Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương "Từ trường" - Vật lí 11

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

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

NGUYỄN ĐỨC HOÀNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”- VẬT LÍ 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thái Nguyên, 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

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

NGUYỄN ĐỨC HOÀNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”- VẬT LÍ 11

Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lí

Mã số: 8440111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Xuân Quế

Thái Nguyên, 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học

của PGS.TS Phạm Xuân Quế Các kết quả trong luận văn trung thực và chưa được

công bố trong bất cứ công trình nào.

Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Hoàng

Xác nhận của

Khoa chuyên môn

TS Cao Tiến Khoa

Xác nhận của

Người hướng dẫn khoa học

PGS.TS Phạm Xuân Quế

ii

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo PGS.TS Phạm Xuân

Quế người thầy đã tận tình hướng dẫn, và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá

trình hoàn thành luận văn này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán bộ Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học vật

lí, Khoa Vật lí, Phòng sau đại học, Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm – Đại học Thái

Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập cũng như nghiên cứu khoa học để tôi có thể

hoàn thành luận văn.

Tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp yêu quý của tôi đã quan tâm, khích lệ, động viên

để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Tôi còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của gia đình. Gia đình đã dành những điều

kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Đây là nguồn cổ vũ động viên

rất lớn giúp đỡ cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Tôi xin bày tỏ lời cảm

ơn chân thành về sự quan tâm giúp đỡ đó.

Xin chân thành cảm ơn!

Phú Thọ, tháng 09 năm 2020

Tác giả

Nguyễn Đức Hoàng

iii

MỤC LỤC

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

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

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

DANH MỤC VIẾT TẮT..............................................................................................vi

DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................... viii

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

1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................3

3. Giả thuyết khoa học.....................................................................................................3

4. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................3

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................4

6. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................4

7. Những đóng góp mới của đề tài ..................................................................................5

8. Bố cục của luận văn.....................................................................................................5

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP

THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO

HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ...................................................................6

1.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh trong giai đoạn hiện nay.............6

1.1.1. Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông........................7

1.1.2. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật lí .....................................................7

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

1.2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ..................................................................9

1.2.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề .....................................................................9

1.2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề......................................................10

1.3. Vai trò của bài tập thực tiễn trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho

học sinh..........................................................................................................................11

1.3.1. Vai trò của bài tập trong dạy học vật lí ..............................................................11

1.3.2. Khái niệm bài tập thực tiễn .................................................................................13

1.3.3. Phân loại bài tập vật lí gắn với thực tiễn ............................................................13

1.3.4. Nguyên tắc xây dựng bài tập thực tiễn ...............................................................14

iv

1.3.5. Vai trò của bài tập thực tiễn trong việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS.......15

1.3.6. Nguyên tắc và quy trình sử dụng bài tập thực tiễn..............................................16

1.4. Thực trạng về trình độ năng lực GQVĐ và thực trạng việc sử dụng bài tập TT

trong việc phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học. ..............................20

1.4.1. Mục đích và phương pháp điều tra......................................................................20

1.4.2. Đối tượng điều tra................................................................................................21

1.4.3. Phương pháp điều tra...........................................................................................21

1.4.4. Kết quả điều tra ...................................................................................................21

Chương 2. HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG

TỪ TRƯỜNG ..............................................................................................................26

2.1. Nội dung kiến thức chương Từ trường, vật lí 11....................................................26

2.1.1. Mục tiêu của chương “Từ trường” theo chuẩn kĩ năng - kiến thức ....................26

2.2.2. Mục tiêu bổ sung theo định hướng nghiên cứu ...................................................27

2.2.3. Nội dung kiến thức chương Từ trường, vật lí 11.................................................27

2.2. Soạn thảo một số bài tập thực tiễn chương Từ trường, vật lí 11 ............................30

2.2.1. Bài tập phát triển khả năng phân tích tình huống, phát hiện vấn đề và phát biểu

vấn đề cần giải quyết. ....................................................................................................31

2.2.2. Bài tập phát triển khả năng đề xuất và lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề. ....33

2.2.3. Bài tập phát triển khả năng thực hiện giải pháp. .................................................36

2.2.4. Bài tập phát triển khả năng đánh giá và hoàn thiện quá trình GQVĐ và đưa ra

khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự. .................................38

2.2.5. Một số bài tập thực tế khác..................................................................................40

2.3. Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề đối với từng bài tập thực tiễn............40

2.3.1. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ..............................................40

2.3.2. Tiêu chí đánh giá đồng đẳng năng lực GQVĐ của HS ......................................45

2.3.3. Tiêu chí tự đánh giá năng lực GQVĐ của HS ....................................................46

2.3.4. Phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề..............................................48

2.4. Tiến trình dạy học một số bài sử dụng bài tập thực tiễn ........................................48

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................................50

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm........................................................................50

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm....................................................................50

v

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm...................................................................50

3.2. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm........................................................50

3.2.1. Nội dung thực nghiệm.........................................................................................50

3.2.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.........................................................................51

3.2.2. Thời gian thực nghiệm sư phạm..........................................................................51

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................................51

3.3.1. Căn cứ đánh giá ...................................................................................................51

3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm .............................................................................52

3.4.1. Trao đổi với giáo viên tiến hành thực nghiệm.....................................................52

3.4.2. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm....................................................................53

3.5. Phân tích diễn biến và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .............................53

3.5.1. Hoạt động 3: Tìm hiều về từ trường. Bài 19: Từ Trường ...................................53

3.5.2. Hoạt động 4: Tìm hiều về đường sức từ. Bài 19: Từ Trường .............................60

3.5.3. Hoạt động 1: Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có

dòng điện. Bài 20: LỰC TỪ. CẢM ỨNG TỪ.................................................... 67

3.6. Đánh giá chung về TNSP............................................................................. 74

KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................... 100

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

Phụ lục

vi

DANH MỤC VIẾT TẮT

Từ viết tắt Từ viết đầy đủ

BCH TW Ban chấp hành trung ương

BT Bài tập

BTTT Bài tập thực tế

GQVĐ Giải quyết vấn đề

GV Giáo viên

HS HS

NQ Nghị quyết

NL Năng lực

TT Thực tế

THPT Trung học phổ thông

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt cho bộ môn Vật lí..................................................7

Bảng 1.2: Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề .........................................................9

Bảng 1.3: Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề [6,7].......................................29

Bảng 2.1: Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề [1]..........................................40

Bảng 2.2: Cấu trúc kĩ năng đánh giá đồng đẳng [12]....................................................46

Bảng 2.3: Cấu trúc kĩ năng tự đánh giá .........................................................................47

Bảng 2.4: Tỉ trọng điểm của các hình thức đánh giá năng lực GQVĐ .........................48

Bảng 3.1: Đặc điểm chất lượng học tập của các lớp TN...............................................51

Bảng 3.2: Kết quả phiếu học tập số 2............................................................................65

Bảng 3.4: Thống kê năng lực giải quyết vấn đề của ba trường.....................................74

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1. Cấu tạo bóng hình của màn hình CRT ..........................................................33

Hình 2.2. Cấu tạo của động cơ điện một chiều ...............................................................2

Hình 2.3. Cấu tạo của máy chụp cộng hưởng từ .............................................................2

Hình 2.4. Mô hình tầu cao tốc chạy trên “đệm từ”..........................................................3

Hình 2.5. Cấu tạo bên ngoài của máy gia tốc hạt............................................................3

Hình 3.1: Biểu đồ xếp loại phiếu học tập số 1 ..............................................................58

Hình 3.2: Biểu đồ xếp loại phiếu học tập số 2 ..............................................................66

Hình 3.3: Biểu đồ xếp loại phiếu học tập số 3 ..............................................................73

Hình 3.4. Biểu đồ xếp loại năng lực GQVĐ của HS trong đợt TNSP ..........................74

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, việc đổi mới giáo dục tiếp tục được Đảng và Nhà

nước ta quan tâm và coi trọng. Nghị quyết Hội nghị TW8, khoá XI về đổi căn bản,

toàn diện giáo dục và đào tạo đã nêu: "Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển

trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng

năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn

diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học,

năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn… Đổi mới chương

trình nhằm phát triển năng lực và phẩm chất người học, hài hòa đức, trí, thể, mỹ; dạy

người, dạy chữ và dạy nghề. Đổi mới nội dung giáo dục theo hướng tinh giản, hiện

đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành nghề; tăng thực hành, vận dụng

kiến thức vào thực tiễn… Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo

hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ

năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập

trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập

nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực" [25].

Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09/6/2014 Ban hành chương trình hành động của

chính phủ thực hiện Nghị quyết số 29NQ/TW ngày 04/11/2013 Hội nghị lần thứ 8,

BCH TW Đảng khóa XI về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng

yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã chỉ thị: “Triển khai đổi mới chương trình

giáo dục theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực; phát triển năng lực và phẩm chất

người học; chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống; nâng cao năng

lực ngoại ngữ, tin học; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; phát triển

khả năng sáng tạo và ý thức tự học”[22].

Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ giáo dục và đào tạo ban hành

7/2017 đã định hướng hoạt động giáo dục ở các trường phổ thông là nhằm: “phát triển

phẩm chất và năng lực của người học, tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp học

sinh phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có

ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và năng

lực cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa,

cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của cá nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây

2

dựng, bảo vệ đất nước trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới…”,

Ngoài ra, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể cũng xác định rõ những năng lực

cốt lõi của học sinh bao gồm: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác,

năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên

và xã hội…, đặc biệt là “chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề

trong học tập và đời sống”[24].

Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình

nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết những tình huống vấn

đề mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường. Năng lực giải

quyết vấn đề đã và đang được các đề tài quan tâm và nghiên cứu như: Đánh giá năng

lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng”, Vật lí

11 của tác giả Nguyễn Thị Thảo (2015); “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho

học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông” của nhóm tác giả Phạm

Thị Phú, Nguyễn Đức Lâm (2016). Các nghiên cứu này mới chỉ tập trung nhiều vào

việc xây dựng thang đánh giá, soạn thảo một số bài học theo hướng bồi dưỡng năng

lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Ngoài ra cũng có nghiên cứu khác về việc sử dụng

bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh như nghiên

cứu “Sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học

sinh trường trung học phổ thông dân tộc nội trú trong dạy học chủ đề “Di truyền học

người và bảo vệ vốn gen của loài người” phần Di truyền học, Sinh học 12” của nhóm

Phạm Thị Hồng Tú, Nguyễn Thị Ánh Tuyết (2017). Tuy nhiên, nghiên cứu mới chỉ đề

cập đến vấn đề sử dụng bài tập thực tiễn để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho

học sinh tuy nhiên đề tài này áp dụng cho bộ môn sinh học, còn đối với bộ môn Vật lí

thì chưa có nhiều đề tài nghiên cứu về việc sử dụng bài tập thực tiễn để phát triển năng

lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thức vật lí trong

chương trình trung học phổ thông liên hệ rất chặt chẽ với đời sống. Sự phong phú về

kiến thức, sự đa dạng về các hình thức thí nghiệm, và mối liên hệ chặt chẽ giữa các

kiến thức Vật lí và đời sống là những lợi thế không nhỏ đối với tiến trình đổi mới

phương pháp dạy học. Trong đó, không thể không kể đến những kiến thức thuộc

chương Từ trường – Vật lí 11, đây là là một trong những chủ đề quan trọng và có

nhiều ứng dụng trong đời sống thực tiễn. Nếu gắn bài tập thực tiễn với dạy học phần