Luận án Xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun phần “Điện học” vật lý đại cương góp phần bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên đại học ngành kỹ thuật

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN. i

MỤC LỤC. ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. iv

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH TRONG LUẬN ÁN.v

MỞ ĐẦU.1

1. Lý do chọn đề tài. 1

2. Mục đích nghiên cứu. 3

3. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3

4. Giả thuyết khoa học . 3

5. Nhiệm vụ nghiên cứu. 4

6. Phương pháp nghiên cứu. 4

7. Đóng góp của luận án. 4

8. Cấu trúc của luận án. 5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.6

1.1. Những nghiên cứu ở nước ngoài . 6

1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam . 9

1.3. Những vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu . 13

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .15

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ

DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN.16

2.1. Khái niệm tự học. 16

2.2. Năng lực tự học. 21

2.3. Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun. 30

2.4. Vị trí của học phần Vật lý đại cương đối với sinh viên Đại học ngành kỹthuật .35

2.5. Mục tiêu dạy học Vật lý đại cương cho sinh viên Đại học ngành kỹthuật . 36

2.6. Tổ chức hoạt động dạy học ở Đại học. 37

2.7. Đặc điểm tự học của sinh viên Đại học . 41

2.8. Đặc điểm hoạt động nhận thức của sinh viên Đại học ngành kỹ thuật . 43

2.9. Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun góp phần bồi dưỡng năng

lực tự học cho sinh viên Đại học ngành kỹ thuật. 45

2.10. Thực trạng tự học Vật lý đại cương của sinh viên Đại học ngành kỹ thuật. 50

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .60

CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN

THEO MÔĐUN PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG ĐẠI HỌC NGÀNH

KỸ THUẬT.62

3.1. Vị trí, mục tiêu, nội dung của phần “Điện học” . 62iii

3.2. Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun. 68

3.3. Các hình thức sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun. 91

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .110

CHƯƠNG 4.THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .112

4.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm . 112

4.2. Thời gian, địa điểm và đối tượng thực nghiệm sư phạm . 112

4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm . 112

4.4. Công tác chuẩn bị thực nghiệm. 114

4.5. Nội dung thực nghiệm sư phạm . 115

4.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm. 116

4.7. Điều tra tính khả thi của tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun trong việc góp

phần bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên Đại học ngành kĩ thuật . 138

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .143

KẾT LUẬN CHUNG .144

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU .146

TÀI LIỆU THAM KHẢO .147

PHỤ LỤC .P0

Phụ lục 1: Phiếu thăm dò ý kiến của sinh viên Đại học ngành kỹ thuật về hoạt động tự

học học phần Vật lí đại cương .P1

Phụ lục 2: Phiếu thăm dò ý kiến của giảng viên về hoạt động tự học Vật lí đại cương của

sinh viên Đại học ngành kỹ thuật .P5

Phụ lục 3: Phiếu khảo sát ý kiến về việc tự học với tài liệu tự học có hướng dẫn theo

môđun .P8

Phụ lục 4: Phiếu khảo sát ý kiến về việc xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng

dẫn theo môđun góp phần bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên Đại học

ngành kỹ thuật .P10

Phụ lục 5: Bảng kết quả điều tra thực trạng tự học Vật lý đại cương của sinh viên Đại học

ngành kỹ thuật .P12

Phụ lục 6: Bảng kết quả thực nghiệm sư phạm .P15

Phụ lục 7: Kế hoạch dạy học bài “Tương tác điện - Định luật Coulomb” .P24

Phụ lục 8: Kế hoạch dạy học bài “Điện trường” .P31

Phụ lục 9: Kế hoạch dạy học bài “Điện thế” .P38

Phụ lục 10: Đề kiểm tra số 1 .P45

Phụ lục 11: Đề kiểm tra số 2 .P48

Phụ lục 12: Đề kiểm tra số 3 .P51

Phụ lục 13: Đề kiểm tra số 4 .P55

Phụ lục 14: Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm .P59

Phụ lục 15: Nội dung tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun kèm theo luận án Lưu

trong đĩa CD) .P61

pdf161 trang | Chia sẻ: lavie11 | Ngày: 11/12/2020 | Lượt xem: 38 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun phần “Điện học” vật lý đại cương góp phần bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên đại học ngành kỹ thuật, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
am khảo; hay lựa chọn trọng tâm và giải thích cho SV hiểu, ở phương pháp xây dựng những tình huống có vấn đề và hướng dẫn SV tự giải quyết; hay đưa ra những chủ đề liên quan để cho SV tự nghiên cứu và trình bày trên lớp, thì các GV thỉnh thoảng mới sử dụng. Theo trao đổi với SV, thậm chí có những GV chưa bao giờ thiết kế các tài liệu hướng dẫn tự học cho SV hay thiết lập các Forum (diễn đàn) trên mạng trao đổi các vấn đề liên quan đến học phần và PP tự học. Đây cũng chính là thực trạng chung ở các trường ĐH, mặc dù hiện nay các trường ĐH đã chuyển từ đào tạo theo niên chế sang đào tạo theo tín chỉ. Với cách thức đào tạo mới, nhưng GV vẫn còn sử dụng các tài liệu, các giáo trình truyền thống để dạy học. Qua tìm hiểu thực trạng trên, là cơ sở để chúng tôi mạnh dạn trong việc xây dựng tài liệu hướng dẫn tự học cho SV, cũng như đưa ra và đề xuất một số hình thức sử dụng các tài liệu này nhằm góp phần bồi dưỡng năng lực tự học của SV. * Về nguyên nhân ảnh hưởng đến tự học VLĐC của SV Đại học NKT Bảng 2.3: Kết quả điều tra về nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu quả tự học STT Các nguyên nhân ảnh hưởng Số ý kiến Tỷ lệ (%) 1 Nội dung khô khan, khó học 258/486 53,1 2 Do quan niệm VLĐC là môn cơ bản, không quan trọng 17/486 3,5 3 Thiếu giáo trình, tài liệu tham khảo 12/486 2,5 4 PP giảng dạy của GV chưa kích thích được hứng thú việc tự học của SV 150/486 30,8 5 Bản thân chưa có PP tự học hiệu quả, chưa có ý chí vượt khó trong học tập 305/486 62,8 6 Chưa có tài liệu chuyên dùng hướng dẫn tự học VLĐC cho SV 448/486 92,2 7 Không có sự kiểm tra thường xuyên của GV 402/486 82,7 8 Các hình thức học tập còn đơn điệu 412/486 84,8 56 Khi được hỏi về những nguyên nhân nào ảnh hưởng đến việc tự học VLĐC thì đa số (92,2%) SV cho rằng do chưa có một tài liệu chuyên dùng hướng dẫn tự học VLĐC cho SV; trên 80% SV cho rằng các hình thức học tập còn đơn điệu, không có sự kiểm tra thường xuyên của GV Theo đánh giá của chúng tôi tài liệu học tập, giáo trình tham khảo hiện nay không thiếu, mà thiếu tài liệu hướng dẫn phương pháp tự học và tài liệu tổng hợp về kiến thức. Hiện nay có rất nhiều loại sách, tài liệu tham khảo đang lưu hành trên thị trường, cùng với sự phổ biến rộng rãi của mạng internet, đã tạo ra cho các em một nguồn cung cấp tài liệu khổng lồ. Nhưng cũng chính “biển” tài liệu to lớn như vậy lại gây nhiều khó khăn cho SV trong việc phải tìm, lựa chọn, phân loại sách để đọc, để nghiên cứu. Trong khi đó nhiều SV lại chưa có phương pháp tự học hiệu quả, chưa có ý chí vượt khó trong học tập và chưa có các kỹ năng tự học như thế nào với các tài liệu đã có để đạt hiệu quả cao. Đây chính là vấn đề đặt ra đòi hỏi GV cần quan tâm, để định hướng cách dạy, cách học cho SV. * Về biện pháp để tự học VLĐC cho SV Đại học NKT có hiệu quả Bảng 2.4: Bảng điều tra về biện pháp để tự học có kết quả STT Để tự học VLĐC đại cương có hiệu quả Số ý kiến Tỷ lệ% 1 Dùng giáo trình và tài liệu tham khảo như hiện nay 47 9,6 2 Dùng giáo trình và tài liệu tham khảo như hiện nay, nhưng phải có thêm tài liệu hướng dẫn tự học kèm theo 372 76,6 3 Chỉ cần dùng vở ghi chép trên lớp 39 8,0 4 Chỉ cần dùng giáo trình chính của trường biên soạn 28 5,8 Qua khảo sát điều tra, kết quả cho thấy: Với câu hỏi “Để tự học VLĐC có hiệu quả” thì phần đông SV đều cho rằng: dùng giáo trình và tài liệu tham khảo như hiện nay, nhưng có thêm tài liệu hướng dẫn tự học kèm theo sẽ giúp các em tự học tốt hơn, bởi hiện tại dù vẫn đang tiến hành hoạt động tự học hàng ngày trong hoạt động học tập của mình, nhưng vì không có một tài liệu hướng dẫn cho việc tự học nên khi tự học, kết quả tự học chưa cao. Điều này cho thấy SV đang cần có sự hướng dẫn, giúp đỡ trong việc tự học, đó chính là học cái gì, học như thế nào, làm sao để đạt được kiến thức mình mong muốn trước khối lượng kiến thức rất lớn và rất nhiều nguồn thông tin. Như vậy vấn đề đặt ra GV cần biên soạn tài liệu và phương pháp hướng dẫn tự học phù hợp, nhằm định hướng cho SV cách thức để tiến hành hoạt động tự học, tự thu thập kiến thức một cách chủ động và hiệu quả hơn. 57 2.10.2.2. Thực trạng bồi dưỡng năng lực tự học học phần Vật lý đại cương cho sinh viên Đại học ngành kỹ thuật. * Nhận thức của GV về tầm quan trọng của việc tổ chức tự học cho SV Chúng tôi tiến hành khảo sát ý kiến của 32 GV giảng dạy môn VLĐC ở các trường ĐH Công nghiệp Hà Nội, ĐH Điện Lực, ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên, ĐHCN Thành phố Hồ Chí Minh về vấn đề này, kết quả thu được như sau: Đa số ý kiến của GV cho rằng việc tổ chức tự học VLĐC cho SV Đại học NKT có ý nghĩa rất quan trọng. Như vậy phần đông GV đều nhận thấy trong xu hướng giáo dục đào tạo hiện nay thì việc tổ chức cho SV tự học có ý nghĩa rất quan trọng, phù hợp với hình thức đào tạo theo tín chỉ, đồng thời rèn luyện cho SV năng lực tự học, tự nghiên cứu suốt đời để SV có thể đáp ứng các đòi hỏi ngày càng cao và luôn thay đổi của xã hội hiện đại. * Thực trạng về tổ chức dạy VLĐC cho SV Đại học NKT của GV Qua điều tra khảo sát bảng P.2.7 (Phụ lục 5) chúng tôi nhận thấy rằng: đa số các GV đều nhận thức được vai trò của việc tổ chức tự học VLĐC cho SV Đại học NKT là rất quan trọng, tuy nhiên trong quá trình giảng dạy, các GV lại chưa đưa ra các PP để có thể hướng dẫn SV tự học, phần đông các GV vẫn sử dụng các phương pháp truyền thống như: phương pháp thuyết trình, phương pháp giảng giải, phương pháp đàm thoại.. khi dạy VLĐC và cho rằng việc tự học là của SV phải chủ động, việc giao chủ đề cho SV và tổ chức cho SV seminar trong quá trình dạy học; việc giao bài tập, yêu cầu SV tự học để hoàn thành chiếm tỉ lệ rất nhỏ, còn kiểm tra thỉnh thoảng mới được GV thực hiện. Như vậy đây cũng là một trong những nguyên nhân khiến cho việc tự học của SV chưa đạt hiệu quả cao. Ngoài ra khi điều tra về việc hướng dẫn tự học cho SV, kết quả thu được cho thấy: Các GV thường hướng dẫn cho SV tự học VLĐC như: hướng dẫn SV đọc giáo trình và các tài liệu tham khảo trước khi lên lớp, yêu cầu SV làm các bài tập trong giáo trình chiếm đến 87%, các hoạt động như làm các dự án học tập theo chủ đề, hướng dẫn SV tự học qua hệ thống internet, tự học qua diễn đàn trao đổi với GV và SV khác chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ 4,7%, một số GV thỉnh thoảng mới hướng dẫn SV tự học qua việc tìm kiếm các tài liệu tại thư viện. Như vậy, qua khảo sát chúng tôi nhận thấy GV chưa đề ra các yêu cầu cao cho SV khi tự học cũng như chưa hướng dẫn cho SV tìm ra cách tự học đạt hiệu quả cao nhất, đa phần GV đều cho rằng việc tự học là việc của SV phải chủ động. 58 * Thực trạng về các nguyên nhân ảnh hưởng tới chất lượng việc tự học VLĐC theo đánh giá của GV Bảng 2.5: Điều tra về các nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng tự học của SV theo đánh giá của GV STT Các nguyên nhân ảnh hưởng Số ý kiến Tỉ lệ % 1 Nội dung khô khan, không hấp dẫn 0/32 0,0 2 SV chưa ý thức được vai trò của tự học 2/32 6,2 3 Thiếu giáo trình, tài liệu tham khảo 0/32 0,0 4 Các phương pháp và hình thức dạy học chưa phù hợp 2/32 6,2 5 SV chưa có phương pháp tự học 29/32 90,6 6 Chưa có sự hướng dẫn tự học hiệu quả 3/32 9,3 7 Chưa có tài liệu hướng dẫn tự học cho SV 30/32 93,7 Phần lớn GV đều cho rằng có nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng tự học học phần VLĐC của SV Đại học NKT như là: do SV chưa có phương pháp và hình thức tự học phù hợp, chưa có sự hướng dẫn tự học có hiệu quả, tuy nhiên đa số GV được hỏi đều có chung ý kiến là hiện tại chưa có tài liệu hướng dẫn tự học cho SV, vì vậy trong quá trình tự học, SV sẽ rất khó học, đặc biệt trong thời đại công nghệ thông tin bùng nổ, với lượng tri thức khổng lồ từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau mà không phải tài liệu nào cũng được kiểm định, vì vậy chưa có tài liệu hướng dẫn tự học là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến việc tự học của SV chưa hiệu quả. Đây chính là băn khoăn của các GV nói chung, cũng như chính bản thân tác giả trong suốt quá trình khảo sát điều tra, để từ đó chúng tôi có thể mạnh dạn xây dựng tài liệu tự học cho SV nhằm giúp cho các em SV có thể tiến hành hoạt động tự học có hiệu quả hơn. * Thực trạng về việc bồi dưỡng năng lực tự học VLĐC cho SV Đại học NKT Khi điều tra về thực trạng bồi dưỡng năng lực tự học VLĐC cho SV Đại học NKT, các GV được phỏng vấn trực tiếp cũng như qua test phiếu điều tra đều có chung một nhận định là việc bồi dưỡng năng lực tự học VLĐC cho SV là điều rất quan trọng, một số GV có ý kiến “điều cần thiết nhất để nâng cao năng lực tự học vẫn là hình thành cho SV động cơ, thái độ học tập đúng đắn, đồng thời bồi dưỡng cho SV các kỹ năng tự học”, hay làm sao để bản thân mỗi SV nhận thấy được ý nghĩa, vai trò của học phần với nghề nghiệp tương lai của mình, SV sẽ có động cơ để học tập. Chỉ trên cơ sở nhận thức được tầm quan trọng của học phần, mỗi SV mới đặt ra quyết tâm, nghị lực, ý chí để khắc phục khó khăn, trở ngại để vươn tới đỉnh cao của quá trình học tập và 59 phát triển được năng lực của bản thân để có thể tự học suốt đời. Như vậy, qua điều tra chúng tôi nhận thấy việc định hướng, hướng dẫn và hình thành cho SV năng lực tự học cho SV có một ý nghĩa rất quan trọng, được GV nhìn nhận, đánh giá cao. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan nên không phải GV nào trong quá trình giảng dạy đều có thể lồng ghép được việc bồi dưỡng năng lực tự học cho SV. Bên cạnh đó theo GV để nâng cao năng lực tự học còn cần quan tâm xây dựng các tài liệu và PP hướng dẫn tự học mới mẻ, hiện đại, phù hợp với xu thế phát triển của xã hội và kích thích được hứng thú tự học của SV. Hiện nay, tuy các trường ĐH có đào tạo SV Đại học NKT đã chuyển sang đào tạo theo tín chỉ nhưng tài liệu, giáo trình thì không khác gì nhiều so với đào tạo theo niên chế. Đây là một trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng dạy học, dạy tự học cho SV. Vì vậy, cần biên soạn các tài liệu theo môđun cho các học phần nói chung và học phần VLĐC nói riêng. 2.10.3. Kết luận chung về thực trạng tự học Vật lý đại cương của sinh viên Đại học ngành kỹ thuật 1. SV Đại học NKT đa số có nhận thức đúng về vai trò của VLĐC đối với việc đào tạo kỹ sư, về ý nghĩa của việc tự học VLĐC đối với SV Đại học NKT. Tuy nhiên, đa số SV chưa thực sự có hứng thú khi tự học VLĐC, và không tự học VLĐC một cách thường xuyên mà thường chỉ khi đến sát kỳ thi mới học. 2. Các cách thức tự học VLĐC của SV còn đơn điệu, đa phần là các cách thức truyền thống. Về nguồn tài liệu dùng trong tự học, chủ yếu là tập ghi chép của thầy trên lớp, thời gian dành cho tự học vẫn còn ít... đây là những nguyên nhân chủ quan dẫn đến kết quả tự học chưa cao. Ngoài ra còn có những nguyên nhân khách quan dẫn đến kết quả tự học của SV như chưa có các tài liệu chuyên dụng hướng dẫn tự học VLĐC cho SV. 3. Qua điều tra chúng tôi nhận thấy việc định hướng, hướng dẫn và hình thành cho SV năng lực tự học cho SV có một ý nghĩa rất quan trọng, được GV nhìn nhận, đánh giá cao. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan nên không phải GV nào trong quá trình giảng dạy đều có thể lồng ghép được việc bồi dưỡng năng lực tự học cho SV 4. Kết quả khảo sát cho thấý thiết kế và tổ chức tự học với tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun học phần VLĐC cho SV Đại học NKT là phù hợp với điều kiện các trường ĐH hiện nay. 60 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 Với nhiệm vụ làm sáng tỏ những căn cứ về mặt lý luận và thực tiễn cho việc nghiên cứu của đề tài, chương 2 bao hàm các nội dung chính sau: 1. Về cơ sở lý luận: - Chúng tôi hệ thống hóa, làm sáng tỏ một số vấn đề lí luận liên quan đến tự học, năng lực tự học, việc bồi dưỡng năng lực tự học cho SV Đại học NKT. - Phân tích các năng lực thành phần của NLTH gồm: Năng lực xác định được mục tiêu và nhiệm vụ học tập; Năng lực lập kế hoạch và tiến hành học tập theo kế hoạch đã vạch ra; Năng lực vận dụng kiến thức; Năng lực đánh giá và tự đánh giá. - Xây dựng các tiêu chí đánh giá năng lực tự học qua bốn năng lực thành phần của năng lực tự học. - Căn cứ vào yêu cầu trực tiếp của đề tài, chúng tôi tiến hành đi sâu nghiên cứu, phân tích cơ sở lý luận về môđun, môđun dạy học, cấu trúc môđun dạy học, các đặc trưng của môđun dạy học, tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun, để từ đó có cơ sở xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun, và đưa ra các hình thức sử dụng để góp phần bồi dưỡng năng lực tự học cho SV Đại học NKT. - Chúng tôi tập trung nghiên cứu về mục tiêu đào tạo của các trường ĐH có đào tạo các ngành kỹ thuật, mục tiêu dạy học VLĐC đối với SV Đại học NKT để làm căn cứ khi nghiên cứu chương tiếp theo. - So sánh đặc điểm hoạt động nhận thức của SV Đại học NKT với nhà khoa học, SV ngành Vật lí, và với học sinh phổ thông. 2. Về cơ sở thực tiễn: Qua điều tra thực trạng học tập và tự học của SV Đại học NKT, các nguyên nhân làm ảnh hưởng đến kết quả tự học của SV, theo đánh giá của chính bản thân SV, cũng như của GV các trường ĐH được điều tra, kết quả điều tra cho thấy đa phần SV xác định được ý nghĩa của việc học tập học phần VLĐC trong chương trình học của mình, tuy nhiên kết quả tự học lại chưa cao và có nhiều nguyên nhân dẫn đến kết quả tự học, nhưng phần đa ý kiến cho rằng SV chưa có phương pháp tự học hiệu quả và đặc biệt chưa có tài liệu hướng dẫn tự học VLĐC cho SV. Vì vậy, rất cần một tài liệu hướng dẫn tự học có sự chỉ dẫn để SV có thể tiến hành hoạt động tự học mang lại kết quả cao. 61 3. Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy: Qua phân tích, nhận định, đánh giá chúng tôi rút ra được những ý kiến riêng và có những hướng nghiên cứu cụ thể nhằm phục vụ cho đề tài mình nghiên cứu. Trong xã hội hiện nay phát huy năng lực tự học là một yếu tố rất cần thiết, bởi tự học là hoạt động học hoàn toàn độc lập do bản thân cá nhân tự quyết định và có ý nghĩa rất quan trọng, tự học để có thể tồn tại, tự học để có thể phát triển và tự học để học suốt đời, làm thỏa mãn nhu cầu tồn tại của cá nhân trong xã hội hiện đại luôn luôn biến đổi. Môđun dạy học là một thuật ngữ chỉ một đơn vị chương trình dạy học tương đối độc lập. Trong đó chứa đựng cả mục tiêu dạy học, nội dung dạy học, phương pháp dạy học và hệ thống công cụ đánh giá kết quả lĩnh hội. Để có thể tự học có chất lượng và hiệu quả thì việc xây dựng và sử dụng các tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun là rất cần thiết. Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun là một dạng tài liệu có nhiều ưu điểm, giúp SV tự học theo nhịp độ cá nhân, kích thích hứng thú tự học, bồi dưỡng năng lực tự học của SV. Thông qua tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun SV có thể tự học mọi lúc, mọi nơi, bởi tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun là một dạng tài liệu được biên soạn có tính định hướng, hướng dẫn cho người học có thể hoàn toàn chủ động, tích cực khai thác tri thức, khác xa so với cách biên soạn theo kiểu hàn lâm của các tài liệu thông thường. Đặc biệt việc sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun rất phù hợp với hình thức đào tạo hiện nay ở các trường Đại học, đó là đào tạo theo tín chỉ, với thời lượng lên lớp thì ít mà lượng tri thức GV cần truyền đạt và SV phải tiếp thu thì nhiều. Sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun là một trong những phương pháp khả thi để giải quyết khó khăn này. Từ tìm hiểu, điều tra, phân tích các số liệu cho thấy sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun học phần VLĐC cho SV Đại học NKT là rất cần thiết cho việc sẽ góp phần bồi dưỡng năng lực TH. Các kết quả và nhận định rút ra được từ việc nghiên cứu lý luận và thực tiễn được trình bày trong chương 2 chính là cơ sở cho việc triển khai các nghiên cứu tiếp theo của đề tài. 62 CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT 3.1. Vị trí, mục tiêu, nội dung của phần “Điện học” 3.1.1. Vị trí và tầm quan trọng của phần “Điện học” - Nội dung phần “Điện học” SV được học sau khi học xong các phần “Cơ học” và “Nhiệt học”. Đây là một trong những phần học khó, trừu tượng. Kết quả học tập phần này ảnh hưởng rất nhiều đến việc học tập các phần tiếp theo của SV. Tuy nhiên ở học phần này đa số SV mang một tâm lý ngại học, kiến thức nền tảng, cơ bản lại không tốt. Vì những kiến thức cơ bản phần “Điện học” các em đã học ở chương trình lớp 11, nhưng chương trình thi Đại học chủ yếu tập chung ở chương trình Vật lý lớp 12, nên khi học phần này các em đều có tâm lý “không thi, không học”. - Nghiên cứu dạy học phần “Điện học” là tổ chức cho SV nghiên cứu, vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng Vật lí trong thực tiễn có liên quan, đồng thời để học tập tốt các học phần tiếp theo trong chương trình đào tạo. 3.1.2. Mục tiêu của phần “Điện học” - Về kiến thức: SV phải nắm vững được những khái niệm, định luật, tính chất cơ bản của điện trường tĩnh, vật dẫn cân bằng tĩnh điện, điện môi, từ trường tĩnh, dòng điện không đổi, cảm ứng điện từ và của trường điện từ. - Về kỹ năng: SV phải có được các kĩ năng: + Thu lượm thông tin từ quan sát, thí nghiệm, tài liệu,... + Xử lí thông tin bằng các bảng, biểu, đồ thị, + Vận dụng thông tin để giải thích hiện tượng, giải các bài tập, giải thích các nguyên tắc hoạt động của các thiết bị máy móc thường gặp trong đời sống. - Về thái độ: SV có ý thức, thái độ nghiêm túc trong học tập, chuẩn bị tốt các nội dung lí thuyết, bài tập và sưu tầm, tích lũy kinh nghiệm tự học, tự nghiên cứu để học tập tốt các môn cơ sở ngành và chuyên ngành. 3.1.3. Nội dung của phần “Điện học” Trong phần điện học, SV nghiên cứu một dạng chuyển động mới của vật chất, đó là chuyển động của hạt mang điện (thành phần của mọi nguyên tử tạo nên các vật thể). Phần điện học của VLĐC gồm các phần sau: 63 * Phần “Điện trường tĩnh”. Thanh thủy tinh sau khi cọ xát vào lụa có thể hút được các mẩu giấy vụn. Để giải thích hiện tượng này và nhiều hiện tượng khác trong tự nhiên, người ta đưa ra các khái niệm điện tích, điện tích điểm, vật nhiễm điện Dựa trên cấu tạo nguyên tử của các chất, người ta nêu ra thuyết điện tử và định luật bảo toàn điện tích để giải thích sự nhiễm điện của các vật, phân biệt vật dẫn điện, vật cách điện và chất bán dẫn. Phần này nghiên cứu các tính chất và tương tác của các điện tích đứng yên. Định luật cơ bản của phần điện trường tĩnh là định luật Coulomb về tương tác giữa hai điện tích điểm, định luật này là cơ sở để tính lực tương tác giữa các vật mang điện. Để giải thích tương tác giữa các điện tích thì người ta nêu ra khái niệm điện trường, tác dụng lực của điện trường được đặc trưng qua véctơ cường độ điện trường. Nguyên lý chồng chất điện trường cho phép giải quyết bài toán cơ bản của tĩnh điện là xác định véctơ cường độ điện trường khi biết nguồn điện tích gây ra nó. Lưỡng cực điện là một khái niệm quan trọng để giải thích hiện tượng phân cực điện môi. Để có hình ảnh trực quan về điện trường thì phải dùng khái niệm đường sức điện trường, để khắc phục sự biến thiên gián đoạn của đường sức điện trường khi qua mặt phân cách giữa các môi trường thì phải đưa ra khái niệm véctơ cảm ứng điện D  . Định lý Ostrogratxki - Gauss về thông lượng cảm ứng điện gửi qua mặt kín S bất kỳ, cho phép giải quyết các bài toán cơ bản của tĩnh điện một cách đơn giản, đặc biệt là với các vật có phân bố đối xứng điện tích (quả cầu mang điện, mặt phẳng rộng vô hạn mang điện đều). Khi điện tích dịch chuyển trong điện trường thì lực điện sinh công, công này không phụ thuộc dạng đường cong dịch chuyển của điện tích, mà chỉ phục thuộc vào vị trí đầu và cuối dịch chuyển, do đó điện trường là một một trường thế. Khả năng sinh công của lực điện trường thể hiện qua thế năng của điện tích trong điện trường, thế năng này được đặc trưng bởi một đại lượng vật lý là điện thế. Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường bằng công của lực điện trường khi làm dịch chuyển một đơn vị điện tích giữa hai điểm đó. Điện thế, hiệu điện thế là những khái niệm quen thuộc trong kỹ thuật và trong đời sống. Điện trường được biểu diễn trực quan bằng các đường sức điện trường hoặc bằng các mặt đẳng thế. Hệ thức liên hệ giữa điện trường và điện thế không những cho phép xác định điện trường khi biết điện thế và ngược lại, mà còn cho phép xác định hiệu điện thế giữa hai mặt phẳng song song vô hạn mang điện đều trái dấu (tụ điện), điện thế của một quả cầu đồng chất mang điện [55]. * Phần “Vật dẫn” Thế nào là vật dẫn điện và vật cách điện? Để phân biệt được hai khái niệm này người ta định nghĩa vật dẫn điện (hay gọi là vật dẫn) là vật có chứa các điện tích tự do 64 và các điện tích này có thể dịch chuyển trong toàn bộ thể tích của vật. Sử dụng định lý Ostrogratxki - Gauss(O-G), ta có thể chứng minh được các tính chất của vật dẫn cân bằng tĩnh điện, nghiên cứu hiện tượng điện hưởng; hiểu được vai trò của chúng trong Vật lý và kỹ thuật (màn điện, hiệu ứng mũi kim nhọn...). Khả năng tích điện của vật dẫn đặc trưng bởi khái niệm điện dung và hiện tượng điện hưởng toàn phần là cơ sở nghiên cứu tụ điện (một linh kiện không thể thiếu trong kỹ thuật điện), tùy mục đích sử dụng các tụ điện có thể được ghép nối trực tiếp hoặc song song. Để thiếp lập một hệ điện tích điểm thì phải tốn công đưa các điện tích đến gần nhau, công này biến thành thế năng tương tác giữa các điện tích. Vì thế một hệ điện tích có năng lượng, do đó điện trường có năng lượng và ta có thể tính được năng lượng đó [55]. * Phần “Điện môi” Điện môi là những chất không dẫn điện. Theo Vật lý cổ điển, khác với kim loại và chất điện phân, trong điện môi không có các hạt mang điện tự do. Khi đặt điện môi trong điện trường ngoài thì điện môi bị phân cực, trên điện môi xuất hiện các điện tích (điện tích liên kết). Về bản chất thì hiện tượng phân cực điện môi khác hẳn với hiện tượng điện hưởng và được giải thích bởi tính chất điện của các phân tử cấu tạo nên điện môi. Tương ứng với 2 loại phân tử điện môi tự phân cực và không tự phân cực thì có 2 quá trình phân cực điện môi. Mức độ phân cực điện môi được đặc trưng bởi véctơ từ hóa. Hình chiếu của véctơ phân cực điện môi lên pháp tuyến với mặt giới hạn của điện môi bằng mật độ điện mặt của các điện tích liên kết trên mặt giới hạn của điện môi. Mối liên hệ này cho phép tính véctơ cường độ điện trường tổng hợp E  trong điện môi là tổng véctơ cường độ điện trường phụ E  0: E0/ε , (ε là hằng số điện môi, đặc trưng cho tính chất điện của điện môi). Đường sức điện trường không đi liên tục qua mặt phân cách giữa các lớp điện môi, còn đường cảm ứng điện thì đi liên tục qua mặt phân cách này. Vì thế áp dụng định lý Ostrogratxki - Gauss để giải quyết các bài toán điện làm cho bài toán trở nên đơn giản. Một số điện môi có tính chất đặc biệt có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật, đó là điện môi Secnhéc và điện môi cho hiệu ứng áp điện [55]. * Phần “Dòng điện không đổi” Dòng điện có ứng dụng rất lớn trong đời sống và trong khoa học kỹ thuật. Các thiết bị điện tử chủ yếu dùng dòng điện một chiều (dòng điện không đổi). Trong môi trường dẫn điện, các hạt điện tự do luôn luôn chuyển động nhiệt hỗ loạn. Dưới tác dụng của điện trường ngoài chúng sẽ chuyển động có hướng, các hạt điện dương chuyển động cùng chiều của véctơ cường độ điện trường, còn các hạt âm chuyển động theo chiều ngược lại. Dòng các hạt chuyển động có hướng như vậy được gọi là dòng 65 điện. Trong phần này sẽ nghiên cứu những định luật cơ bản của dòng điện có cường độ không thay đổi theo thời gian. Từ việc nghiên cứu bản chất của dòng điện, các đặc trưng cơ bản của dòng điện (cường độ dòng điện, vectơ dòng điện), suất điện động của nguồn điện để tạo ra và duy trì dòng điện, suất phản điện của máy thu điện là công cụ biến điện năng thành các dạng năng lượng khác hữu ích. SV hiểu được cách thiết lập các định luật cơ bản của dòng điện không đổi(định luật ôm, định luật Jonle - Lenz, các định luật Kirehoff) và biết vận dụng chúng để giải các bài toán về mạch điện không đổi [55]. * Phần “Từ trường tĩnh” Các nam châm tương tác được với nhau, chúng ta nói do nam châm có từ tính (hay tương tác giữa các nam châm là tương tác từ). Vậy bản chất của tương tác từ là gì? Như chúng ta đã biết ở phần điện trường tĩnh, khi điện tích đứng yên sinh ra xung quanh nó một điện trường, còn hạt điện chuyển động(dòng điện) sinh ra xung quanh nó một trường gì không?. Khi xét tương tác giữa nam châm với dòng điện, tương tác giữa các dòng điện với nhau ta có thể kết luận bản chất của tương tác từ chính là tương tác của các dòng điện, tương tác này tuân theo định luật Ampere. Để giải thích tương tác từ giữa các dòng điện thì người ta đưa ra khái niệm từ trường. Từ trường là dạng đặc biệt của vật chất xuất hiện quanh dòng điện, nó đóng vai trò truyền tương tác từ dòng điện này đến dòng điện khác, thuộc tính cơ bản của từ trường là tác dụng từ lực lên bất cứ dòng điện nào đặt trong nó.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdftai lieu (15).pdf
Tài liệu liên quan