Ứng dụng quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học chương Điện từ học cấp THCS

Tổngquan vềvấnđềnghiêncứu

Tỏc giả Nguyễn Đức Thõm và Nguyễn Ngọc Hƣng [27] nờu rừ: Để giỳp HSbằng các hoạt động của bản thân mình mà tái tạo, chiếm lĩnh đƣợc các kiến thức vậtlí thì tốt nhất là GV phỏng theo phương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học màtổchứcchoHShoạtđộngtheocácgiaiđoạnsau:1.Tìnhhuốngxuấtphát.GVmôtả hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thí nghiệm và yêu cầu các em dự đoándiễn biến của hiện tƣợng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó,tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà HS chƣa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòimới trả lời được; 2. Wenning [72] đã đƣa ra NLKH bao gồm các NLTP: Xác định một vấn đề đểnghiên cứu; Sử dụng quy nạp, xây dựng một giả thuyết hay mô hình kết hợpl o g i c và bằng chứng; Sử dụng suy luận, tạo ra một dự đoán từ giả thuyết hoặc mô hình;Thiết kế quy trình thực nghiệm để kiểm tra dự đoán; Tiến hành một thí nghiệm KH,quan sát hay mô phỏng để kiểm tra giả thuyết; Thu thập dữ liệu có ý nghĩa, sắp xếpvà phân tích dữ liệu chính xác; Áp dụng các phương pháp tính toán và thống kê sốliệusốđểtiếpcậnvàhỗtrợkếtluận;Giảithíchkếtquả.

Cơsởlíluận

• Mộtsốkháiniệm
• Giảiphápđƣagiaiđoạn“nghiêncứutổngquan”vàotiếntrìnhdạyhọc 1. Địnhnghĩavềtổngquan
• Đánh giá năng lực khoa học của học sinh khi học theo quy trình nghiêncứukhoahọc

Tìm hiểu lịch sử vấn đề nghiên cứu (nghiên cứu tổng quan) đểhìnhthànhgiảthuyếthoặcđƣaragiảiphápthựcnghiệmkiểmtragiả thuyết. Mục đích: Từ câu hỏi nghiên cứu ở giai đoạn 1, HS đƣa ra giả thuyết để trả lờicâu hỏi hoặc là nghiên cứu tổng quan sau đó đƣa ra giả thuyết nghiên cứu về bảnchất của sự vật hay hiện tƣợng. Trong trường hợp đã đưa ra được giả thuyết để trảlời câu hỏi nghiên cứu thì nghiên cứu tổng quan để đưa ra phương án thực nghiệmkiểmtragiảthuyết. Hoạt động của GV: Tìm kiếm các thông tin về lịch sử vấn đề nghiên cứu đểtổng hợp thành văn bản và để HS nghiên cứu. Lưu ý, thông tin trong văn bản khôngtiết lộ giả thuyết nghiên cứu hay chi tiết các giải pháp thực nghiệm để chứng minhgiảthuyết.Sauđó,tổchứcchoHStraođổiđể thốngnhấtđịnhhướng giảiquyếtvấnđềcầnnghiêncứu. Hoạt động của HS: Thực hiện nhiệm vụ học tập. Làm việc cá nhân, trao đổinhóm,lớpđểthốngnhấthướngnghiêncứudướisựhỗtrợcủa GV. Mục đích: Từ giả thuyết đƣa ra, HS rút ra những hệ quả có thể kiểm chứngđƣợc bằng thực nghiệm và đề xuất các phương án thực nghiệm kiểm tra hệ quảđượcrútratừ giảthuyết. mà ..thì..”; tổ chức trao đổi giữa các nhóm để thống nhất những phương án thí nghiệmkhảthi. Hoạt động của HS: Làm việc cá nhân để đưa ra ý tưởng; làm việc theo nhómđểthốngnhấtýtưởng vềhệquảrútratừgiảthuyếtvàđặtcâudựđoán. d) Giaiđoạn4.Thựcnghiệmkiểmtragiảthuyết(hoặckiểmtrahệquảrútratừgi ảthuyết).Xử líkếtquảvàrútrakếtluận. Chẳng hạn, các mực độ của mô hình DH IBL doTafoya, Sunal, Knecht và Banchi, Randy Bell [76] đƣợc nêu lên nhƣ sau: Mức độ 1(Tìm tòi xác nhận), yêu cầu xác nhận trong đó sinh viên đƣợc cung cấp các câu hỏivà thủ tục (phương pháp) cũng như kết quả, được biết trước; Mức độ 2 (Tìm tòiđƣợc cấu trúc) là cuộc điều tra có cấu trúc, trong đó mục tiêu học tập là giới thiệucho HS kinh nghiệm điều tra hoặc thực hành một kĩ năng tìm hiểu cụ thể, chẳng hạnnhư thu thập và phân tích dữ liệu; Mức độ 3 (Tìm tòi có hướng dẫn), yêu cầu điềutracóhướngdẫn,trongđócâuhỏivàthủtụcvẫnđượccungcấpbởiGV.HSđưaralờigiảithích ,sửdụngcácbằngchứngmàhọđãthuthậpđƣợc.GVchỉcungcấpcho HS câu hỏi nghiên cứu, và HS thiết kế thủ tục (phương pháp) để kiểm tra câuhỏi của họ và giải thích kết quả với sự hỗ trợ hướng dẫn hoặc cố vấn; Mức độ 4(Tìm tòi thực sự/mở) là cuộc điều tra mở, nơi HS có cơ hội hành động giống nhƣcác nhà khoa học, tìm ra câu hỏi, thiết kế và thực hiện các cuộc điều tra cũng nhƣthôngbáokếtquảcủahọ.

Cơsởthựctiễn

Việc phân tích, xử lí các thông tin khi khảo sát thực tiễn giúp chúng tôi đánhgiáđƣợcthựctrạngcủaviệctổchức DHpháttriểnNLKHcủaHS,nhữngkhókhăn,nguyên nhân dẫn đến thực trạng đó từ nhiều phía như GV, HS, cơ sở vật chất, thiếtbị DH hiện có ở trường THCS. Với việc đề xuất tiến trình DH dựa theo quy trình NCKH và việc đƣa ra đƣợcnhững giải pháp để giải quyết những vấn đề khó khăn liên quan đến việc triển khaivào DH trong thực tế, chúng tôi nhận định rằng: Nếu vận dụng tiến trình DH theoquy trình NCKH vào dạy học kiến thức vật lí chương “Điện từ học” cấp THCS thìsẽpháttriểnđƣợcNLKHcủahọcsinh.

Lựachọnvà sắpxếplogickiếnthứcvề “Điệntừhọc”

• Lídothiếtkế thínghiệm
• Thiếtkếvà chếtạobộthí nghiệmởbài“Cảmứngđiện từ”
• Bài2.Từtrườngcủadòngđiện

Thựcnghiệmkiểmtradựđoán(40phút.Làmviệctheonhóm) Lưuýantoànkhitiếnhànhthínghiệm:. Đóngmạchđiệntrongthờigiankhôngquá5giây,vìnếuđóngmạchtrongthờigi andàisẽgâyhỏngắcquyvà làmcháydâydẫn. Thínghiệmcósử dụng mạtsắt nêncầntránhgió,đềphòngbụibayvàomắt. Trườnghợp1.MắcmạchđiệnnhưHìnhB2.3Đóng mạch điện và mô tả kết quả TN.HS……. Đảochiềudòngđiện,sauđóđóngmạchđiệnvà ghilạikết quảTN:HS…. Đúng mạch điện đồng thời gừ nhẹ tayvào tấm bìa trên bảng điện trong 3 giây thì ngắt mạch điện. Quan sát từ phổ củadòngđiệnquacácdâydẫncóhìnhdạngkhácnhauvàrútranhậnxét. Thí nghiệm về từ phổ của dòngđiệnchạyqua dâydẫnthẳng. Thí nghiệm về từ phổ của dòngđiệnchạyqua vòngdây. Thínghiệmvềtừphổcủadòngđiệnchạyq ua ốngdây. Từ đó, hoàn thànhquy tắc “nắm bàn tay phải” để xác định mối liên. quadâydẫnthẳng)thìchiềucácngóntaysẽlàchiều…(đườngsứctừ). Hệ quả 2.Thay đổi số đường sức từ qua cuộn dây bằng cách thay đổi phương củađườngsứctừ với mặtphẳngcuộn dây(gócα)). lớncủatừtrường,diệntíchcuộndâyvàchỉthayđổigóchợpbởiphươngđườngsứctừvớimặtphẳn gtiếtdiệncuộndâymàkimđiệnkếlệchrakhỏivịtrísố0cũngkhác nhau thì chứng tỏ độ lớn dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào góc hợp bởiphươngcủađườngsứctừvớidiệntíchcuộn dây. Hệ quả 3.Thay đổi số đường sức từ qua cuộn dây bằng cách thay đổi độ lớn từtrườngđếncuộndây. Nếu giữ nguyên tốc độ biến đổi số đường sức từ qua diện tích cuộn dây, diệntíchcuộndâyvàgóchợpbởiphươngđườngsứctừvớimặtphẳngtiếtdiệncuộndây,chỉthayđổiđộl ớncủatừtrườngđếncuộndâymàkimđiệnkếlệchrakhỏivịtrísố0khácnhauthìchứngtỏdòngđiệncảm ứngphụthuộcvàođộlớncủatừtrường. Hệ quả 4.Thay đổi tốc độ số đường sức từ xuyên qua cuộn dây bằng cách thay đổitốcđộcủamộttrong3yếu tố:S,gócα),từtrườngB.

Nộidungthựcnghiệmsƣphạm

Nhƣ vậy, xét đến thời điểm này, việc lựa chọn GV để thực hiện dạy TNSP chođề tài là một công việc rất khó khăn, vì thế chúng tôi tìm kiếm những GV chỉ dừnglại có hứng thú trong việc đổi mới PPDH, tâm huyết với nghề DH và có đủ kinhnghiệm trong DH. Để hoàn thiện bộ công cụ đánh giá quá trình học tập của HS khi học theo cácgiai đoạn của tiến trình KH, chúng tôi xin ý kiến của các chuyên gia và hoàn thiệnmột số nội dung: (i) 10 tiêu chí đánh giá NLKH của HS; (ii) Mức độ chỉ báo hành viở từng tiêu chí, nhƣ đãtrình bày ở Bảng 1.4.

Kếtquảthực nghiệmvònghai 1. Đánhgiáđịnhtính

• Đánhgiásựtiếnbộcủahọcsinh 1. Phươngphápđánhgiá

(Gợi ý: quan sát các thao táctronghaiTNvànhớlạicáchbiểudiễnđộmạnhyếucủatừtrường). - Kếtquảtrả lời trong phiếuhọctậpcủaHS:. Mãsố Câu trảlời trongphiếu họctập. 4.10.B1.NS Điệntrườngvàtừtrườngcótínhchấtgiốngnhau.Cực namgiốngcựcâm. sẽphải có lựcđểlàm nênđiều đó. 4.13.B2.NS NếuMTxungquanhdòngđiệngiốngMTxungquanhnamchâmthìdòng điện tácdụnglên namchâm. 2.15.B2.ĐK Nếukhônggianquanhdòngđiệnđiquakimnamchâmthìkimnamchâm sẽnhƣthếnào. 4.18.B3.ĐK - Cuộn dây thứ hai có điện nhờ cuộn dây thứ nhất đã truyền qua, nam châmđiện sẽ truyền điện qua từ trường của nó và biến đổi một phần từ trườngthànhdòngđiện. Tuy nhiên đa số HS chƣa hoàn thiện đƣợc giữa câu giảthuyết nhƣ mong đợi. Giả thuyết là một trong những NLTP khó không chỉ đối vớiHSmàlàkhóđốivớiGVvàcácnhàKH.Vìvậy,NLTPnàynêncầntạoranhiềucơhội đểHScóthờigianrènluyện. d) Nănglựcthànhphần5vànănglựcthànhphần6(kí hiệulà NLTP5trongmã. Bài1:Nhiệmvụ1:Hãyđƣaracâudựđoánvàcách làmTN đểchứngminhsựđúng sai của giả thuyết thứ nhất (gợi ý: vật nhiễm điện có tính chất gì? Câu dự đoáncócấu trúc “Nếu…mà…thì…”. Trên cơ sở lịch sử nghiên cứu về dòng điện của các nhàKH, hãy đặt ra các câu dự đoán để khẳng định xung quanh dòng điện có từ trường.HãythiếtkếTNđểkiểmtradự đoánđưara. Đưa ra dự đoán để đề xuất phương án TN kiểm tra giảthuyết. Gợi ý: Nhận biết hình ảnh từ trường thông qua mạt sắt, biểu diễn hình dạng,độ lớn từ trường bằng các đường sức từ. Sử dụng dụng cụ hay thiết bị nàođểcóthểpháthiệnrasựthayđổiđường sứctừ).

Kếtluận

Tuy nhiên, với kết quả đạt được trong TNSP cho phép bước đầu nhậnđịnh rằng: Tiến trình DH theo quy trình NCKH có giá trị đối với việc phát triểnNLKH cho HS THCS; Logic tiến trình DH ở ba bài học hình thành kiến thức vềĐiện Từ cấp THCS là phù hợp với logic tiến trình NCKH; Tiến trình DH hình thànhkiến thức về Điện từcấp THCS củaba bàihọc cótínhkhảthi caotrongDHở THCStheoChươngtrình GDPThiệnhành. Các kết quả đạt đƣợc của quá trình TNSP cũng cho phép khẳng định tính hiệuquả và tính khả thi trong việc chia mức độ đánh giá NLKH của HS trong quá trìnhhọc tập, đồng thời cho phép đánh giá đƣợc sự tiến bộ của HS qua các bài học DH,thêm nữa có thể pháthiện đƣợc những HS có trí tuệKH tự nhiênđể có giảip h á p bồidƣỡngkịpthời đểtrởthànhnhữngnhàKHtrongtươnglai.

Khuyếnnghị

Đồng thời luận án khẳng định, nghiên cứu của đề tài theo đúng địnhhướng “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang pháttriển toàn diện năng lực và phẩm chất người học” và mục tiêu của giáo dục phổthông “Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” theoNghịquyết29đãchỉra. [73] Подред.М.Н.Скаткина(1982),Дидактикасреднейшколы,М.Просвещение. [74] http://pbgdpl.moj.gov.vn/qt/tintuc/Pages/Pho-Bien-Kien-Thuc-Phap- Luat.aspx?ItemID=494. LàmviệcvớiBGH –Tổchuyênmôn HStrườngTHCSThăngLong. Chủ đề Chuẩnkiếnthức,kĩnăng. 1.Từtrường a) Nam châmvĩnhcửuv ànamchâmđiện.