Luận văn tốt nghiệp xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập tiếp cận năng lực của pisa chương cảm ứng điện từ vật lí 11

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập tiếp cận năng lực của pisa chương cảm ứng, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Nguyễn Trà My
• Người hướng dẫn: TS. Phùng Việt Hải
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý
• Đề tài: Hệ thống bài tập tiếp cận năng lực PISA trong chương cảm ứng điện từ lớp 11
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: LÝ LUẬN VỀ PISA VÀ VIỆC ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH THEO PISA
• 1.1. Pisa và mục đích là gì?
• 1.2. Các năng lực hình thành
• 1.2.1. Năng lực Toán học
• 1.2.2. Năng lực Khoa học
• 1.2.3. Năng lực Đọc hiểu
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BÀI TẬP TIẾP CẬN NĂNG LỰC PISA
• 2.1. CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” - VẬT LÍ LỚP 11
• 2.1.1. Nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ”
• 2.1.2. Cấu trúc logic nội dung kiến thức chương
• 2.1.3. Mục tiêu về kiến thức, kĩ năng cần đạt được trong chương
• 2.1.4. Mục tiêu về kiến thức, kĩ năng
• 2.1.5. Xây dựng hệ thống bài tập tiếp cận năng lực của PISA chương “cảm ứng điện từ”
• 2.1.6. Ma trận phân bố câu hỏi tình huống
• 2.1.7. Nội dung hệ thống bài tập tiếp cận năng lực của PISA chương cảm ứng điện từ vật lí lớp 11
• 2.1.8. Ý tưởng sử dụng các bài tập PISA trong dạy học chương “cảm ứng điện từ” – vật lí lớp 11
• 2.1.8.1. Trong hoạt động dạy của giáo viên
• 2.1.8.2. Trong hoạt động kiểm tra học sinh
• 2.1.9. Xây dựng phiếu đánh giá thực nghiệm sư phạm
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Phạm vi thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Thời điểm thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.7. Tổ chức thực nghiệm sư phạm
• 3.8. Phương pháp khảo sát chuyên gia
• 3.9. Kết quả khảo sát
• 3.10. Phân tích kết quả điều tra
• 3.11. Một số ý kiến chuyên gia
• 3.12. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ thống bài tập PISA

Hệ thống bài tập tiếp cận năng lực PISA trong chương cảm ứng điện từ lớp 11 được xây dựng nhằm mục tiêu phát triển năng lực học sinh theo tiêu chuẩn quốc tế. Bài tập PISA không chỉ đơn thuần là những câu hỏi lý thuyết mà còn là những tình huống thực tiễn, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tế. Việc áp dụng năng lực PISA vào giảng dạy vật lý không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề. Theo đó, chương trình giáo dục hiện nay cần phải chuyển từ việc chỉ chú trọng vào kiến thức sang việc phát triển năng lực cho học sinh. Điều này phù hợp với xu hướng giáo dục toàn cầu, nơi mà giáo dục PISA đã trở thành một tiêu chuẩn quan trọng trong việc đánh giá chất lượng giáo dục.

1.1. Mục tiêu của hệ thống bài tập

Mục tiêu chính của hệ thống bài tập này là giúp học sinh lớp 11 phát triển năng lực tư duy phản biện và khả năng ứng dụng kiến thức vào các tình huống thực tế. Hệ thống bài tập được thiết kế để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, từ đó giúp giáo viên có cái nhìn rõ hơn về khả năng của học sinh trong việc vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn. Việc xây dựng ma trận phân bố câu hỏi tình huống trong hệ thống bài tập cũng là một phần quan trọng, giúp đảm bảo rằng các bài tập không chỉ đa dạng mà còn phù hợp với nội dung kiến thức của chương cảm ứng điện từ. Điều này sẽ tạo ra một môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh tham gia và phát triển kỹ năng cần thiết cho tương lai.

II. Nội dung chương cảm ứng điện từ

Chương cảm ứng điện từ trong chương trình vật lý lớp 11 bao gồm nhiều nội dung quan trọng, từ lý thuyết đến ứng dụng thực tiễn. Nội dung kiến thức của chương này không chỉ giúp học sinh nắm vững các khái niệm cơ bản mà còn phát triển khả năng tư duy và giải quyết vấn đề. Các bài tập được thiết kế theo hướng tiếp cận năng lực PISA sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng vật lý trong cuộc sống hàng ngày. Việc áp dụng các bài tập này trong giảng dạy sẽ giúp học sinh không chỉ học thuộc lòng mà còn biết cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay, khi mà giáo dục cần phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống.

2.1. Cấu trúc nội dung chương

Cấu trúc nội dung chương cảm ứng điện từ được xây dựng một cách logic, từ các khái niệm cơ bản đến các ứng dụng phức tạp hơn. Mỗi phần của chương đều có các bài tập tương ứng, giúp học sinh có thể thực hành và củng cố kiến thức. Việc thiết kế các bài tập theo hướng tiếp cận năng lực PISA không chỉ giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tư duy phản biện. Các bài tập này được phân loại theo mức độ khó, từ dễ đến khó, giúp học sinh có thể dần dần làm quen và nâng cao khả năng của mình. Điều này cũng giúp giáo viên dễ dàng theo dõi và đánh giá năng lực của học sinh trong quá trình học tập.

III. Phương pháp dạy học và đánh giá

Phương pháp dạy học trong hệ thống bài tập tiếp cận năng lực PISA được thiết kế để khuyến khích học sinh tham gia tích cực vào quá trình học tập. Giáo viên cần sử dụng các phương pháp dạy học hiện đại, kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, nhằm tạo ra một môi trường học tập năng động. Việc đánh giá năng lực học sinh cũng cần phải được thực hiện một cách đa dạng, không chỉ dựa vào các bài kiểm tra truyền thống mà còn thông qua các hoạt động thực tiễn và dự án nhóm. Điều này sẽ giúp học sinh phát triển toàn diện hơn, từ kiến thức đến kỹ năng thực hành.

3.1. Đánh giá năng lực học sinh

Đánh giá năng lực học sinh trong hệ thống bài tập tiếp cận năng lực PISA cần phải được thực hiện một cách toàn diện. Các tiêu chí đánh giá không chỉ dựa vào kết quả bài kiểm tra mà còn phải xem xét đến khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc sử dụng các bài tập tình huống trong đánh giá sẽ giúp giáo viên có cái nhìn rõ hơn về năng lực thực sự của học sinh. Hơn nữa, việc đánh giá cũng cần phải được thực hiện thường xuyên, giúp học sinh nhận ra điểm mạnh và điểm yếu của mình, từ đó có kế hoạch cải thiện phù hợp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, đổi mới phương pháp giảng dạy và kiểm tra đánh giá là yêu cầu cấp thiết nhằm đáp ứng sự phát triển của xã hội. Thực trạng dạy học tại các trường phổ thông ở Việt Nam trong thời gian dài chủ yếu chú trọng truyền thụ nội dung kiến thức lý thuyết, dẫn đến việc học sinh nắm bắt kiến thức một cách thụ động, rập khuôn công thức và gặp khó khăn khi vận dụng vào các tình huống thực tiễn đời sống. Nghị quyết Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương Đảng lần thứ 9 khóa XI đã định hướng đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam, chuyển đổi trọng tâm từ mô hình trang bị kiến thức ("Học sinh biết gì?") sang mô hình phát triển năng lực ("Học sinh có khả năng làm gì?").

Chương trình Đánh giá Học sinh Quốc tế (PISA) do Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) khởi xướng đã trở thành chuẩn mực quốc tế trong việc đo lường năng lực ứng dụng kiến thức, kỹ năng phổ thông vào bối cảnh thực tiễn của học sinh lứa tuổi 15. Dù Việt Nam đã tham gia các kỳ khảo sát PISA từ các năm 2012 và 2015, nguồn tài liệu hướng dẫn giáo viên THPT xây dựng công cụ kiểm tra đánh giá theo định hướng PISA môn Vật lý còn hạn chế. Một số công trình nghiên cứu trước đó đã triển khai ở cấp độ luận văn thạc sĩ như đề tài về Hóa học vô cơ lớp 9 (ThS. Trần Thị Nguyệt Minh) hay Toán học lớp 10 (ThS. Nguyễn Đức Thành), song trong phạm vi Đại học Đà Nẵng, việc nghiên cứu bài tập Vật lý tiếp cận PISA vẫn chưa được khai thác sâu sắc. Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Trà My (ngành Sư phạm Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng, dưới sự hướng dẫn của TS. Phùng Việt Hải) được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống này.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm:

1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về PISA và đánh giá năng lực học sinh theo chuẩn PISA.
2. Thiết kế hệ thống bài tập Vật lí đánh giá năng lực học sinh trung học tiếp cận chuẩn PISA thuộc chương "Cảm ứng điện từ" – Vật lí 11.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể qua 5 nội dung:

1. Nghiên cứu lý luận về PISA và việc đánh giá năng lực học sinh theo PISA.
2. Nghiên cứu các nội dung kiến thức của chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11.
3. Xây dựng hệ thống bài tập tiếp cận năng lực của PISA chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lí lớp 11.
4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của bộ đề kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
5. Tiến hành bổ sung, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống bài tập tiếp cận năng lực cho phù hợp với thực trạng nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Cơ sở lý luận về PISA; Khung năng lực Khoa học (trọng tâm là Vật lý); Nội dung kiến thức Vật lý ở bậc Trung học phổ thông.
• Phạm vi nghiên cứu: Nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” thuộc chương trình Vật lí lớp 11; khảo sát và thực nghiệm sư phạm trên đối tượng học sinh lớp 11, 12 tại Trường THPT KonTum, tỉnh Kon Tum.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý luận đánh giá giáo dục hiện đại của OECD và chuẩn kiến thức - kỹ năng môn Vật lý THPT:

• Khung năng lực PISA: Đề tài phân tích cấu trúc 3 năng lực cốt lõi trong PISA gồm Năng lực Toán học (thể hiện qua 3 cấp độ: Tái hiện, Kết nối/tích hợp, Tư duy toán học/khái quát hóa), Năng lực Đọc hiểu (Giải mã/kích hoạt, hiểu nghĩa, siêu nhận thức) và trọng tâm là Năng lực Khoa học. Năng lực Khoa học được cụ thể hóa thành 3 thành tố:
  1. Nhận biết các vấn đề khoa học;
  2. Giải thích hiện tượng một cách khoa học;
  3. Sử dụng các chứng cứ khoa học, lí giải chứng cứ để rút ra kết luận.
• Chuẩn kiến thức, kỹ năng chương “Cảm ứng điện từ”: Hệ thống hóa toàn diện các khái niệm và định luật Vật lý 11: Từ thông ($\Phi = B \cdot S \cdot \cos\alpha$), Hiện tượng cảm ứng điện từ, Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng, Định luật Fa-ra-đây về suất điện động cảm ứng ($e_c = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$), Dòng điện Fu-cô (Foucault), Hiện tượng tự cảm, Độ tự cảm ($L$), Suất điện động tự cảm ($e_{tc} = -L\frac{\Delta i}{\Delta t}$) và Năng lượng từ trường trong lòng ống dây.

Về phương pháp nghiên cứu, đề tài kết hợp các phương pháp định tính và định lượng:

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tổng hợp, phân tích các văn bản chỉ đạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo, tài liệu tập huấn PISA, sách giáo khoa và các luận văn, công trình khoa học liên quan để xác lập khung thiết kế bài tập.
• Phương pháp xây dựng công cụ: Thiết kế bài tập theo đơn vị Unit, bao gồm tài liệu dẫn (stimulus material: đoạn văn bản, hình ảnh, sơ đồ kỹ thuật) kết hợp các câu hỏi (Items) đa dạng dạng thức (trắc nghiệm, câu hỏi đóng, câu hỏi mở), đi kèm hướng dẫn mã hóa (coding guide) chi tiết.
• Phương pháp khảo sát chuyên gia: Lấy ý kiến đánh giá từ các giảng viên chuyên ngành và giáo viên Vật lý THPT về tính chính xác, tính sư phạm và độ phù hợp của hệ thống bài tập.
• Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học và kiểm tra đánh giá trên học sinh lớp 11, 12 tại Trường THPT KonTum; tiến hành chấm mã hóa, xử lý dữ liệu điểm số trung bình qua các tình huống để thẩm định tính khả thi của công cụ.

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm: các tài liệu khảo sát chính thức của OECD qua các chu kỳ PISA; các thông số kỹ thuật, ứng dụng công nghệ thực tế (bếp từ, sạc không dây, phanh điện từ, máy phát điện, máy dò kim loại); dữ liệu phiếu điều tra chuyên gia và bài làm thực nghiệm của học sinh THPT.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Lý luận về PISA và việc đánh giá năng lực học sinh theo PISA

Chương này tổng quan về lịch sử, mục đích và cấu trúc của kỳ thi PISA do OECD điều phối định kỳ 3 năm một lần đối với học sinh lứa tuổi 15. PISA tập trung đo lường 3 khía cạnh: Chính sách công (thông qua phiếu hỏi nhà trường), Hiểu biết phổ thông (thông qua bài kiểm tra năng lực) và Học tập suốt đời (thông qua phiếu hỏi học sinh).

Tác giả đi sâu phân tích kỹ thuật biên soạn đề thi PISA:

• Cấu trúc đề thi gồm Booklet (quyển đề thi 120 phút, gồm 50-60 câu hỏi), Cluster (phần thi 30 phút), Unit (bài tập theo ngữ cảnh kèm tài liệu dẫn) và Item (từng câu hỏi độc lập).
• Các dạng câu hỏi: Trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn (Multiple Choice đơn giản và phức tạp), câu hỏi Có - Không / Đúng - Sai phức hợp, câu hỏi đóng đòi hỏi trả lời ngắn, câu hỏi mở ngắn và câu hỏi mở dài.
• Quy trình mã hóa (Coding): PISA sử dụng thang mã định danh quy đổi thành điểm số thay cho cách chấm truyền thống. Thang mã gồm các mã cơ bản: 0 (sai/không đạt), 1 (đạt mức tối đa hoặc bán phần tùy câu), 2 (mức tối đa cho câu 2 điểm), 9 (bỏ trắng). Hệ thống mã hóa 2 chữ số (ví dụ: 00, 01, 11, 21...) cho phép xác định rõ mức độ trả lời (chữ số đầu) và phân loại đặc tính sai sót/chiến lược tư duy của học sinh (chữ số thứ hai). Nguyên tắc mã hóa chấp nhận các lỗi chính tả, ngữ pháp nhỏ không làm biến dạng bản chất khoa học.
• Quy trình tổ chức: Tổng hợp quy trình chuẩn hóa gồm 12 bước thiết kế bài kiểm tra và 12 bước lựa chọn trường thực nghiệm.

Chương 2: Thiết kế bài tập tiếp cận năng lực PISA chương “Cảm ứng điện từ” - Vật lí lớp 11

Chương 2 là nội dung trọng tâm của khóa luận, thực hiện việc chuyển hóa các đơn vị kiến thức vật lý trừu tượng thành hệ thống 6 tình huống bài tập (Unit) thực tiễn, phân loại theo ma trận năng lực và bối cảnh ứng dụng:

STT	Tên tình huống	Lĩnh vực bối cảnh	Kiến thức Vật lý trọng tâm
1	Bếp từ	Vật lí và đời sống; An toàn môi trường	Từ trường, Hiện tượng cảm ứng điện từ, Dòng Fu-cô, Công suất, Nhiệt lượng, Hiệu suất nhiệt
2	Máy phát điện xoay chiều	Vật lí và đời sống; Công nghệ; Sáng chế thiết bị	Cảm ứng điện từ, Suất điện động xoay chiều, Cổ góp vành khuyên - chổi than, Đồ thị hình sin
3	Phanh điện từ	Vật lí và đời sống	Dòng điện Fu-cô, Lực hãm điện từ cản trở chuyển động
4	Sạc không dây điện thoại Samsung	Vật lí và đời sống; An toàn môi trường; Sáng chế thiết bị	Hiện tượng cảm ứng điện từ, Cuộn sơ cấp - thứ cấp, An toàn bức xạ điện từ, Mạch điện tử
5	Làm tan chảy kim loại bằng từ trường biến thiên	Vật lí và đời sống; An toàn môi trường	Cảm ứng điện từ, Dòng Fu-cô công suất lớn, Định luật Jun - Len-xơ, Lực từ nâng vật thể
6	Máy dò kim loại	Vật lí và đời sống	Hiện tượng cảm ứng điện từ, Tương tác từ trường cảm ứng

Chi tiết các tình huống được thiết kế hoàn chỉnh kèm hướng dẫn mã hóa (0, 1, 2, 9):

• Tình huống 1 (Bếp từ): Khai thác cơ chế cảm ứng điện từ và dòng Fu-cô làm nóng đáy nồi 5 lớp. Tích hợp bài toán định lượng với bếp từ Munchen MC 200i (công suất định mức 2100W, đun 2 lít nước từ 20°C lên 95°C trong 5,3 phút, nhiệt dung riêng $c = 4200\text{ J/kg}\cdot\text{K}$) để tính nhiệt lượng, hiệu suất và chi phí tiền điện thực tế theo biểu giá bán lẻ 1.622 đồng/kWh.
• Tình huống 2 (Máy phát điện xoay chiều): Phân tích nguyên tắc hoạt động, đọc hiểu đồ thị hình sin của suất điện động cảm ứng; lập bảng so sánh điểm giống và khác nhau giữa đinamô xe đạp và máy phát điện công nghiệp 3 pha; đề xuất dự án kỹ thuật tự chế máy phát điện mini sử dụng 2 đĩa CD, dây chun, motor 3V và bóng đèn LED.
• Tình huống 3 (Phanh điện từ): Giải thích hiện tượng lực từ hãm chuyển động trong phanh xe tải hạng nặng theo định luật Len-xơ; phân tích sáng kiến kỹ thuật của học sinh Việt Trinh (lớp 11A3 THPT Krông Nô) trong việc thay cuộn dây bằng đĩa kim loại đặc nguyên khối để tăng độ bền và lực hãm.
• Tình huống 4 (Sạc không dây điện thoại Samsung): Giải thích nguyên lý truyền năng lượng qua cuộn sơ cấp (đế sạc) và cuộn thứ cấp (điện thoại); phân tích độ an toàn của từ trường cảm ứng; hướng dẫn thí nghiệm kiểm chứng bằng bếp từ và quy trình chế tạo mạch sạc không dây sử dụng transistor NPN (2N3904/BC337/BC547), điện trở $1\text{ k}\Omega$, nguồn pin AA 1.5V và cuộn dây đồng 30 vòng.
• Tình huống 5 (Làm tan chảy kim loại): Giải thích hiện tượng nung chảy kim loại không tiếp xúc qua cuộn cảm hình phễu mang dòng xoay chiều lớn theo định luật Jun - Len-xơ và lý giải trạng thái lơ lửng của khối kim loại do lực đẩy từ trường.
• Tình huống 6 (Máy dò kim loại): Phân tích cơ chế phát hiện dị vật kim loại phục vụ an ninh và kiểm tra công nghiệp.

Chương này cũng xác định quy trình sử dụng các bài tập trong hoạt động dạy học mới, hoạt động củng cố kiến thức và xây dựng phiếu kiểm tra đánh giá thực nghiệm.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT KonTum, tỉnh Kon Tum với sự phối hợp chuyên môn của cô giáo Nguyễn Thị Ngọc Thủy. Tác giả tiến hành thu thập dữ liệu thông qua hai kênh:

1. Khảo sát chuyên gia: Thu thập ý kiến của các giáo viên Vật lý về cấu trúc bài tập, tính khoa học của hệ thống câu hỏi tình huống và tính khả thi khi áp dụng trong phân phối chương trình 45 phút.
2. Tổ chức thực nghiệm trên lớp học: Giao các bộ câu hỏi tình huống cho học sinh khối 11, 12 làm bài trong các tiết luyện tập/bài tập; tiến hành chấm mã hóa câu trả lời.

Kết quả điểm trung bình của học sinh qua 6 tình huống (phản ánh từ Biểu đồ 3.1 đến 3.6) cho thấy học sinh hứng thú với các ngữ cảnh công nghệ đời sống, khả năng giải thích hiện tượng và phân tích kỹ thuật có sự cải thiện rõ rệt, khẳng định tính hiệu quả và độ phù hợp của hệ thống bài tập thiết kế.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể và đóng góp học thuật như sau:

• Xây dựng hệ thống công cụ hoàn chỉnh: Đã thiết kế thành công 6 Unit bài tập tình huống thực tiễn bao quát toàn bộ nội dung chương "Cảm ứng điện từ" môn Vật lý 11. Các bài tập được phân bố theo chuẩn đánh giá năng lực Khoa học của PISA kết hợp các cấp độ nhận thức từ nhận biết, giải thích, phân tích đến sáng tạo/chế tạo mô hình thực tế.
• Chuẩn hóa quy trình mã hóa đánh giá: Xây dựng đầy đủ hướng dẫn mã hóa điểm số (thang mã 0, 1, 2, 9) cho từng câu hỏi mở và câu hỏi đóng, giúp giáo viên có công cụ đo lường khách quan, nắm bắt chính xác các lỗi sai và lỗ hổng tư duy của học sinh.
• Đóng góp giải pháp dạy học: Đề xuất phương án tích hợp bài tập thực tiễn vào các hoạt động dạy học trên lớp và các bài kiểm tra định kỳ; kết hợp hướng dẫn học sinh thực hành chế tạo các thiết bị vật lý đơn giản (máy phát điện đĩa CD, mạch sạc không dây, mô phỏng phanh từ).
• Đóng góp so với các nghiên cứu trước: Tác giả đã cụ thể hóa khung lý luận PISA vào một phân môn và chương học cụ thể của Vật lý THPT, bổ sung nguồn tài liệu tham khảo còn thiếu tại khu vực miền Trung - Tây Nguyên và Đại học Đà Nẵng, tạo tiền đề để nhân rộng mô hình biên soạn bài tập định hướng PISA cho các chương học khác.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận ghi nhận một số hạn chế gắn liền với phạm vi đề tài:

• Hạn chế về phạm vi thực nghiệm: Việc thực nghiệm sư phạm và khảo sát chuyên gia mới chỉ được tiến hành trong phạm vi một trường trung học phổ thông (Trường THPT KonTum, tỉnh Kon Tum) trên một nhóm học sinh lớp 11 và 12, chưa mở rộng quy mô đa dạng ở nhiều vùng miền để có tập dữ liệu đối chứng diện rộng.
• Hạn chế về nội dung: Hệ thống bài tập PISA mới được xây dựng tập trung trong phạm vi một chương đơn lẻ ("Cảm ứng điện từ" - Vật lí 11).
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập tiếp cận PISA cho toàn bộ chương trình Vật lý 11 và các khối lớp khác ở bậc THPT; phối hợp mở rộng địa bàn thực nghiệm sư phạm trên nhiều trường THPT có điều kiện dạy học khác nhau để chuẩn hóa ngân hàng câu hỏi.

Giá trị tham khảo

Tài liệu mang lại giá trị thực tiễn cho nhiều đối tượng trong môi trường giáo dục:

• Đối với giáo viên Vật lý THPT: Là tài liệu tham khảo trực tiếp về phương pháp biên soạn bài tập gắn với bối cảnh thực tế đời sống - công nghệ; cung cấp sẵn bộ 6 tình huống thực tiễn có thể đưa ngay vào các tiết dạy học, giờ bài tập hoặc đề kiểm tra định kỳ.
• Đối với sinh viên ngành Sư phạm Vật lý: Cung cấp khung lý thuyết mẫu mực về cấu trúc đề thi PISA, phương pháp phân tích chuẩn kiến thức kỹ năng và kỹ thuật xây dựng ma trận câu hỏi kèm hướng dẫn mã hóa chuẩn hóa khi thực hiện khóa luận tốt nghiệp, đồ án giáo học pháp hoặc thiết kế giáo án thực tập sư phạm.
• Phần đáng tham khảo nhất: Hệ thống bài tập tình huống chi tiết tại Chương 2, đặc biệt là các nhiệm vụ đọc hiểu công nghệ kết hợp bài toán định lượng thực tế (bếp từ, sạc không dây) và quy trình chế tạo thiết bị đơn giản.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận thiết kế bài tập PISA cho chủ đề nào và gồm bao nhiêu tình huống thực tiễn?
Khóa luận thiết kế hệ thống bài tập cho chương "Cảm ứng điện từ" thuộc chương trình Vật lí lớp 11, bao gồm 6 tình huống thực tiễn: Bếp từ, Máy phát điện xoay chiều, Phanh điện từ, Sạc không dây điện thoại Samsung, Làm tan chảy kim loại bằng từ trường biến thiên và Máy dò kim loại.

2. Thang mã hóa PISA được tác giả xây dựng dựa trên những mức quy ước nào?
Khóa luận áp dụng quy ước mã hóa PISA với các mã: Mã 2 hoặc 1 cho câu trả lời đạt mức tối đa; Mã 1 cho mức chưa tối đa (đối với câu hỏi thang 2 điểm); Mã 0 cho câu trả lời sai hoặc không có ý đúng; Mã 9 dành cho trường hợp học sinh bỏ giấy trắng không trả lời.

3. Bài toán định lượng trong tình huống "Bếp từ" sử dụng những số liệu thực tế nào?
Tình huống 1 sử dụng thông số kỹ thuật của bếp từ Munchen MC 200i: công suất định mức 2100W, đun 2 lít nước từ 20°C lên 95°C trong 5,3 phút với nhiệt dung riêng của nước là $4200\text{ J/kg}\cdot\text{K}$, áp dụng đơn giá điện bán lẻ 1.622 đồng/kWh để tính chi phí điện tiêu thụ trong 30 ngày.

4. Khóa luận giới thiệu sáng kiến kỹ thuật thực tế nào của học sinh THPT về ứng dụng dòng điện Fu-cô?
Trong Tình huống 3 (Phanh điện từ), khóa luận trích dẫn sáng chế phanh điện từ chống mất phanh khi đổ đèo của học sinh Việt Trinh (lớp 11A3, Trường THPT Krông Nô), trong đó cuộn dây chuyển động trong từ trường được thay thế bằng một đĩa kim loại dày và đặc nguyên khối nhằm tăng lực hãm điện từ và tránh hư hại do lực ly tâm.

5. Hoạt động tự chế tạo mạch sạc không dây đơn giản trong Tình huống 4 yêu cầu những linh kiện gì?
Để chế tạo mạch sạc không dây mini, học sinh cần chuẩn bị: 1 transistor NPN (loại 2N3904, BC337 hoặc BC547), 1 điện trở $1\text{ k}\Omega$, 1 bóng đèn LED siêu sáng, 1 nguồn pin AA 1.5V, dây đồng bọc cách điện quấn thành 2 cuộn phát và thu (mỗi cuộn 30 vòng) cùng các dụng cụ mỏ hàn, kẹp và kéo.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của Nguyễn Trà My đã giải quyết tốt bài toán đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá môn Vật lý theo định hướng phát triển năng lực thông qua việc vận dụng cơ sở lý luận của PISA vào chương “Cảm ứng điện từ” lớp 11. Hệ thống 6 tình huống bài tập gắn liền với công nghệ và đời sống được thiết kế chặt chẽ, đi kèm hướng dẫn mã hóa chuẩn mực và kiểm chứng khả thi qua thực nghiệm tại Trường THPT KonTum. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho giáo viên phổ thông và sinh viên chuyên ngành Sư phạm Vật lý trong xu thế đổi mới giáo dục hiện nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Giáo Dục là một vấn đề quan trọng hàng đầu, cấp thiết của mọi quốc gia. Giáo dục phải luôn đƣợc đổi mới để phù hợp với sự phát triển của xã hội. Đặc biệt là khi thực trạng dạy học hiện nay chỉ chú trọng về nội dung khiến cho kiến thức xa rời thực tế, trở thành kiến thức “chết”, không vận dụng đƣợc trong thực tế cuộc sống bối cảnh hiện nay.

Thêm vào đó Nghị quyết TW Đảng lần thứ 9 khoá XI của Đảng chỉ đạo đổi mới căn bản, toàn diện và mạnh mẽ nền giáo dục Việt Nam hiện nay nói chung và nền giáo dục phổ thông nói riêng với mục tiêu cốt lõi là chuyển từ dạy học trang bị kiến thức (Học sinh biết gì?) sang dạy học phát triển năng lực (Học sinh có khả năng làm gì?) sau khi học. Vì vậy, những năm gần đây, PISA ra đời, với mục đích đẩy mạnh đổi mới kiểm tra đánh giá, thông qua đó đổi mới giáo dục. Pisa chú trọng xem xét, đánh giá năng lực của học sinh trong việc ứng dụng các kiến thức và kỹ năng phổ thông cơ bản vào các tình huống thực tiễn, đồng thời tìm hiểu cả về động cơ, niềm tin vào bản thân, cũng nhƣ các chiến lƣợc học tập của học sinh. Việt Nam đã trải qua 2 kì khảo sát PISA (2012 và 2015), nhƣng đến nay các công trình nghiên cứu về PISA còn chƣa nhiều.

Có 1 số đề tài đƣợc thực hiện ở cấp độ luận văn thạc sĩ, ví dụ nhƣ đề tài “Thiết kế và sử dụng hệ thống bài tập theo hƣớng tiếp cận PISA trong dạy học phần hóa học vô cơ lớp 9” của ThS. Trần Thị Nguyệt Minh hay đề tài “Xây dựng hệ thống bài tập đánh giá năng lực toán học của học sinh lớp 10 theo định hƣớng của chƣơng trình đánh giá học sinh quốc tế (PISA)” của ThS. Nguyễn Đức Thành. Còn trong phạm vi Đại học Đà Nẵng thì chƣa có đề tài nào nghiên cứu kĩ về vấn đề này.

Thực trạng hiện nay trong nền giáo dục nƣớc ta đặc biệt ở bậc THCS, THPT là các kiến thức đƣợc dạy, đƣợc học chủ yếu nhằm mục đích phục vụ cho các bài kiểm tra, đánh giá, thƣờng chỉ ở mức độ vận dụng các công thức rập khuôn, cứng nhắc, xa rời thực tế, khiến cho học sinh nhàm chán, thƣờng hay đặt ra Bên cạnh đó, việc dạy học hƣớng đến phát triển năng lực, giải quyết vấn đề đòi hỏi ngƣời dạy phải đầu tƣ rất nhiều thời gian, công sức, và với thời lƣợng 45 phút 1 tiết học hiện nay thì ngoài việc hoàn thành với lƣợng kiến thức khá nặng nhƣng không gần gũi với học sinh. Mặc dù, các đợi tập huấn, bồi dƣỡng chuyên môn luôn đƣợc triển khai để đƣa 1 Luan van thông tin, phƣơng pháp dạy học đổi mới đến quý thầy cô nhƣng việc thực hiện còn gặp rất nhiều khó khăn. Một trong những lí do cản trở đó chính là nguồn tài liệu cho giáo viên tham khảo còn khá ít, chƣa rõ ràng. Với những tồn tại và yêu đầu đặt ra mang tính thời đại nêu trên thì tôi mong rằng, việc đổi mới trong công tác kiểm tra, đánh giá sẽ đặt những viên gạch đầu tiên trong cuộc cách mạng giáo dục trong những năm sắp đến.

Hiện nay, việc kiểm tra năng lực học sinh bằng các bài tập theo hƣớng tiếp cận PISA cũng đang nhận đƣợc sự quan tâm, nghiên cứu của rất nhiều thạc sĩ, giảng viên, giáo viên, … ở nhiều môn học khác nhau, lĩnh vực khác nhau. Trong phạm vi nghiên cứu của sinh viên Đại học Đà Nẵng thì tôi nhận thấy hƣớng nghiên cứu này còn chƣa sâu và sản phẩm còn khá ít. Vì vậy, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TIẾP CẬN NĂNG LỰC CỦA PISA CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” – VẬT LÍ 11” để đào sâu vào kiến thức cũng nhƣ mong muốn phát triển năng lực của học sinh ở phần này, đồng thời có thể kết hợp với các bạn sinh viên cùng hƣớng nghiên cứu ở các phần kiến thức khác sẽ tạo nên một bộ sản phẩm có chất lƣợng, dày dặn, đáp ứng nhu cầu và là nguồn tham khảo cho giáo viên THPT. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về PISA - Thiết kế đƣợc hệ thống bài tập Vật lí đánh giá năng lực học sinh trung học tiếp cận PISA 3.

Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận về Pisa và việc đánh giá năng lực học sinh theo Pisa. - Nghiên cứu các nội dung kiến thức của chƣơng “cảm ứng điện từ”- vật lí 11 - Xây dựng hệ thống bài tập tiếp cận năng lực của Pisa chƣơng “cảm ứng điện từ” –vật lí lớp 11. - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá tính khả thi của bộ đề kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. - Tiến hành bổ sung, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống bài tập tiếp cận năng lực cho phù hợp với thực trạng nghiên cứu.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu  Đối tƣợng nghiên cứu - Lí luận về PISA – những điều cơ bản. 2 Luan van - Năng lực Khoa học (chủ yếu là Vật Lý) - Nội dung kiến thức Vật Lý ở bậc Trung học  Phạm vi nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu kiến thức chƣơng “cảm ứng điện từ” – vật lí lớp 11 - Đề tài nghiện cứu trên lớp 11, 12 trƣờng THPT. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết: - Nghiên cứu tài liệu của Bộ Giáo dục và Đào tạo về dạy học phát triển năng lực. - Nghiên cứu các tài liệu tập huấn về PISA, các bài báo và các luận văn về PISA.

- Nghiên cứu tài liệu giáo khoa Vật lý, cùng với một số môn có liên quan để từ đó xây dựng bộ câu hỏi kiểm tra, đánh giá năng lực theo chuẩn PISA. 3 Luan van CHƢƠNG 1: LÝ LUẬN VỀ PISA VÀ VIỆC ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH THEO PISA 1. Pisa và mục đích là gì? Pisa là cụm từ viết tắt của Programme for International Student Assessment (chƣơng trình đánh giá học sinh quốc tế). Chƣơng trình này đƣợc điều phối bởi Tổ chức Hợp tác và Phát triển kinh tế (OECD ) Mục đích Đánh giá khả năng ứng dụng kiến thức và kỹ năng học đƣợc vào thực tiễn của học sinh lứa tuổi 15 (sau khi kết thúc giai đoạn giáo dục bắt buộc)  Đánh giá chất lƣợng nền giáo dục của một quốc gia với độ tin cậy cao.

Các năng lực hình thành 1. Năng lực Toán học Năng lực Toán học là khả năng vận dụng kiến thức Toán học vào các tình huống liên quan đến toán học Năng lực toán học đƣợc thể hiện ở 3 nhóm (cấp độ): - Nhóm 1: Tái hiện (lặp lại). - Nhóm 2: Kết nối và tích hợp. - Nhóm 3: Tƣ duy toán học; khái quát hóa và nắm đƣợc những tri thức toán học ẩn giấu bên trong các tình huống và các sự kiện.

Các bối cảnh, tình huống để áp dụng toán học có thể liên quan tới những vấn đề của cuộc sống cá nhân hàng ngày, những vấn đề của cộng đồng và của toàn cầu  Câu hỏi ví dụ: Mọi ngƣời sống trong một khu chung cƣ quyết định mua cả khu này. Họ sẽ cùng nhau thanh toán theo cách mỗi ngƣời sẽ trả phần tiền tỉ lệ thuận với diện tích căn hộ mà họ ở.Đối với mỗi nhận định sau, hãy đánh dấu vào ô Đúng/Sai. Nhận định Đúng Sai Một ngƣời sống trong căn hộ rộng nhất sẽ phải trả nhiều tiền hơn so với ngƣời sống trong căn hộ nhỏ nhất 4 Luan van Nếu ta biết diện tích của hai căn hộ và giá của một trong hai căn hộ này thì có thể tính toán đƣợc giá cả của căn hộ thứ hai. Nếu ta biết giá của khu nhà đó và biết mỗi ngƣời chủ sở hữu trả bao nhiêu tiền, thì có thể tính toán đƣợc tổng diện tích của tất cả các căn hộ.

Nếu tổng giá trị của khu nhà giảm xuống 10%, thì mỗi ngƣời chủ sở hữu cũng sẽ phải trả ít hơn 10%.Có ba căn hộ nằm trong khu chung cƣ. Căn hộ 1 là căn hộ rộng nhất, có tổng diện tích là 95m2. Căn hộ 2 và 3 có diện tích lần lƣợt là 85m2 và 70m2. Giá bán cả 3 căn hộ là 300 triệu đồng.

Vậy chủ nhân của căn hộ 2 phải trả bao nhiêu tiền? Em hãy trình bày lời giải của mình. Năng lực Khoa học Năng lực Khoa học là khả năng vận dụng kiến thức khoa học để hiểu và giải quyết các tình huống khoa học. Nhận biết các vấn đề khoa học: đòi hỏi học sinh nhận biết các vấn đề mà có thể đƣợc khám phá một cách khoa học, nhận ra những nét đặc trƣng chủ yếu của việc nghiên cứu khoa học. Giải thích hiện tƣợng một cách khoa học: học sinh có thể áp dụng kiến thức khoa học vào tình huống đã cho, mô tả, giải thích hiện tƣợng một cách khoa học và dự đoán sự thay đổi.

Sử dụng các chứng cứ khoa học, lí giải các chứng cứ để rút ra kết luận. Năng lực Khoa học đƣợc thể hiện ở 3 hình thức: - Xác định các vấn đề khoa học - Giải thích hiện tƣợng một cách khoa học - Sử dụng các chứng cứ khoa học, lí giải các chứng cứ để rút ra kết luận.  Câu hỏi ví dụ: BỆNH SÂU RĂNG Vi khuẩn sống trong miệng chúng ta gây ra bệnh sâu răng. Bệnh sâu răng đã trở thành một vấn đề kể từ những năm 1700 khi mà đƣờng luôn có sẵn nhờ vào việc mở rộng nền công nghiệp mía đƣờng.

Ngày nay, chúng ta biết rất nhiều về bệnh sâu răng. Ví dụ: • Vi khuẩn gây ra sâu răng chính là đƣờng. • Đƣờng chuyển thành a-xít. 5 Luan van • A-xít phá huỷ bề mặt răng.

1 – Đƣờng 2 – Acid teeth 3 – Khoáng chất từ lớp men bao phủ của răng 2 1 3 Vi khuẩn Câu 1.Vai trò của vi khuẩn trong bệnh sâu răng A. Vi khuẩn sản sinh ra men răng. Vi khuẩn sản sinh ra đƣờng. Vi khuẩn sản sinh ra các khoáng chất.

Vi khuẩn sản sinh ra a-xít.Vi khuẩn sản sinh ra: A. Các khoáng chất.Tại sao lại đánh răng sau khi ăn chứ không phải trƣớc khi ăn? 1. Năng lực Đọc hiểu Năng lực Đọc hiểu là khả năng học sinh vận dụng kiến thức và kĩ năng đọc để hiểu nhiều tài liệu khác nhau mà họ có khả năng sẽ gặp trong cuộc sống hàng ngày, nhằm đạt đƣợc các mục tiêu của bản thân, tích lũy kiến thức và phát triển tiềm năng, và tham gia các hoạt động xã hội.