Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi dạy học chương "Từ trường" - Vật lí 11

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN ĐĂNG HIỀN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CỦA HỌC SINH KHI DẠY HỌC CHƯƠNG "TỪ TRƯỜNG"-

VẬT LÍ 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN ĐĂNG HIỀN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CỦA HỌC SINH KHI DẠY HỌC CHƯƠNG "TỪ TRƯỜNG"-

VẬT LÍ 11

Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lí

Mã ngành: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHẠM XUÂN QUẾ

THÁI NGUYÊN - 2018

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết

quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công

bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Đăng Hiền

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan

tâm, động viên và giúp đỡ rất lớn từ quý Thầy cô, đồng nghiệp, gia đình và bạn bè.

Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của mình đến:

Thầy PGS.TS. Phạm Xuân Quế, người trực tiếp hướng dẫn về mặt chuyên môn,

đã rất tận tâm, tận tình chỉ dạy, truyền đạt kinh nghiệm, là người luôn động viên và

giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Quý thầy cô trong Khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đã luôn

tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và những ý kiến đóng góp hết sức chân tình

để tôi có thể hoàn thiện luận văn.

Ban giám hiệu, quý Thầy cô tổ Vật lí- Công nghệ trường THPT Tiên Du số 1,

trường THPT Nguyễn Đăng Đạo, Tiên Du, Bắc Ninh đã tạo điều kiện, quan tâm và

giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã hết lòng quan tâm, động

viên, cổ vũ và giúp đỡ tôi học tập, nghiên cứu giúp tôi có thêm nghị lực để hoàn thành

luận văn.

Bắc Ninh, tháng 6 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Đăng Hiền

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN............................................................................................................... ii

MỤC LỤC ...................................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.................................................. iv

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ vi

MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài.................................................................................................... 1

2. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................. 2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................................... 2

4. Giả thuyết khoa học ............................................................................................... 2

5. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................. 2

6. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 3

7. Đóng góp của đề tài................................................................................................ 3

8. Cấu trúc luận văn.................................................................................................... 4

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC

PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MÔN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG

THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT

VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH............................................................................. 5

1.1. Mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn Vật lí ở trường THPT......... 5

1.1.1. Chương trình Vật lí hiện hành........................................................................... 5

1.1.2. Dạy học chương trình Vật lí hiện hành............................................................. 6

1.1.3. Các nhiệm vụ chung của dạy học Vật lí ở trường THPT.................................. 8

1.2. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh........................................................... 9

1.2.1. Khái niệm, đặc điểm năng lực, năng lực học sinh THPT ................................. 9

1.2.2. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh......................................................... 10

1.3. Đổi mới phương pháp dạy học trong dạy học Vật lí ở trường THPT............. 12

1.3.1. Khái niệm đổi mới phương pháp dạy học....................................................... 12

1.3.2. Một số biện pháp đổi mới PPDH .................................................................... 13

iv

1.3.3. Đổi mới phương pháp dạy học trong dạy học Vật lí ở trường THPT............. 13

1.4. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề theo định hướng phát triển năng lực

giải quyết vấn đề của học sinh ........................................................................ 13

1.4.1. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn ............................................................... 13

1.4.2. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật lí............................... 16

1.5. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.................... 18

1.6. Khảo sát thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí phần kiến thức

về “Từ trường” cho học sinh ở trường THPT Tiên Du số 1, THPT Nguyễn

Đăng Đạo tỉnh Bắc Ninh................................................................................. 18

1.6.1. Mục đích khảo sát ........................................................................................... 18

1.6.2. Phương pháp khảo sát ..................................................................................... 19

1.6.3. Đối tượng khảo sát .......................................................................................... 19

1.6.4. Kết quả khảo sát.............................................................................................. 19

Kết luận chương 1....................................................................................................... 21

Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG VẬT LÍ 11 THPT THEO HƯỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH ............. 22

2.1. Mục tiêu dạy học kiến thức chương “Từ trường” trong chương trình SGK

Vật lí 11 THPT................................................................................................ 22

2.1.1. Mục tiêu về kiến thức...................................................................................... 22

2.1.2. Mục tiêu về kỹ năng........................................................................................ 23

2.1.3. Mục tiêu về thái độ.......................................................................................... 23

2.1.4. Mục tiêu về phát triển năng lực, tư duy .......................................................... 23

2.2. Thực trạng dạy học chương “Từ trường” Vật lí 11 ........................................ 24

2.2.1. Mục đích điều tra ............................................................................................ 24

2.2.2. Phương pháp điều tra ...................................................................................... 24

2.2.3. Đối tượng điều tra ........................................................................................... 24

2.2.4. Kết quả điều tra ............................................................................................... 24

2.2.5. Thuận lợi ......................................................................................................... 26

2.2.6. Khó khăn ......................................................................................................... 26

v

2.3. Tổ chức dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề chương “Từ trường” theo

hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.............................. 27

2.3.1. Nghiên cứu cải tiến xây dựng chương trình dạy và học chương “Từ trường”

Vật lí 11........................................................................................................... 27

2.3.2. Sử dụng thí nghiệm SGK và thí nghiệm mới vào quá trình dạy và học ......... 27

2.3.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần từ trường trong SGK vật

lý 11 theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề.......................... 36

Kết luận chương 2....................................................................................................... 60

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM................................................................ 61

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm...................................................................... 61

3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm............................................................... 61

3.3. Đối tượng và thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm................................. 61

3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm................................................ 61

3.5. Phương pháp đánh giá thực nghiệm sư phạm................................................. 61

3.5.1. Tiêu chí đánh giá............................................................................................. 61

3.5.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm...................................................................... 62

3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.......................................................... 62

3.6.1. Đánh giá định tính........................................................................................... 62

3.6.2. Đánh giá định lượng........................................................................................ 67

Kết luận chương 3....................................................................................................... 76

KẾT LUẬN CHUNG................................................................................................ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 78

PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

STT Viết tắt Viết đầy đủ

1 DH Dạy học

2 ĐHSP, CĐSP Đại học sư phạm, Cao đẳng sư phạm

3 GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo

4 GQVĐ Giải quyết vấn đề

5 GV Giáo viên

6 HS Học sinh

7 NXB Nhà xuất bản

8 PPDH Phương pháp dạy học

9 SGK Sách giáo khoa

10 THPT Trung học phổ thông

11 TN Thí nghiệm

12 TNSP Thực nghiệm sư phạm

13 TS Tiến sỹ

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề........................................................ 11

Bảng 1.2: Mức độ sử dụng TN của GV khi dạy học chương từ trường Vật lí 11 THPT.... 19

Bảng 1.3: Đánh giá tầm quan trọng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học

cho HS..................................................................................................... 19

Bảng 1.4: Ý kiến của GV về những khó khăn khi tổ chức các dạy học có thí nghiệm ..... 20

Bảng 1.5: Thái độ của HS đối với các hoạt động dạy học có thí nghiệm chương

“Từ trường” Vật lí 11 THPT................................................................... 20

Bảng 1.6: Ý kiến của HS về tác dụng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học....... 20

Bảng 2.1: Những phương pháp GV thường dùng trong quá trình dạy học chương

“Từ trường - Vật lí 11 THPT” ................................................................ 24

Bảng 2.2: Đánh giá sự cần thiết của việc tổ chức dạy học PH và GQVĐ cho HS.....25

Bảng 2.3: Ý kiến của GV về những khó khăn khi tổ chức dạy học PH và GQVĐ....25

Bảng 2.4: Thái độ của HS đối với các hoạt động dạy học PH và GQVĐ chương

“Từ trường” Vật lí 11THPT.................................................................... 25

Bảng 2.5: Ý kiến của HS về hiệu quả của việc tham gia các hoạt động học tập

theo phương pháp PH và GQVĐ ............................................................ 26

Bảng 2.6: Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ trong hoạt động dạy học GQVĐ

kiến thức: “Nam châm”........................................................................... 40

Bảng 2.7: Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ trong hoạt động dạy học GQVĐ

kiến thức: “Từ tính của dòng điện”......................................................... 43

Bảng 2.8: Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ trong hoạt động dạy học GQVĐ

kiến thức: “từ trường” ............................................................................. 47

Bảng 2.9: Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ trong hoạt động dạy học GQVĐ

kiến thức: “đường sức từ” ....................................................................... 53

Bảng 2.10: Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ trong hoạt động dạy học GQVĐ

kiến thức: “Lực từ” ................................................................................. 58

Bảng 3.1: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức nam châm............................................ 67

Bảng 3.2: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức từ tính của dòng điện .......................... 68

vi

Bảng 3.3: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức từ trường ............................................. 69

Bảng 3.4: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức đường sức từ ....................................... 70

Bảng 3.5: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức lực từ................................................... 71

Bảng 3.6: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức cảm ứng từ .......................................... 72

Bảng 3.7: Thống kê các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ của HS khi tham

gia hoạt động dạy học kiến thức thức từ trường trong các dây dẫn có

hình dạng đặc biệt ................................................................................... 73

Bảng 3.8: Thống kê tỉ lệ % HS đạt ở mức 1 theo các tiêu chí đánh giá năng lực

GQVĐ của các tiến trình dạy học ........................................................... 73

Bảng 3.9: Thống kê tỉ lệ % HS đạt ở mức 2 theo các tiêu chí đánh giá năng lực

GQVĐ của các tiến trình dạy học ........................................................... 74

Bảng 3.10: Thống kê tỉ lệ % HS đạt ở mức 3 theo các tiêu chí đánh giá năng lực

GQVĐ của các tiến trình dạy học ........................................................... 75

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ dạy học GQVĐ ........................................................................... 15

Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học

phát hiện và giải quyết vấn đề .............................................................. 17

Hình 2.1: Thí nghiệm dòng điện tác dụng lên kim nam châm.............................. 28

Hình 2.2: Thí nghiệm nam châm tác dụng lên dòng điện trong dung dịch CuSO4......29

Hình 2.3: Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song (phương án 1)....30

Hình 2.4: Minh họa TN sự tương tác giữa hai dòng điện thẳng ........................... 31

Hình 2.5: Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song.................. 31

Hình 2.6: Thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song (phương án 3)... 32

Hình 2.7: Hình ảnh từ phổ trong không gian ........................................................ 33

Hình 2.8: Bộ thí nghiệm đo lực từ bằng lực kế đã được hoàn thiện..................... 35

Hình 2.9: Cách bố trí bộ TN đo lực từ bằng lực kế .............................................. 36

Hình 3.1: Đồ thị mức 1 của các tiêu chí về năng lực GQVĐ ............................... 74

Hình 3.2: Đồ thị mức 2 của các tiêu chí về năng lực GQVĐ ............................... 74

Hình 3.3: Đồ thị mức 3 của các tiêu chí về năng lực GQVĐ ............................... 74