến thức,
thực sự lĩnh hội chúng, bằng trí tuệ của bản thân. Điều đó đòi hỏi người HS

chứ không thể áp dụng một cách máy móc các công thức.
c) Sự nhận biết cấu trúc lôgic của nghiên cứu bắt đầu từ giả thiết, kết
thúc bằng kết luận.
Đặc điểm này của hoạ động học có vai trò hết sức quan trọng trong
mọi hoạt động, đặc biệt trong hoạt động giải bài toán vật lí sáng tạo- bài toán
mà các điều kiện trong bài không mang tính chất nhắc bảo cho angôrit giải
chúng như trong bài toán luyện tập. Việc giải những bài toán trên như thế nào
là hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng tìm hiểu đề bài, xác lập các mối liên hệ
cơ bản của các dữ kiện xuất phát và của cái cần tìm; trên cơ sở đó, tiếp tục
luận giải, tính toán, rút ra kết quả cần tìm và kiểm tra xác nhận kết quả. Tuy
nhiên, việc xác lập các mối liên hệ trong bài toán sáng tạo không hề đơn giản,
nó hoàn toàn phụ thuộc vào sự vận dụng linh hoạt các kiến thức đã có ở HS
cũng như khả năng sáng tạo ở họ. Khả năng này của tư duy là cơ sở cho việc
đánh giá, phân loại HS một cách nhanh chóng và chính xác.
d) Khả năng tạo ra phương thức hành động mới trên cơ sở nhận ra được
cái bản chất và cái chung trong các hiện tượng khác nhau, khám phá sự khác
nhau giữa các hiện tượng tương tự, được thể hiện trước hết ở tính hệ thống
của các kiến thức mà HS đã lĩnh hội được ở nhiều phần khác nhau, kết hợp
với khả năng thực hiện những thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, trừu
tượng hóa, so sánh, phân loại… từ đó, đề xuất những khái niệm mới, những
mô hình mới và dự đoán những qui luật mới của hiện tượng mà chủ thể
nghiên cứu. Kết quả, HS giải quyết các vấn đề học tập ứng với sự chuyển từ
những sự kiện cơ bản sang xây dựng mô hình trừu tượng, dẫn đến hệ quả lí


- 10 -

thuyết đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm… phỏng theo cách các nhà
khoa học đã sử dụng.
Để có thể rèn luyện cho HS những hoạt động học sáng tạo, giải quyết

triển; định hướng và quyết định toàn bộ sự phát triển trí tuệ của chúng. Việc
giảng dạy sẽ đạt hiệu quả tối ưu đối với sự phát triển của trẻ khi nó được tiến
hành trong sự hợp tác với GV và trong giảng dạy, được xác lập bởi vùng phát
triển gần: “Với sự giúp đỡ của người lớn, cần tổ chức cho trẻ hoạt động phù
hợp để trẻ có thể thể hiện năng lực cao hơn điểm phát triển dừng trước đó”.
Điều đó đòi hỏi GV phải tạo ra các tác động tích cực tới nhận thức của HS.
a 2) Lí thuyết thích nghi của Jean Piaget khẳng định quá trình phát triển
của HS là quá trình thích nghi với môi trường, thiết lập lại trạng thái cân bằng
giữa chủ thể với môi trường và ông cho rằng, khi trẻ em có khả năng kết hợp
các mệnh đề giả thiết với diễn dịch và kiểm tra chúng bằng thực nghiệm thì
“lí đương nhiên nhà trường có trách nhiệm phát triển và định hướng những
năng lực như vậy để từ đấy rút ra một sự giáo dục và một sự giảng dạy các
khoa học vật lí nhấn mạnh vào việc tìm tòi khám phá hơn là sự nhắc lại” [29].
a3) Nhà giáo dục học L.Ia.Lecne viết: “Bất cứ lúc nào và bất cứ ở đâu,
năng lực sáng tạo đều nảy sinh và phát triển trong quá trình giải quyết vấn đề”
[29].
Như vậy, việc phát triển tính tích cực, tự chủ và khả năng sáng tạo cho
HS trong dạy học nói chung, dạy học vật lí nói riêng là phải tổ chức và tạo
điều kiện cho HS tự lực giải quyết các vấn đề của thực tiễn, của vật lí học.
Vận dụng lí thuyết tâm lí học trên, có thể rút ra một số điều cần thực
hiện để hình thành và phát triển hành động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng
tạo của HS là:
-

Tạo ra tình huống vấn đề (làm mất cân bằng tâm lí HS) để kích thích

tính tích cực, tự lực của HS


- 12 -

sự kiện, đi đến xây dựng mô
hình trừu tượng của hiện tượng
(đề xuất giả thiết);
- Từ mô hình dẫn đến việc rút
ra các hệ quả lí thuyết;

Những
sự kiện
khởi đầu

Thực
nghiệm

Hình 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học
theo G.Razumovxki

- Từ việc rút ra các hệ quả đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm.
Những sự kiện thực nghiệm mới nếu không phù hợp với lí thuyết, sẽ dẫn
đến việc phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại hoặc thay đổi. Mô hình trừu tượng
mới dùng làm nguồn tri thức mới. Sự kiểm tra bằng thực nghiệm những kết
luận lí thuyết vừa mới thu được đòi hỏi phải thiết kế những máy móc mới
tương ứng để kiểm tra và bằng cách đó, làm cho những kiến thức khoa học
ngày một phong phú.


- 13 -

Có thể nói, một quá trình sáng tạo tương tự như một quá trình giải quyết
vấn đề và để giải quyết vấn đề, cần phải hoạt động tích cực, tự chủ và sáng
tạo.

với nhân loại. Vì vậy, cần xây dựng các bài toán nhận thức nằm trong vùng
phát triển gần của HS hay những tình huống học tập hữu hiệu lôi cuốn HS
tham gia giải quyết vấn đề một cách chủ động, sáng tạo.
c) Tổ chức được sự làm việc hợp tác, trao đổi ý kiến; khêu gợi được sự
tranh luận, phản bác, bảo vệ ý kiến trong tập thể người học để HS khẳng định
mình.
Sự phát triển nhận thức có nguồn gốc xã hội. Tư duy con người chỉ phát
triển trong sự phụ thuộc vào ngôn ngữ. Tư duy gặp ngôn ngữ là điểm có ý
nghĩa quyết định đối với hành vi có ý thức, hành vi trí tuệ trong phát triển cá
thể của con người [12]. “Con đường đi qua người khác là con đường trung
tâm của sự phát triển trí tuệ” [23]. Trong dạy học, sự học tập, xây dựng tri
thức sẽ được tạo thuận lợi và có hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và tranh luận
với bạn học. Vì vậy, GV cần tạo một môi trường học tập phát huy vai trò
tương tác giữa GV với HS và giữa các HS với nhau [9], [13], [20], [16].
d) Kết hợp sự đánh giá của thầy và sự tự đánh giá của HS.
GV không còn độc quyền đánh giá HS mà cần phải tạo điều kiện thuận
lợi để HS được tham gia đánh giá lẫn nhau. Tự đánh giá đúng và điều chỉnh
năng lực học chính là một trong những yếu tố tạo nên sự thành công trong
cuộc sống.
Quá trình dạy học thay đổi cách thức học làm cho người học hiểu đúng,
hiểu sâu và hiểu rộng… hiểu được bản chất sự vật, có thể nói lại cho người
khác theo cách nói của mình và tự đánh giá được mức độ hiểu của mình bằng
việc tự hỏi, tự trả lời chính là quá trình để HS phát triển tư duy, nâng cao năng
lực tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề.


- 15 -

1.2. Tiến trình dạy học Vật lí phát triển hoạt động nhận thức tích cực ,
chủ động của học sinh