Tài liệu Sử dụng phương pháp graph trong dạy học chương chất khí vật lí 10 theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh (lv02381)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 ====== HOÀNG NGỌC ANH SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAPH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Trọng Rỹ HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Trọng Rỹ đã tận tình hƣớng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Đối với tôi thầy luôn là tấm gƣơng sáng về tinh thần làm việc không mệt mỏi, lòng hăng say với khoa học, lòng nhiệt tình quan tâm bồi dƣỡng thế hệ trẻ. Tôi xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn, anh, chị học viên lớp cao học K19 trƣờng đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quí báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo của trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, tháng 9 năm 2017 Học viên Hoàng Ngọc Anh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong khóa luận là trung thực và chƣa có ai công bố trong một công trình nào khác. Hà Nội, tháng 9 năm 2017 Học viên Hoàng Ngọc Anh DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT PPDH Phƣơng pháp dạy học HS Học sinh GV Giáo viên THPT Trung học phổ thông DH Dạy học TT Trạng thái TSTT Thông số trạng thái QT Quá trình ĐQT Đẳng quá trình QTĐN Quá trình đẳng nhiệt TNSP Thực nghiệm sƣ phạm TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1-a,b là graph vô hƣớng ........................................................................ 8 Hình 1.2-c,d là graph có hƣớng ........................................................................ 8 Hình 1.3. Graph nhiều đỉnh .............................................................................. 9 Hình 1.4. Graph đối xứng ................................................................................. 9 Hình 1.5. Graph hình cây ................................................................................. 9 Hình 1.6. Sơ đồ mạng biểu hiện quá trình học tập của sinh viên ................... 10 Hình 1.7. Sơ đồ các bƣớc lý luận dạy học cơ bản của một bài giảng ............. 11 Hình 1.8. Quy trình lập graph nội dung.......................................................... 19 Hình 1.9 Mô hình graph hoạt động dạy – học ................................................ 23 Hình 1.10 Quy trình lập graph hoạt động ....................................................... 24 Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc lôgic chƣơng “Chất khí” ......................................... 31 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................... 1 2. Mục đích của đề tài....................................................................................... 3 3. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................... 3 4. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 3 5. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3 6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ................................................................... 3 7. Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài .................................................................... 4 8. Cấu trúc luận văn .......................................................................................... 4 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC VẬT LÝ BẰNG GRAPH THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH .................................................................................. 5 1.1. Một số vấn đề về tính tích cực nhận thức .................................................. 5 1.1.1. Khái niệm tính tích cực nhận thức.......................................................... 5 1.1.2. Phƣơng hƣớng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh[24] ........ 6 1.1.3. Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí [21]6 1.2. Cơ sở lí luận của việc vận dụng phƣơng pháp graph vào dạy học Vật lí .. 7 1.2.1. Định nghĩa các loại graph[13] ................................................................ 8 1.2.2. Chuyển hóa graph toán học thành graph dạy học................................. 11 1.2.2.1. Cơ sở triết học (cơ sở phƣơng pháp luận) ......................................... 12 1.2.2.2. Cơ sở tâm lí học nhận thức ................................................................ 14 1.2.2.3. Cơ sở lí luận dạy học ......................................................................... 17 1.2.3. Các loại graph trong dạy học ................................................................ 18 1.2.3.1. Graph nội dung .................................................................................. 19 1.2.3.2. Graph hoạt động ................................................................................ 21 1.2.3.3. Mối quan hệ giữa graph nội dung và graph hoạt động ...................... 25 1.3. Thực trạng dạy học chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 ở trƣờng phổ thông . 26 1.3.1. Mục đích khảo sát ................................................................................. 26 1.3.2. Nội dung khảo sát ................................................................................. 26 1.3.3. Đối tƣợng địa bàn, phƣơng pháp khảo sát ............................................ 27 1.3.4. Kết quả khảo sát ................................................................................... 27 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ............................................................................... 29 CHƢƠNG 2. SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP GRAPH THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 ............................................................................................................... 30 2.1. Phân tích nội dung chƣơng “Chất khí” .................................................... 30 2.1.1. Mục tiêu dạy học chƣơng “Chất khí” ................................................... 30 2.1.2. Lôgic nội dung chƣơng “Chất khí” ...................................................... 31 2.2. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 THPT bằng phƣơng pháp graph. .................................................................... 32 2.2.1.Tiến trình dạy học bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ-Ma riốt” ........................................................................................................................ 32 2.2.2.Tiến trình dạy học bài “Quá trình đẳng tích. Định luật Sáclơ” ............. 39 2.2.3. Tiến trình dạy học bài “Phƣơng trình trạng thái”. ................................ 45 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ............................................................................... 56 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................... 57 3.1. Khái quát về thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) ............................................ 57 3.1.1. Mục đíchthực nghiệm ........................................................................... 57 3.1.2. Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 57 3.1.3. Đối tƣợng thực nghiệm ......................................................................... 57 3.1.4. Tiến trình thực nghiệm ......................................................................... 57 3.2. Kết quả thực nghiệm................................................................................ 58 3.2.1. Đánh giá định tính ................................................................................ 58 3.2.2. Đánh giá định lƣợng ............................................................................. 59 3.2.3. Kiểm định giả thuyết thống kê ............................................................. 65 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ............................................................................... 67 KẾT LUẬN CHUNG ..................................................................................... 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 69 PHỤ LỤC 1 PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ PHỤ LỤC 2 ĐỀ KIỂM TRA 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Đổi mới phƣơng pháp giáo dục là một trong những vấn đề cấp thiết để phát triển nền giáo dục của nƣớc ta hiện nay. Tại mục 2 Điều 4 Luật Giáo dục nƣớc Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam quy định về phƣơng pháp giáo dục nhƣ sau: “Phƣơng pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tƣ duy sáng tạo của ngƣời học, bồi dƣỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vƣơn lên”[18]. Chiến lƣợc phát triển giáo dục 2011-2020 nêu ra 8 giải pháp trong đó có nêu: “Tiếp tục đổi mới phƣơng pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hƣớng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của ngƣời học…”[4]. Chuyển từ phƣơng pháp dạy học (PPDH) truyền thống sang phƣơng pháp tích cực hóa nhận thức, thực chất là tiến hành một cuộc cách mạng trong giáo dục, đào tạo; làm thay đổi mối quan hệ thầy-trò vẫn diễn ra trong các hoạt động giáo dục từ xƣa đến nay. Từ chỗ thầy giữ vị trí trung tâm “cung cấp” thông tin cho trò, chuyển sang lấy trò làm trung tâm, chủ thể nhận thức; từ độc thoại sang đối thoại; từ học kiến thức làm trọng tâm sang học phƣơng pháp chiếm lĩnh kiến thức; từ học “giáp mặt” đến tự học… Muốn vậy, thầy phải tự nguyện từ bỏ vai trò “ban phát” kiến thức, làm thay sự nhận thức của trò; lạm dụng các phƣơng pháp giảng dạy, thuyết trình, độc thoại; chuyển sang vai trò nhà đạo diễn và thiết kế, ngƣời tổ chức - kích thích, ngƣời trọng tài - cố vấn trong dạy học…, trả lại vai trò chủ thể nhận thức, làm cho trò không còn thụ động mà học tích cực bằng hành động của chính mình, nhằm tham gia vào các khâu giáo dục qua đó hình thành và hoàn thiện nhân cách. Với tình hình đó đòi hỏi việc nghiên cứu lý luận dạy học đại cƣơng và bộ môn về cải tiến PPDH phải đi trƣớc một bƣớc để tìm tòi giải pháp nâng cao hiệu quả dạy học theo hƣớng tích cực quá hoạt động nhận 2 thức của học sinh (HS). Trong vài thập niên trở lại đây, trên thế giới đã có những tác giả áp dụng tiếp cận chuyển hóa các phƣơng pháp khoa học, các thành tựu của kỹ thuật tiên tiến và công nghệ mới thành PPDH đặc thù. Trong đó, tiếp cận chuyển hóa lý thuyết graph toán học thành PPDH là một trong những hƣớng có nhiều triển vọng. Về mặt nhận thức luận, có thể xem graph toán học là một phƣơng pháp khoa học có tính khái quát cao, có tính ổn định vững chắc và vì vậy nó đƣợc ứng dụng rất rộng trong nhiều lĩnh vực: khoa học, kỹ thuật, kinh tế học, điều khiển học, vật trù học, vật lí học, hóa học, tâm lý học, giáo dục học, xây dựng, giao thông, quản lý, nghiên cứu khoa học, thiết kế dự án… Dạy học là một hoạt động phức tạp. lý thuyết graph có thể giúp giáo viên quy hoạch đƣợc quá trình dạy học trong toàn bộ cũng nhƣ từng mặt của nó, bằng cách đó có thể tiến đến chỗ công nghệ hóa một cách hiện đại quá trình dạy học trong nhà trƣờng. Dạy học bằng graph (hay dạy học graph hóa) đƣợc xem nhƣ một tiếp cận mới, đã phát huy tác dụng tốt trong nhiều lĩnh vực của tâm lý học, lý luận dạy học. Graph dạy học ngày nay đã trở thành một phƣơng pháp ổn định, cụ thể, khái quát, có thể áp dụng cho nhiều bộ môn nhƣ Sinh học, Hóa Học, Địa lí, Toán học, Vật lí… Những nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy graph toán học là đồ thị biểu diễn quan hệ mang tính hệ thống giữa các đối tƣợng đƣợc mô tả, mà trong cấu trúc nội dung các môn học các thành phần kiến thức dạy học trong một giáo trình, một chƣơng, một bài cũng đƣợc sắp xếp thành hệ thống kiến thức có mối quan hệ chặt chẽ với nhau; nếu vận dụng lý thuyết graph trong dạy học để mô hình hóa các mối quan hệ, chuyển thành PPDH đặc thù, sẽ 3 nâng cao đƣợc hiệu quả dạy học, nâng cao tính tích cực của HS trong học tập. Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, có tính logic khái quát cao, các đối tƣợng đƣợc nghiên cứu có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Chính vì những lý do trên cho nên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Sử dụng phƣơng pháp graph trong dạy học chƣơng “Chất khí”- Vật lí 10 theo hƣớng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh”. 2. Mục đích của đề tài Thiết kế đƣợc tiến trình dạy học bằng phƣơng pháp graph chƣơng “Chất khí”, vật lí lớp 10 theo hƣớng phát huy tính tích cực nhận thức ở học sinh. 3. Đối tƣợng nghiên cứu Quá trình dạy học chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 bằng phƣơng pháp graph. 4. Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng phƣơng pháp graph để thiết kế các tiến trình dạy học vật lí chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 thì sẽ phát huy tính tích cực của HS. 5. Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sĩ, chúng tôi chỉ nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học một số bài phần “Chất khí” Vật lý 10 tại trƣờng THPT Đồng Đậu, Yên Lạc, Vĩnh Phúc. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu cơ sở lí luận của tính tích cực của HS trong học tập và nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc dạy học bằng graph. Điều tra khảo sát thực tế việc học chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 THPT. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10 THPT. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm. 4 7. Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu các tài liệu, văn bản liên quan đến đề tài để tổng quan tình hình nghiên cứu và xây dựng cơ sở lý thuyết của việc chuyển hóa graph toán học thành graph dạy học chƣơng “Chất khí” - Vật lí 10. 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra giáo dục: Sử dụng phiếu điều tra (Anket) để trƣng cầu ý kiến của giáo viên và học sinh về thực trạng dạy và học chƣơng “Chất khí” lớp 10 THPT. Quan sát sƣ phạm: Dự giờ, thăm lớp. 7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng THPT để kiểm chứng giả thuyết của đề tài. 7.4. Phương pháp nghiên cứu các sản phẩm hoạt động giáo dục Nghiên cứu giáo án của GV, nghiên cứu bài làm của HS sau khi học xong chƣơng “Chất khí”. 7.5. Phương pháp thống kê toán học Các số liệu trong thực nghiệm sƣ phạm đƣợc xử lí thống kê bằng phần mềm Miscrosoft Excel, xác định các tham số đặc trƣng mang tính khách quan (đƣợc trình bày chi tiết trong chƣơng 3). 8. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, nội dung chính của luận văn đƣợc trình bày trong ba chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học vật lí bằng graph nhằm phát huy tính tích cực của học sinh. Chƣơng 2: Sử dụng phƣơng pháp graph thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Chất khí” -Vật lí 10 Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm 5 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC VẬT LÝ BẰNG GRAPH THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1.1. Một số vấn đề về tính tích cực nhận thức 1.1.1. Khái niệm tính tích cực nhận thức Tính tích cực nhận thức là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi tƣơng tác với đối tƣợng [26]. Theo Kharlamov: Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của HS, đặc trƣng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức [11]. Tính tích cực nhận thức biểu hiện ở chỗ huy động mức độ cao các chức năng tâm lý, đặc biệt là chức năng tƣ duy. Còn V.Ôkôn quan niệm tính tích cực là lòng mong muốn không chủ định và gây nên những biểu hiện bên ngoài hoặc bên trong của sự hoạt động. Có tác giả quan niệm rằng tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lý nhằm giải quyết những vấn đề học tập nhận thức. Nhƣ vậy, tính tích cực là một phẩm chất vốn có của con ngƣời; là sự nỗ lực cao của hoạt động trí tuệ, sự huy động ở mức độ cao của ý chí nhằm tìm tòi, khám phá, chủ động cải biến môi trƣờng tự nhiên để phục vụ cho con ngƣời. Tóm lại, tính tích cực nhận thức là một phẩm chất rất quan trọng của con ngƣời, đƣợc hình thành từ rất nhiều lĩnh vực, nhiều nhân tố, có quan hệ rất nhiều phẩm chất khác của nhân cách và với môi trƣờng, điều kiện mà chủ thể hoạt động và tồn tại. Là một trong những vấn đề quan trong nhất của giáo dục hiện đại. 6 1.1.2. Phương hướng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh[21] Phát huy tính tích cực nhận thức của HS không phải là vấn đề mới. Từ thời cổ đại ngƣời ta đã từng nói lên phƣớng pháp phát vấn ơristic nhƣ một biện pháp nâng cao tính tích cực nhận thức. Trong chuyên đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, GS.PTS Đặng Vũ Hoạt đã nêu lên 6 phƣơng hƣớng sau:  Một là, giáo dục động cơ, thái độ học tập trên cơ sở thấm nhuần mục đích học tập, động viên khuyến khích kịp thời dựa vào tính tự nguyện của HS.  Hai là, thực hiện dạy học nêu vấn đề coi là phƣơng hƣớng cơ bản nhất.  Ba là, tiến hành so sánh các sự vật hiện tƣợng, tiến hành hệ thống hóa, khái quát hóa các tri thức.  Bốn là, vận dụng tri thức vào nhiều hoàn cảnh khác nhau, giải bài tập, giải quyết các vấn đề bằng nhiều cách khác nhau.  Năm là, gắn liền lý luận với thực tiễn, khai thác vốn sống của HS.  Sáu là, phát triển ý thức tự kiểm tra, tự đánh giá của HS. Một số tác giả khác đã đƣa ra phƣơng hƣớng:  Phân hóa các yếu tố của quá trình dạy học dựa trên đặc điểm tâm lí nhận thức của HS.  Hình thành và duy trì cảm xúc học tập tích cực của HS trong suốt giờ học.  Sử dụng các phƣơng tiện kỹ thuật dạy học từ thô sơ đến hiện đại.  Khai thác và sử dụng kinh nghiệm sống của HS trong học tập. 1.1.3. Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí [23] Tích cực hóa đƣợc hiểu là một tập hợp các hoạt động nhằm làm chuyển biến vị trí của ngƣời học từ thụ động sang chủ động, từ đối tƣợng tiếp nhận tri 7 thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức nâng cao hiệu quả học tập. Phát huy tính tích cực nhận thức có nghĩa là đánh giá tính tích cực tiềm ẩn trong mỗi con ngƣời. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS trong giờ học đƣợc hiểu là các biện pháp nhằm huy động tối đa những khả năng của mỗi HS vào quá trình nhận thức, hay nói cụ thể hơn là vào quá trình lĩnh hội, hiểu, nắm vững và vận dụng tri thức. Tiếp cận vấn đề từ góc độ lý luận dạy học, các biện pháp chủ yếu nâng cao tính tích cực nhận thức của HS trong dạy học Vật lí có thể là: -Sử dụng các PPDH đa dạng (nêu vấn đề, thí nghiệm, trực quan và thực hành… và phối hợp chúng với nhau). -Sử dụng các phƣơng tiện dạy học. -Tăng cƣờng công tác độc lập của HS trong giờ học; sử dụng kinh nghiệm sống của HS. -Luyện tập dƣới các hình thức khác nhau; vận dụng kiến thức và thực tiễn và các tình huống mới. -Thƣờng xuyên kiểm tra đánh giá, khen thƣởng và kỉ luật kịp thời, đúng mức. -Kích thích thính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa thầy giáo và HS, nêu cao tinh thần trách nhiệm, ý thức tự giác. -Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập. 1.2. Cơ sở lí luận của việc vận dụng phƣơng pháp graph vào dạy học Vật lí Khái niệm graph trong toán học: Trong toán học, lí thuyết graph là một lí thuyết khoa học độc lập, trƣởng thành, có rất nhiều ứng dụng trong khoa học và thực tiễn. Trong việc chuyển hóa graph toán học thành phƣơng pháp graph dạy học, ta chỉ căn cứ và vận dụng tƣ tƣởng cơ bản của lí thuyết graph - đó là 8 nguyên lí về cấu trúc của graph mà thôi. 1.2.1. Định nghĩa các loại graph[13] -Graph bao gồm một tập hợp không rỗng (≠ Ø) E những yếu tố gọi là đỉnh và một tập hợp A những yếu tố gọi là cạnh. Mỗi yếu tố của A là một cặp (Không hoặc có xếp theo thứ tự) những yếu tố rõ rệt của E. -Có hai loại graph: + Graph vô hƣớng: là graph mà mỗi yếu tố của A là một cặp (không xếp theo thứ tự) những yếu tố rõ rệt của E. a, b, a, Hình 1.1-a,b là graph vô hƣớng + Graph có hƣớng (định hƣớng): là graph mà mỗi yếu tố của A là những cặp có hƣớng gọi là cung. Một đôi hay cặp có thể đƣợc lựa chọn hơn một lần. o o o o o o o o c, d, Hình 1.2-c,d là graph có hƣớng o 9 -Có nhiều dạng graph: +Graph nhiều đỉnh: x1 o o x5 o o x2 0 o x3 o x4 Hình 1.3. Graph nhiều đỉnh +Graph đối xứng: o x2 o ox 3 x1 Hình 1.4. Graph đối xứng +Graph hình cây: o x0 o x0 o x0 o x0 o x0 o x0 o x0 Hình 1.5. Graph hình cây o x0 10 +Graph mạng (sơ đồ hình mạng): là một trong những dạng phức hợp thông tin của các thao tác tƣơng hỗ mà chúng đƣợc biểu diễn dƣới dạng một mạng. Mạng của một phức hệ nhƣ vậy là một sơ đồ định hƣớng hữu hạn, nó phản ảnh quan hệ giữa các thao tác. -Sơ đồ mạng biểu hiện quá trình học tập của sinh viên: 1 2 0 6 3 4 5 0- Thao tác xuất phát – tri thức sinh viên 1- Thao tác tiếp thu tri thức trên giảng đƣờng 2- Luyện tập 3- Tƣ học 4- Kiểm tra và tự kiểm tra 5- Khái quát hóa, ôn tập 6- Thao tác kết thúc – thi (lên lớp hoặc tốt nghiệp) Hình 1.6. Sơ đồ mạng biểu hiện quá trình học tập của sinh viên 11 -Sơ đồ các bƣớc lý luận dạy học cơ bản của một bài giảng (bài lên lớp). Bƣớc 1: M1 N1 P1 KQ1 Bƣớc 2: M2 N2 P2 KQ2 Bƣớc 3: M3 N3 P3 KQ3 Bƣớc 4: M4 N4 P4 KQ4 Bƣớc 5: M5 N5 P5 KQ5 M N P KQ Trong đó: M-mục đích; N-nội dung; P-phƣơng pháp; KQ-kết quả Hình 1.7. Sơ đồ các bƣớc lý luận dạy học cơ bản của một bài giảng -Cần lƣu ý rằng: Trong sơ đồ graph, sự sắp xếp trật tự trƣớc sau của đỉnh và cung (cạnh) có ý nghĩa quyết định, còn kích thƣớc hình dáng không có ý nghĩa (chẳng hạn: canh (hay cung) có thể là đƣờng thẳng hay cong, dài hay ngắn cũng đƣợc; đỉnh có thể là điểm, vòng tròn hay tứ giác…) Vì mục đích và đặc trƣng của lý luận dạy học, ta chỉ quan tâm đến loại graph có hƣớng (định hƣớng). 1.2.2. Chuyển hóa graph toán học thành graph dạy học Theo giáo sƣ Nguyễn Ngọc Quang, trong nhận thức khoa học, có thể phân loại các phƣơng pháp khoa học thành ba nhóm: Phƣơng pháp triết học; phƣơng pháp riêng rộng và phƣơng pháp đặc thù. Hệ thống các phƣơng pháp khoa học gắn bó với nhau, thâm nhập vào nhau và sinh thành ra nhau, các 12 phƣơng pháp khoa học có thể chuyển hóa cho nhau và để hình thành những nhóm phƣơng pháp mới phù hợp với mục tiêu và nội dung đặc thù của từng hoạt động[15]. Chuyển hóa các phƣơng pháp khoa học thành PPDH, thông qua xử lí sƣ phạm là một trong những hƣớng của chiến lƣợc đổi mới và hiện đại hóa PPDH. Phƣơng pháp khoa học Chuyển hóa PPDH ở nhà trƣờng Theo quy trình trên, những năm cuối thế kỷ XX, trên thế giới đã xuất hiện xu hƣớng chuyển hóa phƣơng pháp algorit của toán học thành PPDH nhiều bộ môn không phải là toán học, nhằm cung cấp cho HS một phƣơng pháp tƣ duy và tự học có hiệu quả [19, tr8]. Trong dạy học, lí thuyết graph cũng cung cấp một phƣơng pháp khoa học thuộc loại khái quát nhƣ phƣơng pháp algorit, nó thuộc nhóm “phƣơng pháp riêng rộng” [15] và đã đƣợc một số nhà lí luận dạy học cải biến theo những quy luật tâm lí và lí luận dạy học để sử dụng vào dạy học với tƣ cách là một PPDH. Nhƣ vậy, có thể chuyển hóa graph toán học thành graph dạy học. 1.2.2.1. Cơ sở triết học (cơ sở phương pháp luận) Cơ sở triết học của việc chuyển hóa graph toán học thành graph dạy học là phƣơng pháp tiếp cận cấu trúc - hệ thống. Lí thuyết hệ thống là một luận thuyết nhằm nghiên cứu và giải quyết các vấn đề theo quan điểm toàn vẹn tức là nghiên cứu giải quyết các vấn đề một cách có căn cứ khoa học, có hiệu quả và hiện thực dựa trên tất cả các yếu tố cấu thành nên đối tƣợng[3] [28] [7] [10] [29]. L.V, Bertalanffy cho rằng “hệ thống” là tập hợp các yếu tố liên kết với nhau, tạo thành một chỉnh thể thống nhất và tƣơng tác với môi trƣờng. “Hệ thống” là tập hợp những yếu tố liên hệ với nhau tạo thành sự thống nhất ổn định trong một chỉnh thể, có những thuộc tính và tính quy luật