Luận văn Tổ chức hoạt động dạy - Học theo hướng phát huy năng lực sáng tạo của sinh viên khi dạy chƣơng "cảm ứng điện từ - điện từ trƣờng", học phần điện học vật lí đại cương của các trường cao đẳng công nghiệp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ----------------------------- NGUYỄN THỊ HUỆ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY - HỌC THEO HƢỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA SINH VIÊN KHI DẠY CHƢƠNG "CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - ĐIỆN TỪ TRƢỜNG", HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƢƠNG CỦA CÁC TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ----------------------------- NGUYỄN THỊ HUỆ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY - HỌC THEO HƢỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA SINH VIÊN KHI DẠY CHƢƠNG "CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - ĐIỆN TỪ TRƢỜNG", HỌC PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƢƠNG CỦA CÁC TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Lý luận và Phƣơng pháp giảng dạy Vật lý Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TÔ VĂN BÌNH THÁI NGUYÊN - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Tô Văn Bình, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả luận văn xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí Đại học Thái Nguyên trƣờng Đại học Sƣ phạm. Ban giám hiệu, Khoa Khoa học cơ bản trƣờng Cao đẳng công nghiệp Thái Nguyên, đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tổ môn Vật lí trƣờng Cao đẳng kinh tế kỹ thuật Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi về tƣ liệu nghiên cứu luận văn. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp và các học viên cùng lớp đã động viên giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. TÁC GIẢ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các biểu đồ, đồ thị Danh mục các sơ đồ MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 Chƣơng I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA NGƢỜI HỌC ........ 6 1.1 Năng lực sáng tạo ..................................................................................... 6 1.1.1 Khái niệm năng lực ......................................................................... 6 1.1.2 Năng lƣ̣c sáng tạo là gì? .................................................................. 6 1.1.3 Các tiêu chí sáng tạo ...................................................................... 9 1.1.4 Chủ thể sáng tạo ........................................................................... 10 1.1.5 Những phẩm chất của một ngƣời nghĩ sáng tạo ........................... 12 1.1.6 Điều kiện của sự sáng tạo ............................................................. 13 1.1.7 Cần có sự ủng hộ của xã hội đôi với lao động sáng tạo của nhà khoa học ....................................................................................... 16 1.1.8 Các phƣơng pháp tƣ duy sáng tạo trong cuộc sống ............................ 17 1.2 Quan điểm hiện đại về dạy và học .......................................................... 17 1.2.1 Bản chất của quá trình dạy học ..................................................... 18 1.2.1.1 Bản chất của hoạt động dạy và hoạt động học .................. 18 1.2.1.2 Sự tƣơng tác trong hệ dạy học ......................................... 20 1.2.1.3 Bản chất của quá trình dạy học ở đại học ........................ 21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 1.2.2 Dạy học theo hƣớng phát triển tƣ duy sáng tạo của sinh viên ....... 24 1.2.2.1 Mối liên hệ giữa tính tự giác , tích cực , độc lập ,và tính sáng tạo của sinh viên ...................................................... 24 1.2.2.2 Tƣ duy sáng tạo và sự tổng hợp ........................................ 26 1.2.3 Mối liên hệ giƣ̃a tri thƣ́c và tƣ duy sáng tạo ................................. 26 1.2.3.1 Tri thƣ́c là gì .................................................................... 26 1.2.3.2 Vai trò của tri thƣ́c với sáng tạo ....................................... 27 1.2.4 Dạy học giải quyết vấn đề ........................................................... 27 1.2.4.1 Giải quyết vấn đề và hoạt động sáng tạo .......................... 27 1.2.4.2 Giải quyết vấn đề ............................................................. 29 1.2.5 Tƣ̣ học ......................................................................................... 31 1.2.5.1 Tƣ̣ học và sƣ̣ sáng tạo ....................................................... 31 1.2.5.2 Việc tự học để sáng tạo trong cuộc sống .......................... 31 1.2.5.3 Vấn đề tƣ̣ học trong nhà trƣờng ........................................ 34 1.2.6 Tổ chƣ́c cho sinh viên nghiên cƣ́u khoa học ................................ 37 1.2.6.1 Vai trò của nghiên cƣ́u khoa học trong quá trình học tập của sinh viên .................................................................... 37 1.2.6.2 Các đặc điểm của hoạt động nghiên cứu khoa học của sinh viên .......................................................................... 38 1.2.6.3 Mối quan hệ giữa học tập - tự học và nghiên cứu khoa học .... 39 1.2.6.4 Kĩ năng tổ chức nghiên cứu khoa học .............................. 41 1.2.6.5 Các con đƣờng rèn luyện kĩ năng tổ chức nghiên cứu khoa học cho sinh viên ..................................................... 41 1.3 Thực trạng việc dạy học theo hƣớng phát triển năng lực sáng tạo của sinh viên trong các trƣờng cao đẳng ....................................................... 43 1.3.1 Về tình hình dạy của giáo viên .................................................... 43 1.3.2 Tình hình học tập của sinh viên .................................................. 44 1.3.3 Về thiết bị dạy học ...................................................................... 45 1.3.4 Về nội dung kiến thức chƣơng trình ........................................... 45 Kết luận chƣơng I ......................................................................................... 45 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 Chƣơng II. ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP VÀ THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - ĐIỆN TƢ TRƢỜNG”, PHẦN ĐIỆN HỌC ĐẠI CƢƠNG THEO HƢỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA NGƢỜI HỌC ................................... 46 2.1 Các biện pháp phát huy năng lực sáng tạo của ngƣời học ....................... 46 2.1.1 Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề ...................................... 46 2.1.2 Các đặc trƣng của phƣơng pháp giải quyết vấn đề ...................... 47 2.1.3 Tình huống vấn đề và giải quyết vấn đề ...................................... 47 2.1.4 Các kiểu tình huống vấn đề ......................................................... 49 2.1.5 Điều kiện cần của việc tạo tình huống vấn đề ............................. 50 2.1.6 Các kiểu định hƣớng hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề xây dựng một tri thức mới ..................................................... 50 2.1.7 Hệ thống các câu hỏi đề xuất vấn đề định hƣớng tƣ duy trong quá trình xây dựng, vận dụng tri thức mới.................................. 52 2.1.8. Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề........................ 53 2.2 Thiết kế tiến trình dạy học ..................................................................... 54 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học chƣơng “cảm ứng điện từ - điện từ trƣờng” .. 59 2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm chƣơng “Cảm ứng điện từ - điện từ trƣờng” ...... 59 2.3.1.1 Bậc phổ thông .................................................................. 59 2.3.1.2 Bậc cao đẳng .................................................................... 60 2.3.1.3 Mục tiêu về kiến thức, kỹ năng và thái độ cần hình thành ở sinh viên sau khi học chƣơng này ........................ 61 2.3.2 Điều tra dạy học chƣơng “cảm ứng điện từ - điện từ trƣờng” ...... 64 2.3.2.1 Mục đích điều tra ............................................................. 64 2.3.2.2 Phƣơng pháp điều tra ....................................................... 64 2.2.2.3 Kết quả điều tra ................................................................ 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 2.3.3 Những khó khăn, sai lầm sinh viên gặp phải khi học chƣơng “Cảm ứng điện từ và điện từ trƣờng” .......................................... 66 2.3.4 Nguyên nhân dẫn đến những khó khăn sai lầm của sinh viên ...... 66 2.3.5 Tiến trình dạy học bài “Cảm ứng điện từ” ................................... 68 2.3.5.1 Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Cảm ứng điện từ” ... 68 2.3.5.2 Xác định mục tiêu dạy học kiến thức “Cảm ứng điện từ” .... 76 2.3.5.3 Xác định các phƣơng tiện dạy học.................................... 76 2.3.5.4 Xây dựng tình huống vật lý khi dạy kiến thức “Cảm ứng điện từ” ............................................................................ 77 2.3.5.5 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học kiến thức vật lý cụ thể ............................................................................... 77 2.3.6 Tiến trình dạy học bài “Tự cảm” ................................................ 89 2.3.6.1 Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Tự cảm” .......... 89 2.3.6.2 Xác định mục tiêu dạy học kiến thức “Tự cảm” ............... 98 2.3.6.3 Xây dựng tình huống vật lý khi dạy kiến thức "tự cảm" ... 99 2.3.6.4 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học kiến thức vật lý cụ thể ............................................................................... 99 Kết luận chƣơng II ..................................................................................... 104 Chƣơng III. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .............................................. 106 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ................................ 106 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm .......................................... 106 3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ......................................... 106 3.2 Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 107 3.2.1 Đối tƣợng thực nghiệm ............................................................. 107 3.2.2 Những khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sƣ phạm . 107 3.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm ........................................................ 107 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 3.3 Phƣơng pháp đánh giá kết quả TNSP ................................................... 109 3.3.1 Đánh giá về mặt định tính ......................................................... 109 3.3.2 Đánh giá về mặt định lƣợng ...................................................... 109 3.4 Các giai đoạn thực nghiệm sƣ phạm ..................................................... 110 3.4.1 Công tác chuẩn bị cho TNSP .................................................... 110 3.4.1.1 Chọn lớp TN và ĐC ....................................................... 110 3.4.1.2 Chọn các bài TN ............................................................ 110 3.4.1.3 Các GV cộng tác TNSP .................................................. 111 3.4.1.4 Thời gian thực hiện ........................................................ 111 3.4.2. Kết quả và xử lý kết quả TNSP ................................................ 111 3.4.2.1 Phân tích diễn biến giờ học thực nghiệm theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề ............................................... 111 3.4.2.2 Yêu cầu chung về cách xử lý kết quả TNSP ................... 117 3.4.2.3 Kết quả TNSP ................................................................ 118 3.5 Đánh giá chung về TNSP ..................................................................... 126 3.5.1 Đánh giá định tính qua thống kê ............................................... 126 3.5.2 Đánh giá định lƣợng qua bài kiểm tra ....................................... 127 Kết luận chƣơng III .................................................................................... 127 KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................... 129 PHỤ LỤC.................................................................................................. 137 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên NC : Nam châm PP : Phƣơng pháp PPGD : Phƣơng pháp giảng dạy PPTN : Phƣơng pháp thực nghiệm TN : Thực nghiệm T/N : Thí nghiệm TNSP : Thực nghiệm sƣ phạm TNKQ : Trắc nghiệm khách quan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 : Chất lƣợng học tập .............................................................. 110 Bảng 3.2 : Tổng hợp kết quả thái độ, tình cảm, tác phong của SV ........ 118 Bảng 3.3 : Kết quả kiểm tra bài số 1 ..................................................... 119 Bảng 3.4 : Xếp loại kiểm tra lần 1 ........................................................ 119 Bảng 3.5 : Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 1 ............................ 120 Bảng 3.6 : Kết quả kiểm tra lần 2 ......................................................... 122 Bảng 3.7 : Xếp loại kiểm tra lần 2 ........................................................ 122 Bảng 3.8 : Bảng phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 2 ................... 123 Bảng 3.9 : So sánh điểm trung bình ...................................................... 125 Bảng 3.10 : Tổng hợp các thông số thống kê qua hai bài kiểm tra TNSP . 125 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ Biểu đồ 3.1 : Xếp loại kiểm tra lần 1 ........................................................ 120 Biểu đồ 3.2 : Xếp loại kiểm tra lần 2 ........................................................ 123 Đồ thị 3.1 : Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 1 ............................ 121 Đồ thị 3.2 : Đƣờng phân phối tần suất lần 2 ........................................... 124 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 : Cấu trúc tâm lý của hoạt động ............................................... 19 Sơ đồ 2.1 : Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề ................... 53 Sơ đồ 2.2 : Tiến trình xây dựng một kiến thức vật lý ............................... 56 Sơ đồ 2.3 : Cấu trúc Lôgic nội dung chƣơng "Cảm ứng điện từ - điện từ trƣờng ............................................................................... 63 Sơ đồ 2.4 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 1 (giáo án 1) ............... 68 Sơ đồ 2.5 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 2 (giáo án 1) ............... 70 Sơ đồ 2.6 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 3 (giáo án 1) ............... 73 Sơ đồ 2.7 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 4 (giáo án 1) ............... 74 Sơ đồ 2.8 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 1 (giáo án 2) ............... 89 Sơ đồ 2.9 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 2 (giáo án 2) ............... 90 Sơ đồ 2.10 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 3 (giáo án 2) ............... 91 Sơ đồ 2.11 : Tiến trình xây dựng kiến thức vấn đề 4 (giáo án 2) ............... 96 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1a, b : Thí nghiệm hiện tƣợng cảm ứng điện từ ................................ 78 Hình 2.2 : Ứng dụng hiện tƣợng cảm ứng điện từ .................................. 79 Hình 2.3 : Khối vật dẫn trong từ trƣờng biến thiên................................. 87 Hình 2.4 : Ứng dụng của dòng Fuco ...................................................... 88 Hình 2.5 : Thí nghiệm năng lƣợng ống dây tự cảm ................................ 92 Hình 2.6a : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của cƣờng độ dòng điện .............................................................................. 94 Hình 2.6b : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời gian của cƣờng độ dòng điện .............................................................................. 95 Hình 2.7a : Đóng khoá K ................................................................. 101 Hình 2.7b : Khi ngắt khoá K .................................................................. 101 Hình 2.8 : Thí nghiệm năng lƣợng ống dây tự cảm .............................. 101 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU I Lý do chọn đề tài Trong bối cảnh thế giới đang chuyển sang nền kinh tế tri thức, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ đã làm thay đổi từng bộ mặt của mỗi quốc gia, dân tộc. Để hoà nhập với nền kinh tế thế giới, đất nƣớc ta phải vƣợt qua những thử thách gian lao trên con đƣờng hội nhập và phát triển. Thực tế đó đã đặt lên vai ngành giáo dục một trọng trách to lớn là phải đào tạo ra những con ngƣời mới, có đạo đức trong sáng, có tác phong công nghiệp, cá nhân tự chủ, sáng tạo thích ứng với hoàn cảnh mới. Vì vậy, đổi mới một cách toàn diện trong giáo dục là một tất yếu trong quá trình phát triển đất nƣớc. Định hƣớng đổi mới đó đã đƣợc thể hiện rất rõ trong văn kiện đại hội Đảng cộng sản Việt Nam: " Ƣu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đổi mới phƣơng pháp dạy và học, nâng cao chất lƣợng đội ngũ giáo viên và tăng cƣờng cơ sở vật chất của nhà trƣờng, phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh, sinh viên. Coi trọng bồi dƣỡng cho học sinh, sinh viên khát vọng mãnh liệt xây dựng đất nƣớc giàu mạnh, gắn liền lập nghiệp bản thân với tƣơng lai của cộng đồng, của dân tộc, trau dồi cho học sinh, sinh viên bản lĩnh, phẩm chất và lối sống của thế hệ trẻ Việt Nam hiện đại. Triển khai thực hiện hệ thống kiểm định khách quan, trung thực chất lƣợng giáo dục, đào tạo.” [26] Nằm trong hệ thống giáo dục quốc dân, với chức năng, nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực chất lƣợng cao phục vụ cho công cuộc CNH-HĐH đất nƣớc, giáo dục Cao đẳng phải đổi mới toàn diện theo yêu cầu trên. Tuy nhiên, giáo dục Cao đẳng hiện nay nhìn chung vẫn chƣa đƣợc đổi mới, cụ thể là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 - Nội dung giáo trình chƣa phong phú, chủ yếu vẫn là các kiến thức khoa học mang tính chất hàn lâm, ít đƣợc cập nhật những kiến thức mới,chƣa gắn với thực tiễn cuộc sống, các kiến thức sinh viên tiếp thu đƣợc hoặc chƣa phù hợp hoặc khó liên hệ với thực tế. - Kiểu dạy học chủ yếu vẫn là thông báo, truyền thụ mang tính chất một chiều của giáo viên. Từ thực tiễn giảng dạy môn vật lý đại cƣơng ở trƣờng Cao đẳng công nghiệp Thái Nguyên, chúng tôi nhận thấy, trong quá trình dạy học nội dung phần học đại cƣơng nói chung, Vật lý đại cƣơng nói riêng cho sinh viên, các giáo viên chỉ tập trung trình bày, giảng giải các kiến thức nhƣ các nguyên lý định luật, các khái niệm mà chƣa chú ý tới các ứng dụng của các kiến thức đó trong cuộc sống, trong kỹ thuật và đặc biệt chƣa chú ý phát huy tính tự lực, sáng tạo của sinh viên khi dạy học phần kiến thức này. Trong các nội dung của học phần, chúng tôi nhận thấy chƣơng “Cảm ứng điện từ - Điện từ trƣờng” là phần kiến thức khá thú vị, có liên quan đến hoạt động của rất nhiều các thiết bị máy móc trong thực tiễn. Việc tổ chức dạy học đảm bảo cho ngƣòi học có thể tự chủ, linh hoạt tiếp thu kiến thức một cách vững chắc, qua đó có thể phát huy tính tự lực, sáng tạo trong học tập là rất cần thiết. Vì vậy, trên cơ sở thực tiễn dạy học của bản thân, chúng tôi nghiên cứu đề tài "Tổ chức hoạt động dạy học theo hướng phát huy năng lực sáng tạo của sinh viên