Luận án – Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Tên luận án:

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM KĨ THUẬT SỐ THEO QUAN ĐIỂM DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

Ngành:

Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí (Mã số: 9.14.01.11)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này giải quyết vấn đề về năng lực giải quyết vấn đề khoa học của học sinh trung học phổ thông còn hạn chế trong môn Vật lí 10, đặc biệt là các kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn. Thực trạng cho thấy các hoạt động giải quyết vấn đề thường bị giới hạn trong các trường hợp đặc biệt, thiếu tính tổng quát và thiếu các thiết bị thí nghiệm kỹ thuật số phù hợp để khảo sát và kiểm chứng.

Mục đích chính của nghiên cứu là xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kỹ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở mức độ cao cho học sinh. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào kiến thức về động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn trong chương trình Vật lí 10 tại Thành phố Hồ Chí Minh, sử dụng hai loại thí nghiệm chính là thí nghiệm tương tác trên màn hình (TNTTTMH) và thí nghiệm kết nối máy tính (TNKNMT).

Giả thuyết khoa học đặt ra là việc xây dựng và thiết kế các thí nghiệm kỹ thuật số đáp ứng yêu cầu khoa học - kỹ thuật và sư phạm, cùng với tiến trình sử dụng chúng theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu, có thể phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở mức độ cao cho học sinh. Các nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu cơ sở lý luận, điều tra thực tiễn dạy học, xây dựng và hoàn thiện các thí nghiệm kỹ thuật số, soạn thảo 05 tiến trình dạy học, xây dựng rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, và thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả.

Đóng góp của đề tài là đề xuất giải pháp nâng cao tính khoa học trong phát hiện và giải quyết vấn đề, xây dựng quy trình thiết kế thí nghiệm, hoàn thiện các thí nghiệm kỹ thuật số (như phần mềm Phys-ISE và bộ cảm biến lực - gia tốc Phys-MBL) khắc phục nhược điểm của các bộ thí nghiệm hiện có. Luận án cũng phát triển TNTTTMH online hỗ trợ dạy học kết hợp. Kết quả thực nghiệm sư phạm bước đầu khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các tiến trình dạy học và thí nghiệm đã xây dựng trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, qua đó xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Lí do chọn đề tài
  • 2. Mục đích nghiên cứu
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • Đối tượng nghiên cứu của đề tài:
  • Phạm vi nghiên cứu:
  • 4. Giả thuyết khoa học
  • 5. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 6. Phương pháp nghiên cứu
• 7. Những đóng góp của đề tài

• CHƯƠNG 1.

  • TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
  • 1.1. Các nghiên cứu về quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 1.2. Các nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề
  • 1.3. Các nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức về Động lực học chất điểm và Các định luật bảo toàn – Vật lí 10
  • 1.4. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

• CHƯƠNG 2.

  • CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
  • 2.1. Dạy học dựa trên nghiên cứu trong dạy học vật lí
  • 2.1.1. Khái niệm dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.2. Bản chất của dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.3. Đặc điểm của dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.4. Cơ sở tâm lí học, lí luận và thực tiễn trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.4.1. Cơ sở tâm lí học trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.4.2. Cơ sở lí luận trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.4.3. Cơ sở thực tiễn trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.5. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.5.1. Phát triển và đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.1.5.2. Đề xuất các biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.2. Quy trình tổ chức hoạt động dạy học dựa trên nghiên cứu nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
  • 2.3. Vị trí của TNKNMT-TNTTTMH trong tiến trình dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 2.3.1. Khái niệm TNKNMT và TNTTTMH
  • 2.3.2. Vị trí của TNKNMT và TNTTTMH trong tiến trình DH dựa trên nghiên cứu

• CHƯƠNG 3.

  • XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY TÍNH VÀ THÍ NGHIỆM TƯƠNG TÁC TRÊN MÀN HÌNH TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VÀ “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”— VẬT LÍ 10 THEO QUAN ĐIỂM DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
  • 3.1. Yêu cầu xây dựng các thí nghiệm kĩ thuật số trong dạy học dựa trên nghiên cứu nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở mức cao của học sinh
  • 3.2. Khó khăn và giải pháp khi xây dựng và sử dụng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 3.2.1. Khó khăn và giải pháp khi xây dựng thí nghiệm vật lí theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 3.2.2. Khó khăn và giải pháp khi xây dựng các thí nghiệm kĩ thuật số theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 3.3. Quy trình xây dựng các thí nghiệm kĩ thuật số trong dạy học dựa trên nghiên cứu nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở mức cao của học sinh
  • 3.4. Xây dựng và hoàn thiện thí nghiệm kết nối máy tính và thí nghiệm tương tác trên màn hình trong dạy học một số kiến thức về “Động lực học chất điểm” và “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 theo quan điểm dạy học dựa trên nghiên cứu
  • 3.4.1. Sự cần thiết xây dựng và hoàn thiện TNTTTMH Phys-ISE và bộ cảm biến lực – gia tốc kết nối máy tính không dây Phys-MBL
  • 3.4.2. Xây dựng và hoàn thiện TNTTTMH Phys-ISE hỗ trợ dạy học vật lí
  • 3.4.2.1. Xây dựng và hoàn thiện TNTTTMH Phys-ISE
  • 3.4.2.2. Các TN có thể tiến hành với TNTTTMH Phys-ISE
  • 3.4.3. Xây dựng và hoàn thiện bộ cảm biến lực-gia tốc kết nối máy tính không dây Phys-MBL trong bộ TNKNMT
  • 3.4.3.1. Xây dựng và hoàn thiện bộ cảm biến lực-gia tốc kết nối máy tính không dây Phys-MBL trong bộ TNKNMT
  • 3.4.3.2. Các TN có thể tiến hành với bộ cảm biến lực – gia tốc kết nối máy tính không dây Phys-MBL trong bộ TNKNMT

• CHƯƠNG 4.

  • THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC DỰA TRÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VÀ “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” CÓ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM KĨ THUẬT SỐ ĐÃ HOÀN THIỆN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
  • 4.1. Thiết kế tiến trình dạy học dựa trên nghiên cứu định luật III Newton
  • 4.1.1 Tiến trình xây dựng kiến thức định luật III Newton
  • 4.1.2. Tổ chức hoạt động dạy học định luật III Newton

• CHƯƠNG 5.

  • THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
  • 5.1. Mục đích, đối tượng và thời gian thực nghiệm
  • 5.1. Kết quả thực nghiệm lớp 10A1

• KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT

  • 1. Những kết quả đạt được của luận án
  • 2. Đề xuất

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ