Luận văn Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương "cảm ứng điện từ" vật lí 11 nâng cao theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chu Thị Trà XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG "CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ" VẬT LÍ 11 NÂNG CAO THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ, BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chu Thị Trà XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG "CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ" VẬT LÍ 11 NÂNG CAO THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ, BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số : 60 1410 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGÔ DIỆU NGA Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ tận tình quý báu của quý Thầy Cô giáo, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến: - TS. Ngô Diệu Nga, người hướng dẫn khoa học, đã tận tình giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. - Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư phạm Tp. HCM, Phòng Khoa học Công nghệ & Sau Đại học, Khoa Vật Lí, quý Thầy Cô giáo đã tận tình giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. - Ban Giám Hiệu, quý Thầy Cô giáo tổ Vật Lý trường THPT MĐC, Tp. HCM đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm. - Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè thân hữu đã dành tình cảm, động viên và giúp đỡ tôi học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn này. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 08 năm 2009 Tác giả luận văn Chu Thị Trà MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cấu trúc và nhiệm vụ của quá trình dạy học ..................................................... 5 1.2 Bản chất của học và chức năng của dạy............................................................ 7 1.3 Phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS............ 9 1.4 PPTN trong nghiên cứu khoa học và trong nghiên cứu vật lý ........................ 17 1.5 Sử dụng PPTN trong dạy học vật lý................................................................ 20 1.6 Thiết kế phương án dạy học ............................................................................ 27 1.7 Thực tiễn dạy học chương “Cảm ứng điện từ” ở một số trường THPT thành phố Hồ Chí Minh........................................................................ 32 Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” LỚP 11 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ CHỦ, BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 2.1 Đặc điểm của chương “Cảm ứng điện từ” ...................................................... 36 2.1.1 Đặc điểm chung của chương “Cảm ứng điện từ” ................................. 36 2.1.2 Phân phối chương trình chương “Cảm ứng điện từ” ở lớp 11 THPT... 37 2.1.3 Đặc điểm phương pháp dạy học ........................................................... 37 2.2 Cấu trúc logic nội dung các kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” ................ 38 2.2.1 Vị trí chương “Cảm ứng điện từ” trong chương trình vật lý phổ thông ......................................................................................................38 2.2.2 Sơ đồ logic trình bày các kiến thức trong chương “Cảm ứng điện từ” ..................................................................................................39 2.2.3 Sơ đồ phát triển mạch kiến thức chương “Cảm ứng điện từ”............... 41 2.3 Mục tiêu cần đạt được khi dạy chương “Cảm ứng điện từ.”........................... 42 2.4 Thiết kế phương án dạy học các bài học cụ thể .............................................. 44 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của TNSP.................................................................. 104 3.2 Đối tượng TNSP............................................................................................ 104 3.3 Phương pháp TNSP....................................................................................... 104 3.4 Thời điểm TNSP............................................................................................ 105 3.5 Phân tích và đánh giá kết quả TNSP ............................................................. 105 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 139 PHỤ LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ĐC Đối chứng GV Giáo viên HĐNT Hoạt động nhận thức HS Học sinh NXB Nhà xuất bản PPTN Phương pháp thực nghiệm SGK Sách giáo khoa STT Số thứ tự THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TS Tiến sĩ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Bảng phân phối tần số điểm số Xi ........................................................ 130 Bảng 3.2: Bảng phân phối tần suất điểm số Xi ...................................................... 131 Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất lũy tích .......................................................... 132 Bảng 3.4: Các thông số thống kê .......................................................................... 133 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 3.1 .......................................................................................................... 107 Hình 3.2 .......................................................................................................... 111 Hình 3.3 .......................................................................................................... 116 Hình 3.4 .......................................................................................................... 116 Hình 3.5 .......................................................................................................... 117 Hình 3.6 .......................................................................................................... 117 Hình 3.7 .......................................................................................................... 117 Hình 3.8 .......................................................................................................... 118 Hình 3.9 .......................................................................................................... 118 Hình 3.10 .......................................................................................................... 119 Hình 3.11 .......................................................................................................... 119 Hình 3.12 .......................................................................................................... 120 Hình 3.13 .......................................................................................................... 120 Hình 3.14 .......................................................................................................... 121 Hình 3.15 .......................................................................................................... 121 Hình 3.16 .......................................................................................................... 121 Hình 3.17 .......................................................................................................... 121 Hình 3.18 .......................................................................................................... 121 Hình 3.19 .......................................................................................................... 126 Hình 3.20 .......................................................................................................... 126 Hình 3.21 .......................................................................................................... 128 Biểu đồ 3.1a : Đồ thị tần số điểm số Xi ................................................................. 130 Biểu đồ 3.1b : Đường phân phối tần số điểm số Xi ............................................... 130 Biểu đồ 3.2 : Đường phân phối tần suất ............................................................. 131 Biểu đồ 3.3 : Đường phân phối tần suất lũy tích ................................................. 132 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài và tổng quan vấn đề nghiên cứu Sang thế kỉ XXI, thế giới bước vào thời kì khoa học công nghệ hậu công nghiệp, thời kì kinh tế tri thức, thương mại điện tử, chính phủ điện tử… cùng nhiều vấn đề có tính toàn cầu: chiến tranh, vũ khí hạt nhân, bảo vệ môi trường… Xã hội loài người phát triển vượt bậc bằng tư duy sáng tạo, tài năng, chất xám của con người. Trong khi đó, Việt Nam vẫn là một nước đang phát triển với nền kinh tế nông nghiệp. Để có thể bắt nhịp sự phát triển chung của thế giới, nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế là con người, là nguồn nhân lực Việt Nam được phát triển về số lượng và chất lượng trên cơ sở mặt bằng dân trí được nâng cao. Đó là những con người năng động, sáng tạo, biết học hỏi và áp dụng sáng tạo tinh hoa văn hóa nhân loại, biết tìm ra lối đi riêng phù hợp hoàn cảnh cụ thể của dân tộc; đó phải là những con người sản phẩm của nền giáo dục mới [4]. Trước những yêu cầu của thời đại đòi hỏi ngành giáo dục phải thực hiện đổi mới chương trình giáo dục phổ thông một cách đồng bộ từ mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện đến cách thức đánh giá kết quả dạy học, trong đó khâu đột phá là đổi mới phương pháp dạy học. Nhà trường phổ thông không chỉ trang bị cho HS những kiến thức, kĩ năng loài người đã tích lũy được mà còn phải bồi dưỡng cho HS năng lực sáng tạo ra tri thức mới, cách giải quyết vấn đề mới trong học tập. Điều 28, mục 2 luật Giáo dục 2005 đã ghi “phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo…” [40]. Chương trình giáo dục phổ thông ban hành kèm theo quyết định số 16 / 2006 / QĐ – BGDĐT ngày 5/5/2006 của bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã nêu: “Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng HS, điều kiện từng lớp học; bồi dưỡng cho HS phương pháp tự học, khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho HS” [5], [6]. Vấn đề phát triển năng lực sáng tạo của HS được nhiều nhà khoa học giáo dục trên thế giới đề cập đến từ rất lâu. Trong quá trình tìm tòi phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực sáng tạo của HS nhiều nhà khoa học sư phạm đã đề xuất: muốn phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của HS thì tốt hơn hết là tổ chức cho HS hoạt động học tập theo con đường nhận thức sáng tạo của các nhà khoa học. Đối với vật lí học, một trong những phương pháp đặc trưng cơ bản là phương pháp thực nghiệm [22], [28]. Ở nước ta, trong vài năm gần đây đã có nhiều công trình, đề tài, luận văn nghiên cứu các phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động. Tuy nhiên, dạy học để rèn luyện, phát triển năng lực sáng tạo cho HS là vấn đề mới và còn nhiều khó khăn. Trong chương trình vật lí 11 THPT, chương "Cảm ứng điện từ" là chương mà các nội dung kiến thức chủ yếu được xây dựng từ thực nghiệm. Khi dạy học nhiều nội dung kiến thức chương này ta có thể phân chia theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm – phương pháp nhận thức quan trọng của vật lí. Việc dạy học phỏng theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm không những giúp HS kiến tạo được các kiến thức vật lí bằng chính hoạt động của bản thân mà còn có thể giúp HS phát triển, rèn luyện năng lực sáng tạo dựa trên vốn kiến thức và kinh nghiệm của mình. Qua tìm hiểu thực tế dạy học vật lí 11 ở trường phổ thông nói chung, chương "Cảm ứng điện từ" chưa được GV áp dụng phương pháp dạy học trong đó có sự vận dụng phương pháp nhận thức khoa học vào dạy học. Trong khi đó, dạy học theo các giai đoạn của một phương pháp nhận thức khoa học nào đó để HS được đóng vai trò nhà khoa học là biện pháp hữu hiệu để rèn luyện, phát triển năng lực sáng tạo của HS [22]. Với những lí do trên, chúng tôi chọn vấn đề “Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương "Cảm ứng điện từ" vật lí 11 theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS ” làm đề tài nghiên cứu của mình. 2. Đối tượng nghiên cứu - Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học và trong dạy học vật lí. - Hoạt động dạy học chương "Cảm ứng điện từ" lớp 11 THPT. 3. Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu phương pháp tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo phương pháp thực nghiệm để thiết kế tiến trình dạy học chương "Cảm ứng điện từ" vật lí 11 THPT, nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS ở một số trường THPT tại thành phố Hồ Chí Minh. 4. Mục đích nghiên cứu Vận dụng hệ thống quan điểm lí luận dạy học hiện đại về việc tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm để thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức thuộc chương “Cảm ứng điện từ” ở lớp 11 THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS. 5. Giả thuyết khoa học Muốn phát huy tính tích cực tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS thì tốt nhất là tổ chức cho HS hoạt động học tập theo con đường nhận thức sáng tạo của các nhà khoa học. Đối với vật lí học, một trong những phương pháp nhận thức đặc trưng cơ bản là phương pháp thực nghiệm. Do đó thiết kế tiến trình dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lí 11 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm không những làm cho HS có được kiến thức Vật lí mà còn phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận Nghiên cứu mục tiêu dạy học mới. Nghiên cứu lí luận các quan điểm hiện đại về dạy học. Nghiên cứu về dạy học sáng tạo. Nghiên cứu lí luận về phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu. Xác định nội dung các kiến thức dạy học chương "Cảm ứng điện từ" trong chương trình vật lí 11 THPT. 6.2 Nghiên cứu thực tiễn Tìm hiểu thực tế việc dạy và học chương "Cảm ứng điện từ" lớp 11 tại một số trường phổ thông. 6.3 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức thuộc chương "Cảm ứng điện từ" lớp 11 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS. 6.4 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của đề tài, rút ra những kết luận về hiệu quả của đề tài. 7. Phương pháp nghiên cứu ghiên cứu lí thuyết. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát khoa học, điều tra, phân tích và tổng kết kinh nghiệm. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. Phương pháp thống kê toán học. 8. Cấu trúc luận văn Phần Một: MỞ ĐẦU Phần Hai: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức thuộc chương "Cảm ứng điện từ" lớp 11 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát huy tính tích cực tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. Phần Ba: KẾT LUẬN Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cấu trúc và nhiệm vụ của quá trình dạy học Dạy – học là một chức năng xã hội với mục đích truyền lại cho họ những kinh nghiệm mà xã hội tích lũy được nhằm biến những kinh nghiệm xã hội thành những phẩm chất và năng lực cá nhân. Dạy học là sự tác động qua lại giữa thầy và trò nhằm giúp trò lĩnh hội một phần nào đó kinh nghiệm của xã hội. Hoạt động dạy học gồm hai hoạt động liên quan mật thiết với nhau: là hoạt động dạy và hoạt động học. Do đó, các hoạt động dạy và học cũng có cấu trúc chung của hoạt động [12], [14], [23], [26]. Theo A.N Leonchiev, hoạt động có cấu trúc chung như sau: Mỗi hoạt động có một động cơ nhất định. Động cơ có hai loại: động cơ xa là mục đích của hoạt động và động cơ gần là mục đích của bộ phận (tức là mục đích của từng bộ phận). Mỗi hoạt động có thể gồm một hay nhiều hành động tạo nên [12], [23], [26]. Một hành động có thể sơ đồ hóa cấu trúc như sau: Động cơ của hoạt động Động cơ xa (mục đích chung) Động cơ gần (mục đích của từng hành động) Hành động 1 Hành động 2 Hành động 3 Hoạt động 2 Hoạt động 1 Động cơ học tập có thể được kích thích, hình thành từ những kích thích bên ngoài người học như: Nhu cầu của xã hội đòi hỏi phải hoạt động có hiệu quả trong một lĩnh vực nào đó của xã hội, sự tôn vinh của xã hội đối với người học,…. Nhưng quan trọng nhất là sự kích thích bên trong bằng mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hạn chế hiện có của HS cần có một sự cố gắng vươn lên tìm kiếm một giải pháp mới, xây dựng một kiến thức mới động cơ tự hoàn thiện bản thân mình. Mục đích của họat động được thể hiện ở nhiệm vụ cụ thể của mỗi môn học, mỗi phần của môn học và cụ thể nhất là ở mỗi bài học; đó là mục tiêu cụ thể mà HS phải đạt được sau mỗi bài học, mỗi chương, mỗi phần, mỗi môn học mà ta có thể đánh giá được. Để thực hiện được mỗi mục đích cụ thể, phải thực hiện những hành động tương ứng. Có thể thực hiện một hành động, nhưng thông thường phải phối hợp nhiều hành động mới đạt được một mục đích. Trong các hành động có hành động vật chất và hành động trí tuệ. Bằng hành động vật chất, người ta tác dụng trực tiếp lên đối tượng để nhận biết những đặc tính bên ngoài của nó hoặc là bộc lộ những đặc tính bên trong của nó. Những hành động vật chất chỉ cho những thông tin riêng lẻ, rời rạc và tự nhiên. Phải trải qua những phân tích, so sánh, suy luận diễn ra trong óc, nghĩa là thông qua hành động trí tuệ mới rút ra được kết luận về quy luật chung. Muốn thực hiện được mục đích, phải thực hiện một hay một số hành động. Trong khi thực hiện một hành động, ta phải sử dụng một số phương tiện, trong những điều kiện cụ thể. Khi sử dụng những phương tiện, điều kiện đó là ta đã thực hiện những thao tác: thao tác chân tay và thao tác trí truệ. Đối với những thao tác chân tay, ta có thể quan sát được quá trình thực hiện nên có thể can thiệp trực tiếp và quá trình đó để rèn luyện những kĩ năng, kĩ xảo của HS, giúp họ thực hiện một cách đúng đắn có hiệu quả. Đối với những thao tác trí tuệ chỉ diễn ra trong óc, ta chỉ biết được kết quả khi thông báo ý nghĩ của họ. Nhưng thao tác trí tuệ lại có vai trò to lớn, quyết định trong nhận thức khoa học. Bởi vậy, rèn luyện cho HS có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các thao tác tư duy trong khi học tập vật lý luôn luôn là vấn đề thời sự, cần nhiều thời gian [12], [14], [23], [26]. Cấu trúc của quá trình dạy học có thể được nhìn nhận từ hai góc độ: góc độ nội dung của dạy học và góc độ quá trình. Về góc độ nội dung, quá trình dạy học được cấu thành từ những yếu tố: mục đích dạy học, phương pháp dạy học, hoạt động dạy của GV, hoạt động học của HS, phương tiện và hình thức tổ chức dạy học, kết quả dạy học. Các yếu tố này có liên hệ hữu cơ với nhau và bị tác động, ảnh hưởng bởi môi trường kinh tế xã hội. Về góc độ quá trình, có thể xem quá trình dạy học bao gồm những bước cơ bản: kích thích động cơ, tổ chức hoạt động dạy học, kiểm tra đánh giá kết quả [12], [23], [26]. 1.2. Bản chất của học và chức năng của dạy [12],