Khai thác và sử dụng bài tập theo tiếp cận pisa chương “cảm ứng điện từ” vật lí 11 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ MINH QUANG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN LUẬN VĂN THẠC SĨ LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ MINH QUANG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN Chuyên ngành: Lí luận PPDH Bộ mơn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN BẢO HOÀNG THANH Đà Nẵng - Năm 2019 I LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, kết nghiên cứu số liệu nêu luận văn hoàn toàn trung thực, chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả Lê Minh Quang II LỜI CẢM ƠN Để hồn thành tốt luận văn này, tơi nhận đƣợc giúp đỡ thầy cô, bạn bè đồng nghiệp, em học sinh ngƣời thân gia đình Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo phụ trách sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí mơn Lí luận Phƣơng pháp dạy học Bộ mơn Vật lí trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Đà Nẵng Đặc biệt, chân thành cảm ơn tới PGS TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh dành nhiều thời gian trực tiếp hƣớng dẫn bảo tận tình, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, thầy tổ Vật lí – Cơng nghệ, học sinh lớp 11A2, 11A4 trƣờng Trung học phổ thông Trần Quang Diệu – Bình Định học sinh lớp 11 trƣờng THPT Huỳnh Thúc Kháng – Gia Lai trƣờng THPT tỉnh Bình Định tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt thời gian thực nghiệm sƣ phạm Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè bạn học viên Cao học khóa K36 động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng năm 2019 Tác giả Lê Minh Quang III TÊN ĐỀ TÀI: KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN Ngành: Lý luận PPDH Bộ mơn Vật lí Họ tên học viên: Lê Minh Quang Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Cơ sở đào tạo: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm, Đại học Đà Nẵng Tóm tắt Kết nghiên cứu Đề tài nghiên cứu đƣợc vấn đề sau: - Trình bày đƣợc sở lý luận PISA cách đánh giá lực khoa học PISA - Trình bày đƣợc sở lý luận dạy học theo hƣớng phát triển NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn HS dạy học vật lí, từ xây dựng bảng tiêu chí đánh giá lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn - Khảo sát thực trạng dạy học tập vật lí chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 trƣờng THPT địa bàn tỉnh Bình Định tỉnh Gia Lai, đề xuất giải pháp phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn thông qua tập theo tiếp cận PISA - Đề xuất đƣợc quy trình xây dựng tập theo tiếp cận PISA Từ vận dụng để khai thác xây dựng đƣợc 20 tình gồm 98 tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ” nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn học sinh - Thiết kế đƣợc tiến trình dạy học chƣơng “Cảm ứng điện từ”– Vật lí 11, gồm tiết tập, tiết dạy kiến thức thiết kế đề kiểm tra có sử dụng tập theo tiếp cận PISA để đánh giá lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn học sinh - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ba tiết dạy (tiết 44, 45 - Bài 23: Từ thông- Cảm ứng điện từ; Tiết 46: Bài tập từ thông - Cảm ứng điện từ) - Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm cho thấy, HS bộc lộ, hình thành phát triển thành tố NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Góp phần cụ thể hóa đƣợc lý luận lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn khái niệm, cấu trúc; quy trình xây dựng tập vật lí theo tiếp cận PISA theo hƣớng phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh - Khai thác đƣợc tập vật lí theo tiếp cận PISA sử dụng cách phù hợp dạy học chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 nhằm phát triển đƣợc lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn học sinh - Đề tài tài liệu tham khảo hữu ích cho GV dạy học mơn Vật lí chƣơng trình giáo dục phổ thông Hƣớng nghiên cứu đề tài - Có thể mở rộng phạm vi nghiên cứu việc khai thác sử dụng tập theo tiếp cận PISA nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho phần, chƣơng cịn lại chƣơng trình Vật lí THPT Từ khóa: Bài tập vật lí, PISA, tập PISA, lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn, cảm ứng điện từ, tiêu chí đánh giá lực Xác nhận giáo viên hƣớng dẫn Ngƣời thực đề tài Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Lê Minh Quang IV NAME OF THESIS: THE EXPLOITATION AND USE OF THE EXERCISES BASED ON PISA IN “ELECTRONMAGNETIC INDUCTION” CHAPTER- PHYSICS 11 TO DEVELOP THE CAPACITY TO APPLY PHYSICS KNOWLEDGE INTO PRACTICE Major: Theory and method of teaching physics Full name of Master student : Lê Minh Quang Supervisors: PhD Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Training institution: University of Education, The University of Da Nang Abstract Research results Thesis has studied the following issues: + Present the theoretical basis of PISA and the PISA assessment of scientific literacy + Present the theoretical basis for teaching and learning development, applying knowledge into the practice of pupils in physics teaching, and developing criteria table for assessing the capacity to apply physics knowledge into practice + Survey on the reality of teaching physical problems in the chapter "Electromagnetic Induction"Physics 11 in high schools in Binh Dinh and Gia Lai provinces, propose solutions to develop the capacity to apply knowledge into practice through the Exercises based on PISA + Proposed 6-step process in the construction of exercises based on PISA From that, we can use 20 situation about 98 exercises based on PISA in the "Electromagnetic Induction" chapter to develop the capacity to apply physics knowledge into practice + Design three teaching processes in chapter "Electromagnetic Induction" - Physics 11, including teaching of practical problems, lessons of new knowledge and tests design using exercises based on PISA to assess the capacity to apply physical knowledge into practice + Conducting experimental teaching of three lessons + Analyzing and evaluating the experimental results showed that students have exposed, formed and developed components of the capacity to apply knowledge into practice The scientific and practical significance of the thesis + Contributing to specify the theory of the capacity to apply knowledge into practice about the concept, structure; process in the construction of the physics exercises based on PISA to develop the capacity to apply knowledge into practice of students + Construction physics exercises based on PISA and appropriately used in teaching “Electromagnetic induction” chapter- Physics 11 for development the capacity to apply knowledge into practice + Thesis is the useful references for the physics teachers to teach in the new education program Next research thesis + Extend the scope of research on the construction and use of exercises based on PISA to develop the capacity to apply physics knowledge into practice for the remaining chapters of the physics program at high school Key words: physics exercises, exercises based on PISA, capacity to apply physics knowledge into practice, construction of practical physics problems, electromagnetic induction, criteria for assessing the capacity ` Supervisor’s confirmation PhD Nguyễn Hoàng Bảo Thanh Student Lê Minh Quang V MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC V DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII DANH MỤC CÁC BẢNG VIII DANH MỤC CÁC HÌNH IX MỞ ĐẦU CHƢƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƢỚNG TIẾP CẬN PISA HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VẬT LÍ VÀO THỰC TIỄN .5 1.1 Dạy học theo định hƣớng phát triển lực học sinh .5 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Các lực dạy học vật lí 1.1.3 Năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn .6 1.1.4 Công cụ đánh giá lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 1.2 Bài tập vật lí việc phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 1.2.1 Khái niệm tập vật lí 1.2.2 Vai trị, tác dụng tập vật lí 1.2.3 Phân loại tập vật lí 10 1.3 Bài tập vật lí hƣớng tiếp cận PISA .12 1.3.1 Giới thiệu chung PISA .12 1.3.2 Những lực đƣợc đánh giá PISA 13 1.3.3 Các cấp độ nội dung đánh giá lực Khoa học PISA 14 1.3.4 Cấu trúc tập PISA 16 1.4 Thực trạng việc xây dựng sử dung tập vật lí theo theo tiếp cận PISA số trƣờng THPT địa bàn tỉnh Bình Định tỉnh Gia Lai .17 1.4.1 Đối tƣợng phƣơng pháp điều tra 17 1.4.2 Kết điều tra 17 1.5 Nguyên tắc lựa chọn, khai thác tập theo tiếp cận PISA nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn HS 21 1.6 Qui trình khai thác sử dụng tập theo tiếp cận PISA cho tiết học nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn HS 22 1.7 Qui trình xây dƣng, soạn thảo phân tích đề kiểm tra 23 VI 1.8 Ý nghĩa việc sử dụng tập hƣớng tiếp cận PISA để đánh giá lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 28 1.9 Các biện pháp phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn qua việc sử dụng tập vật lí theo tiếp cận PISA 28 1.10 Những thuận lợi khó khăn việc sử dụng tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA dạy học 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 30 CHƢƠNG II : KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN 31 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chƣơng cảm ứng điện từ - vật lí 11 .31 2.1.1 Phân phối chƣơng trình chƣơng “Cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT 31 2.1.2 Cấu trúc logic nội dung kiến thức chƣơng “Cảm ứng điện từ” chƣơng trình vật lí phổ thơng 33 2.2 Khai thác xây dựng tập cụ thể 34 2.2.1 Khai thác xây dựng tập theo tiếp cận PISA 34 2.2.2 Ma trận phân bố tập theo nội dung dựa ba cấp độ 48 2.3 Ý tƣởng sử dụng tập theo hƣớng tiếp cận PISA 49 2.4 Thiết kế số tiến trình dạy học cụ thể 50 2.4.1 Tiến trình dạy học Bài 23: Từ thơng- cảm ứng điện từ (tiết 2) 50 2.4.2 Tiến trình dạy học tiết tập từ thơng- cảm ứng điện từ 65 2.5 Tiêu chí đánh giá lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn tập/hoặc giáo án 68 KẾT LUẬN CHƢƠNG 69 CHƢƠNG : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 71 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 71 3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 71 3.3 Thời điểm thực nghiệm sƣ phạm .71 3.4 Các bƣớc thực nghiệm sƣ phạm 71 3.5 Kết thực nghiệm 72 3.5.1 Phân tích diễn biến thực nghiệm đánh giá định tính 72 3.5.2 Đánh giá định lƣợng .74 3.5.3 Đánh giá NL vận dụng kiến thức HS lớp TNg ĐC qua kiểm tra 76 KẾT LUẬN CHƢƠNG 86 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 88 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC PL1 VII DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Viết đầy đủ BT Bài tập BTVL Bài tập vật lí VDKT Vận dụng kiến thức ĐC Đối chứng GV Giáo viên GQVĐ Giải vấn đề HS Học sinh HV Hành vi NL Năng lực 10 NL GQVĐ Năng lực giải vấn đề 11 NLVDKT Năng lực vận dụng kiến thức 12 NXB Nhà xuất 13 PHT Phiếu học tập 14 PPDH Phƣơng pháp dạy học 15 SGK Sách giáo khoa 16 TNg Thực nghiệm 17 THPT Trung học phổ thông 18 ƢDKT Ứng dụng kĩ thuật 19 VĐ Vấn đề 20 PISA Chƣơng trình đánh giá học sinh quốc tế VIII DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Rubric đánh giá NLVDKT vào thực tiễn Bảng Các lĩnh vực đƣợc đánh giá qua chu kỳ PISA 13 Bảng Nội dung đánh giá lực khoa học PISA 15 Bảng Các cấp độ Năng lực Khoa học 15 Bảng Thực trạng sử dụng tập vật lí giáo viên trƣờng THPT địa bàn tỉnh Bình Định tỉnh Gia Lai (35 giáo viên) 18 Bảng Thực trạng học vật lí học sinh trƣờng THPT địa bàn tỉnh Bình Định tỉnh Gia Lai (455 học sinh) 19 Bảng Phân phối chƣơng trình chƣơng Cảm ứng điện từ - lớp 11 31 Bảng 2 Bảng tham chiếu mức yêu cầu cần đạt câu hỏi, tập, kiểm tra, đánh giá 31 Bảng Thống kê hành vi lực VDKTVTT tình .48 Bảng Ý tƣởng sử dụng tập/tình xây dựng 49 Bảng Phiếu đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn HS lớp TNg .68 Bảng Bảng số liệu HS thực nghiệm đối chứng .71 Bảng Điểm đánh giá số hành vi HS Nguyễn Thị Ái Vân qua tình 74 Bảng 3 Điểm đánh giá NL VDKT vật lí vào thực tiễn HS nhóm TNg tình 75 Bảng Kết điểm kiểm tra tự luận lớp ĐC lớp TNg .76 Bảng Kết điểm kiểm tra trắc nghiệm lớp ĐC lớp TNg .80 Bảng Bảng phân phối tần suất 81 Bảng Bảng phân phối tần suất tích lũy .82 Bảng Bảng phân loại theo học lực HS 83 Bảng Bảng tổng hợp tham số 84 PL67 Hệ thống cảm biến mạnh mẽ thông minh tạo âm chng báo khác tùy thuộc vào kích thƣớc khoảng cách kim loại Những âm báo động kéo dài việc tìm kiếm kim loại vị trí giúp cơng việc tìm kiếm đơn giản, nhanh chóng vơ hiệu - Nhược điểm: Máy dò kim loại cầm tay dò đƣợc vật gần, cịn vật nằm sâu dƣới lịng đất khơng thể Máy hết pin làm việc làm ảnh hƣởng tới q trình dị tìm kim loại bạn Bạn thời gian chờ sạc lại cho đầy sử dụng tiếp đƣợc Loại máy bạn ln phải cầm tay để sử dụng đƣợc gây vƣớng víu định q trình sử dụng, lại,…  Mã hóa 0, 1, 2, Câu 20.4: Máy dò kim loại đƣợc ứng dụng lĩnh vực nào? Chỉ công dụng máy lĩnh vực ? (NL vận dụng KT vật lý vào thực tiễn – mức liên hệ, so sánh, KN tìm kiến thông tin) Trả lời: Giám sát an ninh: Phát vũ khí hay kim loại ngƣời mang theo, giúp quan hành chính, quân sự, sân bay chống đƣợc khủng bố Thƣờng sử dụng cổng dò kim loại, máy dò kim loại cầm tay,… Ngành khảo cổ học: Phát di tích, ngơi mộ cổ lịch sử, tìm đƣợc nguồn gốc ngƣời xa xƣa Thƣờng sử dụng máy dò kim loại dƣới lòng đất Ngành sản xuất chế biến Kiểm tra, dị tìm phát vật thể kim loại lạ trộn lẫn sản phẩm Máy dò kim loại cho phép kiểm tra mà không tiếp xúc không phá hỏng sản phẩm Thƣờng sử dụng máy dò kim loại thực phẩm Ngành dệt, may mặc PL68 Phát tồn vật thể kim loại nhƣ kim gãy, ghim quần áo… lẫn trong sản phẩm Thƣờng sử dụng máy dị kim loại cơng nghiệp  Mã hóa 0, 1, 2, Câu 20.5: Chế tạo máy dò kim loại đơn giản từ : Radio nhỏ có băng tần AM, máy tính bỏ túi, Hộp đựng đĩa CD? - Bƣớc 1: Chuẩn bị dụng cụ + Radio nhỏ có băng tần AM + Máy tính bỏ túi + Hộp đựng đĩa CD + Bƣớc 2: Tiến hành thí nghiệm Video hƣớng dẫn thí nghiệm https://www.youtube.com/watch?time_continue=127&v=AbcZUMl1ja4 ... hƣớng phát triển lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn Chƣơng Khai thác sử dụng tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 theo hƣớng phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực. .. chƣơng “Cảm ứng điện từ? ?Vật lí 11 31 CHƢƠNG II : KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO TIẾP CẬN PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN... dựng tập vật lí theo hƣớng tiếp cận PISA nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn - Khai thác xây dựng hệ thống tập theo tiếp cận PISA chƣơng “Cảm ứng điện từ”- Vật lí 11 theo hƣớng phát