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

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

Thành phố Hồ Chí Minh - 2011


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực
sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát
tình hình thực tiễn và tiến hành thực nghiệm tại trường THPT Thanh Bình, huyện
Tân Phú, Tỉnh Đồng Nai, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Phan Gia Anh
Vũ..
Các số liệu, kết quả thực nghiệm trong luận văn là trung thực và chưa từng
được công bố trong bất kì một công trình nào khác.


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng sau đại học, cùng toàn
thể quí Thầy Cô trong khoa vật lí trường đại học Sư phạm TP.HCM và Thầy Cô
thỉnh giảng đã nhiệt tình giảng dạy giúp tác giả thu nhận được những kiến thức quý
báu trong suốt quá trình học tập.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy TS. Phan Gia Anh
Vũ – giáo viên hướng dẫn trực tiếp - người thầy đã tận tình giúp đỡ và chỉ dẫn, định
hướng cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luận văn.
Tác giả gửi lời cảm ơn các Thầy cô, các anh chị đồng nghiệp và bạn bè đã
giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Sau cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe và hạnh phúc đến gia đình, thầy cô, bạn
bè.
Xin cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 3 năm 2012
Phạm Thế Phương

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

7.

Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 15

PHẦN NỘI DUNG .............................................................................................................. 16
Chương 1. Cơ sở lí luận của việc vận dụng bản đồ khái niệm hỗ trợ dạy học môn vật lí
ở trường THPT................................................................................................................. 16
1.1. Bản đồ khái niệm .................................................................................................. 16

1.1.1. Đôi nét lịch sử .......................................................................................... 16
1.1.2. Định nghĩa BĐKN ................................................................................... 18
1.1.3. Các bộ phận cấu thành của một BĐKN ................................................... 20
1.1.4. Cơ sở lí thuyết của BĐKN ....................................................................... 22
1.1.4.1. Cơ sở tâm lí học của BĐKN ................................................................. 22
1.1.4.2. Cơ sở nhận thức của BĐKN ................................................................. 27
1.1.5. Các dạng BĐKN ...................................................................................... 28
1.1.6. Vai trò của BĐKN trong dạy học ............................................................ 30
1.1.7. Quy trình xây dựng BĐKN ...................................................................... 32
1.1.8. Xây dựng BĐKN dựa trên phần mềm IHMC CmapTools ...................... 34
1.2. Vai trò của câu hỏi trong dạy học ......................................................................... 35
1.3. Thực trạng dạy học khái niệm vật lí ..................................................................... 35

1.4. Sử dụng BĐKN trong dạy học vật lí .................................................... 38
1.4.1. Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh ..................................................................... 38


1. Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh trong khâu dạy bài mới .................................. 38
2. Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh trong khâu củng cố, ôn tập ........................... 41
1.4.2. Sử dụng bản đồ khuyết............................................................................. 42
1. Sử dụng bản đồ khuyết trong khâu dạy bài mới ......................................... 42

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

2.7.1. Chuẩn bị cho chủ đề học tập (1 tiết trước khi học chủ đề) ...................... 75
2.7.2. Giới thiệu tổng quan về chủ đề học tập (tiết 1) ........................................ 75
2.7.3. Tổ chức quá trình thực hiện CHBH 1 (tiết 2) .......................................... 76
2.7.4. Tổ chức quá trình thực hiện CHBH 2 và 3 (tiết 3 đến 8) ......................... 77
2.7.5. Tổ chức quá trình thực hiện CHBH 4 và 5 (tiết 9 đến 11) ....................... 83
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................................................... 87
Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.............................................................................. 88
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm (TNSP) ....................................... 88
3.1.1. Mục đích ............................................................................................................ 88
3.1.2. Nhiệm vụ............................................................................................................ 88
3.2.Đối tượng và nội dung của TNSP .............................................................................. 89
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 89
3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 89
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 89
3.3.1.Chọn mẫu thực nghiệm: ...................................................................................... 89
3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm sư phạm ......................................................... 89
3.4.Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm..................................................................... 90
3.4.1. Tiêu chí đánh giá: .............................................................................................. 90
3.4.2. Nhận xét chung quá trình học tập của HS ở các lớp thực nghiệm ..................... 91
3.4.3. Xử lí kết quả bài kiểm tra .................................................................................. 92
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................................................. 105
KẾT LUẬN........................................................................................................................ 106


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt

Viết đầy đủ

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

Trung học phổ thông


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG TRONG LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. BĐKN thể hiện khái niệm âm thanh .................................................... 15
Hình 1.2. Bản đồ khái niệm về cấu trúc và đặc điểm của bản đồ khái niệm ....... 17
Hình 1.3. Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với nhau
khi chúng ta đang học .......................................................................................... 20
Hình 1.4. Hình dạng bản đồ ................................................................................. 25
Hình 1.5. BĐKN về các bước xây dựng BĐKN .................................................. 29
Hình 1.6. Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 1 ................................................................ 36
Hình 1.7. Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 4 ................................................................ 37
Hình 1.8. Bản đồ khuyết CHBH 1 ...................................................................... 39
Hình 1.9. Bản đồ khuyết CHBH 4 và 5 ............................................................... 41
Hình 1.10. Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 4 và 5 ....................................................... 42
Hình 1.11. Bản đồ khuyết CHBH 4 và 5 ............................................................. 43
Hình 1.12. Bản đồ hoàn chỉnh CHBH 2 và 3 ....................................................... 46
Hình 2.1. Bản đồ Cấu trúc chương trình vật lí THPT .......................................... 51
Hình 2.2. Bản đồ cấu trúc nội dung chương “Chất khí” và “Cơ sở Nhiệt động lực học
” theo SGK Vật lí 10 – cơ bản ............................................................................. 53
Hình 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng bài kiểm
tra CHBH 1 .......................................................................................................... 89
Hình 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất bài kiểm tra CHBH 1................................ 90
Hình 3.3. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra CHBH 1 .................. 91
Hình 3.4. Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng ........ 92
Hình 3.5. Biểu đồ phân phối tần suất ................................................................... 92
Hình 3.6. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra CHBH 2 và 3.......93
Hình 3.7. Biểu đồ phân bố điểm của các nhóm thực nghiệm và đối chứng của bài

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

Bảng 3.12: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra
CHBH 4 và 5 ........................................................................................................ 96


Bảng 3.13. Bảng thống kê các điểm số (x i ) của bài kiểm tra 1 tiết ..................... 96
Bảng 3.14. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra 1 tiết ................................. 97
Bảng 3.15. Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra 1 tiết.................... 98
Bảng 3.15: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm ĐC và TN của bài kiểm tra 1
tiết ......................................................................................................................... 98


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) đang là vấn đề mà ngành Giáo dục
nói riêng và toàn xã hội nói chung đặc biệt quan tâm và được thực hiện ở nước ta
trong những năm gần đây. Trong chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 (ban
kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ-TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 của Thủ
tướng chính phủ), ở mục 5.2 ghi rõ “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo
dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn
người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học
phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống có tư duy phân tích
tổng hợp; phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động tích cực
của HS, sinh viên trong quá trình học tập,…”
Tuy nhiên, đổi mới phương pháp dạy học là một việc làm khó khăn, đòi hỏi
người dạy và người học phải đấu tranh với những thói quen, kinh nghiệm đã có từ
lâu trong dạy học. Vì vậy, đại hội Đảng toàn quốc lần X (tháng 4/2006) nhận xét
“chất lượng giáo dục còn nhiều yếu kém, khả năng chủ động, sáng tạo của học sinh,
sinh viên còn rất ít được bồi dưỡng, chương trình, phương pháp dạy còn lạc hậu,
nặng nề chưa thật hợp lý”.
Có thể nói việc đổi mới PPDH cho đến nay chưa đem lại sự chuyển biến

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

sẽ mang lại những lợi ích đáng quan tâm về các mặt: ghi nhớ, phát triển nhận thức,
tư duy… Một trong những công cụ hết sức hữu hiệu để tạo nên các “hình ảnh liên
kết” là bản đồ khái niệm hay sơ đồ khái niệm (concept map).
Bản đồ khái niệm là sự thể hiện tường minh cấu trúc hiểu biết của cá nhân dưới
dạng sơ đồ. Xây dựng bản đồ khái niệm có tác dụng kết nối các thông tin mới và
các thông tin đã có.
Tác giả mong muốn vận dụng phối hợp và chọn lọc một số chiến lược dạy học
tiên tiến, đặc biệt là sử dụng bản đồ khái niệm hỗ trợ dạy học để mang lại kết quả
tốt trong quá trình học tập của học sinh, phương pháp giảng dạy của bản thân. Học


sinh sẽ học được phương pháp học tập, tăng tính chủ động, sáng tạo và phát triển tư
duy. Giáo viên sẽ góp phần đổi mới phương pháp giảng dạy và quan trọng nhất sẽ
giúp học sinh nắm được kiến thức thông qua một “bản đồ” thể hiện các liên kết chặt
chẽ của kiến thức nên tôi đã chọn đề tài: 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.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở
nhiệt động lực học” lớp 10 cơ bản theo hướng sử dụng bản đồ khái niệm nhằm
nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường THPT, từ đó giúp HS hoàn thiện bản
đồ khái niệm cho môn Vật lí của bản thân.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
a. Khách thể nghiên cứu:
Quá trình dạy học và thực tiễn dạy học vật lí ở trường THPT.
b. Đối tượng nghiên cứu:
- Quá trình dạy học môn vật lí lớp 10 ở trường THPT;
- Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy và học
vật lí ở trường THPT;
- Nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lí THPT.

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

6.1. Nghiên cứu lí luận:
-Nghiên cứu các văn kiện của Đảng về đổi mới nội dung, chương trình, phương
pháp dạy học.
- Nghiên cứu tài liệu về giáo dục học và phương pháp giảng dạy vật lí.
- Nghiên cứu cơ sở khoa học và việc ứng dụng BĐKN vào dạy học.
- Nghiên cứu chương trình vật lí lớp 10 - cơ bản.
- Nghiên cứu, khai thác các tài liệu liên quan đến việc sử dụng bản đồ khái niệm.
- Xây dựng các tiến trình dạy học sử dụng bản đồ khái niệm như công cụ hỗ trợ
dạy và học hiệu quả chương “Chất khí” và “Cơ sở nhiệt động lực học” vật lí lớp 10
cơ bản.
6.2. Thực nghiệm sư phạm
Tiến hành giảng dạy theo tiến trình dạy học đã xây dựng để kiểm nghiệm giả
thuyết khoa học.
7. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài sẽ được thực nghiệm tại trường THPT Thanh Bình, huyện Tân Phú, tỉnh
Đồng Nai.


PHẦN NỘI DUNG
Chương 1. Cơ sở lí luận của việc vận dụng bản đồ khái niệm hỗ trợ dạy học môn
vật lí ở trường THPT
1.1. Bản đồ khái niệm
1.1.1. Đôi nét lịch sử
BĐKN được phát triển năm 1972 trong quá trình nghiên cứu của Joseph D.
Novak và cộng sự ở đại học Cornell (Mỹ), nơi ông đã tìm hiểu và khám phá ra sự
thay đổi trong nhận thức của trẻ em. Trong suốt quá trình nghiên cứu đó, trên cơ sở
phỏng vấn nhiều trẻ em, họ đã thấy thật khó để xác định những thay đổi cụ thể việc
hiểu những khái niệm khoa học của trẻ bằng những cuộc phỏng vấn [20]. Từ sự cần
thiết tìm ra phương thức tốt hơn để thể hiện sự hiểu biết khái niệm của trẻ, đã làm
xuất hiện ý tưởng trình bày kiến thức dưới hình thức một BĐKN. Vì vậy mà ông đã

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

thứ hai đại học kĩ thuật Curtin, Barbara Stauble nhận thấy rằng sinh viên không nắm
bắt được mối quan hệ cơ bản giữa các khái niệm trong học phần. Chính vì vậy bà đã
tăng cường sử dụng BĐKN trong các bài giảng vào năm 2004. Kết quả là sinh viên
đã tìm ra sự kết nối giữa các khái niệm đã học với khái niệm mới. [18]
Trong nghiên cứu, vào năm 2004, J.Valadares, M.T. Soares, F. Fonseca, có
kinh nghiệm giảng dạy vật lí hơn 20 năm, nhận ra rằng BĐKN có thể đáp ứng nhiều
mục tiêu hữu ích trong giảng dạy vật lí. Sử dụng BĐKN trong giảng dạy giúp học
sinh xác định chính xác sự tương đương giữa cơ học và nhiệt học, nhận ra được
quan niệm sai lầm, đặc biệt là sự nhầm lẫn truyền thống giữa nhiệt và nhiệt độ. [19]
Năm 2003, Mistades cũng đã sử dụng BĐKN để trình bày nội dung môn học
và đánh giá kết quả học tập cho môn vật lí dành cho sinh viên nghệ thuật tự do. Kết
quả cho thấy giáo viên có thể sử dụng BĐKN và thu nhận thông tin ngược qua sự
đánh giá BĐKN của học sinh, từ đó có những phương pháp dạy học thích hợp.
Ở Việt Nam, BĐKN vẫn là một hướng sử dụng mới. Trong những năm gần đây
ở một số nơi đã bắt đầu sử dụng BĐKN trong việc dạy và học, nhưng mức độ ứng


dụng trong các môn học còn ít. Ví dụ đại học Cần Thơ đã đưa BĐKN vào dạy học.
Một số chương trình giáo dục nước ngoài tại nước ta cũng sử dụng BĐKN như
chương trình Intel tại Việt Nam.
Đã có một số bài báo nói về BĐKN. Tác giả Phan Đức Duy, đã công bố
nghiên cứu về sử dụng BĐKN trong dạy học sinh học bậc trung học phổ thông [11]
Năm 2009, tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh đã trình bày kết quả nghiên cứu về cơ sở lý
thuyết của BĐKN [12]. Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh cùng cộng sự Phạm Thị Hồng
Tú đã nghiên cứu về sử dụng phần mềm Cmap Tools để lập BĐKN. [13]
Đối với môn vật lí bậc trung học phổ thông, BĐKN cũng đã được nhắc đến như
một công cụ hỗ trợ dạy học. Năm 2008, luận văn thạc sĩ của Vũ Quốc Dũng “Xây
dựng BĐKN và vận dụng vào thiết kế website hỗ trợ dạy học chương “Dòng điện
trong các môi trường” lớp 11 cơ bản”. Tuy nhiên, những nghiên cứu về BĐKN trong
dạy học vật lí vẫn còn ít ỏi. Hy vọng trong tương lai BĐKN sẽ được ứng dụng rộng

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

một chiều hay hai chiều. Các mối liên hệ nhân quả là mũi tên một chiều. Các mối
liên hệ ảnh hưởng qua lại biểu diễn bằng mũi tên hai chiều.
Ví dụ: Hình 1.2


Hình 1.2: Bản đồ khái niệm về cấu trúc và đặc điểm của bản đồ khái niệm [20]


Đặc trưng quan trọng khác của BĐKN là đường nối ngang (cross-links).
Đường nối này thể hiện mối quan hệ (những mệnh đề) giữa các khái niệm trong
những lĩnh vực khác nhau của BĐKN. Đường nối ngang giúp chúng ta thấy một số
lĩnh vực kiến thức trên bản đồ liên quan với nhau như thế nào. Trong sự tạo thành
kiến thức mới, đường nối ngang thường thể hiện sự sáng tạo của người học.
Một đặc tính cuối cùng của BĐKN là những ví dụ ở cuối khái niệm, chúng có
vai trò làm rõ ý nghĩa của khái niệm đó. Các ví dụ cũng được bao quanh bởi hình
tròn, elip hoặc hình chữ nhật nhưng nét vẽ đứt.
1.1.4. Cơ sở lí thuyết của BĐKN
1.1.4.1. Cơ sở tâm lí học của BĐKN
Những hiểu biết ban đầu về khái niệm đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong
sự khám phá quá trình nhận thức. Trong quá trình phát triển trí tuệ, trẻ em dưới 3
tuổi tiếp xúc với các qui tắc trong thế giới xung quanh và bắt đầu tìm ra hệ thống
những nhãn và kí hiệu cho các qui tắc này. Trẻ em thấy rõ được các mô hình hay
quy tắc của sự kiện hay sự vật và xem xét chúng như những quy tắc tương tự nhưng
đã được những người lớn tuổi hơn phân loại bằng từ ngữ và kí hiệu. Đây là một khả
năng kì lạ và là một phần của những đặc điểm tiến hoá của loài người.
Sau 3 tuổi, việc nhận thức khái niệm và mệnh đề mới bằng ngôn ngữ trở nên
khó khăn và sự cố quan trọng bậc nhất bên cạnh quá trình tiếp nhận tri thức là cách
đặt câu hỏi và hiểu một cách rõ ràng mối quan hệ giữa những khái niệm, mệnh đề
cũ và mới. Sự lĩnh hội này được thực hiện với một cách thức rất quan trọng khi đã
có sẵn những kinh nghiệm cụ thể. Do đó, tính tích cực có vai trò quan trọng đối với

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

Bộ nhớ ngắn hạn

Hệ thống hiệu quả

Bộ nhớ làm việc

Hệ thống điều khiển

Bộ nhớ dài hạn

Hình 1.3. Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với
nhau khi chúng ta đang học [20]
Toàn bộ hệ thống bộ nhớ phụ thuộc lẫn nhau (thông tin chịu tất cả sự điều
khiển) phần bộ nhớ giữ vai trò quan trọng nhất trong việc liên kết kiến thức vào bộ
nhớ dài hạn là bộ nhớ ngắn hạn và bộ nhớ đang hoạt động. Mọi thông tin tiếp nhận
được sắp xếp và xử lí trong bộ nhớ đang hoạt động bởi sự tương tác với kiến thức
trong bộ nhớ dài hạn. Đặc trưng giới hạn ở đây là bộ nhớ đang hoạt động chỉ có thể
xử lí một số lượng nhỏ mối quan hệ hay các bộ phận tâm lí (5 đến 9) bất kì lúc nào.
Điều này có nghĩa là mối quan hệ giữa hai hay ba khái niệm là giới hạn khả
năng xử lí của bộ nhớ đang làm việc. Ví dụ, nếu yêu cầu một người phải nhớ một
danh sách 10 - 12 chữ cái hay chữ số trong vài giây, hầu hết mọi người chỉ nhớ lại
được 5- 9 ký tự trong số đó. Tuy nhiên, nếu các chữ cái được nhóm lại để tạo thành
một từ có nghĩa, và các chữ số được nhóm lại theo số điện thoại hay những cái đã
biết, thì 10 hay hơn 10 chữ cái (chữ số) có thể nhớ lại được.
Trong một bài kiểm tra tương tự, nếu chúng ta đưa cho người học 10 - 12 từ
quen thuộc nhưng các từ không có quan hệ với nhau để nhớ trong vài giây, hầu hết
chỉ nhớ lại được 5 - 9 từ. Nếu những từ đó không quen thuộc, chẳng hạn như khi
gặp các từ kĩ thuật được giới thiệu lần đầu, người học có thể nhớ chính xác hai hay
ba từ trong số đó. Trái lại, nếu các từ đó là quen thuộc và có liên quan tới kiến thức

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,