Tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng khi dạy học các chương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

--------------------------------

DƢƠNG THỊ THU HƢƠNG

TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT

VÀ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG KHI DẠY HỌC

CÁC CHƢƠNG "TỪ TRƢỜNG" VÀ "CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ" (CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 CƠ BẢN)

GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG GIÁO DỤC

KĨ THUẬT TỔNG HỢP CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thái nguyên - Năm 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

--------------------------------

DƢƠNG THỊ THU HƢƠNG

TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT

VÀ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG KHI DẠY HỌC

CÁC CHƢƠNG "TỪ TRƢỜNG" VÀ "CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ" (CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ 11 CƠ BẢN)

GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG GIÁO DỤC

KĨ THUẬT TỔNG HỢP CHO HỌC SINH

Chuyên ngành: LLPPDH Lý

Mã số: 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ THỊ KIM LIÊN

Thái nguyên - Năm 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Thái Cƣờng, PGS. TS

Vũ Thị Kim Liên, PGS. TS Nguyễn Văn Khải, những ngƣời thầy đã tận tâm hƣớng

dẫn, giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn Đại học sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên, Khoa Vật lí

và Khoa Sau đại học đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn các trƣờng THPT Đồng Hỷ, THPT Ngô Quyền,

THPT Phú Lƣơng và các thầy, cô giáo cộng tác TNSP, anh chị em đồng nghiệp đã

động viên giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả hoàn thành luận

văn này.

Luận văn này đƣợc hoàn thành tại Bộ môn phƣơng pháp, Khoa Vật lí,

Trƣờng Đại học sƣ phạm, Đại học Thái Nguyên.

Tác giả luận văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết

quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố trong một công

trình nào khác.

Thái nguyên, tháng 8 năm 2011

Tác giả

Dƣơng Thị Thu Hƣơng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục i

Danh mục các bảng biểu và đồ thị iv

Danh mục các hình v

Chữ viết tắt trong luận văn vi

MỞ ĐẦU 1

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TÍCH HỢP

CÁC KIẾN THỨC VỀ SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG TRONG

DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT

5

1.1. Tổng quan. 5

1.1.1. Thực hiện giáo dục KTTH trong dạy học Vật lí . 5

1.1.2. Các nghiên cứu về dạy học tích hợp. 7

1.2. Nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trƣờng THPT 12

1.2.1. Nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trƣờng THPT và định hƣớng thực hiện các

nhiệm vụ dạy học Vật lí.

12

1.2.2. Giáo dục KTTH và hƣớng nghiệp trong dạy học Vật lí. 16

1.3. Điện năng - sản xuất và sử dụng điện năng. 19

1.3.1. Điện năng và vai trò của nó đối với sự phát triển kinh tế xã hội. 19

1.3.2. Sự chuyển hoá các dạng năng lƣợng thành điện năng. 20

1.3.3. Các vấn đề môi trƣờng do sản xuất và sử dụng điện năng. 21

1.4 Các biện pháp tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng trong

hai chƣơng "Từ trƣờng" và "Cảm ứng điện từ" (Vật lí 11 - Cơ bản).

23

1.4.1. Tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng vào các bài

học Vật lí trong hai chƣơng "Từ trƣờng" và "Cảm ứng điện từ" - Các mức độ

tích hợp.

23

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ii

1.4.2. Tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng khi giải các

bài tập có nội dung kĩ thuật.

28

1.4.3. Tổ chức tham quan, ngoại khoá. 28

1.4.4. Phối hợp các phƣơng pháp và phƣơng tiện dạy học 29

1.5. Nghiên cứu thực trạng thực hiện giáo dục KTTH -HN trong dạy học Vật lí. 37

KẾT LUẬN CHƢƠNG I 39

CHƢƠNG II: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI HỌC

VẬT LÍ CÓ TÍCH HỢP CÁC KIẾN THỨC SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG

ĐIỆN NĂNG TRONG HAI CHƢƠNG "TỪ TRƢỜNG" VÀ "CẢM ỨNG

ĐIỆN TỪ" (VẬT LÍ 11 - BAN CƠ BẢN).

40

2.1. Cấu trúc, vai trò và các mục tiêu dạy học chƣơng "Từ trƣờng" và "Cảm ứng

điện từ". Các yếu tố kiến thức làm cơ sở cho sản xuất và sử dụng điện năng.

40

2.1.1. Cấu trúc của chƣơng"Từ trƣờng" và chƣơng " Cảm ứng điện từ" 40

2.1.2. Vai trò - vị trí của các chƣơng"Từ trƣờng" và " Cảm ứng điện từ". 41

2.1.3. Mục tiêu của các chƣơng"Từ trƣờng" và " Cảm ứng điện từ". 41

2.1.4. Các yếu tố kiến thức chủ yếu làm cơ sở cho sản xuất và sử dụng điện

năng trong hai chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ”.

42

2.2. Xây dựng tíên trình dạy học một số bài học vật lí có tích hợp các kiến thức

về sản xuất và sử dụng điện năng trong 2 chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện

từ”.

43

2.2.1. Một số nguyên tắc tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện

năng.

43

2.2.2. Xây dựng tiến trình một số bài cụ thể. 43

Giáo án số 1. 44

Giáo án số 2. 53

Giáo án số 3. 59

Giáo án số 4. 73

KẾT LUẬN CHƢƠNG II 81

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 82

3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm. 82

3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm. 82

3.3. Khống chế những ảnh hƣởng liên quan đến kết quả thực nghiệm sƣ phạm. 82

3.4. Đối tƣợng và cơ sở thực nghiệm sƣ phạm. 83

3.5. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm. 83

3.6. Phƣơng pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm. 84

3.7. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm. 85

3.8. Đánh giá chung về TNSP. 102

KẾT LUẬN CHƢƠNG III 104

KẾT LUẬN CHUNG 105

Tài liệu tham khảo 107

Phụ lục 1: Phiếu phỏng vấn giáo viên 109

Phụ lục 2: Phiếu phỏng vấn học sinh 112

Phụ lục 3: Bài kiểm tra 114

Phụ lục 4: Một số hình ảnh thực nghiệm 118

Phụ lục 5: Một số tờ rơi - phiếu bài tập 119

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ ĐỒ THỊ

Trang

Bảng 1.1: Địa chỉ tích hợp 25

Bảng 3.1: Đặc điểm chất lƣợng học tập môn vật lí của học sinh các lớp

TN và ĐC

95

Bảng 3.2: Kết quả bài kiểm tra số 1 103

Bảng 3.3: Xếp loại bài kiểm tra số 1 103

Bảng 3.4: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1. 104

Bảng 3.5: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 1 105

Bảng 3.6: Kết quả bài kiểm tra số 2. 106

Bảng 3.7: Xếp loại bài kiểm tra số 2 106

Bảng 3.8: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 2. 107

Bảng 3.9: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 2 108

Bảng 3.10: Kết quả bài kiểm tra số 3. 109

Bảng 3.11: Xếp loại bài kiểm tra số 3. 109

Bảng 3.12: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 3 110

Bảng 3.13: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 3 111

Bảng 3.14: Kết quả bài kiểm tra số 4. 112

Bảng 3.15: Xếp loại bài kiểm tra số 4. 112

Bảng 3.16: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 4 113

Bảng 3.17: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 4 114

Bảng 3.18: Tổng hợp các thống kê qua ba bài kiểm tra TNSP. 114

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số1. 104

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 2. 107

Biểu đồ 3.3: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 3. 110

Biểu đồ 3.4: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 4. 112

Đồ thị 3.1: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 1 105

Đồ thị 3.2: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 2 108

Đồ thị 3.3: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 3 111

Đồ thị 3.4: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 4 113

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

v

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Khói từ các nhà máy nhiệt điện 21

Hình 1.2. 28

Hình 1.3. 28

Hình 1.4. 28

Hình 1.5. 28

Hình 2.1. 119

Hình 2.2. 119

Hình 2.3. 120

Hình 2.4. 120

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lí của máy gia tốc Xyncrotrôn. 122

Hình 2.6. 123

Hình 2.7. 123

Hình 2.8. 123

Hình 2.9. 123

Hình 2.10: Tua bin máy phát điện hiện đại. 125

Hình 2.11. 127

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vi

CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

GD  ĐT Giáo dục và đào tạo

THPT Trung học phổ thông

KTTH Kĩ thuật tổng hợp

KTTH -HN Kĩ thuật tổng hợp và hƣớng nghiệp

HS Học sinh

DHTH Dạy học tích hợp

GV Giáo viên

SGK Sách giáo khoa

TGQ Thế giới quan

SBT Sách bài tập

TN Thực nghiệm

ĐC Đối chứng

TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

NXB Nhà xuất bản

GDMT Giáo dục môi trƣờng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1

MỞ ĐẦU

I. Lí do chọn đề tài.

Chất lƣợng giáo dục nói chung, chất lƣợng giáo dục phổ thông nói riêng

luôn là trọng tâm của các hoạt động giáo dục - dạy học và luôn đƣợc xã hội, các cấp

quản lý giáo dục quan tâm, đƣa giáo dục lên làm "quốc sách hàng đầu".

Nhiệm vụ cơ bản của giáo dục phổ thông là đào tạo những con ngƣời mới,

những ngƣời lao động có tri thức, có năng lực thực hành, tự chủ, năng động, sáng

tạo,...

Chất lƣợng giáo dục có quan hệ mật thiết với mục tiêu giáo dục: phát triển

toàn diện học sinh thông qua hoạt động giáo dục và dạy học, trong đó hoạt động dạy

học là chủ yếu. Để thực hiện nhiệm vụ, mục tiêu đó, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xây

dựng và ban hành chƣơng trình giáo dục phổ thông trong đó ở bậc THPT có 16 môn

học và hoạt động giáo dục phù hợp với yêu cầu của sự phát triển đất nƣớc. Trong đó

có bộ môn Vật lý đóng vai trò không nhỏ trong việc hoàn thành nhiệm vụ và mục

tiêu giáo dục. Các kiến thức của bộ môn Vật lý đƣợc vận dụng vào quá trình lao

động sản xuất, kĩ thuật công nghệ,... Một trong những ứng dụng kiến thức Vật lý

vào trong đời sống, sản xuất đó là việc sản xuất và sử dụng điện năng.

Điện năng là năng lƣợng không thể thiếu trong đời sống, sản xuất và sinh

hoạt, vì vậy việc sản xuất và sử dụng điện năng là một trong những vấn đề cần quan

tâm của toàn xã hội. Sử dụng điện năng nhƣ thế nào cho hợp lí, không gây thất thoát

ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống? Vấn đề này cần phải đƣợc đƣa vào kiến thức, bài

học Vật lí góp phần phát triển toàn diện, nâng cao chất lƣợng giáo dục. Tuy nhiên

đây cũng là một trong những khó khăn của bộ môn Vật lý. Trong thực tế giảng dạy

ở phổ thông, đa số giáo viên chƣa chú ý đến việc tích hợp các phần kiến thức Vật lí

lại với nhau nói riêng và giữa các môn học với nhau nói chung. Vì vậy, nhiều khi

kiến thức còn bị dàn trải, không có thời gian cho học sinh tiếp thu đƣợc đủ ở trên

lớp.

Ở nƣớc ta, trong những năm gần đây nghiên cứu về dạy học tích hợp đã bắt

đầu đƣợc chú ý. Các luận văn thạc sỹ có thể kể đến nhƣ:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2

1- Dƣơng Xuân Hải (2006), Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp vào dạy

học một số bài học phần "Từ trường" và "Cảm ứng điện tử" lớp 11 Trung học phổ

thông nhằm nâng cao chất lượng giáo dục học sinh, luận văn thạc sĩ khoa học giáo

dục, ĐHSP Thái Nguyên.

2- Vũ Thị Thanh Hà (2008), Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy

học một số kiến thức về “Hạt nhân nguyên tử” lớp 12 để nâng cao chất lượng giáo

dục học sinh,luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên.

3- Đinh Xuân Giang, 2009, Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy

học một số kiến thức về “ Chất khí” và “ Cơ sở của nhiệt động lực học” ( Vật lí 10

– Cơ bản) nhằm phát triển hứng thú và năng lực vận dung kiến thức của học sinh,

luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên.

4- Nguyễn Thị Hoàn (2009), Tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng

khi dạy một số bài học vật lí ( CT và SGK cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng

giáo dục kĩ thuật tổng hợp – hướng nghiệp cho HS THPT, luận văn thạc sĩ khoa học

giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên..

Các tác giả đều đã làm rõ vai trò cơ bản của dạy học tích hợp. Tuy nhiên

chƣa có công trình nào nghiên cứu về việc tích hợp kiến thức về sản xuất và sử

dụng điện năng trong một số bài học vật lý trong các chƣơng "Từ trƣờng" và " Cảm

ứng điện từ". Nhƣ vậy, có thể thấy việc tích hợp kiến thức về sản xuất và sử dụng

điện năng trong một số bài học vật lý trong các chƣơng "Từ trƣờng" và " Cảm ứng

điện từ" là một đề tài nghiên cứu mới. Vì vậy, tôi đã chọn đề tài: Tích hợp các kiến

thức về sản xuất và sử dụng điện năng khi dạy học các chƣơng "Từ trƣờng "

và "Cảm ứng điện từ" (chƣơng trình Vật lý 11 cơ bản) góp phần nâng cao chất

lƣợng giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh.

II. Mục đích nghiên cứu.

Nghiên cứu tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng

khi dạy học một số bài trong các chƣơng "Từ trƣờng ", "Cảm ứng điện từ" (chƣơng

trình Vật lý 11 cơ bản) góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục kỹ thuật tổng hợp

cho học sinh.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3

III. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu.

- Khách thể: Quá trình dạy – học Vật lí của giáo viên và học sinh thông qua

một số bài học Vật lý lớp 11 ban cơ bản ở trƣờng THPT.

- Đối tƣợng nghiên cứu: Tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện

năng khi dạy học các chƣơng "Từ trƣờng " và "Cảm ứng điện từ" (chƣơng trình Vật

lý 11 cơ bản).

- Giới hạn đề tài: Tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng

khi dạy học các chƣơng "Từ trƣờng " và "Cảm ứng điện từ" (chƣơng trình Vật lý 11

cơ bản) góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh.

IV. Giả thuyết khoa học.

Nếu xây dựng đƣợc phƣơng án tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng

điện năng một cách khoa học và hợp lí sẽ góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục kĩ

thuật tổng hợp cho học sinh, từ đó góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lí nói

chung.

V. Nhiệm vụ nghiên cứu.

Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về giáo dục KTTH.

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn vận dụng các phƣơng pháp và

phƣơng tiện dạy học theo tƣ tƣởng sƣ phạm tích hợp trong dạy học Vật lí ở trƣờng

phổ thông.

- Nghiên cứu về sản xuất và sử dụng điện năng.

- Điều tra thực trạng về dạy học các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện

năng trong các chƣơng "Từ trƣờng" và "Cảm ứng điện từ" theo chƣơng trình sách

giáo khoa cơ bản ở một số trƣờng THPT.

- Nghiên cứu việc tích hợp các kiến thức về sản xuất và sử dụng điện năng

khi dạy một số bài học Vật lí chƣơng " Từ trƣờng" và " Cảm ứng điện từ" theo

chƣơng trình sách giáo khoa cơ bản lớp 11.

- Soạn một số giáo án theo hƣớng của đề tài.

- Thực nghiệm sƣ phạm.