Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức hoạt động dạy học Vật lí - Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Tổ chức hoạt động dạy học Vật lí - Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11" là xây dựng quy trình tổ chức hoạt động nghiên cứu chủ đề “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện”, đặc biệt là việc xác định nội dung, phương pháp dạy học và hình thức tổ chức dạy học chủ đề ngoại khóa nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức hoạt động dạy học Vật lí - Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN MINH THUẦN TỔ CHỨC H ẠT ĐỘNG DẠY HỌC V T “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ TH NGHIỆ T NH ĐIỆN NH ỒI DƢỠNG N NG ỰC GIẢI UYẾT VẤN ĐỀ CỦ HỌC SINH ỚP 11 Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 9.14.01.11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội – 2022
Công trình được hoàn thành tại: TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI Người hướng dẫn: 1. PGS.TS. Nguyễn Ngọc Hưng 2. TS. Dương Xuân Quý Phản biện 1: PGS. TS. Phạm Kim Chung Phản biện 2: PGS. TS. Tô Văn Bình Phản biện 3: TS. Cao Tiến Khoa Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi……giờ…….ngày……tháng……năm…… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia Hà Nội - Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
1 MỞ ĐẦU 1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Nghị quyết 29 của Hội nghị Trung ương 8 khóa XI xác định phải đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục (GD) và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Quan điểm chỉ đạo của Nghị quyết là: “Phải chuyển mạnh quá trình GD từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực (NL) người học”. - Hiện chỉ có thiết bị thí nghiệm (TBTN) giúp thực hiện một số thí nghiệm (TN) ở dạng định tính, minh họa những kiến thức đơn giản về tĩnh điện. Hiện chưa có thiết bị (TB) để thực hiện TN định lượng gắn với định luật cơ bản của tĩnh điện, đồng thời cũng chưa có những TB gắn với các ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) về tĩnh điện. - Chưa có các nghiên cứu cụ thể và đồng bộ để xây dựng TBTN gắn với tiến trình DH giải quyết vấn đề (GQVĐ) các kiến thức về tĩnh điện và các ứng dụng thực tiễn của các kiến thức đó trong cuộc sống để từ đó bồi dưỡng NL GQVĐ của học sinh (HS). Với mong muốn góp phần vào công cuộc đổi mới GD nước nhà, thông qua việc tìm cách khắc phục những khó khăn nêu trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: h h gD dựng và sử dụng thiết bị h ghi h i h ồi dưỡ g g ự gi i ế h i h . 2. MỤC Đ CH NGHIÊN CỨU Xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề “Xây dựng và sử dụ g B N h i n”, đặc biệt là việc xác định nội dung, phương pháp DH và hình thức tổ chức DH chủ đề ngoại khóa nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS.
2 3. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU - Khách thể nghiên cứu của đề tài là quá trình DH trong HĐNK chủ đề đã lựa chọn. - Đối tượng nghiên cứu là sự hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS. 4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu xây dựng và vận dụng hợp lí quy trình tổ chức HĐNK chủ đề (nội dung phong phú, có tính thực tiễn, được nghiên cứu dưới dạng các nhiệm vụ học tập có tính vấn đề, áp dụng phương pháp DH GQVĐ, hình thức tổ chức đa dạng, linh hoạt) thì HĐNK chủ đề có thể bồi dưỡng NL GQVĐ của HS. 5. CÁC NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Để đạt được mục đích nghiên cứu đã đề ra, đề tài có các nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về DH vật lí (VL) nói chung và về HĐNK VL nói riêng theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ của HS, về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng TBTN thực tập của HS trong tiến trình DH GQVĐ. Đây là cơ sở lí luận để xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề mà đề tài đề cập. - Nghiên cứu chương trình VL, sách giáo khoa (SGK) hiện hành và chương trình VL 2018, các tài liệu liên quan đến tĩnh điện ở lớp 11, dùng làm cơ sở để xây dựng nội dung cụ thể của chủ đề ngoại khóa. - Tìm hiểu thực tế DH Chương “Điện tích- Điện trường” ở trường THPT gồm: phương pháp dạy của GV, phương pháp học của HS, thực tế TBTN và cách thức sử dụng chúng trong DH, các khó khăn trong DH Chương và những sai lầm về mặt kiến thức hay mắc phải của HS.
3 - Thiết kế, chế tạo các TBTN đáp ứng yêu cầu TBTN thực tập. Tổ chức cho HS HĐNK chế tạo các TBTN về tĩnh điện theo kiểu DH GQVĐ. - Xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề, bao gồm xác định những nội dung DH trong chủ đề (được soạn thảo dưới dạng các nhiệm vụ học tập có tính vấn đề), xác định phương pháp, hình thức tổ chức DH cụ thể ứng với từng nhiệm vụ học tập, việc phân chia nhiệm vụ cho các nhóm HS, thời lượng thực hiện từng nhiệm vụ. - TNSP quy trình tổ chức HĐNK chủ đề đã xây dựng để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của quy trình này đối với việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS lớp 11. Từ đó, chỉnh sửa, bổ sung cho hoàn thiện hơn quy trình tổ chức HĐNK chủ đề. 6. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, chúng tôi đã sử dụng những phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu (sách, báo, tạp chí, luận án, luận văn cao học) về DH GQVĐ, bồi dưỡng NL GQVĐ theo hình thức DH ngoại khóa; nghiên cứu chương trình VL ở trường THPT, sách giáo khoa (SGK), sách giáo viên (GV), sách về TN tĩnh điện, tài liệu bồi dưỡng GV và các thông tin trên mạng internet. - Phương pháp khảo sát (KS) thực tế về DH Chương “Điện tích - Điện trường” ở một số trường trung học phổ thông (THPT) tỉnh Đồng Tháp. - Phương pháp nghiên cứu trong phòng TN: Thử nghiệm việc chế tạo các TB và tiến hành các TN liên quan tới các nội dung trong chủ đề ngoại khóa.
4 - Phương pháp TNSP ở trường THPT quy trình tổ chức HĐNK chủ đề đã lựa chọn. - Phương pháp nghiên cứu thống kê toán học để xử lí các kết quả thu được trong TNSP. 7. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LU N ÁN - Trên cơ sở lí luận về DH GQVĐ, luận án đề xuất tiến trình DH GQVĐ những kiến thức có giai đoạn cần tìm hiểu sự hình thành kiến thức trong lịch sử nghiên cứu VL và bổ sung, hoàn thiện tiến trình DH ƯDKT của VL theo con đường 1 (đi tìm hiểu bản thân thiết bị kĩ thuật (TBKT), phát hiện nguyên tắc cấu tạo (NTCT), nguyên tắc hoạt động (NTHĐ) của TBKT tới việc làm sáng tỏ được cơ sở VL của TBKT và thiết kế chế tạo mô hình của TBKT). - Hoàn thiện quy trình chung tổ chức HĐNK VL và vận dụng quy trình chung này vào việc xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề đã chọn, trong đó có tiến trình DH GQVĐ 5 nội dung (5 nhiệm vụ được giao cho HS): + Sử dụng TBTN “Cân xoắn” do nghiên cứu sinh (NCS) đã chế tạo để tiến hành các TN kiểm nghiệm nội dung định luật Cu- lông về lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm. + Nghiên cứu ƯDKT “MPTĐ Van De Graaff”, trong đó có chế tạo MPTĐ với hai phương án khác nhau và tiến hành 5 TN với các MPTĐ này để kiểm nghiệm một số kiến thức về tĩnh điện. + Nghiên cứu ƯDKT “TB sơn tĩnh điện”, trong đó có chế tạo TB minh họa NTCT, NTHĐ của TB sơn tĩnh điện. + Nghiên cứu ƯDKT “Máy lọc bụi tĩnh điện”, trong đó có chế tạo TB minh họa NTCT, NTHĐ của máy lọc bụi.
5 + Nghiên cứu ƯDKT “Máy photocopy”, trong đó có chế tạo TB minh họa NTHĐ của máy photocopy. - Vận dụng cấu trúc chung của NL GQVĐ, luận án đã xây dựng được cấu trúc riêng của NL GQVĐ khi HS nghiên cứu từng nội dung của chủ đề ngoại khóa. Quy trình tổ chức HĐNK chủ đề “Xây dựng và sử dụng TBTN h i n”, trong đó có tiến trình DH 5 nội dung trong chủ đề đã được TNSP bước đầu khẳng định tính khả thi và hiệu quả của nó đối với việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS. 8. CẤU TRÚC CỦA LU N ÁN Luận án gồm: Phần mở đầu; Chương 1 trình bày tổng quan về vấn đề được nghiên cứu; Chương 2 trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trong HĐNK VL; Chương 3 trình bày quy trình tổ chức HĐNK chủ đề “Xây dựng và sử dụng TBTN tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS lớp 11; Chương 4 trình bày việc TNSP; kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục. Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ ĐƢỢC NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu về DH G VĐ - J. Dewey (1859-1952) là người đề xướng “phương pháp DH lấy HS làm trung tâm”, chú trọng rèn luyện cho HS những kỹ năng GQVĐ và tư duy phê phán. - Piaget khẳng định cuộc sống là sự sáng tạo không ngừng các dạng thức ngày càng phức tạp và sự cân bằng ngày càng tăng của các dạng thức này với môi trường. Còn theo Vưgôtski, sự thúc đẩy của tương tác xã hội giúp HS vượt qua những vùng phát triển gần của sự nhận thức thông qua sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ của người khác.
6 - Trong DH môn VL, các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1998) [52], tác giả Phạm Hữu Tòng (2008) trong nghiên cứu về tổ chức hoạt động nhận thức trong DH VL [57] đã khẳng định: DH hiệu quả khi triển khai theo cách GQVĐ khoa học. Các tác giả đã đề xuất quy trình DH GQVĐ một nội dung kiến thức VL với 4 bước hoạt động (làm nảy sinh vấn đề, phát biểu vấn đề, GQVĐ bằng suy luận lí thuyết hay KS ThN và kết luận, mở rộng vấn đề). 1.2. Tình hình xây dựng và sử dụng T TN, trong đó có T TN tĩnh điện trong DH VL Chưa có công trình nghiên cứu về việc xây dựng tiến trình tổ chức HĐNK cho HS chế tạo các TBTN tĩnh điện để thực hiện các TN về tĩnh điện như kiểm chứng định luật Cu-lông, nghiên cứu sự tương tác điện, sự phân bố điện tích ở bề mặt vật dẫn và các ƯDKT nhằm phát triển NL GQVĐ của HS. 1.3. Các vấn đề cần đƣợc nghiên cứu - DH một số kiến thức VL theo tiến trình DH GQVĐ không thể áp dụng tiến trình DH GQVĐ cả theo con đường lí thuyết lẫn theo con đường thực nghiệm. Khi đó, tiến trình DH GQVĐ cần sử dụng các tư liệu lịch sử về sự hình thành kiến thức trong lịch sử nghiên cứu VL. Các tư liệu lịch sử này cần được sử dụng trong giai đoạn nào của tiến trình DH GQVĐ? - Tiến trình DH GQVĐ các ƯDKT của VL theo con đường 1 (đi từ tìm hiểu bản thân TBKT, phát hiện NTCT, NTHĐ của TB tới việc làm sáng tỏ được cơ sở VL của TBKT và thiết kế, chế tạo MH của TBKT) diễn ra theo các giai đoạn nào? Vận dụng tiến trình chung này như thế nào vào tiến trình DH GQVĐ các ƯDKT mà chủ đề HĐNK đã lựa chọn?
7 - Việc tổ chức HĐNK diễn ra theo quy trình chung nào? Vận dụng như thế nào quy trình chung này vào việc tổ chức HĐNK chủ đề đã lựa chọn? - GV cần tự mình xây dựng (thiết kế, chế tạo mới hoặc cải tiến, hoàn thiện) TBTN nào? Cần hướng dẫn HS xây dựng TBTN nào và như thế nào trong tiến trình DH GQVĐ các nội dung được đề cập trong HĐNK chủ đề đã lựa chọn? CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÍ LU N CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG N NG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ V T LÍ 2.1. Bồi dƣỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí 2.1.1. Năng lực và năng lực giải quyết vấn đề 2.1.2. Tiến trình DH G VĐ khi xây dựng và vận dụng kiến thức VL Nêu tình huống – Phát hiện vấn đề chứa đựng (tìm ẩn) trong tình huống Phát biểu vấn đề cần giải quyết Đề xuất giải pháp GQVĐ Thực hiện giải pháp GQVĐ đã đề xuất Rút ra kết luận- Đánh giá quá trình GQVĐ
8 * Tiế rì h D GQVĐ ƯDK a VL . Đ xu t v cần nghiên c u Từ thông tin về TBKT có trong cuộc sống, tiếp nhận nhiệm vụ: - Xác định nhiệm vụ (chức năng, ý nghĩa) của TBKT. - Tìm hiểu NTCT và NTHĐ của TBKT như thế nào để đáp ứng nhiệm vụ đó. - Thiết kế, chế tạo một TBKT có một số chức năng nào đó. 2. Nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của TBKT và đưa ra MHHV của TBKT - Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của TBKT qua TBKT thật, qua tài liệu, qua internet: các bộ phận và chức năng của chúng, mối liên kết giữa các bộ phận để TB hoạt động. - Vận dụng các kiến thức đã biết để giải thích NTHĐ của TBKT. - Đưa ra và lựa chọn các MHHV mô tả các bộ phận, sự liên kết giữa chúng sao cho có tính khả thi của TBKT (có thể có những cải tiến, thay đổi so với TBKT thật). 3. Chế tạo, vận hành MHVC-CN của TBKT và hoàn thiện chúng: - Dựa vào MHHV, chế tạo các MHVC-CN khác nhau của TBKT. - Vận hành các MHVC-CN, điều chỉnh, bổ sung, hoàn thiện các MHVC- CN của TBKT. 4. Kết luận: - Nêu chức năng, NTHĐ, NTCT của TBKT. - Đánh giá, so sánh các MHVC-CN đã chế tạo và đề xuất giải pháp cải tiến, hoàn thiện tiếp MHVC-CN của TBKT. 2.2. Tổ chức HĐNK chủ đề VL 2.2.1. Hiệu quả GD và các đặc điểm của HĐNK 2.2.2. Nội dung, phƣơng pháp và hình thức tổ chức HĐNK chủ đề VL
9 2.2.3. Quy trình tổ chức HĐNK chủ đề VL 2.3. Xây dựng và sử dụng TBTN thực tập VL 2.3.1. Chức năng và hiệu quả giáo dục của TBTN thực tập VL 2.3.2. Các yêu cầu đối với TBTN thực tập VL 2.3.3. Quy trình xây dựng và quy trình sử dụng TBTN thực tập VL 2.4. Điều tra thực tiễn DH chƣơng “Điện tích – Điện trƣờng (VL 11) 2.4.1. Mục tiêu cần đạt đƣợc trong DH chƣơng “Điện tích – Điện trƣờng 2.4.2. Mục đích, phƣơng pháp điều tra và đối tƣợng đƣợc điều tra 2.4.3. Kết quả điều tra 2.4.4. Đề xuất các biện pháp nâng cao hiệu quả DH Chƣơng “Điện tích- Điện trƣờng - Đa dạng hóa các hình thức tổ chức DH các kiến thức về tĩnh điện, không chỉ DH nội khóa mà cả DH ngoại khóa, kết hợp các hình thức làm việc cá nhâ, làm việc nhóm và làm việc cả lớp. DH ngoại khóa cần đề cập những nội dung kiến thức mà do sự hạn hẹp về mặt thời gian và sự thiếu thốn các TBTN cần thiết nên DH nội khóa chưa đề cập được. Nội dung của DH ngoại khóa cần tổ chức cho HS nghiên cứu các ƯDKT phổ biến, hiện đại của các kiến thức về tĩnh điện: TB sơn tĩnh điện, TB lọc bụi tĩnh điện và máy photocopy. - Dù là DH nội khóa hay DH ngoại khóa, để tăng cường các hoạt động tích cực, tự lực và sáng tạo của HS, GV cần tổ chức quá trình xây dựng và vận dụng các kiến thức về tĩnh điện theo tiến trình DH GQVĐ: giao cho HS các nhiệm vụ có tính vấn đề, tổ chức cho HS tự mình đề xuất và thực hiện các giải pháp GQVĐ chứa đựng
10 trong các nhiệm vụ đó. GV đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn và giúp đỡ HS trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ. - Bên cạnh việc tăng số lượng và nâng cao chất lượng các TBTN được cung cấp cho trường THPT, GV cần giao cho HS các nhiệm vụ học tập đòi hỏi HS thiết kế, chế tạo, cải tiến, hoàn thiện và sử dụng các TBTN trong quá trình xây dựng và vận dụng các kiến thức về tĩnh điện. KẾT LU N CHƢƠNG 2 Chƣơng 3. QUY TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐỂ TIẾN HÀNH CÁC THÍ NGHIỆ T NH ĐIỆN 3.1. Lựa chọn và đặt tên chủ đề 3.2. Lập kế hoạch tổ chức HĐNK chủ đề 3.2.1. Mục tiêu chung của HĐNK chủ đề 3.2.2. Nội dụng của HĐNK và các nhiệm vụ của HS trong HĐNK chủ đề Tương ứng với 5 nội dung trên của HĐNK chủ đề là 5 nhiệm vụ mà các nhóm HS cần thực hiện: - Nhiệm vụ 1: + Tìm hiểu thông tin về sự hình thành nội dung định luật Cu-lông về sự tương tác giữa 2 điện tích điểm trong lịch sử nghiên cứu VL. + Sử dụng TBTN “Cân xoắn” tiến hành các TN để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông. - Nhiệm vụ 2: + Tìm hiểu NTCT và NTHĐ của MPTĐ Van De Graaff. + Thiết kế, chế tạo MPTĐ Van De Graaff và đề xuất phương án, tiến hành TN chứng tỏ điện áp do máy tạo ra là lớn.
11 + Đề xuất và thực hiện các phương án TN đã đề xuất để chỉ ra: * Hiện tượng tương tác giữa các vật tích điện. * Sự nhiễm điện của các sợi tóc trên đầu. * Sự phân bố điện tích trên bề mặt ngoài của vật dẫn được tích điện. * Hiện tượng gió điện tích. * Chế tạo mô hình động cơ tĩnh điện nhờ hiệu ứng mũi nhọn. - Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu ƯDKT “TB sơn tĩnh điện”: + Tìm hiểu NTCT, NTHĐ của TB sơn tĩnh điện trong công nghiệp. + Thiết kế và chế tạo TB sơn tĩnh điện đơn giản (mô hình) dựa trên NTCT, NTHĐ của TB sơn tĩnh điện trong thực tế đã tìm hiểu. - Nhiệm vụ 4: Nghiên cứu ƯDKT “TB lọc bụi tĩnh điện” để: + Tìm hiểu NTCT và NTHĐ của TB lọc bụi trong sản xuất công nghiệp. + Thiết kế và chế tạo TB (mô hình) lọc bụi đơn giản minh họa được NTCT, NTHĐ của TB lọc bụi trong thực tế đã tìm hiểu. - Nhiệm vụ 5: Nghiên cứu ƯDKT “Máy photocopy” để: + Tìm hiểu NTCT, NTHĐ của máy photocopy trong thực tế. + Thiết kế và chế tạo máy (mô hình) photocopy đơn giản minh họa được NTCT, NTHĐ của máy photocopy trong thực tế đã tìm hiểu. 3.2.3. Tiến trình DH từng nội dung của HĐNK chủ đề
12 3.2.3.1. Tiến trình DH n i dung1: Sử dụ g B N C xoắ ể kiểm nghi m n i d g ịnh lu t Cu-lông. a) Sự cần thiết ph i nghiên c u n i dung 1 Hiện nay khi DH về định luật Cu-lông ở các trường PT, do không có TB để kiểm chứng nên GV chỉ thông báo định luật, sau đó làm các bài tập tính toán. HS không được thực hiện các TN để tìm hiểu định luật. Điều này làm mất cơ hội để phát triển NL GQVĐ của HS. b) Mụ iê ĐNK kiểm nghi m ịnh lu t Cu-lông Hình 3.1. TBTN cân xoắn kiểm Thông qua những hoạt động mà nghiệm định luật Cu-lông HS cần thực hiện khi nghiên cứu nội dung 1, HS sẽ được bồi dưỡng những NL sau: - NL tìm kiếm và thu nhận thông tin về sự hình thành định luật Cu- lông trong lịch sử nghiên cứu VL. - NL suy luận logic từ nội dung định luật Cu-lông ra các hệ quả kiểm tra được nhờ TN. - NL thiết kế và thực hiện phương án TN với TBTN “Cân xoắn” để kiểm nghiệm phương, chiều của lực Cu-lông và kiểm nghiệm gián tiếp công thức tính độ lớn lực Cu-lông. c) Tiế rì h GQVĐ khi ghiê ĐNK kiểm nghi m n i dung ịnh lu t Cu-lông 1. Nêu tình huống – Đề xuất vấn đề cần giải quyết Đã biết (ở lớp 7): Các điện tích đều tương tác với nhau (cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu thì hút nhau).
13 2. Phát biểu vấn đề cần giải quyết Lực tương tác giữa hai điện tích có những đặc điểm gì (phương, chiều, độ lớn)? 3. Giải quyết vấn đề 3.1. Tìm hiểu lịch sử hình thành định luật Cu-lông trong lịch sử nghiên cứu VL Cu-lông đã dùng cân xoắn (hình bên) để xác định lực tương tác giữa hai điện tích, đi tới kết luận: lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm, đẩy nhau khi q1q2 cùng dấu và hút nhau khi trái dấu, có độ lớn F  k , trong đó r2 k  9.109 ( Nm2 / C 2 ) , q1 và q2 là độ lớn hai điện tích điểm và r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm. 3.2. Đề xuất phương án kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông. 3.3. Tìm hiểu TBTN “Cân xoắn” do GV (NCS) đã chế tạo Về cấu tạo của cân xoắn và NTHĐ của nó. 3.4. Suy luận logic từ biểu thức tính độ lớn lực Cu-lông ra hệ quả kiểm tra được nhờ TN với TBTN “Cân xoắn”. Do không đo được trực tiếp F , q1 , q2 và r mà chỉ biết được điện thế V đặt vào hai quả cầu và xác định được các góc  0 ,  trong TN nên việc kiểm nghiệm biểu thức tính độ lớn lực Cu-lông được quy về kiểm nghiệm biểu thức: 0    .sin 2 ( ) kC 2 2  , trong đó vế phải của biểu thức là 0   8Kd 2 cos( )V 2 2 Nm2 hằng số (hệ số tỉ lệ k  9.109 , K là hệ số xoắn dây treo quả C2 cầu, C là điện dung của quả cầu, d laf chiều dài của thanh nhựa gắn quả cầu).
14 3.5. Thiết kế và thực hiện phương án TN kiểm nghiệm phương, chiều của lực Cu-lông và kiểm nghiệm biểu thức trên (kiểm nghiệm gián tiếp biểu thức tính độ lớn lực Cu-lông). - Thiết kế phương án TN: Lần lượt đặt vào hai quả cầu các điện áp có các giá trị là V1 , V2 , V3 , V4 . Tính  0 ban đầu và xác định các giá trị 1 ,  2 , 3 ,  4 tương ứng. Điền các giá trị V và  0 ,  vào biểu thức trên và kiểm tra xem:  0  1 0  2 0  3 0  4 1.sin 2 ( )  2 .sin 2 ( )  3 .sin 2 ( )  4 .sin 2 ( ) 2  2  2  2  0  1 0  2 0  3 0  4 cos( )V12 cos( )V2 2 cos( )V32 cos( )V4 2 2 2 2 2 Mỗi lần TN, quan sát để rút ra nhận xét về phương, chiều của lực tương tác giữa hai quả cầu tích điện. - Tiến hành TN: Tiến hành lắp ráp các bộ phận của TBTN và làm 4 TN. 4. Kết luận Kết quả các TN đã khẳng định tính đúng đắn của nội dung định luật Cu-lông về phương, chiều và độ lớn của lực tương tác giữa hai quả cầu tích điện cùng dấu được coi là điện tích điểm. d) Tiến trình DH n i dung 1 e) R ri á h giá NL GQVĐ khi DH n i dung 1 3.2.3.2. Tiến trình DH n i dung 2: Nghiên c u ƯDK MP Đ V De Gr ff à ử dụ g MP Đ à ể tiế hà h 5 N h i n. 3.2.4. Dự kiến nội dung và thời gian của các giai đoạn HĐNK chủ đề N i dung c á gi i ĐNK h - Giai đoạn giao nhiệm vụ diễn ra trong 1 buổi làm việc chung cả lớp, có những nội dung công việc sau:
15 + GV giới thiệu chủ đề, phổ biến nội dung (5 nhiệm vụ cần thực hiện) của HĐNK chủ đề. + GV chia lớp thành 5 nhóm, mỗi nhóm từ 6 đến 8 HS. Chia đồng đều về NL học giữa các nhóm. * Nhóm 1: HĐNK sử dụng cân xoắn để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông. * Nhóm 2, 3, 4: HĐNK chế tạo MPTĐ Van De Graaff, TB sơn tĩnh điện, TB lọc bụi tĩnh điện. * Nhóm 5: HĐNK chế tạo mô hình máy photocopy. + GV giải thích thêm nội dung của 5 nhiệm vụ trong HĐNK chủ đề. - Giai đoạn thực hiện nhiệm vụ của các nhóm HS. + Từng nhóm thảo luận cách thực hiện nhiệm vụ (đề xuất giải pháp thực hiện các vấn đề trong nhiệm vụ của nhóm), phân công công việc cho từng cá nhân trong nhóm, dự kiến thời lượng làm việc cá nhân và các thời điểm làm việc cả nhóm trong suốt thời gian thực hiện nhiệm vụ để sơ bộ đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ, đề xuất các biện pháp khắc phục các khó khăn xuất hiện trong quá trình thực hiện nhiệm vụ.. + Sau thời gian cho phép thực hiện nhiệm vụ, từng nhóm tập hợp các kết quả đã đạt được, chuẩn bị các sản phẩm và phân công HS đại diện nhóm báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ của nhóm. Trong suốt giai đoạn này, GV trao đổi, giúp đỡ hưỡng dẫn HS thực hiện nhiệm vụ, nhất là khi nhóm HS gặp những khó khăn hoặc mắc sai lầm. - Giai đoạn tổng kết, đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ của các nhóm HS.
16 + Đại diện các nhóm HS báo cáo các kết quả thực hiện nhiệm vụ, giới thiệu các sản phẩm làm việc nhóm, báo cáo những khó khăn trong quá trình chế tạo TB, những đóng góp của từng thành viên trong nhóm đối với quá trình chế tạo TB. + Mọi thành viên trong nhóm trả lời các câu hỏi của GV và của nhóm khác, trao đổi thảo luận kết quả làm việc của nhóm với cả lớp. + GV tổng kết kết quả thực hiện nhiệm vụ của nhóm, nhận xét đánh giá tinh thần làm việc của HS và có thể gợi mở những vấn đề cần nghiên cứu tiếp ở những nội dung của HĐNK chủ đề. KẾT LU N CHƢƠNG 3 Chƣơng 4: THỰC NGHIỆ SƢ PHẠM 4.1. Mục đích, đối tƣợng và phƣơng pháp TNSP 4.1.1. Mục đích TNSP 4.1.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp TNSP 4.1.3. Thời gian, địa điểm và công tác chuẩn bị TNSP 4.2. Phân tích, đánh giá kết quả TNSP 4.2.1. Phân tích cụ thể tính khả thi và hiệu quả bồi dƣỡng NL G VĐ của tiến trình DH từng nội dung của HĐNK chủ đề. 4.2.1.1. Tiến trình DH n i dung 1: Sử dụ g B N C x ắ ể kiểm nghi m n i d g ịnh lu t Cu-lông. Qua hai vòng TNSP, có thể nói TBTN thực tập kiểm nghiệm định luật Cu-lông có có tính sư phạm và tính kĩ thuật, có độ chính xác cao. Tuy nhiên do đặc thù của định luật nên các bước thực hiện TN, đo đạc và xử lí số liệu rất phức tạp nên cần nhiều thời gian. Trong TNSP vòng 1, Các TB còn một số hạn chế như bộ phận cản nước có kích thước nhỏ nên quả cầu còn dao động xung quanh vị trí cân bằng, hệ thống đèn laser chỉ duy trì được trong thời gian ngắn làm gián đoạn quá trình đo đạc số liệu, chính những hạn chế này làm
17 mất thời gian làm TN và cho kết quả TN có độ chính xác chưa cao. TNSP vòng 2 có nhiều điều chỉnh về TB và tiến trình DH nên rút ngắn được thời gian làm TN và cho kết quả có độ tin cậy cao hơn. Mặc dù các bước TN kiểm chứng định luật Cu-lông rất phức tạp nhưng trong từng hoạt động có nhiều cơ hội để GV phát triển NL GQVĐ cho HS như: hoạt động đề xuất giả thuyết, thiết kế phương án TN kiểm chứng giả thuyết, lắp đặt các bộ phận của TBTN, các hiệu chỉnh trong quá trình TN, hoạt động đo đạc và xử lí số liệu. Có thể nói khi sử dụng cân xoắn tự chế để kiểm chứng định luật Cu-lông thì việc thiết kế phương án TN, bố trí TN, tiến hành đo đạc và xử lí số liệu gây nhiều khó khăn cho HS bởi đặc thù của TB có NTHĐ phức tạp. Tuy nhiên qua hai vòng TNSP HS NL GQVĐ tăng lên theo tiến trình DH. Sau đây là bảng thống kê NL GQVĐ của HS. 4.2.1.2. Tiến trình DH n i dung 2: Nghiên c ƯDK MP Đ V De Gr ff 4.2.2. Đánh giá tính khả thi của quy trình tổ chức HĐNK chủ đề 4.2.3. Đánh giá hiệu quả bồi dƣỡng N G VĐ của HS trong HĐNK chủ đề 4.2.3. Lượng hóa các m ược c a từng hành vi GQVĐ 4.2.3.2. Đá h giá ự phát triể NL GQVĐ a HS * Đánh giá tổng thể hiệu quả bồi dƣỡng N G VĐ của HS. Nhận Xét: Đối với nội dung 2 về tham gia hoạt động chế tạo MPTĐ Van De Graaff thì đây là lần đầu tiên HS tham gia hoạt động chế tạo TB nên chưa có nhiều ý tưởng sáng tạo, chưa quen với kiểu DH GQVĐ, nên mức độ đạt được của HS còn thấp (3 HS đạt mức yếu, 2 HS đạt mức TB, 1 HS đạt mức khá). Khi tham gia hoạt động nội dung 3 (HĐNK chế tạo TB sơn tĩnh điện) thì HS đã quen với các
18 hoạt động và có nhiều kĩ năng hơn nên mức độ đạt được của HS về NL GQVĐ tăng lên (cụ thể 2 HS đạt mức yếu, 3 HS đạt mức TB, 1 HS đạt mức tốt). Đối với nội dung 4 về hoạt động chế TB lọc bụi tĩnh điện thì HS tích cực hơn trong các hoạt động trao đổi, thảo luận, đề xuất nhiều ý kiến sáng tạo, do đó mức độ đạt được của HS tăng lên so với nội dung 1 (2 HS đạt mức yếu, 3 HS đạt mức TB, 1 HS đạt mức tốt). Từ đồ thị cho mức độ đạt được của tất cả 6 HS đều tăng theo từng nội dung HĐNK, điều đó chứng tỏ NL GQVĐ của HS tăng dần thông qua các hoạt động. Đặc biệt bạn Khang cả 3 nội dung HĐNK thì NL GQVD điều đạt từ mức khá trở lên, trong quá trình hoạt động đã có đóng góp cho việc chế tạo TB như: như đưa ra được MHHV, đề xuất vật liệu chế tạo TB, tham gia chế tạo TB, đưa ra nhiều ý kiến cải tiến TB. KẾT LU N CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ - Đề tài nghiên cứu của chúng tôi đã đạt được kết quả sau: + Trên cơ sở lí luận về DH GQVĐ, đề tài đã đề xuất được tiến trình DH GQVĐ những kiến thức cần có giai đoạn tìm hiểu sự hình thành kiến thức trong lịch sử nghiên cứu của VL và bổ sung, hoàn thiện tiến trình DH GQVĐ các ƯDKT của VL theo con đường 1 (đi từ tìm hiểu bản thân TBKT, phát hiện NTCT, NTHĐ của TBKT tới việc làm sáng tỏ được cơ sở VL của TBKT và thiết kế, chế tạo MHVC-CN của TBKT). + Trên cơ sở mục tiêu DH phát triển NL của HS, lí luận về DH GQVĐ và lí luận về việc tổ chức HĐNK VL, đề tài đã hoàn thiện quy trình chung tổ chức HĐNK VL và vận dụng quy trình chung này vào việc xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề “Xây