Nghiên cứu khai thác, xây dựng và sử dụng kênh hình trong dạy học một số kiến thức vật lý 11 trung học phổ thông (tt)

C SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .... Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học vật lý

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ THỊ CẨM TÚ

NGHIÊN CỨU KHAI THÁC, XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH TRONG DẠY HỌC

MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

Mã số: 62 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Lê Văn Giáo

2 PGS.TS Lê Phước Lượng

Huế, 2017 Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất

kỳ một công trình khoa học nào

Tác giả

LÊ THỊ CẨM TÚ

Demo Version - Select.Pdf SDK

Lời cảm ơn

Với tất cả sự kính trọng của mình, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến quý thầy PGS.TS Lê Văn Giáo, PGS TS Lê Phước Lượng - hai nhà khoa học đã hướng dẫn chu đáo, chỉ bảo tận tình và động viên cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận án

Tác giả xin trân trọng cám ơn Ban Giám đốc Đại học Huế, Ban Đào tạo – Đại học Huế; Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, Ban chủ nhiệm khoa Sư phạm kỹ thuật, Bộ môn Phương pháp dạy học khoa Vật lý, Bộ môn Phương pháp dạy học khoa Sư phạm kỹ thuật trực thuộc Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả học tập và hoàn thành luận án

Tác giả xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu và Tổ chuyên môn các trường: THPT Quốc Học, THPT Hương Trà, THPT Phan Đăng Lưu (Tỉnh Thừa Thiên Huế), THPT Phan Bội Châu (Tỉnh Quảng Bình) vì sự nhiệt tình giúp đỡ của Quý thầy cô giáo đối với tác giả trong quá trình thực hiện luận án

Tác giả xin chân thành cám ơn những ý kiến đóng góp chân tình, quý báu của các nhà khoa học, của quý thầy cô, sự giúp đỡ, động viên của các đồng nghiệp, bạn bè trong suốt quá trình học tập nghiên cứu

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với cha mẹ và những người thân trong gia đình đã luôn giúp đỡ, hỗ trợ, động viên cho tác giả vượt qua mọi khó khăn để học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tác giả luận án

Lê Thị Cẩm Tú Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1.LÝDOCHỌNĐỀTÀI 1

2.MỤCTIÊUĐỀTÀI 4

3.GIẢTHUYẾTKHOAHỌC 4

4.ĐỐITƯỢNGNGHIÊNCỨU 4

5.PHẠMVINGHIÊNCỨU 4

6.NHIỆMVỤNGHIÊNCỨU 4

7.PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 5

8.NHƯNGĐÓNGGÓPMƠICỦALUÂNAN 6

9.CẤUTRÚCLUẬNAN 6

NỘI DUNG 7

CHƯ NG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7

1.1 Các nghiên cứu về kênh hình trong dạy học nói chung 7

c nghiên cứu về ênh hình trong dạy học vật lý 20

1.3 Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu 22

CHƯ NG 2 C SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 24

2.1 Lý thuyết xử lý thông tin, hoạt động nhận thức và phát triển tính tích cực nhận thức thông qua việc sử dụng kênh hình trong dạy học 24

2.1.1 Lý thuyết xử lý thông tin 24

2.1.2 Hoạt động nhận thức của học sinh 26

2.1.3 Phát triển tính tích cực nhận thức của học sinh thông qua việc sử dụng kênh hình 29

2.2 Kênh hình trong dạy học 30

2.2.1 Khái niệm kênh hình 30

2.2.2 Vai trò của kênh hình trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông 32

2.2.3 Các hình thức thể hiện của kênh hình 34

2.2.4 Các yêu cầu đối với GV liên quan đến kênh hình trong dạy học 37

Demo Version - Select.Pdf SDK

2.3 Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông 41 2.3.1 Các mức độ khai thác, xây dựng kênh hình 41 2.3.2 Nguyên tắc khai thác, xây dựng kênh hình 45 2.3.3 Quy trình khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học vật lý 48 2.3.4 Xây dựng ho tư liệu kênh hình dùng trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông 53 2.4 Sử dụng kênh hình trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông 55 2.4.1 Sự cần thiết của việc sử dụng kênh hình trong tổ chức dạy học vật lý ở trường phổ thông 55 2.4.2 Nguyên tắc sử dụng kênh hình trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông 58 2.4.3 Sử dụng kênh hình ở các mức độ định hướng hành động giải quyết vấn

đề học tập 60 2.4.4 Quy trình sử dụng kênh hình 64 2.4.5 Vận dụng quy trình sử dụng kênh hình trong dạy học các loại kiến thức vật lý 69 2.5 Quy trình thiết kế tiến trình dạy học với việc sử dụng kênh hình 73 2.6 Thực trạng việc khai thác, xây dựng và sử dụng kênh hình trong dạy học vật lý ở trường phổ thông 75 2.6.1 Mục đích, đối tượng, phương ph p và nội dung điều tra thực trạng 75 2.6.2 Kết quả điều tra thực trạng 76

6 3 Đ nh gi thực trạng 83

KẾT LUẬN CHƯ NG 2 84 CHƯ NG 3 KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH DÙNG TRONG DẠY HỌC CHƯ NG “TỪ TRƯỜNG”-“CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 86

3 Đặc điểm c c chương “Từ trường” và “ ảm ứng điện từ” 86 3.2 Nội dung c c chương “Từ trường” và “ ảm ứng điện từ” 88 3.3 Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học c c chương “Từ

trường” và “ ảm ứng điện từ” 89

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.3.1 Kênh hình sách giáo khoa trong c c chương “Từ trường”, “ ảm ứng

điện từ” 89

3.3.2 Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học c c chương “Từ trường” và “ ảm ứng điện từ” 97

3.4 Xây dựng ho tư liệu kênh hình dùng trong dạy học c c chương “Từ trường” và “ ảm ứng điện từ” 101

3.5 Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể 103

3 5 ài 9: “Từ trường của một số d ng điện c dạng đơn giản” 103

3 5 ài 38: “Hiện tượng cảm ứng điện từ – Suất điện động cảm ứng” 115

KẾT LUẬN CHƯ NG 3 130

CHƯ NG 4 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 131

4.1 Thực nghiệm sư phạm vòng 1 131

4.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm vòng 1 131

4 Phương ph p tiến hành thực nghiệm sư phạm vòng 1 131

4.1.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1 133

4.2 Thực nghiệm sư phạm vòng 2 134

4.2.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm vòng 2 134

4 Phương ph p tiến hành thực nghiệm sư phạm vòng 2 135

4 3 c tiêu chí đ nh gi thực nghiệm sư phạm vòng 2 136

4.2.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2 139

KẾT LUẬN CHƯ NG 4 156

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 157

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 159

TÀI LIỆU THAM KHẢO 160

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết ầ ủ Viết tắt

DANH MỤC CÁC BẢNG

BẢNG 2.1 Các hình thức thể hiện của ênh hình tĩnh 36

BẢNG 2.2 Các hình thức thể hiện của ênh hình động 37

BẢNG 2.3 Kết quả điều tra về việc sử dụng phương ph p dạy học, phương tiện dạy học của gv trong dạy học VL 76

BẢNG 2.4 Kết quả điều tra việc khai thác, xây dựng và sử dụng kênh hình trong dạy học VL ở trường THPT 78

BẢNG 2.5 Kết quả điều tra việc sử dụng phương tiện dạy học của GV và mức độ yêu thích c c phương tiện dạy học của HS 82

BẢNG 2.6 Kết quả điều tra mức độ hứng thú của hs đối với kênh hình 82

BẢNG 3.1 Từ trường của d ng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau 100

BẢNG 4.1 Phân bố TNSP vòng 1 ở c c trường THPT 132

BẢNG 4.2 Phân bố TNSP vòng 2 ở c c trường THPT 135

BẢNG 4.3 Cách thu và xử lý mẫu khi TNSP 137

BẢNG 4.4 Các yêu cầu cần đạt được khi vận dụng c c thao t c tư duy 137

BẢNG 4.5 Bảng c c tiêu chí đ nh gi mức độ vận dụng c c thao t c tư duy 138

BẢNG 4.6 Phân loại mức độ vận dụng các thao th c tư duy 139

BẢNG 4.7 Kết quả phỏng vấn HS sau khi học tập với kênh hình 141

BẢNG 4.8 Kết quả đ nh gi tính tích cực của HS thông qua đ nh gi mức độ vận dụng c c thao t c tư duy của HS 143

BẢNG 4.9 Bảng phân phối điểm số bài kiểm tra số 1 145

ẢNG 4 ảng phân phối tần suất (fi%) ở bài kiểm tra số 1 146

ẢNG 4 Bảng phân phối tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 1 146

BẢNG 4.12 Bảng phân loại theo học lực bài kiểm tra 1 146

ẢNG 4 3 ảng tổng hợp các tham số đặc trưng ở bài kiểm tra số 1 146

BẢNG 4.14 Bảng phân phối điểm số bài kiểm tra số 2 147

ẢNG 4 5 ảng phân phối tần suất (fi%) ở bài kiểm tra số 2 147

ẢNG 4 6 ảng tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 2 147

BẢNG 4.17 Bảng phân loại theo học lực bài kiểm tra số 2 148

Demo Version - Select.Pdf SDK

ẢNG 4 8 ảng tổng hợp các tham số đặc trƣng ở bài kiểm tra số 2 148

BẢNG 4.19 Bảng phân phối điểm số bài kiểm tra số 3 149

ẢNG 4 ảng phân phối tần suất (fi%) ở bài kiểm tra số 3 149

ẢNG 4 ảng phân phối tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 3 149

ẢNG 4 ảng phân loại theo học lực bài kiểm tra số 3 149

BẢNG 4.23 Bảng tổng hợp các tham số đặc trƣng ở bài kiểm tra số 3 149

BẢNG 4.24 Bảng phân phối điểm số bài kiểm tra số 4 150

ẢNG 4 5 ảng phân phối tần suất (%) ở bài kiểm tra số 4 151

ẢNG 4 26 Bảng tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 4 151

ẢNG 4 7 Bảng phân loại theo học lực bài kiểm tra số 4 151

ẢNG 4 8 ảng tổng hợp các tham số đặc trƣng ở bài kiểm tra số 4 151

BẢNG 4.29 Bảng thống ê điểm số tổng các kiểm tra 152

ẢNG 4 30 Bảng phân phối tần suất (fi%) tổng các kiểm tra 152

ẢNG 4 3 ảng tần suất lũy tích tổng các kiểm tra 152

ẢNG 4 3 Bảng phân loại theo học lực tổng các bài kiểm tra 152

ẢNG 4 33 ảng tổng hợp các tham số đặc trƣng tổng các bài kiểm tra 153

ẢNG 4 34 ảng so sánh các tham số thống ê đặc trƣng giữa nhóm lớp TN và Đ qua c c bài iểm tra 154

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC HÌNH

HÌNH 2.1 Sơ đồ mối quan hệ giữa kiến thức và phương tiện dạy học 25

HÌNH 2.2 Chức năng của bán cầu não 28

HÌNH 2.3 Một số tạp chí VL trong và ngoài nước 43

HÌNH 2.4 Giao diện trang web tìm kiếm www.google.com.vn 44

HÌNH 2.5 Cách tải hình ảnh về máy tính 50

HÌNH 6 Đoạn phim về hiện tượng cực quang trên bầu trời 61

HÌNH 2.7 Bài tập thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ 63

HÌNH 2.8 Hình ảnh giới thiệu các dụng cụ để chế tạo một động cơ điện đơn giản 64

HÌNH 3.1 Hình ảnh về hiện tượng tự cảm hi đ ng và ngắt mạch 98

HÌNH 3.2 Các bảng số liệu nghiên cứu về đại lượng cảm ứng từ 98

HÌNH 3.3 Video về hiện tượng cưđt gây ra do nam châm chuyển động 99

HÌNH 3.4 Bài tập đồ thị vận dụng hiện tượng cảm ứng điện từ 100

HÌNH 3.5 Sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức chương “Từ trường” 101

HÌNH 3.6 Sơ đồ tổ chức ho tư liệu kênh hình trong dạy học chương“Từ trường” và “ ảm ứng điện từ” 102

HÌNH 3 8 Đoạn phim d ng nam châm thử để x c định chiều đường cảm ứng trong dây dẫn th ng dài 104

HÌNH 3 7 Đoạn phim hảo s t đường sức từ của d ng điện chạy trong c c dây dẫn c hình dạng h c nhau 104

HÌNH 3 Đường sức từ của dây dẫn trong dây dẫn tr n 104

HÌNH 3.9 Quy tắc nắm tay phải để x c định cảm ứng từ trong dây dẫn th ng dài 104

HÌNH 3 Quy tắc nắm tay phải để x c định cảm ứng từ trong dây dẫn tr n 104

HÌNH 3.13 Quy tắc nắm tay phải d ng để x c định từ trường bên trong ống dây 105

HÌNH 3.12 Từ trường của nam châm th ng 105

HÌNH 3.14 Bài tập về x c định đường cảm ứng từ hoặc chiều d ng điện trong c c dây dẫn h c nhau 105

HÌNH 3.15 Thí nghiệm mô phỏng sự thay đổi số đường sức từ 116

HÌNH 3.17 Bài tập về hiện tượngcảm ứng điện từ 116

HÌNH 3.16 Hiện tượng cảm ứng điện từ 116

HÌNH 3.18 Từ thông 116

Demo Version - Select.Pdf SDK

HÌNH 4.2 HS làm việc với kênh hình 141

HÌNH 4.1 GV sử dụng kênh hình giới thiệu nội dung học tập 141

HÌNH 4.3 HS phát biểu xây dựng bài 141

HÌNH 4.5 Phiếu học tập của HS 142

HÌNH 4.4 HS thảo luận nhóm 142

HÌNH 4.6 Biểu đồ so sánh mức độ vận dụng c c thao t c tư duy của HS trong dạy học chương “Từ trường”, “ ảm ứng điện từ” qua 3 lần thu mẫu 143

HÌNH 4 8 Đường biểu diễn tần suất lũy tích ở bài kiểm tra số 1 146

HÌNH 4 7 Đường biểu diễn phân phối tần suất (f%) ở bài kiểm tra số 1 146

HÌNH 4.9 Biểu đồ phân loại học sinh theo nh m điểm 147

HÌNH 4 Đường biểu diễn tần suất lũy tích hội tụ tiến ở bài kiểm tra số 2 148

HÌNH 4 Đường biểu diễn phân phối tần suất ở bài kiểm tra số 2 148

HÌNH 4.12 Biểu đồ phân loại học sinh theo nh m điểm bài kiểm tra số 2 148

HÌNH 4 3 Đường biểu diễn phân phối tần suất ở bài kiểm tra số 3 150

HÌNH 4 4 Đường biểu diễn tần suất hội tụ tiến ở bài kiểm tra số 3 150

HÌNH 4.15 Biểu đồ phân loại HS theo nh m điểm bài kiểm tra số 3 150

HÌNH 4.17 Biểu đồ phân loại HS theo nh m điểm bài kiểm tra số 3 151

HÌNH 4 6 Đường biểu diễn tần suất hội tụ tiến ở bài kiểm tra số 3 151

HÌNH 4.18 Biểu đồ phân loại HS theo nh m điểm bài kiểm tra số 3 152

HÌNH 4 Đường biểu diễn tần suất hội tụ tiến tổng các bài kiểm tra 153

HÌNH 4 9 Đường biểu diễn phân phối tần suất tổng các bài kiểm tra 153

HÌNH 4.21 Biểu đồ phân loại HS theo nhóm tổng các bài kiểm tra 153

DANH MỤC CÁC S ĐỒ SƠ ĐỒ 2.1 Phân loại kênh hình 35

SƠ ĐỒ 2.2 Quy trình sử dụng kênh hình trong dạy học VL ở trường THPT 65

SƠ ĐỒ 2.3 Quy trình thiết kế tiến trình dạy học với việc sử dụng kênh hình 73

SƠ ĐỒ 3.1 Sơ đồ cấu trúc chương “Từ trường” 88

SƠ ĐỒ 3.2 Sơ đồ cấu trúc chương “Cảm ứng điện từ” 89

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong xu thế phát triển và hội nhập như hiện nay, chìa h a đảm bảo cho sự phát triển của nhiều quốc gia đ là gi o dục và đào tạo Giáo dục và đào tạo Việt Nam trong những thập kỷ qua đã đạt được những thành tựu to lớn, góp phần vào nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, phục vụ đắc lực cho công cuộc đổi mới đất nước Chúng ta mong muốn sớm hội nhập vào một thế giới giáo dục bằng tinh hoa của đất nước Nhận thức rõ tầm quan trọng của giáo dục trong sự

phát triển của đất nước, Đảng ta luôn x c định: ”Giáo dục và đào tạo có sứ mệnh

nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, góp phần quan trọng trong phát triển đất nước, xây dựng nền văn hóa và con người Việt Nam”[16] Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão, hối lượng kiến thức

nhân loại thật mênh mông, không ai có thể nắm vững khối tri thức đ Vì vậy, mục đích dạy học hiện nay là hướng dẫn cho người học phương ph p tự học, tự nghiên cứu để tìm và chọn lọc được những kiến thức nào cần cho công việc của mình Trách nhiệm của nhà trường là giáo dục cho người học thành người chủ động trong việc tự giải quyết những vấn đề cuả cuộc sống Điều đ c nghĩa là trang bị cho người học một “chiếc la bàn” để định hướng trong “rừng tri thức” Và cũng c nghĩa là việc tổ chức giảng dạy và học tập của nhà trường phải thay đổi theo định hướng: ”Người thầy giáo giỏi là người hướng dẫn HS đi tìm iến thức” hính vì vậy, thay đổi PPDH là một yêu cầu cấp bách và cần phải xây dựng một đội ngũ nhà giáo vừa có khả năng hiện đại hóa giáo dục, vừa có có tâm huyết với nghề, tức là người thầy giáo vừa có tâm, vừa có tầm [2]

Quan điểm đ của Đảng và Nhà nước đã được cụ thể hóa trong chiến lược phát

triển giáo dục năm 9-2020:“Giáo dục và đào tạo phải góp phần tạo nên một thế

hệ người lao động có tri thức, có đạo đức, có bản tính trung thực, có tư duy phê phán, sáng tạo, có kỹ năng sống, kỹ năng giải quyết vấn đề để làm việc hiệu quả trong môi trường toàn cầu hóa vừa hợp tác vừa cạnh tranh Điều này đòi hỏi phải

có những thay đổi căn bản về hệ thống giáo dục từ nội dung, phương pháp dạy học đến việc xây dựng những môi trường giáo dục lành mạnh và thuận lợi, giúp người

Demo Version - Select.Pdf SDK