Dạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sở (Luận án tiến sĩ)

Dạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sởDạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học chương “Điện từ học” cấp trung học cơ sở

Trang 1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn giáo dục Việt Nam Các kết quả này chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì nghiên cứu nào khác

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Văn Nghiệp

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Giáo dục và Đào tạo, Ban Giám hiệu, giáo viên và các em học sinh các trường THCS trênđịa bàn Hà Nội - nơi tác giả công tác, tiến hành các nghiên cứu và triển khai thực nghiệm đề tài khoa học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tác giả hoàn thànhđược luận án này

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Nhà giáo Nhân dân - PGS.TS Phạm

dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu để tác giả hoàn thành công trình nghiên cứu

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo trong Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã dành nhiều thời gian tư vấn, đóng góp, bổ sung ý kiến

để tác giả chỉnh sửa và hoàn thiện luận án

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp những người

đã giúp đỡ và động viên tác giả trong thời gian nghiên cứu để hoàn thành đề tài khoa học Đặc biệt, tác giả xin gửi đến bố, mẹ kính yêu lời biết ơn sâu nặng bởi đã đồng hành cùng tác giả vượt qua những gian truân, thử thách để tác giả bước tiếp

những bước đi trong cuộc đời

Trân trọng cảm ơn

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Văn Nghiệp

Trang 3

MỤC LỤC Trang bìa

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC VIẾT TẮT ix

DANH MỤC CÁC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH xii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ xiv

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 4

4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 4

5 Giả thuyết khoa học 5

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

7 Phương pháp nghiên cứu 6

8 Các đóng góp mới của đề tài 7

Chương 1 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 9

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 9

1.1.1 Tổng quan về dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 9

1.1.1.1 Trên thế giới 9

1.1.1.2 Ở Việt Nam 13

1.1.2 Tổng quan về phát triển năng lực khoa học của học sinh trong dạy học 17

1.1.2.1 Trên thế giới 17

1.1.2.2 Ở Việt nam 21

1.2 Cơ sở lí luận 23

1.2.1 Một số khái niệm 23

1.2.1.1 Khái niệm về nghiên cứu khoa học của học sinh ở trường phổ thông 23

Trang 4

1.2.1.2 Khái niệm về quy trình nghiên cứu khoa học 24

1.2.1.3 Khái niệm về năng lực khoa học của học sinh phổ thông 26

1.2.2 Thiết kế tiến trình dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 26

1.2.2.1 Khái niệm về dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 26

1.2.2.2 Chuyển quy trình nghiên cứu khoa học thành tiến trình dạy học 27

1.2.2.3 Sự khác nhau giữa nhà khoa học và học sinh phổ thông trong nghiên cứu khoa học 28

1.2.3 Giải pháp đưa giai đoạn “nghiên cứu tổng quan” vào tiến trình dạy học 31

1.2.3.1 Định nghĩa về tổng quan 31

1.2.3.2 Mục đích đưa giai đoạn “nghiên cứu tổng quan” vào tiến trình dạy học .31

1.2.3.3 Khó khăn khi đưa “nghiên cứu tổng quan” vào tiến trình dạy học 33

1.2.3.4 Giải pháp đưa giai đoạn “nghiên cứu tổng quan” vào tiến trình dạy học .33

1.2.4 Thiết kế hoạt động dạy và học theo quy trình nghiên cứu khoa học 35

1.2.4.1 Một số đặc điểm lứa tuổi của học sinh trung học cơ sở 35

1.2.4.2 Mục tiêu của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 36

1.2.4.3 Định hướng tổ chức hoạt động dạy và hoạt động học theo quy trình nghiên cứu khoa học 38

1.2.4.4 Cấu trúc câu giả thuyết và câu dự đoán 40

1.2.4.5 Một số lưu ý trong dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 42

1.2.5 Vai trò, nguyên tắc, mức độ dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 43 1.2.5.1 Vai trò của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 44

1.2.5.2 Nguyên tắc của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 45

1.2.5.3 Các mức độ dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 46

1.2.6 Đánh giá năng lực khoa học của học sinh khi học theo quy trình nghiên cứu khoa học 48

1.2.6.1 Biểu hiện năng lực thành phần của học sinh khi học theo quy trình nghiên cứu khoa học 48

Trang 5

1.2.6.2 Tiêu chí và mức độ hành vi trong đánh giá năng lực khoa học của học sinh

50

1.2.6.3 Bảng kiểm theo chỉ báo hành vi và mức độ hành vi của năng lực khoa học .51

1.3 Cơ sở thực tiễn 54

1.3.1 Nhận thức của giáo viên về bản chất của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 54

1.3.2 Thực trạng về việc dạy học phát triển năng lực khoa học 55

1.3.3 Nhận thức của giáo viên về vai trò của nghiên cứu khoa học trong dạy học Vật lí ở trường trung học cơ sở 56

1.3.4 Mức độ hiểu biết của giáo viên về quy trình nghiên cứu khoa học 57

1.3.5 Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến việc dạy học phát triển năng lực khoa học 58

1.3.6 Thực trạng năng lực khoa học của học sinh ở một số trường trung học cơ sở trên địa bàn Hà Nội 59

Kết luận Chương 1 61

Chương 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN TỪ HỌC” 62

2.1 Phân tích Chương 2 “Điện từ học” cấp THCS trong Chương trình Giáo dục phổ thông hiện hành 62

2.1.1 Vị trí của Chương “Điện từ học” 62

2.1.2 Phân tích đặc điểm nội dung kiến thức ở Chương 2 “Điện từ học” 62

2.2 Lựa chọn và sắp xếp logic kiến thức về “Điện từ học” 66

2.2.1 Sắp xếp logic các bài học về “Điện từ học” 66

2.2.2 Logic hình thành kiến thức về từ trường của nam châm vĩnh cửu 67

2.2.3 Logic hình thành kiến thức về từ trường của dòng điện 68

2.2.4 Logic hình thành kiến thức về cảm ứng điện từ 69

2.3 Thiết kế thiết bị thí nghiệm 71

2.3.1 Lí do thiết kế thí nghiệm 71

Trang 6

2.3.1.1 Đối với bài “Từ trường của nam châm vĩnh cửu” 72

2.3.1.2.Đối với bài “Từ trường của dòng điện” 72

2.3.1.3.Đối với bài “Cảm ứng điện từ” 74

2.3.3 Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm ở bài “Từ trường của dòng điện” 75

2.3.4 Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm ở bài “Cảm ứng điện từ” 76

2.3.4.1 Cơ sở lí thuyết 76

2.3.4.2 Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu về cảm ứng điện từ dùng nam châm vĩnh cửu 77

2.3.4.3 Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu về cảm ứng điện từ dùng nam châm điện 81

2.4 Tiến trình dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 83

3.4.1 Bài 1 Từ trường của nam châm vĩnh cửu 83

3.4.1.1 Mục tiêu về nội dung tri thức học sinh cần đạt 83

3.4.1.3 Tổ chức hoạt động dạy và học theo quy trình nghiên cứu khoa học 84

3.4.1.4 Mục tiêu về đánh giá năng lực khoa học của học sinh 90

2.4.2 Bài 2 Từ trường của dòng điện 93

2.4.2.2 Mục tiêu về phát triển năng lực khoa học của học sinh 93

2.4.3 Bài 3 Cảm ứng điện từ 102

2.4.3.2 Mục tiêu phát triển năng lực khoa học của học sinh 102

Kết luận Chương 2 114

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 115

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 115

3.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 115

Trang 7

3.2.1 Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng một 115

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm vòng hai 116

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm vòng hai 116

3.3.1 Đối tượng triển khai thực nghiệm sư phạm 116

3.3.2 Quy trình thực nghiệm 117

3.3.3 Nội dung, công cụ và phương pháp thực nghiệm 118

3.4 Kết quả thực nghiệm vòng hai 118

3.4.1 Đánh giá định tính 118

3.4.1.1 Phương pháp đánh giá 118

3.4.1.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 119

3.4.1.3 Phân tích kết quả 132

3.4.1.4 Kết luận 134

3.4.2 Đánh giá sự tiến bộ của học sinh 134

3.4.2.2 Kết quả sự tiến bộ trong phát triển năng lực khoa học của HS 135

3.4.2.3 Kết luận 141

3.4.3 Đánh giá định lượng 141

3.4.3.2 Đánh giá sự phát triển năng lực khoa học các trường thực nghiệm 141

3.4.3.3 Đánh giá sự phát triển năng lực khoa học của học sinh lớp 8 và lớp 9 .145

3.4.3.4 Đánh giá sự phát triển NLKH của HS tham gia thực nghiệm 147

3.4.3.5 Kết luận 151

KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT VÀ KHUYẾN NGHỊ 154

1 Kết luận 154

2 Đề xuất nghiên cứu tiếp theo của đề tài 156

3 Khuyến nghị 156

3.1 Với Bộ Giáo dục và Đào tạo 156

3.2 Với giáo viên trung học 157

Trang 8

CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 158

TÀI LIỆU THAM KHẢO 159

PHỤ LỤC 165

Phụ lục 1 Một số hình ảnh triển khai thực nghiệm sư phạm 165

Phụ lục 2 Chuẩn kiến thức và kĩ năng Chương 2 Điện từ học trong Chương trình Giáo dục phổ thông cấp THCS 166

Phụ lục 3 Phiếu học tập Bài 1 của học sinh lớp 8 trường THCS Hoàng Hoa Thám .168

Phụ lục 4 Phiếu học tập bài 1 của học sinh lớp 9 trường THCS Nguyễn Siêu 172

Phụ lục 5 Phiếu học tập bài 2 của học sinh lớp 8 trường THCS Đoàn Kết 178

Phụ lục 6 Phiếu học tập Bài 3 của học sinh lớp 9 trường THCS Hoàng Hoa Thám .183

Trang 10

DANH MỤC CÁC BẢNGBảng 1.1 Sự khác nhau giữa nhà khoa học và học sinh phổ thông trong nghiên cứu

khoa học 29 Bảng 1.2 Mục tiêu của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 36 Bảng 1.3 Năng lực thành phần cấu thành năng lực khoa học 49

Bảng 1.4 Bảng kiểm mức độ chỉ báo hành vi năng lực thành phần của năng lực

khoa học 51 Bảng 1.5 Số liệu về nhận thức của giáo viên về bản chất của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 54

Bảng 1.6 Thống kê kết quả khảo sát thực trạng dạy học phát triển năng lực khoa

học của giáo viên 55 Bảng 1.7 Kết quả nhận thức của giáo viên về vai trò của nghiên cứu khoa học

trong dạy học ở trường trung học cơ sở 57

Bảng 1.8 Kết quả điều tra mức độ hiểu biết của giáo viên về quy trình nghiên cứu

khoa học 58 Bảng 1.9 Kết quả khảo sát nguyên nhân ảnh hưởng đến dạy học phát triển năng lực khoa học cho học sinh của giáo viên 58

Bảng 1.10 Kết quả khảo sát đầu vào về năng lực khoa học của học sinh trung học

cơ sở 59

Bảng 2.1 Sắp xếp logic các bài học về Điện từ học cấp trung học cơ sở 66

Bảng 2.2 Bảng kiểm chỉ báo hành vi năng lực khoa học của học sinh bài “Từ

trường của nam châm vĩnh cửu” 90

Bảng 2.3 Bảng kiểm chỉ báo hành vi năng lực khoa học của học sinh bài “Từ

trường của dòng điện” 100

Bảng 2.4 Bảng kiểm chỉ báo hành vi năng lực khoa học của học sinh bài “Cảm ứng

điện từ” 111 Bảng 3.1 Thời gian và địa điểm triển khai thực nghiệm 116

Trang 11

Bảng 3.2 Một số thông tin về quá trình triển khai thực nghiệm sư phạm 117

Bảng 3.3 Số học sinh có mặt tham gia triển khai thực nghiệm sư phạm 117

Bảng 3.4 Nội dung, công cụ và phương pháp thực nghiệm 118

Bảng 3.5 Số liệu khảo sát năng lực thành phần của học sinh 135

Bảng 3.6 Thống kê (%) mức độ năng lực thành phần của học sinh ở các trường thực nghiệm sư phạm 142

Bảng 3.7 Thống kê (%) mức độ năng lực thành phần của học sinh lớp 8 và lớp 9 145

Bảng 3.8 Thống kê (%) mức độ năng lực thành phần của học sinh thực nghiệm sư phạm 148

Trang 12

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1 Sơ đồ tiến trình dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học 28

Hình 2 1 Sơ đồ logic hình thành kiến thức về từ trường của nam châm vĩnh cửu 68 Hình 2 2 Sơ đồ logic hình thành kiến thức về từ trường dòng điện 69

Hình 2 3 Sơ đồ logic hình thành kiến thức về cảm ứng điện từ 71

Hình 2 4 Thí nghiệm về tương tác của nam châm vĩnh cửu 74

Hình 2 5 Chi tiết thiết bị (khung cuốn vòng dây, chân đế, ắc quy) 75

Hình 2 6 Bố trí và lắp đặt bộ thí nghiệm khảo sát từ trường dòng điện 76

Hình 2 7 Từ phổ của dòng điện qua dây dẫn thẳng 76

Hình 2 8 Từ phổ của dòng điện qua vòng dây 76

Hình 2 9 Từ phổ của dòng điện qua ống dây 76

Hình 2 10 Bộ thí nghiệm nghiên cứu về cảm ứng điện từ dùng nam châm vĩnh cửu và nam châm điện 77

Hình 2 11 Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ dùng nam châm vĩnh cửu 78

Hình 2 12 Thí nghiệm kiểm tra độ lớn dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào diện tích vòng dây 78

Hình 2 13 Thí nghiệm kiểm tra độ lớn dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào góc hợp bởi phương đường sức từ với mặt phẳng cuộn dây 79

Hình 2 14 Thí nghiệm kiểm tra độ lớn dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào độ lớn từ trường của nam châm 80

Hình 2 15 Thí nghiệm thay đổi diện tích cuộn dây 80

Hình 2 16 Thí nghiệm thay đổi tốc độ góc quay 81

Hình 2 17 Thí nghiệm thay đổi về độ lớn của từ trường 81

Hình 2 18 Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ dùng nam châm điện 82

Hình ảnh và hình vẽ ở ba bài học Hình B1 1 .88

Hình B1 2 89

Hình B2.1 .94

Trang 13

Hình B2 2 97

Hình B2 3 97

Hình B2 4 97

Hình B2 5 97

Hình B2 6 97

Hình B2 7 97

Hình B2 8 97

Hình B2 9 98

Hình B2 10 98

Hình B2 11 98

Hình B2 12 98

Hình B2 13 99

Hình B2 14 99

Hình B3 1 103

Hình B3 2 104

Hình B3 3 108

Hình B3 4 108

Hình B3 5 108

Hình B3 6 108

Hình B3 7 109

Hình B3 8 109

Hình B3 9 109

Hình B3 10 110

Hình B3 12 111

Trang 14

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Mức độ năng lực thành phần của học sinh lớp 8 trường Đoàn Kết 143

Biểu đồ 3.2 Mức độ năng lực thành phần của học sinh lớp 8 trường Hoàng Hoa Thám 144

Biểu đồ 3.3 Mức độ năng lực thành phần của học sinh lớp 9 trường Nguyễn Siêu 144

Biểu đồ 3.4 Mức độ năng lực thành phần của học sinh lớp 9 trường Hoàng Hoa Thám 144

Biểu đồ 3.5 Mức độ năng lực thành phần của học sinh lớp 8 và lớp 9 ở Bài 1 146

Biểu đồ 3.8 Mức độ năng lực thành phần 1 148

Trang 15

Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full

Định dạng
Số trang	203
Dung lượng	482,19 KB
File đính kèm	Luận án Full.rar (10 MB)