Dạy học tích hợp liên môn chương “điện từ học” và công nghệ cho học sinh lớp 9

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trần Thị Kim Thoa DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MƠN CHƯƠNG “ ĐIỆN TỪ HỌC” VÀ CÔNG NGHỆ CHO HỌC SINH LỚP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trần Thị Kim Thoa DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MƠN CHƯƠNG “ ĐIỆN TỪ HỌC” VÀ CÔNG NGHỆ CHO HỌC SINH LỚP Chuyên ngành : Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGÔ VĂN THIỆN Thành phố Hồ Chí Minh - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng năm 2019 Trần Thị Kim Thoa LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Ngô Văn Thiện, Thầy tận tình bảo, hướng dẫn tơi từ buổi đầu bước vào môi trường nghiên cứu luận văn luận văn hồn thành Thầy ln động viên cho tơi lời khun bổ ích, khơi dậy tơi lịng ham mê học hỏi nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, q thầy Khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy giảng dạy lớp Lí luận PPDH mơn Vật lí khóa 28 Xin cảm ơn q thầy em HS trường THCS–THPT Trí Đức Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình thực nghiệm Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập, nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn Một lần nữa, xin gửi lời tri ân đến tất người Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng năm 2019 Tác giả Trần Thị Kim Thoa MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU .1 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP, DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MƠN 1.1 Các khái niệm “Khoa học” “Công nghệ” 1.1.1 Khái niệm “Khoa học” 1.1.2 Con đường thực theo phương pháp khoa học dạy học Vật lí 1.1.3 Khái niệm “cơng nghệ” 10 1.1.4 Con đường thực theo phương pháp công nghệ dạy học Vật lí 10 1.1.5 Quy trình khoa học – cơng nghệ 11 1.2 Tổng quan dạy học tích hợp 12 1.2.1 Các khái niệm dạy học tích hợp 12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu vận dụng dạy học tích hợp 13 1.2.3 Mục tiêu dạy học tích hợp 14 1.2.4 Các đặc trưng dạy học tích hợp 15 1.2.5 Định hướng việc dạy học tích hợp 16 1.3 Dạy học liên môn chủ đề dạy học liên môn 16 1.3.1 Khái niệm dạy học liên môn 16 1.3.2 Cơ sở lý luận thực tiễn dạy học liên môn 19 1.3.3 Thực trạng việc dạy học liên môn 19 1.3.4 Chủ đề dạy học liên môn 33 1.4 Thiết kế dạy học tích hợp liên mơn 35 1.4.1 Thiết kế nội dung tích hợp liên mơn 35 1.4.2 Kịch sư phạm giảng dạy liên môn 37 1.4.3 Một số phương pháp kỹ thuật dạy học tích cực 38 1.5 Đánh giá dạy học tích hợp liên mơn 41 1.5.1 Khái niệm lực 41 1.5.2 Đánh giá lực 42 1.5.3 Quy trình đánh giá lực theo dạy học tích hợp liên môn 42 Kết luận chương .46 Chương XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH HỢP PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC TRONG VẬT LÍ LỚP VỚI CƠNG NGHỆ 47 2.1 Mục tiêu định hướng phát triển lực khoa học công nghệ 47 2.2 Mục tiêu dạy học tích hợp liên mơn Vật lí – Cơng nghệ 48 2.3 Phân tích chương trình Vật lí cấp THCS 48 2.3.1 Nội dung kiến thức Vật lí cấp THCS 48 2.3.2 Nội dung kiến thức Vật lí lớp 49 2.3.3 Nội dung kiến thức phần điện từ học chương trình Vật lí lớp .50 2.4 Phân tích chương trình Công nghệ cấp THCS 52 2.4.1 Nội dung kiến thức Công nghệ cấp THCS 52 2.4.2 Nội dung kiến thức xung quanh phần điện từ học .53 2.5 Xây dựng tổ chức dạy học tích hợp liên mơn Vật lí – Cơng nghệ phần “ Điện từ học” 54 2.5.1 Lý xây dựng 54 2.5.2 Nội dung dạy học tích hợp liên mơn phần “ Điện từ học” 55 2.5.2 Định hướng phát triển lực qua dạy học tích hợp liên mơn Vật lí Công nghệ 57 2.5.3 Tổ chức dạy học tích hợp liên mơn Vật lí cơng nghệ cho phần “ Điện từ học” .57 2.6 Thiết kế tiêu chí cơng cụ đánh giá lực hợp tác giải vấn đề dạy học trường phổ thông 74 2.6.1 Rubric đánh giá lực hợp tác 74 2.6.2 Rubric đánh giá lực giải vấn đề 77 2.6.2 Phiếu hỏi 80 2.6.3 Phiếu đánh giá lực 81 2.6.4 Phiếu đánh giá đồng đẳng 82 Kết luận chương .83 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .84 3.1 Mục đích nhiệm vụ việc thực nghiệm sư phạm 84 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 84 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 84 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 84 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 84 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 85 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 85 3.3.1 Thời gian thực nghiệm 85 3.3.2 Xây dựng kế hoạch thực nghiệm 85 3.3.3 Kết thực nghiệm sư phạm 86 3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm 87 3.4.1 Đánh giá thái độ học sinh trình thực nghiệm 87 3.4.2 Đánh giá định lượng kết thực nghiệm 90 3.4.3 Một số hình ảnh hoạt động nhóm sản phẩm HS 100 3.5 Thảo luận kết việc giảng dạy tích hợp liên mơn phần điện từ học vận dụng phương pháp dạy học tích cực trình tổ chức dạy học 103 Kết luận chương .105 PHẦN KẾT LUẬN 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO .108 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GD&ĐT : Giáo dục Đào tạo GV : Giáo viên HS : Học sinh DHTH : Dạy học tích hợp ĐH : Đại học GQVĐ : Giải vấn đề HT GQVĐ : Hợp tác giải vấn đề PPDH : Phương pháp dạy học THCS : Trung học sở THPT : Trung học phổ thông HSHT : Hồ sơ học tập NL : Năng lực TN : Thực nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Danh sách trường THCS số GV phản hồi lại phiếu điều tra 20 Bảng 1.2 Danh sách trường THCS số HS phản hồi lại phiếu điều tra 21 Bảng 1.3 Kết khảo sát mức độ đáp ứng việc bồi dưỡng lực HS sử dụng phương pháp dạy học truyền thống 21 Bảng 1.4 Kết khảo sát mức độ sử dụng phương pháp GV để phát triển lực GQVĐ cho HS .21 Bảng 1.5 Tần suất GV vận dụng dạy học tích hợp liên mơn 23 Bảng 1.6 Tần suất liên hệ kiến thức lớp với vấn đề thực tiễn, gần gũi với sống 29 Bảng 1.7 Tần suất liên hệ kiến thức mơn Vật lí với kiến thức môn học khác 29 Bảng 2.1 Nội dung kiến thức phần điện từ học theo chuẩn kiến thức kĩ Vật lí lớp .50 Bảng 2.2 Nội dung kiến thức Công nghệ liên quan đến phần điện từ học phân phối chương trình lớp 53 Bảng 2.3 Nội dung dạy học tích hợp liên mơn Vật lí – Cơng nghệ phần “ Điện từ học” 55 Bảng 2.4 Rubric đánh giá lực hợp tác 74 Bảng 2.5 Rubric đánh giá lực giải vấn đề 77 Bảng 3.1 Bảng thống kê tần số điểm kiểm tra tiền kiểm – hậu kiểm 90 Bảng 3.2 Bảng tần suất điểm kiểm tra tiền kiểm – hậu kiểm .90 Bảng 3.3 Bảng tần suất tích luỹ điểm kiểm tra tiền kiểm – hậu kiểm 91 Bảng 3.4 Bảng thống kê số học sinh đạt số hành vi lực GQVĐ qua chủ đề 95 Bảng 3.5 Bảng thống kê số học sinh đạt số hành vi lực HT qua 03 chủ đề 96 Bảng 3.6 Sự phát triển phát triển số hành vi học sinh nhóm 97 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ khối thực quy trình khoa học Hình 1.2 Sơ đồ khối thực quy trình cơng nghệ 10 Hình 1.3 Sơ đồ quy trình khoa học - công nghệ 11 Hình 1.4 Sơ đồ dạy học tích hợp liên môn 18 Hình 3.1 Đồ thị đường tần suất tích luỹ kiểm tra tiền kiểm hậu kiểm 91 Hình 3.2 Hoạt động nhóm báo cáo HS 100 Hình 3.3 Một số sản phẩm nhóm HS chủ đề 101 Hình 3.4 Sản phẩm nhóm HS chủ đề 102 PL  HS giáo viên tôn trọng ý kiến, kinh nghiệm xem em chưa biết Khi học tập mơn Vật lí, giáo viên có liên hệ kiến thức lớp với vấn đề thực tiễn, gần gũi với sống em hay không?  Thường xuyên  Thỉnh thoảng  Hiếm  Chưa Khi học tập mơn Vật lí, giáo viên có thường xun liên hệ kiến thức mơn Vật lí với kiến thức mơn học khác (tích hợp liên môn) hay không?  Thường xuyên  Thỉnh thoảng  Hiếm  Chưa Em thấy kiến thức Vật lí học lớp có vận dụng cho thực tiễn sống khơng?  Khơng  Có  Chỉ vận dụng số Trong thực tế sống, gặp vấn đề có liên quan đến Vật lí, em thường:  Tự đọc sách tìm hiểu biện pháp giải  Trao đổi với bạn để tìm biện pháp giải  Hỏi thầy  Tìm kiếm internet  Ý kiến khác……………… Em thấy tiết học Vật lí trường nào?  Hứng thú  Chán  Bình thường Em thích cách học mơn Vật lí xuất phát từ vấn đề thực tiễn sau học vận dụng vào sống khơng? PL  Có  Khơng  Khơng quan tâm 10 Em có nghĩ có khả tự chế tạo thiết bị, vật dụng phục vụ cho sống khơng?  Có thể  Khơng thể  Em khơng biết 11 Trong dạy Vật lí, phương pháp giáo viên sử dụng: Không Phương pháp dạy học Hiếm Thỉnh Thường thoảng xuyên A Đàm thoại GV HS B Giao dự án cho nhóm C Làm việc nhóm lớp D Đóng vai E Trực quan (dùng máy chiếu, thí nghiệm…) F Dạy học sử dụng internet Chúng chân thành cảm ơn hợp tác em giúp chúng tơi hồn thành điều tra Chúc em sức khỏe học thật tốt PL Phụ lục PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN HỌC SINH SAU THỰC NGHIỆM A Giới thiệu Để thực tốt việc giảng dạy tích hợp liên mơn Vật lí – Công nghệ phát huy tốt hiệu nhằm tạo điều kiện cho em việc học tập, tiếp thu kiến thức Sau học qua chủ đề theo hình thức tích hợp liên mơn Vật lí – Cơng nghệ, tơi mong em trả lời khách quan câu hỏi B Thông tin cá nhân Trường:……………………………………………………………………… Lớp:…………………………………………………………………………… C Phần nội dung Các em trả lời cách đánh dấu () Đáp án : em chọn đáp án phù hợp Đáp án : em chọn hay nhiều đáp án phù hợp Qua chủ đề học vừa rồi, em có cảm nhận nào?  Việc học tập trở nên hứng thú  u thích mơn Vật lí  Kiến thức mơn Vật lí mơn Cơng nghệ có liên hệ với  Có thể vận dụng kiến thức học lớp vào thực tiễn  Tự tin tìm hiểu, thử chế tạo số sản phẩm cơng nghệ  Cần có phối hợp thành viên nhóm thực nhiệm vụ Trong trình giải vấn đề, em gặp yếu tố khó khăn nào?  Tìm tài liệu  Đề suất phương án giải  Thảo luận thống ý kiến nhóm Trong q trình chế tạo sản phẩm, em gặp yếu tố khó khăn nào?  Lựa chọn phương án thiết kế  Chuẩn bị dụng cụ, tìm ngun vật liệu  Họp nhóm thực công việc PL 10  Thực không kịp thời gian  Thử nghiệm, vận hành sản phẩm Mức độ hứng thú qua việc học tích hợp liên mơn chủ đề vừa rồi:  Rất u thích  u thích  Bình thường  Khơng thích  Rất khơng thích PL 11 Phụ lục PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1.1 Câu Có loại lượng nào? Câu Điện gì? Câu Điện sử dụng sản xuất từ đâu? Câu Nước ta có nhà máy sản xuất điện từ lượng nào? Câu Dòng điện sử dụng gia đình dịng điện gì? Nó tạo theo nguyên tắc nào? Câu Điện có vai trị đời sống, sản xuất? PL 12 Phụ lục PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1.2 (Tìm hiểu thơng số thiết bị điện) Dựa vào thông số loại đèn thơng tin tự tìm hiểu, phân tích ưu nhược điểm chúng Ta nên chọn loại đèn tốt cho mắt Các loại đèn Đèn sợi đốt 220V/50Hz 60W Đèn led 220V/50Hz 50W Ý nghĩa thông số Nhận xét PL 13 Đèn huỳnh quang 170 – 250V/50 – 60Hz 18W Đèn compact huỳnh quang 220V/50 – 60Hz 15W PL 14 Phụ lục PHIẾU HỌC TẬP 2.1 Câu Máy biến gì? Câu Công dụng máy biến gia đình? Câu Máy biến có cấu tạo nào? Câu Nêu nguyên lí làm việc máy biến thế? Câu Mối quan hệ điện áp số vòng dây hai cuộn? PL 15 Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA TIỀN KIỂM ĐỀ KIỂM TRA KIẾN THỨC (Thời gian làm 15 phút) A Trắc nghiệm Cho hai đèn Đ1 (220V – 14W), Đ2 (220V – 12W), ta nên chọn loại đèn tốt hơn? A Đèn B Đèn 2 Các bóng đèn gia đình/ lớp học mắc theo kiểu nào? A Nối tiếp B Song song Nồi cơm điện (220V – 600W) dùng trung bình ngày Hỏi tháng (30 ngày) phải trả tiền điện cho nồi Biết giá điện 1500đ/kWh A 50 000 đồng B 27 000 đồng Nước biển có dẫn điện khơng? A Có B Khơng Cầu chì có tác dụng gì? A Làm cơng tắc đóng mở giúp dịng điện qua B Ngắt mạch gặp tượng đoản mạch, tải Cường độ dịng điện có giá trị gây nguy hiểm cho thể người? A – 10 mA B – 10 A Trong thiết bị điện gia đình, biến trở phận có thiết bị nào? A Công tắc điều chỉnh quạt B Động máy quạt Một bếp điện (220V – 1500W) hoạt động bình thường cường độ dịng điện qua bếp bao nhiêu? A 6,8 A B 0,15 A Nhãn lượng (như hình) dán cho thiết bị điện nào? A Tất thiết bị điện B Các thiết bị có hiệu suất lượng đạt Tiêu chuẩn quốc gia 10 Quan sát nhãn sau, cho biết sản phẩm tốt hơn? PL 16 Sản phẩm A Sản phẩm Sản phẩm B Sản phẩm B Tự luận Trong tháng số công tơ điện gia đình tăng từ 102,0 lên đến 230,0 Tính tiền điện mà gia đình phải trả, biết giá điện 1700đ/kWh ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hiện nay, hầu hết gia đình sử dụng nhiều thiết bị điện nên việc sử dụng tiếp xúc với chúng việc tránh khỏi Để giữ an toàn sử dụng thiết bị điện em nên ý gì? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… PL 17 ĐÁP ÁN: A Trắc nghiệm (5 điểm – đáp án 0,5đ) Câu 10 Đáp A B B A B A A A B A án B Tự luận (5 điểm) Câu Nội dung - Số công tơ điện tăng từ 102,0 lên đến 230,0 tức (2,5 điểm) Thang điểm tăng 230 – 102 = 128 số điểm Gia đình sử dụng 28kWh điện 0,5 điểm - Số tiền phải trả: (2,5 điểm) 128 1700 = 217 600 đồng điểm Để giữ an toàn sử dụng điện: Nêu - Kiểm tra, bảo hành thiết bị điện thường xuyên biện pháp - Không chạm tay vào vật có điện (ổ cắm điện, dây 0,5 điểm điện trần, vỏ kim loại thiết bị điện,…) - Chỉ tiếp xúc với phận thiết bị điện chúng làm chất cách điện - Rút dây cắm thiết bị điện sau sử dụng - Khi thể ẩm ướt hay mệt mỏi, tranh tiếp xúc với thiết bị điện - Thực nối đất thiết bị/ đồ dùng điện - Giữ khoảng cách an toàn với đường dây điện PL 18 Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA HẬU KIỂM ĐỀ KIỂM TRA KIẾN THỨC (Thời gian làm 15 phút) A Trắc nghiệm Bộ phận máy phát điện xoay chiều A Nam châm cuộn dây B Động phát điện Sản phẩm máy phát điện đơn giản học sinh chế tạo có làm sáng đèn huỳnh quang gia đình khơng? A Có B Khơng Điện đầu đường dây truyền tải vào khoảng A 500 000 V B 000 V Các hộ gia đình thường dùng máy biến loại A 25 kV B kV Khi thắp sáng đèn huỳnh quang với dịng điện xoay chiều có tần số 50Hz, đèn chớp tắt lần giây? A 50 lần B 25 lần Để dùng nguồn điện xoay chiều 220V để thắp sáng bóng đèn 12 V, ta phải dùng máy tăng hay giảm thế? A Máy giảm B Máy tăng Trong máy phát điện xoay chiều, phận đứng yên (stato) phải nam châm A Đúng B Sai Trên bàn có ghi 220V – 1000W Theo em có phải bàn sử dụng với dòng điện xoay chiều mà khơng hoạt động với dịng điện khơng đổi khơng? A Chỉ hoạt động với dịng điện xoay chiều B Hoạt động với dòng điện xoay chiều dịng điện khơng đổi Hai cuộn dây máy biến có điểm đăc biệt? PL 19 A Số vòng dây khác B Số vòng dây 10 Loại đèn tốt cho mắt nhất? A Đèn ống huỳnh quang B Đèn huỳnh quang compact B Tự luận Có cách làm giảm hao phí đường dây tải điện Người ta thường chọn dùng cách nào? Vì sao? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Vì nhà máy thuỷ điện thường xây dựng vùng cao, có thác hồ chứa nước lớn? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… PL 20 ĐÁP ÁN: A Trắc nghiệm (5 điểm – đáp án 0,5đ) Câu 10 Đáp A B A B A A B B A B án B Tự luận (5 điểm) Câu Nội dung Có hai cách làm giảm hao phí đường dây tải điện: (2,5 điểm) Thang điểm giảm điện trở dây dẫn đường truyền tăng hiệu điểm điện truyền tải Người ta thường chọn tăng hiệu điện truyền tải 0,5 điểm Vì làm cách cần dùng đến máy biến thế, vừa đơn giản vừa tốn Bố trí máy tăng đầu đường dây truyền tải giúp giảm hao phí dùng máy hạ cuối đường dây cho phù hợp với mục đích tiêu thụ điểm Việc giảm điện trở R ta phải tăng tiết diện dây tốn vật liệu hệ thống trụ đỡ, vừa nặng, thiếu an tồn Vì nhà máy thuỷ điện hoạt động nhờ sức nước làm 1,5 điểm (2,5 quay tuabin, làm quay nam châm/ cuộn dây máy điểm) phát điện nên phải xây dựng vùng cao để tạo độ dốc cho dịng nước Hồ nước lớn để chứa nước tích trữ cung cấp lưu điểm lượng nước cần thiết cho trình phát điện PL 21 Phụ lục BẢNG ĐIỂM BÀI KIỂM TRA TIỀN KIỂM – HẬU KIỂM STT Họ tên Điểm Bài tiền kiểm Bài hậu kiểm Nguyễn Việt Anh Trần Ngọc Bảo Lâm Tấn Đạt Nguyễn Khuê Đoan Lê Gia Hoà Nguyễn Văn Nhật Hưng 7 Bùi Đạt Gia Khang 8 David Bong Chung Ming 4,5 5,5 Nguyễn Trương Diễm Ngọc 6,5 7,5 10 Nguyễn Khánh Nguyên 6,5 11 Phạm Nhất Nguyên 12 Huy Nhật Uyển Nhi 8,5 13 Võ Thiên Quỳnh Như 6,5 14 Châu Thanh Nhựt 5,5 15 Trần Chí Tâm 5,5 16 Lê Hồng Nhật Tiến 17 Tơ Hồng Thịnh 6,5 18 Ngô Thị Minh Thư 6,5 7,5 19 Lê Hoàng Hải Vy 6,5 20 Bùi Đại Vũ 5,61 6,90 TBC