Luận văn thạc sĩ sư phạm vật lý tổ chức dạy học chương “hạt nhân nguyên tử”, vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực vật lí của học sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÙI THỊ THOA TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG "HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ”, VẬT LÍ 12 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ H[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

BÙI THỊ THOA

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ”, VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ

CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

BÙI THỊ THOA

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ”, VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ

CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 8.14.01.11

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS BÙI VĂN LOÁT

HÀ NỘI - 2020

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đến các thầy cô khoa Sư phạm, trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã cung cấp những kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả học tập và hoàn thành luận văn

Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Bùi Văn Loát đã tận

tình chỉ dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả rất nhiều trong học tập cũng như nghiên cứu, thực hiện luận văn thạc sĩ

Tác giả xin chân thành cảm ơn đến sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban giám hiệu, các thầy cô tổ Vật lí đặc biệt là chị Lưu Thị Thu Nga và các em học sinh trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội nơi tác giả tiến hành thực nghiệm sư phạm

Những người thân trong gia đình, bạn bè thân thiết và các anh, chị học viên QH-2017S luôn động viên, giúp đỡ, ủng hộ, chia sẻ những khó khăn và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng luận văn cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót Kính mong sự góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn đọc

để luận văn của tác giả được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày … tháng … năm …

Tác giả

Bùi Thị Thoa

ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

THPT Trung học phổ thông

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực Vật lí ……….13 Bảng 1.2 Năng lực chuyên biệt môn Vật lí ……… 17

Sơ đồ 1.1 Cấu trúc năng lực hành động………19

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 THPT ……….30 Hình 2.1 Cấu tạo thiết bị hạt nhân sử dụng trong công nghiệp ……… 35 Hình 2.2 Cấu tạo thiết bị đo bề dày của vật liệu ………36 Hình 2.3 Quá trình chuyển trong môi trường ……….39 Hình 2.4 Phát hiện âm tính trong tế bào ung thư (bên trái) và dương tính với

tế bào ung thư (bên phải) bằng kĩ thuật đánh dấu phóng xạ ……….42 Hình 2.5 Ảnh chụp PET – chụp CT và chụp PET + CT ………43 Hình 2.6 Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân ……… 44 Bảng 3.1 Phân phối tần số điểm số của hai lớp thực nghiệm và đối chứng trước TNSP……… 80 Biểu đồ 3.1 Chất lượng học tập của hai lớp thực nghiệm và đối chứng trước TNSP……….81 Bảng 3.2 Phân phối tần số điểm số của hai lớp thực nghiệm và đối chứng

……….……… 86 Biểu đồ 3.2 Phân phối điểm của hai lớp thực nghiệm và đối chứng

………86 Bảng 3.3 Phân phối tần suất điểm của hai lớp thực nghiệm và đối chứng……….87 Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất điểm của hai lớp thực nghiệm và đối chứng

………87

iv

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ……… i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ……… ii

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ ……….iii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ 6

1.1 Hoạt động dạy 6

1.1.1 Khái niệm 6

1.1.2.Bản chất của hoạt động dạy 8

1.1.3 Tổ chức hoạt động dạy học 8

1.2 Vấn đề phát triển năng lực Vật lí của học sinh 9

1.2.1 Khái niệm năng lực Vật lí 9

1.2.2 Mô tả cấu trúc năng lực Vật lí 12

1.3 Dạy học theo hướng phát triển năng lực Vật lí 19

1.3.1 Mỗi quan hệ giữa dạy học và phát triển năng lực Vật lí 19

1.3.2 Một số hoạt động học tập phát triển năng lực Vật lí của học sinh 22

1.4 Thực trạng dạy và học theo hướng phát triển năng lực tại trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội hiện nay 23

1.4.1 Đối với giảng dạy của giáo viên 24

1.4.2 Đối với học sinh 26

1.4.3 Nguyên nhân thực trạng 27

CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ", VẬT LÍ 12 CƠ BẢN 29

v

2.1 Nội dung kiến thức chương "Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản 29

2.1.1.Đặc điểm cấu trúc chương "Hạt nhân nguyên tử" 29

2.1.2 Một số kiến thức cơ bản chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí lớp 12 THPT 31

2.1.3 Một số ứng dụng của Vật lí hạt nhân trong đời sống ……….34

2.2 Xây dựng nội dung tổ chức dạy học một số bài học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh……… 46

2.2.1 Xác định mục tiêu và nội dung học tập của bài học 46

2.2.2 Tổ chức dạy học một số bài học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh 47

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 78

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 78

3.3 Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm 79

3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 79

3.4.1 Phương pháp quan sát 79

3.4.2 Phương pháp thống kê toán học 79

3.4.3 Xây dựng phương thức và tiêu chí đánh giá 79

3.5 Tiến trình tổ chức thực nghiệm sư phạm 80

3.5.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 80

3.5.2 Nội dung tiến hành thực nghiệm 81

3.5.3 Các bài kiểm tra ……….………82

3.6 Kết quả thực nghiệm sư phạm 82

vi

3.6.1 Đánh giá định tính ……… 82

3.6.2 Đánh giá định lượng ……….86

KẾT LUẬN 89

1 Đánh giá kết quả nghiên cứu ……… 89

2 Hướng phát triển của đề tài ………89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC

1

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, đổi mới PPDH đang được áp dụng nhiều vào trong dạy học Tuy nhiên điều này phải đảm bảo được sự phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của HS Việc đổi mới PPDH còn bồi dưỡng tư duy khoa học, năng lực tự học, giải quyết vấn đề để có thể chuyển mình với cuộc sống có sự phát triển của khoa học ngày càng tăng Để làm tốt điều này thì GV phải có kiến thức không những về chuyên môn mà còn về tâm lý học, giáo dục học Thêm vào

đó, kĩ năng sư phạm cũng góp phần quan trọng trong việc áp dụng đổi mới PPDH

Trong vật lí, học thông qua thực hành và quan sát có tác dụng rất lớn trong việc giáo dục, phát triển tư duy học sinh Bởi vì đối tượng nghiên cứu của môn Vật lí là thế giới quanh ta, Vật lí mang tính phổ dụng, toàn bộ, nhiều tầng trong thực tiễn và gắn liền với thực tiễn Tuy nhiên không những môn vật lí nói riêng mà cả các môn học khác nói chung do bị hạn chế về thời gian học tập trên lớp nên HS chưa lĩnh hội hết lượng kiến thức GV truyền đạt, đôi khi thấy lý thuyết xa vời thực tiễn Học sinh cảm thấy chán nản và không hứng thú với môn học Đồng thời nếu không có năng lực chung cần thiết và năng lực riêng của môn học thì học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình tiếp nhận kiến thức mỗi môn học Chính vì vậy, GV muốn hình thành cho HS các khả năng, năng lực học tập thì phải tạo môi trường học tập thoải mái, ít áp lực và khơi gợi sự hứng thú đối với môn học của HS, tạo cơ hội học sinh tự tìm tòi kiến thức, tự lĩnh hội kiến thức thông qua các hoạt động dạy học của mình Vậy mấu chốt ở đây là PPDH của GV như thế nào để HS có thể hình thành năng lực học tập môn học để việc tiếp nhận kiến thức môn học trở nên dễ dàng hơn?

2

Thêm vào đó, khi tìm hiểu về vấn đề dạy học Vật lí THPT, tôi phát hiện chương “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 có một số vấn đề cần quan tâm nghiên cứu:

- Kiến thức phần hạt nhân nguyên tử được đưa vào đề thi THPT Quốc gia tuy nhiên các câu hỏi chỉ dừng ở mức dễ và trung bình liên quan đến lí thuyết, dạng bài tập không nhiều, chiếm ít câu nên việc dạy học chương này thường bị xem nhẹ

- Kiến thức chương “Hạt nhân nguyên tử” có ý nghĩa giáo dục,kỹ thuật

và khoa học Cụ thể, ngoài việc tạo ra điện nguyên tử, phản ứng hạt nhân còn

sử dụng nhiều trong việc tạo ra các đồng vị phóng xạ sử dụng trong y học hạt nhân, các đồng vị phóng xạ được sử dụng nhiều trong y học, trong địa chất

và khảo cổ học Đặc biệt trong công nghiệp, ở các nhà máy, các công ty có yếu tố nước ngoài đều sử dụng các thiết bị đo hạt nhân trong việc kiểm tra chất lượng của các sản phẩm Thay vì để học sinh học hiểu qua sách giáo khoa, để phát triển năng lực Vật lí, phải chăng GV nên đưa HS đến gần với thực tiễn bằng các ứng dụng, thí nghiệm mà chính học sinh có thể quan sát mà thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức mình đã học trong nhà trường với thực tế thông qua quá trình tổ chức hoạt động dạy học của mình?

Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài: “Tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu đề tài

Tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí giúp bồi dưỡng năng lực Vật lí cho học sinh

3

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

3.1 Khách thể nghiên cứu

Học sinh lớp 12 trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Tổ chức dạy học một số bài học trong chương “Hạt nhân nguyên tử”- Vật lí 12 cơ bản theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh

4 Câu hỏi nghiên cứu

- Cơ sở lý luận của dạy học, tổ chức dạy học, phát triển năng lực Vật lí

là gì?

- Xây dựng nội dung tổ chức dạy học một số bài học trong chương

“Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 cơ bản theo hướng phát triển năng lực Vật lí như thế nào?

- Chất lượng học tập của HS trong quá trình học theo PPDH theo hướng phát triển năng lực Vật lí so với các cách dạy học truyền thống trước kia?

5 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học một số bài học trong chương “Hạt nhân nguyên tử” theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh mang lại hiệu quả cao trong giảng dạy ở nhà trường, giúp học sinh bồi dưỡng thêm năng lực Vật lí

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học, tổ chức dạy học và phát triển năng lực

Vật lí

- Điều tra thực trạng dạy học phần “Hạt nhân nguyên tử” tại một số trường THPT hiện nay

- Tổ chức hoạt động dạy học một số bài chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí

12 cơ bản

- Tiến hành TNSP để kiểm nghiệm tính khả thi của đề tài nghiên cứu

4

7 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu việc tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản

- Địa bàn nghiên cứu: Trường THPT Phan Huy Chú- Đống Đa- Hà Nội

- Đối tượng khảo sát: Học sinh khối 12 trong trường THPT Phan Huy Chú :

300 học sinh

- Thời gian lấy số liệu: Năm học 2018 - 2019

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu những tài liệu, các sách, tạp chí chuyên ngành về dạy học

và đổi mới PPDH

Nghiên cứu các giáo trình, tài liệu liên quan đến việc phát huy tính tích cực nhận thức, phát triển hứng thú học tập trong hoạt động học tập của

HS

Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học phát triển năng lực, các luận văn

có liên quan đến đề tài

Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, tài liệu tham khảo liên quan đến phần "Hạt nhân nguyên tử" thuộc chương trình Vật lí lớp 12 cơ bản THPT

8.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra thực trạng dạy học môn Vật lí nói chung và dạy học phần

“Hạt nhân nguyên tử” ở trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội

- Nghiên cứu một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân trong đời sống; nguyên tắc và cơ chế hoạt động của các ứng dụng đó

- Phương pháp TNSP: Tổ chức dạy học thực nghiệm một số tiết học để

kiểm nghiệm tính khả thi của giả thuyết khoa học đặt ra trong đề tài Dùng thống kê toán học xử lí số liệu thu được từ phiếu điều tra và các kết quảTNSP

5

9 Những đóng góp của đề tài

- Hệ thống hóa một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhân trong đời sống

Phân tích được nội dung chương trình chương “Hạt nhân nguyên tử” -Vật lí 12 cơ bản; bước đầu tìm hiểu được những thuận lợi và khó khăn trong QTDH môn Vật lí ở trường THPT và mối liên hệ với việc dạy học Vật lí phát triển hứng thú học tập cấp THPT hiện nay

- Tổ chức dạy học một số bài chương “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12

cơ bản theo hướng phát triển năng lực Vật lí cho học sinh

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung đề tài được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học và phát

triển năng lực Vật lí

Chương 2: Tổ chức dạy học một số bài học trong chương “Hạt nhân

nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

6

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC

VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ

1.1 Hoạt động dạy

1.1.1 Khái niệm

Trong xã hội loài người, các mặt tâm lý, trí tuệ hay cảm xúc của con người phát triển được là nhờ vào quá trình tiếp thu những kinh nghiệm Điều này góp phần hoàn thiện quá trình trưởng thành về mặt xã hội của loài người

Và con đường hiệu quả nhất của cơ chế này chính là con đường dạy học Thông qua học tập, năng lực loài người sẽ chuyển thành năng lực cá thể Để làm được điều này thì cá nhân cần có thời gian hoặc nếu thời gian được rút ngắn thì do có sự hướng dẫn từ thế hệ đi trước, từ những nhà giáo dục hoặc có kinh nghiệm về lĩnh vực cần hoàn thiện

Phương pháp sư phạm đặc biệt được sử dụng để tổ chức QTDH trong nhà trường Thông qua QTDH, người học được trang bị hệ thống kiến thức khoa học, hình thành kỹ năng cũng như thái độ tương ứng

Các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học được tiến hành phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí người học, tác động vào sự hứng thú và nhu cầu của người học, làm nảy sinh tính tích cực, phát triển các phẩm chất nhân cách đặc thù cho người học… Giáo dục nhân cách thông qua hoạt động học tập là con đường cơ bản nhất của nhà trường

Cá nhân nào trong xã hội cũng có khả năng tham gia quá trình dạy Nhưng dạy học trong nhà trường chỉ được thực hiện bởi những nhà sư phạm, những người được đào tạo nghề dạy học Qua đó giúp người học có được những hiểu biết mang tính chất kinh nghiệm được đúc kết một cách xúc tích

7

nhất Điều này làm nền tảng cho người học có thể thích ứng với cuộc sống hiện tại

Trong nhà trường, con người được tiếp thu kiến thức, hình thành kĩ năng và thái độ trong quá trình tìm tòi, xây dựng kiến thức mới Tuy nhiên ngoài những yếu tố đó còn có yếu tố được chú trọng nữa đó là hình thành cho học sinh năng lực giải quyết ở mức độ nhất định đối với một vấn đề thực tiễn đòi hỏi của cuộc sống Muốn người học có thể lĩnh hội tri thức một cách đầy

đủ và vận dụng vào thực tiễn như vậy thì người truyền đạt phải là người có trình độ chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm Ngoài môi trường học tập là trường học, học sinh cũng có nhưng hoạt động học khác mà tại đó kiến thức được hình thành Hình thức học đặc biệt phổ biến hiện nay chính là học qua trải nghiệm và tự học Học qua trải nghiệm nếu không có sự dẫn dắt sư phạm thì kiến thức thu về là những kiến thức tiền khoa học, có tính ngẫu nhiên và rời rạc Người học chỉ lĩnh hội những tri thức liên quan đến nhu cầu hứng thú và nhiệm vụ trước mắt Trong khi đó hình thức tự học của học sinh cũng là nhu cầu tiếp thu kiến thức tự phát, nếu không có sự chỉ dẫn tư phía giáo viên thì lượng kiến thức vào chưa đủ để đáp ứng nhu cầu bên ngoài Do đó có thể nói phương thức dạy học trong nhà trường là phương thức dạy học hiệu quả, thúc đẩy quá trình phát triển của người học

Tóm lại, hoạt động dạy là hoạt động của người có chuyên môn sư phạm (giáo viên) tổ chức và hướng dẫn hoạt động của người học nhằm giúp người học lĩnh hội nền văn hóa xã hội,tri thức nhân loại; hoàn thiện và phát triển tâm lý và nhân cách [8]