Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh qua dạy học khám phá chương “cảm ứng điện từ” vật lí 11 trung học phổ thông

Thiết kế tiến trình dạy học khám phá một số kiến thức trong chương “Cảm ứng điện từ” theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh .... GQVĐ trong dạy học Vật lí là n

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

DƯƠNG HỒNG THÁI

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC KHÁM PHÁ CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ”

VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Thừa Thiên Huế, năm 2018

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS LÊ VĂN GIÁO

Thừa Thiên Huế, năm 2018

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 công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tác giả

Dương Hồng Thái

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Lê Văn Giáo đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng quý thầy cô giáo tổ Vật lí trường THPT Vạn Tường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực nghiệm sư phạm

Xin được cảm ơn toàn thể đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã quan tâm, động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 09 năm 2018

Tác giả Dương Hồng Thái

iii

MỤC LỤC

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Các chữ viết tắt trong luận văn 4

Danh mục các bảng, biểu đồ, đồ thị và các hình 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lí do chọn đề tài 6

2 Mục tiêu nghiên cứu 7

3 Đối tượng nghiên cứu 7

4 Giả thuyết khoa học 8

5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 8

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

7 Phương pháp nghiên cứu 8

8 Những đóng góp của luận văn 8

9 Cấu trúc luận văn 9

NỘI DUNG 10

Chương 1 10

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 10

1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh 10

1.1.1 Năng lực 10

1.1.2 Các đặc điểm của năng lực 10

1.1.3 Năng lực học sinh trong dạy học Vật lí 11

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề 12

1.2.1 Khái niệm 12

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 12

1.2.3 Vị trí và tầm quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề 13

1.2.4 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề 14

1.3 Dạy học khám phá 15

1.3.1 Hoạt động khám phá 15

1.3.2 Phương pháp dạy học khám phá 16

1.3.3 Đặc trưng của phương pháp dạy học khám phá 17

1.3.4 Cấu trúc của phương pháp dạy học khám phá 17

1.3.5 Nhiệm vụ khám phá 18

1.3.6 Qui trình thiết kế nhiệm vụ khám phá 20

1.3.7 Những ưu điểm và hạn chế của phương pháp dạy học khám phá 21

1.4 Vai trò của dạy học khám phá trong bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 22

1.5 Thực trạng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề qua dạy học khám phá 23

1.5.1 Mục đích điều tra 23

1.5.2 Đối tượng điều tra 23

1.5.3 Phương pháp điều tra 23

1.5.4 Kết quả điều tra 23

1.5.5 Đánh giá về thực trạng 24

1.6 Quy trình dạy học khám phá theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 25

1.7 Kết luận chương 1 30

Chương 2 31

TỔ CHỨC DẠY HỌC KHÁM PHÁ CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” THEO ĐỊNH HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 31

2.1 Đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Cảm ứng điện từ” 31

2.1.1 Cấu trúc chương 31

2.1.2 Đặc điểm 33

2.2 Những nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” có thể tổ chức dạy học khám phá 34

2.3 Thiết kế nhiệm vụ khám phá một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” 36

2.4 Thiết kế tiến trình dạy học khám phá một số kiến thức trong chương “Cảm ứng

điện từ” theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 45

Chương 3 69

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 69

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 69

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 70

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 70

3.5 Thời gian, địa điểm 70

3.6 Những công việc cần chuẩn bị trước cho từng bài học 70

3.7 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 71

3.7.1 Chọn mẫu thực nghiệm 71

3.7.2 Quan sát giờ học 71

3.7.3 Phân tích bài kiểm tra 72

3.7.4 Thăm dò ý kiến học sinh 72

3.8 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 72

3.8.1 Đánh giá tiến trình dạy học 72

3.8.2 Phân tích biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề qua cách giải quyết nhiệm vụ khám phá 74

3.8.3 Đánh giá kết quả bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề 81

3.8.4 Đánh giá kết quả học tập qua bài kiểm tra 84

3.9 Kết luận chương 3 88

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH

Bảng 1.1: Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ 14

Bảng 1.2: Thống kê phiếu điều tra GV và HS 23

Bảng 2.1: Phân phối chương trình chương 31

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc logic nội dung của chương 32

Bảng 3.1: Số liệu HS được chọn làm mẫu thực nghiệm 71

Bảng 3.2: Kết quả đánh giá NL GQVĐ của HS nhóm TN qua quan sát 81

Bảng 3.3: Đánh giá NL GQVĐ của HS nhóm TN và ĐC 82

Bảng 3.4: Kết quả đánh giá phân loại NL GQVĐ của HS 83

Bảng 3.5: Điểm thống kê (Xi) qua các bài kiểm tra 85

Bảng 3.6: Phân phối tần suất 85

Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất lũy tích 86

Bảng 3.8: Các tham số thống kê 86

Bảng 3.9: Bảng phân loại học lực 86

Biểu đồ 3.1: NL GQVĐ của hai nhóm TN và ĐC 83

Biểu đồ 3.2: Phân bố điểm của nhóm ĐC và TN 85

Biểu đồ 3.3: Phân loại học lực 87

Đồ thị 3.1: Phân bố điểm TB các tiêu chí nhóm TN 82

Đồ thị 3.2: Phân bố điểm TB các tiêu chí nhóm TN và ĐC 83

Đồ thị 3.3: Phân phối tần suất điểm 85

Đồ thị 3.4: Phân phối tần suất lũy tích 86

Hình 1.1: Cấu trúc DHKP 18

Hình 1.2: Quy trình dạy học khám phá 26

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc logic nhận thức của chương 33

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay, thế giới đang có sự thay đổi toàn diện về kinh tế, văn hóa, xã hội

và môi trường với tốc độ ngày càng nhanh làm cho đời sống con người ngày càng được cải thiện Tuy nhiên điều này cũng đã và đang làm nảy sinh những thách thức rất lớn như biến đổi khí hậu, dịch bệnh, chiến tranh… Những thách thức trên ngày càng gia tăng về mặt quy mô, mức độ nghiêm trọng và tính phức tạp Nó không còn

là trách nhiệm của mỗi con người, mỗi dân tộc Để giải quyết các vấn đề như vậy đòi hỏi phải có sự hợp tác của rất nhiều người, nhiều dân tộc trên phạm vi quốc gia

và toàn cầu Thêm vào đó xu hướng toàn cầu hóa, cuộc cách mạng 4.0, sự bùng nổ thông tin khiến con người, các nền kinh tế, văn hóa, chính trị của các quốc gia liên kết chặt chẽ với nhau Muốn phát triển chúng ta không thể đứng một mình, tách rời trong xu thế chung của thế giới Ngược lại hội nhập là xu thế tất yếu, muốn thành công trong hội nhập không thể xem nhẹ NL hợp tác và NL GQVĐ

Kho tàng tri thức là vô hạn, mỗi ngày lại có những thành tựu mới được phát minh Do đó dạy học theo phương pháp tiên tiến và hiện đại không chỉ là dạy cho

HS nắm được kiến thức mà cần phải dạy cho HS con đường chiếm lĩnh kiến thức,

có tư duy sáng tạo và NL GQVĐ phù hợp với yêu cầu của thời đại Hội nghị lần thứ

2 BCH TW Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII đã nêu ra “Nhiệm vụ và mục tiêu

cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi ” Để đạt được mục tiêu đề

ra, Hội nghị cũng đã chỉ rõ “ Đổi mới mạnh mẽ phương pháp Giáo dục - Đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và hiện đại vào quá trình dạy học…”

Hiện nay, xuất hiện rất nhiều các PPDH tích cực (active teaching and learning) Đây là những PPDH nhằm phát huy tính chủ động, tích cực, độc lập, sáng tạo của người học PP DHKP là một trong những PPDH tích cực có hiệu quả và dễ vận dụng trong nhà trường phổ thông Với phương pháp này, con đường đi tới kiến

thức mới được xây dựng trên cơ sở kiến thức sẵn có của người học, thông qua các hoạt động tích cực của người học, dưới sự định hướng giúp đỡ của người dạy Điều

đó sẽ làm cho người học cảm thấy hứng thú và sẽ kích thích được sự tìm tòi kiến thức mới của người học Hơn nữa, với phương pháp này thì trong bất kì điều kiện

cơ sở vật chất nào cũng áp dụng được một cách linh hoạt và có hiệu quả

Việc dạy học của chúng ta ở trường THPT đã và đang từng bước có những đổi mới đáng kể về nội dung, hình thức, cách thức tổ chức và phương pháp Tuy nhiên, có nhiều lí do khác nhau, ở các trường THPT hiện nay chưa thật sự chú trọng đến NL GQVĐ đề cho HS Việc đánh giá mức độ quan trọng, phương pháp đánh giá và phương pháp dạy học để bồi dưỡng NL GQVĐ thật sự chưa được chú trọng đúng mức

Chương “Cảm ứng điện từ” là một phần kiến thức của chương trình Vật lí phổ thông Kiến thức của chương liên quan rất nhiều đến đời sống và kĩ thuật Các ứng dụng của phần kiến thức này gần gũi với cuộc sống nên cho HS những kinh nghiệm nhất định Điều này tạo điều kiện thuận lợi để tổ chức DHKP theo hướng bồi dưỡng

NL GQVĐ cho HS

Quá trình dạy học cần phải phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học của HS Các PPDH đều có ưu và nhược điểm đối với việc phát triển NL của HS Việc thực hiện thành công một PPDH tích cực nào đó sẽ giúp HS lĩnh hội tri thức một cách khoa học, phát huy NL theo định hướng của chương trình giáo dục tổng thể, góp phần đổi mới PPDH ở trường phổ thông Với những lí do trên, tôi lựa chọn nghiên

cứu đề tài: “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh qua dạy học khám phá chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 trung học phổ thông”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình tổ chức DHKP theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho

HS và vận dụng vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT

3 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS trong tiến trình dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình DHKP theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ

và áp dụng dạy học chương “Cảm ứng điện từ” thì sẽ góp phần bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS, qua đó nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí ở trường THPT

5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

Nội dung kiến thức chỉ đi sâu vào NL GQVĐ, PP DHKP và chỉ áp dụng

trong phạm vi chương “Cảm ứng điện từ ” Vật lý 11 THPT

Đối tượng TNSP là các lớp thuộc Trường THPT Vạn Tường, tỉnh Quảng Ngãi

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Làm rõ cơ sở lí luận về NL GQVĐ của HS, PP DHKP và mối quan hệ giữa chúng trong dạy học Vật lí

Đánh giá thực trạng bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS trong tổ chức hoạt động dạy học ở các trường THPT hiện nay

Đề xuất quy trình DHKP theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS và

áp dụng vào dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT

Thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả

7 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết về NL, NL GQVĐ, DHKP mối quan hệ giữa NL GQVĐ và DHKP

Điều tra thực trạng về việc bồi dưỡng NL GQVĐ và bồi dưỡng NL GQVĐ qua DHKP ở các trường THPT

Thực nghiệm sư phạm

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả thu được khi TNSP, trên cơ sở đó rút ra kết luận của đề tài nghiên cứu

8 Những đóng góp của luận văn

Làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc bồi dưỡng NL GQVĐ qua DHKP

Xây dựng qui trình DHKP theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS

Áp dụng DHKP thiết kế kế hoạch dạy học chương “Cảm ứng điện từ” theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS

Tổ chức DHKP chương “Cảm ứng điện từ”, góp phần đổi mới PPDH Vật lí ở các Trường THPT

Đánh giá tính đúng đắn và hiệu quả của đề tài

9 Cấu trúc luận văn

Luận văn được chia thành 3 phần chính, gồm:

NỘI DUNG Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh

1.1.1 Năng lực

Trong tiếng Anh có một số từ chỉ NL như: Ability, competency, competence, capacity, capability, attribute Hiện nay có nhiều cách tiếp nhận khác nhau về NL, mỗi cách tiếp cận có những thuật ngữ và góc độ quan điểm riêng

Theo tác giả F.E.Weinert (2001): “NL 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 GQVĐ một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” [31]

OECD (2012) cho rằng: “NLGQVĐ là khả năng một cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề khi mà giải pháp chưa rõ ràng Nó bao hàm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng và tự phản ánh” [32]

Như vậy có thể hiểu: NL là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở kết hợp hợp lí kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực, có hiệu quả

1.1.2 Các đặc điểm của năng lực

NL chỉ có thể quan sát được qua hoạt động của cá nhân ở các tình huống nhất định

NL thể hiện đặc thù tâm lí, sinh lí khác biệt của cá nhân, chịu ảnh hưởng của yếu tố bẩm sinh di truyền về mặt sinh học, đồng thời chịu tác động của những điều kiện của môi trường sống

NL và các thành phần của nó không bất biến mà có thể thay đổi từ sơ đẳng, thụ động tới NL bậc cao mang tính tự chủ cá nhân

NL được hình thành và phát triển liên tục trong suốt cuộc đời con người Do đó,

NL có thể bị yếu hoặc mất đi nếu chúng ta không tích cực rèn luyện thường xuyên

NL tồn tại dưới hai hình thức: NL chung (key competency) là NL 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, nó cần thiết cho tất cả mọi người; NL chuyên biệt (domain-specific competency) là NL chỉ cần thiết với một số người hoặc cần thiết ở một số tình huống nhất định Các NL chuyên biệt không thể thay thế được các NL chung

Các thành tố của NL 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 NL của HS ở quốc gia này có thể hoàn toàn khác với ở quốc gia khác

1.1.3 Năng lực học sinh trong dạy học Vật lí

Như vậy có thể hiểu: NL cần đạt của HS là tổ hợp nhiều kiến thức, kĩ năng

và giá trị được cá nhân thể hiện để mang lại kết quả cụ thể

1.1.3.2 Hệ thống năng lực học sinh

Tùy theo mục tiêu và chương trình giáo dục mà các nền giáo dục có thể định

ra hệ thống NL của HS Ở Việt nam, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể được thông qua ngày 7/7/2017 đề cập đến các NL của HS gồm hai nhóm:

- NL chung gồm các NL: tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, GQVĐ và sáng tạo

- NL riêng (NL chuyên môn) gồm các NL: ngôn ngữ, tính toán, tìm hiểu tự nhiên và xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mỹ, thể chất

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề

1.2.1 Khái niệm

Theo từ điển Tiếng Việt [21], vấn đề là điều cần được xem xét, nghiên cứu giải

quyết Theo I.Ia.Lecne: “Vấn đề là một câu hỏi nảy ra hay được đặt ra cho chủ thể, mà chủ thể chưa biết lời giải từ trước và phải tìm tòi sáng tạo lời giải, nhưng chủ thể đã có sẵn một số phương tiện ban đầu để sử dụng thích hợp vào việc tìm tòi nó ” [15]

GQVĐ trong dạy học Vật lí là người học huy động kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm đã có thực hiện thao tác tư duy lí thuyết và thực nghiệm để tìm câu trả lời cho vấn đề; qua đó người học thu nhận được kiến thức, kĩ năng mới Polya’s đưa ra qui trình 4 bước GQVĐ bao gồm: (1) hiểu vấn đề, (2) lên kế hoạch, (3) thực hiện kế hoạch, (4) ròa soát lại và kiểm tra

OECD (2012) cho rằng: NL GQVĐ là khả năng một cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề khi mà giải pháp chưa rõ ràng Nó bao hàm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn

đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng và tự phản ánh

Như vậy có thể hiểu: NL GQVĐ của HS trong học tập Vật lí là tổ hợp các

NL thành tố (theo qui trình GQVĐ) cho phép người học huy động kiến thức, kĩ năng thích hợp, với thái độ tích cực giải quyết thành công nhiệm vụ nhận thức, lĩnh hội được kiến thức, kĩ năng và phương pháp mới

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Tham khảo quan điểm của A.V.Pêtrôvxki [20], NL GQVĐ của HS trong học tập môn Vật lí được thể hiện trong các hoạt động của quá trình GQVĐ bao gồm các

NL thành tố sau:

NL hiểu vấn đề: Gồm nhận diện vấn đề, hiểu ngôn ngữ diễn đạt của vấn đề,

chia sẻ sự am hiểu vấn đề, Để hiểu vấn đề, HS phải thực hiện các thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa Như vậy, thông qua sự tái hiện quy luật Vật lí bằng thí nghiệm hay các bối cảnh Vật lí do GV đưa ra, thông qua các thao tác tư duy, HS hiểu được vấn đề, nhiệm vụ nghiên cứu

NL đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp GQVĐ: Để tìm được giải pháp

và thực hiện giải pháp, HS phải sử dụng kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, đồng thời

thực hiện các thao tác tư duy phân tích, so sánh, suy luận để hình thành các giả thuyết; sử dụng các phép đối chiếu, so sánh, chỉnh lí trong khâu kiểm chứng giả thuyết; vận dụng thao tác tổng hợp, cụ thể hóa, khái quát hóa để hợp thức hóa kiến thức nội dung Vật lí cần nghiên cứu

NL trình bày giải pháp và kết quả: Thể hiện bằng ngôn ngữ nói khi thuyết

trình, thảo luận, tranh luận, bảo vệ kiến thức; thể hiện bằng ngôn ngữ viết khi trả lời trên phiếu học tập, báo cáo kết quả TN, báo cáo dự án, báo cáo thông qua các thiết

bị công nghệ thông tin, lời giải bài tập vấn đề

NL đánh giá giải pháp và kết quả: Chỉ ra điểm mới, tính sáng tạo của giải

pháp GQVĐ; trình bày khả năng áp dụng của giải pháp trong học tập và hoạt động thực tiễn; biện luận kết quả của giải pháp, đề xuất giải pháp mới ưu việt hơn

1.2.3 Vị trí và tầm quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề

Thế giới đang phát triển nhanh chóng và đổi thay từng ngày, đòi hỏi nhà trường phải đào tạo ra những con người có NL cần thiết, trong đó có NL GQVĐ trong thực tiễn đời sống Hình thành và bồi dưỡng NL GQVĐ đã trở thành yêu cầu cấp bách của tất cả các quốc gia, các tổ chức giáo dục và các doanh nghiệp

Theo chương trình Giáo dục Phổ thông tổng thể thì giáo dục phổ thông phải hình thành và bồi dưỡng cho HS những phẩm chất chủ yếu, đó là: yêu nước, nhân

ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm Đồng thời phát triển cho HS những NL cốt lõi: NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL GQVĐ và sáng tạo Trong bối cảnh toàn cầu hóa và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, NL GQVĐ là một trong những NL cốt lõi rất quan trọng cần hình thành và phát triển cho HS

Trong đổi mới giáo dục, ở hầu khắp các nước trên thế giới, người ta rất quan tâm đến bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS thông qua các môn học, thể hiện đặc biệt rõ nét ở định hướng trong quan điểm trình bày kiến thức và PPDH thông qua chương trình và sách giáo khoa

Ở Việt Nam, Luật Giáo dục 2005 đã chỉ rõ: “Cuộc cách mạng về phương pháp giáo dục hướng vào người học, rèn luyện và phát triển khả năng suy nghĩ, khả năng GQVĐ 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

NL tư duy sáng tạo, NL GQVĐ” [18]

1.2.4 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

1.2.4.1 Các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ trong học tập Vật lí

Tham khảo quan điểm của A.V.Pêtrôvxki [20] và các thành tố của NL GQVĐ đã nêu ở trên, NL GQVĐ trong học tập Vật lí của HS đƣợc đánh giá theo các tiêu chí sau:

1 Hiểu vấn đề;

2 Đề xuất đƣợc giải pháp và thực hiện giải pháp GQVĐ;

3 Trình bày giải pháp và kết quả;

4 Đánh giá giải pháp và kết quả

1.2.4.2 Biểu hiện và mức độ của NL GQVĐ của HS trong học tập Vật lí

Quan sát quá trình GQVĐ, nghiên cứu sản phẩm, quá trình vấn đáp giữa GV

và HS Dựa vào các chỉ số hành vi đối với các thành tố của NL GQVĐ, xây dựng tiêu chí đánh giá NL GQVĐ và mức độ các tiêu chí nhƣ Bảng 1.1

Hiểu chƣa thật sựu đúng, có sai sót nhỏ

Giải pháp chỉ đúng đƣợc một phần

Giải pháp đúng, tuy nhiên có sai sót nhỏ

Giải pháp đúng

Chỉ đúng đƣợc một phần

Đúng tuy nhiên có một

số sai sót

Đúng, logic chặt chẽ

Đúng một phần

Đúng, có sai sót, mở rộng giải pháp

Kết quả đúng, mở rộng

2

0 1 điểm 1,5 điểm 2 điểm

Xếp loại Không đạt: Tổng điểm nhỏ hơn 5; Đạt: Tổng điểm từ 5 đến 6,4;

Khá: Tổng điểm từ 6,5 đến 7,9; Tốt: Tổng điểm từ 8 đến 10

1.2.4.3 Phương pháp đánh giá NL GQVĐ của HS trong học tập Vật lí

Đánh giá qua quan sát quá trình GQVĐ: GV thu thập các thông tin là những

biểu hiện NL GQVĐ của HS, số lần thực hiện GQVĐ trong học tập Sử dụng các bảng quan sát để ghi chép, tập hợp thông tin, đối chiếu các tiêu chí trong thang đánh giá NL GQVĐ để đánh giá NL của HS

Đánh giá qua bài kiểm tra: Thiết kế và tổ chức kiểm tra theo dạng đề trắc

nghiệm và tự luận để kiểm tra khã năng lập luận để phát hiện và GQVĐ của HS

Đánh giá qua phiếu học tập: Thiết kế phiếu học tập với các câu hỏi gợi ý

theo từng bước GQVĐ Nghiên cứu phiếu học tập để xác định các mức độ thể hiện

NL GQVĐ hoàn thành nhiệm vụ học tập

Đánh giá đồng đẳng: Trong hoạt động học tập, HS thực hiện GQVĐ và đối

chiếu sản phẩm với các tiêu chí trong thang đánh giá NL để tự đánh giá các yếu tố

NL của bản thân Mặt khác, khi các HS cùng tham gia GQVĐ trong học tập, HS này có thể quan sát việc thực hiện GQVĐ của HS khác qua sản phẩm và thái độ làm việc để đánh giá NL GQVĐ của người đó

Đánh giá qua phiếu hỏi: GV sử dụng các câu hỏi chứa đựng vấn đề, dựa vào

thông tin thu thập được qua các câu trả lời của HS, đồng thời đối chiếu với các tiêu chí trong thang đánh giá NL để nhận xét hoặc cho điểm HS

Nghiên cứu sản phẩm GQVĐ: Có thể căn cứ mức hoàn thành nhiệm vụ về

nhà, bài báo, các các nhiệm vụ được giao

Ngoài ra còn nhiều phương pháp đánh giá khác như: đánh giá qua hồ sơ, bài tập nghiên cứu, semina…Tùy vào điều kiện cụ thể mà lựa chọn cách đánh giá phù hợp

1.3 Dạy học khám phá

1.3.1 Hoạt động khám phá

Khái niệm khám phá được dùng để chỉ sự phát hiện ra cái mới, ẩn dấu, bí mật Đối với các nhà khoa học thì những khám phá của họ thật sự mới mẻ, đem lại lợi ích cho toàn xã hội Khám phá có thể hiểu là một quá trình hoạt động tư duy bao gồm quan sát, phân tích, nhận định, đánh giá, đưa ra giả thuyết, suy luận… nhằm

phát hiện những tính chất, quy luật vận động của các sự vật hiện tượng và mối liên

hệ giữa chúng

Hoạt động khám phá gồm các kiểu: Khám phá dẫn dắt (Guided Discovery), trong đó GV đưa ra vấn đề, đáp án và dẫn dắt HS tìm cách GQVĐ; Khám phá hỗ trợ (Modified Discovery), trong đó GV đưa ra vấn đề và gợi ý HS trả lời; Khám phá

tự do (Free Discovery), trong đó vấn đề, đáp án và phương pháp giải quyết do HS tự lực tìm ra

1.3.2 Phương pháp dạy học khám phá

PP DHKP được xây dựng chủ yếu dựa trên quan điểm triết học duy vật biện chứng, tâm lý học phát triển của J.Piaget và lý thuyết về sự phát triển các chức năng tâm lý con người của L.S.Vưgotsky Hệ thống luận điểm cơ bản về DHKP kiến thức mới bao gồm:

- Học bằng hoạt động, hoạt động cũng là nguồn gốc nảy sinh và phát triển tri thức, trong đó mâu thuẫn chính là động lực cho phát triển;

- Quá trình tìm tòi khám phá tri thức mới của người học được tiến hành dựa trên vốn kiến thức, kinh nghiệm đã có với phương pháp suy luận quy nạp điển hình

để tìm ra kiến thức mới;

- Nhận thức của con người là quá trình thích nghi và sắp xếp lại thế giới quan của chính người học thông qua hoạt động đồng hóa (assiilation) và điều ứng (caccommodation);

- Phát triển kiến thức mới là kết quả của quá trình di chuyển các liên tưởng, nguyên tắc, thái độ đã có vào các tình huống khác nhau Quá trình đó giúp hình thành các sơ đồ nhận thức mới thông qua hoạt động điều ứng để tạo sự cân bằng, nhờ đó kéo theo sự phát triển trí tuệ của chủ thể nhận thức;

- Hoạt động khám phá là quá trình tư duy mang tính phân kì Ở đó kiến thức mới được khám phá ban đầu có thể chỉ là các giả thuyết, các vấn đề mở, một kết quả toán học nào đó được người học tiến hành suy luận bằng các hoạt động phân tích, sơ đồ hóa, kí hiệu, di chuyển thái độ, chức năng vào các tình huống mới;

- Các thành quả khám phá của HS trong giờ học chỉ là cái mới đối với bản thân họ Nhiệm vụ trao cho HS để khám phá có thể có qui mô lớn nhỏ khác nhau, mức độ khó dễ cũng khác nhau do GV quyết định

Đối với GV, hoạt động DHKP bao gồm: xác định mục tiêu, lựa chọn vấn đề khám phá, kiểm soát thời gian, tổ chức hoạt động, dự kiến kết quả và sử dụng các phương tiện hỗ trợ cần thiết Tổ chức các hoạt động khám phá là một việc làm không dễ, nó đòi hỏi GV phải có đủ kiến thức, kinh nghiệm nhất định

Đối với HS, từ vốn tri thức, kĩ năng của mình và thông qua hoạt động tự lực hoặc hợp tác với bạn bè để GQVĐ và hình thành tri thức cho bản thân Quá trình hợp tác thảo luận có sự hỗ trợ của GV Và GV cũng là người kết luận và chuẩn hóa các tri thức khám phá được giúp HS tự điều chỉnh và tiếp cận với tri thức của nhân loại

Vậy, có thể hiểu: PP DHKP là PPDH mà trong đó GV chế tác các nhiệm vụ học tập (NVKP) mang tính tình huống, được bố trí xen kẽ, phù hợp với nội dung bài học để HS tự giải quyết trong một thời gian nhất định Lời giải của các NVKP có thể coi như những mắc xích nối các phần nội dung của bài học

1.3.3 Đặc trưng của phương pháp dạy học khám phá

PP DHKP trong nhà trường phổ thông không nhằm phát hiện những vấn đề

mà loài người chưa biết, mà chỉ giúp HS tự phát hiện và lĩnh hội một số tri thức mới đối với các em nhưng loài người đã phát hiện ra

Mục đích của PP DHKP không chỉ làm cho HS lĩnh hội sâu sắc tri thức của môn học, mà quan trọng hơn là trang bị cho người học phương pháp suy nghĩ, cách thức phát hiện và GQVĐ mang tính độc lập, sáng tạo

PP DHKP thường được thực hiện thông qua các câu hỏi hoặc những yêu cầu hành động, mà khi HS thực hiện và giải đáp thì sẽ xuất hiện con đường dẫn đến tri thức

Trong DHKP, các hoạt động khám phá của HS thường được tổ chức theo nhóm, mỗi thành viên đều tích cực tham gia vào quá trình hoạt động nhóm như: trả lời câu hỏi, bổ sung các câu trả lời của bạn, đánh giá kết quả học tập…

1.3.4 Cấu trúc của phương pháp dạy học khám phá

Sơ đồ mà tác giả Lê Phước Lộc đã đưa ra để giải thích cấu trúc của PP DHKP được biểu diễn ở Hình 1.1

hỗ trợ để HS hoàn thành nhiệm vụ được giao Kết quả giải quyết các NVKP cũng là

cơ sở để bài học tiếp tục Xuất phát từ đây, có thể nói NVKP là hạt nhân của PP DHKP

1.3.5 Nhiệm vụ khám phá

1.3.5.1 Định nghĩa

NVKP là một tình huống do GV đặt ra dưới dạng một câu hỏi hay một yêu cầu cho HS, có khả năng giải quyết bằng sự nỗ lực cao tại một thời điểm nào đó trong giờ học mà lời giải đúng sẽ kết nối với nội dung tiếp theo của bài giảng

Quá trình giải quyết các NVKP cũng dần hình thành thói quen và phương

pháp gải quyết vấn đề trong học tập và cuộc sống sau này

Nội dung bài học

Các nhiệm vụ khám phá

HS

GV

1.3.5.3 Những yêu cầu của NVKP

Nội dung của NVKP phải là một tình huống xuất hiện trên con đường tiến triển của bài học, là một bộ phận cấu thành của bài học, nhằm làm sáng tỏ và khắc sâu nội dung kiến thức bài học Nội dung NVKP có thể là: giải thích hình vẽ, giải thích hiện tượng, phán đoán kết quả thí nghiệm, vận dụng thực, ý tưởng cho một thí nghiệm đơn giản, ý tưởng cho hướng giải một bài toán, ý tưởng vận dụng kiến thức Dù là gì thì NVKP phải hấp dẫn về nội dung và cách giao nhiệm vụ

Hình thức của NVKP được cấu trúc dưới dạng một câu hỏi hoặc một mệnh lệnh Các yêu cầu đó có thể kèm theo một bức tranh, một đoạn phim, một câu chuyện thực tế…

NVKP phải được chuẩn bị trước trong giáo án cẩn thận và chu đáo, dự kiến các kết quả khám phá và chuẩn bị phương án gợi ý hoặc câu hỏi phụ để đề phòng

HS không trả lời được, hoặc HS giỏi có thể giải quyết ngay sau khi nhận NVKP tránh chệch hướng tiến trình bài học

NVKP phải đảm bảo chính xác từ nội dung đến câu chữ, nổi bậc được vấn

đề, tránh viết quá dài hay quá ngắn làm mất trọng tâm, với độ khó sao cho khi tích cực tư duy trong thời gian ngắn, đa số HS có thể giải quyết được Ngoài ra NVKP phải chứa đựng những gợi ý “ngầm” để làm dễ hóa cho HS

NVKP có phải có vai trò rèn luyện khả năng đọc hiểu, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, so sánh, đánh giá… nhằm bồi dưỡng tư duy GQVĐ cho HS

1.3.5.4 Câu hỏi trong thiết kế NVKP

Câu hỏi luôn xuất hiện trong các bài giảng của GV, nó là phương tiện để khai thác thông tin hai chiều giữa người dạy và người học Đặc biệt trong DHKP thì câu hỏi chính là phương tiện truyền tải NVKP Trong một công trình nghiên cứu [16], Lê Phước Lộc cho rằng, có rất nhiều kiểu phân loại câu hỏi để người GV sử dụng, tùy theo mục đích dạy học của mình Theo đó, tác giả đã có cách phân loại câu hỏi và chiến lược sử dụng các loại câu hỏi riêng của mình trong dạy học Cơ sở

để phân loại câu hỏi là dựa vào mức độ khó dễ và dung lượng nhiều ít của kiến thức

mà HS phải trả lời; mức độ truy xuất các hoạt động tư duy của HS để trả lời câu hỏi Theo kiểu phân loại này, có 4 loại câu hỏi

1 Câu hỏi loại “phát biểu” (loại 1)

- Mức độ tư duy: chỉ cần nhớ lại, tái hiện, tư duy không cao

- Mẫu câu hỏi: Hãy nhắc lại (phát biểu)…!; Hãy cho biết kết quả đo từ thí

nghiệm…!

2 Câu hỏi loại “trình bày” (loại 2)

- Kiến thức: đơn giản (trình bày hoặc mô tả một vấn đề, một sự kiện mới

được xem,được nghe, )

- Mức độ tư duy: tự triển khai các ý, có lựa chọn và sử dụng ngôn ngữ của

bản thân phát biểu không theo khuôn mẫu có sẵn

- Mẫu câu hỏi: Hãy mô tả…!; Hãy trình bày…!

3 Câu hỏi loại “giải thích” (loại 3)

- Kiến thức: vận dụng điều đã học, có chọn lọc, để giải thích một hiện tượng

Vật lí có liên quan

- Mức độ tư duy: truy xuất các hoạt động tư duy, tự cấu trúc logic câu trả lời

- Cách đặt câu hỏi có dùng từ hỏi trực tiếp: Từ hỏi + nội dung hỏi + gợi ý!

- Cách đặt câu hỏi dùng từ mệnh lệnh: Mệnh lệnh + nội dung cần trả lời +

gợi ý!

4 Câu hỏi loại “luận chứng” (loại 4)

- Kiến thức: vận dụng kiến thức đã học để tìm một hoặc nhiều phương án

giải quyết hợp lý một vấn đề trong thực tế

- Mức độ tư duy: truy xuất các hoạt động tư duy, tự tìm các phương án trả

lời, tự cấu trúc câu trả lời, có sáng tạo, đòi hỏi HS có NL tư duy cao

1.3.6 Qui trình thiết kế nhiệm vụ khám phá

Muốn có một NVKP đảm bảo chất lượng và hấp dẫn, ngoài kinh nghiệm và sáng tạo của GV thì phải cần có một qui trình thiết kế rõ ràng Theo tác giả Lê Phước Lộc [17] qui trình thiết kế một NVKP được tiến hành như sau:

1 Tìm vị trí thích hợp trong bài để ra NVKP Có thể có những khả năng như:

- Giải thích một sự việc, hiện tượng để mở đầu bài giảng

- Giải thích một hình vẽ trong SGK mà nội dung là đọc hiểu đoạn kiến thức

- Đề xuất ý tưởng cho một thí nghiệm đơn giản

- Mối quan hệ giữa Vật lí và môn học khác (Toán, Sinh vật, Hóa học…)

- Vận dụng kiến thức mới học giải thích hiện tượng hoặc tìm kiếm ứng dụng

- Củng cố kiến thức bằng một khám phá tổng hợp kiến thức cũ và mới

2 Lựa chọn kiến thức, kĩ năng phù hợp (vừa sức ở mức độ cao)

- Cần tự hỏi: để khám phá vấn đề này, HS cần những kiến thức nào, kinh nghiệm nào, có phức tạp đến mức HS không kịp có lời giải hay không

- Các hoạt động tư duy có đòi hỏi quá cao hay không? (khả năng liên tưởng, phân tích nhanh, khả năng suy luận… của HS)

Muốn vậy, khi tìm thấy vấn đề cho HS khám phá thì phải nghĩ ngay tới đáp

án của nó xem có vừa sức HS hay không Tức là HS có thể tìm ra lời giải sau vài phút trao đổi hoặc suy nghĩ tích cực

3 Cấu trúc “thô” NVKP

Gọi là cấu trúc “thô” bởi vì người thiết kế mới chỉ nghĩ đến một câu hỏi hoặc yêu cầu thuần túy là một tình huống và trả lời thử để ước lượng thời gian cho HS (theo kinh nghiệm của GV) Chuẩn bị câu gợi ý trong trường hợp HS gặp khó khăn

4 Kiểm tra NVKP về mặt ngôn ngữ, thêm từ gợi ý, hoàn chỉnh NVKP

1.3.7 Những ưu điểm và hạn chế của phương pháp dạy học khám phá

1.3.7.1 Ưu điểm

Các NVKP có tác dụng tích cực trong việc kích thích sự học tập cũng như các hoạt động tư duy tích cực, độc lập, sáng tạo của HS Nếu tăng cường nội dung vận dụng thực tế, mở rộng kiến thức trong các NVKP thì đây là một ưu điểm nổi bật

mà các PPDH tích cực đang tận dụng

Với việc giải quyết nhiệm vụ học tập theo nhóm, HS sẽ quen dần với tính làm việc tập thể cũng như sự giúp đỡ lẫn nhau trong học tập, đặc biệt là các em có thể bổ sung các lỗ hổng kiến thức cho nhau khi cùng nhau giải quyết NVKP

Ðối thoại trò - trò, trò - thầy tạo ra bầu không khí học tập sôi nổi, tích cực và góp phần hình thành mối quan hệ giao tiếp trong cộng đồng xã hội

DHKP hướng vào hoạt động của người học và coi việc học là công việc của bản thân hơn là công việc của GV, từ đó mà nhu cầu học tập được tăng lên

Các vấn đề nhỏ vừa sức HS được tổ chức thường xuyên trong quá trình học tập là phương thức để HS phát triển tính năng động trong tư duy, nhanh nhạy tiếp cận và giải quyết tình huống

Giải quyết thành công các nhiệm vụ học tập là động cơ kích thích trực tiếp lòng đam mê học tập của HS Từ đó phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS trong quá trình học tập

DHKP có thể lồng ghép trong khâu GQVĐ của dạy học nêu vấn đề

1.4 Vai trò của dạy học khám phá trong bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Dựa vào các bảng cấu trúc về NL GQVĐ, cấu trúc DHKP, dạy học phát hiện

và GQVĐ ta thấy: Thực chất DHKP là một phương pháp hoạt động thống nhất giữa thầy với trò để GQVĐ học tập phát sinh trong nội dung của tiết học Không như dạy học phát hiện và GQVĐ chỉ áp dụng vào một số bài có nội dung là một vấn đề lớn,

có mối liên quan logic với nội dung kiến thức cũ, DHKP giải quyết các vấn đề học tập vừa và nhỏ, hoạt động tích cực hợp tác theo nhóm, lớp để GQVĐ vận dụng vào nhiều nội dung của các bài Do đó DHKP có các vai trò đối với việc phát triển NL GQVĐ cho HS sau:

- Thông qua tiếp nhận NVKP HS rèn luyện kĩ năng nhận biết tình huống có vấn đề, giải thích, chia sẻ sự hiểu biết của mình thông qua sự hợp tác nhóm

- Quá trình giải quyết NVKP là quá trình rèn luyện kĩ năng thu thập thông tin, huy động tư duy logic như phân tích, đánh giá, đề xuất giải pháp, tổng hợp

- Quá trình báo cáo kết quả giải quyết nhiệm vụ, giải pháp bằng ngôn ngữ chuyên môn giúp HS tự tin thể hiện giá trị của bản thân và cũng rèn luyện kĩ năng giao tiếp Đây là vấn đề cần thiết cho một công dân trong thời hiện đại

- Mục đích cuối cùng của thực hiện các NVKP là phát hiện kiến thức, kĩ năng, cách thức giải quyết cho vấn đề đặt ra Ngoài ra còn thu được kinh nghiệm, khả năng đánh giá khi đứng trước một vấn đề phức tạp trong học tập và cuộc sống

Do vậy thực hiện các NVKP là con đường hình thành kiến thức, các kỹ năng, kinh

- DHKP chưa hình thành hoàn chỉnh khả năng tư duy logic trong nghiên cứu khoa học như trong cấu trúc dạy học nêu vấn đề Tuy nhiên việc giải quyết các NVKP thường xuyên trong một bài học tạo cho HS thói quen và kĩ năng GQVĐ và

tự học cho HS

- Tổ chức DHKP thường xuyên trong quá trình dạy đặc biệt giúp HS phản ứng nhanh và xử lý logic các vấ đề đơn giản một cách nhanh chóng là tiền đề thuận lợi cho việc vận dụng dạy học nêu vấn đề

1.5 Thực trạng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề qua dạy học khám phá

1.5.1 Mục đích điều tra

Tìm hiểu nhận thức của HS về vai trò của phát triển NL GQVĐ, tầm quan trọng của DHKP, hoạt động GQVĐ trong học tập của HS

Đánh giá nhận thức của GV về đặc điểm và tầm quan trọng của DHKP

Tìm hiểu những biện pháp và quy trình mà GV thường sử dụng khi tổ chức DHKP nhằm bồi dưỡng NLGQVĐ cho HS

Xác định những khó khăn cơ bản ảnh hưởng đến hiệu quả của việc sử dụng DHKP với GV

1.5.2 Đối tượng điều tra

Đối với HS: Khảo sát 157 HS lớp 11B7, 11B8, 11B10, 11B11 năm học

2017-2017 của Trường THPT Vạn Tường - Bình Sơn, Quảng Ngãi

Đối với GV: Khảo sát 13 GV giảng dạy môn Vật lí Trường THPT Vạn

Tường - Bình Sơn, Quảng Ngãi

1.5.3 Phương pháp điều tra

Điều tra HS lớp 11: Phát phiếu điều tra

Điều tra các GV: Phát phiếu điều tra, trao đổi trò chuyện trực tiếp, nghiên cứu giáo án bài giảng

1.5.4 Kết quả điều tra

Bảng 1.2: Thống kê phiếu điều tra GV và HS

Nội dung phiếu Đối tượng điều tra Số phiếu điều tra Số phiếu thu vào

Kết quả điều tra (Phụ lục 1.1, 1.2)

Đối với HS, qua các số liệu trên cho thấy:

- Nhiều HS có ý thức học tập tốt và thấy cần thiết để hình thành và rèn luyện

NL GQVĐ (rất cần thiết: 35,1%; cần thiết 47,3%)

- Số HS thích các giờ học Vật lí không quá ít (rất thích: 15,2%; thích 20,8%)

- Trên lớp đa số HS chủ yếu nghe giảng, thầy đọc trò chép và về nhà học thuộc lòng (55,3%)

- Đa số HS rất hứng thú và hứng thú với các tình huống có vấn đề (25% rất hứng thú; 48,8% hứng thú), con số chứng tỏ HS có nhu cầu giải quyết các vấn đề nảy sinh trong học tập cao

- Kỹ thuật, qui trình tổ chức cho HS GQVĐ thật sự chưa được GV chú trọng (12,5% có hoạt động chia nhóm, thảo luận và báo cáo dưới sự hướng dẫn của GV)

- Đa số HS chưa áp dụng được kiến thức, kĩ năng và cách thức tổ chức GQVĐ thực tế cuộc sống (35,1% nhờ thầy cô, bạn bè trợ giúp; 49,0% thấy khó

không muốn tìm hiểu thêm)

Đối với GV, qua các số liệu trên cho thấy:

- GV sử dụng phổ biến là các phương pháp thụ động (35,5% thuyết trình, giảng giải), một số GV sử dụng phương pháp tích cực (33,8% vấn đáp)

- Nhận thức về sự cần thiết phải đổi mới mới PPDH bước đầu được nhà trường quan tâm đúng mức, nhưng việc áp dụng vào dạy học chưa đi vào chiều rộng lẫn chiều sâu (72,3% thường xuyên tập huấn chia sẻ phương pháp dạy) Việc đổi mới PPDH còn khó khăn như: áp lực truyền tải hết nội dung, cơ sở vật chất, trang thiết bị chưa đầy đủ, hình thức kiểm tra đánh giá theo cách cũ nên kết quả kiểm tra thấp…

- Nhiều thầy cô giáo hiểu rõ sử dụng các PPDH tích cực để bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS (57,5% phát hiện và GQVĐ, 21,2% PP DHKP), nhận thức được tầm quan trọng (48,9% quan trọng, 10,5% rất quan trọng) nhưng đầu tư PP DHKP để bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS thì rất ít (62,3% thỉnh thoảng đầu tư)

- Cách tổ chức, biện pháp để bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS còn quá đơn giảng (54% sử dụng các câu hỏi giúp HS phát hiện và trả lời kết quả GQVĐ)

1.5.5 Đánh giá về thực trạng

Về nhận thức:

- GV đều biết đến các PPDH tích cực nói chung, PP DHKP nói riêng và NL GQVĐ thông qua những lần tập huấn, sinh hoạt chuyên môn, kinh nghiệm của đồng nghiệp và các tài liệu tham khảo khác, tuy vậy nhận thức chưa thật sự sâu sắc

- HS nhận thức được tầm quan trọng của NL GQVĐ và việc học tập theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ

Về thái độ:

- Đa số các GV không hào hứng với đối mới PPDH theo định hướng phát

triển NL GQVĐ cho HS, hầu hết GV chỉ sử dụng PPDH tích cực khi yêu cầu khi thao giảng và sử dựng PPDH thụ động đế đạt mục tiêu kiểm tra, đánh giá

- Phần lớn HS hào hứng với các “Vấn đề” xuất hiện trong quá trình học tập,

có nhu cầu GQVĐ

Về kĩ thuật:

- Sự hiểu biết của GV về các PPDH, kĩ thuật dạy học tích cực còn hạn chế, chủ yếu ở mức độ "biết" một cách rời rạc, thiếu tính hệ thống; chưa làm chủ được PPDH

- HS còn thụ động, chưa thật sự biết qui trình QGVĐ, thiếu kĩ năng cơ bản như lập kế hoạch, phân công nhiệm vụ, thu thập và xử lí thông tin, hoạt động nhóm, thảo luận, trình bày giải pháp GQVĐ Hầu hết các vấn đề HS giải quyết ở mức độ phát hiện vấn đề, dự đoán NL GQVĐ của HS còn rất hạn chế

Về hình thức: Hầu hết cách tổ chức thực hiện hiện GQVĐ chỉ là dạng giao

nhiệm vụ thông qua câu hỏi chuẩn bị thiếu đầu tư, giao nhiệm vụ chung chung, qui trình chưa rõ ràng

Về cơ sở vật chất và phương tiện dạy học: Thiếu phòng học chức năng và

PTDH cho GV Đặc biệt thiếu rất nhiều tài liệu về PPDH tích cực cho GV tham khảo

1.6 Quy trình dạy học khám phá theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Trên cơ sở lý luận về PP DHKP, bồi dưỡng NL GQVĐ của HS và tầm quan trọng của qui trình đối với hoạt động dạy học, tác giả xây dựng qui trình DHKP theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS như sau:

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình dạy học khám phá

Hình 1.2: Quy trình dạy học khám phá

Bước 1 Chuẩn bị

Xác định vấn đề cần khám phá: Trong quá trình dạy học việc lựa chọn

phương pháp nào cho hiệu quả phụ thuộc và đặc thù, chuẩn kiến thức kĩ năng và mục tiêu phát triển NL của mỗi bài bài học Giống như các PPDH khác, DHKP cũng có ưu, nhược time Do vậy cần phải xác định vấn đề khám phá Vấn đề khám phá có thể là tìm hiểu hoặc thích một hiện tượng, mâu thuẫn, ứng dụng… Khi xem xét áp dụng vào vấn đề phải đảm bảo phát huy hết tác dụng mà DHKP đem lại

Xác định mục tiêu: Việc tổ chức DHKP chủ yếu là việc tổ chức thực hiện các

NVKP Mỗi NVKP có một hoặc một số mục tiêu nhất định phù hợp với chuẩn kiến thức kĩ năng của chương trình giáo dục phổ thông, ngoài ra phải bồi dưỡng được

● Báo cáo, nhận xét kết quả

● Chuẩn hóa kết quả khám phá

● Ghi nhận ưu điểm, hạn chế sau mỗi hoạt động khám phá

Dự kiến thời gian: Việc thực hiện các NVKP cần một khoảng thời gian nhất

định Tùy theo dung lượng kiến thức, mức độ khó, NL của HS và mục tiêu của vấn

đề khám phá mà dự kiến thời gian Quản lí tốt về mặt thời gian giúp định hướng tốt hơn về mục tiêu đạt được

Thiết kế NVKP: Việc biên soạn các NVKP phải theo một qui trình hướng dẫn

nhất định để phát huy hết vai trò, tác dụng của nó Các NVKP phải được chuẩn bị trước trong giáo án Có như vậy NVKP mới chính xác, ngắn gọn nhưng vẫn đảm bảo hấp dẫn, kích thích tính tò mò của HS Không tùy tiện cho khám phá bằng những câu hỏi chưa chuẩn bị, thiếu chính xác Chuẩn bị trước NVKP còn có một lợi thế là chuẩn bị trước hình thức trao nhiệm vụ cho HS Việc trao nhiệm vụ như thế nào, bằng cách nào để tránh đơn điệu cũng góp phần làm hưng phấn cho HS khi nhận nhiệm vụ (rơi vào tình huống có vấn đề)

Câu hỏi gợi ý: Mặc dù khi thiết kế NVKP ta đã đặt ra yêu cầu là kiến thức,

kỹ năng phải phù hợp với HS, tuy nhiên đánh giá phù hợp hay không luôn mang tính chủ quan của người dạy Do đó để không bị động và dẫn dắt HS khám phá tốt hơn GV cần thiết phải chuẩn bị trước câu hỏi gợi ý Vấn đề lớn hoàn toàn có thể chia nhỏ thành nhiều khái niệm, hiện tượng có quan hệ logic với nhau Mỗi câu hỏi gợi ý là một một tác động định hướng cho tư duy của HS, nó kích thích tính tò mò, nhu cầu khám phá cái mới trong mỗi HS

Dự kiến kết quả khám phá: DHKP phải đạt được mục đích là hình thành các

tri thức khoa học cho HS, dưới sự chỉ đạo của GV Dự kiến kết quả giúp giảm thiểu khả năng lệch mục tiêu dạy học, giúp thực hiện kế hoạch dạy học trôi chảy và kích thích hưng phấn cho người dạy

Tổ chức lớp và công cụ hỗ trợ: Phân nhóm HS, bầu nhóm trưởng, thư kí… Số

lượng HS của mỗi nhóm là bao nhiêu tùy theo nội dung vấn đề để đảm bảo sự hợp tác

tích cực giữa các thành viên trong nhóm, nên lưu ý một số điều kiện sau đây:

- Đảm bảo cơ sở vật chất của nhà trường, tạo điều kiện linh động cho HS và

GV trong quá trình thay đổi hình thức tố chức hoạt động, báo cáo GV di chuyển thuận lợi để bao quát lớp, đối thoại với trò Ví dụ bố trí chỗ ngồi theo hình chữ O, chữ U, hình vuông, cho các HS ngồi cùng bàn là một nhóm hoặc là HS ngồi bàn trước quay lại với HS ngồi bàn sau làm thành một nhóm

- Số lượng HS của mỗi nhóm phải hợp lý: nếu vấn đề chỉ cần quan sát và trao đổi thông tin trong nhóm thì có thể bố trí mỗi nhóm gồm từ 6 đến 12 HS; nếu vấn đề yêu cầu ngoài sự trao đổi với nhau còn phải thực hiện một việc làm nào đó như báo cáo, hoàn thiện sơ đồ… thì mỗi nhóm chỉ nên có từ 4 đến 6 HS

- Cân bằng khả năng nhận thức giữa các nhóm để bảo đảm các thành viên trong nhóm học hỏi lẫn nhau và đảm bảo tiến trình nhận thức chung

Các công cụ hỗ trợ cần tối ưu tính trực quan như máy máy chiếu, thí nghiêm, phiếu học tập… Riêng phiếu học tập được cần được sử dụng thường xuyên Mỗi phiếu học tập giao cho HS một vài nhiệm vụ cụ thể nhằm dẫn tới một kiến thức mới, một kĩ năng mới, rèn luyện thao tác tư duy và định hướng vấn đề cần giải quyết Điều quan trọng là phiếu học tập phải trở thành một phương tiện hướng dẫn hoạt động khám phá

Bước 2 Tổ chức hoạt động khám phá

Chuyển giao NVKP:

- Tạo tình huống học tập: Mỗi NVKP được xác định vị trí, nội dung và thời

gian thích hợp trong bài Tuy nhiên, để đạt mục đích dạy học cao nhất đó GV phải giao NVKP cho HS ở những thời điểm thích hợp Trước khi đưa ra NVKP nào đó,

GV phải tạo tình huống học tập, kích thích tính tò mò, hứng thú tham gia giải quyết các NVKP của HS Để làm được việc đó GV phải nắm bắt được tâm lí cũng như trình độ của HS, GV thường xuyên thay đổi cách đưa tình huống như: tổ chức làm thí nghiệm để phát hiện vấn đề khám phá; cho xem một đoạn video, các hình ảnh, thí nghiệm…; cũng có thể đơn giản là câu hỏi chứa đựng mâu thuẫn mà HS thắc mắc cần phả giải đáp Tùy vào từng lớp học và cơ sở vật chất, PTDH mà GV chia

HS thành từng nhóm thích hợp với NVKP, phân công nhiệm vụ rõ ràng và yêu cầu

HS hoạt động theo nhóm Tuy nhiên có NVKP không nhất thiết phải chia nhóm, trường hợp này tổ chức hoạt động tự học và làm việc cá nhân

- Chuyển giao nội dung NVKP: Nội dung được thể hiện trong NVKP đảm

bảo được chuẩn bị trước, theo nguyên tắc và qui trình có tính khoa học Nội dung khám phá được thể hiện qua các câu hỏi làm nổi bậc mục tiêu bài học Đặc biệt nội dung phải phù hợp và có tác dụng bồi dưỡng NL tư duy và NL GQVĐ của HS

Tổ chức và hướng dẫn HS khám phá: Sau khi nắm rõ mục đích, vấn đề cần

khám phá, từng HS làm việc cá nhân hoặc làm việc nhóm đề xuất các giải pháp để GQVĐ và tìm kết quả HS thu thập các dữ liệu, tìm kiếm dữ liệu, thông tin để chứng tỏ đề xuất mình đưa ra có tính khả thi Từ đó, HS sẽ bác bỏ những đề xuất bất khả thi và lựa chọn đề xuất hợp lí Trong quá trình HS làm việc GV có thể hướng dẫn hoặc đặc các câu hỏi gợi ý dẫn dắt HS thực hiện NVKP

Báo cáo, nhận xét: Dưới sự chỉ đạo của GV, cá nhân hoặc mỗi nhóm sẽ trình

bày về vấn đề được phát hiện HS có thể nhận xét lẫn nhau và GV nhận xét quá trình hoạt động (các nhóm là việc chăm chỉ, khoa học…, kết quả đúng, sai, thiếu sót…) và thái độ của HS (hứng thú, tích cực, nghiêm túc…) Việc nhận xét của GV kịp thời có tác dụng điều chỉnh, kích thích quá trình hoạt động học tập của HS

Chuẩn hoá kiến thức khám phá: GV lựa chọn những phán đoán, kết luận

đúng hoặc gần đúng nhất để khẳng định hay bổ sung chính xác hóa kiến thức mới cho HS

Bước 3 Đánh giá và rút kinh nghiệm

Trước hết là đánh giá về mức độ hoàn thành NVKP của các nhóm dựa trên

cơ sở số nhóm và kết quả báo cáo ở các mức độ

Đánh giá mức độ hứng thú của HS quan sát các biểu hiện trong quá trình hoạt động như: sự tập trung chú ý, tập trung nghiên cứu, trao đổi thảo luận, tham gia báo cáo, ý kiến nhận xét bổ sung vấn đề khám phá

Đánh giá về tốc độ xử lý thông tin, giải quyết NVKP trên cơ sở nội dung và thời gian định trước cho mỗi NVKP

Kinh nghiệm cho thấy, sau khi trao NVKP mà nhiều HS xin phát biểu ngay, nghĩa là nhiệm vụ này quá dễ, chưa huy động được kiến thức, kỹ năng để GQVĐ của HS, cần phải rút kinh nghiệm sửa lại cho lần sau Sau khi nhận NVKP, cả lớp râm ran bàn tán, tranh luận, làm việc tích cực nghĩa là NVKP đạt yêu cầu ở mức cao Nếu NVKP làm cả lớp im lặng, lo lắng, chưa hiểu, cần gợi ý thêm nghĩa là NVKP chưa đạt yêu cầu Trường hợp này cũng rút kinh nghiệm, có thể nhiệm vụ quá khó hoặc quá dễ

1.7 Kết luận chương 1

Có thể nói, PPDH là một yếu tố quan trọng bậc nhất để đạt được mục tiêu, chất lượng, hiệu quả giáo dục trong đổi mới giáo dục, đặc biệt tạo ra những con người có đủ phẩm chất và NL đáp ứng được yêu cầu xã hội, đất nước trong bối cảnh hội nhập Áp dụng PP DHKP để bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS là một nhiệm vụ góp phần đổi mới giáo dục Chính vì vậy chương 1 đi sâu nghiên cứu cơ sở lí luận về

NL GQVĐ của HS, PP DHKP, nội dung đã làm rõ bao gồm:

1 Khái niệm NL, NL GQVĐ trong dạy học Vật lí, cấu trúc NL GQVĐ, đánh giá NL GQVĐ, vị trí và tầm quan trọng của NL GQVĐ

2 Khái niệm, cấu trúc, đặc trưng, ưu và nhược điểm của DHKP; qui trình thiết kế NVKP

3 Vai trò của PP DHKP đối với việc bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS trong dạy học Vật lí

4 Xây dựng quy trình DHKP theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho học sinh

5 Điều tra thực trạng việc bồi dưỡng NL GQVĐ qua DHKP ở trường THPT Quá trình nghiên cứu và hệ thống hóa các vấn đề về NL GQVĐ và DHKP là

cơ sở để thiết kế tiến trình DHKP chương “Cảm ứng điện từ” theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS

sẽ được học ở lớp 12 (nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều; nguyên tắc hoạt động của máy phát điện, máy biến thế, động cơ không đồng bộ pha…) Do đó, chương này cung cấp cho HS một vốn hiểu biết cơ bản về các hiện tượng, khái niệm, định luật, ứng dụng liên quan giữa hai hiện tượng: “Điện” và “Từ” thường gặp trong đời sống, khoa học kĩ thuật Nội dung kiến thức chương này liên quan đến nhiều hiện tượng thực tế mà HS thường gặp trong đời sống hàng ngày

Về mặt thời gian, chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí THPT được phân phối theo Bảng 2.1

Bảng 2.1: Phân phối chương trình chương

Về mặt nội dung, chương “Cảm ứng điện từ” được trình bày trong chương trình SKG Vật lí 11 chuẩn gồm: từ thông, cảm ứng điện từ, tự cảm, dòng điện Fu-

cô, SĐĐCƯ, dòng điện cảm ứng, năng lượng từ trường; định luật Len-xơ về chiều của dòng điện cảm ứng, định luật Fa-ra-đây về SĐĐCƯ, ứng dụng của dòng điện Fu-cô Căn cứ vào nội dung và sự phân bố kiến thức trong SGK có thể xây dựng cấu trúc logic nội dung của chương như sau:

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc logic nội dung của chương

Về mặt nhận thức, theo tiến trình của SGK, quá trình nhận thức bắt đầu từ hiện tượng tổng quát “Hiện tượng cảm ứng điện từ” Từ hiện tượng này nảy sinh các khái niệm (từ thông, SĐĐCƯ, dòng điện cảm ứng ), các định luật (Len-xơ, Fa-ra-đây) và ứng dụng Từ các khái niệm, định luật nghiên cứu đi đến các trường hợp riêng (tự cảm, dòng Fu-cô) Dựa vào quá trình nhận thức theo hướng phân tích của chương như vậy có thể xây dựng logic nhận thức của chương như sau:

ứng Định luật Len-xơ

Định luật Fa-ra-đây

Tự cảm

Dòng điện Fu-cô

Từ thông

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc logic nhận thức chương

2.1.2 Đặc điểm

Dựa vào việc phân tích cấu trúc của chương như mục 2.2.1 ta thấy cấu trúc chương có một số đặc điểm lưu ý sau:

Trên cơ sở thí nghiệm về sự xuất hiện dòng điện trong mạch kín

khi số đường sức từ qua mạch biến đổi đưa ra khái niệm từ thông

Từ thí nghiệm và khái niệm từ thông giải thích hiện tượng cảm ứng điện từ, khái

niệm dòng điện cảm ứng, SĐĐCƯ

Từ thí nghiệm dòng điện cảm ứng xuất hiện khi khối vật dẫn chuyển động trong từ trường đưa ra khái niệm dòng điện Fu-cô

Từ thí nghiệm dòng điện cảm ứng xuất hiện do chính sự biến đổi dòng điện trong mạch đó gây ra giải thích hiện tượng tự cảm

từ

Từ biểu thức định nghĩa từ thông, tìm được sự phụ thuộc của  vào i Từ đó khái niệm độ tự cảm Từ biểu thức

SĐĐCƯ và biểu thức  tìm biểu thức suất điện động

tự cảm

SĐĐCƯ phụ thuộc

vào tốc độ biến thiên

của từ thông qua

mạch (Định luật

Fa-ra-đây)

Công dụng của dòng điện Fu-cô Giải thích tác dụng có lợi, có hại của dòng điện Fu-cô trong một số thiết bị , máy móc Năng lượng từ trường

Từ định luật

Fa-ra-đây, định luật

Len-xơ tìm ra mối quan

hệ giữa hai định luật

đó

- Chương “Cảm ứng điện từ” đề cập đến một hiện tượng tổng quát đó là hiện tượng cảm ứng điện từ Hiện tượng tự cảm và Dòng điện Fu-cô là các trường hợp riêng Hiện tượng “Cảm ứng điện từ” bị chi phối bởi định luật Len-xơ và định luật Fa-ra-đây Ứng dụng của hiện tường này được đề cập cụ thể trong ứng dụng của dòng điện Fu-cô Phần ứng dụng mở mộng HS được học tiếp theo ở lớp 12

- Logic nhận thức của chương “Cảm ứng điện từ” đi từ trực quan sinh động (các thí nghiệm đơn giản của Fa-ra-đây) đến khái quát hóa (các định nghĩa, khái niệm, định luật Len-xơ; định luật Fa-ra-đây) Logic này rất phù hợp để sử dụng các PTTQ tổ chức DHKP

- Có thể nói chương “Cảm ứng điện từ” được xây dựng trên cơ sở hiểu biết

về điện (như dòng điện và chiều của dòng điện; nguồn điện và SĐĐ của nguồn điện; từ trường và từ trường của dòng điện) Hầu như kiến thức và kỹ năng trang bị cho HS để nhận thức và chiếm lĩnh cái mới đã đảm bảo Do đó, chương này rất thích hợp cho tổ chức DHKP thông qua hoạt động nhóm của HS

- Hiện tượng cảm ứng điện từ, hiện tượng tự cảm, các ứng dụng của dòng Fucô rất hấp dẫn kích thích tính tò mò của HS Đồng thời kiến thức có liên hệ chặt chẽ với các ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật, do đó thích hợp để tổ chức HS khám phá bồi dưỡng NL tự học và NL GQVĐ cho HS

- Nội dung chương “Cảm ứng điện từ” có nhiều thí nghiệm và ứng dụng Khai thác lợi thế này bằng DHKP kết hợp thực nghiệm sẽ là con đường tối ưu giúp

HS nắm vững kiến thức, rèn luyện các kĩ năng GQVĐ

2.2 Những nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” có thể tổ chức dạy

học khám phá

Căn cứ vào nội dung của chương “Cảm ứng điện từ” theo chương trình SGK Vật lí 11 chuẩn Dựa vào cấu trúc logic nội dung, cấu trúc logic nhận thức và đặc điểm của chương đã phân tích ở mục 2.1, kết hợp với cấu trúc, vai trò của DHKP và đặc điểm của NL GQVĐ Trên cơ sở này có thể chọn một số nội dung để tổ chức DHKP theo định hướng bồi dưỡng NL GQVĐ bao gồm:

a Hiện tượng cảm ứng điện từ: Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến

thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng

Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên

b Định luật Len-xơ về chiều của dòng điện cảm ứng: “Dòng điện cảm ứng

xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại

sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín” Định luật Len-xơ cho phép xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín bất kì khi từ thông qua mạch kín biến thiên

c Định luật Fa-ra-đây về suất điện động cảm ứng

Định luật: SĐĐ cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch Biểu thức: ec

 ; với Rtm là điện trở toàn mạch

Nếu mạch hở thì không có dòng Ic nhưng hai đầu mạch vẫn có hiệu điện thế

c

U e

d Dòng điện Fu-cô (dòng điện xoáy)

Khi đặt một khối vật dẫn trong từ trường biến thiên (hoặc vật vật dẫn chuyển động trong từ trường cắt các đường sức từ) thì trong lòng vật dẫn xuất hiện các dòng điện cảm ứng khép kín gọi là dòng điện xoáy hay dòng điện Fu-cô

Tác hại của dòng điện Fu-cô: máy biến thế, động cơ điện, máy phát điện … lõi sắt của chúng chịu tác dụng của từ trường biến đổi, vì vậy trong lõi xuất hiện dòng Fu-cô Dòng Fu-cô gây mất mát năng lượng dưới dạng nhiệt

Lợi ích của dòng Fu-cô: ứng dụng làm lò điện cảm ứng dùng để nấu chảy kim loại; hãm dao động của kim trong máy đo điện; phanh hãm điện từ

e Hiện tượng tự cảm

Từ thông riêng: Khi dòng điện chạy trong một mạch kín thì có từ thông do

chính dòng điện này gởi qua mạch kín đó ta gọi là từ thông riêng Biểu thức  = Li, với L là độ tự cảm của mạch, đơn vị Henri (H)

Thí nghiệm 1 (Hình 25.2 SGK):

Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ

Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện SĐĐ tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ

Thí nghiệm 2 (Hình 25.3 SGK):

Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt

Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0 Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn

và vì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước khi tắt

Hiện tượng tự cảm: là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có

dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch

Suất điện động tự cảm: là SĐĐ cảm ứng trong mạch xuất hiện do hiện tượng

Vì mạch kín nên trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện

tự cảm Chiều của dòng điện tự cảm tuân theo định luật Len-xơ, nghĩa là nó luôn có

xu hướng làm cho dòng điện trong mạch giữ trạng thái ổn định

2.3 Thiết kế nhiệm vụ khám phá một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ”

Bài 23: TỪ THÔNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

- Làm được thí nghiệm xuất hiện dòng điện cảm ứng

Đặt vấn đề: Giới thiệu các thí nghiệm, làm thí nghiệm: