Luận án tiến sĩ giáo dục học: Sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học nhiệt học vật lý 10 THPT

• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Phương pháp kết hợp thí nghiệm trong dạy học nhiệt học vật lý 10 THPT
• Loại tài liệu: luận án

• MỤC LỤC
• Lí do chọn đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• Giả thuyết khoa học
• Nhiệm vụ nghiên cứu
• Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Đóng góp của luận án
• Cấu trúc đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
• 1.3. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CẦN ĐƯỢC GIẢI QUYẾT CỦA LUẬN ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
• 2.1. CƠ SỞ TÂM LÍ HỌC
• 2.1.1. Thuyết xử lí thông tin
• 2.1.2. Thuyết kiến tạo
• 2.1.3. Thuyết đa trí tuệ
• 2.1.4. Thuyết về quy luật trí não
• 2.2. THÍ NGHIỆM - PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA MÔN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
• 2.2.1. Thí nghiệm vật lí
• 2.2.2. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí
• 2.2.3. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí
• 2.3. MỘT SỐ LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
• 2.3.1. Thí nghiệm được trang cấp
• 2.3.2. Thí nghiệm tự tạo
• 2.3.3. Thí nghiệm trên máy vi tính
• 2.4. THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
• 2.4.1. Chọn mẫu điều tra
• 2.4.2. Nội dung điều tra
• 2.4.3. Kết quả điều tra
• 2.5. SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
• 2.5.1. Tính tất yếu của việc sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí
• 2.5.2. Vai trò của từng loại hình thí nghiệm khi tổ chức sử dụng phối hợp trong dạy học vật lí
• 2.5.3. Nguyên tắc sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông
• 2.5.4. Biện pháp sử dụng phối hợp hiệu quả các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí
• 2.5.5. Quy trình sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm trong dạy học vật lí
• 2.5.6. Sử dụng phối hợp thí nghiệm, thí nghiệm tự tạo và máy vi tính trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÍ PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
• 3.1. ĐẶC ĐIỂM PHẦN NHIỆT HỌC
• 3.1.1. Khái quát phần Nhiệt học
• 3.1.2. Nội dung và cấu trúc phần Nhiệt học
• 3.1.3. Một số khó khăn khi dạy học phần Nhiệt học
• 3.2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THỰC TẾ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC
• 3.3. DANH MỤC CÁC LOẠI HÌNH THÍ NGHIỆM PHẦN NHIỆT HỌC
• 3.3.1. Các thí nghiệm ở trường trung học phổ thông
• 3.3.2. Một số thí nghiệm tự tạo phần Nhiệt học
• 3.3.3. Khai thác thí nghiệm trên máy vi tính phần Nhiệt học
• 3.4. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ
• 3.4.1. Danh sách các tiến trình dạy học đã thiết kế
• 3.4.2. Thiết kế tiến trình dạy học bài "Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt"
• 3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 4.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 4.2. ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
• 4.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 4.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.3.1. Phương pháp điều tra
• 4.3.2. Phương pháp quan sát giờ học thực nghiệm
• 4.3.3. Phương pháp thống kê toán học
• 4.4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM VÒNG 1
• 4.4.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.4.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.4.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.5. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM VÒNG 2
• 4.5.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.5.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.5.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Phương pháp kết hợp thí nghiệm trong dạy học nhiệt học vật lý 10 THPT

Phương pháp kết hợp thí nghiệm là một phương pháp giảng dạy hiệu quả, đặc biệt trong môn nhiệt học vật lý 10 THPT. Phương pháp này kết hợp các loại hình thí nghiệm khác nhau như thí nghiệm được trang cấp, thí nghiệm tự tạo, và thí nghiệm trên máy vi tính để nâng cao chất lượng học tập. Việc sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm giúp học sinh hiểu sâu hơn các khái niệm vật lý, đồng thời phát triển kỹ năng thực hành và tư duy khoa học.

1.1. Cơ sở tâm lý học của phương pháp kết hợp thí nghiệm

Cơ sở tâm lý học của phương pháp kết hợp thí nghiệm dựa trên các lý thuyết như thuyết xử lý thông tin, thuyết kiến tạo, và thuyết đa trí tuệ. Những lý thuyết này nhấn mạnh rằng học sinh tiếp thu kiến thức tốt hơn thông qua các hoạt động thực hành và trải nghiệm trực tiếp. Thí nghiệm vật lý không chỉ giúp học sinh quan sát hiện tượng mà còn kích thích sự tò mò và khám phá, từ đó nâng cao động cơ học tập.

1.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý

Thí nghiệm vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc giảng dạy môn vật lý ở trường phổ thông. Nó giúp học sinh hiểu rõ các khái niệm trừu tượng thông qua các hiện tượng cụ thể. Thí nghiệm tự tạo và thí nghiệm trên máy vi tính bổ sung cho nhau, giúp khắc phục những hạn chế của từng loại hình. Ví dụ, thí nghiệm tự tạo mang lại sự hứng thú, trong khi thí nghiệm trên máy vi tính cung cấp độ chính xác cao và khả năng mô phỏng phức tạp.

II. Thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

Thực trạng sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học ở trường phổ thông hiện nay còn nhiều hạn chế. Nhiều giáo viên gặp khó khăn trong việc tiếp cận thiết bị thí nghiệm hoặc ngại sử dụng thí nghiệm trong giờ học. Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp kết hợp thí nghiệm đang dần được áp dụng rộng rãi, đặc biệt trong các bài giảng về nhiệt học vật lý 10 THPT.

2.1. Khó khăn trong việc sử dụng thí nghiệm

Một trong những khó khăn chính là thiết bị thí nghiệm không đủ hoặc không đáp ứng được yêu cầu giảng dạy. Ngoài ra, nhiều giáo viên chưa được đào tạo bài bản về việc sử dụng thí nghiệm vật lý trong giờ học. Điều này dẫn đến việc thí nghiệm chưa được khai thác hiệu quả, làm giảm chất lượng học tập của học sinh.

2.2. Giải pháp khắc phục

Để khắc phục những khó khăn này, cần tăng cường đầu tư trang thiết bị thí nghiệm và tổ chức các khóa đào tạo cho giáo viên. Việc sử dụng phương pháp kết hợp thí nghiệm cũng cần được áp dụng linh hoạt, kết hợp giữa thí nghiệm tự tạo và thí nghiệm trên máy vi tính để tối ưu hóa hiệu quả giảng dạy.

III. Ứng dụng phương pháp kết hợp thí nghiệm trong dạy học nhiệt học vật lý 10 THPT

Phương pháp kết hợp thí nghiệm đã được áp dụng hiệu quả trong việc dạy học nhiệt học vật lý 10 THPT. Các bài giảng được thiết kế với sự kết hợp giữa thí nghiệm vật lý, thí nghiệm tự tạo, và thí nghiệm trên máy vi tính, giúp học sinh hiểu sâu hơn về các hiện tượng nhiệt học như sự nở vì nhiệt, quá trình đẳng nhiệt, và định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt.

3.1. Thiết kế tiến trình dạy học

Tiến trình dạy học được thiết kế theo quy trình sử dụng phối hợp các loại hình thí nghiệm. Ví dụ, trong bài giảng về quá trình đẳng nhiệt, giáo viên có thể sử dụng thí nghiệm tự tạo để minh họa hiện tượng, sau đó sử dụng thí nghiệm trên máy vi tính để mô phỏng quá trình và tính toán chính xác các thông số vật lý.

3.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm

Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy, việc sử dụng phương pháp kết hợp thí nghiệm đã giúp học sinh nắm vững kiến thức và hứng thú hơn trong học tập. Các bài kiểm tra sau khi áp dụng phương pháp này cho thấy sự cải thiện rõ rệt về điểm số và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.