Luận án tiến sĩ: Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương dòng điện trong các môi trường vật lí 11 nhằm phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học phổ thông

• Tác giả: Lê Chí Nguyện
• Người hướng dẫn: NGND - PGS, TS. Nguyễn Văn Khải
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
• Đề tài: Xây Dựng Và Sử Dụng Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Dòng Điện Trong Các Môi Trường” Vật Lí 11 Nhằm Phát Triển Năng Lực Khoa Học Cho Học Sinh Trung Học Phổ Thông
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. NGHIÊN CỨU VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH
• 1.1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.2. NGHIÊN CỨU VỀ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HỖ TRỢ DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC
• 1.2.1. Nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.2.2. Nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.3. NGHIÊN CỨU VỀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC VỀ “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG”, VẬT LÍ 11
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
• 2.1. Một số khái niệm
• 2.2. Năng lực của học sinh
• 2.3. Năng lực khoa học của học sinh trong học tập môn Vật lí
• 2.3.1. Biểu hiện năng lực khoa học của học sinh theo PISA
• 2.3.2. Biểu hiện năng lực Vật lí của học sinh THPT
• 2.3.3. Biểu hiện năng lực khoa học của học sinh THPT trong học tập môn Vật lí
• 2.4. Sử dụng thí nghiệm Vật lí trong dạy học phát triển năng lực khoa học cho học sinh THPT
• 2.4.1. Thí nghiệm Vật lí
• 2.4.2. Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí
• 2.4.3. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 2.5. Xây dựng và sử dụng thí nghiệm phát triển năng lực khoa học cho học sinh THPT
• 2.5.1. Nguyên tắc xây dựng thí nghiệm
• 2.5.2. Quy trình xây dựng thí nghiệm
• 2.5.3. Quy trình sử dụng thí nghiệm phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 2.5.4. Các biện pháp và nguyên tắc sử dụng thí nghiệm hỗ trợ dạy học phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 2.5.4.1. Biện pháp dạy học phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 2.5.4.2. Ba nguyên tắc sử dụng thí nghiệm
• 2.6. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực khoa học của học sinh trong học tập vật lí có sử dụng thí nghiệm
• 2.6.1. Khái niệm đánh giá
• 2.6.2. Các phương thức đánh giá năng lực khoa học của học sinh trong học tập Vật lí
• 2.6.3. Lượng giá tiêu chí đánh giá năng lực khoa học của học sinh
• 2.7. Điều tra thực trạng về dạy học chương “dòng điện trong các môi trường” theo quan điểm dạy học phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 2.7.1. Mục đích điều tra
• 2.7.2. Phương pháp điều tra
• 2.7.3. Phân tích kết quả điều tra
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC VỀ "DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI VÀ CHẤT BÁN DẪN" VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH
• 3.1. Xây dựng thí nghiệm và phương án sử dụng trong dạy học một số kiến thức về “dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 3.2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng nhiệt điện
• 3.3. Thí nghiệm khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn
• 3.4. Bài tập thí nghiệm: “Sử dụng điôt bán dẫn và đèn LED chế tạo bộ thí nghiệm chứng minh tính chất dẫn điện một chiều của điôt bán dẫn” (thí nghiệm ở nhà)
• 3.5. Sử dụng thí nghiệm đã xây dựng vào dạy học một số kiến thức về “dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn" phát triển năng lực khoa học cho học sinh
• 3.6. Phân tích nội dung kiến thức khoa học về “Dòng điện trong các môi trường” (Vật lí 11)
• 3.7. Sử dụng thí nghiệm trong tiến trình dạy học kiến thức về: “Hiện tượng nhiệt điện” (xây dựng kiến thức mới)
• 3.8. Sử dụng thí nghiệm thực hành đo hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện và khảo sát dòng điện đi qua điôt bán dẫn
• 3.9. Sử dụng bài tập thí nghiệm: “Sử dụng 4 điôt bán dẫn và đèn 2 LED chế tạo thí nghiệm chứng minh tính chất dẫn điện một chiều của điôt bán dẫn” (bài tập thí nghiệm ở nhà)
• 3.10. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực khoa học của học sinh trong học tập một số kiến thức về “dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” (Vật lí 11)
• 3.11. Đánh giá năng lực khoa học của học sinh trong học kiến thức mới
• 3.12. Đánh giá năng lực khoa học của học sinh trong thực hành thí nghiệm
• 3.13. Đánh giá năng lực khoa học của học sinh thông qua giải bài tập thí nghiệm ở nhà
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1. Mục đích, nội dung và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 4.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 4.1.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 4.1.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 4.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 4.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• 4.3.1. Phân tích diễn biến và đánh giá định tính
• 4.3.2. Đánh giá định lượng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về thí nghiệm dạy học

Thí nghiệm dạy học là một phương pháp quan trọng trong giáo dục, đặc biệt trong môn Vật lý. Việc sử dụng thí nghiệm dạy học không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm lý thuyết mà còn phát triển năng lực khoa học của họ. Trong chương trình Vật lý lớp 11, chương 'Dòng điện trong các môi trường' là một trong những nội dung cần thiết để học sinh nắm vững các nguyên lý cơ bản của điện. Thí nghiệm giúp học sinh quan sát và thực hành, từ đó hình thành các khái niệm và quy luật vật lý một cách trực quan. Theo nghiên cứu, việc áp dụng thí nghiệm trong dạy học có thể nâng cao khả năng tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề của học sinh. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hiện nay, khi mà năng lực khoa học trở thành một yếu tố quyết định trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.

II. Phát triển năng lực khoa học cho học sinh THPT

Phát triển năng lực khoa học cho học sinh THPT là một trong những mục tiêu hàng đầu của giáo dục hiện đại. Năng lực này không chỉ bao gồm kiến thức mà còn là khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm dạy học trong chương 'Dòng điện trong các môi trường' giúp học sinh có cơ hội thực hành, từ đó phát triển các kỹ năng thực hành và tư duy phản biện. Theo Nghị quyết số 29-NQ/TW, giáo dục cần tập trung vào việc phát triển năng lực và phẩm chất của người học. Điều này có nghĩa là giáo viên cần thiết kế các hoạt động học tập đa dạng, khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình học tập một cách chủ động. Việc sử dụng thí nghiệm không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về lý thuyết mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự sáng tạo và khám phá.

III. Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Xây dựng và sử dụng thí nghiệm dạy học trong chương 'Dòng điện trong các môi trường' là một quá trình cần thiết để nâng cao chất lượng dạy học. Các thí nghiệm được thiết kế phải phù hợp với nội dung kiến thức và khả năng của học sinh. Việc áp dụng các thí nghiệm thực hành giúp học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng như phân tích, tổng hợp và đánh giá thông tin. Đặc biệt, thí nghiệm về 'Dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn' có thể giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng vật lý phức tạp. Theo nghiên cứu, việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học không chỉ giúp học sinh ghi nhớ kiến thức mà còn tạo ra sự hứng thú và động lực học tập. Điều này có thể được minh chứng qua các kết quả thực nghiệm cho thấy học sinh có sự tiến bộ rõ rệt trong việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

IV. Đánh giá năng lực khoa học của học sinh

Đánh giá năng lực khoa học của học sinh là một phần quan trọng trong quá trình dạy học. Việc xây dựng bộ công cụ đánh giá phù hợp sẽ giúp giáo viên có cái nhìn tổng quan về sự phát triển của học sinh. Các phương thức đánh giá có thể bao gồm đánh giá qua thí nghiệm, bài tập thực hành và các hoạt động nhóm. Đặc biệt, việc đánh giá qua thí nghiệm không chỉ giúp giáo viên kiểm tra kiến thức mà còn đánh giá khả năng thực hành và tư duy phản biện của học sinh. Theo các chuyên gia, việc đánh giá năng lực khoa học cần phải được thực hiện một cách liên tục và đa dạng để phản ánh đúng thực trạng học tập của học sinh. Điều này không chỉ giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp dạy học mà còn giúp học sinh nhận thức rõ hơn về khả năng của bản thân.