Sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học chủ đề máy điện vật lí 12 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ XUÂN GIANG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ MÁY ĐIỆN VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ XUÂN GIANG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM TRONG DẠY HỌCCHỦ ĐỀ MÁY ĐIỆN VẬT LÍ 12 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lí luận PPDH mơn Vật lí Mã số: : 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS.TS PHẠM THỊ PHÚ NGHỆ AN 2018 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giảng viên hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Phạm Thị Phú tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, phòng sau đại học, viện sƣ phạm tự nhiên môn Phƣơng pháo giảng dạy vật lí trƣờng Đại học Vinh Tơi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, giáo viên trƣờng phổ thơng Hermann Gmeiner Vinh, THPT Cửa Lị – tỉnh Nghệ An tạo điều kiện, giúp đỡ tơi q trình thực nghiệm sƣ phạm đề tài Cuối tơi xinh bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc gia đình, đồng nghiệp bạn bè quan tâm, hộ trở, động viên tơi hồn thành luận văn Vinh, tháng năm 2019 Tác giả Lê Xuân Giang CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TT Viết tắt Viết đầy đủ BTVL Bài tập vật lí DH Dạy học DHVL Dạy học vật lí GV Giáo viên HS Học sinh TBTN Thiết bị thí nghiệm TN Thí nghiệm TNBD Thí nghiệm biểu diễn TNTL Thí nghiệm tự làm 10 PPDH Phƣơng pháp dạy học Mục lục Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Đó góp luận văn NỘI DUNG Chƣơng Thí nghiệm tự làm dạy học vật lí trƣờng trung học phổ thơng 1.1 Thí nghiệm dạy học vật lí 1.1.1 Vai trị thí nghiệm dạy học vật lí 1.1.2 Các loại thí nghiệm thí nghiệm đƣợc sử dụng dạy học vật lí 1.1.3 Các yêu cầu việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí 15 1.2 Thí nghiệm tự làm dạy học vật lí 23 1.2.1 Thí nghiệm tự làm gì? 24 1.2.2 Các loại thí nghiệm tự làm dạy học vật lí 25 1.2.3 Các phƣơng án sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học vật lí 26 1.3 Vai trị thí nghiệm tự làm dạy học vật lí 32 1.3.1 Thí nghiệm tự làm với việc kích thích hứng thú học tập học sinh 32 1.3.2 Thí nghiệm tự làm với việc tích cực hóa hoạt động học tập HS 33 1.3.3 Thí nghiệm tự làm với việc tạo điều kiện để HS tự lực chiếm lĩnh kiến thức kĩ 34 KẾT LUẬN CHƢƠNG 37 Chƣơng 2: Xây dựng sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thông 39 2.1 Phân tích mục tiêu, cấu trúc, nội dung học máy điện thuộc chƣơng “dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 trung học phổ thơng 39 2.1.1 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ 39 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chủ đề 40 2.1.3 Nội dung dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 40 2.2 Tìm hiểu thực trạng việc dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 số trƣờng trung học phổ thông tỉnh Nghệ An 42 2.2.1 Mục đích tìm hiểu 42 2.2.2 Đối tƣợng tìm hiểu 42 2.2.3 Phƣơng pháp tìm hiểu 43 2.2.4 Kết 43 2.2.5 Phân tích kết thu đƣợc 45 2.3 Xây dựng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng 47 2.3.1 Phân tích thí nghiệm dạy học chủ đề máy điện có theo danh mục tối thiểu 47 2.3.2 Xây dụng thí nghiệm tích hợp dạy học chủ đề máy điện 48 2.4 Sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thông 56 2.4.1 Mục tiêu dạy học chủ đề 56 2.4.2 Chuẩn bị 57 2.3.3 Nội dung 58 2.3.4 Kế hoạch chuẩn bị nhà học sinh trƣớc tuần 60 2.3.5 Tổ chức hoạt động dạy học 60 KẾT LUẬN CHƢƠNG 69 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 70 3.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 70 3.2 Đối tƣợng phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 70 3.2.1 Đối tƣợng 70 3.2.2 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 71 3.3 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 71 3.4 Diễn biến thực nghiệm sƣ phạm 71 3.4.1 Tiến hành thực nghiệm 71 3.4.2 Thời gian thực từ tháng 12 năm 2018 đến tháng năm 2019 71 2.4.3 Phân tích diễn biến tiết thực nghiệm sƣ phạm 71 3.5 Kết thực nghiệm sƣ phạm 73 3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 73 3.6.2 Đánh giá kết 74 3.6.3 Xử lý kết thực nghiệm sƣ phạm 75 3.6.4 Phân tích kết thực nghiệm 77 Kết luận chƣơng 80 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 81 Về mặt lý luận 81 Về mặt thực tiễn 81 Một số kiến nghị 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ƣơng khóa XI ban hành nghị số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 “về đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, đại hóa điều kiện kinh tế thị trƣờng định hƣớng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế” Đổi giáo dục cần phải đổi phƣơng pháp dạy học hình thức tổ chức giáo dục theo hƣớng tiếp cận lực học sinh Hay cần phải trả lời đƣợc câu hỏi: dạy gì? Và phải dạy nhƣ để học sinh làm đƣợc thực tiễn Dạy học vật lí trƣờng phổ thơng, thí nghiệm dạy học ln giữ vai trò, tác dụng quan trọng việc nâng cao chất lƣợng học tập, chiếm lĩnh kiến thức, kĩ học sinh Bởi vì, Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, kiến thức vật lí đƣợc rút từ thí nghiệm q trình quan sát thực tiễn Các thuyết, định luật vật lí trở thành kiến thức vật lí sau đƣợc kiểm chứng thực nghiệm Bên cạnh đó, việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí gặp nhiều khó khăn, nhiều nguyên nhân khách quan chủ quan khác Trong đó, nguyên nhân thiết bị thí nghiệm đƣợc trang bị chƣa đáp ứng đƣợc đòi hỏi việc dạy học vật lí theo hƣớng phát triển lực học sinh, điều phần ảnh hƣởng đến chất lƣợng việc dạy học vật lí trƣờng phổ thơng Những thí nghiệm danh mục tối thiểu đáp ứng đƣợc nhiều tƣợng, q trình vật lí phức tạp Mà dạy học vật lí cần đƣợc trực quan hóa qua thí nghiệm học sinh dễ tiếp thu kiến thức Do hƣớng nghiên cứu xây dựng sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học vật lí hƣớng phải đƣợc quan tâm Thực trạng dạy học vật lí trƣờng phổ thơng gặp nhiều khó khăn bất cập Việc dạy học nặng nội dung điểm số, hay nói cách khác dạy để thi, học để thi trọng đến việc: học sinh làm đƣợc sau học Trong Vật lí, lƣợng thời gian để giáo viên học sinh liên hệ thực tế, mở rộng, thực thí nghiệm, nâng cao kiến thức hạn chế lƣợng kiến thức tƣơng đối nhiều Do đó, để hồn thành tốt u cầu khó khăn Xuất phát từ lí trên, tơi chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng” làm đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng nhằm kích thích hứng thú tính tích cực học tập, tạo điều kiện tự lực chiếm lĩnh kiến thức kĩ năng, từ góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu + Thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học vật lí + Q trình dạy học vật lí trƣờng trung học phổ thông Phạm vi nghiên cứu + Các máy điện thuộc chƣơng “dịng điện xoay chiều” Vật lí 12 trung học phổ thông Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng sử dụng đƣợc thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ vừa kích thích hứng thú tính tích cực học tập, vừa tạo điều kiện để học sinh tự lực chiếm lĩnh kiến thức kĩ năng, từ góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu sở lí luận dạy học thí nghiệm trƣờng phổ thơng; 5.2 Nghiên cứu sở lí luận xây dựng sử dụng thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học vật lí; 5.3 Nghiên cứu, tìm hiểu thực trạng sử dụng thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học vật lí số trƣờng trung học phổ thơng tỉnh Nghệ An; 5.4 Tìm hiểu mục tiêu dạy học, nội dung dạy học học máy điện thuộc chƣơng “dịng điện xoay chiều” Vật lí 12 trung học phổ thơng; 5.5 Xây dựng thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ; 5.6 Thiết kế số tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng; 5.7 Thực nghiệm sƣ phạm Phƣơng pháp nghiên cứu + Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu; + Phƣơng pháp thực nghiệm; + Phƣơng pháp quan sát, điều tra; + Phƣơng pháp hỏi ý kiến chuyên gia; + Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm; + Phƣơng pháp thống kê toán học Đó góp luận văn 7.1 Về lí luận + Đề xuất đƣợc quy trình tự làm thí nghiệm dùng cho dạy học vật lí 7.2 Về ứng dụng + Xây dụng đƣợc thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng; + Xây dựng đƣợc tiến trình dạy học ứng với phƣơng án sử dụng thí nghiệm dùng cho dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng [12] Lê Minh Triết (2009), Xây dựng số video clip thí nghiệm giáo khoa dùng cho dạy học phần "cơ học" vật lí 10 THPT phân ban, Luận văn thạc sĩ Đại học Vinh [13]Nguyễn Hồng Tƣ (2017), Xây dựng sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 THPT, Luận văn thạc sĩ Đại học Vinh [14] Nguyễn Lê Thăng (2002), Nghiên cứu cải tiến tự làm số thí nghiệm giảng dạy chƣơng "Từ trƣờng" lớp 11 trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ Đại học Vinh 85 PHỤ LỤC Phụ lục 1a Phiếu điều tra GV PHIẾU ĐIỀU TRA TÌM HIỂU THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Đơn vị cơng tác: Số năm công tác: Q thầy (cơ) vui lịng trả lời câu hỏi dƣới cách đánh dấu “X” vào mà q thầy (cơ) cho thích hợp Câu Ở trƣờng quý Thầy (cô) công tác, Các phƣơng pháp dạy học thƣờng sử dụng gì? Thuyết trình Đàm thoại Thảo luận nhóm thuyết trình kết Sử dụng thí nghiệm Ngoại khóa chế tạo đồ dùng học tập Câu Theo quý Thầy dạy học vật lí vai trị việc sử dụng thí nghiệm nhƣ nào? Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết Câu Ở trƣờng quý Thầy (cô) công tác, thiết bị thí nghiệm phần “máy điện”vật lí 12 đƣợc trang bị nhƣ so với danh mục thiết bị dạy học tối thiểu Bộ Rất đầy đủ Đầy đủ Thiếu Khơng có Câu Tình hình chất lƣợng thí nghiệm máy điện trƣờng 86 Thầy (cô) công tác nhƣ nào? Đảm bảo chất lƣợng Hỏng hóc Khơng đồng Không đảm bảo chất lƣợng Câu 5a Ở trƣờng quý Thầy (Cơ) cơng tác có thí nghiệm máy biến áp khơng? Có Khơng Câu 5b Nếu có, thí nghiệm nhƣ nào? Rất tốt Tốt Không đồng Hỏng không sử dụng đƣợc Câu Ở trƣờng quý Thầy (Cô) công tác, có mơ hình động điện khơng? Có Khơng Câu Ở trƣờng q Thầy (Cơ) cơng tác, có mơ hình máy phát điện khơng? Có Khơng Câu Trong dạy học vật lí q Thầy (Cơ) sử dụng thí nghiệm mức độ nào? Thƣờng xun Khơng thƣờng xuyên Thỉnh thoảng Không sử dụng Câu Quý Thầy (cơ) đánh giá nhƣ mức độ tích cực học sinh học có sử dụng thí nghiệm tự làm Rất hứng thú Hứng thú Bình thƣờng không hứng thú 87 * Các câu sau lựa chọn nhiều phƣơng án Câu 10 Nguyên nhân việc khơng thƣờng xun sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí, theo q Thầy (Cơ) Tốn thời gian chuẩn bị Mất thời gian tiến hành TN Khó việc di chuyển dụng cụ TN Khơng biết làm Câu 11 Quý Thầy (Cô) thƣờng tự làm thí nghiệm để dạy học trƣờng hợp nào? Thao giảng Thi đồ dùng dạy học Thi đồ dùng dạy học Dạy học thƣờng ngày Câu 12 Những khó khăn mà q Thầy (Cơ) gặp phải q trình tự làm thí nghiệm Khó đề xuất phƣơng án TN Mất nhiều thời gian chế tạo TN Khó tìm kiếm vật liệu, dụng cụ Khó gia cơng, chế tạo dụng cụ TN XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN SỰ GIÚP ĐỠ CỦA QUÝ THẦY (CÔ)! 88 Phụ lục 2b Phiếu điều tra HS PHIẾU ĐIỀU TRA TÌM HIỂU VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Học sinh trƣờng: Các em vui lòng đọc rõ nội dung câu hỏi phiếu điều tra đánh dấu “X” vào ô mà em chọn Câu Trong học vật lí, giáo viên mơn thƣờng dùng phƣơng pháp dạy học sau đây: Thuyết trình Đàm thoại Thảo luận nhóm thuyết trình kết Sử dụng thí nghiệm Hoạt động ngoại khóa chế tạo đồ dùng học tập Câu Theo em tiết học vật lí, giáo viên sử dụng thí nghiệm mức độ nào? Thƣờng xuyên Thỉnh thoảng Không thƣờng xuyên Không sử dụng Câu Trong học vật lí có sử dụng thí nghiệm tự làm em ý Rất hứng thú Hứng thú Bình thƣờng không hứng thú 89 Câu Mức độ hứng thú em học vật lí có sử dụng thí nghiệm tự làm Rất hứng thú Hứng thú Bình thƣờng khơng hứng thú Câu Theo em, học vật lí có sử dụng thí nghiệm tự làm giúp cho việc ghi nhớ kiến thức em tốt Rất đồng ý Đồng ý Không đồng ý Câu 6: Mức độ học sinh thích tự chế tạo đồ dùng dạy học Rất hứng thú Hứng thú Bình thƣờng Khơng hứng thú XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN SỰ HỢP TÁC CỦA CÁC EM! 90 Phụ lục 2a BỘ CÂU HỎI HƢỚNG DẪN TỰ HỌC Câu 7: Tác dụng máy biến áp, máy phát điện, động điện? Câu 8: Nêu cấu tạo máy biến áp, máy phát điện, động điện? Câu 9: Tại số vòng cuộn sơ cấp thứ cấp máy biến áp lại khác nhau? Câu 10: Máy biến áp có hoạt động sử dụng điện chiều không? Tại sao? Câu 11: Nêu khác động điện chiều động điện xoay chiều? Câu 12: Bộ phận cổ góp điện có chức gì? Phụ lục 2b BỘ CÂU HỎI PHÁT TRIỂN NỘI DUNG BÀI HỌC Câu 10: Hãy gọi tên phận máy biến áp, máy phát điện, động điện thí nghiệm? Câu 11: Quan sát giải thích cấu tạo lõi sắt máy biến áp? Câu 12: Khảo sát mối liên hệ N U, từ đƣa kết luận máy biến áp hạ tăng Câu 13: Máy biến áp từ ngẫu gì? Câu 14: Hãy nối dây dẫn vào động điện với nguồn điện để động điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều hoạt động đƣợc? Câu 15: Khảo sát hoạt động máy phát điện xoay chiều, chiều Nếu cách mắc dây Câu 16: Khảo sát hoạt động động điện xoay chiều, chiều Nếu cách mắc dây Câu 17: Máy phát điện xoay chiều 1pha cho dịng điện xoay pha vào có trở thành động điện chiều khơng? Làm thí nghiệm kiểm chứng? Câu 18: Động điện xoay chiều cho dịng điện chiều vào có hoạt động đƣợc khơng? Làm thí nghiệm kiểm chứng? 91 Phụ lục 3a PHIẾU ĐÁNH GIÁ STT Nội dung Nội dung chi tiết Điểm tối đa Cấu tạo Giới thiệu phận 20 ( - điểm/lỗi sai) Chỉ phận máy điện 15 ( - điểm/lỗi sai) Khảo sát hoạt động Mắc dây nối để máy điện hoạt động đƣợc (Đối với máy biến áp có bảng số liệu xác.) Ƣu, nhƣợc Nêu đƣợc ƣu điểm nhƣợc điểm điểm máy điện (- điểm/lỗi sai thiếu) Ứng dụng Nêu đƣợc ứng dụng máy điện 5 Chuẩn bị Chuẩn bị phần trình bày tốt 10 Câu hỏi kèm theo loại máy điện 10 Tóm tắt đƣợc kiến thức trọng tâm Thuyết trình Ngắn gọn, nhấn mạnh chộ quan trọng Có giải thích minh họa bên ngồi Có sử dụng cơng cụ hộ trợ khác Tự tin, giọng nói dễ nghe, thu hút ngƣời nghe Phản câu hỏi hồi Chính xác, ngắn ngọn, thỏa mãn đƣợc 10 ngƣời hỏi TỔNG ĐIỂM 100 92 Điểm Phụ lục 3b PHIẾU TỰ ĐÁNH GIÁ Họ tên: Nhóm: STT Nội dung Nội dung chi tiết tối đa Cấu tạo Điểm Điểm Giới thiệu phận 10 ( - điểm/lỗi sai) Chỉ phận máy điện 15 ( - điểm/lỗi sai) Khảo sát Mắc dây nối để máy điện hoạt động hoạt động đƣợc (Đối với máy biến áp có bảng số liệu xác) Ƣu, nhƣợc Nêu đƣợc ƣu điểm nhƣợc điểm điểm máy điện 10 (- điểm/lỗi sai thiếu) Ứng dụng Nêu đƣợc ứng dụng máy điện 10 Nhiệm vụ Hoàn thành tốt 30 Hoàn thành tốt 20 Hồn thành 10 Khơng hồn thành Thảo luận Tham gia tích cực 20 tinh thần Tham gia 10 làm nhóm Khơng tham gia TỔNG ĐIỂM 100 Xác nhận tổ trƣởng: 93 Phụ lục Hình ảnh thực nghiệm sƣ phạm 94 Phụ lục 5a Phiếu đánh giá học sinh 95 96 Phụ lục 5b Phiếu đánh giá dạy, biên họp tổ 97 98 -HẾT - 99 ... ? ?Sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng” làm đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung. .. 2.3.2 Xây dụng thí nghiệm tích hợp dạy học chủ đề máy điện 48 2.4 Sử dụng thí nghiệm tự làm dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ thơng 56 2.4.1 Mục tiêu dạy học chủ đề ... Vật lí 12 trung học phổ thơng; 5.5 Xây dựng thí nghiệm tự làm dùng cho dạy học chủ đề máy điện Vật lí 12 trung học phổ; 5.6 Thiết kế số tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm tự làm dùng cho dạy