Khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận pisa chương “cảm ứng điện từ”- vật lý 11 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ MINH QUANG

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP

THEO TIẾP CẬN PISA CHƯƠNG “CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC

VÀO THỰC TIỄN

Ngành: Lí luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 8.14.01.11

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đà Nẵng - Năm 2019

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS NGUYỄN BẢO HOÀNG THANH

Phản biện 1: ............................................................

Phản biện 2: ............................................................

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học giáo dục họp

tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày …...… tháng

…...… năm …...….

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Ở trường phổ thông, Vật lí là bộ môn thực nghiệm gắn liền với

thực tế sản xuất và đời sống, là một trong những bộ môn bồi dưỡng

cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tiễn.

Để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn, giải bài tập có nội dung thực

tế, theo tiếp cận PISA là một trong những biện pháp quan trọng giúp

phát huy sự tích cực trong học tập của học sinh. Từ đó góp phần vào

đáp ứng mục tiêu mà Luật giáo dục và Chiến lược phát triển giáo dục

2011 - 2020 đề ra.

Vì những lí do trên chúng tôi chọn đề tài: “Khai thác và sử dụng

bài tập theo tiếp cận PISA chương “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11

theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”.

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Hiện chưa có công trình nghiên cứu nào về việc: “Khai thác và

sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA chương “Cảm ứng điện từ”- Vật lí

11 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”.

3. Mục tiêu của đề tài

- Khai thác đuợc các bài tập vật lí theo tiếp cận PISA chương

”Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11.

- Sử dụng các bài tập trong dạy học để phát triển năng lực vận

dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.

4. Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếu khai thác được hệ thống các bài tập vật lí theo hướng tiếp

cận PISA và sử dụng một cách phù hợp trong dạy học chương “Cảm

2

ứng điện từ” - Vật lí 11 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực vận

dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, qua đó nâng cao chất lượng

dạy học môn vật lí.

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn.

- Bài tập vật lí nói chung, bài tập vật lí theo hướng tiếp cận PISA

nói riêng chương “Cảm ứng điện từ” – vật lí 11 nhằm phát triển năng

lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí thuyết.

- Nghiên cứu lý luận.

- Nghiên cứu mục tiêu kiến thức, kĩ năng.

- Xây dựng các bài tập vật lí.

- Thiết kế bài học vận dụng các bài tập đã xây dựng.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm.

7. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết:

- Phương pháp điều tra, khảo sát:

- Thực nghiệm sư phạm.

- Thống kê toán học để đánh giá hiệu quả của đề tài.

8. Đóng góp của đề tài

- Góp phần cụ thể hóa được lý luận về năng lực vận dụng kiến

thức vật lí vào thực tiễn về khái niệm, cấu trúc; quy trình xây dựng bài

tập vật lí theo hướng tiếp cận PISA nhằm phát triển năng lực vận dụng

kiến thức vào thực tiễn.

9. Cấu trúc luận văn

3

CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ KHAI

THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƯỚNG TIẾP CẬN

PISA HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN

THỨC VẬT LÍ VÀO THỰC TIỄN

1.1. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh

1.1.1. Khái niệm năng lực

NL là những kiến thức, kĩ năng và các giá trị được phản ánh trong

thói quen suy nghĩ và hành động của mỗi cá nhân. Thói quen tư duy

và hành động kiên trì, liên tục có thể giúp một người trở nên có năng

lực, với ý nghĩa làm một việc gì đó trên cơ sở có kiến thức, kĩ năng và

các giá trị cơ bản. [21]

1.1.2. Các năng lực trongdạyhọc vật lí

Các NL chung: NL giải quyết vấn đề và sáng tạo, NL tự chủ và

tự học, NL giao tiếp và hợp tác.

Năng lực chuyên môn: NL Vật lí, gồm 3 thành tố năng lực là:

Nhận thức kiến thức vật lí; Tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên dưới

góc độ vật lí (chính là NL sửdụng 2 con đường/phương pháp dạy học

môn vật lí: thực nghiệm và lý thuyết); Vận dụng kiến thức vật lí vào

thực tiễn.

1.1.3. Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn

NLVDKT là khả năng của bản thân người học tự giải quyết vấn

đề đặt ra một cách nhanh chóng, áp dụng những kiến thứclĩnh hội vào

những tình huống, những hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung

quanh và có khả năng biến đổi nó.

1.1.4. Công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

4

Bảng 1. 1. Rubric đánh giá NLVDKT vào thực tiễn

Chỉ số hành

vi Tiêu chí đánh giá chỉ số hành vi Điểm

số

1. Giải thích

hiện tượng thực

tiễn (tự nhiên, kĩ

thuật) một cách

có căn cứ khoa

học

Giải thích được hiện tượng thực tiễn đơn

giản, gần gũi với kinh nghiệm sống thông qua

vận dụng trực tiếp kiến thức

1

Giải thích hiện tượng thực tiễn mới, đơn

giản thông qua vận dụng trực tiếp kiến thức 2

Giải thích hiện tượng thực tiễn thông

qua vận dụng trực tiếp nhiều kiến thức, mô

hình khác nhau

3

2. Thực hiện

các nhiệm vụ

thông qua việc

vận dụng kiến

thức (bao gồm cả

kiến thức toán

học) đã có

Thực hiện một nhiệm vụ đơn giản thông

qua vận dụng một kiến thức đã có 1

Thực hiện các nhiệm vụ phức tạp thông

qua vận dụng các kiến thức đã có 2

Giải quyết các vấn đề thông qua vận

dụng các kiến thức liên môn 3

3. Xây dựng

ứng dụng các kiến

thức đã có để sử

dụng trong đời

sống, kĩ thuật

Trình bày được nguyên lý cấu tạo và

hoạt động ứng dụng kĩ thuật của các kiến thức

đã học

1

Thiết kế chế tạo được mô hình vật chất

chức năng của ứng dụng kĩ thuật của kiến

thức đã học

2

Thiết kế chế tạo được ứng dụng kĩ thuật

có thể vận hành được 3

4. Giải thích

và đề ra cách ứng

xử thích hợp với

công nghệ và

thiên nhiên trong

Giải thích được các nguyên tắc an toàn

cơ bản trong đời sống có căn cứ khoa học 1

Giải thích được các quy tắc ứng xử với

công nghệ và thiên nhiên có căn cứ khoa học 2

5

một số tình huống

liên quan đến bản

thân, gia đình,

cộng đồng

Giải thích được đầy đủ và thực hiện

được các nguyên tắc an toàn trong học tập và

đời sống 3

1.2. Bài tập vật lí và việc phát triển năng lực vận dụng kiến

thức vào thực tiễn

1.2.1. Khái niệm về bài tập vật lí

Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải

giải quyết, bằng những suy luận logic, phép toán và thí nghiệm (TN)

trên cơ sở các khái niệm, các thuyết, các định luật và các phương pháp

vật lí.

1.2.2. Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí

Trong quá trình dạy học vật lí, các bài tập vật lí có tác dụng giúp

học sinh ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức.

Bài tập vật lí là điểm khởi đầu để dẫn tới kiến thức mới.

Bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí

thuyết vào thực tiễn, phát triển thói quen vận dụng kiến thức một cách

khái quát.

Bài tập vật lí có tác dụng kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức

của học sinh.

1.2.3. Phân loại bài tập vật lí

Theo tài liệu của Nguyễn Thanh Hải phân loại [7]:

6

* Phân loại theo các phân môn của VL thì có bài tập cơ học, bài

tập nhiệt học, bài tập điện học, bài tập quang học và bài tập về phản

ứng hạt nhân.

* Phân loại dựa vào các phương tiện giải thì có bài tập định tính,

bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị.

* Phân loại theo độ khó thì có bài tập cơ bản, bài tập nâng cao.

* Phân loại theo đặc điểm của hoạt động nhận thức thì có bài tập

tái hiện, bài tập sáng tạo.

* Phân loại theo các bước của quá trình dạy học thì có bài tập để

mở bài, bài tập vận dụng khi xây dựng kiến thức mới, bài tập củng cố

hệ thống hoá kiến thức, bài tập về nhà, bài tập kiểm tra...

1.3. Bài tập vật lí hướng tiếp cận PISA

1.3.1. Giới thiệu chung về PISA

Chương trình đánh giá học sinh quốc tế (The Programme for

International Student Assessment) - PISA được xây dựng và điều

phối bởi tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD) vào cuối thập

niên 90 và hiện vẫn diễn ra đều đặn.

1.3.2. Những năng lực được đánh giá của PISA

Khảo sát PISA được tổ chức 3 năm một lần ở ba lĩnh vực chính

là Đọc hiểu, Toán học và Khoa học.

1.3.3. Các cấp độ và nội dung đánh giá năng lực Khoa học của

PISA

1.3.4. Cấu trúc của bài tập PISA

7

Mỗi đề thi Pisa bao gồm rất nhiều các nhóm unit (bài tập), mỗi

unit được bao gồm 4 phần: Phần dẫn, phần câu hỏi, các phương án trả

lời, mã hóa.

1.4. Thực trạng việc xây dựng và sử dung bài tập vật lí theo

theo tiếp cận PISA ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Bình

Định và tỉnh Gia Lai

1.4.1. Đốitượng và phương pháp điều tra

Điều tra, khảo sát thực tế 35 giáo viên, 445 học sinh gồm 20 giáo

viên, 285 học sinh tại trường THPT Trần Quang Diệu tại tỉnh Bình

Định và 15 giáo viên, 160 học sinh trường THPT Huỳnh Thúc Kháng

tại tỉnh Gia Lai.

Điều tra giáo viên và học sinh.

1.4.2. Kết quả điều tra

100% GV cho rằng việc sử dụng bài tập theo tiếp cận PISA phát

triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn là rất quan trọng và

cần thiết cho học sinh.

100% GV cho rằng biện pháp có thể rèn luyện năng lực vận dụng

kiến thức vào thực tiễn là sử dụng bài tập có tình huống thực tiễn của

cuộc sống và yêu cầu HS sử dụng kiến thức đã học để giải quyết.

80% GV đã sử dụng các bài tập theo theo tiếp cận PISA trong giờ

học nhưng không thường xuyên trong chương trình học. Mức độ sử

dụng bài tập theo theo tiếp cận PISA trong các giờ dạy thường xuyên

chỉ 22.86%.

8

1.5. Nguyên tắc lựa chọn, khai thác bài tập theo tiếp cận PISA

nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của

HS

Nguyên tắc 1: phải đảm bảo rèn luyện năng lực vận dụng kiến

thức vào thực tiễn vào việc giải quyết những vấn đề học tập và thực

tiễn của cuộc sống.

Nguyên tắc 2: phải đảm bảo được mục tiêu giáo dục phổ thông

môn vật lí, mục tiêu của chương trình theo chuẩn kiến thức, kĩ năng.

Nguyên tắc 3: đảm bảo tính khoa học, chính xác của kiến thức, kĩ

năng vật lí.

Nguyên tắc 4: đảm bảo tính sư phạm dựa trên các yếu tố cơ sở

tâm lý, cơ sở lý luận giáo dục, cơ sở lý luận dạy học theo định hướng

đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực.

1.6. Qui trình khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận

PISA cho một tiết học nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến

thức vào thực tiễn của HS

Bước 1: Căn cứ vào nội dung chương trình và sách giáo khoa để

phân tích nội dung kiến thức vật lí của giờ học.

Bước 2: Xác định vị trí, nhiệm vụ của các bài tập hướng tiếp cận

PISA trong tiến trình dạy học.

Bước 3: Thu thập thông tin và biên soạn các bài tập hướng tiếp

cận PISA.

Bước 4: Sắp xếp lại các bài tập hướng tiếp cận PISA trong hệ

thống đã biên soạn.

9

1.7. Qui trình xây dưng, soạn thảo và phân tích đề kiểm tra

* Giai đoạn 1: Xác định mục đích kiểm tra đánh giá.

* Giai đoạn 2: Soạn đề thi, kiểm tra và tạo các đề tương đương.

* Giai đoạn 3: Tổ chức kiểm tra và chấm kiểm tra.

* Giai đoạn 4: Phân tích đề và câu trắc nghiệm.

1.8. Ý nghĩa của việc sử dụng bài tập hướng tiếp cận PISA để

đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Các câu hỏi thường gắn với đời sống hiện thực, với các tình huống

thiết thực và yêu cầu HS suy nghĩ vận dụng vào đời sống hàng ngày.

Bài tập hướng tiếp cận PISA cũng đề cập đến các nội dung thực

tế nhưng nó có ưu điểm hơn bài tập có nội dung thực tế là nó cho phép

các câu hỏi đi sâu hơn.

1.9. Các biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức

vào thực tiễn qua việc sử dụng bài tập vật lí theo tiếp cận PISA

Biện pháp 1: Sử dụng bài tập vật lí theo hướng tiếp cận PISA làm

phương tiện để bồi dưỡng và phát triển năng lực vận dụng kiến thức

vào thực tiễn.

Biện pháp 2: Hướng dẫn học sinh hình thành nhóm học tập, bài

tập cùng loại và tìm tòi angôrít giải chung để cho một nhóm làm,

những vấn đề mới phát sinh từ thực tế nhóm này tạo ra dạng bài tập

mới.

Biện pháp 3: Giáo viên cung cấp tri thức phương pháp giải bài

tập vật lý cho học sinh để học sinh tự tìm các bài tập có sử dụng

phương pháp đó để phân loại.

10

1.10. Những thuận lợi và khó khăn trong việc sử dụng bài tập

vật lí theo hướng tiếp cận PISA trong dạy học

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Đối với hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

chúng tôi đã làm rõ khái niệm, phân loại năng lực, năng lực vận dụng

kiến thức vào thực tiễn và công cụ đánh giá năng lực này.

Đối với bài tập vật lí chúng tôi đã làm rõ: khái niệm, vai trò, phân

loại, phương pháp giải bài tập vật lí, bài tập vật lí và việc phát triển

năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, bài tập vật lí hướng tiếp

cận PISA. Đồng thời chúng tôi cũng đã làm sáng tỏ cơ sở lí luận của

việc xây dựng bài tập trong lĩnh vực khoa học theo tiếp cận PISA.

Chúng tôi cũng đã làm rõ thực trạng việc xây dựng và sử dung

bài tập vật lí theo theo tiếp cận PISA ở một số trường THPT trên địa

bàn tỉnh Bình Định và tỉnh Gia Lai

Xây dựng được qui trình khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp

cận PISA cho một tiết học nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến

thức vào thực tiễn của HS, qui trình xây dưng, soạn thảo và phân tích

đề kiểm tra.

Nguyên tắc lựa chọn, khai thác bài tập theo tiếp cận PISA và các

biện pháp nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

của HS

Ý nghĩa của việc sử dụng bài tập hướng tiếp cận PISA để đánh

giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn và những thuận lợi, khó

khăn trong việc sử dụng bài tập vật lí theo hướng tiếp cận PISA trong

dạy học.

11

CHƯƠNG II : KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP

THEO TIẾP CẬN PISA CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”

VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN

DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN

2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương cảm ứng điện từ -

vật lí 11

2.1.1. Phân phối chương trình chương “Cảm ứng điện từ” ở

lớp 11 THPT

Bảng 2. 1. Phân phối chương trình chương Cảm ứng điện từ - lớp 11

STT

Tiết trong

PPCT

Tên bài

1 44 Từ thông. Cảm ứng điện từ (Tiết 1)

2 45 Từ thông. Cảm ứng điện từ (Tiết 2)

3 46 Bài tập từ thông. Cảm ứng điện từ

4 47 Suất điện động cảm ứng

5 48 Tự cảm

6 49 Bài tập

Bảng 2. 2. Bảng tham chiếu các mức yêu cầu cần đạt của câu hỏi,

bài tập, kiểm tra, đánh giá.

Nội

dung

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng

cao

1. Từ

thông.

- Viết được

công thức

tính từ thông

- Xác định

được chiều

của dòng

- Làm được

thí nghiệm về

hiện tượng

12

Cảm

ứng từ

qua một diện

tích và nêu

được đơn vị

đo từ thông.

Nêu được

các cách làm

biến đổi từ

thông.

điện cảm

ứng theo

định luật

Len-xơ.

- Nêu được

dòng điện

Fu-cô là gì.

cảm ứng điện

từ.

- Xác định

được chiều

của dòng

điện cảm ứng

theo định luật

Len-xơ.

2. Suất

điện

động

cảm ứng

- Phát biểu

được định

luật Fa-ra￾đây về cảm

ứng điện từ.

- Tính được

suất điện

động cảm

ứng trong

trường hợp

từ thông qua

một mạch

biến đổi đều

theo thời

gian.

3. Tự

cảm

- Nêu được

độ tự cảm là

gì và đơn vị

đo độ tự

cảm.

- Nêu được

hiện tượng tự

cảm là gì.

- Nêu được

từ trường

trong lòng

ống dây có

dòng điện

chạy qua và

mọi từ

trường đều

mang năng

lượng.

- Tính được

suất điện

động tự cảm

trong ống

dây khi dòng

điện chạy

qua nó có

cường độ

biến đổi đều

theo thời

gian.

- Xác định

được năng

lượng từ

trường của

ống dây tự

cảm

13

2.1.2. Cấu trúc logic nội dung các kiến thức của chương “Cảm

ứng điện từ” trong chương trình vật lí phổ thông

2.2. Khai thác và xây dựng các bài tập cụ thể

2.2.1. Khai thác và xây dựng các bài tập theo tiếp cận PISA

TÌNH HUỐNG 1: ĐYNAMO XE ĐẠP

TÌNH HUỐNG 2: BẾP TỪ

TÌNH HUỐNG 3: PHANH ĐIỆN TỪ

TÌNH HUỐNG 4: CÔNG NGHỆ SẠC KHÔNG DÂY

2.2.2. Ma trận phân bố bài tập theo nội dung dựa trên ba cấp

độ

2.3. Ý tưởng sử dụng từng bài tập theo hướng tiếp cận PISA

Dựa trên căn cứ, yêu cầu và các nguyên tắc lựa chọn bài tập, đối

với chương “Cảm ứng điện từ”(vật lí 11) nhằm nâng cao năng lực vận

dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, tôi phân chia thành các bài

tập phục vụ cho mục đích giảng dạy trong các giai đoạn khác nhau của

tiết dạy.

Sử dụng từng bài tập để tạo tình huống vấn đề bài học, củng cố

kiến thức trong tiết dạy kiến thức mới.

Sử dụng trong tiết bài tập để củng cố kiến thức, kỹ năng và phát

triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn.

Sử dụng trong giờ kiểm tra để đánh giá HS.

2.4. Thiết kế một số tiến trình dạy học cụ thể

2.4.1. Tiến trình dạy học Bài 23: Từ thông- cảm ứng điện từ

(tiết 1 và 2)