BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN CAO TRÚC GIANG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT
THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY VI TÍNH

Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ CÔNG TRIÊM

Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2017
i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số
liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được
các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố
trong bất kì một công trình nào khác.

Thừa Thiên Huế, ngày…tháng…năm…
Tác giả

Nguyễn Cao Trúc Giang

iii


MỤC LỤC

1


2


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STT

Viết tắt

Viết đầy đủ

1

HS

Học sinh

2

GV


Trung học phổ thông

8

PPDH

Phương pháp dạy học

9

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

10

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

3


DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ

Hình 1.1.

4


sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành năng lực

5


và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về
kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng kiến thức GQVĐ, chú
trọng kiểm tra đánh giá trong quá trình dạy học để có thể tác động kịp thời nâng cao
chất lượng các hoạt động dạy học và giáo dục. [7]
Vật lí học là một khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thức đều có mối
liên hệ chặt chẽ với nhau và thành tựu của nó được ứng dụng nhiều vào thực tiễn.
Nhiều kiến thức Vật lí được hình thành thông qua việc giải quyết các mâu thuẫn nảy
sinh và mở rộng vấn đề nên thông qua quá trình dạy học Vật lí sẽ dễ dàng rèn luyện
năng lực GQVĐ của HS. Vì vậy việc thiết kế hoạt động dạy học theo hướng phát
triển năng lực GQVĐ cho HS sẽ góp phần phát triển được các năng lực này ở HS.
Hiện nay, công nghệ thông tin đang phát triển mạnh mẽ và những thành tựu
của nó được áp dụng mạnh mẽ vào các ngành, lĩnh vực khác nhau: khoa học, giáo
dục, văn hóa,… Một công cụ chủ yếu của công nghệ thông tin là MVT. Việc biết
và sử dụng MVT phục vụ cho nhu cầu con người trong các lĩnh vực trở nên rất phổ
biến. Trong giáo dục ở trung học phổ thông ở nước ta hiện nay, MVT cũng được sử
dụng phổ biến hơn, đặc biệt là sử dụng nó trong quá trình dạy học và đã mang lại
các giá trị cho quá trình dạy và học. Để MVT thực sự trở thành công cụ hỗ trợ đắc
lực cho người sử dụng nó thì họ phải có những kiến thức cơ bản về mày vi tính và
phương pháp để áp dụng MVT vào từng bài học sao cho hợp lý nhất. Đối với môn
Vật lí nói riêng, việc sử dụng MVT để hỗ trợ cho quá trình dạy học là thiết thực và
đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, do áp lực về thời gian, trình độ chuyển môn, kĩ
năng làm việc với MVT của từng GV là khác nhau, vì vậy việc sử dụng MVT hỗ trợ
quá trình dạy học vẫn còn những hạn chế. Chính vì vậy, làm thế nào để tổ chức
được tiến trình dạy học định hướng sự phát triển năng lực cho HS với sự hỗ trợ của
MVT là cần thiết và cần được giải quyết.

thông tin vào trong dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Đối với lý luận
về sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lí ở THPT hiện nay cững đã có
nhiều công trình nghiên cứu:

7


Tuy nhiên chưa có công trình nào tập trung nghiên cứu vào việc tổ chức các
hoạt động dạy học theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của
MVT, nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong nhà trường phổ thông hiện nay.
Tiếp nối những cơ sở lý luận sẵn có, trong phạm vi luận văn, những vấn đề còn
chưa được quan tâm ở trên sẽ được tiếp tục đi sâu nghiên cứu, với mong muốn góp
một phần nhỏ cung cấp thêm một số tư liệu cho dạy học Vật lí ở THPT hiện nay.
3. Mục tiêu đề tài
Thiết kế được quy trình tổ chức dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT
theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế được quy trình tổ chức dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10
THPT theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT thì sẽ
giúp học phát triển được năng lực GQVĐ, từ đó nâng cao chất lượng dạy học
chương “Chất khí” nói riêng và dạy học Vật lí nói chung.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học theo định
hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT.
Thiết kế quy trình tổ chức dạy học theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ
với sự hỗ trợ của MVT.
Xây dựng tiến trình dạy học một số bài thuộc chương “Chất khí” Vật lí 10
THPT theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm, kiểm chứng hiệu quả của việc tổ chức dạy
học theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT.

Về mặt thực tiễn:
- Điều tra, phân tích, đánh giá được thực trạng của việc tổ chức dạy học theo
định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT, ở các trường THPT
trên địa bàn thị xã An Nhơn, tỉnh Bình Định.
- Sưu tầm, xây dựng các tư liệu hỗ trợ dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10
THPT với sự hỗ trợ của MVT.
- Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể trong chương “Chất khí” theo định
hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT.

9


10. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn gồm
có ba chương.
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học theo định
hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT
Chương 2: Xây dựng tiến trình tổ chức dạy học chương “Chất khí” vật lí 10
THPT theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

10


NỘI DUNG
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY
HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ VỚI SỰ HỖ
TRỢ CỦA MVT
1.1. Năng lực GQVĐ
1.1.1. Khái niệm năng lực

niềm tin, ý chí,...) phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định, đảm
bảo cho hoạt động đó có kết quả tốt đẹp, đạt hiệu quả cao.
Theo Trần Khánh Đức trong “Nghiên cứu nhu cầu và xây dựng mô hình đào
tạo theo năng lực trong lĩnh vực giáo dục” đã nêu rõ: năng lực là khả năng tiếp nhận
và vận dụng tổng hợp, có hiệu quả mọi tiềm năng của con người (tri thức, kĩ năng,
thái độ, thể lực, niềm tin,…) để thực hiện công việc hoặc đối phó với tình huống,
trạng thái nào đó trong cuộc sống và lao động nghề nghiệp. [3]
Tóm tại, năng lực vừa tồn tại ở dạng tiềm năng và nó vừa có thể được bộc lộ
ra thông qua việc giải quyết các tình huống cụ thể xảy ra trong học tập và đời sống.
Vì vậy có thể hiểu năng lực là khả năng huy động, kết hợp một cách linh hoạt các
kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính các nhân khác như hứng thú, động cơ, niềm tin,
ý chí,… để thực hiện hiệu quả một hoạt động nào đó với tinh thần tích cực.
Việc phát triển năng lực cần dựa trên cơ sở phát triển các thành tố: kiến thức,
kĩ năng, thái độ, … trong đó phải được “thực hành”, huy động tổng hợp các thành
phần trong các tình huống đa dạng trong những hoàn cảnh cụ thể, từ đó mà năng lực
được hình thành, phát triển. Trong giáo dục ở nhà trường phổ thông có thể dựa trên
những cơ sở này để bồi dưỡng và phát triển năng lực cho HS.
Nhìn chung năng lực được chia thành năng lực chung và năng lực cụ thể,
chuyên biệt (tức là năng lực đặc thù của môn học).
- Năng lực chung: là năng lực cơ bản, thiết yếu mà bất kỳ một người nào cũng
cần có để sống, học tập và làm việc bình thường trong xã hội. Các hoạt động giáo dục
(bao gồm các môn học và hoạt động trải nghiệm sáng tạo), với khả năng khác nhau,
nhưng đều hướng tới mục tiêu hình thành và phát triển các năng lực chung của HS. Có
8 năng lực sau đây được khá nhiều nước đề xuất: tư duy phê phán và tư duy logic;
sáng tạo và tự chủ; GQVĐ; làm việc nhóm – quan hệ với người khác; giao tiếp và
làm chủ ngôn ngữ; tính toán và ứng dụng số; đọc – viết; công nghệ thông tin và
truyền thông (ICT) [4].

12


hoạt, sáng tạo những kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm vốn có của bản thân để giải

13


quyết một vấn đề nào đó thông qua các bước xác định được vấn đề và mục tiêu của
việc cần giải quyết; thu thập thông tin và phân tích để đề ra được các giải pháp để
GQVĐ đó; chọn ra được giải pháp tối ưu trong các giải pháp đề ra để thực hiện;
đánh giá được kết quả thu được, rút kinh nghiệm khi xử lí các vấn đề khác tương tự
và đề xuất được vấn đề mới khi cần thiết.
Việc giải quyết một vấn đề nào đó là cả một quá trình đòi hỏi con người phải
vận dụng một cách linh hoạt, sáng tạo những kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm vốn
có của bản thân. Do đó, cách thức và hiệu quả GQVĐ của mỗi người cũng có sự
khác nhau. Điều này phụ thuộc vào năng lực GQVĐ của mỗi người.
Cấu trúc năng lực GQVĐ được thể hiện qua bảng 1.1
Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực GQVĐ của HS
Năng lực hợp

Năng lực thành tố

Chỉ số hành vi

phần
Tìm hiểu vấn đề

Tìm hiểu, khám Quan sát, mô tả, phân tích được tình
phá và phát hiện huống cụ thể, phát hiện được mâu thuẫn
vấn đề

có trong vấn đề



Trình bày kết quả GQVĐ
Đánh

giá

giải Đánh giá kết quả Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ

pháp, khái quát và đánh giá việc Suy ngẫm về cách thức và tiến trình
kết quả thu được, thực

hiện

giải GQVĐ

đề xuất vấn đề pháp, khái quát kết Điều chỉnh và vận dụng trong tình huống
mới

quả thu được đề mới, đề xuất vấn đề mới
xuất vấn đề mới

1.1.3. Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí
Kiến thức vật lí trong trường phổ thông là những kiến thức đã được con người
khẳng định. Tuy vậy, chúng luôn mới mẻ đối với HS. Trong quá trình nghiên cứu
kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đưa ra
những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân của họ. Do đó, việc tổ chức
cho HS hoạt động tích cực, tự lực giải quyết những nhiệm vụ nhận thức dưới sự
hướng dẫn, định hướng của GV sẽ hình thành năng lực GQVĐ cho HS thông qua
quá trình học tập vật lí.

Để hình thành ở HS năng lực GQVĐ, GV có thể phỏng theo tiến trình GQVĐ
của các nhà khoa học để tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS. Tuy nhiên, để tổ
chức thành công các hoạt động nhận thức cho HS, GV cần phải chú ý tới những
điểm khác nhau giữa nhà khoa học và HS khi GQVĐ đặt ra. Khi chấp nhận giải
quyết một vấn đề, nhà khoa học đã có trình độ kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ
cần thiết, còn HS thì chỉ bước đầu làm quen với việc GQVĐ khoa học. Những kiến
thức mà HS cần chiếm lĩnh là những kiến thức mà nhiều thế hệ các nhà khoa học đã
trải qua thời gian dài mới đạt được, còn HS thì chỉ được dành một khoảng thời gian
ngắn để phát hiện ra kiến thức đó. Bên cạnh đó, các nhà khoa học đã có trong tay
những phương tiện chuyên dụng có độ chính xác cao và những điều kiện thích hợp
nhất để GQVĐ, còn HS thì chỉ có những phương tiện thô sơ của nhà trường với độ
chính xác chưa cao, chỉ có điều kiện làm việc ở tập thể lớp hay ở phòng thực hành.
HS không thể hoàn toàn tự lực xây dựng kiến thức khoa học được mà cần có sự
giúp đỡ của GV. Sự giúp đỡ này không phải là giảng giải, cung cấp cho HS những
kiến thức sẵn có mà là tạo điều kiện để HS có thể trải qua các giai đoạn chính của
việc GQVĐ.
Muốn có năng lực trong một lĩnh vực nào đó, nhất thiết phải có kiến thức, kĩ
năng, kĩ xảo, thái độ trong lĩnh vực ấy. Sự tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kĩ xảo và

16


thái độ tốt trong một lĩnh vực nào đó là điều kiện không thể thiếu để có năng lực
trong lĩnh vực đó. Mặt khác đến lượt mình năng lực lại được biểu hiện trong việc
tiếp thu tri thức, kĩ năng, kĩ xảo và thái độ. Vì vậy, để phát triển được năng lực
người học thì điều kiện cần là rèn luyện cho người học hình thành nên các kĩ năng,
kĩ xảo, có một nền tảng tri thức tốt và có một thái độ đúng đắn
Dựa trên cơ sở này, ba nhóm giải pháp đươc đưa ra nhằm phát triển năng lực
GQVĐ cho HS với sự hỗ trợ của MVT như sau:
1.2.1. Khai thác và xây dựng hệ thống các kiến thức đầy đủ, khoa học với sự hỗ

kiến thức cho bản thân, phát triển năng lực tiếp nhận và GQVĐ, năng lực tự học và
thói quen tự học, sáng tạo, giúp cho HS có thể tự học suốt đời. Đây là một trong
những yêu cầu căn bản của lí luận dạy học.
MVT có thể mạnh rất lớn trong việc tạo điều kiện để hệ thống hóa các kiến
thức trong chương trình Vật lí thông các phần mềm sử dụng trên MVT như: bản đồ
tư duy iMindMap; bản đồ khái niệm Cmap Toll;… Không những chỉ phân được
thành các ý chính, ý con,… , mà mỗi ý con đó còn có thể liên kết được tới các kiến
thức khác, các video, hình ảnh, âm thanh,… mà một sơ đồ hệ thống lập trên giấy
không thể làm được.

Hình 1.2. Cấu trúc bản đồ tư duy

18


Hình 1.3. Cấu trúc bản đồ khái niệm
1.2.2.1. Rèn luyện kĩ năng phát hiện vấn đề và kĩ năng quan sát, phân tích thông
tin liên quan đến vấn đề để làm rõ vấn đề với sự hỗ trợ của MVT
Để rèn luyện những kĩ năng này ta có thể sử dụng MVT để mở đầu bài học tạo
ra tình huống có vấn đề để tạo ra vấn đề cho HS giải quyết. GV đưa ra các hình ảnh,
các đoạn phim về các hiện tượng vật lí một cách trực quan và yêu cầu HS giải thích
các hiện tượng đó. Hoặc cũng có thể sử dụng MVT hỗ trợ trong việc đưa ra các hiện
tượng mới cần nghiên cứu, đặt ra những tình huống có vấn đề đối với HS. Mặc dù
trong giai đoạn này, thời gian sử dụng MVT là không nhiều, song hiệu quả lại rất
cao vì chỉ với một thời lượng ngắn ngủi, có thể truyền tải được lượng thông tin khá
nhiều và hình thức truyền tải thông tin là khá hấp dẫn đối với HS, có thể đặt HS vào
một trạng thái tập trung cao độ, chuẩn bị tốt cho các giai đoạn tiếp theo của quá
trình GQVĐ.
Không phải các quá trình nào diễn ra trong tự nhiên cũng đều dễ quan sát vì
vậy việc sử dụng MVT hỗ trợ ghi lại hoặc mô phỏng lại các quá trình là cần thiết.

+ Thông qua các video này HS sẽ phát hiện ra vấn đề có liên quan đến chất
khí và các thông số trạng thái của nó (thể tích, áp suất). Từ đó rèn luyện cho HS kĩ
năng phát hiện vấn đề
+ Sau khi phát hiện được vấn đề HS tiến hành phân tích các yếu tố liên quan
đến vấn đề để phát biểu chính xác vấn đề cần giải quyết: “bóng khí trong các video
lớn dần lên” suy ra “thể tích tăng”; nhận thấy khi bóng khí nổi dần lên hoặc bay lên
cao hoặc rút bớt khí trong bình ra HS nhận định yếu tố thay đổi là áp suất chất khí;
nhận thấy bóng khí không bị vỡ trong các hiện tượng quan sát vì vậy HS nhận định

20


lượng khí trong nó là không đổi trong cả quá trình. Vì trong các video này không có
sự xuất hiện của thông số nhiệt độ nên GV có thể gợi ý để HS tư duy xác định nhiệt
độ trong các hiện tượng có sự thay đổi không đáng kể. Video được trình chiếu trên
màn hình lớn nên tất cả HS trong lớp đều quan sát được và đều có thể quan sát và
phân tích được các yếu tố liên quan đến vấn đề và xác định được chính xác vấn đề
cần giải quyết và phát biểu thành lời bằng ngôn ngữ Vật lí.
1.2.2.2. Rèn luyện kĩ năng đề xuất giải pháp thích hợp và lựa chọn giải pháp tối
ưu để GQVĐ với sự hỗ trợ của MVT
Khi đứng trước một vấn đề cần giải quyết, HS thường phải đưa ra nhiều giải
pháp khác nhau cho vấn đề đó. Sau đó HS phải đánh giá và lựa chọn ra giải pháp tối
ưu nhất cho vấn đề, đây là một bước quan trọng quyết định đến kết quả GQVĐ. Ở
giai đoạn này, GV có thể soạn thảo hệ thống các câu hỏi hướng dẫn trên các slide và
trình chiếu từng gợi ý để HS dễ dàng theo dõi và nắm bắt được các thông tin hướng
dẫn để tìm ra giải pháp. Việc sử dụng MVT để hỗ trợ như vậy vừa tạo điều kiện cho
tất cả HS trong lớp đều biết được gợi ý và sẽ rút ngắn thời gian hơn cho việc suy
nghĩ giải pháp so với việc GV cứ nhắc đi nhắc lại hướng dẫn khi có những HS chưa
kịp nghe.
Nếu HS biết lựa chọn ra giải pháp tốt nhất thì sẽ rất thuận lợi cho việc GQVĐ.

nhiên việc biểu hiện ra bên ngoài là khác nhau ở mỗi cá nhân. Vì vậy việc mà GV
cần làm rèn luyện cho HS tự thực hiện đưa ra giải pháp dựa trên xác định các đại
lương, kiến thức Vật lí có liên quan đến vấn đề. Sau khi được rèn luyện nhiều lần,
HS sẽ tích luỹ được kinh nghiệm, có sự nhạy cảm trong việc phát hiện, đề xuất giải
pháp khi gặp một vấn đề cần giải quyết. Để rèn luyện kĩ năng này cho HS tốt hơn
thì người GV có thể xây dựng trước hệ thống các hướng dẫn, gợi ý cụ thể để dẫn dắt
HS từng bước đưa ra giải pháp và hoàn thiện dần giải pháp.
+ Trên cơ sở các giải pháp đưa ra, HS tiến hành phân tích các giải pháp đó để
lựa chọn ra giải pháp tối ưu nhất (tức là giải pháp có khả năng thực hiện trong điều
kiện cho phép, có thể cho ra kết quả đáng tin cậy, nhanh nhất,…)
+ Dựa vào giải pháp tối ưu đã được lựa chọn HS sẽ phân tích xác định các
công cụ, phương pháp để thực hiện giải pháp GQVĐ. Đối với môn Vật lí thì thường
sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết đưa ra. Vì vậy, HS cần phải biết được
các dụng cụ thí nghiệm Vật lí và chức năng của chúng để lựa chọn dụng cụ thí

22