Tổ chức dạy học dựa trên vấn đề nội dung kiến thức mạch dao động vật lí 12

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––––– NGUYỄN CÔNG LUÂN TỔ CHỨC DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC “MẠCH DAO ĐỘNG ” - VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––––– NGUYỄN CÔNG LUÂN TỔ CHỨC DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC “MẠCH DAO ĐỘNG ” - VẬT LÍ 12 Ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Hương Trà THÁI NGUYÊN - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân Số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố, sử dụng công trình nghiên cứu Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Công Luân LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới GS.TS Đỗ Hương Trà tận tình hướng dẫn bảo tơi suốt thời gian học tập trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Khoa Vật lí Phòng Đào tạo (Sau đại học) trường tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo, cô giáo thuộc tổ môn Phương pháp giảng dạy khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên giúp đỡ trình học tập nghiên cứu làm luận văn Tơi chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy mơn Vật lí trường THPT Thuận Thành số 2, Bắc Ninh tạo điều kiện cho thực nghiệm sư phạm hoàn thành luận văn Luận văn hoàn thành Trường Đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Công Luân MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục sơ đồ hình iv v vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .3 Nhiệm vụ nghiên cứu .3 Khách thể đối tượng nghiên cứu .4 Vấn đề nghiên cứu Giả thuyết khoa học .4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .5 Phương pháp nghiên cứu .5 10 Cấu trúc luận văn Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ .6 1.1 Dạy học theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức, phát triển tư vật lí người học 1.1.1 Khái niệm trình dạy học 1.1.2 Bản chất trình dạy học 1.2 Các khái niệm dạy học tích cực .6 1.2.1 Khái niệm tính tích cực nhận thức người học 1.2.2 Các biểu hoạt động tích cực nhận thức người học 1.2.3 Mối quan hệ tính tích cực với việc phát triển tư học sinh 1.3 Tư vật lí 1.3.1 Một số khái niệm .8 1.3.2 Các thao tác tư .9 1.3.3 Tiêu chí đánh giá phát triển tư Vật lí 10 1.4 Phương pháp dạy học dựa vấn đề 13 1.4.1 Lịch sử phương pháp dạy học dựa vấn đề 14 1.4.2 Thế dạy học dựa vấn đề? .15 1.4.3 Mục tiêu dạy học dựa vấn đề 15 1.4.4 Đặc điểm dạy học dựa vấn đề 16 1.4.5 Các giai đoạn tổ chức dạy học dựa vấn đề .19 1.4.6 Những thuận lợi khó khăn thực dạy học dựa vấn đề 24 Kết luận chương 25 Chương 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC “MẠCH DAO ĐỘNG” - VẬT LÍ 12 27 2.1 Nghiên cứu nội dung kiến thức “Mạch dao động”- Vật lí 12 27 2.1.1 Các nội dung kiến thức “Mạch dao động” .27 2.1.2 Đặc điểm nội dung kiến thức “Mạch dao động” .27 2.2 Thực trạng việc dạy học nội dung kiến thức “Mạch dao động” trường phổ thông 28 2.2.1 Phân tích thuận lợi khó khăn dạy nội dung kiến thức “Mạch dao động” .28 2.2.2 Mục đích điều tra 29 2.2.3 Phương pháp điều tra .29 2.2.4 Thiết kế phiếu điều tra 30 2.2.5 Kết thu qua điều tra thực tế 30 2.3 Nguyên nhân thực trạng dạy học 33 2.3.1 Nguyên nhân khách quan .33 2.3.2 Nguyên nhân chủ quan 33 2.4 Một số ý kiến đề xuất nhằm khắc phục tình trạng .34 2.5 Tổ chức dạy học dựa vấn đề nội dung kiến thức “Mạch dao động” - Vật lí 12 34 2.5.1 Dự kiến nội dung kiến thức chứa đựng “vấn đề” 34 2.5.2 Mục tiêu dạy học 35 2.5.3 Sơ đồ tiến trình xây dựng nội dung kiến thức “Mạch dao động” 36 2.5.4 Tình .41 2.5.5 Tiêu chí đánh giá tính tích cực, phát triển tư vật lí qua nội dung kiến thức “Mạch dao động” .50 2.5.6 Chuẩn bị điều kiện tổ chức dạy học 53 Kết luận chương 59 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .60 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .60 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 60 3.3 Thời gian thực nghiệm sư phạm .60 3.4 Tổ chức thực nghiệm sư phạm thu thập liệu thực nghiệm .60 3.4.1 Tổ chức thực nghiệm .60 3.4.2 Thu thập liệu thực nghiệm 64 3.4.3 Những thuận lợi khó khăn trình thực nghiệm 64 3.5 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm 65 3.5.1 Phân tích diễn biến thực nghiệm 65 3.5.2 Đánh giá kết thực nghiệm .66 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐH : Đại học GD : Giáo dục GV : Giáo viên HS : Học sinh SBT : Sách tập SGK : Sách giáo khoa THPT : Trung học phổ thông THPTQG : Trung học phổ thông quốc gia TN : Thực nghiệm TV : Ti vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng tiêu chí đánh phát triển tư vật lí 11 Bảng 2.1 Kết khảo sát giáo viên qua phụ lục 3.1 .31 Bảng 2.2 Kết khảo sát đánh giá tình hình học tập học sinh qua phụ lục 3.3 .32 Bảng 2.3 Kết khảo sát đánh giá nội dung kiến thức có liên quan đến mạch dao động có kết phụ lục 3.2 32 Bảng 2.4 Sự tương tự dao động dao động điện từ 47 Bảng 2.5 Bảng tiêu chí đánh giá tính tích cực nội dung kiến thức “Mạch dao động” 50 Bảng 2.6 Bảng tiêu chí đánh phát triển tư vật lí nội dung kiến thức “Mạch dao động” 51 Bảng 3.1 Kết đánh giá tính tích cực nội dung kiến thức “Mạch dao động” 66 Bảng 3.2 Kết đánh giá phát triển tư vật lí 67 Bảng 3.3 Kết kiểm định Paired - Sample T-Test: Điểm kiểm tra lớp 12A1 trước sau thực nghiệm .68 Bảng 3.4 Kết kiểm định Paired - Sample T-Test: Điểm kiểm tra lớp 12A2 trước sau thực nghiệm .69 Bảng 3.5 Kết kiểm định Independent-Samples T-Test với lớp 12A1, 12A2 trước thực nghiệm 70 Bảng 3.6 Kết kiểm định Independent-Samples T-Test với lớp 12A1, 12A2 sau thực nghiệm 70 mạch f0 = 2 LC 0,5 - Khi ta xoay tụ điện điện dung tụ biến thiên từ C đến C2 tần số dao động riêng mạch biến thiên từ f1 đến f2 - Nếu tần số mạch dao động tần số đài phát mạch thu sóng thu tín hiệu đài phát 0,5 b Từ biểu thức tính bước sóng   2 c LC ta tính C   4. c L Với  = 60m tính C1 = 2,5.10-10F = 0,25nm 0,5 Với  = 600m tính C2 = 2,5.10-8F = 25,nm CV có điện dung biến thiên khoảng từ 0,25nm đến 25,nm Câu 16: 1 0,5 Ta có khí f1 = 2 LC nên f12 = 4 LC f 22 = 4 LC 1 CC 1 1 Lại có C  C  C hai tụ điện C1 C2 ghép song song C  C  C 2 Hay f2 = f12 + f 22 thay số f = 50000Hz = 50KHz 0,5 Câu 17: CC Khi mắc C1 nối tiếp C2 điện dung tụ C  C  C = 2C0 0,5 Hiệu điện cực đại hai đầu tụ U0 = E = 3V Khi i = u = U0 nên U01 = 2V, U02 = 1V Sau nối tắt tụ C1 lượng điện trường tụ điện bị mạch dao động lượng tụ C lượng điện từ mạch sau 1 C U 02  L.(I '0 ) 2 I'0 = 5mA 0,5 Phụ lục 3.11 Kết lựa chọn đáp án lớp thực nghiệm 12A1 lớp đối chứng 12A2 trước dạy “mạch dao động” Câu Đáp án A B C D 14 15 16 17 18 chứng nghiệm (40HS) (42HS) Số HS Số HS làm làm 38 33 36 35 X 34 37 35 33 35 36 34 30 X 35 33 34 32 34 32 32 40 35 32 38 35 X X X X X 13 thực 31 33 34 30 30 32 10 11 12 Lớp đối X 33 X 36 X 35 X 34 33 34 X X Lớp X X X Viết ZC ZC = ZC tỉ lệ nghịch với f Viết q 25 22 40 31 Ghi Sai chọn nhầm ý C Phần lớn học sinh làm câu Sai chọn nhầm ý C Học sinh lựa chọn nhầm A Sai quên đổi đơn vị Học sinh áp dụng công thức sai Học sinh chọn ý D sai áp dụng nhầm công thức Học sinh chọn ý B sai áp dụng nhầm công thức Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý B Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý C Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý A Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý A Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý C nhầm pha ban đầu Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý D Chọn sai chủ yếu lựa chọn ý D bỏ qua cảm kháng Chọn sai áp dụng nhầm công thức Đa số làm Đa số làm Các em làm nhầm = Đa số làm Viết i Nhận xét i, q Viết u có i Từ u viết i 19 + =1 33 17 10 33 27 16 30 22 20 17 21 Nhiều em bỏ trống, viết nhầm dấu Nhiều em bỏ trống Nhiều em bỏ trống Nhiều em viết Các em bỏ trống, nhầm dấu Đa số bỏ trống Đa số bỏ trống Đa số bỏ trống Phụ lục 3.12 Kết lựa chọn đáp án lớp thực nghiệm 12A1 lớp đối chứng 12A2 sau dạy “mạch dao động” Đáp án Câu A B C D 12 13 14 15 Lớp đối nghiệm chứng (42HS) Số HS (40HS) Số HS làm làm X 40 39 X 37 33 X 42 37 X 40 33 X 41 39 X 41 39 X 40 37 X 39 37 X 40 39 10 11 Lớp thực X 38 36 42 35 35 32 42 39 29 21 38 36 21 12 42 37 17 42 11 36 f0 = f 38 30 C theo 23 X X Toả nhiệt Tính T R = 0,238Ω 0,022W sin2x+cos2x= Đồ thị elip Viết f0 Ghi Đa số làm Đa số làm Đa số làm Đa số làm Đa số làm Đa số làm Đa số làm Đa số làm Đa số làm Chọn nhầm áp dụng sai công thức Lớp đối chứng sai áp dụng nhầm cơng thức Chọn sai áp dụng nhầm cơng thức Các em trình bày Lớp đối chứng không làm Lớp đối chứng không làm Lớp đối chứng khơng làm Các em trình bày Cả hai lớp làm sai Đa số viết công thức Phần lớn giải thích được, lớp đối chứng bỏ trống Lớp đối chứng bỏ trống 0,25nm16 17 25nm f theo C 50KHz Tìm U10, U20 5mA 22 41 25 37 32 23 19 Lớp đối chứng bỏ trống Lớp đối chứng bỏ trống Hai lớp nhầm công thức Lớp đối chứng bỏ trống Lớp thực nghieemjra nhầm giá trị hiệu dụng, lớp đối chứng bỏ trống Phụ lục 3.13 Kết bảng điểm lớp 12A1 kiểm tra trước sau thực nghiệm Lớp Điểm Trước Sau STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Họ tên Nguyễn Thế Anh Nguyễn Thái Nam Anh Lê Thị Ngọc Ánh Nguyễn Chí Bình Trương Tuấn Đạt Đặng Danh Đức Hồng Đình Hành Nguyễn Thị Tuyết Hạnh Phạm Thị Thúy Hằng Hồng Đình Hiện Phạm Thị Hịa Nguyễn Thị Hồi Cao Văn Hoàng Nguyễn Khánh Huân Nguyễn Thị Huệ Nguyễn Thị Huế Nguyễn Thị HuếB Nguyễn Bá Hướng Nguyễn Xuân Khang Nguyễn Văn Khương Nguyễn Văn Lợi Phạm Văn Lợi Nguyễn Thị Mai Hoàng Tiến Minh Nguyễn Văn Mạnh Lê Quang Nam Nguyễn Văn Ngọc Nguyễn Thị Nhài 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 Phát TB T T triển sa N N TDV u L T 5.25 7.75 5.25 6.5 6.75 6.25 6.5 6.25 6.25 7.25 6.75 7.5 7.75 6.75 7.5 6.25 6.25 6.75 6.75 6.25 6.75 5.75 6.75 7.25 7.75 7.75 7.25 6.75 7.25 8.5 7.25 8.25 9 7.25 7.25 7.5 8 7.75 9.5 8 7.25 7.5 9.5 6.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 9.5 9.5 10 9.5 7.5 8.5 7.5 9.5 9.5 7.5 8.5 N 7.4 9.3 7.1 8.5 7.6 7.4 5.9 7.3 7.4 8.8 7.4 9.3 8.9 9.5 9.3 7.4 7.9 6.8 8.5 7.8 8.6 9.5 7.5 7.3 7.1 8.3 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Nguyễn Văn Phong Nguyễn Văn Phú Tạ Bá Phúc Nguyễn Thị Phương Nguyễn Thị Quyên Nguyễn Tài Quyết Phạm Thu Thảo Nguyễn Xuân Thiện Nguyễn Hữu Thịnh Nguyễn Thị Thoa Nguyễn Văn Trường Nguyễn Thị Ngọc Tú Nguyễn Vết Tùng Biện Thị Xoa 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 12A1 5.25 7.25 5.75 7.5 7.25 5.5 7.75 6.75 6.5 6.75 6.75 7.75 7.25 7.75 7.75 8.5 9.25 9.5 7.75 8.5 7.5 8.75 8.5 7.5 7.5 9 7.5 7.5 7.5 8.5 7.5 9.5 7.5 7.4 7.6 9.1 9.3 7.4 7.8 8.5 7.5 8.6 7.3 9.3 Phụ lục 3.14 Kết bảng điểm lớp 12A2 kiểm tra trước sau thực nghiệm Lớp STT Trước Họ tên TN Sau T N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Trịnh Thị Phương Anh Nguyễn Thị Ngọc Ánh Nguyễn Khắc Bảo Nguyễn Xuân Bảo Nguyễn Thị Cải Biện Chí Dương Nguyễn Ánh Dương Nguyễn Thị Đào Nguyễn Văn ĐạtA Nguyễn Văn ĐạtB Nguyễn Đăng Đông Tống Quang Đức Nguyễn C Hoàng Giang Lương Ngọc Hà Nguyễn Thị Hải Nguyễn Trọng Hải Đặng Đức Hiệp Nguyễn Trung Hiếu Phan Trung Hiếu Phạm Thanh Huyền Nguyễn Văn Huỳnh Nguyễn Thị Mai Hương Nguyễn Văn Khánh Nguyễn Văn Khoa Nguyễn Xuân Khoát Nguyễn Trọng Lởi Nguyễn Kim Mạnh Phạm Văn Nam Nguyễn Thị Ngọc Nguyễn Thị Quyên 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 5.75 7.75 5.25 7.75 6.25 5.75 7.5 6.75 5.75 6.5 8.75 6.5 6 4.5 6.25 6.5 5.5 7.25 7.5 6.5 6.25 7.25 6.25 7.5 6.25 5.75 7.75 5.5 6.75 6.25 6.25 5.75 5.5 6.25 5.75 6.25 5.5 7.25 6.75 5.5 7.5 6.25 6 7.5 6.25 6.75 6.25 7.5 6.25 Điểm Phát triể TB sau TN n TDVL 6.5 7.5 6.5 5.5 7.5 6.5 6.5 9.5 5.5 5.5 5.5 8.5 6.5 5.5 8.5 7.5 5.9 7.4 6.0 7.1 5.6 6.4 5.6 5.8 6.9 5.4 6.4 6.0 8.5 8.4 6.1 5.8 4.8 6.8 5.6 5.8 6.0 7.5 8.0 6.4 6.1 6.5 6.6 8.0 6.6 7.3 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Nguyễn Xuân Sáng Nguyễn Đắc Sơn Nguyễn Văn Tân Nguyễn Văn Tế Dương Văn Thịnh Nguyễn Thị Thơi Hoàng Văn Thời Nguyễn Văn Tuyển Nguyễn Hoàng Việt Nguyễn Thị Hải Xuân 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 12A2 5.75 7 7.25 5.25 7.5 6.75 7.25 7.5 6.75 5.75 7.25 6.5 5.5 7.25 7.5 8 6.5 7.5 5.5 7.5 6.8 7.5 7.8 6.9 6.1 7.4 6.3 6.3 6.4 7.3 Phụ lục 3.15 Phiếu học tập Bài 20 Mạch dao động Lớp 12A1 Nhóm:…………………………… Họ tên nhóm trưởng: ………………………………………………… Họ tên thư kí: ……………………………………………………………… Hồn thành phiếu học tập sau: Câu 1: Từ tình câu truyện mở đầu em từ khoá liên quan đến nhiệm vụ cần giải …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Câu 2: Thiết kế sơ đồ khảo sát điện áp hai đầu tụ điện mạch hoạt động a Sơ đồ cung cấp lượng để b Sơ đồ khảo sát uc dao động kí mạch hoạt động điện tử Câu 3: Cho điện áp hai đầu tụ điện u = U0cos( ) xây dựng biểu thức mối liên hệ cường độ dòng điện mạch i điện áp hai đầu tụ u …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Câu 4: Từ hai phương trình u, i em lập biểu thức liên hệ i, u độc lập thời gian nhận xét đồ thị quan hệ u i …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Câu 5: Em xây dựng biểu thức xác định lượng điện từ mạch dao động …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Câu 6: Em điền vào bảng tương tự dao động dao động điện từ Đại lượng so sánh Dao động điều hồ Phương trình theo Dao động điện từ tự thời gian Phương trình độc lập thời gian Năng lượng Dạng đồ thị dao Có dạng Có dạng động tắt dần Câu 7: Nêu biện pháp phòng tránh giảm ảnh hưởng sóng điện từ đến sức khoẻ người …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG BUỔI THỰC NGHIỆM Hình Nhóm Khảo sat UC gải thích hoạt động mạch LC Hình Hình ảnh mở đầu câu chuyện Hình Hình ảnh mắc mạch dao động LC Hình Nhóm thuyết trình so sánh tương tự dao động dao động điện từ Hình Sản phẩm nhóm chế tạo mạch LCđơn giản ... 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC “MẠCH DAO ĐỘNG” - VẬT LÍ 12 27 2.1 Nghiên cứu nội dung kiến thức ? ?Mạch dao động? ??- Vật lí 12 27 2.1.1 Các nội dung kiến thức ? ?Mạch dao. .. dựa vấn đề nội dung kiến thức phần ? ?Mạch dao động? ?? nghiên cứu dạy học kiến thức Vật lí cụ thể nhằm phát triển tư vật lí cịn chưa đề cập đến Với lí trên, tơi chọn đề tài ? ?Tổ chức dạy học dựa vấn. .. đề nội dung kiến thức ? ?Mạch dao động ” - Vật lí 12? ?? nhằm phát triển tư Vật lí học sinh Mục đích nghiên cứu Vận dụng phương pháp dạy học dựa vấn đề để tổ chức hoạt động dạy học nội dung kiến thức