BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

PHẠM THẾ PHƯƠNG

VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO
DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”
VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”
VẬT LÍ LỚP 10 CƠ BẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

PHẠM THẾ PHƯƠNG

VẬN DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM VÀO
DẠY HỌC CÁC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”
VÀ “CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”
VẬT LÍ LỚP 10 CƠ BẢN
Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số : 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. PHAN GIA ANH VŨ



MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... 8
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG TRONG LUẬN VĂN .............................................. 9
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 12
1.

Lí do chọn đề tài ...................................................................................................... 12

2.

Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 14

3.

Khách thể và đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 14

4.

Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................... 14

5.

Giả thuyết khoa học ................................................................................................. 15

6.

Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 15


2. Sử dụng bản đồ khuyết trong khâu củng cố, ôn tập ................................... 44
3. Sử dụng bản đồ khuyết trong khâu kiểm tra, đánh giá .............................. 47
1.4.3. Học sinh tự xây dựng BĐKN ................................................................... 47
1. Học sinh tự xây dựng BĐKN trong khâu dạy bài mới .............................. 48
2. Học sinh tự xây dựng BĐKN trong khâu củng cố, ôn tập ......................... 49
KẾT LUẬN CHƯƠNG I ..................................................................................................... 51
Chương 2: Vận dụng xây dựng quy trình hỗ trợ BĐKN cho dạy học chương “Chất khí”
và “Cơ sở nhiệt động lực học” vật lí lớp 10 - cơ bản ..................................................... 52
2.1. Nhiệm vụ của dạy học vật lí ................................................................................. 52
2.2. Cấu trúc, nội dung chương trình vật lí bậc trung học phổ thông .......................... 53
2.3. Cấu trúc, nội dung chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” ................ 56
2.4. Những thuận lợi và khó khăn khi dạy các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt
động lực học” ............................................................................................................... 58

2.4.1. Thuận lợi .................................................................................................. 58
2.4.2. Khó khăn .................................................................................................. 59
2.5. Xác lập lại các mục tiêu của chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” 59

2.5.1. Mục tiêu kiến thức: .................................................................................. 59
2.5.2. Kỹ năng: ................................................................................................... 60
2.5.3. Tình cảm, thái độ, tác phong:................................................................... 61
2.6. Các bước chuẩn bị cho hoạt động dạy học chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt
động lực học” ............................................................................................................... 61

2.6.1. Xây dựng bộ câu hỏi cụ thể hóa các mục tiêu dạy học ............................ 61
2.6.2. Thiết kế tài liệu dạy học hỗ trợ học sinh vừa khám phá vừa kết nối kiến thức
mới với BĐKN đã có ................................................................................................... 64
2.6.3. Thiết kế bộ câu hỏi hỗ trợ học sinh tạo lập BĐKN tinh lọc kiến thức .......... 74
2.7. Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể trên lớp ............................................................ 75



BĐKN

Bản đồ khái niệm

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

PPDH

Phương pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

TN

Thực nghiệm

THPT

kiểm tra CHBH 4 và 5 .......................................................................................... 94
Hình 3.8. Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 ................. 95


Hình 3.9. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 .... 95
Hình 3.10. Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng của bài
kiểm tra 1 tiết ....................................................................................................... 97
Hình 3.11. Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra 1 tiết ............................. 98
Hình 3.12. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra 1 tiết ................ 99
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả điều tra về phương pháp dạy khái niệm của giáo viên........... 32
Bảng 1.2. Ý kiến của giáo viên về sự cần thiết của việc kết hợp rèn luyện các kỹ
năng xây dựng BĐKN với hệ thống hóa kiến thức và lĩnh hội kiến thức mới. ... 33
Bảng 1.3. Ý kiến đánh giá của giáo viên về kỹ năng hệ thống hóa khái niệm của học
sinh ................................................................................................................................. 33
Bảng 1.4. Ý kiến của học sinh về phương pháp học khái niệm ........................... 34
Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số (x i ) của bài kiểm tra 5 phút (sau khi học xong
CHBH1) ............................................................................................................... 89
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất bài kiểm tra CHBH 1 ................................... 90
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra CHBH 1 ...................... 90
Bảng 3.4: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra
CHBH 1 ................................................................................................................ 91
Bảng 3.5. Bảng thống kê các điểm số (x i ) của bài kiểm tra CHBH 2 và 3.......... 91
Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 ..................... 92
Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 2 và 3 ........ 93
Bảng 3.8: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra
CHBH 2 và 3 ........................................................................................................ 93
Bảng 3.9. Bảng thống kê các điểm số (x i ) của bài kiểm tra CHBH 4 và 5.......... 94
Bảng 3.10. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 ................... 94
Bảng 3.11. Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 4 và 5 ...... 95

đáng kể về chất lượng giáo dục. GV và HS đều hướng tới mục tiêu của các kỳ thi,
mà mục tiêu này chỉ là xác định xem HS có nắm vững kiến thức sách vở, có giải
được những bài toán khó hay không, chứ không nhằm kiểm tra xem sau khi tốt
nghiệp THPT HS đã trang bị đủ những kĩ năng cần thiết tối thiểu cho cuộc sống hay
chưa. Điều đó dẫn đến việc GV chưa thấy tính cấp bách của yêu cầu đổi mới PPDH.
Nhiều GV cho rằng cứ dạy tốt theo phương pháp cũ cũng có thể chuyển tải nội dung
kiến thức của SGK cho HS và đảm bảo tỉ lệ tốt nghiệp phổ thông và đỗ đại học cao,
như thế là dạy học có hiệu quả tốt.


Hậu quả của quan niệm này là HS học một cách thụ động, học không biết để
làm gì, không biết tại sao mình phải học bài đó, kiến thức đó. HS chỉ học bài nào
biết bài đấy, đơn thuần là ghi nhớ kiến thức một cách máy móc, cô lập nội dung của
các kiến thức, học trước quên sau, học mà không “hành”… phổ biến hiện nay.
Trong xu thế toàn cầu hóa và hội nhập ngày càng triệt để thì bất cứ ai hay
dân tộc nào không muốn hay không kịp đổi mới tư duy, không muốn tham gia vào
xu thế chung sẽ nhanh chóng lạc hậu. Do đó, cải tiến và đổi mới PPDH để góp phần
nâng cao chất lượng nguồn nhân lực là yêu cầu cấp bách để phát triển mọi mặt đời
sống xã hội trong quá trình hội nhập.
Việc phát triển tư duy cho học sinh và giảng dạy kiến thức về thế giới xung
quanh luôn là một trong những ưu tiên hàng đầu của những người làm công tác giáo
dục. Nhằm hướng các em đến một phương pháp học tập tích cực, chủ động và sáng
tạo. Chúng ta không chỉ cần giúp các em khám phá các kiến thức mới mà còn phải
giúp các em liên kết được những kiến thức đó. Chúng ta biết, khái niệm vừa là kết
quả vừa là phương tiện của tư duy. Quá trình nhận thức của con người thực chất là
quá trình hình thành và sử dụng khái niệm. Vì vậy, dạy và học khái niệm là vấn đề
cốt lõi của quá trình dạy học [11].
Trong dạy học, không chỉ chú ý đến hình thành và phát triển các khái niệm riêng
lẻ mà cần phải quan tâm đến cả một hệ thống khái niệm liên quan với nhau. Chính
sự xác lập các mối quan hệ logic và liên tục trong sự hình thành hệ thống khái niệm

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới PPDH;

-

Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc sử dụng BĐKN để hỗ trợ dạy và học
hiệu quả;

-

Nghiên cứu chương trình SGK vật lí lớp 10 - cơ bản;

-

Nghiên cứu BĐKN và việc vận dụng vào dạy học vật lí ở trường THPT
chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học”;

-

Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của BĐKN.


5. Giả thuyết khoa học
Nếu vận dụng BĐKN một cách thích hợp vào quá trình dạy học bộ môn Vật lí ở
trường THPT thì sẽ giúp HS gắn kết được các nội dung kiến thức vật lí; từ đó sẽ
góp phần đổi mới PPDH theo hướng tích cực học tập của HS nhằm nâng cao hiệu
quả DH.
6. Phương pháp nghiên cứu

cho ra đời một công cụ mới BĐKN. Đó là sự trình bày bằng sơ đồ những khái
niệm và mối quan hệ của chúng, giúp học sinh tổ chức thông tin về các khái niệm
khoa học theo logic tạo thuận lợi cho việc học. Nó dựa trên tiền đề là các khái
niệm không tồn tại riêng biệt mà có quan hệ với những khái niệm khác.
BĐKN phát sinh từ lý thuyết tiếp thu kiến thức của David Ausubel. Theo
Ausubel sự tiếp thu kiến thức xảy ra bởi sự đồng hóa những khái niệm và những
mệnh đề mới vào hệ thống kiến thức đã có của người học. Như vậy tiếp thu kiến
thức một cách logic xuất hiện khi kiến thức mới liên hệ một cách có chủ định, có
mục đích với kiến thức đã có. Trong khi đó, ở học vẹt, những khái niệm mới được
thêm vào hệ thống kiến thức của người học một cách đúng nguyên văn và tùy tiện,
do đó rất nhanh quên. Kết quả sự tiếp thu kiến thức logic là người học sẽ hiểu sâu,
nhớ lâu và dễ áp dụng trong các tình huống [20].
Từ mục đích đầu tiên của BĐKN là xác định những kiến thức đã có của người
học, hiện nay BĐKN đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích


khác nhau như giúp người học ghi nhớ khái niệm, đánh giá kết quả học tập, lập kế
hoạch giảng dạy… [23].
Novak và Gowin đã phát triển kỹ thuật BĐKN nhằm đánh giá kiến thức khái
niệm của người học. Ông cũng sử dụng BĐKN để xác định những thay đổi đang
xảy ra trong nhận thức của sinh viên. BĐKN cũng được nghiên cứu trong việc lập
kế hoạch giảng dạy và đã ứng dụng ở trường đại học Cornell [24]. Ngoài ra cùng
với các tác giả khác, Novak đã tiến hành nhiều nghiên cứu liên quan đến BĐKN
như với Wandersee năm 1990, với Mintzes và Wandersee năm 1998.
Từ năm 1990 đã có những đề tài nghiên cứu về BĐKN trong khoa học giáo
dục. Các tác giả như Barenholz, Tamir, Trowbridge và Wandersee đã sử dụng
BĐKN để đánh giá hiệu quả trong giảng dạy. Hegarty-Hazel và Prosser sử dụng
BĐKN để đánh giá mối quan hệ giữa việc hiểu và sử dụng các khái niệm của học
sinh trong học tập vào năm 1991.
Năm 2003, khi giảng dạy học phần vật lí điện tử cho sinh viên kĩ thuật năm

rãi trong vật lí nói riêng, giáo dục Việt Nam nói chung.
1.1.2. Định nghĩa BĐKN
BĐKN (Concept Map hay Cmap) là công cụ đồ họa để sắp xếp và trình bày
kiến thức. Bản đồ khái niệm là sự phát triển của lý thuyết graph. Sự giống nhau giữa
graph và bản đồ khái niệm là đều có các đỉnh và các cung. Nhưng trong bản đồ khái
niệm trên các cung còn có các từ nối để tạo ra các mệnh đề. BĐKN bao gồm các
khái niệm (thường được đóng khung trong các hình tròn hay các hình chữ nhật) và
mối quan hệ giữa các khái niệm (được thể hiện dưới dạng đường nối giữa hai khái
niệm). Mối quan hệ giữa các khái niệm được thể hiện qua các nhãn. Nhãn được gắn
trên đường nối giữa hai khái niệm. Phần lớn nhãn là một từ, mặc dù đôi khi có thể
là các ký tự như “+” hay “%”, và đôi khi nhãn cũng bao gồm nhiều từ. Ví dụ BĐKN
về khái niệm âm thanh (hình 1.1).



1.1.3. Các bộ phận cấu thành của một BĐKN
BĐKN bao gồm các “nút” (notes) là nơi hiện diện của các khái niệm; các
đường nối (links) biểu diễn các mối liên hệ giữa các khái niệm, mũi tên biểu thị
hướng của liên hệ - tương ứng với các “đỉnh” và các “cung” trong lý thuyết Graph.
Những khái niệm được sắp xếp theo trật tự logic, mỗi khái niệm là một nhánh của
bản đồ. Những khái niệm có mức khái quát cao được xếp ở đỉnh của bản đồ, những
khái niệm có tính cụ thể hơn được xếp ở dưới.
Phần cốt lõi của BĐKN là mệnh đề (propositions). Mệnh đề là phát biểu về sự
vật hay sự kiện nào đó xảy ra một cách tự nhiên hoặc nhân tạo. Mệnh đề gồm hai
khái niệm (hoặc nhiều hơn) nối với nhau bởi một đường nối có nhãn (label) nhằm
tạo nên lời phát biểu có ý nghĩa. Đôi khi mệnh đề còn được gọi là những đơn vị ngữ
nghĩa. Những mệnh đề là nhân tố làm cho BĐKN khác với các dạng đồ họa tương
tự (ví dụ Mind Map).
Mũi tên của đường nối giữa các khái niệm để biểu thị hướng của mối liên hệ.
Tùy thuộc bản chất mối liên hệ giữa các khái niệm mà các đường có thể là mũi tên

hoạt động học của trẻ, điều này cũng đúng đối với người học ở bất kì độ tuổi nào và
trong bất cứ bài học nào.
Khi nghiên cứu quá trình học tập, Ausubel đã tìm ra hai kiểu học tập là học
thụ động - học vẹt (rote learning) và học tích cực - học hiểu (meaningful learning).
Ausubel đã chỉ ra sự khác biệt quan trọng giữa sự học vẹt và học hiểu. Học hiểu yêu
cầu 3 điều kiện:


1. Những nội dung được học cần phải là những khái niệm rõ ràng và được
trình bày bằng ngôn ngữ kèm theo những ví dụ có quan hệ với kiến thức đã có của
người học. BĐKN có thể đáp ứng điều kiện này. Bằng cách vừa liên kết những khái
niệm chung được người học tìm ra trước đó dẫn dắt đến những khái niệm cụ thể
hơn, vừa giúp hệ thống các nhiệm vụ học trọng tâm có hệ thống và trở nên rõ ràng
hơn, được giữ vững trong sự phát triển hệ thống khái niệm.
2. Người học cần phải có sẵn những kiến thức thích hợp.
3. Người học cần phải biết liên kết những hiểu biết mới với những kiến thức
đã có chứ không phải chỉ là ghi nhớ một cách đơn giản về định nghĩa khái niệm, các
mệnh đề hay các quy trình tính toán. Việc này cần phải có sự điều khiển gián tiếp
của giáo viên hoặc người hướng dẫn. Giáo viên sẽ hướng dẫn người học tìm ra kiến
thức mới liên quan đến kiến thức đã có của họ. Sau quá trình sẽ đánh giá kết quả
liên quan đến kiến thức mà họ có với vận dụng kiến thức vào trong tình huống mới.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trí nhớ loài người không phải là một chiếc
bình đơn giản để lấp đầy, mà là một tập hợp phức tạp của hệ thống bộ nhớ được liên
hệ với nhau. Sơ đồ sau minh hoạ hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác
động qua lại với các vùng nhận thông tin từ các vùng nhận tác động và vùng tâm lý
(hình 1. 3) [20].


Thông tin vào



đã có của người học, ví dụ các tháng trong năm thì 12 từ hay nhiều hơn vẫn có thể
được nhớ lại dễ dàng.
Trong học vẹt, người học có ít hoặc không có sự hợp nhất kiến thức mới với
kiến thức đã có. Có hai lý do gây nên sự hạn chế trong nhận thức của lối học thụ
động:
+Thứ nhất, kiến thức được học theo lối máy móc nên bị quên nhanh chóng
nếu không được nhắc lại nhiều lần.
+Thứ hai, cấu trúc kiến thức hay cấu trúc nhận thức của người học không
được tăng cường hay thay đổi để xoá đi những quan niệm sai lầm. Vì vậy, những
quan niệm sai lầm sẽ vẫn còn và kiến thức học được sẽ có ít hoặc không có khả
năng được sử dụng trong việc học cao hơn hay trong việc giải quyết vấn đề.
Vì vậy, để có kiến thức rộng cần phải có sự liên hệ chặt chẽ giữa bộ nhớ
đang hoạt động và bộ nhớ dài hạn khi thu nhận và xử lí kiến thức. Một trong những
lí do khiến BĐKN tạo thuận lợi cho việc học hiểu là nó có tác dụng như một loại
khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiến thức, mặc dù cấu trúc đó bao gồm các
khái niệm hay mệnh đề tác động qua lại nhau.
Nhiều học sinh và giáo viên ngạc nhiên khi thấy BĐKN là công cụ tuy đơn
giản nhưng có thể hỗ trợ việc học hiểu và tạo ra hệ thống kiến thức vững chắc
không những cho phép áp dụng kiến thức trong những ngữ cảnh mới, mà còn giúp
lưu giữ kiến thức trong thời gian dài. Sự hiểu biết về các quá trình ghi nhớ và quá
trình kiến thức được đưa vào não bộ vẫn còn ít, nhưng rõ ràng rằng các nghiên cứu
cho thấy bộ não của chúng ta làm việc để sắp xếp kiến thức vào khung có thứ bậc,
điều này làm tăng khả năng học của người học.
Bộ não của con người không chỉ chứa các khái niệm và các mệnh đề là
những bộ phận thiết yếu tạo nên cấu trúc kiến thức và cấu trúc nhận thức trong bộ
não của chúng ta. Bên cạnh việc học những khái niệm và mệnh đề, các nhà nghiên
cứu đã chỉ ra rằng có những hình thức ghi nhớ khác như ghi nhớ hình ảnh, biểu
tượng, ghi nhớ âm thanh… Ghi nhớ biểu tượng bao gồm sự tích luỹ những biểu
tượng của những hoàn cảnh mà chúng ta đã gặp, những người mà chúng ta đã thấy,