Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ Vật lý lớp 11 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ TRUNG DŨNG

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’ VẬT LÝ LỚP 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ TRUNG DŨNG

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’ VẬT LÝ LỚP 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học Vật lý Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TÔ VĂN BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2017

LỜI CAM ĐOAN

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

quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng

và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2017

Tác giả

i

Lê Trung Dũng

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Tô Văn Bình, người thầy

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

Xin chân thành cảm ơn các trường THPT Đại Từ, THPT Nguyễn Huệ, THPT

Lưu Nhân Chú tỉnh Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả thực

nghiệm sư phạm và hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên; Khoa

Vật lí và Khoa Sau Đại học trường Đại học sư phạm Thái nguyên đã tạo điều kiện tốt

nhất cho tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới

các Thầy, Cô thuộc tổ bộ môn PP khoa Vật lí trường Đại học sư phạm Thái Nguyên.

Cuối cùng, tác giả bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô

cộng tác thực nghiệm sư phạm, anh chị em đồng nghiệp và những người thân trong

gia đình đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả hoàn

thành luận văn này. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến mọi người. Luận văn này

được hoàn thành tại Bộ môn phương pháp, Khoa Vật lí, Trường Đại học sư phạm

Thái Nguyên.

Tác giả luận văn

ii

MỤC LỤC

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

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

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

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... iv

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

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ ............................................................ vi

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

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

2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................. 4

3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 4

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

5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................. 4

7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 5

8. Đóng góp của đề tài ................................................................................................... 5

9. Cấu trúc luận văn ....................................................................................................... 5

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT

LÝ THPT ........................................................................................................... 7

1.1. Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông............ 7

1.1.1. Khái niệm về năng lực ......................................................................................... 7

1.1.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt (năng lực riêng) .................................. 9

1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý .................................................... 9

1.1.4. Năng lực giải quyết vấn đề ................................................................................ 12

1.2. Vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh .............. 14

1.2.1. Dạy học phát triển năng lực của HS .................................................................. 14

1.2.2. Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề .................................................. 15

iii

1.2.3. PPTN trong dạy học vật lý ở trường phổ thông................................................. 17

1.2.4. Quan hệ giữa dạy học giải quyết vấn đề và PPTN trong dạy học vật lý ở

trường phổ thông ............................................................................................... 19

1.2.5. Vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ........... 20

1.3. Thực trạng phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học vật lý ở

trường THPT hiện nay ...................................................................................... 24

1.3.1. Mục đích điều tra ............................................................................................... 24

1.3.2. Nội dung và phương pháp điều tra .................................................................... 24

1.3.3. Kết quả điều tra (Xem phụ lục 2) ...................................................................... 24

Kết luận chương 1 ........................................................................................................ 25

Chương 2. VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH KHI

DẠY HỌC CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’

VẬT LÝ LỚP 11 THPT ................................................................................. 27

2.1. Vị trí chương “Dòng điện trong các môi trường” ................................................. 27

2.2. Cấu trúc chương trình của chương “Dòng điện trong các môi trường”. .............. 27

2.3. Mục tiêu cần đạt khi dạy chương “Dòng điện trong các môi trường” theo

chuẩn kiến thức kĩ năng .................................................................................... 28

2.4. Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” ............ 30

2.4.1. Xác định mục tiêu của từng bài học .................................................................. 30

2.4.2. Chuẩn bị bài học ................................................................................................ 30

2.4.3. Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Vật lí cần dạy ..................................... 30

2.5. Vận dụng PPTN khi dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” để

phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh ........................................................... 30

2.5.1. Các thí nghiệm sử dụng khi dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi

trường’’ nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. .......................... 30

2.5.2. Thiết kế tiến trình dạy học bài 1 “Dòng điện trong kim loại” ........................... 33

2.5.3. Thiết kế tiến trình dạy học bài 2 “Dòng điện trong chất điện phân” ................. 45

2.5.4. Thiết kế tiến trình dạy học bài 3 “Dòng điện trong chất khí” ........................... 58

Kết luận chương 2 ........................................................................................................ 64

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................. 65

3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 65

iv

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ........................................................................... 65

3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .......................................................................... 65

3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 65

3.5. Thời điểm làm thực tập sư phạm .......................................................................... 66

3.6. Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 66

3.6.1. Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng.................................................................. 66

3.6.2. Các bài thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 67

3.6.3. Chuẩn bị cơ sở vật chất ...................................................................................... 68

3.7. Phương thức và tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ......................... 68

3.7.1. Phương thức và tiêu chí đánh giá kết quả học tập ............................................. 68

3.7.2. Phương thức và tiêu chí đánh giá mặt định tính ................................................ 71

3.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm .............................................................................. 71

3.8.1. Phân tích định tính ............................................................................................. 71

3.8.2. Phân tích định lượng .......................................................................................... 72

3.9. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm............................................................. 83

Kết luận chương 3 ........................................................................................................ 85

KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................. 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 88

v

PHỤ LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Viết đầy đủ Viết tắt

Dạy học DH

Giải quyết vấn đề GQVĐ

Giáo viên GV

Học sinh HS

Phát hiện PH

Phương pháp PP

Phương pháp thực nghiệm PPTN

Sách giáo khoa SGK

Thí nghiệm T/N

iv

Vấn đề VĐ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1. Đặc điểm chất lượng học tập của các lớp TN và ĐC ............................ 67

Bảng 3.2. DS HS của các nhóm TN- Case study ................................................... 67

Bảng 3.3. Khung tiêu chí tham chiếu năng lực GQVĐ .......................................... 69

Bảng 3.4. Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của nhóm TN .................................. 73

Bảng 3.5. Bảng phân phối thực nghiệm sư phạm - Bài kiểm tra số 1 .................... 74

Bảng 3.6. Bảng xếp loại - Bài kiểm tra số 1 ........................................................... 74

Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất-Bài kiểm tra số 1 ............................................ 75

Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ................................ 76

Bảng 3.9. Bảng tính các tham số thống kê bài kiểm tra số 1 ................................. 76

Bảng 3.10. Bảng phân phối thực nghiệm -Bài kiểm tra số 2 ................................... 77

Bảng 3.11. Bảng xếp loại bài kiểm tra số 2 .............................................................. 78

Bảng 3.12. Bảng phân phối tần suất- Bài kiểm tra số 2 ........................................... 78

Bảng 3.13. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 ................................ 78

Bảng 3.14. Bảng tính các tham số thống kê- Bài kiểm tra số 2 ............................... 79

Bảng 3.15. Bảng phân phối thực nghiệm -Bài kiểm tra số 3 ................................... 80

Bảng 3.16. Bảng xếp loại bài kiểm tra số 3 .............................................................. 81

Bảng 3.17. Bảng phân phối tần suất- Bài kiểm tra số 3 ........................................... 81

Bảng 3.18. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3 ................................ 81

v

Bảng 3.19. Bảng tính các tham số thống kê- Bài kiểm tra số 3 ............................... 82

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ

Hình

Hình 1.1. Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học

phát hiện và giải quyết vấn đề ................................................................. 16

Hình 2.1. Bộ thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc điện trở của kim loại vào nhiệt độ ..... 30

Hình 2.2. Bộ thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện ....................................................... 31

Hình 2.3. Bộ thí nghiệm Dòng điện trong chất điện phân ...................................... 31

Hình 2.4. Bộ thí nghiệm Dòng điện trong chất khí ................................................. 32

Hình 2.5. Bộ thí nghiệm tia lửa điện ....................................................................... 32

Biểu đồ:

Biểu đồ 3.1. Xếp loại bài kiểm tra số 1 .................................................................... 75

Biểu đồ 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ............................ 76

Biểu đồ 3.3. Xếp loại bài kiểm tra số 2 .................................................................... 79

Biểu đồ 3.4. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 ............................ 79

Biểu đồ 3.5. Xếp loại bài kiểm tra số 3 .................................................................... 82

Biểu đồ 3.6. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3 ............................ 82

Sơ đồ:

Sơ đồ 2.1. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ của bài Dòng

điện trong kim loại ................................................................................ 35

Sơ đồ 2.2. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ bài “Dòng

điện trong chất điện phân” .................................................................... 48

Sơ đồ 2.3. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ bài “Dòng

vi

điện trong chất khí” ............................................................................... 59

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Tiếp tục đẩy mạnh toàn diện công cuộc đổi mới, thực hiện công nghiệp hóa,

hiện đại hóa gắn với phát triển kinh tế tri thức, tích cực chủ động hội nhập quốc tế sâu

rộng hơn để đến năm 2020 nước ta trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện

đại đặt ra cho giáo dục, đào tạo nước ta những yêu cầu, nhiệm vụ thách thức mới.

Đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế tri thức đòi

hỏi ngành giáo dục phải đổi mới toàn diện. Nghị quyết Ban chấp hành TƯ Đảng lần

II- khóa VIII (Năm 1997) đã chỉ rõ: “...Cuộc cách mạng về phương pháp giáo dục

phải hướng vào người học, rèn luyện và phát triển khả năng giải quyết vấn đề một

cách năng động, độc lập sáng tạo ngay trong quá trình học tập ở nhà trường phổ

thông. Áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho HS năng lực

tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề...”. Nghị quyết 29 của BCHTƯ Đảng

khóa XI cũng xác định “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. Chuyển từ học chủ yếu trên

lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa,

nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong

dạy và học”. Gần đây là Văn kiện đại hội Đảng XII đã nêu rõ:” Đổi mới mạnh mẽ và

đồng bộ mục tiêu, chương trình, nội dung, phương pháp, hình thức giáo dục, đào tạo

theo hướng coi trọng phát triển năng lực và phẩm chất của người học”;” …thực hiện

tốt phương châm mới: Dạy người, dạy chữ và dạy nghề (trước đây là dạy chữ, dạy

người, dạy nghề)”.

Trong nhiều năm qua, việc đổi mới PPDH trong dạy học Vật lý ở trường phổ

thông đã được chú trọng. Nhiệm vụ đặt ra cho giáo viên là chú trọng bồi dưỡng cho

học sinh tính tích cực, năng lực tự học và năng lực giải quyết vấn đề thông qua các

nội dung, hoạt động dạy học. Một người được coi là có năng lực nếu như họ có tư

1

duy độc lập, nhạy bén, luôn đặt ra cho mình những câu hỏi thích hợp, rõ ràng, chính

xác về mọi sự việc. Trong một hoàn cảnh nhất định người đó nắm vững tri thức, kĩ

năng, kĩ xảo để giải quyết vấn đề nhanh nhất và hiệu quả nhất. Năng lực Vật lý là khả

năng vận dụng những kiến thức đã được học vào giải bài tập Vật lý, giải thích các

hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn. Vì vậy, việc phát triển năng lực Vật lý có vai

trò quan trọng trong việc phát triển khả năng tư duy của HS, vì để giải bài tập Vật lý,

giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn HS phải suy luận, phải tư duy,

phải liên hệ với các nội dung kiến thức đã học để tìm ra câu trả lời, phải biết huy

động kiến thức, biết chuyển đổi ngôn ngữ, biến đổi đối tượng.

Phát huy tính tích cực, tự lực và năng lực GQVĐ của HS không phải là vấn đề

mới mà đã được đặt ra từ nhiều năm nay trong ngành giáo dục nước ta. Vấn đề này đã

trở thành một trong những phương hướng chính nhằm đào tạo những con người lao

động sáng tạo, làm chủ đất nước. Thực tiễn giảng dạy bộ môn Vật lý hiện nay ở các

trường THPT còn nhiều vấn đề bất cập trong phương pháp giảng dạy truyền thụ tri

thức cho HS. Đã có nhiều áp dụng các phương pháp dạy học, cả các phương pháp

truyền thống cũng như các phương pháp dạy học hiện đại vào thực tiễn giảng dạy

nhưng vẫn chưa phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo và năng lực GQVĐ

của HS, HS vẫn còn thụ động trong việc tiếp thu các tri thức khoa học, chưa phát huy

hết đặc điểm nổi bật của môn Vật lý trong việc giáo dục nhân cách cho HS.

Việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp dạy học mới để phát triển năng

lực sáng tạo, năng lực GQVĐ của học sinh là xu thế quan trọng trong giáo dục hiện

nay. Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp trong việc dạy các môn

khoa học ở trường phổ thông là nghiên cứu và vận dụng chính phương pháp nghiên

cứu của khoa học ứng với bộ môn đó. Tổ chức quá trình học tập của học sinh (HS)

giống như quá trình tìm tòi của các nhà khoa học. Đối với vật lý học, phương pháp

thực nghiệm (PPTN) là một trong những phương pháp đặc trưng quan trọng nhất.

Trong quá trình áp dụng PPTN, học sinh thường xuyên phải huy động vốn hiểu biết

để xây dựng giả thiết và phương án thí nghiệm, thu thập và xử lý thông tin từ thí

nghiệm để có thể rút ra hoặc kiểm chứng lại kết quả.

Vật lý học ở trường trung học phổ thông chủ yếu là vật lý thực nghiệm. Những

2

kiến thức vật lý được xây dựng đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng

thí nghiệm. Để hiểu rõ nội dung, ý nghĩa của những kiến thức đó thì tốt nhất là cho

HS tái tạo lại những kiến thức đó bằng phương pháp mà các nhà vật lý học đã dùng

trong nghiên cứu vật lý - PPTN.

Trong chương trình Vật lý lớp 11 cơ bản thì chương “Dòng điện trong các môi

trường” là chương quan trọng không những về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa trong

thực tiễn. Kiến thức của chương rất gần gũi với học sinh và có nhiều cơ sở về nội

dung dạy học và thiết bị dạy học để tổ chức dạy học theo quan điểm phát triển năng

lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

Từ những năm 1970 đến nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về lý thuyết

cũng như thực nghiệm về dạy học nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS. Tiêu biểu là

các tác giả: Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Phạm Thị Phú,

Nguyễn Văn Khải, Phạm Xuân Quế… (Vật lý). Tại Khoa Vật lý (ĐHSP Thái Nguyên-

ĐH Thái Nguyên) cũng đã có một số công trình nghiên cứu như:

Nghiên cứu vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực sáng

tạo cho học sinh khi dạy một số kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý

10 nâng cao. (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Lương Bích Vân-2013)

Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học PH&GQVĐ khi dạy học

chương “Các định luật bảo toàn” vật lý cơ bản 10, theo hướng phát huy tính tích cực,

tự lực và sáng tạo của học sinh miền núi. (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý- Lục

Xuân Trường-2014);

Tổ chức dạy học nêu và giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 cho học sinh THPT miền núi.

(Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Bùi Văn Phú-2014).

Vận dụng phương pháp dạy học PH& GQVĐ khi dạy chương “Sóng ánh

sáng”- Vật lí 12 nâng cao nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPT

chuyên (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Nguyễn Mạnh Sĩ- 2015).

Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng”,

Vật lí lớp 11 cơ bản (Luận văn Thạc sỹ LL&PPDH Vật lý-Nguyễn Thị Thảo- 2015).

Tuy nhiên, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề dựa trên phương pháp

3

thực nghiệm thì chưa có đề tài nghiên cứu, nhất là với chương “Dòng điện trong các

môi trường”. Trên cơ sở đó, tôi chọn đề tài: Vận dụng phương pháp thực nghiệm

trong dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 để phát triển

năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, để góp phần vào công cuộc đổi mới phương

pháp dạy học Vật lý trong trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng dạy học trong

giai đoạn hiện nay.

2. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng PPTN để phát triển năng lực GQVĐ trong dạy học

chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ cho HS THPT.

3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Hoạt động học của học sinh lớp 11 - THPT và hoạt

động dạy của giáo viên trong quá trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi

trường” ở trường THPT.

- Đối tượng nghiên cứu: Lý luận về sử dụng PPTN để phát triển năng lực giải

quyết vấn đề cho học sinh.

4. Giả thuyết khoa học

- Nếu vận dụng hợp lý PPTN trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi

trường’’ Vật lý 11 ban cơ bản THPT thì có thể phát triển năng lực giải quyết vấn đề

của học sinh.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề.

- Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý và vận dụng

PPTN để phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học vật lý.

- Điều tra thực trạng của việc dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ

cho học sinh trường THPT hiện nay.

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương “ Dòng điện trong các môi

trường” - Vật lí 11 cơ bản THPT.

- Vận dụng PPTN để thiết kế một số giáo án trong dạy học chương ‘‘Dòng

điện trong các môi trường” - Vật lí 11 cơ bản THPT nhằm phát triển năng lực giải

quyết vấn đề cho học sinh.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở ba trường THPT trên địa bàn huyện Đại

4

Từ -Thái Nguyên.

6. Phạm vi nghiên cứu

- Về kiến thức: nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường”-Vật lý 11

cơ bản.

- Về địa bàn: HS lớp 11 trường THPT Đại Từ và các trường cấp ba trên địa

bàn huyện Đại Từ.

7. Phương pháp nghiên cứu

7.1. Nghiên cứu lý thuyết

7.2. Nghiên cứu thực tiễn giáo dục

- Điều tra, thăm dò ý kiến của giáo viên trực tiếp giảng dạy ở các trường THPT

về vấn đề vận dụng PPTN trong dạy học để phát triển năng lực GQVĐ của HS.

- Phương pháp điều tra quan sát: tiến hành dự giờ, trao đổi, tham khảo ý kiến

một số đồng nghiệp dạy giỏi Vật lý, có kinh nghiệm, tìm hiểu thực tiễn giảng dạy

chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’ theo hướng của đề tài.

7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

- Thực nghiệm giảng dạy một số giáo án soạn theo hướng của đề tài nhằm

đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài.

8. Đóng góp của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ hệ thống lí luận về năng lực GQVĐ của học sinh.

- Đề xuất biện pháp vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề

cho HS.

- Các giáo án thiết kế trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi

trường’’ Vật lí 11 cơ bản THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học

sinh có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV.

9. Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo luận văn dự kiến

được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc vận dụng phương pháp thực

nghiệm để phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy

5

học vật lý THPT

Chương 2: Vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực giải

quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi trường’’

vật lý lớp 11 THPT

6

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THPT

1.1. Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông

1.1.1. Khái niệm về năng lực

Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái

độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống

đa dạng của cuộc sống.

Theo tài liệu tâm lí học, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của mỗi cá

nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người có thể hoàn thành tốt đẹp một loạt hoạt

động nào đó, khắc phục được những khó khăn nhanh chóng và dễ dàng hơn những

người khác và đạt kết quả cao.

Khái niệm năng lực có nguồn gốc Latinh: “competentia” nghĩa là “gặp gỡ”.

Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác nhau.

Theo X.Roegiers: "Năng lực là sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự

nhiên lên các nội dung trong một loạt tình huống cho trước để giải quyết những vấn

đề cho những tình huống này đặt ra" [dẫn theo [10]].

Theo tác giả Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn (1998): “Năng lực là

tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc

trưng của một hoạt động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt

trong lĩnh vực hoạt động ấy” [25].

Howard Gardner (1999): “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động

có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được” [28].

F.E.Weinert (2001) cho rằng: “Năng lực là những kĩ năng kĩ xảo học được

hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn

sàng về động cơ xã hội…và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách

7

có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” [30].

OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) (2002) đã xác định “Năng lực là

khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ

trong một bối cảnh cụ thể” [29].

Theo tác giả Nguyễn Thị Minh Phương (2007): Năng lực của HS được thể

hiện ở khả năng thực hiện hành động cá nhân trong việc giải quyết các nhiệm vụ học

tập, hoặc năng lực tiến hành hoạt động học tập của cá nhân người học. Năng lực nói

chung luôn được xem xét trong mối quan hệ với dạng hoạt động hoặc quan hệ nhất

định nào đó. Tác giả Nguyễn Thị Minh Phương đã đề xuất bốn nhóm năng lực thể

hiện khung năng lực cần đạt cho học sinh PT Việt Nam [10], đó là:

Năng lực nhận thức đòi hỏi học sinh phải có các khả năng quan sát, ghi nhớ, tư

duy (độc lập, logic, trừu tượng…), tưởng tượng, suy luận, tổng hợp - khái quát hóa,

phê phán - bình luận, từ đó có khả năng phát hiện vấn đề, khả năng tự học, tự trau dồi

kiến thức trong suốt cuộc đời.

Năng lực xã hội đòi hỏi học sinh phải có những khả năng giao tiếp, thuyết

trình, giải quyết các tình huống có vấn đề, vận hành được các cảm xúc, có khả năng

thích ứng, khả năng cạnh tranh cũng như khả năng hợp tác…

Năng lực thực hành (hoạt động thực tiễn) đòi hỏi học sinh phải có các vận

dụng tri thức (từ bài học cũng như từ thực tiễn), thực hành một cách linh hoạt (tích

cực-chủ động), tự tin; có khả năng sử dụng các công cụ cần thiết, khả năng giải quyết

vấn đề, sáng tạo, có tính kiên trì…

Năng lực cá nhân được thể hiện qua khía cạnh thể chất, đòi hỏi trước hết học

sinh có khả năng vận động linh hoạt, phải biết chơi thể thao, biết bảo vệ sức khỏe, có

khả năng thích ứng với môi trường; tiếp đó là khía cạnh hoạt động cá nhân đa dạng

khác nhau như khả năng lập kế hoạch, khả năng tự đánh giá, tự chịu trách nhiệm…

Trong đề tài này, chúng tôi chấp nhận quan niệm: “Năng lực là sự kết hợp hợp

kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực, có hiệu quả”.

Một cách cụ thể hơn, năng lực là sự huy động và kết hợp một cách linh hoạt và

có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân…để thực

hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định. Muốn

8

mô tả năng lực cá nhân, người ta thường dùng các động từ chỉ hành động như: hiểu,

biết, khám phá, xây dựng, vận dụng… Muốn đánh giá năng lực cá nhân hãy xem xét

chúng trong hoạt động. Ví dụ: năng lực giao tiếp có được khi cá nhân biết tổng hợp

kiến thức về ngôn ngữ, kĩ năng sử dụng các công cụ ngôn ngữ (nói, viết, công nghệ

thông tin) và thái độ đúng đắn với đối tượng giao tiếp.

Năng lực chỉ có thể quan sát được qua hoạt động của cá nhân ở các tình huống

nhất định.

1.1.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt (năng lực riêng)

- Có hai loại năng lực: Năng lực chung (key competency) và năng lực chuyên

biệt (domain-specific competency). Năng lực chung là năng lực cần thiết để cá nhân

có thể tham gia hiệu quả vào nhiều hoạt động và các bối cảnh khác nhau của đời sống

xã hội. Năng lực này cần thiết cho tất cả mọi người. Năng lực chuyên biệt (ví dụ: chơi

piano…) chỉ cần thiết với một số người hoặc cần thiết ở một số tình huống nhất định.

Các năng lực chuyên biệt không thể thay thế được các năng lực chung.

- Năng lực được hình thành và phát triển trong và ngoài nhà trường. Nhà

trường được coi là môi trường chính thức giúp HS có được những năng lực cần thiết

nhưng đó không phải là nơi duy nhất. Những bối cảnh không gian không chính thức

như: gia đình, cộng đồng, phương tiện thông tin đại chúng, tôn giáo và môi trường

văn hóa … góp phần bổ sung và hoàn thiện năng lực cá nhân.

- Năng lực và các thành phần của nó không bất biến mà có thể thay đổi từ sơ

đẳng, thụ động tới năng lực bậc cao mang tính tự chủ cá nhân.

- Năng lực được hình thành và phát triển liên tục trong suốt cuộc đời con

người vì sự phát triển năng lực thực chất là làm thay đổi cấu trúc nhận thức và hành

động cá nhân chứ không đơn thuần là sự bổ sung các mảng kiến thức riêng rẽ. Do đó

năng lực có thể bị yếu hoặc mất đi nếu chúng ta không tích cực rèn luyện tích cực và

thường xuyên.

- Các thành tố của năng lực thường đa dạng vì chúng được quyết định tùy theo

yêu cầu kinh tế xã hội và đặc điểm quốc gia, dân tộc, địa phương. Năng lực của HS ở

quốc gia này có thể hoàn toàn khác với một HS ở quốc gia khác [7].

1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý

Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy học

từng môn. Ở đây chúng tôi trình bày hai quan điểm xây đựng các năng lực chuyên

9

biệt trong dạy học vật lý.

1.1.3.1. Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung

Năng lực chung là các năng lực mà toàn bộ quá trình giáo dục ở trường phổ

thông đều phải hướng tới để hình thành ở HS. Từng môn học sẽ xác định sự thể hiện

cụ thể của các năng lực chung ở trong môn học của mình.

Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ các năng lực

chung như sau: [14]

Năng lực Stt Năng lực trong môn Vật lí chung

Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân:

1 Năng lực - Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế

tự học hoạch có hiệu quả

- Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của

các ứng dụng kĩ thuật

- Đánh giá được mức độ chính xác nguồn thông tin

- Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta

- Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản.

- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm,

bảng biểu, sơ đồ khối.

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án

thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó.

2 Năng lực giải - Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện

quyết vấn đề tượng… diễn ra như nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là

(Đặc biệt quan gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan

trọng là NL giải hệ với nhau như nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo

quyết vấn đề và hoạt động như thế nào?

bằng con đường - Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi

thực nghiệm đã đặt ra.

hay còn gọi là - Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng

năng lực thực suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm.

nghiệm) - Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được.

10

- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được.

Năng lực Stt Năng lực trong môn Vật lí chung

3 Năng lực - Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả

sáng tạo thuyết (hoặc dự đoán).

- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu.

- Giải được bài tập sáng tạo.

- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề một cách tối ưu.

Năng lực tự Không có tính đặc thù 4

quản lí

Nhóm năng lực về quan hệ xã hội:

5 Năng lực - Sử dụng được ngôn ngữ vật lí để mô tả hiện tượng

giao tiếp - Lập được bảng và mô tả bảng số liệu thực nghiệm

- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước

- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm

- Mô tả được sơ đồ thí nghiệm

- Đưa ra các lập luận lôgic, biện chứng

6 Năng lực - Tiến hành thí nghiệm theo nhóm

hợp tác - Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau

Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá trình hình

thành các năng lực ở trên)

7 Năng lực sử - Sử dụng một số phần mềm chuyên dụng (maple,

dụng công coachs…) để mô hình hóa quá trình vật lí

nghệ thông tin - Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng vật lí

và truyền

thông (ICT)

8 Năng lực sử - Sử dụng ngôn ngữ vật lí, ngôn ngữ toán học để diễn tả

dụng ngôn ngữ quy luật vật lí

- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật vật lí

- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu

9 Năng lực tính - Mô hình hóa quy luật vật lí bằng các công thức toán học

toán - Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ

11

quả hoặc ra kiến thức mới.

1.1.3.2. Xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học

Người ta sẽ dựa trên đặc thù nội dung, phương pháp nhận thức và vai trò của

môn học đối với thực tiễn để đưa ra hệ thống năng lực. Theo quan điểm này, hệ thống

năng lực chuyên biệt môn Vật lí gồm: [13]

- Năng lực giải quyết vấn đề

- Năng lực hợp tác

- Năng lực thực nghiệm

- Năng lực quan sát

- Năng lực tự học

- Năng lực sáng tạo …

Các năng lực này được chia nhỏ các năng lực thành phần

Khi muốn đánh giá một năng lực, ta cần làm rõ nội hàm năng lực đó bằng cách

chỉ ra những kiến thức, kĩ năng và thái độ cần có làm nền tảng cho việc thể hiện, phát

triển năng lực đó, sau đó xây dựng các công cụ đo kiến thức, kĩ năng, thái độ quen thuộc.

Khi xây dựng các công cụ đánh giá, ta có thể xây dựng công cụ đánh giá từng

thành tố hoặc đồng thời nhiều thành tố của năng lực, tuy nhiên để việc đánh giá được

chính xác và có độ tin cậy cao, ta đánh giá càng ít thành tố càng tốt.

1.1.4. Năng lực giải quyết vấn đề

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đi sâu nghiên cứu về năng lực

giải quyết vấn đề.

1.1.4.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề [11]

Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống

vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia

vào giải quyết tình huống vấn đề đó-thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây

dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012).

Giải quyết vấn đề: Hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao

nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để

GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ,

đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng

12

kiểm soát được tình thế. [19]

Có thể đề xuất định nghĩa như sau: “Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá

nhân “huy động”, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với

thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,… để hiểu và giải quyết vấn đề trong tình

huống nhất định một cách hiệu quả và với tinh thần tích cực”.

1.1.4.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực GQVĐ gồm 4 thành tố:

- Biết phát hiện một vấn đề, tìm hiểu một vấn đề.

- Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến VĐ.

- Đề xuất được giả thuyết khoa học khác nhau: Lập được kế hoạch để GQVĐ

đặt ra và thực hiện kế hoạch độc lập sáng tạo, hợp lý.

- Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ; suy ngẫm về cách thức và tiến trình

GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng trong tình huống mới.

Mỗi thành tố của năng lực GQVĐ được cụ thể hóa và được đánh giá theo 3

mức độ như bảng sau:

Mức độ

Thành tố năng lực GQVĐ

Mức 2

Mức 1

Mức 3

Phân

- Chưa phân tích

- Phân tích chưa

- Phân tích được

đủ

tình

được tình huống. - Không phát hiện

đầy huống.

đầy đủ tình huống. - Biết tự phát hiện

Phát

Tìm hiểu, khám phá vấn

- tích tình huống cụ thể. - hiện tình huống

ra vấn đề.

- Phát hiện ra VĐ nhưng không đầy

ra vấn đề.

đề

có vấn đề. - Nêu tình huống

- Không phát biểu

đủ - Phát biểu VĐ

- Phát biểu được

có vấn đề.

được vấn đề.

chưa đầy đủ.

vấn đề.

-

Thu

thập

- Xác định được

- Xác định được

- Xác định được

thông tin. Phân -

các thông tin. - Biết tìm hiểu các

các thông tin. - Phân tích được

các thông tin. - Phân tích được

tích

Thiết lập

thông tin. - Tìm ra các

thông tin có liên quan đến vấn đề

thông tin. - Biết tìm hiểu

thông tin. - Biết tìm hiểu các

không gian vấn đề

kiến thức vật lý thức và kiến

nhưng ở mức kinh nghiệm bản thân.

các thông tin có liên quan đến vấn

thông tin có liên quan đến vấn đề ở

liên môn liên quan đến vấn đề.

đề ở SGK và trao đổi thảo luận với bạn.

SGK, tài liệu tham khảo khác và thông qua thảo luận với bạn.

13

Mức độ

Thành tố năng lực GQVĐ

Mức 1

Mức 3

Mức 2

- Đề xuất giả

- Đề xuất được giải

- Đề xuất được

- Đề xuất được giải

thuyết.

pháp

GQVĐ

giải pháp GQVĐ

pháp để GQVĐ.

Lập kế hoạch,

- Lập kế hoạch

nhưng chưa hợp lý.

nhưng chưa sáng

- Lập được kế

thực hiện giải

để GQVĐ.

- Chưa lập được kế

tạo.

hoạch để GQVĐ.

pháp (bằng lý

- Thực hiện kế

hoạch để GQVĐ.

- Lập được kế

-Thực

hiện

kế

thuyết hoặc

hoạch

để

- Chưa thực hiện

hoạch để GQVĐ.

hoạch GQVĐ độc

bằng thực

GQVĐ.

được kế hoạch

- Thực hiện kế

lập, sáng tạo hoặc

nghiệm)

GQVĐ.

hoạch GQVĐ độc

hợp lý.

lập nhưng chưa

sáng tạo.

- Thực hiện và

- Chưa thực hiện

- Thực hiện giải

- Thực hiện giải

đánh giá giải

giải pháp GQVĐ.

pháp GQVĐ.

pháp GQVĐ.

pháp GQVĐ.

- Chưa đánh giá

-Nhận ra sự phù

- Suy ngẫm về

được giải pháp.

hợp hay không phù

Đánh giá và

cách

thức và

- Chưa vận dụng

hợp của giải pháp.

phản ánh giải

tiến

trình

được trong tình

-Vận dụng được

pháp

GQVĐ.

huống mới.

trong

tình huống

- Điều chỉnh và

mới.

vận dụng trong

tình huống mới.

1.2. Vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.2.1. Dạy học phát triển năng lực của HS

Như đã nói ở trên, năng lực không có sẵn trong con người. Con người bằng

hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạt động của các thế

hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình. Rất nhiều nhà khoa học, nghệ sĩ hoạt

động rất thành công trong một lĩnh vực nào đó, một phần rất quan trọng là do đã tiếp

thu được những kinh nghiệm sáng tạo của biết bao thế hệ đi trước. Nhiều nhà khoa

học lỗi lạc đều cho rằng thiên tài chín mươi chín phần trăm là do lao động, chỉ có một

14

phần trăm là do bẩm sinh ví như Thomas Edison nói “thiên tài một phần trăm là cảm

hứng và chín mươi chín phần trăm là mồ hôi”. Như vậy, hoạt động của chủ thể có ý

nghĩa quyết định đối với việc hình thành năng lực.

Giáo dục là một loại hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình thành và

phát triển nhân cách con người (trong đó có năng lực). Sự hình thành và phát triển

năng lực của học sinh lại phải thông qua chính hoạt động của học sinh trong mối quan

hệ với cộng đồng. Bởi vậy, nhà trường hiện đại phải là nhà trường hoạt động, lấy hoạt

động của học sinh làm động lực chính để đạt được mục đích đào tạo. Chỉ có dạy học

trong nhà trường mới có khả năng tạo ra những loại hoạt động đa dạng, phong phú,

cần thiết, tạo điều kiện phát triển những năng lực khác nhau ở trẻ em, phù hợp với

năng khiếu bẩm sinh của họ và yêu cầu của xã hội. Chính trong dạy học có thể lựa

chọn kĩ lưỡng những hình thức hoạt động, có sự định hướng chính xác giúp cho học

sinh sớm ý thức được những yêu cầu của xã hội đối với hoạt động của mỗi người

trong những lĩnh vực khác nhau. Nhà trường cũng tích luỹ được những phương pháp

tổ chức hoạt động học tập của học sinh có hiệu quả cao, tránh được sự mò mẫn của

mỗi cá nhân. Như vậy, giáo dục (dạy học) có thể mang lại những hiệu quả, những tiến

bộ của mỗi học sinh mà các yếu tố khác không thể có được. Dạy học có thể đi trước

sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển. Muốn phát triển năng giải quyết vấn đề của HS

thì phải tổ chức cho HS tham gia vào quá trình GQVĐ của giờ học.

1.2.2. Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Theo Ô kôn: Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất

là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện và biểu

đạt (nêu ra) các vấn đề (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này), chú ý

giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để giải quyết vấn đề, kiểm tra các cách giải

quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã

tiếp thu được. [26]

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là kiểu dạy học dạy HS thói quen tìm

tòi giải quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhu cầu, hứng

thú học tập, giúp HS chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triển được năng lực

sáng tạo của HS. Chúng tôi sử dụng sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy

15

học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật lí như sau: [22]

1. Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ

kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

2. Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3. Giải quyết VĐ

- Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo sát

thực nghiệm

- Thực hiện giải pháp đã suy đoán

4. Rút ra kết luận (kiến thức mới) Hình 1.1: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học

phát hiện và giải quyết vấn đề

5. Vận dụng kiến thức mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo Với những kiến thức vật lí đặc thù, giải pháp dạy học phát hiện và giải quyết

vấn đề có thể được tổ chức theo các pha/ bước được trình bày ở bảng nêu trên.

Các tình huống có vấn đề là những tình huống khoa học chuyên môn, cũng có

thể là những tình huống gắn với thực tiễn. Trong thực tiễn dạy học hiện nay, dạy học

phát hiện và giải quyết vấn đề thường chú ý đến những vấn đề khoa học chuyên môn

mà ít chú ý hơn đến các vấn đề gắn với thực tiễn. Tuy nhiên nếu chỉ chú trọng việc

giải quyết các vấn đề nhận thức trong khoa học chuyên môn thì HS vẫn chưa được

chuẩn bị tốt cho việc giải quyết các tình huống thực tiễn. Vì vậy bên cạnh dạy học

phát hiện và giải quyết vấn đề, lí luận dạy học còn xây dựng quan điểm dạy học theo

tình huống.

Thực chất của DH theo định hướng phát triển năng lực là dạy học theo hướng

tích cực (dạy học tích cực) chính là phát huy được tính tích cực nhận thức của học

sinh. Nói cách khác là “dạy học lấy hoạt động của người học làm trung tâm”. Trong

dạy và học tích cực, dưới sự thiết kế, tổ chức, định hướng của giáo viên, người học

16

được tham gia vào quá trình hoạt động học tập từ khâu phát hiện vấn đề, tìm giải

pháp cho vấn đề đặt ra, thực hiện các giải pháp và rút ra kết luận. Quá trình đó giúp

người học lĩnh hội nội dung học tập đồng thời phát triển năng lực sáng tạo.

Đặc thù của tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật lí

thể hiện trong việc sử dụng các thí nghiệm ở các giai đoạn khác nhau trong tiến trình

ở hình 1.

Để phát triển năng lực của HS đặc biệt là năng lực GQVĐ trong dạy học vật

lý, cần sử dụng phương pháp thực nghiệm (PPTN).

1.2.3. PPTN trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

Phương pháp thực nghiệm là việc tổ chức có ý thức các hiện tượng cần nghiên

cứu dưới những điều kiện xác định để chỉ ra thành phần bản chất, thành phần chung.

Hiện tượng nghiên cứu phải tìm được hoặc giải thích được bằng lý thuyết.

Phương pháp thực nghiệm bao gồm công tác chuẩn bị, việc tiến hành thí

nghiệm và sự đánh giá thí nghiệm. Để áp dụng phương pháp thực nghiệm đòi hỏi

người ta phải phân tích tình hình đã nghiên cứu của vấn đề bằng thực nghiệm và bằng

lý thuyết để có thể diễn đạt được vấn đề cần phải nghiên cứu bằng thí nghiệm. Trên

cơ sở nghiên cứu khoa học của Galilê và sự thừa kế phương pháp nghiên cứu của ông

bởi các nhà khoa học khác, Spaski đã xác định thực chất của phương pháp thực

nghiệm như sau:

Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng được một giả

thuyết. Giả thuyết đó không chỉ đơn giản là sự tổng quát hoá các thí nghiệm đã làm.

Nó còn chứa đựng một cài gì mới mẻ, không có sẵn trong thí nghiệm cụ thể.

Bằng phương pháp suy luận lôgic và bằng toán học, các nhà khoa học có thể

từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới trước đó

chưa biết đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm để kiểm

tra lại được, và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định giả thuyết, biến giả

thuyết thành một định luật vật lý chính xác. Như vậy phương pháp thực nghiệm có

4 bước sau:

- Bước thứ nhất: Từ những vấn đề xuất hiện trong sản xuất, trong nghiên cứu

17

khoa học và trong đời sống phải đưa ra được một giả thuyết mà từ giả thuyết đó có

thể rút ra các hệ quả về nguyên tắc có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm. Từ giả

thuyết rút ra hệ quả.

- Bước thứ hai: Hình dung một thí nghiệm cụ thể với việc xác định đại lượng

không đổi, đại lượng biến thiên, phân tích quá trình đo, lựa chọn thiết bị, cách thức

lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm, việc bảo đảm an toàn của thí nghiệm,…

- Bước thứ ba: Lắp ráp và tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch đã định.

- Bước thứ tư: Ghi chép các hiện tượng, các số liệu, phân tích đánh giá kết quả

thí nghiệm, rút ra kết luận cần thiết. Nếu kết luận phù hợp với giả thuyết thì giả

thuyết trở thành định luật, định lý.

Phương pháp thực nghiệm yêu cầu cao khả năng của các nhà lý thuyết và các

nhà thực nghiệm trong việc đặt ra các câu hỏi, trong việc tạo ra các điều kiện thí

nghiệm để có thể trả lời câu hỏi đã đặt ra. Nếu các giả thuyết lý thuyết phù hợp với

các mối quan hệ của các thông số không đổi thì các số liệu thu được của thí nghiệm

và quá trình của thí nghiệm là quá trình khách quan. Điều đó có nghĩa là các điều

kiện tạo ra của người làm thí nghiệm không ảnh hưởng đến quá trình thí nghiệm. Nếu

giả thuyết không hợp lý thì giả thuyết sẽ không được kiểm tra.

Bản chất của thí nghiệm là sự phân tích thực tế khách quan. Sự phân tích phải

được chuẩn bị và bổ sung qua phân tích lý thuyết, phải được hoàn thiện qua việc tổng

hợp lý thuyết (sự nhận thức). Thí nghiệm như là vật phân tích thực tế khách quan

được con người sử dụng một cách có ý thức trong phương pháp thực nghiệm để

nghiên cứu các mối quan hệ khách quan. Để nhận thức cái tổng thể, các biến cố phải

được phân chia ra. Điều đó cũng đúng khi ta muốn nhận thức các mối quan hệ bản

chất, căn bản và khái quát. Nhưng vì sự thay đổi của cái tổng thể của các đại lượng

biến thiên là khách quan nên thí nghiệm là tiêu chuẩn chân lý của lý thuyết và giả

thuyết dưới các điều kiện thí nghiệm được thực hiện.

Phương pháp thực nghiệm có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhận

thức luận, vì nó nhằm mục đích là tổng quát hoá về mặt lý thuyết các sự kiện thực

nghiệm và phát hiện ra bản chất của sự vật.

Như vậy, PPTN không phải đơn thuần là làm thí nghiệm một cách mò mẫm

18

ngẫu nhiên. Trước khi làm thí nghiệm, nhà khoa học đã phải dựa vào những quan sát

ban đầu của mình hay của những nhà khoa học khác, nêu lên một câu hỏi cần giải

đáp, nghĩa là vạch rõ mục đích của thí nghiệm: Thí nghiệm để làm sáng tỏ cái gì? Để

hỏi thiên nhiên cái gì? Tiếp theo là phải bố trí thí nghiệm như thế nào, tức là tìm cách

đặt câu hỏi cho thiên nhiên như thế nào để thu được câu hỏi đơn giá? Câu trả lời của

thiên nhiên qua các kết quả thí nghiệm, là những dấu hiệu bề ngoài của sự vật, có thể

quan sát được, cần phải phân tích, khái quát hoá các kết quả đó như thế nào để thu

được những kết luận tổng quát? Cuối cùng là, lời giải đáp thu được có thể áp dụng

được để giải quyết vấn đề gì rộng rãi hơn nữa trong thực tế, nằm ngoài những thí

nghiệm đã làm không?

1.2.4. Quan hệ giữa dạy học giải quyết vấn đề và PPTN trong dạy học vật lý ở

trường phổ thông

PPTN được tiến hành như nêu trên, cho phép thực hiện biện pháp tổng hợp, có

hiệu quả cao nhằm phát triển năng lực GQVĐ của học sinh.

Như trên đã nêu, đặc thù của tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

trong môn Vật lí thể hiện trong việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm ở các giai đoạn

khác nhau trong tiến trình GQVĐ. Ở giai đoạn đặt vấn đề, việc sử dụng một thí

nghiệm đơn giản để đặt vấn đề không những giúp HS nhanh chóng nhận thức được

vấn đề, những quy luật ẩn chứa bên trong đồng thời còn tạo hứng thú học tập cho HS.

Trong giai đoạn 3, vai trò của thí nghiệm vật lí đóng vai trò then chốt, điều này vừa

thể hiện đặc thù của môn Vật lí vừa giúp HS phát triển phương pháp luận của quá

trình nhận thức “thực tiễn là chân lí cuối cùng của nhận thức”.

Các giai đoạn của PPTN yêu cầu thực hiện các cách thức thực hiện hoạt động

nhận thức khác nhau như nhận ra vấn đề cần giải quyết, đưa ra dự đoán, tìm các cách

để giải quyết vấn đề, hình thành kiến thức mới. Do đó việc áp dụng PPTN trong dạy

học vật lý đảm bảo trang bị và rèn luyện cho học sinh những tri thức, kỹ năng và

phương pháp hoạt động sáng tạo, nó cũng góp phần hình thành hứng thú, nhu cầu học

tập và sáng tạo, cơ sở tâm lý của việc phát triển năng lực GQVĐ của học sinh. TN

còn có thể được sử dụng trong giai đoạn vận dụng kiến thức của dạy học GQVĐ.

Phương pháp thực nghiệm giúp học sinh hình thành và hoàn thiện những phẩm

19

chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo. Phương pháp thực nghiệm dạy cho

học sinh tìm tòi sáng tạo theo con đường và kinh nghiệm hoạt động sáng tạo mà các

nhà khoa học đã trải qua, nó làm cho học sinh quen dần với cách suy nghĩ, làm việc

theo kiểu vật lí. Trong quá trình giải quyết những vấn đề đó, học sinh sẽ bộc lộ những

nét đặc trưng của hoạt động sáng tạo và đồng thời hình thành, hoàn thiện ở bản thân

những phẩm chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo.

Phương pháp thực nghiệm cho phép gắn lý thuyết với thực tiễn. Thực tiễn

được nói trong phương pháp thực nghiệm là các hiện tượng, các quá trình vật lí được

mô tả, được tái hiện qua các thí nghiệm do giáo viên hay chính học sinh tự làm. Việc

học sinh trực tiếp đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm kiểm tra, trực tiếp các

hiện tượng, làm việc với các thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo, giải quyết những khó

khăn trong thực nghiệm tạo điều kiện cho các em nâng cao được năng lực thực hành,

gần gũi hơn với đời sống và kỹ thuật, khái quát hóa các kết quả thực nghiệm, rút ra

những kết luận có tính chất lý thuyết (như tính chất của sự vật, hiện tượng, quy luật

diễn biến, quan hệ…). Hoạt động nhận thức theo phương pháp thực nghiệm làm cho

học sinh thấy được sự gắn bó mật thiết giữa lý thuyết và thực tiễn.

Phương pháp thực nghiệm là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề, có thể áp

dụng để giải quyết những vấn đề từ nhỏ đến lớn, sát với thực tiễn, ở mọi trình độ,

không đòi hỏi vốn kiến thức quá nhiều. Đối với yêu cầu dạy học xuất phát từ vốn

kinh nghiệm của bản thân, phương pháp thực nghiệm lại càng phù hợp hơn. Phương

pháp thực nghiệm sẽ giúp các em giải quyết vấn đề trong học tập, trên cơ sở đó nắm

vững kiến thức, kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm, nắm vững phương pháp giải quyết

vấn đề trong thực tiễn.

1.2.5. Vận dụng PPTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Bước 1. Làm nảy sinh vấn đề.

Vấn đề xuất hiện khi đã có một số hiểu hết về các sự vật hay hiện tượng vật lý

nhưng chưa đầy đủ. Điều đặc trưng ở đây là nhận ra những lỗ hổng trong kiến thức

hoặc là mâu thuẫn giữa kiến thức và những thí nghiệm hay phép đo mới. Dựa vào

kinh nghiệm trong cuộc sống hàng ngày của học sinh (qua quan sát tự nhiên, qua lao

động sản xuất...) hoặc xuất từ kiến thức đã học, giáo viên hướng dẫn học sinh nêu lên

20

vấn đề cần nghiên cứu, tạo điều kiện cho học sinh đề ra giả thuyết. Vấn đề được nêu

ra sẽ hấp dẫn HS hơn nếu GV dựa vào thí nghiệm mở đầu. Đây là cách có nhiều ưu

điểm trong việc làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu. Thí dụ: Khi dạy bài Sự rơi tự

do, GV thả 3 vật là mẩu phấn, bông hoa nhựa, chiếc lông chim rơi xuống đất. HS

quan sát sự rơi của 3 vật và đưa ra nhận xét: Viên phấn rơi nhanh nhất, lông chim rơi

chậm nhất. Tại sao viên phấn rơi nhanh nhất, tại sao long chim rơi chậm nhất…?(viên

phấn nặng, nhỏ; lông chim nhẹ mặt phẳng rộng…).

Bước 2. Phát biểu vấn đề (câu hỏi cần trả lời)

Sau khi nhận ra vấn đề, cần hướng dẫn HS diễn đạt thành một câu ngắn gọn

dưới dạng câu hỏi.

Thí dụ: Vậy sự rơi nhanh chậm của các vật phụ thuộc vào yếu tố nào?

Bước 3. Giải quyết vấn đề

Từ vấn đề đã được nêu ra, học sinh đề xuất phỏng đoán, đưa ra giả thuyết, tiến

hành đàm thoại để chọn lọc những giả thuyết phù hợp và loại bỏ những giả thuyết

không có căn cứ. Cần phân biệt giả thuyết với những phỏng đoán vu vơ, không có

căn cứ và phân biệt giả thuyết với một kết luận được suy ra một cách lôgic từ một

điều chân thật đã biết. Kết luận này không phải là giả thuyết và trong trường hợp này

cũng không còn vấn đề đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết nữa. Dấu hiệu đặc trưng của giả

thuyết là: Tính xác thực lúc đầu của nó chưa hoàn toàn sáng tỏ, chỉ là có thể chứ chưa

phải là chắc chắn. Giả thuyết đưa ra phải có khả năng giải thích, dự đoán hiện tượng.

Từ điều được coi là giả thuyết, người ta có thể giải thích hiện tượng đã biết và tiên

đoán hiện tượng có thể xảy ra. Bước đề xuất giả thuyết là một khâu rất quan trọng vì

nó đòi hỏi tư duy trực giác sáng tạo của người nghiên cứu (chính là học sinh). Vì vậy,

giáo viên cần có sự chỉ đạo công phu để hướng dẫn sự chú ý của học sinh vào vấn đề,

linh hoạt gợi mở cho học sinh. Học sinh có thể hiểu không đúng câu hỏi, do xuất hiện

những liên tưởng mà giáo viên không tính trước được, do quên hoặc bỏ qua những

điều kiện hạn chế, hoặc do những nguyên nhân khác khiến cho học sinh không trả lời

đúng ý giáo viên muốn, thậm chí đưa ra những câu trả lời thiếu chính xác, sai và đôi

khi hoàn toàn bất ngờ. Cần phải hướng những kiến thức của học sinh vào việc phát

hiện những liên hệ bên trong của sự vật, hiện tượng. Nhưng không phải lúc nào giáo

21

viên cũng nắm được một cách chính xác trình độ kiến thức cũng như kinh nghiệm

thực tiễn mà học sinh đã tích luỹ được. Vì thế giáo viên phải chuẩn bị hai hay nhiều

phương án đàm thoại với học sinh tuỳ theo tài liệu và đặc biệt là có sẵn hệ thống câu

hỏi gợi mở dẫn dắt học sinh định hướng vấn đề, nêu lên hoặc phỏng đoán hoặc giả

thuyết một cách sáng tạo.

Từ một giả thiết đã được lựa chọn HS rút ra hệ quả. Giáo viên hướng dẫn học

sinh sử dụng suy luận lôgíc hay suy luận toán học để rút ra một hệ quả, dự đoán hiện

tượng có thể xẩy ra trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý.

Thí dụ: Các vật khác nhau rơi nhanh chậm khác nhau là do sức cản của không

khí. Vậy nếu các vật rơi trong chân không thì sẽ rơi như nhau.

Để kiểm tra hệ quả này HS có thể dung kiến thức đã học chứng minh giả thuyết là

đúng hoặc là sai. Trong dạy học vật lý phần lớn các hệ quả này sẽ được kiểm tra bằng thí

nghiệm. Giáo viên gợi ý, tạo điều kiện để học sinh tham gia đề xuất phương án thí

nghiệm, và kế hoạch thực hiện. Giáo viên biểu diễn hoặc hướng dẫn học sinh tiến hành,

đồng thời hướng dẫn học sinh quan sát và ghi nhận kết quả thí nghiệm.

Bước 4. Rút ra kết luận (kiến thức mới)

Từ kết quả của TN, HS sẽ phân tích và rút ra kết luận. Nếu kết luận này phù

hợp với giả thiết thì kiến thức mới được hình thành, nếu không phù hợp thì phải xem

lại giả thuyết hoặc quá trình TN. Khi phân tích và xử lý kết quả thí nghiệm, giáo viên

hướng dẫn học sinh xác định độ tin cậy của kết quả. Có trường hợp kết quả thí

nghiệm không phù hợp với điều dự đoán từ giả thuyết thì cần lưu ý: Hoặc là giả

thuyết bị bác bỏ, hoặc kết quả thí nghiệm chỉ ra cho ta thấy phạm vi áp dụng của giả

thuyết, hoặc kết quả của nó lại là động lực của những nghiên cứu tiếp theo.

Bước 5. Vận dụng kiến thức mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Ở bước này HS cũng có thể thực hiện một vài thí nghiệm về việc ứng dụng các

kiến thức đã được xây dựng.

Thí nghiệm được dùng khi dạy học bằng phương pháp thực nghiệm phải bảo

đảm các yêu cầu như sau: Phải ngắn gọn một cách hợp lý; đảm bảo thành công ngay,

đảm bảo cả lớp quan sát được; phải đủ sức thuyết phục học sinh. Thí nghiệm tiến

hành thành công không những chỉ là nhiệm vụ hoàn tất các bước của bài giảng theo

22

phương pháp thực nghiệm mà sẽ có tác dụng rất lớn trong việc phát triển năng lực

nhận thức của học sinh và giúp học sinh quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa

học - Được tập quan sát, đo đạc, rèn luyện tính cách cá nhân, kiên trì và trung thực

của nhà khoa học. Điều đó cũng rất cần cho giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chuẩn bị cho

học sinh tham gia hoạt động thực tế.

Ngoài việc rèn luyện cho học sinh đề xuất giả thuyết, nêu lên phương án thí

nghiệm, kiểm tra giả thuyết còn phải chú ý rèn luyện cho học sinh khả năng diễn đạt

để trình bày vấn đề và trả lời những câu hỏi của giáo viên. Học sinh cần phải diễn đạt

chính xác các suy nghĩ và phán đoán của mình, phải phát biểu chính xác các quy tắc,

định luật, định nghĩa. Muốn vậy, giáo viên cần có thói quen đối với việc phê phán,

uốn nắn ngôn ngữ của học sinh. Các câu trả lời của học sinh phải rõ ràng, lôgic, ngắn

gọn. Điều này cho phép thực hiện được công tác học tập nhiều hơn so với khi để cho

ngôn ngữ của học sinh phát triển không có sự hướng dẫn.

Áp dụng phương pháp thực nghiệm vào PP dạy học GQVĐ không phải chỉ có

giáo viên làm việc. Quá trình làm xuất hiện vấn đề, huy động kiến thức để đưa ra giả

thuyết, xây dựng phương án TN… đều phải có sự tham gia tích cực của học sinh với

vai trò như những "nhà nghiên cứu" khoa học. Học sinh phải được tham gia một cách

chủ động, tích cực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Như vậy hoàn toàn phù hợp với

tâm lý của học sinh, muốn được tự mình "phát minh" những vấn đề mới lạ (tất nhiên

chỉ mới lạ với học sinh). Chính vì vậy, K.Đ UsinSki đã viết " ngay cả trường hợp giả

thuyết rằng họ hiểu được ý mà giáo viên giải thích cho họ thì ý này cũng không bao

giờ thấm vào đầu họ một cách thật vững chắc và tự giác, không bao giờ trở thành vốn

riêng thật hoàn toàn của học sinh như khi họ tự tìm ra".

Xây dựng và giải quyết tình huống có vấn đề bằng TN có thể tạo ra hứng thú

học tập cho HS và giúp HS nắm được con đường hình thành kiến thức bằng thực

nghiệm trong dạy học vật lý. Nhưng muốn duy trì được hứng thú, tính tích cực, tự

giác trong suốt quá trình hoạt động thì cần giúp đỡ HS sao cho họ có thể thành công

trong khi thực hiện các hoạt động TN. Càng thành công HS càng cố gắng vươn lên

thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn, phức tạp hơn. Nếu thất bại liên tiếp, HS sẽ sinh

23

ra chán nản, mất tự tin. GV có thể rèn luyện cho HS những kỹ năng TN theo hai cách:

Một là, làm theo mẫu một lần (bắt chước) theo một angôrit (một trình tự chặt chẽ,

máy móc); hai là, rèn luyện theo những cơ sở định hướng ơristick(đó là những sơ đồ,

những kế hoạch tổng quát); ba là, rèn luyện kỹ năng đưa ra dự đoán và đề xuất

phương án thí nghiệm kiểm tra.

Rèn luyện kỹ năng theo con đường angôrit hoá: Kiểu rèn luyện kỹ năng này

thường được dùng ở cấp trung học cơ sở khi bắt đầu học vật lý, để rèn luyện những kĩ

năng hành động và thao tác vật chất, sử dụng các dụng cụ đo lường.

Rèn luyện kỹ năng theo những sơ đồ định hướng(Ơristik): Kiểu rèn luyện kỹ

năng này sẽ giúp cho HS có thể thực hiện tốt những hành động khái quát, đòi hỏi cao

sự sáng tạo của HS, trong đó việc thực hiện các thao tác theo một angôrit chặt chẽ

không phải là con đương tối ưu.

1.3. Thực trạng phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học vật lý ở trường

THPT hiện nay

1.3.1. Mục đích điều tra

Đánh giá việc sử dụng phương pháp và phương tiện dạy học nhằm phát triển

năng lực GQVĐ cho HS trong DH vật lý ở trường phổ thông hiện nay; việc phát triển

năng lực GQVĐ cho HS thông qua DH chương “Dòng điện trong các môi trường”;

nhận thức của GV và HS về vai trò của phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT.

1.3.2. Nội dung và phương pháp điều tra

1.3.2.1. Nội dung điều tra

Chúng tôi đã tiến hành điều tra với 30 GV và 259 HS của 3 trường THPT: Đại

Từ, Nguyễn Huệ và Lưa Nhân Chú thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên để tìm

hiểu được thực trạng dạy học phát triển năng lực GQVĐ cho HS. Phiếu xin ý kiến

GV THPT và phiếu điều tra HS (Phụ lục 1).

1.3.2.2. Phương pháp điều tra

Chúng tôi dùng phiếu điều tra (phiếu xin ý kiến GV THPT và phiếu điều tra

HS) để biết thực trạng phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh.

1.3.3. Kết quả điều tra (Xem phụ lục 2)

24

1.3.3.1. Kết quả điều tra HS

Qua điều tra và tổng hợp các số liệu trên cho thấy:

- Nhiều HS có ý thức học tập tốt, khi GV đặt câu hỏi ít HS chờ câu trả lời từ

phía các bạn và GV (chiếm 11,2%). Nhiều HS thấy cần thiết để hình thành và rèn

luyện năng lực GQVĐ (rất cần thiết: 38,2%; cần thiết 50,4%).

- Tuy nhiên, số HS thích các giờ học Vật lý không nhiều (rất thích: 3,08%;

thích 32,82%). Khi gặp BT có VĐ nhiều HS chưa có động cơ, hứng thú để tìm hiểu

12,74% HS không quan tâm đến VĐ lạ). Mặt khác, còn nhiều HS không thường

và GQVĐ đặt ra (gặp BT có VĐ, 25,48% HS thấy lạ nhưng không cần tìm hiểu;

xuyên liên hệ kiến thức Vật lý đã học đến thực tiễn cuộc sống (54,05% HS thỉnh

thoảng; 5,02% HS không bao giờ so sánh kiến thức Vật lý đã học với các hiện tượng,

sự vật sự việc trong cuộc sống).

Thực tế trên cho thấy cần thiết phải áp dụng các mô hình dạy học mới trong

dạy học vật lý để tăng cường sự hứng thú học tập của HS, đồng thời phát triển các

năng lực trong đó có năng lực GQVĐ cho HS, nhằm nâng cao chất lượng học tập

môn Vật lý ở các trường phổ thông.

1.3.3.2. Kết quả điều tra GV

Các số liệu điều tra cho thấy:

Nhiều GV thấy được tầm quan trọng của việc phát triển năng lực GQVĐ cho

HS (rất quan trọng 20%; quan trọng 30%) và cũng có nhiều giáo viên biết các biện

pháp để rèn luyện năng lực cho học sinh (90% GV sử dụng PPDH phù hợp;…); Kết

quả đánh giá HS được rèn luyện về năng lực là HS tự PH được vấn đề và GQVĐ

được nêu được 93,3% GV chọn. GV đã sử dụng các biện pháp để phát triển năng lực

cho HS. Tuy nhiên kết quả điều tra cho thấy ít HS thích các giờ học môn vật lý, học

sinh chưa có động cơ, hứng thú để tìm hiểu và GQVĐ đặt ra, còn nhiều HS không

thường xuyên liên hệ kiến thức vật lý đã học đến thực tiễn cuộc sống.

Thực trạng trên chứng tỏ, GV sử dụng các PPDH chưa hợp lí dẫn đến hiệu quả

chưa cao. Vậy VĐ được đặt ra là cần phải làm rõ hơn việc tìm mấu chốt của DH phát

hiện và GQVĐ, DH theo PPTN, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực khác

để đạt hiệu quả cao nhất trong quá trình DH.

25

Kết luận chương 1

Trong chương này chúng tôi đã trình bày một số vấn đề cơ sở lí luận và thực

tiễn của đề tài đó là:

1. Những VĐ khái quát về năng lực và phát triển năng lực cho HS THPT.

2. Những VĐ về phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong DH vật lý.

3. Những VĐ cơ bản về đổi mới PPDH nhằm chú trọng phát triển năng lực GQVĐ

cho HS trong DH. Cơ sở lí luận về PPDH phát hiện và GQVĐ, PP thực nghiệm.

4. Điều tra thực trạng phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong DH vật lý thông

qua phiếu điều tra 30 GV và 200 HS của 3 trường THPT huyện Đại Từ, Thái Nguyên.

Tất cả những vấn đề nêu trên là cơ sở khoa học cho chúng tôi xây dựng

chương 2 - Vận dụng PPTN để phát triển năng lực GQVĐ cho HS thông qua DH

26

chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý lớp 11.

Chương 2

VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC

CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG’’

VẬT LÝ LỚP 11 THPT

2.1. Vị trí chương “Dòng điện trong các môi trường”

Hệ thống kiến thức chương “Dòng điện trong các môi trường” được trình bày

sau khi HS đã được học các kiến thức cơ bản về “Dòng điện không đổi”, làm nền tảng

giúp việc hệ thống hoá kiến thức và so sánh dòng điện một cách rõ ràng. Phần kiến

thức này nghiên cứu những vấn đề về điều kiện hình thành, cơ chế phát sinh, ứng dụng

gắn liền với đời sống và sản xuất của dòng điện trong các môi trường khác nhau.

Tuy nhiên, trong phạm vi nghiên cứu của luận văn chúng tôi đề cập đến một số

kiến thức về: Dòng điện trong kim loại; Dòng điện trong chất điện phân; Dòng điện

trong chất khí. Sau khi học xong những tiết này, HS cần nắm vững các kiến thức sau:

Đối với dòng điện trong kim loại: Thuyết elêctron về tính dẫn điện của kim

loại, bản chất dòng điện trong kim loại, sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt

độ, hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng nhiệt điện.

Đối với dòng điện trong chất điện phân: Hiện tượng điện phân, bản chất dòng

điện trong chất điện phân, các hiện tượng diễn ra ở điện cực, hiện tượng dương cực

tan, các định luật Faraday, ứng dụng.

Đối với dòng điện trong chất khí: Sự dẫn điện tự lực và không tự lực, bản chất

của dòng điện trong chất khí, tia lửa điện, hồ quang điện, các ứng dụng của nó.

2.2. Cấu trúc chương trình của chương “Dòng điện trong các môi trường”.

Chương trình SGK 11 cơ bản, nội dung các kiến thức về “Dòng điện trong các

môi trường” được đưa vào cuối học kì I chương trình vật lí 11 THPT, bao gồm 12 tiết

- Dòng điện trong kim loại (1tiết).

- Dòng điện trong chất điện phân (2 tiết).

- Dòng điện trong chất khí (2 tiết).

27

trong đó 8 tiết lí thuyết, 2 tiết bài tập, 2 tiết thực hành, cụ thể:

- Dòng điện trong chân không (1 tiết).

- Dòng điện trong chất bán dẫn (2 tiết).

- Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính

- Bài tập (2 tiết).

khuyếch đại của trandito (2 tiết).

Khi biên soạn, các tác giả đã chú ý đến cả nội dung kiến thức và nội dung kĩ

năng, kết hợp hài hoà giữa truyền tải nội dung kiến thức với gợi mở PP dạy và học.

Tạo điều kiện cho HS nâng cao năng lực GQVĐ và giúp GV có thể DH thông qua tổ

chức các hoạt động học tập, để HS tìm hiểu, xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức.

2.3. Mục tiêu cần đạt khi dạy chương “Dòng điện trong các môi trường” theo

chuẩn kiến thức kĩ năng

 Dòng điện trong kim loại:

1. Về nội dung cơ bản: HS phải hiểu và nắm được những nội dung kiến thức sau:

- Hạt dẫn điện trong kim loại (KL) là electron tự do.

- Nguyên nhân gây ra điện trở của KL là do sự mất trật tự của mạng tinh thể

cản trở chuyển động của electron tự do.

- Dòng điện trong KL là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do

dưới tác dụng của điện trường.

- Điện trở suất của KL phụ thuộc vào nhiệt độ; Hiện tượng siêu dẫn.

 Dòng điện trong chất điện phân:

- Hiện tượng nhiệt điện, bản chất của dòng nhiệt điện là dòng điện trong kim loại.

- Thí nghiệm để rút ra: Chất điện phân dẫn điện còn nước cất không dẫn điện.

Các hạt tải điện trong chất điện phân là ion dương và ion âm. So với KL thì chất điện

phân không dẫn điện tốt bằng.

- Thí nghiệm để rút ra: Hiện tượng khi cho dòng điện qua dd điện phân mà cực

dương bị bào mòn, cực âm có lớp vật chất bám vào là hiện tượng dương cực tan.

Điều kiện để có hiện tượng dương cực tan là phải điện phân dd muối của KL dùng

làm anốt.

- Khi có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân đóng vai trò như một

điện trở, còn điện phân với điện cực trơ thì có suất phản điện.

28

- Công thức Faraday: m = A I t/Fn

- Ứng dụng của hiện tượng điện phân: luyện kim, đúc điện, mạ điện.

 Dòng điện trong chất khí:

- Thí nghiệm: Sự dẫn điện không tự lực và tự lực của chất khí; Bản chất của

dòng điện trong chất khí. Hạt dẫn điện trong chất khí là ion dương, ion âm, electron.

- Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm.

- Tia lửa điện: Định nghĩa, điều kiện tạo ra tia lửa điện, ứng dụng.

- Hồ quang điện: Định nghĩa, điều kiện tạo ra hồ quang và ứng dụng.

- Kĩ năng thực hành T/N như: Kĩ năng quan sát T/N (Sự phụ thuộc của R vào

2. Về kĩ năng: HS phải có được các kĩ năng sau:

nhiệt độ, hiện tượng nhiệt điện; Hiện tượng điện phân, dương cực tan; Sự phóng điện

trong chất khí không tự lực và tự lực…), sử dụng được các dụng cụ đo như miliampe

- Kĩ năng thu thập thông tin từ quan sát thực tế, T/N, từ các tài liệu.

- Kĩ năng xử lí thông tin như: Xử lí số liệu T/N, vẽ đồ thị, phân tích, suy luận,

kế, milivôn kế, kĩ năng lắp ráp T/N…

- Kĩ năng truyền đạt thông tin: Trình bày kết quả T/N, trình bày những quan

qui nạp, khái quát…

- Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng có liên quan và giải

niệm, hiểu biết của cá nhân, lập luận bảo vệ ý kiến của mình trước tập thể…

bài tập SGK như: Giải bài tập về hiện tượng điện phân. Giải thích tại sao khi mưa

giông không nên trú mưa dưới gốc cây to, chỗ gò đất cao…Muốn các đồ vật không

gỉ, bền bóng đẹp ta phải làm như thế nào? ….

- Niềm say mê yêu thích môn Vật lý, chủ động tích cực, trung thực khách

3. Về thái độ tình cảm: Cần hình thành và phát triển ở HS:

- Có ý thức trách nhiệm trước những nhiệm vụ học tập được giao, có tinh

quan trong quá trình học tập xây dựng kiến thức mới.

- Có ý chí phấn đấu, tự tin vào bản thân, mong muốn được khẳng định chính

thần hợp tác, biết lắng nghe ý kiến của người khác.

mình trước tập thể.

4. Về năng lực:

- Năng lực phân tích, tổng hợp, suy luận.

- Năng lực tự học.

29

- Năng lực giải quyết vấn đề (trong đó có: năng lực thực nghiệm).

2.4. Soạn thảo tiến trình dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”

2.4.1. Xác định mục tiêu của từng bài học

- Mục tiêu về kiến thức.

- Mục tiêu về kĩ năng.

- Mục tiêu về thái độ.

2.4.2. Chuẩn bị bài học

Với những bài học thì GV cần chuẩn bị:

- Thiết bị dạy học cần thiết.

- Xây dựng các tình huống Vật lí.

- Xây dựng phiếu học tập theo các yêu cầu từ cao đến thấp của mỗi bài phát

cho học sinh để học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức của bài học.

2.4.3. Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Vật lí cần dạy

Lập sơ đồ trên từng bài cụ thể.

2.5. Vận dụng PPTN khi dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” để

phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh

2.5.1. Các thí nghiệm sử dụng khi dạy học chương ‘‘Dòng điện trong các môi

trường’’ nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS.

Thí nghiệm 1: Khảo sát sự phụ thuộc điện trở kim loại vào nhiệt độ

Hình 2.1. Bộ thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc điện trở của kim loại vào nhiệt độ

- Mục đích: Khảo sát định tính sự phụ thuộc của điện trở kim loại vào nhiệt độ

- Dụng cụ: + Điện kế chứng minh

+ Dây may so.

+ Nguồn điện.

30

+ Đế gang, đèn cồn, dây nối…

- Tiến hành thí nghiệm: đốt nóng dây may so, quan sát kim điện kế.

Thí nghiệm 2: Hiện tượng nhiệt điện

Hình 2.2. Bộ thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện

- Mục đích: Khảo sát hiện tượng nhiệt điện

- Dụng cụ:

+ Điện kế chứng minh

+ Cặp nhiệt điện (công tăng tan - đồng).

+ Đế gang, đèn cồn, dây nối…

- Trình tự thí nghiệm:

+ Lắp ráp các thiết bị theo sơ đồ Hình 2.2.

+ Chỉnh kim điện kế về 0.

+ Đốt nóng một mối hàn, quan sát kim điện kế.

Thí nghiệm 3: Dòng điện trong chất điện phân

- Mục đích: khảo sát dòng điện trong chất điện phân và hiện tượng điện phân

- Lắp ráp và tiến hành như Hình 2.3.

31

Hình 2.3. Bộ thí nghiệm Dòng điện trong chất điện phân

Thí nghiệm 4: Dòng điện trong chất khí

- Mục đích: khảo sát sự dẫn điện của chất khí ở điều kiện thường.

- Dụng cụ: điện kế chứng minh, đế gang, bộ hai điện cực inox, biến áp nguồn,

dây nối, đèn cồn.

- Trình tự thí nghiệm:

+ Lắp ráp các thiết bị theo sơ đồ Hình 2.4.

+ Chỉnh kim đồng hồ của điện kế về 0.

+ Chỉnh biến áp nguồn về 0.

+ Đặt đèn cồn phía dưới và trong khoảng giữa hai điện cực inox.

+ Đốt lửa và quan sát số chỉ kim điện kế.

Hình 2.4. Bộ thí nghiệm Dòng điện trong chất khí

Thí nghiệm 5: Máy Rumcop (tia lửa điện)

Hình 2.5. Bộ thí nghiệm tia lửa điện

- Mục đích: Tìm hiểu về tia lửa điện

- Dụng cụ: máy Rumcop (Hình 2.5)

32

- Tiến hành: Ban đầu vặn núm xoay hết sang trái, hai công tắc gạt xuống dưới

+ Dây cắm vào ổ điện 220V, gạt các công tắc lên phía trên, điều chỉnh núm

xoay dần sang phải, quan sát hiện tượng xảy ra giữa hai điện cực.

2.5.2. Thiết kế tiến trình dạy học bài 1 “Dòng điện trong kim loại”

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

- Nêu được tính chất điện chung của kim loại, sự phụ thuộc của điện trở suất

của kim loại theo nhiệt độ.

- Nêu được nội dung chính của thuyết êlêctron về tính dẫn điện của kim loại.

Vận dụng thuyết để giải thích một cách định tính các tính chất điện của kim loại.

- Phát biểu được hiện tượng nhiệt điện là gì và nêu một số ứng dụng.

- Hiểu được hiện tượng siêu dẫn là gì và một số ứng dụng của nó.

2. Kĩ năng

- Vận dụng giải thích hiện tượng, tính chất điện.

- Giải các bài tập đơn giản.

- Sử dụng thiết bị thí nghiệm để khảo sát hiện tượng: điện trở suất phụ thuộc

nhiệt độ, hiện tượng nhiệt điện.

3. Thái độ

- Nghiêm túc, tích cực và hợp tác trong hoạt động nhóm.

- Chuẩn bị cơ sở tâm lí cho những hoạt động thực tiễn liên quan đến nền sản

xuất hiện đại.

4. Hình thành và phát triển năng lực

- Năng lực giải quyết vấn đề: khám phá bản chất dòng điện trong kim loại và

các hiện tượng liên quan (sự phụ thuộc điện trở suất theo nhiệt độ, hiện tượng nhiệt

điện, hiện tượng siêu dẫn).

- Năng lực hợp tác, trao đổi thông tin.

- Năng lực sử dụng ngôn ngữ…

II. Chuẩn bị

1. Về phương pháp:

- Vận dụng phương pháp thực nghiệm vào giải quyết các tình huống có vấn đề.

- Quá trình DH được tiến hành thông qua 5 hoạt động của GV và HS, trong đó

33

có 2 hoạt động kết hợp sử dụng CNTT.

- Tổ chức cho HS thảo luận nhóm (chia nhóm, mỗi nhóm khoảng 6-7 em),

đánh giá các ý kiến xây dựng kiến thức cho bài học.

2. Phương tiện dạy học

Đối với giáo viên:

- Chuẩn bị T/N: 1nguồn điện, mA, dây may so có R=10Ω, các dây nối; Cặp

nhiệt điện, bật lửa ga, nước đá; Vẽ to hình 13.1 sgk.

- Giáo án điện tử, máy chiếu, máy tính

- Đề kiểm tra kết quả học tập, phiếu học tập.

Học sinh: Ôn lại tính dẫn điện của kim loại ở lớp 9, dòng điện trong kim loại

34

tuân theo định luật Ôm.

3. Ý tưởng vận dụng PPTN vào dạy học:

Sơ đồ 2.1. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ của bài Dòng điện

trong kim loại

III. Sơ đồ tiến trình xây dựng các kiến thức.

35

1. Bản chất của dòng điện trong kim loại

36

2. Sự phụ thuộc của điện trở của kim loại vào nhiệt độ. Hiện tượng siêu dẫn.

37

38

3. Hiện tượng nhiệt điện

IV. Tiến trình dạy học cụ thể

GV: Điều kiện để có dòng điện trong mạch là gì?

HS: Phải có các hạt mang điện và có điện trường.

Hoạt động 1: Bản chất của dòng điện trong kim loại.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

GV: Đưa ra T/N như sau: 1. Bản chất dòng điện

mA

Gồm nguồn điện, mA, vật trong kim loại. - + cách điện, điện trở (có thể là

bóng đèn), dây nối được mắc R như hình vẽ:

Tiến hành T/N: Đóng mạch

điện, em quan sát mA? HS:

+ Khi mắc vật cách điện: -Phân tích và hiểu đúng

vấn đề:(Đặt HS vào tình Kim mA không quay.

huống có vấn đề): Yêu cầu + Khi mắc điện trở: Kim

HS quan sát số chỉ ampe kế. mA quay có dòng điện

(?) Tại sao kim loại lại dẫn chạy trong kim loại.

được điện? Bản chất dòng

điện trong kim loại?

- Giải quyết vấn đề:

Giải pháp GQVĐ 1: Để giải

thích nguyên nhân hiện HS: Thảo luận nhóm, để

tượng trên: nắm được thuyết

HS xem các mô hình mạng electron về tính dẫn

tinh thể của một số chất, để điện của kim loại.

HS đưa ra được thuyết e về

tính dẫn điện của kim loại.

Lập luận logic VĐ1 HS: Có 2 điều kiện:

GV: Điều kiện để có dòng Có hạt mang điện tự do

39

điện là gì? Có điện trường

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

(?) Hạt tải điện (dẫn điện)

trong kim loại là hạt nào?

Bản chất của dòng điện trong

kim loại là gì?

Để giải thích nguyên nhân HS: Làm việc độc lập: -Thuyết electron: SGK

-

hiện tượng trên: Hạt tải điện trong Cấu tạo mạng tinh thể

Cho HS xem các mô hình kim loại là electron tự do, kim loại.

mạng tinh thể của một số mật độ của chúng cao - Hạt tải điện trong kim

chất, để HS đưa ra được nên kim loại dẫn điện rất loại là electron tự do (khí

thuyết e về tính dẫn điện của tốt. e), có mật độ rất lớn.

kim loại. Kim loại dẫn điện tốt.

- Bản chất của dòng điện

trong kim loại là dòng

chuyển dời có hướng của

các eletrron tự do dưới

tác dụng của điện trường.

(?) Nguyên nhân nào gây ra HS: Do sự mất trật tự của - Sự dao động của các

điện trở của kim loại? mạng tinh thể đã cản trở ion mạng trong mạng

GV: Các loại mất trật tự chuyển động của electron tinh thể, sự xuất hiện các

thường gặp là chuyển động tự do. tạp chất lẫn trong kim

nhiệt của các ion trong mạng loại cản trở chuyển động

tinh thể, các tạp chất lẫn của e tự do, là nguyên

trong kim loại, khi nhiệt độ nhân gây ra điện trở kim

mạng tinh thể tăng thì sự mất loại.

trật tự của mạng càng lớn.

Điện trở của kim loại rất HS: Cá nhân tiếp thu ghi

nhạy cảm với các yếu tố này. nhớ.

(Cho HS xem bảng 13.1

40

sgk).

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

GV đặt các câu hỏi mở rộng: HS: Do cấu trúc mạng

(?) Sự dẫn điện của các kim tinh thể khác nhau, mật

loại có như nhau không? độ e khác nhau nên các

(?) Có thể thay đổi điện trở kim loại dẫn điện khác

kim loại bằng cách nào? nhau.

-Để thay đổi điện trở kim

loại có thể: thay đổi hình

dạng kích thước, bản chất

của kim loại.

Hoạt động 2: Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ.

Hiện tượng siêu dẫn.

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

Phân tích và hiểu đúng vấn 2. Sự phụ thuộc của

đề: (Đặt HS vào tình huống điện trở suất của kim

có vấn đề) HS thảo luận loại theo nhiệt độ. Hiện

Các em đã biết một trong Đề xuất giả thuyết: tượng siêu dẫn.

những nguyên nhân gây ra Theo thuyết ĐHPT khi t

điện trở của kim loại là sự dđ thay đổi thì sự dao động

của ion quanh nút mạng. của các ion nút mạng

Vậy khi nhiệt độ của kim loại cũng thay đổi, do đó sự

thay đổi thì sự dao động của cản trở CĐ theo hướng

ion ntn? Và do đó điện trở của các e cũng thay đổi,

của kim loại ntn? Điện trở dẫn đến r của kim loại

của kim loại thay đổi như thế cũng thay đổi, t tăng thì r

nào khi nhiệt độ thay đổi? tăng.

GV: Các em hãy đề xuất Đề xuất thí nghiệm

phương án thí nghiệm kiểm kiểm chứng.

41

tra giả thuyết. Sơ đồ T/N:………..

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

Đưa ra T/N: Gồm nguồn

điện, dây nối, mA, dây may

so có điện trở R(=10Ω), được

mắc như hình vẽ: (Cho HS

quan sát T/N và trả lời) HS: Quan sát T/N và rút

ra kết quả. Tiến hành T/N:

-T/N3: đóng mạch, quan sát

mA? T/N3: Khi t không thay

-T/N4: Thay đổi nhiệt độ vật đổi, mA chỉ giá trị dòng

dẫn (dây may so) điện ổn định, không thay

đổi theo thời gian.  Đốt nóng dây may so bằng

T/N4: mA chỉ giá trị đèn cồn.

dòng điện giảm khi vật  Đưa vào nước đá.

dẫn bị đốt nóng và tăng Lập luận locgic VĐ 2:

dần khi bị làm lạnh. (?) Qua 2 T/N này, hãy cho

HS: Chứng tỏ, điện trở -Điện trở suất của kim biết điện trở R của dây may

của kim loại tăng khi loại phụ thuộc vào nhiệt so phụ thuộc thế nào theo

nhiệt độ tăng và giảm khi độ theo hàm bậc nhất: nhiệt độ?

nhiệt độ giảm. ρ=ρ0[1+ α(t- t0)] GV: Cho HS xem đồ thị sự

(13.1) phụ thuộc của điện trở suất

HS: Thảo luận nhóm của kim loại vào nhiệt độ.

Đồ thị:…H13.2 SGK Kết luận về sự phụ thuộc

điện trở suất theo nhiệt độ.

Vận dụng kiến thức

GV yêu cầu HS thảo luận và

trả lời:

(?) Sự phụ thuộc của hệ số

nhiệt điện trở của kim loại

42

-Tìm hiểu ứng dụng, trả -Hiện tượng siêu dẫn: vào nhiệt độ được ứng dụng

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

để làm gì? Sau đó trả lời câu lời câu 1. Khi nhiệt độ của kim

-Làm việc cá nhân với C1? loại giảm xuống thì ρ

- Áp dụng giải bài tập liên SGK kết hợp với xem mô của kim loại giảm liên

phỏng trả lời. quan. tục. Đến gần 0K thì điện

- Tìm hiểu hiện tượng siêu trở của kim loại rất nhỏ.

dẫn. Đối với một số kim loại

(Sử dụng PP giảng giải minh và vật liệu đặc biệt khi

họa) nhiệt độ giảm đến nhiệt

GV: Cho HS xem đồ thị sự độ tới hạn Tc nào đó thì

phụ thuộc điện trở suất của - Xem đồ thị sự phụ điện trở đột ngột giảm

một số chất siêu dẫn ở nhiệt thuộc điện trở suất của xuống bằng 0. Lúc đó

độ thấp. một số chất siêu dẫn ở các vật liệu đã chuyển

(?) Nhận xét đồ thị. nhiệt độ thấp. sang trạng thái siêu

(?) Ứng dụng của hiện tượng dẫn.

siêu dẫn?

+ Nhận xét đồ thị.

Cuộn dây siêu dẫn để tạo Ứng dụng:

ra từ trường rất mạnh. -Tạo nam châm điện có

từ trường mạnh.

-Truyền tải điện.

Hoạt động 3. Tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

Sơ đồ T/N: (H13.4SGK -Phân tích và hiểu đúng 3. Hiện tượng nhiệt

vấn đề: (Đặt HS vào tình điện

43

huống có vấn đề)

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

GV: Đưa ra T/N gồm 2

dây dẫn kim loại khác

nhau về bản chất dược

hàn 2 đầu với nhau, mA,

đèn cồn, nước đá.

Tiến hành T/N5, T/N6.

-Hiện tượng nhiệt điện: (?)Tại sao dòng điện chỉ Tiến hành T/N:

Hiện tượng xuất hiện xuất hiện khi nhiệt độ T/N5: Để 2 đầu mối hàn có

suất điện động trong bộ hai mối hàn chênh lệch? nhiệt độ như nhau Không

hai dây dẫn khác loại -Phát hiện giải pháp có dòng điện.

hàn hai đầu khi nhiệt độ GQVĐ3: T/N6: Đốt một mối hàn 

GV hướng dẫn HS tìm hai mối hàn chênh lệch. có dòng điện trong mạch.

hiểu hiện tượng Dibec.

-Lập luận logic VĐ 3: HS: Thảo luận nhóm và trả

Sự xuất hiện dòng điện lời: trong mạch có một suất

chứng tỏ điều gì? điện động.

(?) Giải thích sự hình Có sự khuếch tán electrron

thành suất điện động từ đầu nóng sang đầu lạnh,

trong mạch? giữa 2 đầu nóng và lạnh có

GV cho HS xem mô hình một hiệu điện thế, vì hiệu

của sự khuếch tán của điện thế giữa 2 đầu của hai

electron từ đầu nóng sang dây kim loại khác nhau này

đầu lạnh. Suất nhiệt điện động: không giống nhau nên trong

GV: Thông báo: Suất =αT(T1- T2). mạch xuất hiện .

điện động nhiệt điện, cặp Bộ hai dây dẫn khác

nhiệt điện, dòng nhiệt nhau hàn với nhau gọi

điện. là cặp nhiệt điện (pin

44

(?) Suất điện động trong nhiệt điện).

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

mạch phụ thuộc như thế Dòng nhiệt điện phụ

nào vào nhiệt độ? thuộc vào bản chất của

GV tiến hành T/N7: Một HS: Cá nhân tiếp thu ghi hai vật liệu làm pin nhiệt

mối hàn vẫn đốt nóng còn nhớ. điện và độ chênh lệch

mối hàn kia nhúng vào nhiệt độ giữa hai mối

cốc nước đá đang tan. hàn.

-Vận dụng kiến thức -Ứng dụng:

GV yêu cầu HS tìm hiểu + Pin nhiệt điện

(?) Cặp nhiệt điện được + Nhiệt kế nhiệt điện.

ứng dụng để làm gì? HS: Cặp nhiệt điện dùng để Dòng nhiệt điện có bản

(?) Dòng nhiệt điện có đo nhiệt độ: Nhiệt kế nhiệt chất là dòng điện trong

bản chất như thế nào? điện; dùng làm nguồn điện: kim loại.

pin nhiệt điện.

Hoạt động 4: Luyện tập và hệ thống kiến thức.

GV: Cho HS làm bài 5-6 tr78.

HS: Thực hiện nhiệm vụ được giao.

Hoạt động 5: Vận dụng/tìm tòi mở rộng

GV: Giao nhiệm vụ về nhà

-Tìm hiểu những ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn, hiện tượng nhiệt điện với

các lĩnh vực của đời sống kĩ thuật. (qua internet)

- Tự thiết kế pin nhiệt điện đơn giản.

- Chuẩn bị bài 14 dòng điện trong chất điện phân.

HS: Tiếp nhận nhiệm vụ.

2.5.3. Thiết kế tiến trình dạy học bài 2 “Dòng điện trong chất điện phân”

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

- Nêu được nội dung của thuyết điện li.

- Trả lời được câu hỏi thế nào là chất điện phân, hiện tượng điện phân, nêu

45

được bản chất dòng điện trong chất điện phân.

- Nắm được thế nào là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân, hiện tượng

dương cực tan.

- Tham gia thiết kế các phương án thí nghiệm trong bài học.

- Phát biểu được định luật Faraday, viết công thức của định luật.

2. Kĩ năng

- Vận dụng được kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng

điện phân và giải được các bài tập có vận dụng định luật Faraday.

- Nắm được kỹ năng tiến hành thí nghiệm, từ đó rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo sử

dụng và điều khiển những thiết bị, máy móc nói chung.

- Biết một số ứng dụng phổ biến của hiện tượng điện phân.

- Rèn được khả năng kết hợp giữa thao tác tay chân và óc quan sát, suy luận,

hiểu bản chất vật lý của cấu trúc kĩ thuật.

3. Thái độ

- Nghiêm túc, tích cực và hợp tác trong hoạt động nhóm.

- Chuẩn bị cơ sở tâm lí cho những hoạt động thực tiễn liên quan đến nền sản

xuất hiện đại.

4. Hình thành và phát triển năng lực

- Năng lực giải quyết vấn đề: Khám phá bản chất dòng điện trong chất điện

phân, hiện tượng dương cực tan.

- Các năng lực khác: năng lực tự học, hợp tác, tính toán, giao tiếp…

II. CHUẨN BỊ

1.Giáo viên

- Chuẩn bị thí nghiệm thực hành cho học sinh về dẫn điện của nước tinh khiết

(nước cất hoặc nước mưa), nước pha muối NaCl, dung dịch CuSO4, H2SO4 về điện phân.

- Chuẩn bị một bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học để tiện dụng

khi làm bài tập.

- Máy chiếu, máy tính, giáo án điện tử.

46

- Phiếu học tập, phiếu kiểm tra kết quả học tập.

2.Học sinh: Ôn lại:

- Tác dụng hoá học của dòng điện và sự điện li.

- Các kiến thức về dòng điện trong kim loại.

- Kiến thức về hoá học, cấu tạo các axit, bazơ, và liên kết ion, hóa trị.

47

Phiếu học tập

3. Ý tưởng vận dụng PPTN

Sơ đồ 2.2. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ bài “Dòng điện

48

trong chất điện phân”

III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài “Dòng điện trong chất điện phân”

49

1. Thuyết điện li. Bản chất của dòng điện trong chất điện phân

2. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan. Định

50

luật Fa-ra-day

IV.Tiến trình dạy học cụ thể

Hoạt động 1: Tìm hiểu thuyết điện li. Bản chất dòng điện trong chất điện phân

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

HS chia thành 4 nhóm Làm nảy sinh vấn đề

GV cho HS làm T/N1 và tiến hành thí nghiệm theo

T/N2 theo sơ đồ H14.1. hướng dẫn của giáo viên.

VĐ1: Tại sao nước cất + T/N1: T/N với dung

không dẫn điện, còn dung dịch nước cất.

dịch muối lại dẫn điện? + T/N2: pha thêm muối

NaCl, tăng dần nồng độ.

Quan sát số chỉ ampe kế,

nhận xét hiện tượng.

Giải pháp giải quyết

HS: Trả lời vấn đề 1: 1.Thuyết điện li

(?) Điều kiện có dòng Trong dung dịch, các hợp

điện trong một môi chất hóa học như axit, bazơ

trường? HS: và muối bị phân li thành các

(?) Tại sao dung dịch -Tìm hiểu thuyết điện li. nguyên tử hoặc nhóm nguyên

muối lại dẫn điện? + Hạt tải điện trong dung tử tích điện gọi là ion, ion có

GV gợi mở để HS nhớ dịch muối, axit, ba-zơ là thể chuyển động trong dung

tới thuyết điện li. các ion. dịch và trở thành hạt tải điện.

- Gợi ý: Để trả lời câu hỏi + Các dung dịch muối,

này chúng ta cần phải sử axit, ba-zơ và các muối,

dụng một lý thuyết gọi là ba-zơ nóng chảy gọi là

thuyết điện li. chất điện phân.

HS: Trả lời câu hỏi.

GV: Bản chất dòng điện 2.Bản chất dòng điện trong

51

trong chất điện phân là chất điện phân

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

gì? -Dòng điện trong chất điện

(?) Hãy so sánh sự dẫn phân là dòng dịch chuyển có

điện của chất điện phân hướng của các ion dương

với kim loại? theo chiều điện trường và ion

HS: Làm thí nghiệm âm ngược chiều điện trường.

GV: Hiện tượng gì xảy ra + T/N3: T/N với dung -Dòng điện trong chất điện

ở các điện cực khi có phân không chỉ tải điện lượng dịch CuSO4 có Anot

dòng điện qua chất điện bằng Cu (hoặc inox). mà còn tải cả vật chất(theo

phân? nghĩa hẹp) đi theo. Tới điện Quan sát các điện cực:

GV: cho HS làm T/N3. cực chỉ có e có thể đi tiếp, có kim loại bám vào

còn ion dương đến cực âm  thông báo hiện tượng catot.

nhận thêm e trở thành các điện phân. -Phát biểu hiện tượng

nguyên tử đọng lại ở điện điện phân.

cực, gây ra hiện tượng điện

phân.

Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng dương cực tan

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

Làm nảy sinh vấn đề : 3. Các hiện tượng diễn

GV cho HS tiến hành T/N4: ra ở điện cực. Hiện

-Đổi vị trí hai điện cực ở tượng dương cực tan.

T/N3: điện cực có bám * Hiện tượng dương cực

đồng dùng làm anot. Sau đó tan.

đóng mạch cho dòng điện - Bình điện phân: điện

chạy qua. Quan sát hai điện cực kim loại, chất điện

cực sau một khoảng thời phân là dung dịch muối

gian nhất định. của kim loại dùng làm

(?) Hiện tượng gì xảy ra HS: Hiện tượng dương cực catot.

52

trên các điện cực ? bị ăn mòn. - Hiện tượng: dương cực

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

(?) Hiện tượng dương cực Anot là kim loại (anot) bị mòn, catot có

tan xảy ra khi nào? Nguyên Chất điện phân là dung dịch kim loại bám vào.

nhân là gì? muối của kim loại làm anot. - Bình điện phân đóng

GV: Yêu cầu HS dựa vào HS: tìm hiểu và giải thích vai trò như điện trở

kết quả T/N và tìm hiểu hiện tượng: thuần.

SGK để đi giải thích hiện - Ở cực dương (anôt):

tượng. Cu2+ + (SO4)2- = CuSO4 và

CuSO4 tan vào dung dịch, Kiểm chứng

(?) Hiện tượng gì xảy ra khi tiếp tục phân li làm cho cực

ta dùng bình điện phân có dương mòn đi. *Bình điện phân điện

hai cực bằng grafit và dung - Ở cực âm(catôt): Cu2+ đến cực trơ:

dịch điện phân là dd catot trao đổi điện tích hình - Không có hiện tượng

thành nguyên tử Cu bám dương cực tan. H2SO4?

vào bề mặt catôt. - Có khí thoát ra từ các HS làm T/N 5.

Kết quả: Cực dương bị mòn điện cực. - Trong trường hợp

đi, cực âm có đồng bám - Bình điện phân đóng này, không có hiện tượng

vào. vai trò như máy thu điện. cực dương tan xảy ra, chỉ

- HS thảo luận: có nước bị phân tích thành

+ Có khí bay ra ở điện cực. hiđrô bay ra ở anôt.

+ Phân tử H2SO4 bị phân li - Năng lượng W dùng

thành H+ và (SO4)2- khi có để thực hiện việc phân tách

điện trường trong bình điện lấy từ năng lượng của dòng

phân, ion H+ bị đẩy về anôt. điện, nên nó tỉ lệ với điện

Vì grafit dẫn điện nhưng lượng chạy qua bình điện

không tạo thành ion nên phân. Ta có thể viết

không có hiện tượng cực W=pIt, trong đó P gọi là

dương tan xảy ra. suất phản điện của bình

53

điện phân.

Hoạt động 3: Nghiên cứu các định luật của Fa-ra-day

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- GV nhắc lại thí nghiệm - Học sinh thảo luận nhóm: 4. Các định luật Fa-ra-

- Khối lượng m chất giải điện phân dung dịch CuSO4 đây

với anôt bằng Cu. phóng ra ở điện cực tỉ lệ với Định luật Fa-ra-đây

(?) Khối lượng của chất số ion N về điện cực. thứ nhất:

thoát ra ở điện cực có mối - Điện lượng chuyển qua Khối lượng vật chất

liên hệ định lượng như thế bình điện phân tỉ lệ với số được giải phóng ở điện

nào với điện lượng chuyển ion đi về điện cực. cực của bình điện phân

qua bình điện phân? Vậy m ~ q = It tỉ lệ thuận với điện

Giả thuyết: m tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình đó.

lượng q=It. m=kq

Suy luận lí thuyết k là đương lượng điện

- Gợi ý: Tại sao lại có khối hóa của chất được giải

lượng chất giải phóng ở phóng ở điện cực.

điện cực âm? Khối lượng

này có tỉ lệ với số ion N

dịch chuyển về điện cực

không? Điện lượng chuyển

qua bình điện phân quan hệ

như thế nào với số ion N?

- Fa-ra-đây đã làm thí

nghiệm và cũng có nhận xét

như vậy. Từ nhận xét tương

tự như trên, năm 1863 Fa-

ra-đây đã phát biểu thành

54

định luật:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

- Đương lượng điện hóa của

một nguyên tố có mối liên - Dòng điện là dòng ion nên

hệ định lượng như thế nào ta có: m=m0N

với bản chất hóa học Mặt khác: m0 = A/NA

(nguyên tử lượng, hóa trị) với NA là số Avôgađrô, m0

của nguyên tố đó? là khối lượng của mỗi ion.

- Gợi ý: Định luật Fa-ra-đây 

(?) Khối lượng chất thoát ra thứ hai:

q=It=neN (n là hóa trị ở điện cực có mối liên hệ  Đương lượng điện

nguyên tố). như thế nào với nguyên tử hóa k của một nguyên tố

lượng của nguyên tố? tỉ lệ với đương lượng 

(?) Điện lượng chuyển qua gam A/n của nguyên tố

Theo ĐL I: ; bình điện phân có mối liên đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F,

hệ như thế nào với hóa trị trong đó F là số Fa-ra- F=NA.e96500C/mol,

của nguyên tố? đây. không đổi với mọi nguyên

Định luật Fa-ra-đây thứ 2 tố, gọi là hằng số Fa-ra-đây.

Kiểm chứng giả thuyết: -Vậy đương lượng điện hóa F=96 494C/mol - Tiến hành T/N6: Quan sát k tỉ lệ thuận với nguyên tử F96500C/mol. lượng chất bám vào: lượng A và tỉ lệ nghịch với

+ Thời gian khác nhau. hóa trị của nguyên tố. *Công thức Fa-ra-đây + Tăng giảm cường độ dòng

điện. - Viết công thức Fa-ra-đây.

(?) Hãy viết công thức Fa-

m là khối lượng chất ra-đây về điện phân?

giải phóng ra ở điện cực,

55

tính ra gam.

Hoạt động 4: Nghiên cứu các ứng dụng của hiện tượng điện phân

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

(Dùng phương pháp đàm 5.Ứng dụng của hiện

thoại thuyết trình) tượng điện phân

(?) Hiện tượng điện phân Hiện tượng điện phân

được ứng dụng trong kĩ có nhiều ứng dụng trong

thuật và đời sống như thế thực tế sản xuất và đời

nào? sống như: luyện nhôm,

tinh luyện đồng, điều

chế clo, xút, mạ điện,

đúc điện,…

Luyện nhôm

(Dùng đoạn băng giới thiệu - Bể điện phân có cực

tính chất của nhôm) dương là quặng nhôm

(?) Nhôm và hợp kim nhôm nóng chảy, cực âm

có những ứng dụng gì trong bằng than, chất điện

đời sống? phân là muối nhôm

-Phương pháp luyện nhôm nóng chảy, dòng điện

dựa vào hiện tượng điện chạy qua khoảng 104A.

phân quặng nhôm nóng Bôxít là một loại quặng

chảy. nhôm trầm tích có màu

(?) Muốn mạ đồng (Phủ một hồng, nâu được hình

lớp đồng lên bề mặt) cho thành từ quá trình

một vật làm bằng thép ta phong hóa các đá giàu

phải làm thế nào? nhôm hoặc tích tụ từ

(?) Nếu muốn mạ bạc cho các quặng có trước bởi

vật đó ta phải làm thế nào? quá trình xói mòn.

Vậy để mạ một chất nào đó Quặng bô xít phân bố

56

lên bề mặt một vật thì điện chủ yếu trong vành đai

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

phân dung dịch muối của xung quanh xích đạo

chất đó có cực dương được đặc biệt trong môi

làm bằng chất đó và cực âm trường nhiệt đới. Từ

là vật cần mạ. bôxit có thể tách ra

-Lớp mạ điện: Thông aluminat, nguyên liệu

thường là kim loại hoặc hợp chính để luyện nhôm

kim. Ngày nay người ta có trong các lò điện phân.

công nghệ mạ điện tổ hợp Mạ điện

(composit) là công nghệ mà: KL: Bể điện phân có

Lớp mạ có thêm các hạt anôt là một tấm kim loại

cứng (ống nanô cacbon) để để mạ, catôt là vật cần

gia cường cho lớp mạ. Hạt mạ. Chất điện phân

Hình ảnh mạ kẽm trong cứng đóng vai trò như sỏi đá thường là dung dịch

công nghiệp trong khối bê tông. muối kim loại để mạ.

Dòng điện qua bể mạ

được chọn một cách

thích hợp để đảm bảo

chất lượng của lớp mạ.

Hoạt động 6: Củng cố/luyện tập.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

GV: Hãy viết công thức định luật I, II Faraday? HS: Hoàn thành yêu cầu của GV.

Hiện tượng điện phân là gì? Bản chất dòng điện

trong chất điện phân? Và làm bài tập 8,9 sgk?

Hoạt động 7: Vận dụng/tìm tòi mở rộng

HS tìm hiểu được ứng dụng của các kiến thức về sự điện phân đối với từng

lĩnh vực của đời sống và kĩ thuật.

57

(làm việc ở nhà)

2.5.4. Thiết kế tiến trình dạy học bài 3 “Dòng điện trong chất khí”

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

- Hiểu bản chất dòng điện trong chất khí, mô tả được sự phụ thuộc của dòng

điện vào hiệu điện thế.

- Dưới sự định hướng của giáo viên, học sinh có thể thiết kế được phương án

thí nghiệm kiểm tra dự đoán về dòng điện trong chất khí ở điều kiện thường. Hiểu

được thí nghiệm nghiên cứu dòng điện trong chất khí khi giáo viên tiến hành.

- Trình bày được hiện tượng nhân số hạt tải điện trong quá trình phóng điện

qua chất khí.

- Mô tả được cách tạo ra tia lửa điện và nêu được nguyên nhân hình thành tia

lửa điện sau khi quan sát giáo viên làm thí nghiệm với máy Rum - cóp.

- Mô tả được cách tạo ra hồ quang điện, nêu được điều kiện tạo ra hồ quang

điện và các ứng dụng chính của hồ quang điện.

2. Kĩ năng

- Quan sát, thu thập, xử lý thông tin khi làm thí nghiệm.

- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng giải thích các hiện tượng vật lí: Sét, hồ quang điện.

- HS biết nguyên tắc tạo ra tia lửa điện, hồ quang điện, những ứng dụng của tia

lửa điện và hồ quang điện trong đời sống và trong kĩ thuật.

- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng tự thu thập thông tin khi đọc tài liệu.

3. Thái độ

- Yêu thích môn học, tích cực chủ động tham gia các hoạt động học tập.

- Trung thực, khách quan, hợp tác, biết lắng nghe ý kiến của người khác và

tham gia vào việc xây dựng kiến thức mới.

4. Hình thành và phát triển năng lực

- Năng lực giải quyết vấn đề: khám phá bản chất dòng điện trong chất khí và

các hiện tượng: tia lửa điện và hồ quang điện.

- Năng lực hợp tác, trao đổi thông tin.

58

- Năng lực ngôn ngữ…

II. CHUẨN BỊ

1. Giáo viên:

- Chuẩn bị thí nghiệm phát hiện dòng điện trong chất khí: Nguồn điện, 2 bản

tụ điện bằng inốc, điện kế chứng minh, bộ khuếch đại dòng, dây nối, giá thí nghiệm.

- Máy Rum-cóp.

- Giáo án điện tử, máy tính, máy chiếu.

- Phiếu học tập, phiếu kiểm tra kết quả học tập.

2. Học sinh:

- Ôn lại khái niệm dòng điện là dòng các điện tích chuyển động có hướng.

- Ôn lại kiến thức về chuyển động của các phân tử khí.

3. Ý tưởng vận dụng PPTN

Sơ đồ 2.3. Ý tưởng vận dụng PPTN vào các giai đoạn để GQVĐ bài “Dòng điện

59

trong chất khí”

III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài “Dòng điện trong chất khí”

IV. Tiến trình dạy học cụ thể

TIẾT SỐ 01

Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức cũ

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

(?) Em hãy cho biết điều kiện xuất hiện - ĐK 1: Có các hạt mang điện tự

dòng điện trong một môi trường? do.

(?) Bản chất dòng điện trong kim loại và - ĐK 2: Đặt trong một điện

chất điện phân? trường.

Cá nhân nhận thức được vấn đề cần

60

nghiên cứu.

Hoạt động 2: Nghiên cứu sự dẫn điện của chất khí ở điều kiện thường

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

(?) Bằng kinh nghiệm thực Trả lời câu hỏi dựa vào kinh I. Chất khí là môi

tế, em hãy cho biết không nghiệm thực tế. trường cách điện.

- Chất khí không dẫn khí có dẫn điện không?

điện vì các phân tử khí GV giới thiệu bộ T/N:

ở trạng thái trung hòa - Có nguồn điện, bộ

khuyếch đại điện áp, dây điệnchất khí không

nối, giá T/N, điện kế, 2 bản có hạt tải điện.

tụ inốc. Sau đó GV tiến II. Sự dẫn điện của chất

hành T/N theo trình tự: khí trong điều kiện

- T/N1: Đóng mạch điện, thường. Quan sát thí nghiệm và

không đốt nóng không khí. nêu nhận xét.

- T/N2: Đốt nóng lớp không Chất khí dẫn điện khi

khí giữa 2 bản tụ. có tác động của các tác -Hiện tượng:

+ Đưa ngọn lửa tiến lại gần, nhân như: ngọn lửa, + Khi không đốt nóng không

ra xa lớp không khí giữa hai tia bức xạ…Các tác khí: kim điện kế chỉ 0.

bản cực. nhân này đã làm tăng + Khi dùng ngọn lửa đốt

+ Sau đó ngừng đốt nóng mật độ hạt tải điện nóng: kim điện kế lệch khỏi

không khí. trong chất khí. vị trí số 0 không khí dẫn

điệncó hạt tải điện.

+ Tăng nhiệt độ: dòng điện

có cường độ tăngMật độ

hạt tải điện tăng.

III. BẢN CHẤT DÒNG + Nếu không đốt nóng nữa

ĐIỆN TRONG CHẤT thì không khí lại hầu như

61

KHÍ không dẫn điện. GV: Tại sao Ở điều kiện áp 1. Sự ion hóa chất khí HS thảo luận suất thường chất khí không và tác nhân ion hóa. Tìm hiểu mục 1. Ở điều kiện dẫn điện? - Ngọn lửa, tia tử ngoại, áp suất thường chất khí

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

không dẫn điện vì không có … gọi là các tác nhân

các hạt mang điện tự do. ion hóa.

Tại sao khi bị đốt nóng, Trả lời câu hỏi. - Tác nhân ion hóa có

chất khí dẫn điện? Quan sát đường đặc trưng năng lượng cao, ion hóa

GV: yêu cầu HS tìm hiểu vôn - ampe chất khí, tách phân tử

khí trung hòa thành ion mục 1 và trả lời các câu hỏi.

dương và electron. (?) Tác nhân ion hóa và sự

Electron có thể kết hợp ion hóa là gì?

với phân tử khí trung (?) Hạt tải điện trong chất

hòa trở thành ion âm. khí là gì?

Hiện tượng này gọi là (?) Hãy nêu bản chất dòng

sự ion hóa chất khí. điện trong chất khí?

Dòng điện trong chất

Thảo luận chung toàn lớp, khí là dòng chuyển dời

mô tả: có hướng của các ion

-Đặc tuyến vôn - ampe dương theo chiều điện

không phải là đường thẳng Khi mất các tác nhân ion trường và các ion âm,

nên dòng điện trong chất khí hóa, các ion và e- trao đổi các electron ngược

không tuân theo định luật điện tích với nhau hoặc với chiều điện trường. Các

Ôm. điện cực để trở thành các hạt tải điện này do chất

-Đoạn Oa: U nhỏ, dòng điện phân tử khí trung hòa, nên khí bị ion hóa sinh ra.

tăng dần theo U. chất khí trở thành không

-Đoạn ab: U đủ lớn, cường dẫn điện. 2. Quá trình dẫn điện

độ dòng điện đạt giá trị bão không tự lực của chất

hòa. khí.

-Đoạn bc: U quá lớn, I tăng (?) Thế nào là quá trình dẫn - Quá trình dẫn điện

nhanh khi U tăng. điện không tự lực của chất (phóng điện ) của chất

62

-Các hạt tải điện đầu tiên do khí? khí chỉ tồn tại khi có tác

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

tác nhân ion hóa sinh ra là nhân ion hóa để tạo ra

electron và ion dương. hạt tải điện, gọi là quá

GV hướng dẫn HS phân Electron kích thước nhỏ hơn trình dẫn điện không tự

tích đồ thị I theo U của quá ion dương nên đi được lực.

trình phóng điện trong chất quãng đường dài hơn ion - Quá trình dẫn điện của

khí. dương trước khi va chạm chất khí không tuân

với một phân tử khí. Khi U theo định luật Ôm.

lớn, năng lượng điện trường 3. Hiện tượng nhân số

đủ lớn, electron nhận được hạt tải điện trong chất

(?) Hiện tượng nhân số hạt động năng đủ lớn để va khí trong quá trình dẫn

tải điện là gì? chạm với phân tử trung hòa điện không tự lực.

GV giải thích quá trình và làm ion hóa nó, biến nó

nhân số hạt tải. thành electron tự do và ion

dương. Khi đó mật độ hạt tải - Hiện tượng tăng mật

điện tăng, chất khí trở lên độ hạt tải điện trong

dẫn điện tốt hơn. chất khí do dòng điện

chạy qua gây ra gọi là

hiện tượng nhân số hạt

tải điện.

Hoạt động 3: Củng cố và luyện tập GV: nêu câu hỏi củng cố kiến thức. HS: thảo chung toàn lớp tìm câu trả lời. Hoạt động 4: Vận dụng/tìm tòi mở rộng GV: giao nhiệm vụ về nhà cho HS: - Làm các bài tập 8,9 sgk và ôn lại các bài dòng điện trong: Kim loại; Chất

điện phân; Chất khí.

- Tìm hiểu được ứng dụng của các kiến thức về sự phóng điện trong chất khí

đối với từng lĩnh vực của đời sống và kĩ thuật.

63

- Tìm hiểu về sét, hoạt động của đèn ống, đèn hơi(khí). HS: Nhận nhiệm vụ học tập. Tiết số 2 (xem phần phụ lục 6)

Kết luận chương 2

Trên cơ sở lí luận và thực tiễn của việc “Vận dụng phương pháp thực nghiệm

để phát triển năng lực giải quyết vấn đề” trong DH Vật lý ở các trường THPT. Từ đặc

điểm chung của bộ môn Vật lí và đặc điểm của HS THPT miền núi, đặc biệt là phần

kiến thức về Dòng điện trong các môi trường (SGK cơ bản-11), đồng thời căn cứ vào

thực trạng trang thiết bị hiện có ở các trường PT, khả năng tự khai thác, chế tạo

những mô hình, dụng cụ thí nghiệm dạy và học phù hợp với khả năng của GV, trình

độ nhận thức của HS và mục tiêu tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. Trong

chương này chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện được các công việc sau:

- Nghiên cứu cấu trúc nội dung chương trình và hình thành phát triển một số

kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường”.

- Tiến hành thiết kế tiến trình dạy học cụ thể ba bài thực nghiệm dựa trên cơ sở

Vận dụng phương pháp thực nghiệm để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS.

Việc xây dựng kiến thức cơ bản của mỗi bài học đều dựa trên sơ đồ biểu đạt lôgíc,

tiến trình nhận thức khoa học phù hợp với trình độ HS nhằm phát huy tính tích cực,

tự lực của HS trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức, qua đó bồi dưỡng và phát triển

64

năng lực giải quyết vấn đề, năng lực nhận thức của HS.

Chương 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài,

cụ thể như sau: nếu vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý, thì sẽ

góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Đồng thời kiểm tra mức

độ phù hợp của các phương pháp, phương tiện dạy học và nội dung giáo dục được lựa

chọn để đưa vào bài nhằm nâng cao chất lượng trong dạy học vật lý tại các trường

phổ thông.

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm

- Khảo sát, điều tra cơ bản để lựa chọn đúng lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng,

chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ công tác thực nghiệm sư phạm.

- Tổ chức dạy học thực nghiệm có so sánh đối chứng 3 tiến trình dạy học đã

soạn thảo theo hướng lí luận nghiên cứu của đề tài.

- Thống nhất với giáo viên dạy thực nghiệm về phương pháp và nội dung thực nghiệm.

- Thực hiện các giờ dạy thực nghiệm sư phạm.

- Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm và đánh giá các tiêu chí. Từ đó nhận xét

và rút ra kết luận tính khả thi của đề tài.

3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm

Chúng tôi chọn đối tượng thực nghiệm sư phạm là học sinh lớp 11 ở 3 trường

THPT trong tỉnh Thái Nguyên với các lớp thực nghiệm và đối chứng có học lực và sĩ

số tương đương nhau, cụ thể như sau:

Trường Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng

THPT Đại Từ 11A12 11A6

THPT Nguyễn Huệ 11A5 11A4

THPT Lưu Nhân Chú 11A4 11A3

3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

* Phương pháp điều tra thu thập thông tin:

Chúng tôi tiến hành điều tra, khảo sát đặc điểm tình hình dạy và học vật lý để tìm

65

hiểu những thông tin cần thiết về lớp TN và lớp ĐC ở các trường THPT chọn làm TNSP.

* Phương pháp so sánh, đối chứng:

- Tổ chức giảng dạy ở lớp TN theo phương án của đề tài và ở lớp ĐC theo

phương án của GV cộng tác tự soạn bình thường theo quy định chung, do cùng một

GV dạy.

- Tổ chức cho hai lớp ĐC và TN làm bài kiểm tra với cùng một nội dung, cùng

khoảng thời gian, đề bài do GV thực hiện đề tài chuẩn bị.

- Đối chiếu, so sánh giữa PPDH ở lớp TN và PPDH truyền thống ở lớp ĐC.

* Phương pháp quan sát :

- Trực tiếp dự giờ các lớp TN và ĐC, quan sát giờ học, ghi nhận đầy đủ các

hoạt động của GV và HS.

- Tính tích cực, tự lực, sáng tạo để GQVĐ của HS trong quá trình học tập.

- Kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế.

* Phương pháp trao đổi:

Sau mỗi hoạt động, mỗi giờ học trực tiếp gặp GV cộng tác, HS để trao đổi,

thảo luận kiểm chứng và xử lý các thông tin thu được một cách khách quan. Đồng

thời bổ sung, rút kinh nghiệm cho những hoạt động tiếp theo.

* Phương pháp Case Study: Quan sát việc học tập của một nhóm HS ở các

mức độ nhận thức khác nhau thông qua quá trình dạy các tiết TNSP để đánh giá năng

lực GQVĐ mà các em đạt được trong đợt TNSP.

* Phương pháp thống kê toán học :

Xử lý các kết quả thu được nhằm rút ra các kết luận khoa học về đề tài nghiên cứu.

3.5. Thời điểm làm thực tập sư phạm

Tháng 01 năm 2016.

3.6. Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm

3.6.1. Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng

Theo mục đích của đề tài, chúng tôi chọn các lớp TN và ĐC có số lượng bằng

nhau và tương đương về chất lượng. Chúng tôi không lấy tất cả HS trong lớp làm đối

tượng nghiên cứu mà bỏ ra ngoài danh sách những học sinh giỏi trội và những học

sinh quá kém và lấy tổng số HS sao cho các nhóm đối tượng khá, giỏi, trung bình,

yếu, kém bằng nhau. Giờ học vẫn tiến hành bình thường nhưng khi phân tích, đánh

66

giá thì chỉ xét số HS đã lựa chọn.

Bảng 3.1. Đặc điểm chất lượng học tập của các lớp TN và ĐC

Kết quả học tập môn vật lý lớp 10

Số Giỏi, khá Trung bình Yếu, kém Trường THPT Lớp HS Số HS % Số HS % Số HS %

TN:11A4 43 11 25.58 18 41.86 14 32.56 Nguyễn Huệ ĐC:11A5 44 10 22.72 19 43.18 15 34.09

TN:11A6 45 12 26.67 18 40.00 15 33.33 Đại Từ ĐC:11A12 43 11 25.58 18 41.86 14 32.56

TN: 11A3 42 9 21.43 18 42.86 15 35.71 Lưu Nhân Chú ĐC: 11A4 42 10 23.80 18 42.86 14 33.33

Để đánh giá năng lực GQVĐ của HS chúng tôi sử dụng phương pháp nghiên

cứu trường hợp (Case study). Mỗi lớp, mỗi đối tượng của mỗi trường chỉ chọn 1 HS.

Giáo viên theo dõi năng lực từng tiêu chí của từng HS và ghi vào bảng.

Bảng 3.2. DS HS của các nhóm TN- Case study

Trường

Lớp

G, K

TB

Y

Nguyễn Huệ

11A4 Nguyễn Thị Ngân

Đào Kim Liên

Hoàng Thanh Tú

Đại Từ

11A6

Hoàng Hải Anh

Nguyễn Ngọc Ánh Hoàng Quốc Đông

Lưu Nhân Chú 11A3 Ngô Phương Thảo

Trần Văn Hoàng

Nguyễn Thị Ngọc

Danh sách GV cộng tác tại các trường THPT trên địa bàn huyện Đại Từ:

Thầy Nguyễn Văn Thực: THPT Lưu Nhân Chú

Thầy Nguyễn Quốc Thể: THPT Nguyễn Huệ

Thầy Hoàng Thành Bách: THPT Đại Từ

3.6.2. Các bài thực nghiệm sư phạm

Sau khi xem xét kĩ về nội dung, phân phối chương trình vật lý THPT, kết hợp

về thời gian, chúng tôi soạn ba giáo án trong chương “Dòng điện trong các môi

trường” trên cơ sở nghiên cứu vận dụng phương pháp thực nghiệm nhằm phát triển

năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Cụ thể:

Giáo án 1: Dòng điện trong kim loại.

67

Giáo án 2: Dòng điện trong chất điện phân.

Giáo án 3: Dòng điện trong chất khí.

Với mỗi tiết dạy chúng tôi đều chú ý thực hiện:

- Dạy theo đúng tiến trình và tinh thần của giáo án, tuyệt đối không đảo lộn

thứ tự các tiết học.

- Chú ý quan sát, theo dõi, bao quát những cử chỉ, thái độ tâm sinh lý của HS

để nắm bắt kịp thời các diễn biến diễn ra trong giai đoạn tiếp theo.

- Tạo không khí sư phạm vui vẻ, nhẹ nhàng, tôn trọng, khích lệ động viên kịp

thời để HS mạnh dạn, hứng thú, tích cực xây dựng bài.

3.6.3. Chuẩn bị cơ sở vật chất

Tìm hiểu cơ sở Vật chất của nhà trường để chuẩn bị những dụng cụ thí nghiệm

(T/N) cần thiết cho bài dạy, nếu thiếu có thể đi mượn hoặc tự tạo một số T/N. Thực

hiện T/N trước nhiều lần, đảm bảo sự thành công của T/N.

3.7. Phương thức và tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

3.7.1. Phương thức và tiêu chí đánh giá kết quả học tập

*Sau khi chấm các bài KT (các điểm là số nguyên) của HS, chúng ta có

thể tính được các thông số thống kê sau:

+ Điểm trung bình của các bài KT bằng công thức: , trong đó N là

số bài KT (số HS làm bài KT), xi là loại điểm (thí dụ: điểm 0,1,2,...,10) và ni là tần số

các điểm mà HS đạt được.

+ Phương sai được tính bằng công thức: ;

+ Độ lệch chuẩn được tính bằng công thức: ;

+ Hệ số biến thiên (hệ số phân tán): (%), hệ số này càng thấp thì

chất lượng bài kiểm tra càng cao. Nếu V trong khoảng 0 - 10%: Độ dao động nhỏ;

68

Nếu V trong khoảng 10 - 30%: Độ dao động trung bình; Nếu V trong khoảng 30-

100%: Độ dao động lớn. Với độ dao động nhỏ hoặc trung bình thì kết quả thu được

đáng tin cậy.

+ Sử dụng phép thử t - student để xem xét tính hiệu quả của thực nghiệm sư

phạm, ta có kết quả: , trong đó:

tra bảng phân phối t-student, nếu t>tα chứng tỏ thực nghiệm có hiệu quả rõ rệt.

*Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh theo các tiêu chí

Dựa trên các thành phần của năng lực GQVĐ của HS để xây dựng khung tiêu

chí ĐG năng lực GQVĐ của HS. Chúng tôi dùng thang điểm 100 và căn cứ vào vai

trò của mỗi thành phần, mỗi tiêu chí của mỗi thành phần để phân bổ điểm. Mỗi tiêu

chí lại được xác định thành 3 mức: Mức 1 được 50%; Mức 2 được 80%; Mức 3 được

100% điểm của tiêu chí. Tính tổng điểm đạt được và qui đổi ra điểm 10.

Bảng 3.3. Khung tiêu chí tham chiếu năng lực GQVĐ

Thành tố năng lực

Mức độ

GQVĐ

Mức 2

Mức 1

Mức 3

-

Phân tích

- Chưa phân tích

- Phân tích chưa

- Phân tích được

tình huống cụ thể.

được tình huống.

đầy

đủ

tình

đầy đủ tình huống.

(5đ)

- Không phát hiện

huống.

- Biết tự phát hiện

Tìm hiểu,

-

Phát hiện

ra vấn đề.

- Phát hiện ra VĐ

ra vấn đề.

khám phá vấn

tình huống có vấn

nhưng không đầy

đề (20đ)

đề.(5đ)

đủ

- Phát biểu được

- Nêu tình huống

- Không phát biểu

- Phát biểu VĐ

vấn đề.

có vấn đề. (10đ)

được vấn đề.

chưa đầy đủ.

- Thu thập thông

- Xác định được

- Xác định được

- Xác định được

tin. (5đ)

các thông tin.

các thông tin.

các thông tin.

- Phân tích thông

- Biết tìm hiểu các

- Phân tích được

- Phân tích được

Thiết lập

tin.(5đ)

thông tin có liên

thông tin.

thông tin.

không gian

- Tìm ra các kiến

quan đến vấn đề

- Biết tìm hiểu

- Biết tìm hiểu các

vấn đề (20đ)

thức vật

lý và

nhưng ở mức kinh

các thông tin có

thông tin có liên

kiến

thức

liên

nghiệm bản thân.

liên quan đến vấn

quan đến vấn đề ở

môn

liên quan

đề ở SGK và trao

SGK, tài liệu tham

69

Thành tố năng lực

Mức độ

GQVĐ

Mức 1

Mức 3

Mức 2

đến vấn đề. (10đ)

đổi thảo luận với

khảo

khác

và

bạn.

thông qua

thảo

luận với bạn.

- Đề xuất giả

- Đề xuất được

- Đề xuất được

- Đề xuất được

Lập kế

thuyết. (10đ)

giải pháp GQVĐ

giải

pháp

giải

pháp

để

hoạch, thực

nhưng chưa hợp

GQVĐ nhưng

GQVĐ.

hiện giải

lý.

chưa sáng tạo.

pháp GQVĐ

- Lập được kế

(bằng lý

- Lập kế hoạch

- Chưa lập được

hoạch

để

- Lập được kế

thuyết hoặc

để

GQVĐ.

kế

hoạch

để

GQVĐ.

hoạch để GQVĐ.

bằng thực

(15đ)

GQVĐ.

- Thực hiện kế

-Thực hiện kế

nghiệm)

- Thực hiện kế

- Chưa thực hiện

hoạch GQVĐ

hoạch

GQVĐ

(40đ)

hoạch

để

được kế hoạch

độc lập nhưng

độc lập, sáng tạo

GQVĐ. (15đ)

GQVĐ.

chưa sáng tạo.

hoặc hợp lý.

- Thực hiện và

- Chưa thực hiện

- Thực hiện giải

-Thực hiện kế

đánh giá giải

giải pháp GQVĐ.

pháp

GQVĐ

hoạch độc

lập,

pháp

nhưng

chưa

sáng

tạo hoặc

GQVĐ.(5đ)

đánh giá được

hợp lý. Thực hiện

- Suy ngẫm về

giải pháp.

giải pháp GQVĐ.

Đánh giá và

cách

thức và

-Nhận ra được sự

phản ánh giải

tiến

trình

phù

hợp

hay

pháp (20đ)

GQVĐ.(10đ)

- Chưa

vận

không phù hợp

- Điều chỉnh và

dụng

được

của giải pháp.

vận dụng trong

trong

tình

-Vận dụng được

tình huống mới.

huống mới.

trong tình huống

(5đ)

mới.

HS có các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ như sau:

- Mức 1: HS không có năng lực GQVĐ hoặc năng lực GQVĐ yếu kém nếu

70

điểm dưới 5,0 hoặc hiểu sai vấn đề, không đưa ra được giải pháp GQVĐ.

- Mức 2: HS có năng lực GQVĐ trung bình nếu đạt từ 5,0 điểm đến dưới

8,0 điểm.

- Mức 3: HS có năng lực GQVĐ tốt là đạt từ 8,0 điểm trở lên.

3.7.2. Phương thức và tiêu chí đánh giá mặt định tính

Xử lí thông tin qua các phiếu điều tra thu được từ GV và HS, kết quả quan sát

được từ các tiết học TNSP để đưa ra kết luận về tính khả thi của đề tài.

3.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm

3.8.1. Phân tích định tính

Sau khi vận dụng PPTN trong dạy học nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho

HS, chúng tôi nhận thấy:

Đối với các lớp ĐC: Cách dạy có đổi mới nhưng chưa thấy có chuyển biến rõ

rệt. GV chủ yếu là thuyết giảng, HS tập trung lắng nghe và ghi chép. Tuy HS có trả

lời các câu hỏi GV đặt ra nhưng chưa thể hiện rõ sự hứng thú và tự giác, tích cực, chủ

động trong học tập.

Đối với các lớp TN: Tiến trình DH diễn ra khá sinh động. Chúng tôi đã lựa

chọn và phối hợp các PPDH theo nhóm một cách phù hợp với nội dung của từng tiết

học. Cách đặt vấn đề gắn liền với những hình ảnh sinh động, thực tế hoặc với những

thí nghiệm đơn giản và thực tiễn cho thấy đã gây được hứng thú đối với HS qua từng

tiết học.

- Ở bài đầu tiên, đa số HS chưa tích cực tham gia hoạt động giải quyết các vấn

đề mà GV đưa ra, chưa tích cực tham gia làm T/N và hoạt động theo nhóm. HS vẫn

có thói quen chờ đợi thầy cô giáo trình bày kiến thức như PPDH cũ. Các em còn rụt

rè, không dám trình bày ý kiến của mình trong nhóm cũng như trước tập thể lớp.

- Ở bài sau, HS có sự tiến bộ rõ rệt, các em không còn rụt rè, thụ động nữa.

Khi triển khai nhiệm vụ học tập theo nhóm các em đã mạnh dạn bàn bạc, thảo luận,

chủ động tìm kiếm kiến thức. Rất nhiều HS đã có thể đứng trước lớp trình bày một

vấn đề, bảo vệ quan điểm của mình và biết nêu thắc mắc. Chứng tỏ HS đã quen dần

và bắt nhịp với sự thay đổi của phương pháp dạy học mới. Trong các tiết học các em

làm việc là chủ yếu, một số em khá giỏi đã tự thiết kế được phương án thí nghiệm của

71

bài học, tự đưa ra được mô hình của một số thí nghiệm (mặc dù chưa đầy đủ). Có thể

nói: HS đã nỗ lực tìm tòi, tích cực giải quyết vấn đề trong bài học, không khí giờ học

khá sôi nổi.

Như vậy, qua việc tổng hợp, xử lí và phân tích các kết quả định tính của

TNSP, bước đầu có thể nhận định rằng không có gì là khó khả thi trong việc triển

khai dạy học theo nhóm vào quá trình dạy học Vật lý ở THPT; đặc biệt là cách tạo ra

tình huống, đặt câu hỏi và dẫn dắt hợp lý, vừa sức đối với HS, vừa kích thích được

tính tích cực độc lập của HS, vừa tạo ra được môi trường học tập hợp tác thân thiện,

lại vừa kiểm soát, ngăn chặn được những khó khăn, sai lầm có thể nảy sinh; chính HS

cũng lĩnh hội được tri thức phương pháp trong quá trình tìm tòi và huy động kiến

thức. GV hứng thú khi dùng các biện pháp sư phạm đó, HS thì học tập một cách tích

cực hơn. Những khó khăn về nhận thức của HS được giảm đi rất nhiều, và đặc biệt đã

hình thành cho HS phong cách hợp tác trong công việc.

Qua những phân tích trên có thể thấy ở lớp TN, HS rất có hứng thú tham gia

vào quá trình học tập một cách tích cực, chủ động. Trong quá trình hoạt động nhóm,

HS rất tích cực trả lời phiếu học tập, trao đổi những vấn đề chưa hiểu, tiến hành thí

nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, trong đó HS đã sử dụng các thao tác tư duy,

các PP suy luận để rút ra kết luận cần thiết, vận dụng kiến thức vào thực tế. Trong lúc

thảo luận kết quả làm được của nhóm trước lớp, các em đều mạnh dạn, tự tin. Đặc

biệt trong quá trình hoạt động nhóm thái độ, tác phong của HS hầu hết là rất nghiêm

túc, có tinh thần hợp tác làm việc và hoàn thành các công việc được giao.

Như vậy, việc vận dụng PPTN trong dạy học giúp các em có khả năng phát

hiện và giải quyết các vấn đề trong học tập cũng như trong cuộc sống, có sự tương tác

tích cực giữa GV và HS giúp HS từng bước rèn luyện khả năng GQVĐ, tự học, tự

biết khẳng định mình. Đó chính là kết quả rõ nét nhất có thể nhận thấy ở chiến lược

DH này.

3.8.2. Phân tích định lượng

3.8.2.1. Đánh giá NL giải quyết vấn đề của HS nhóm TN sau khi học

Sau mỗi tiết dạy thực nghiệm, chúng tôi ghi lại kết quả đánh giá năng lực

GQVĐ của HS trong quá trình tham gia các hoạt động học tập bằng phiếu quan sát

72

năng lực (phụ lục 8). Chúng tôi thu được kết quả sau:

Bảng 3.4. Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của nhóm TN

Bài 1: Dòng

Bài 2: Dòng

Bài 3: Dòng

điện trong kim

điện trong chất

điện trong chất

Họ và tên học sinh

loại

điện phân

khí

g n ờ ư r T

ĐTB 1

ĐTB 2

ĐTB 3

8.1

8.6

9.05

Nguyễn Thị Ngân

6.4

6.95

7.8

Đào Kim Liên

ệ u H

n ễ y u g N

5.7

6.75

7.05

Hoàng Thanh Tú

7.9

8.25

9.25

Hoàng Hải Anh ừ T

5.8

6.55

6.85

Nguyễn Ngọc Ánh

i ạ Đ

5.55

6.7

7.2

Hoàng Quốc Đông

8.55

8.65

9.4

Ngô Phương Thảo

5.5

6.55

6.85

Trần Văn Hoàng

ú h C

5.7

6.75

7.25

Nguyễn Thị Ngọc

n â h N u ư L

ĐTB chung từng bài

6.58

7.31

7.86

Nhận xét: Trong tiết học đầu tiên HS vẫn còn rất bỡ ngỡ với phương pháp

đánh giá mới, do vậy việc đánh giá năng lực GQVĐ diễn ra khá khó khăn. Khi đã bắt

đầu quen cách học mới, HS khá giỏi (Nguyễn Thị Ngân; Hoàng Hải Anh; Ngô

Phương Thảo) thấy rõ được sự hứng thú trước những vấn đề GV đưa ra, còn HS TB

và yếu cũng đã bắt đầu tò mò với các câu hỏi, và phần nào đã mạnh dạn phát biểu ý

kiến. Sau tiết học thứ nhất, chúng tôi gặp gỡ và trao đổi với 9 HS trên thì các em cho

biết do chưa chuẩn bị bài mới chu đáo nên khi GV đưa ra các vấn đề phát vấn HS thì

các em còn thấy rất mới lạ nên việc GQVĐ còn gặp nhiều khó khăn. Ở các tiết học

sau, khi các em đã có sự chuẩn bị chu đáo trước ở nhà nên khi GV đưa ra các VĐ, HS

không còn bỡ ngỡ mà chủ động GQVĐ theo đúng quy trình. Kết quả theo dõi cho

thấy năng lực GQVĐ của từng HS và của cả nhóm đều có sự tiến triển rõ rệt trong

quá trình học tập.

Như vậy, phương án TN đã bước đầu nâng cao được khả năng phát hiện và

GQVĐ trong học tập của HS, khả năng làm việc cá nhân hoặc tập thể được phát huy

73

một cách tích cực.

3.8.2.2. So sánh kết quả học tập giữa nhóm TN và nhóm ĐC

Tổ chức cho HS 2 lớp TN và lớp ĐC làm bài kiểm tra (phụ lục). Sau khi tiến

hành chấm điểm bài kiểm tra chất lượng HS sau các tiết học TNSP, chúng tôi sử dụng

phương pháp thống kê để phân tích và xử lý số liệu. Dựa trên kết quả thu được để so

sánh chất lượng của hai nhóm TN và ĐC.

* Sau khi học bài “Dòng điện trong kim loại” chúng tôi cho HS làm bài kiểm

tra số 1 (Đề kiểm tra - xin xem phụ lục 3).

Bảng 3.5. Bảng phân phối thực nghiệm sư phạm - Bài kiểm tra số 1

Số Điểm (Xi) Nhóm Trường HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Đại Từ 11A6 45 0 0 0 1 3 5 8 11 9 6 2

Nguyễn Huệ 11A4 43 0 0 1 1 3 6 7 10 9 5 1 Thực

nghiệm Lưu Nhân Chú 42 0 0 0 1 2 6 6 12 8 6 1 11A3

Đại Từ 11A12 43 0 0 1 2 5 9 10 8 6 2 0

Nguyễn Huệ 11A5 44 0 0 1 1 6 8 10 9 5 3 1 Đối

chứng Lưu Nhân Chú 42 0 0 1 2 4 5 12 7 6 4 1 11A4

+ Điểm TB cộng: Nhóm thực nghiệm 6.82

Nhóm đối chứng: 6.06

Bảng 3.6. Bảng xếp loại - Bài kiểm tra số 1

130

1

38

59

21

11

Kém T.Bình Khá Giỏi yếu Nhóm Số HS 02 56 78 910 34

%

0.77

29.23

45.38

16.15

8.46

Thực

3

54

41

11

20

nghiệm

%

2.33

15.50

41.86

31.78

8.53

74

Đối chứng 129

Biểu đồ 3.1. Xếp loại bài kiểm tra số 1

Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất-Bài kiểm tra số 1

Thực nghiệm Đối chứng Điểm ni ni () ()

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0.77

23.23

3

2.33

49.45

2

3

2.31

43.78

5

3.88

46.82

3

8

6.15

63.62

15

11.63

63.65

4

17

13.08

56.31

22

17.05

24.72

5

21

16.15

14.12

32

24.81

0.12

6

33

25.38

1.07

24

18.6

21.21

7

26

20

36.2

17

13.18

63.98

8

17

13.08

80.79

9

6.98

77.79

9

4

3.08

40.45

2

1.55

31.05

10

100

100

130

359.57

129

378.79

75

Tổng

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1

Điểm(Xi)

0

0

0.77 3.08

9.23

22.31 38.46 63.84 83.84 96.92 100

% HS Thực

đạt nghiệm

điểm Đối

0

0

2.33 6.21 17.84 34.89

59.7

78.3

91.48 98.46 100

Xi trở chứng

xuống

Biểu đồ 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1

Bảng 3.9. Bảng tính các tham số thống kê bài kiểm tra số 1

Tham số S2 V(%) Điểm TB  Nhóm

2.79 24.49 1.67 Thực nghiệm 6.82

2.96 28.38 1.72 Đối chứng 6.06

Tính các tham số thống kê:

76

+ Điểm trung bình: =6.82; =6.06

+ Phương sai: =2.79; =2.96

+ Độ lệch chuẩn: =1.72 =1.67;

+ Hệ số biến thiên (hệ số phân tán): =24.49 (%), =28.38 (%)

+ Hệ số student: = 3.62;

trong đó =1.69

Tra bảng phân phối Student ứng với α=0,05; k=nTN+nDC-2=257 thì t(k,α)=1,61.

Vậy ta có t > t(k,α), nên giá trị của hệ số Student tính toán được với độ tin cậy 95%

điều này khẳng định các giá trị trung bình tính được qua bài kiểm tra lần 1 là có ý

nghĩa, với mức ý nghĩa là 0,05.

* Sau khi học bài “Dòng điện trong chất điện phân” chúng tôi cho HS làm

bài kiểm tra số 2 (Đề xin xem phụ lục 4).

Bảng 3.10. Bảng phân phối thực nghiệm -Bài kiểm tra số 2

Điểm

Số

Nhóm

Trường

HS

0

1

2

3

4

5

7

8

9

10

6

Đại Từ 11A6

45

0

0

0

2

3

5

7

9 10 7

2

Thực

Nguyễn Huệ 11A4

43

0

0

1

0

3

5

8

11 9

5

1

nghiệm

Lưu Nhân Chú 11A3

42

0

0

0

1

2

6

6

12 8

6

1

Đại Từ 11A12

43

0

0

1

2

5

8

10

9

6

2

0

Đối

Nguyễn Huệ 11A5

44

0

1

1

1

6

8

10

9

5

2

1

chứng

Lưu Nhân Chú 11A4

42

0

0

1

3

3

7

11

8

6

3

0

Điểm trung bình cộng:

Nhóm thực nghiệm 6.85

77

Nhóm đối chứng: 5.95

Bảng 3.11. Bảng xếp loại bài kiểm tra số 2

Kém Yếu TB Khá Giỏi Nhóm Số HS 02 34 56 78 910

130 1 11 37 59 22 Thực

nghiệm % 0.77 8.46 28.46 45.38 16.92

129 4 20 54 43 8 Đối chứng

% 6.20 3.10 15.50 41.86 33.33

Bảng 3.12. Bảng phân phối tần suất- Bài kiểm tra số 2

0

0

0

0

0

0

Thực nghiệm Đối chứng Điểm ni ni (%) (%)

0

0

0

1

0.78

24.5

0

1

1

0.77

3

2.33

46.81

23.52

2

3

2.31

6

4.65

52.22

44.47

3

8

6.15

14

10.85

53.24

64.98

4

16

12.31

23

17.83

20.76

54.76

5

21

16.15

31

24.03

0.08

15.17

6

32

24.62

26

20.16

28.67

0.72

7

27

20.77

17

13.18

71.44

35.71

8

18

13.85

7

5.43

65.12

83.21

9

4

3.08

1

0.78

16.4

39.69

10

100

100

130

362.23

129

379.24

Tổng

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Bảng 3.13. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2

Điểm (Xi)

0

0

0.77 3.08

9.23

21.54 37.69 62.31 83.08 96.93 100

% HS

TN đạt

điểm Xi

0 0.78 3.11 7.76 18.61 36.44 60.47 80.63 93.81 99.24 100

trở ĐC

78

xuống

Biểu đồ 3.3. Xếp loại bài kiểm tra số 2

Biểu đồ 3.4. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2

Bảng 3.14. Bảng tính các tham số thống kê- Bài kiểm tra số 2

Tham số Điểm TB V(%) S2  Nhóm

Thực nghiệm 6.85 1.68 24.53 2.81

Đối chứng 5.95 1.72 28.91 2.96

Tính các tham số thống kê:

79

+ Điểm trung bình: =6.85; =5.95

+ Phương sai: =2.81; =2.96

+ Độ lệch chuẩn: =1.72 =1.68;

+ Hệ số biến thiên (hệ số phân tán): =24.53 (%), =28.91 (%)

+ Hệ số student: = 4.26;

trong đó =1.7

Tra bảng phân phối Student ứng với α=0,05; k=nTN+nDC-2=257 thì t(k,α)=1,61.

Vậy ta có t > t(k,α), nên giá trị của hệ số Student tính toán được với độ tin cậy 95%,

điều này khẳng định các giá trị trung bình tính được ở bài kiểm tra số 2 là có ý nghĩa,

với mức ý nghĩa 0,05.

*Sau khi học bài “Dòng điện trong chất khí” chúng tôi cho HS làm bài

kiểm tra số 3 (Đề xin xem phụ lục 5).

Số

Bảng 3.15. Bảng phân phối thực nghiệm -Bài kiểm tra số 3

Điểm

Nhóm

Trường

HS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Đại Từ 11A6

0

0

0

2

3

5

7

9 11 6

2

45

Thực

Nguyễn Huệ 11A4 43

0

0

1

1

3

5

8

11 9

4

1

nghiệm

Lưu Nhân Chú 11A3

0

0

0

1

2

8

8

10 8

4

1

42

Đại Từ 11A12

0

0

0

2

4

7

3

10 10 6

1

43

Đối

Nguyễn Huệ 11A5

0

0

1

3

6

8

9

9

5

2

1

44

chứng

Lưu Nhân Chú 11A4

0

0

1

3

5

7

9

9

5

3

0

42

Điểm trung bình cộng:

Nhóm thực nghiệm 6.72

80

Nhóm đối chứng: 6.02

Bảng 3.16. Bảng xếp loại bài kiểm tra số 3

Kém

Yếu

TB

Khá

Giỏi

Nhóm

Số HS

02

34

56

78

910

130

1

12

41

58

18

Thực

nghiệm

%

0.77

9.23

31.54

44.62

13.85

129

2

23

50

44

10

Đối chứng

%

7.75

1.55

17.83

38.76

34.11

Bảng 3.17. Bảng phân phối tần suất- Bài kiểm tra số 3

Thực nghiệm

Đối chứng

Điểm

ni

ni

(%)

(%)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0.77

2

22.28

1.55

32.32

2

4

3.08

8

55.35

6.2

72.96

3

8

6.15

15

59.19

11.63

61.21

4

18

13.85

22

53.25

17.05

22.89

5

23

17.69

28

11.92

21.71

0.01

6

30

23.08

28

2.35

21.71

26.89

7

28

21.54

16

45.88

12.4

62.73

8

14

10.77

8

72.78

6.2

71.04

9

4

3.08

2

43.03

1.55

31.68

10

100

100

130

366.03

129

381.73

Tổng

Điểm(Xi)

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

% HS

0 0

0.77

3.85

10

23.85 41.54 64.62 86.16 96.93 100

Bảng 3.18. Bảng phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3

TN

đạt

điểm

Xi trở

0 0

1.55

7.75 19.38 36.43 58.14 79.85 92.25 98.45 100

ĐC

xuống

81

Biểu đồ 3.5. Xếp loại bài kiểm tra số 3

Biểu đồ 3.6. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích bài kiểm tra số 3

Bảng 3.19. Bảng tính các tham số thống kê- Bài kiểm tra số 3

Tham số Điểm TB V(%) S2  Nhóm

Thực nghiệm 6.72 1.69 25.15 2.84

82

Đối chứng 6.02 1.73 28.74 2.98

Tính các tham số thống kê:

+ Điểm trung bình: =6.72; =6.02

+ Phương sai: =2.84; =2.98

+ Độ lệch chuẩn: =1.73 =1.69;

+ Hệ số biến thiên (hệ số phân tán): =25.15 (%), =28.74 (%)

+ Hệ số student: =3.31;

trong đó =1.7

Tra bảng phân phối Student ứng với α=0,05; k=nTN+nDC-2=257 thì t(k,α)=1,61.

Vậy ta có t > t(k,α), nên giá trị của hệ số Student tính toán được với độ tin cậy 95%,

điều này khẳng định các giá trị trung bình tính được ở bài kiểm tra số 3 là có ý nghĩa,

với mức ý nghĩa 0,05.

3.9. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm

Qua việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến các giờ thực nghiệm, trao đổi

với giáo viên cộng tác và học sinh; Qua việc thu thập, phân tích và xử lí số liệu, tính

toán thống kê từ các bài kiểm tra của học sinh chúng tôi nhận định như sau:

- Ở lớp thực nghiệm: Học sinh tích cực, chủ động tiếp thu kiến thức, có khả

năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế đời sống. Học sinh hiểu và nắm được

nguyên lí khoa học của quá trình sản xuất nhôm từ quặng Bôxit, biết được các ứng

dụng của nhôm và hợp kim nhôm trong đời sống, việc bảo vệ môi trường trong quá

trình sản xuất nhôm. Nắm được nguyên tắc mạ điện, ứng dụng của việc mạ điện trong

đời sống. Biết giải thích các hiện tượng thiên nhiên trong cuộc sống như: Hiện tượng

sét đánh trong cơn mưa, biết cách phòng tránh các tác hại từ thiên nhiên: Làm cột thu

83

lôi chống sét. Nắm được nguyên tắc hàn điện.

- Ở lớp đối chứng: Hoạt động của các em chủ yếu là nghe, ghi chép, ghi nhớ,

học sinh ít có cơ hội tham gia thảo luận, ít có cơ hội được tìm hiểu về những ứng

dụng mới của khoa học hiện đại, ít được tìm hiểu về những ngành công nghiệp đang

được quan tâm và phát triển, những ngành nghề đang là điểm nóng cần phát triển.

Học sinh chưa có nhiều vận dụng kiến thức vào giải thích các hiện tượng diễn ra

trong tự nhiên, trong cuộc sống vì vậy không kích thích được sự ham muốn tìm tòi

kiến thức khoa học.

- Từ việc phân tích các kết quả thông qua bài kiểm tra cho thấy các giá trị

điểm trung bình của nhóm thực nghiệm luôn có giá trị lớn hơn giá trị điểm trung bình

của nhóm đối chứng.

- Các tham số thống kê: Phương sai (S2), độ lệch chuẩn (), hệ số biến

thiên(V) của nhóm thực nghiệm luôn nhỏ hơn của nhóm đối chứng. Nghĩa là độ phân

tán về điểm số xung quanh giá trị trung bình của nhóm đối chứng là nhỏ.

- Hệ số Student theo tính toán luôn có giá trị lớn hơn giá trị tra trong bảng lí

thuyết phân phối Student. Điều này khẳng định điểm số thực nghiệm của nhóm thực

nghiệm là hoàn toàn có ý nghĩa chứ không phải ngẫu nhiên.

- Các đường biều diễn sự phân phối tần suất lũy tích trong các lần kiểm tra của

nhóm thực nghiệm đều nằm ở phía bên phải và dịch chuyển theo chiều tăng của điểm

số xi so với nhóm đối chứng, chứng tỏ chất lượng học tập của nhóm thực nghiệm tốt

84

hơn nhóm đối chứng.

Kết luận chương 3

Từ kết quả TNSP tôi rút ra được một số kết luận sau:

- HS có khả năng thích ứng với việc sử dụng phương pháp thực nghiệm theo

hướng “phát hiện và giải quyết vấn đề” do chúng tôi đưa ra.

- Trên cơ sở sử dụng các thí nghiệm, phương pháp mới và các bước lên lớp

theo các bài giảng được thiết kế đã làm cho HS hào hứng hơn trong việc học tập, nắm

bắt kiến thức mới và giải bài tập vận dụng dễ dàng hơn, góp phần phát triển năng lực

GQVĐ cho HS. Từ đó giúp cho HS nhận ra sự liên hệ hữu cơ giữa các kiến thức Vật

lý và thực tiễn cuộc sống.

- Các bài dạy sử dụng PPDHNVĐ với sự hỗ trợ của thí nghiệm như các

phương án thiết kế đã nâng cao được khả năng phát hiện và GQVĐ trong học tập của

HS, khả năng làm việc cá nhân hoặc tập thể được phát huy một cách tích cực

Từ kết quả thực nghiệm cho thấy việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề

qua một số bài học vật lý chương “Dòng điện trong các môi trường” mà đề tài lựa

chọn đã đạt được các mục tiêu đặt ra.

Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm giúp chúng tôi khẳng định

85

giả thuyết khoa học của đề tài là đúng đắn.

KẾT LUẬN CHUNG

Sau khi tiến hành nghiên cứu đề tài, chúng tôi đã hoàn thành các nhiệm vụ đề

ra. Cụ thể là:

1. Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài

- Những VĐ khái quát về năng lực và phát triển năng lực cho HS THPT.

- Những VĐ về phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong DH vật lý.

- Những VĐ cơ bản về đổi mới PPDH nhằm chú trọng phát triển năng lực

GQVĐ cho HS trong DH. Cơ sở lí luận về PPDH phát hiện và GQVĐ, PPTN.

2. Xây dựng ý tưởng vận dụng PPTN trên cơ sở: nghiên cứu chương trình

SGK và phân tích, đánh giá thực trạng về dạy học theo định hướng phát triển năng

lực tại ba trường trong địa bàn huyện Đại Từ. Từ đó xây dựng tiến trình dạy học cụ

thể ba bài trong chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 cơ bản theo

hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS:

Bài số 1. Dòng điện trong kim loại.

Bài số 2. Dòng điện trong chất điện phân.

Bài số 3. Dòng điện trong chất khí.

3. Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm tại 3 trường trên địa bàn huyện Đại

Từ, tỉnh Thái Nguyên (THPT Đại Từ, THPT Nguyễn Huệ và THPT Lưu Nhân Chú)

với 2 cặp lớp TN và lớp ĐC để khẳng định chất lượng và hiệu quả của việc vận dụng

PPTN, PPDH PH và GQVĐ nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS. Từ đó, khẳng

định tính khả thi và thiết thực của đề tài.

Chúng tôi hi vọng rằng đề tài nghiên cứu của mình sẽ là một tư liệu tốt cho

đồng nghiệp và các em HS tham khảo. Trên cơ sở những kiến thức và PP đã nghiên

cứu được, nhằm tạo điều kiện nâng cao chất lượng DH Vật lý.

Hướng phát triển của đề tài:

Từ kết quả nghiên cứu trên và thực tiễn DH Vật lý ở trường THPT chúng tôi

nhận thấy đề tài có thể được phát triển theo hướng sau:

- Tiếp tục hoàn thiện cơ sở lí luận về DH theo PPTN.

- Xây dựng các bài học trong các phần khác của chương trình vật lý phổ thông

86

theo PP nghiên cứu.

Chúng tôi xin kiến nghị một số vấn đề sau:

Xu hướng của DH hiện nay là tăng cường vai trò chủ động của HS trong quá

trình lĩnh hội kiến thức mới nhằm phát triển các năng lực cho HS trong đó có năng

lực GQVĐ, năng lực sáng tạo thông qua tổ chức thực hiện hoạt động học tập của HS.

Vì thế chúng tôi có một số ý kiến đề xuất sau:

- Tăng cường đầu tư trang thiết bị đa phương tiện, thiết bị thí nghiệm đồng bộ,

chính xác để GV có điều kiện áp dụng các phương pháp dạy học.

- Đối với GV, cần tự nghiên cứu các PPDH mới, xây dựng những tình huống

có VĐ, những BT nhận thức, xây dựng các câu hỏi có chất lượng tốt trong đó có

nhiều tình huống, BT, câu hỏi giúp phát triển năng lực nói chung và năng lực GQVĐ

nói riêng.

- Điều chỉnh số lượng HS trong mỗi lớp từ 30 - 35 HS tạo điều kiện cho việc

tổ chức hoạt động học tập của HS theo nhóm, tạo điều kiện để GV có thể theo dõi,

hướng dẫn kiểm tra hoạt động của các nhóm cho tốt.

Chúng tôi nhận thấy nôi dung luận văn chỉ là những kết quả nghiên cứu ban

đầu. Vì trình độ của bản thân và điều kiện thời gian còn hạn chế, chúng tôi mong

nhận được những ý kiến góp ý xây dựng của các thầy cô giáo và các bạn đồng

87

nghiệp quan tâm tới VĐ này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh

[2] Tô Văn Bình (2010), Giáo trình phát triển tư duy và năng lực sáng tạo trong dạy

(2006), Bài tập vật lý, NXB Giáo dục.

[3] Tô Văn Bình (2010), Phương tiện dạy học và thí nghiệm vật lí trong trường phổ thông.

[4] Lương Duyên Bình (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang

học Vật lý. Tài liệu dùng cho học viên cao học Lý luận vật lý sư phạm Thái Nguyên.

[5] Lương Duyên Bình (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang

Hân, Đoàn Duy Hinh (2008), Vật lí 11, NXB giáo dục

[6] Đảng Cộng Sản Việt Nam (2001), Văn kiện Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp

Hân, Đoàn Duy Hinh (2008), Vật lí 11 sách giáo viên, NXB giáo dục.

[7] I.Ia.LECNE (1997), Dạy học và nêu vấn đề, NXB Giáo dục, Hà Nội.

[8] Nguyễn Thành Long (Sưu tầm và hệ thống) (2007), Luật giáo dục và các văn

hành Trung ương khoá VIII, NXB CTQG.

[9] Phạm Thị Mai, Bùi Thị Hiên, Lê Bá Tứ (2004), Tài liệu bồi dưỡng nâng cao

bản hướng dẫn thi hành mới nhất, NXB Lao động.

năng lực cho giáo viên THPT về đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lí, Đại

[10] Nguyễn Minh Phương (2007), Tổng quan về các khung năng lực cần đạt ở HS

học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên.

trong mục tiêu giáo dục phổ thông, Đề tài NCKH của Viện Khoa học giáo dục

[11] Nguyễn Thị Lan Phương, “Đề xuất khái niệm và chuẩn đầu ra của năng lực giải

Việt Nam.

[12] Tạ Tri Phương (2005), Phương pháp giảng dạy vật lý trong trường trung học

quyết vấn đề với học sinh trung học phổ thông”, Viện khoa học giáo dục, Việt Nam.

[13] Tài liệu Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014), Kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy

phổ thông (THPT), Dịch và biên tập.

học theo định hướng phát triển năng lực học sinh môn vật lý cấp trung học phổ

[14] Tài liệu Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014), Kiểm tra, đánh giá trong quá trình dạy

thông, tập huấn, tr.46- 48.

học theo định hướng phát triển năng lực học sinh môn vật lý cấp trung học phổ

88

thông, tập huấn, tr. 48.

[15] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Cường, Đinh Quang Báo (1996), Đổi mới phương

pháp dạy học các môn khoa học tự nhiên theo hướng hoạt động hóa người học,

[16] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động nhận thức

Đề tài B94-27-01-PP.

[17] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003), Phương pháp

cho học sinh ở trường phổ thông, NXB Giáo dục ĐHQG Hà Nội.

[18] Nguyễn Đức Thâm (2005), Bồi dưỡng PPTN cho học sinh trong dạy học vật lý

dạy học ở trường phổ thông, NXB ĐHSP Hà Nội.

[19] Theo Nguyễn Cảnh Toàn - 2012 (Xã hội học tập - học tập suốt đời).

[20] Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Xuân Quế, Đỗ Hương Trà (2005),

ở trường THPT, NXB ĐHSP Hà Nội.

Tài liệu bồi dưỡng nâng cao năng lực cho giáo viên THPT về đổi mới phương

pháp dạy học vật lý, Dự án phát triển giáo dục THPT, Trường Đại học Sư phạm

[21] Phạm Hữu Tòng (2008), Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh theo hướng

Hà Nội, Viện nghiên cứu Sư phạm Hà Nội.

phát triển tìm tòi năng lực sáng tạo giải quyết vấn đề và tư duy khoa học, Bài

[22] Phạm Hữu Tòng (2012). Phát huy chức năng “Tổ chức, kiểm tra, định hướng

giảng chuyên đề cao học dùng cho khoá 11.

hoạt động học” trong sự vận hành đồng bộ ba yếu tố “Nội dung, mục tiêu, giải

pháp dạy học” để nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học. Bài giảng Cao học.

[23] Lương Việt Thái (chủ nhiệm đề tài) (2011). Báo cáo tổng kết Đề tài phát triển

Đại học Sư phạm Hà Nội 2012.

[24] Lương Việt Thái (2012). Một số vấn đề về phát triển chương trình GDPT theo

chương trình GDPT theo định hướng phát triển năng lực người học.

định hướng phát triển năng lực. Kỉ yếu Hội thảo Khoa học “Giải pháp đột phá

đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam” (Tháng 6-2012). Hội

[25] Trần Trọng Thủy, Nguyễn Quang Uẩn (1998), Tâm lí học đại cương, Nxb Giáo

thảo Khoa học Tâm lý - Giáo dục Việt Nam.

[26] V.Ôkôn (1976). Những cơ sở của việc dạy học nêu vấn đề, NXBGD.

[27] Lê Hải Yến (2008), Dạy và học cách tư duy, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội.

89

dục, Hà Nội.

[28] Gardner, Howard 1999, Intelligence Intelligences for the 21st Century,

TIẾNG ANH

[29] OECD (2002), Definition and Selection of Competencies: Theoretical and

Basic Books.

[30] Weiner, F.E (2001), Comparative performance measurement in schools,

Conceptual Foundation. http:// www.oecd.org/dataoecd/47/61/35070367.pdf

90

Weinheim and Basejl: Beltz Verlag, pp. 17-31, Bản dịch tiếng Anh.

PHỤ LỤC

Phụ lục 1

PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH

(Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học. Không sử dụng để đánh giá HS.)

1. Thông tin cá nhân

Họ và tên: ...............................................Nam/nữ:...............Dân tộc: ....................

Lớp: ............. ….trường.........................................................................................

2. Nội dung phỏng vấn: Em hãy điền dấu (x) vào các ô vuông mà em cho là thích

hợp để trả lời mỗi câu hỏi dưới đây.

Câu 1. Em có thích giờ học Vật lý ở trên lớp không?

Mức độ Ý kiến

Rất thích

Thích

Bình thường

Không thích

Câu 2. Trong giờ học, khi GV đặt câu hỏi hoặc ra BT, em thường làm gì?

Ý kiến Phương án

Tập trung suy nghĩ để trả lời

Thảo luận nhóm để tìm câu trả lời, lời giải tốt nhất

Thụ động, chờ câu trả lời từ các bạn và GV

Câu 3. Em có thái độ như thế nào khi phát hiện các vấn đề nảy sinh (mâu thuẫn với

kiến thức đã học, khác với điều em biết) trong câu hỏi, BT của GV đưa ra?

Mức độ Ý kiến

Rất hứng thú, phải tìm hiểu bằng mọi cách

Hứng thú, muốn tìm hiểu

Thấy lạ nhưng không cần tìm hiểu

Không quan tâm đến vấn đề mới

Câu 4. Em thấy có cần hình thành và rèn luyện năng lực GQVĐ không?

Mức độ Ý kiến

Rất cần thiết

Cần thiết

Bình thường

Không cần thiết

Câu 5. Em có thường xuyên vận dụng, so sánh kiến thức vật lý với các sự vật hiện

tượng trong cuộc sống không?

Mức độ Ý kiến

Rất thường xuyên

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Không bao giờ

Câu 6. Giáo viên Vật lý của em có thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong quá trình

giảng dạy không?

Mức độ Ý kiến

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Không bao giờ

Ngày ..... tháng ........ năm 2016

Xin chân thành cảm ơn ý kiến của các em!

PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GIÁO VIÊN

Họ và tên:.................................. Tuổi:...... Điện thoại:................................

Trình độ chuyên môn:

Cao đẳng Đại học Thạc sĩ Tiến sĩ

Thời gian tham gia dạy học ở trường phổ thông: ................................ năm

Xin quý thầy (cô) vui lòng cho biết ý kiến về việc sử dụng PPDH tích cực nhằm phát

triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trường THPT mà các thầy (cô) đang

tham gia giảng dạy hiện nay (đánh dấu x vào nội dung quý thầy (cô) lựa chọn).

Câu 1. Thầy(cô) đánh giá tầm quan trọng của việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS

như thế nào?

Ý kiến Mức độ

Rất quan trọng

Quan trọng

Bình thường

Không quan trọng

Câu 2. Theo thầy (cô) các biện pháp nào dưới đây có thể rèn năng lực GQVĐ

cho học sinh?

Biện pháp Ý kiến

Thiết kế bài học với logic hợp lí

Sử dụng PPDH phù hợp

Sử dụng các bài tập có nhiều cách giải, khuyến khích học sinh tìm cách

giải mới, nhận ra nét độc đáo để có cách giải tối ưu.

Yêu cầu HS nhận xét lời giải của người khác, lập luận bác bỏ quan

niệm trái ngược và bảo vệ quan điểm của mình.

Thay đổi mức độ yêu cầu của bài tập.

Kiểm tra đánh giá và động viên kịp thời các biểu hiện sáng tạo của HS.

Tăng cường các bài tập thực hành, thí nghiệm.

Câu 3. Thầy (cô) cho biết kết quả đánh giá HS được rèn luyện về năng lực GQVĐ?

Biện pháp Ý kiến

HS nắm được bài ngay tại lớp.

HS tự thực hiện được các thí nghiệm.

HS tự PH được vấn đề và GQVĐ đã nêu.

HS dễ dàng làm việc theo nhóm.

HS sử dụng được các phương tiện kĩ thuật dạy học hiện đại.

HS tự nghiên cứu và báo cáo được các chủ đề liên quan đến

chương trình Hóa học phổ thông.

Câu 4. Theo các đồng chí, nếu bồi dưỡng được cho học sinh phương pháp thực

nghiệm Vật lí sẽ giúp ích những gì cho học sinh ?

Hiệu quả của PPTN Ý kiến

Gây hứng thú học tập cho học sinh

Nâng cao tính tích cực, tự lực, sáng tạo trong học tập của học sinh

HS có thể giải quyết những vấn đề tương tự không nằm trong nội

dung chương trình học, từ đó có khả năng tự chiếm lĩnh kiến thức

Xin cảm ơn quý thầy (cô) đã đóng góp ý kiến!

Phụ lục 2

KẾT QUẢ ĐIỀU TRA

I. KẾT QUẢ ĐIỀU TRA HỌC SINH

Câu 1. Em có thích giờ học Vật lý ở trên lớp không?

Mức độ Số ý kiến Tỉ lệ

Rất thích 8 3,08%

Thích 85 32,82%

Bình thường 147 56,76%

Không thích 19 7,4%

Câu 2. Trong giờ học, khi GV đặt câu hỏi hoặc ra BT, em thường làm gì?

132

50,96%

Phương án Số ý kiến Tỉ lệ

98

37,84%

Tập trung suy nghĩ để trả lời

29

11,2%

Thảo luận nhóm để tìm câu trả lời, lời giải tốt nhất

Thụ động, chờ câu trả lời từ các bạn và GV

Câu 3. Em có thái độ như thế nào khi phát hiện các vấn đề nảy sinh(mâu thuẫn với

kiến thức đã học, khác với điều em biết) trong câu hỏi, BT của GV đưa ra?

44

16,99%

Mức độ Số ý kiến Tỉ lệ

116

44,79%

Rất hứng thú, phải tìm hiểu bằng mọi cách

66

25,48%

Hứng thú, muốn tìm hiểu

33

12,74%

Thấy lạ nhưng không cần tìm hiểu

Không quan tâm đến vấn đề mới

Câu 4. Em thấy có cần hình thành và rèn luyện năng lực GQVĐ không?

99

38,2%

Số ý kiến Tỉ lệ Mức độ

130

50,4%

Rất cần thiết

21

8,1%

Cần thiết

9

3,47%

Bình thường

Không cần thiết

Câu 5. Em có thường xuyên vận dụng, so sánh kiến thức vật lý với các sự vật hiện

tượng trong cuộc sống không?

Mức độ Số ý kiến Tỉ lệ

24 9,27% Rất thường xuyên

82 31,66% Thường xuyên

140 54,05% Thỉnh thoảng

13 5,02% Không bao giờ

Câu 6. Giáo viên Vật lý của em có thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong quá trình

giảng dạy không?

Mức độ Số ý kiến Tỉ lệ

Thường xuyên 52 20,1%

Thỉnh thoảng 77 29,7%

Không bao giờ 130 50,2%

II. KẾT QUẢ ĐIỀU TRA GIÁO VIÊN

Câu 1. Thầy (cô) đánh giá tầm quan trọng của việc phát triển năng lực GQVĐ cho

HS như thế nào?

Mức độ Số ý kiến Tỉ lệ

Rất quan trọng 6 20%

Quan trọng 9 30%

Bình thường 11 36,67%

Không quan trọng 4 13,33%

Câu 2. Theo thầy (cô) các biện pháp nào dưới đây có thể rèn năng lực GQVĐ cho học sinh?

Biện pháp Số ý kiến Tỉ lệ

Thiết kế bài học với logic hợp lí 28 93,3%

Sử dụng PPDH phù hợp 27 90%

15 50% Sử dụng các bài tập có nhiều cách giải, khuyến khích học

sinh tìm cách giải mới, nhận ra nét độc đáo để có cách giải

tối ưu.

6 20% Yêu cầu HS nhận xét lời giải của người khác, lập luận bác

bỏ quan niệm trái ngược và bảo vệ quan điểm của mình.

Thay đổi mức độ yêu cầu của bài tập. 24 80%

10 33,3% Kiểm tra đánh giá và động viên kịp thời các biểu hiện sáng

tạo của HS.

Tăng cường các bài tập thực hành, thí nghiệm. 21 70%

Câu 3. Thầy (cô) cho biết kết quả đánh giá HS được rèn luyện về năng lực GQVĐ?

Biện pháp Số ý kiến Tỉ lệ

HS nắm được bài ngay tại lớp. 17 56,7%

HS tự thực hiện được các thí nghiệm. 21 70%

HS tự PH được vấn đề và GQVĐ đã nêu. 28 93,3%

HS dễ dàng làm việc theo nhóm. 18 60%

HS sử dụng được các phương tiện kĩ thuật dạy học 12 40%

hiện đại.

HS tự nghiên cứu và báo cáo được các chủ đề liên 21 70%

quan đến chương trình Vật lý phổ thông.

Câu 4. Theo các đồng chí, nếu bồi dưỡng được cho học sinh phương pháp thực

nghiệm Vật lí sẽ giúp ích những gì cho học sinh ?

Hiệu quả của PPTN Số ý kiến Tỉ lệ

Gây hứng thú học tập cho học sinh 25 83,3%

Nâng cao tính tích cực, tự lực, sáng tạo trong học 20 66,7%

tập của học sinh

HS có thể giải quyết những vấn đề tương tự không

nằm trong nội dung chương trình học, từ đó có khả 22 73,3%

năng tự chiếm lĩnh kiến thức

Phụ lục 3

ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SAU KHI THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 1

(Thời gian: 15 phút)

Họ và tên:............................................................... Lớp:......................

Câu hỏi: Em hãy giải quyết bài tập sau

Một bóng đèn 220V-100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ dây tóc là 20000C.

Xác định điện trở của đèn khi thắp sáng và không thắp sáng, biết rằng nhiệt độ môi

trường là 200C và dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram?

Lưu ý: Thực hiện giải các câu hỏi theo đúng trình tự đánh giá năng lực GQVĐ

Phần 1(2đ): Hiểu vấn đề (Em ghi rõ em hiểu vấn đề trong đề bài như thế nào,

nêu rõ đây là dạng bài nào, các dữ kiện đã cho là gì và bài toán yêu cầu gì)?

Phần 2(2đ): Giải pháp thực hiện (Em nêu rõ các bước và những kiến thức dùng

để giải quyết vấn đề trong đề bài trên)?

Phần 3(2đ): Lập luận logic (Em hãy trình bày lời giải của vấn đề trên)?

Phần 4(2đ): Đánh giá giải pháp (Em có nhận xét gì về bài làm của mình và vấn

đề nêu trong đề bài, em hãy nêu cách trình bày khác nếu có)?

Phần 5(2đ): Vận dụng vào tính huống mới (Lấy một ví dụ trong tự nhiên liên

quan đến vấn đề trên hay một bài toán tương tự, một bài toán mở rộng và giải thích)?

Đáp án đề số 1:

Phần 1: Hiểu vấn đề

-Giả thiết: Giá trị định mức Um=220V, Pm=100W; t=2000C, t0=20C.

Hệ số nhiệt điện trở: α=4,5.10-3K-1.

- Kết luận: điện trở bóng đèn khi thắp sáng(hoạt động bình thường) và khi ở 200C.

Phần 2: Giải pháp thực hiện (Định hướng)

- Áp dụng biểu thức công suất: Tính điện trở bóng đèn khi hoạt động bình

thường: R

- Áp dụng công thức điện trở kim loại theo nhiệt độ: tìm R0.

Phần 3: Thực hiện giải pháp (Lập luận lôgic)

Áp dụng:

Áp dụng công thức:

Thay số: R0=48,84

Nhận xét: Điện trở dây tóc tăng lên khi bóng cháy sáng.

Phần 4: Đánh giá giải pháp

- Giải pháp trên là đúng, suy luận hợp lí.

Phần 5: Vận dụng vào tình huống mới

Vận dụng vào bài toán tính nhiệt độ dây tóc khi nóng sáng.

Phụ lục 4:

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 2 (Thời gian: 20 phút)

Câu 1(5 điểm). Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có anôt bằng

bạc, cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là 5A. Lượng bạc bám vào cực âm

của bình điện phân trong 2 giờ là bao nhiêu, biết bạc có A = 108, n = 1:

A. 40,29g B. 40,29.10-3 g C. 42,9g D. 42,9.10-3g

Câu 2(5 điểm). Điện phân dung dịch H2SO4 có kết quả sau cùng là H2O bị

phân tích thành H2 và O2. Sau 32 phút thể tích khí O2 thu được là bao nhiêu nếu dòng

điện có cường độ 2,5A chạy qua bình, và quá trình trên làm ở điều kiện tiêu chuẩn:

B. 224 cm3 C. 280 cm3 D. 560cm3

A. 112cm3 Lưu ý: Thực hiện giải các câu hỏi theo đúng trình tự đánh giá năng lực GQVĐ

Phần 1(2đ): Hiểu vấn đề (Em ghi rõ em hiểu vấn đề trong đề bài như thế nào,

nêu rõ đây là dạng bài nào, các dữ kiện đã cho là gì và bài toán yêu cầu gì)?

Phần 2(2đ): Giải pháp thực hiện (Em nêu rõ các bước và những kiến thức

dùng để giải quyết vấn đề trong đề bài trên)?

Phần 3(2đ): Lập luận logic (Em hãy trình bày lời giải của vấn đề trên)?

Phần 4(2đ): Đánh giá giải pháp (Em có nhận xét gì về bài làm của mình và

vấn đề nêu trong đề bài, em hãy nêu cách trình bày khác nếu có)?

Phần 5(2đ): Vận dụng vào tính huống mới (Lấy một ví dụ về ứng dụng kĩ thuật

liên quán đến bài toán và giải thích)?

Đáp án đề số 2

Câu 1.

Phần 1: Hiểu vấn đề

- Giả thiết: dd AgNO3, anot Ag, A=108, n=1, I=5A, t=2 giờ=7200s.

- Kết luận: Khối lượng Ag bám vào catot.

Phần 2: Giải pháp thực hiện

- Dùng công thức Fa-ra-day

Phần 3: Lập luận lôgic

Khối lượng bạc bám vào điện cực âm là:

Áp dụng công thức:

Phần 4: Đánh giá giải pháp

- Giải pháp trên là đúng đắn và hợp lí.

Phần 5: Vận dụng vào tình huống mới

- Ứng dụng: mạ bạc(kim loại) lên các kim loại khác.

Câu 2.

Phần 1: Hiểu vấn đề

- Giả thiết: Điện phân dd H2SO4, khí thu được là H2 và O2 (đktc).

O=16, n=2, t=32 phút, I=2,5A.

- Kết luận: Thể tích khí O2?

Phần 2: Giải pháp thực hiện

- Áp dụng công thức Fa-ra-day tìm khối lượng khí.

- Tính số mol khí O2.

- Tính thể tích khí O2 ở đktc: V=n.22,4(l).

Phần 3: Lập luận logic

Khối lượng khí O2 thoát ra ở điện cực là:

=0,4g

Số mol khí: n=0,4/32=0,0125

Thể tích khí thu được ở đktc: V=0,0125.22,4=0,28(lít) = 280cm3. Đáp án: C

Phần 4: Đánh giá giải pháp

- Giải pháp trên là đúng đắn, hợp lí.

Phần 5: Vận dụng vào tình huống mới

- Ứng dụng: Điều chế khí

Phụ lục 5

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 3

Thời gian: 45 phút

I. Phần trắc nghiệm (4 điểm)

Câu 1. Chọn đáp án đúng ?

A. Điện trở dây dẫn bằng kim loại giảm khi nhiệt độ tăng

B. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời của các electron

C. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các ion

D. Kim loại dẫn điện tốt vì mật độ electron trong kim loại lớn

Câu 2. Dòng điện trong kim loại không có tác dụng nào sau đây:

A. Tác dụng tĩnh điện B. Tác dụng từ.

C. Tác dụng hoá học. D. Tác dụng sinh học

Câu 3. Hạt tải điện trong chất điện phân là:

A. Iôn âm và iôn dương. B. Electron tự do.

C. Iôn âm và electron tự do. D. Iôn âm.

Câu 4. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân dung dịch:

A. muối kim loại có anốt làm bằng kim loại

B. axit có anốt làm bằng kim loại đó

C. muối kim loại có anốt làm bằng kim loại đó

D. muối, axit, bazơ có anốt làm bằng kim loại

Câu 5. Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện 65µV/K đặt trong không khí ở 200C, còn mối kia được nung nóng đến nhiệt độ 2320C. Suất nhiệt điện động của cặp này là:

A. 13,9mV B. 13,85mV C. 13,87mV D. 13,78mV

Câu 6. Bình điện phân có anốt làm bằng kim loại của chất điện phân có hóa trị 2. Cho dòng điện 0,2A chạy qua bình trong 16 phút 5 giây thì có 0,064g chất thoát ra ở điện cực. Kim loại dùng làm anot của bình điện phân là:

C. đồng B. sắt D. kẽm

A. niken Câu 7. Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω ở nhiệt độ 500C. Điện trở của sợi dây đó

ở 1000C là bao nhiêu biết α = 0,004K-1:

A. 66Ω B. 76Ω C. 86Ω D. 96Ω

Câu 8. Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có đương lượng điện hóa là

1,118.10-6kg/C. Cho dòng điện có điện lượng 480C đi qua thì khối lượng chất

được giải phóng ra ở điện cực là:

A. 0,56364g B. 0,53664g C. 0,429g D. 0,0023.10-3g

Câu 9. Một mạch điện như hình vẽ. R = 12Ω, Đ: 6V - 9W; bình điện phân CuSO4 có anot bằng Cu; ξ = 9V, r = 0,5Ω.

Đèn sáng bình thường, khối lượng Cu bám vào catot mỗi

phút là bao nhiêu:

D. 45mg

A. 25mg B. 36mg C. 40mg Câu 10. Điện phân dung dịch H2SO4 có kết quả sau cùng là H2O bị phân tích thành H2 và O2. Sau 32 phút thể tích khí O2 thu được là bao nhiêu nếu dòng điện có cường độ 2,5A chạy qua bình, và quá trình trên làm ở điều kiện tiêu chuẩn:

B. 224 cm3 C. 280 cm3 D. 310cm3

A. 112cm3 II. Tự luận (6 điểm) Câu 1(2 điểm). Dây tỏa nhiệt của bếp điện có dạng hình trụ ở 20oC có điện trở

suất ρ=5.10-7 Ωm, chiều dài 10 m, đường kính 0,5 mm.

a) Tính điện trở của sợi dây ở nhiệt độ trên.

b) Biết hệ số nhiệt của điện trở của dây trên là α=5.10-7 K-1.Tính điện trở ở 200oC.

Câu 2(4 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ.

Nguồn điện có suất điện động = 9V, điện trở

trong r = 2, R1 = 6, R2 = 9. Bình điện

phân đựng dung dịch đồng sunfat có điện cực

bằng đồng, điện trở của bình điện phân là Rp

= 3. Tính:

a) Cường độ dòng điện qua mạch và qua bình

điện phân.

b) Khối lượng đồng bám vào ca tôt sau 32

phút 10 giây. Biết đối với đồng A=64, n = 2.

Đáp án và biểu điểm

Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 Câu 10 D

A

A

D

C

C

C

C

B

C

Phần I: Trắc nghiệm (mỗi câu 0,4đ)

Phần II: Tự luận

Câu Đáp án Điểm

Câu 1 1đ Điện trở dây ở 20C: =25,477

Điện trở dây ở 200C: =25,479 1đ

Câu 2 0,5đ a) Phân tích đúng: R1//(R2 nt RP)

0,5đ Điện trở tương đương: R=4

Cường độ dòng điện qua mạch: =1,5A; 0,5đ

Cường độ dòng điện qua bình điện phân:

;

0,5đ b) Khối lượng đồng bám vào catot sau t=32 phút 10 giây=1930s

1đ

Phụ lục 6

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ (Tiết số 2)

TIẾT SỐ 02:

Hoạt động 1: Tìm hiểu tia lửa điện và ứng dụng của tia lửa điện.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

GV yêu cầu HS tìm hiểu Thảo luận và trả lời. IV- QUÁ TRÌNH PHÓNG

và trả lời: ĐIỆN TỰ LỰC TRONG

CHẤT KHÍ VÀ ĐIỀU (?) Quá trình phóng điện -Có 4 cách chính:

KIỆN ĐỂ TẠO RA QUÁ tự lực là gì? Có mấy cách + Dòng điện chạy qua TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ để dòng điện có thể tạo ra chất khí làm nhiệt độ khí LỰC. hạt tải điện mới trong chất tăng rất cao, khiến phân tử

khí? -Quá trình dẫn điện của chất khí bị ion hóa.

khí có thể tự duy trì, không + Điện trường trong chất cần ta chủ động tạo ra hạt khí rất lớn, khiến phân tử tải điện, gọi là quá trình dẫn khí bị ion hóa ngay khi ở điện (phóng điện) tự lực. nhiệt độ thấp.

+ Catot bị dòng điện nung Hai kiểu phóng điện

nóng đỏ, làm cho nó có thường gặp: tia lửa điện

khả năng phát ra electron và hồ quang điện.

hay hiện tượng phát xạ V-TIA LỬA ĐIỆN VÀ

nhiệt electron. ĐIỀU KIỆN TẠO RA TIA Sau đây các em sẽ tìm LỬA ĐIỆN + Catot không nóng đỏ hiểu bản chất, điều kiện

nhưng bị các ion dương có 1. Định nghĩa xảy ra và ứng dụng của

năng lượng lớn đập vào, - Tia lửa điện là quá trình hai hiện tượng trên.

làm bật các electron ra phóng điện tự lực trong chất (?) Tia lửa điện là gì? khỏi catot và trở thành hạt khí đặt giữa hai điện cực Điều kiện để có tia lửa tải điện. khi điện trường đủ mạnh để điện?

biến phân tử khí trung hòa - GV dùng T/N3: tiến thành ion dương và electron - Học sinh chú ý quan sát

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

hành thí nghiệm với máy GV tiến hành thí nghiệm. tự do.

Rum - cóp, yêu cầu học Học sinh thảo luận chung

sinh chú ý quan sát dạng toàn lớp: 2. Điều kiện tạo ra tia lửa

phóng điện trong không - Thấy các tia lửa điện có điện

khí ở áp suất thường giữa dạng ngoằn ngoèo, có

hai mũi nhọn máy Rum - tiếng nổ và mùi khét. - Điều kiện để có tia lửa cóp. - Tia lửa điện là sự phóng điện trong không khí là khi Hs thảo luận để tìm câu điện tự lực vì không khí điện trường đạt đến giá trị trả lời. giữa hai mũi nhọn của ngưỡng, khoảng 3.106 V/m.

- Hiệu điện thế ở giữa hai máy Rum-cóp không chịu

mũi nhọn của máy Rum - tác dụng của tác nhân ion 3. Ứng dụng cóp cỡ hàng vạn vôn. hóa. - Tia lửa điện dùng trong - Tùy giá trị hiệu điện thế Cá nhân tiếp thu ghi nhớ động cơ nổ để đốt hỗn hợp mà có khoảng cách đánh - Điều kiện để có tia lửa nổ. Tia lửa được tạo ra nhờ tia điện khác nhau. Có thể điện trong không khí là bugi. tham khảo ở bảng 15.1 khi điện trường đạt đến

SGK. giá trị ngưỡng, khoảng

(?) Để chống sét ở nhà 3.106 V/m.

cao tầng, công trình xây

dựng người ta làm thế HS trả lời:

nào? -Để chống sét: dùng cột

(?) Vì sao khi đi đường thu lôi.

gặp trời mưa giông, sấm -Sét là tia lửa điện hình sét dữ dội ta không nên thành giữa các đám mây đứng trên những gò đất và mặt đất nên thường cao hoặc trú dưới gốc cây đánh vào các mô đất cao, to mà nên nằm dán người ngọn cây… xuống đất?

Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng hồ quang điện và ứng dụng của hiện tượng

hồ quang điện.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

-Hình ảnh quan sát được VI-HỒ QUANG ĐIỆN

khi hàn điện là giữa hai đầu VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO

của các thanh than có ánh RA HỒ QUANG ĐIỆN

sáng chói lòa như một ngọn 1. Định nghĩa

lửa. -Hồ quang điện là quá

-Mô tả: Phần lớn ánh sáng trình phóng điện tự lực

chói phát ra từ hai đầu Hình ảnh hàn điện xảy ra trong chất khí ở áp

than, giữa hai cực có một suất thường hoặc áp suất

lưỡi liềm sáng yếu hơn. thấp giữa hai điện cực có (?)Trong khi hàn điện,

hiệu điện thế không lớn. chúng ta quan sát thấy hiện

Hồ quang điện có thể kèm trượng gì? Hãy mô tả hình

theo tỏa nhiệt và tỏa ánh ảnh đó?

sáng rất mạnh. -Hình ảnh ta quan sát được

2. Điều kiện tạo ra hồ chính là hồ quang điện.

quang điện Hình ảnh hàn điện nhìn Hiệu điện thế giữa hai

qua kính bảo vệ mắt. - Hiệu điện thế giữa hai thanh than (hai cực điện)

điện cực cỡ vài chục vôn. khoảng 40V - 50V.

- Dòng điện có cường độ Cá nhân tiếp thu ghi nhớ

lớn (hàng chục ampe) (?) Tại sao dòng điện trong

hồ quang điện lại chủ yếu

là dòng electron chạy từ

catôt đến anôt? 3. Ứng dụng

-Yêu cầu học sinh đọc sách

giáo khoa để tìm hiểu thêm -Hồ quang điện có nhiều Học sinh hoạt động cá về hồ quang điện và các ứng ứng dụng như hàn điện, nhân, sau đó lên báo cáo.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

dụng của hồ quang điện. Học sinh bổ sung các kiến làm đèn chiếu sáng, đun

thức cho nhau nếu báo cáo chảy vật liệu… -Giới thiệu thêm về ứng

còn thiếu. dụng của hồ quang điện.

-Hàn microplasma ứng

dụng với phần lớn các kim

loại cao cấp, trừ nhôm và

hợp kim nhôm. Với dòng

hàn có thể điều chỉnh rất

nhỏ, cho phép hàn các chi

tiết có chiều dầy đến phần

trăm milimet.

-Các ứng dụng tiêu biểu

của quy trình hàn

microplasma:

+ Hàn các ống mao dẫn

cho các mạch phân tích và

mạch đo.

+ Hộp xếp các thiết bị bù

nhiệt.

+ Hàn các màng và mối

nối của cặp nhiệt điện.

+ Bộ trao đổi nhiệt thu

nhỏ.

+ Hàn đồ trang sức, các đồ

tinh xảo.

+ Hàn khuôn, v.v.....

Hoạt động 3: Củng cố và luyện tập

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Giáo viên nêu câu hỏi củng cố kiến - Học sinh thảo chung toàn lớp tìm

thức: câu trả lời.

(?) Để có dòng điện trong chất khí - Làm bài tập 6,7.

có nhất thiết cần phải có tác nhân ion

hóa không? Tại sao? - Các loại đèn hơi Natri, thủy ngân,

- Yêu cầu học sinh làm bài tập 6, 7 đèn ống tiết kiệm năng lượng hơn

SGK. nhiều so với đèn sợi đốt.

(?) Tại sao ngày nay để tiết kiệm điện - Tia lửa điện thì do sự ion hóa chất

người ta không dùng đèn sợi đốt mà khí do va chạm, còn hồ quang là do

dùng đèn Natri, thủy ngân, đèn ống? phát xạ nhiệt êlectron khi ta nung

(?) Bản chất quá trình phóng tia lửa nóng hai điện cực, cả hai quá trình

điện, hồ quang điện có như nhau này là quá trình phóng điện tự lực và

không? bản chất của dòng điện trong chất

khí của hai quá trình phóng điện này

là như nhau đều là dòng chuyển dời

có hướng của các ion dương theo

chiều điện trường và các ion âm,

electron ngược chiều điện trường.

Hoạt động 4: Vận dụng/tìm tòi mở rộng

GV: giao nhiệm vụ về nhà cho HS:

- Làm các bài tập 8,9 sgk và ôn lại các bài dòng điện trong: Kim loại; Chất điện

phân; Chất khí.

-Tìm hiểu được ứng dụng của các kiến thức về sự phóng điện trong chất khí đối

với từng lĩnh vực của đời sống và kĩ thuật.

-Tìm hiểu về sét, hoạt động của đèn ống, đèn hơi(khí).

HS: Nhận nhiệm vụ học tập.

Phụ lục 7

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

HS TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN

HS TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN

Phụ lục 8

Phiếu quan sát năng lực GQVĐ học sinh

Họ và tên:………………………………………………..Lớp: 11A…

Bài:………………………………… Thành tố Tiêu chí(TC) Mức độ đạt được

M1(50%) M2(80%) M3(100%)

Tìm

hiểu,

khám phá vấn

4 5 TC1(5đ) 2.5

đề (20đ

4 5 TC2(5đ) 2.5

8 10 TC3(10đ) 5

Thiết

lập

không

gian

4 5 TC1(5đ) 2.5

vấn đề (20đ)

4 5 TC2(5đ) 2.5

8 10 TC3(10đ) 5

Lập kế hoạch,

thực hiện giải

8 10 TC1(10đ) 5

pháp (40đ)

12 15 TC2(15đ) 7.5

12 15 TC3(15đ) 7.5

Đánh giá và

phản ánh giải

4 5 TC1(5đ) 2.5

pháp (20đ)

8 10 TC2(10đ) 5

4 5 TC3(5đ) 2.5

Tổng điểm