B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐAI HOC s ư PHAM HÀ NÔI 2
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
«
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
I_
_
_

_
_
_
_
_

•

NGUYỄN VĂN HÒA LONG

TỐ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ
CHỦ ĐÈ “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10
VỚI s ự HÕ TRỢ CỦA PHẦN MÈM TRACKER

LUÂN
• VĂN THAC
• SỸ KHOA HOC
• GIÁO DUC
•

HÀ NỘI, 2016


B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN VĂN HÒA LONG

TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ

nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo và học sinh
trường THPT Lý Nhân Tông đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực
nghiệm luận văn.
Và tôi đặc biệt cảm ơn đến gia đình đã luôn cổ vũ, động viên tôi trên suốt con
đường tôi đã chọn.
X in chân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 06 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Văn Hòa Long


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi
sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích
dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, tháng 06 năm 2016
Tác giá

Nguyễn Văn Hòa Long


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài........................................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu................................................................................................3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu............................................................................................... 3

“ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” - YẬT LÍ 10 VỚI s ự HỖ TRỢ CỦA PHÀN
MÈM TRACKER....................................................................................................... 29
2.1. Phân tích nội dung kiến thức chủ đề “Động học chất điểm” .............................. 29
2.1.1. Mục tiêu dạy học chuyên đ ề .........................................................................
2.1.2. Yêu cầu về năng lực GQVĐ HS cần đạt được trong DH chủ đề “Động
học chất điểm”............................................................................................................. 30
2.1.3. Nội dung kiến thức trọng tâm ................................................................... 32
2.1.4. Tính thực tiễn của chủ đề “Động học chất điểm” trong D H .....................35
2.2. Tổ chức DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” ........................... 36
2.2.1. Xây dựng các nội dung tìm tòi khám phá trong chủ đ ề ........................... 36
2.2.2. Xây dựng hoạt động Tracker hỗ trợ định hướng HĐ tìm tòi của HS trong
chủ đề.......................................................................................................................... 37
2.2.3. Thiết kế một số tiến trình DH tìm tòi khám phá trong chủ đề với sự hỗ trợ
của phần mềm Tracker............................................................................................... 46
2.3. Công cụ đánh giá năng lực GQVĐ thực tiễn ừong chủ đề................................. 59
Kết luận Chương 2 ..................................................................................................... 66
CHƯƠNG 3: THƯC NGHIÊM SƯ PH AM ......................................................... 67
•

•

•

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm.......................................................................... 67
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm......................................................................... 67
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm................................................................... 67
3.4. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm.......................................................................... 67
3.5. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm......................................... 69
3.5.1. Đánh giá định tính..................................................................................... 69
3.5.2. Đánh giá định lượng.................................................................................. 80


PPDH

Phương pháp dạy học

CĐT

Chuyển động thẳng

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

NXB

Nhà xuất bản

CNTT

Công nghệ thông tin

HĐ

Hoạt động

ĐG

Đánh giá



kỹ năng tìm tòi, phát hiện và GQVĐ thực tiễn. Do vậy trong DH Vật lí cần quan
tâm tới việc rèn luyện và phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS.
Tại Khoản 2 Điều 28 Luật giáo dục 2005 quy đinh: “Phương pháp giáo dục
phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của HS; phù họp với đặc
điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng
vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng
thú học tập cho HS”.
Tiếp cận những xu hướng DH hiện đại nói chung, nghiên cứu và áp dụng các
PPDH nhằm giúp người học tìm tòi khám phá tri thức nói riêng đang được đề cập
đến một cách mạnh mẽ trong nhà trường.
Dựa trên quan điểm hướng vào người học, giúp HS tự tìm kiếm, khám phá tri
thức mới dựa trên nền tảng tri thức cũ đã học và vốn kinh nghiệm sống của mình,
DH dựa trên tìm tòi khám phá đang ngày càng chứng tỏ khả năng đáp ứng các yêu
cầu đổi mới PPDH.
Ngày nay, CNTT và truyền thông đang xâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực của
đời sống con người. Việc ứng dụng CNTT trong DH đã trở thành một trào lưu mạnh


2
mẽ, một xu thế của giáo dục thế giới nói chung, một chủ trương lớn của Bộ Giáo
dục và Đào tạo nói riêng.
Chỉ thị số 29/200l/CT-BGD&ĐT đã nêu: “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong
giáo dục và đào tạo ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành học theo hướng sử dụng
CNTT như là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổi mới phương pháp giảng dạy,
học tập ở tất cả các môn học”. Và thực tế cho thấy, việc ứng dụng CNTT vào DH đã
góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình DH.
Cùng với sự phát triển của CNTT thì các phần mềm hỗ trợ DH xuất hiện ngày
càng nhiều với các tính năng được cải tiến, đem lại hiệu quả cao và dễ sử dụng.
Trong đó, đặc biệt phải kể đến phần mềm Tracker. Phần mềm Tracker được sử dụng
để phân tích các video clips do HS tự quay bằng điện thoại, máy ảnh kỹ thuật số

hỗ trợ của phần mềm Tracker nhằm phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài.
- Khảo sát cơ sở thực tiễn cho đề tài.
- Tìm hiểu phần mềm Tracker và sự hỗ trợ của nó trong DH chủ đề.
- Xây dựng các nội dung DH tìm tòi khám phá trong chủ đề.
- Xây dựng công cụ để ĐG năng lực GQVĐ thực tiễn trong chủ đề.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm.
4. Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu:
- HĐ DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ
trợ của phần mềm Tracker.
- Năng lực GQVĐ thực tiễn của HS thông qua quá trình học tập tìm tòi khám
phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker.
* Phạm vi nghiên cứu:
- Đề tài giới hạn nghiên cứu khai thác và sử dụng phần mềm Tracker hỗ trợ
DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10.
- Phần điều tra thực trạng việc sử dụng phần mềm DH trong Vật lí ở trường
THPT sẽ được tiến hành ở một số trường THPT thuộc Tỉnh Bắc Ninh.
- Phần thực nghiệm sư phạm được thực hiện tại Trường THPT Lý Nhân Tông,
Thành phố Bắc Ninh Tỉnh Bắc Ninh.


4
5. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và tổ chức được các bài dạy theo phưomg pháp tìm tòi khám phá
chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker theo
trình tự tăng dần mức độ tìm tòi thì giúp phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của
HS.
6. Phuong pháp nghiên cứu

thuyết, xây dựng các kế hoạch hành động, tiến hành các thí nghiệm thu thập thông
tin, tìm kiếm bằng chứng, nhằm kiểm chứng các giả thuyết ban đầu, từ đó rút ra các
kết luận mang tính khoa học. Thông qua các HĐ đó, HS có thể tự điều chỉnh và
thay đổi các quan niệm trước đó của mình để hình thành kiến thức mới, đồng thời
HS cũng có cơ hội để phát triển tư duy phê phán, tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng
làm việc nhóm, năng lực GQVĐ và rất nhiều các kĩ năng khác cần thiết cho một
cuộc sống độc lập sau này. Như vậy, DH tìm tòi khám phá tạo nhiều cơ hội để phát
triển năng lực ở HS. [2, tr. 133]
Như vậy, có thể thấy nhiều quan niệm khác nhau về cách tiếp cận DH theo
hướng tìm tòi khám phá bởi những tác giả khác nhau. Các tác giả đều chưa đạt đến
sự đồng thuận hoàn toàn về khái niệm này.


6
Sau đây xin đề xuất một quan niệm về DH tìm tòi khám phá: “D H tìm tòi
khám phá là một PPDH trong đó HĐ dạy và HĐ học được cẩu trúc để khuyến khích
người học học cho chỉnh mình, để họ được học và được khám phá
Trong cách tiếp cận này tìm tòi là con đường là tiến trình, còn khám phá là
điểm đến là kết quả. [10, tr. 1]
1.1.2. Bản chất và đặc trưng của dạy học tìm tòi khám phá
* Cơ sở lí thuyết hình thành cách tiếp cận tìm tòi khám phá [10, tr. 1-2]
Cơ sở lí thuyết hình thành cách tiếp cận tìm tòi khám phá bắt nguồn từ lí
thuyết kiến tạo và tâm lí học phát triển.
Trước hết, việc học của mỗi cá nhân HS là trung tâm của tiến trình DH, mà
việc học ấy chỉ thực sự diễn ra khi mỗi HS là những thực thể HĐ kiến tạo hơn là thụ
động. Nói cách khác, lí thuyết kiến tạo là một trong những cơ sở lí thuyết của cách
DH theo hướng tìm tòi khám phá.
Lí thuyết kiến tạo khuyến khích HS tự xây dựng kiến thức cho bản thân mình
dựa trên những thực nghiệm cá nhân và áp dụng trực tiếp vào môi trường học tập
của các em. Lí thuyết kiến tạo nhấn mạnh vai trò chủ động của người học. Môi

tiêu học tập tìm tòi, không chỉ kết quả mà quá trình tìm tòi cũng là điều quan trọng.
“Những gì diễn ra trong quá trình học tập cũng quan trọng không kém kết quả học
tập”.
* DH tìm tòi khám phá mang những đặc trưng phân biệt tưorng đối với những
kiểu DH khác:
- DH tìm tòi khám phá là một trong những kiểu DH hướng vào người học, DH
tập trung vào quá trình và DH theo hướng tiếp cận năng lực. DH tìm tòi khám phá
phát huy được tính tích cực, tự giác, độc lập, sáng tạo của HS.
- Quá trình học tập là quá trình tìm tòi khám phá, phát hiện chứ không có sẵn
những mẫu tri thức hay kĩ năng để học thuộc lòng và ghi nhớ. Quá trình này không
phải là một tiến trình tuyến tính. Nó đòi hỏi nhiều thời gian và có thể gặp nhiều sai
sót.
- Nhấn mạnh vào cách thức, con đường tìm kiếm tri thức mới dựa trên tri thức
cũ, vốn kinh nghiệm của HS và quá trình điều tra, khai thác thông tin, họp tác với
người khác. DH tìm tòi khám phá có thể góp phần dạy cho HS phương pháp học tập
nghiên cứu tìm tòi, đồng thời rèn luyện cho HS kĩ năng tìm tòi khám phá.


8
- DH tìm tòi khám phá đòi hỏi cao đối với người dạy và người học, đòi hỏi
phải có thời gian chuẩn bị công phu nhưng kết quả người học sẽ nắm chắc bài học,
liên hệ được bài học với lí luận và thực tiễn, phát huy được năng lực và kinh
nghiệm của từng cá nhân, phát triển được những kĩ năng công cụ, tức là DH hướng
vào người học.
* Bản chất của DH tìm tòi khám phá
GV thiết kế một chuỗi các HĐ tìm tòi tương ứng với nội dung bài học và
hướng dẫn, điều khiển HĐ của người học theo quy trình và kĩ thuật mà GV thấy
phù hợp với mục tiêu học tập và phù hợp với khả năng của người học. Khi đó, quá
trình học tập của người học trở thành quá trình HĐ tìm tòi và khám phá tri thức.
1.1.3. Các mức độ trong dạy học tìm tòi khám phá

X

X

X

Tìm tòi theo cấu trúc

X

X

Tìm tòi theo hướng dẫn

X

Mức độ tìm tòi

Chủ để

Tìm tòi mở

X

Bảng 1.1. Bảng câu trúc các mức độ tìm tòi
1.1.4. Quy trình tổ chức dạy học tìm tòi khám phá
* Bước 1. Chuẩn bị
- GV xác định nội dung kiến thức có thể tổ chức cho HS tìm tòi khám phá.
- GV xác đinh những đinh hướng tìm tòi khám phá.
* Bước 2. Tổ chức thực hiện

“Năng lực là khả năng thực hiện thành công HĐ trong một bổi cảnh nhất định
nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tinh cá nhân khác
như hứng thú, niềm tin, ý chí, ... Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương
thức và kết quả HĐ của cá nhân đó khi giải quyết các vẩn đề của cuộc sống”. [1, ừ.
6]
* Vấn đề, vẩn đề thực tiễn, GQVĐ thực tiễn [14, tr. 1-2]
- Vấn đề được hiểu như một tình huống, một bài toán, bao gồm các dữ kiện và
các yêu cầu mà người học không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm có sẵn,
theo một khuôn mẫu có sẵn. Trong DH HS tìm tòi kiến thức mới thì vấn đề phải có
tính thách thức, nhưng không quá khó đối với HS. Lúc này nảy sinh mâu thuẫn giữa
một bên chủ thể có nhu cầu GQVĐ với một bên là những tri thức, kĩ năng, phương
pháp hiện có của chủ thể chưa đủ để giải quyết. Từ đó chủ thể muốn giải quyết,
phải khám phá để tạo ra cho mình hiểu biết về nó và hiểu cách giải quyết tình huống
đó. Một vấn đề có thể có nhiều hơn một giải pháp.
- Vấn đề thực tiễn là vấn đề mà những dữ kiện và yêu cầu có tính thực tế.


11
- GQVĐ thực tiễn là quá trình gồm các HĐ mà người GQVĐ cần đưa ra để
vượt qua các ưở ngại giữa tình trạng đã có với tình trạng đích mong muốn. Trong
quá trình GQVĐ thực tiễn, các tri thức, kĩ năng, thái độ, ... được huy động tham
gia.
* Năng lực GQVĐ thực tiễn
Hiện nay đang có nhiều quan niệm khác nhau về năng lực GQVĐ, cụ thể:
PISA 2003 thừa nhận rằng không có một định nghĩa toàn diện nào về năng lực
GQVĐ nhưng họ mô tả năng lực GQVĐ như là: “năng lực cá nhân sử dụng các quả
trình nhận thức để giải quyết các tình huống thực, đa lĩnh vực ở đó con đường giải
pháp chưa rõ ràng ngay lập tức” (OECD, 2003).
OECD (2012) định nghĩa về năng lực GQVĐ như sau: Năng lực GQVĐ là khả
năng một cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình

Có thể HS phải GQVĐ trong các tình huống mà:
+ Các vấn đề và giải pháp mong muốn được rõ ràng và hiển nhiên.
+ Các vấn đề và giải pháp mong muốn ít rõ ràng, đòi hỏi cách tiếp cận sáng
tạo để đạt được kết quả.
- Theo mức độ tham gia của HS trong GQVĐ
Mức

Người thực hiện các nội dung công việc
Nêu giả

Lập kế hoạch

vân đê

thuyết

thực hiện

1

GV

GV

2

GY

3
4


GV&HS

HS

HS

HS

HS

GV&HS

r

A

^
-* A

Bảng 1.2. Các mức độ của năng lực giải quyết vẩn đề thực tiễn
1.2.3. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn
* Năng lực GQYĐ thực tiễn được xác định bởi các thành tố, các chỉ số hành
vi và các tiêu chí chất lượng.
Để xác định được các thành tố của năng lực, trước hết cần căn cứ vào bối cảnh
và các nội dung của vấn đề cần phải giải quyết.
Bối cảnh sẽ được xem xét, đó là yêu cầu của thế hệ trẻ trong thế kỷ XXI đối
với lĩnh vực giáo dục, HS cần có khả năng giải quyết các vấn đề trong nội bộ lĩnh




phát hiện

đề

vấn đề

Tiêu chí chất lượng
1.1.1. Quan sát, mô tả được các quá trình, hiện
tượng trong tự nhiên.
1.1.2. Nhận dạng được một số yếu tố của tình huống
(biết, nhớ lại, nhận ra, mô tả các khái niệm, thuật
ngữ và tính chất của các đối tượng)
1.1.3. Phát hiện, xác định rõ vấn đề, chuyển vấn đề
thực tiễn thành dạng có thể khám phá, giải quyết
(bài toán khoa học).
1.1.4. Phát biểu vấn đề dưới dạng câu hỏi ngắn gọn,
khoa học.


14

2. Giải

2.1. Tổ chức,

2.1.1. Xác định loại thông tin liên quan đến vấn đề

ĐG thông tin



2.2.1. Đề xuất phương án GQVĐ (bằng con đường
suy luận lí thuyết hay khảo sát thực nghiệm).
2.2.2. Trình bày giải pháp, các kết quả trung gian và
cuối cùng.
2.2.3. ĐG, lựa chọn phương án tối ưu.
2.2.4. Phân bố nhân lực, lên kế hoạch hành động,
phân công nhiệm vụ để đảm bảo vấn đề được giải
quyết.

2.3. Thực hiện

2.3.1. Thực hiện các hành động để GQVĐ.

kế hoạch

2.3.2. Điều chỉnh kịp thời, phù họp với điều kiện,
ngữ cảnh thực tế.

3. ĐG giải
pháp và

3.1. ĐG giải

3.1.1. Giám sát, ĐG từng bước trong quá trình thực

pháp

hiện giải pháp.
3.1.2. ĐG kiến thức, kĩ năng mới đạt được của bản

Xác định các thành phần khoa học trong nhiều tình huống phức tạp và
áp dụng cả các kiến thức khoa học vào các tình huống này. So sánh, lựa

Mức 6

chọn và ĐG các bằng chứng khoa học thích họp để đáp ứng các tình
huống cuộc sống. Xây dựng các giải thích trên cơ sở bằng chứng và phân
tích có tính phê phán.
Làm việc có hiệu quả với các tình huống và vấn đề có thể bao gồm một
cách rõ ràng các hiện tượng đòi hỏi sự suy diễn về vai trò của khoa học
và công nghệ. Lựa chọn và tích họp các môn khoa học khác nhau về
khoa học và công nghệ. Liên kết các giải thích này một cách trực tiếp với

Mức 5

các khía cạnh của thực tiễn cuộc sống. Phản ánh về các hành động cá
nhân và trao đổi về các quyết định sử dụng những kiến thức khoa học và
bằng chứng.
Xác định một cách rõ ràng các vấn đề được miêu tả trong một loạt các
bối cảnh. Lựa chọn các sự kiện và kiến thức để giải thích các hiện tượng,

Mức 4

áp dụng các mô hình hoặc các chiến lược tìm tòi giải pháp. Phát triển các
tuyên bố ngắn trên cơ sở sử dụng các sự kiện và ra quyết định trên cơ sở
kiến thức.
Cung cấp các giải thích có thế trong các bối cảnh tương tự hoặc rút ra

Mức 3


Trong mục tiêu giáo dục của môn học, yêu cầu phát triển năng lực GQVĐ
thực tiễn của HS cần được đưa vào một cách tường minh. Để HS có năng lực này,
trong DH khoa học cần hình thành, phát triển cho HS những kiến thức, kĩ năng, thái
độ cần thiết. Cụ thể là:
+ Kiến thức: Các sự kiện khoa học, các khái niệm, định luật và nguyên lí khoa
học, ứng dụng, vai trò và tác động của khoa h ọ c,...
+ Kĩ năng tìm tòi khoa học như quan sát, đo đạc, sử dụng các dụng cụ thí
nghiệm, ... Kĩ năng nhận biết được vấn đề, nêu câu hỏi, giả thuyết, dự đoán, thiết


17
kế phương án tìm tòi, giải thích kết quả thí nghiệm, phân tích, suy luận để rút ra kết
luận, kĩ năng vận dụng kiến thức khoa học để mô tả, giải thích sự vật hiện tượng, kĩ
năng trình bày những hiểu biết khoa học, ...
+ Thái độ yêu thích khoa học, suy nghĩ và hành động một cách khoa học (cẩn
thận, trung thực, khách quan, ...), sẵn sàng vận dụng kiến thức khoa học vào trong
cuộc sống.
- Xây dựng các câu hỏi, bài tập, tình huống có nội dung thực tiễn trong các tài
liệu DH:
Các câu hỏi, bài tập, tình huống có thể được thể hiện trong các HĐ DH khác
nhau như: nghiên cứu xây dựng kiến thức mới, củng cố, vận dụng kiến thức, ôn tập,
hoặc kiểm tra ĐG.
Trong đó, có thể có các loại yêu cầu đối với HĐ học tập của HS như:
+ Yêu cầu HS phải nhận biết kiến thức khoa học có liên quan và sử dụng để
giải thích sự vật hiện tượng.
+ Yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức để đưa ra một phương án giải quyết,
cách làm đáp ứng được yêu cầu đề ra.
- Sử dụng các phương pháp, hình thức tổ chức DH nhằm tích cực hóa HĐ
nhận thức của HS, tăng cường sự tham gia hiệu quả của HS trong giải quyết các
vẩn đề thực tiễn.