Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm phóng xạ lớp 12 bồi dưỡng năng lực thực nghiệm

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục nghiên cứu xây dựng và ứng dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12, nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh.

Trường ĐH
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Chuyên ngành
Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

195

Thời gian đọc

30 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Thực trạng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lý THPT
Số trang:
195 trang
Trường:
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Chuyên ngành:
Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Thực trạng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lý THPT

Dạy học phần vật lý hạt nhân tại trường trung học phổ thông đối mặt nhiều rào cản. Nội dung về hiện tượng phân rã phóng xạ thường mang tính trừu tượng cao. Học sinh tiếp cận bài học chủ yếu qua tranh ảnh và mô phỏng điện tử. Sự thiếu hụt công cụ trực quan làm giảm hứng thú tìm tòi khoa học. Năng lực thực nghiệm vật lý của học sinh chưa được rèn luyện đúng mức. Các quan niệm sai lệch về bức xạ hạt nhân còn tồn tại phổ biến trong học đường. Do đó, việc đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cấp thiết. Thiết bị trực quan giúp chuyển hóa kiến thức lý thuyết thành trải nghiệm thực tế. Điều này tạo nền tảng vững chắc cho quá trình bồi dưỡng tư duy khoa học.

1.1. Thực trạng thiết bị thí nghiệm vật lý hạt nhân tại THPT

Hầu hết trường phổ thông hiện nay thiếu thiết bị thí nghiệm vật lý hạt nhân chuyên dụng. Thiết bị thương mại nhập khẩu có giá thành rất cao. Quy trình vận hành máy móc phức tạp gây khó khăn cho giáo viên. Nhiều phòng bộ môn chỉ trang bị dụng cụ cơ bản cho phần cơ học và điện từ. Thí nghiệm về phóng xạ hầu như bị bỏ trống trong chương trình dạy học. Học sinh không có cơ hội quan sát thực tế các tia phóng xạ. Tình trạng học chay khiến việc hiểu bản chất hiện tượng bị hạn chế. Việc tự nghiên cứu và chế tạo thiết bị nội địa trở thành giải pháp tối ưu. Giải pháp này giúp trang bị đồng bộ cho các cơ sở giáo dục với chi phí thấp.

1.2. Khó khăn rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm vật lý

Việc rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm vật lý cho học sinh gặp nhiều trở ngại. Học sinh thiếu kỹ năng thao tác đo đạc và xử lý số liệu bức xạ. Tâm lý lo ngại về mức độ độc hại của chất phóng xạ cản trở hoạt động thực nghiệm. Giáo viên thường chọn giải pháp chiếu video minh họa thay vì tổ chức thực hành. Cách tiếp cận thụ động này làm suy giảm tính chủ động của người học. Học sinh không hình thành được năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn. Việc xây dựng bài thực hành an toàn và hấp dẫn là chìa khóa tháo gỡ nút thắt này.

II. Chế tạo dụng cụ thí nghiệm phóng xạ an toàn hiệu quả

Nghiên cứu tập trung giải pháp chế tạo dụng cụ thí nghiệm phóng xạ tự làm đạt chuẩn sư phạm. Thiết bị phải đảm bảo tính khoa học, độ nhạy cao và giá thành hợp lý. Vật liệu chế tạo cần dễ tìm kiếm trên thị trường trong nước. Thiết kế đơn giản hóa giúp giáo viên và học sinh dễ dàng lắp ráp, thao tác. Bộ dụng cụ tích hợp giao diện số hóa nhằm kết nối máy vi tính hiển thị kết quả. Dữ liệu thực nghiệm được thu thập nhanh chóng, trực quan và chính xác. Thiết bị tự chế tạo đáp ứng trọn vẹn yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông. Đây là bước tiến quan trọng trong việc tự chủ phương tiện dạy học tại Việt Nam.

2.1. Yêu cầu khi chế tạo dụng cụ thí nghiệm phóng xạ dạy học

Quá trình chế tạo dụng cụ thí nghiệm phóng xạ cần tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc sư phạm. Thứ nhất, thiết bị phải an toàn tuyệt đối cho người sử dụng. Thứ hai, kết cấu cơ khí cần nhỏ gọn, chịu va đập tốt và dễ bảo quản. Thứ ba, mạch điện tử phải hoạt động ổn định với nguồn điện áp thấp. Thứ tư, thiết bị cần tương thích tốt với các phần mềm máy tính phân tích dữ liệu. Thứ năm, giá thành sản xuất phải thấp hơn nhiều lần so với thiết bị ngoại nhập. Việc thỏa mãn các tiêu chí này đảm bảo khả năng nhân rộng tại các trường học.

2.2. Quy trình thiết kế bộ thiết bị thực hành phóng xạ tự làm

Quy trình thiết kế bộ thiết bị trải qua nhiều giai đoạn thử nghiệm nghiêm ngặt. Bước đầu là tính toán các thông số kỹ thuật và thiết kế sơ đồ mạch nguyên lý. Tiếp theo, mẫu thử được in 3D vỏ hộp và hàn mạch điện tử chuyên dụng. Bước ba là kiểm định độ nhạy với nguồn phóng xạ hoạt độ thấp. Mạch đếm xung được tinh chỉnh để loại trừ nhiễu phông bức xạ tự nhiên. Cuối cùng, hệ thống được hiệu chuẩn cùng thiết bị đo chuẩn quốc tế. Kết quả kiểm tra cho thấy sai số nằm trong giới hạn cho phép của thí nghiệm sư phạm.

III. Ứng dụng ống đếm Geiger Müller và buồng sương vật lý

Bộ thiết bị hoàn chỉnh bao gồm ống đếm Geiger Müller và buồng sương khuếch tán. Hai công cụ này bổ trợ lẫn nhau trong việc khám phá thế giới vi mô. Ống đếm đo đạc định lượng số xung bức xạ theo thời gian thực. Buồng sương giúp quan sát định tính quỹ đạo chuyển động của hạt tích điện. Học sinh được trực tiếp nhìn thấy vết tích của hạt alpha và hạt beta. Sự kết hợp này mang lại trải nghiệm thị giác sống động và sâu sắc. Kiến thức vật lý hạt nhân trở nên cụ thể, rõ ràng và dễ tiếp thu hơn bao giờ hết.

3.1. Cấu tạo và nguyên lý của ống đếm Geiger Müller số hóa

Hệ thống sử dụng ống đếm Geiger Müller kết hợp vi điều khiển Arduino tốc độ cao. Ống cảm biến phát hiện sự ion hóa chất khí khi có hạt phóng xạ đi qua. Xung điện áp sinh ra được mạch khuếch đại xử lý và truyền về bộ vi xử lý. Màn hình LCD hoặc máy tính hiển thị tức thời tốc độ đếm và số đếm tích lũy. Thuật toán lọc nhiễu tự động giúp loại trừ sai số môi trường xung quanh. Thiết bị cho phép thu thập chuỗi dữ liệu dài hạn phục vụ phân tích thống kê. Đây là công cụ đắc lực để tiến hành các phép đo phóng xạ chuyên sâu.

3.2. Chế tạo buồng sương phát hiện tia phóng xạ trực quan

Buồng sương khuếch tán được thiết kế nhỏ gọn với nắp kính trong suốt và đáy kim loại. Thiết bị sử dụng cồn Isopropyl bão hòa kết hợp đá khô hoặc module sò nóng lạnh Peltier. Vùng hơi cồn quá bão hòa tạo điều kiện cho hạt phóng xạ ion hóa phân tử khí. Hạt cồn ngưng tụ dọc theo quỹ đạo bay tạo thành vệt sương trắng nhìn thấy rõ. Buồng sương phát hiện tia phóng xạ cho phép phân biệt rõ vết ngắn đậm của hạt alpha và vết mảnh dài của tia beta. Thí nghiệm trực quan giúp học sinh khắc sâu bản chất hạt mang điện.

3.3. Thí nghiệm khảo sát độ đâm xuyên tia alpha beta gamma

Ống đếm Geiger Müller được dùng để thực hiện bài khảo sát độ đâm xuyên tia alpha beta gamma. Học sinh đặt các tấm cản bằng giấy, nhôm và chì xen giữa nguồn và đầu dò. Thiết bị ghi nhận sự suy giảm số đếm tương ứng với từng loại vật liệu hấp thụ. Bài thực hành chứng minh tia alpha bị chặn bởi tờ giấy, tia beta bị nhôm cản lại, và tia gamma chỉ suy giảm khi qua lớp chì dày. Học sinh tự rút ra kết luận về bản chất và năng lượng của từng loại bức xạ. Kỹ năng phân tích đồ thị thực nghiệm được phát triển vượt bậc qua bài học.

IV. Giải pháp an toàn bức xạ trong trường học phổ thông

An toàn bức xạ trong trường học là tiêu chuẩn tiên quyết khi triển khai dạy học thực nghiệm. Các thí nghiệm sử dụng nguồn phóng xạ hoạt độ thấp dưới ngưỡng quản lý an toàn. Liều chiếu xạ trong suốt buổi học nằm ở mức tương đương phông bức xạ tự nhiên. Phòng thí nghiệm được bố trí khoa học với các biển cảnh báo và quy định rõ ràng. Học sinh được hướng dẫn quy tắc che chắn, giữ khoảng cách và giới hạn thời gian tiếp xúc. Biện pháp quản lý nghiêm ngặt triệt tiêu hoàn toàn nguy cơ phơi nhiễm bức xạ. Môi trường học tập được đảm bảo an toàn tuyệt đối cho cả giáo viên và học sinh.

4.1. Tiêu chuẩn an toàn bức xạ trong trường học phổ thông

Quy định an toàn bức xạ học đường tuân thủ theo Thông tư của Bộ Khoa học và Công nghệ. Nguồn phóng xạ sử dụng trong giảng dạy phải là nguồn miễn trừ khai báo. Liều tương đương tích lũy của học sinh trong một năm học không vượt quá 1 mSv. Phòng học thực hành cần thông thoáng, có hệ thống chiếu sáng và thông gió tốt. Dụng cụ gắp nguồn chuyên dụng được trang bị đầy đủ để tránh tiếp xúc trực tiếp. Kế hoạch ứng phó sự cố bức xạ được xây dựng bài bản và phổ biến trước giờ học. Việc tuân thủ tiêu chuẩn giúp bảo vệ sức khỏe và tạo dựng niềm tin cho phụ huynh.

4.2. Quản lý nguồn phóng xạ hoạt độ thấp trong phòng thí nghiệm

Nghiên cứu đề xuất sử dụng các nguồn phóng xạ hoạt độ thấp dạng mẫu khoáng vật hoặc đầu báo khói cũ Americium-241. Các nguồn này có hoạt độ chỉ vài microCurie, tuyệt đối an toàn khi thao tác đúng cách. Nguồn được niêm phong chắc chắn trong các hộp bảo vệ có lót chì chuyên dụng. Tủ lưu trữ nguồn được khóa cẩn thận và chỉ người có trách nhiệm mới được mở. Nhật ký sử dụng nguồn phóng xạ được ghi chép chi tiết theo từng buổi học. Quy trình kiểm kê định kỳ bảo đảm không xảy ra thất thoát hay rò rỉ chất phóng xạ ra môi trường.

V. Đánh giá sự phát triển năng lực thực nghiệm học sinh

Năng lực thực nghiệm vật lý của học sinh được đánh giá toàn diện qua tiến trình dạy học. Nghiên cứu xây dựng bảng kiểm quan sát và bộ câu hỏi đánh giá theo chuẩn đầu ra. Học sinh tham gia trực tiếp vào việc đề xuất giả thuyết, lắp ráp thiết bị và đo lường. Quá trình xử lý số liệu rèn luyện tư duy phản biện và khả năng đánh giá sai số. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT ghi nhận sự tiến bộ vượt bậc của học sinh. Hứng thú học tập môn Vật lý hạt nhân tăng cao rõ rệt sau các tiết thực hành.

5.1. Khung tiêu chí đo lường năng lực thực nghiệm vật lý

Khung năng lực thực nghiệm gồm năm chỉ số hành vi cốt lõi. Chỉ số thứ nhất là khả năng xác định vấn đề và xây dựng phương án thí nghiệm. Chỉ số thứ hai là kỹ năng lựa chọn và lắp ráp thiết bị đo bức xạ. Chỉ số thứ ba là thao tác đo đạc chuẩn xác và an toàn. Chỉ số thứ tư là năng lực xử lý số liệu và vẽ đồ thị phân rã phóng xạ. Chỉ số thứ năm là khả năng phân tích nguyên nhân sai số và rút ra kết luận khoa học. Mỗi tiêu chí được phân cấp theo bốn mức độ thành thạo rõ ràng.

5.2. Hiệu quả thực tiễn qua thí nghiệm đo chu kỳ bán rã

Bài thực hành đo chu kỳ bán rã của đồng vị phóng xạ thời gian ngắn chứng minh rõ hiệu quả giáo dục. Học sinh ghi nhận số đếm xung theo các khoảng thời gian bằng nhau. Dữ liệu thực nghiệm được khớp vào đường cong hàm số mũ qua phần mềm máy tính. Kết quả tính toán chu kỳ bán rã có độ chính xác cao với sai số dưới 5%. Học sinh chủ động làm chủ quy trình nghiên cứu khoa học thực nghiệm. Năng lực giải quyết vấn đề và kỹ năng thực hành thí nghiệm được hoàn thiện toàn diện.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Giả thuyết khoa học
Các nhiệm vụ nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu
Những đóng góp của đề tài
Cấu trúc của luận án
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Các nghiên cứu về năng lực
1.1.1. Định nghĩa năng lực
1.1.2. Qui trình xây dựng khung cấu trúc năng lực
1.1.3. Dạy học bồi dưỡng, phát triển và đánh giá năng lực
1.2. Các nghiên cứu về năng lực thực nghiệm
1.2.1. Định nghĩa và cấu trúc năng lực thực nghiệm
1.2.2. Một số nghiên cứu về xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học, một số nghiên cứu dạy học bồi dưỡng và đánh giá năng lực thực nghiệm
1.3. Thiết bị thí nghiệm phóng xạ - các nghiên cứu xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm phóng xạ trên Thế giới
1.3.1. Các thiết bị thí nghiệm phóng xạ từ các hãng sản xuất thiết bị thí nghiệm lớn trên Thế giới
1.3.2. Các nghiên cứu việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm phóng xạ trong dạy học ở một số nước trên Thế giới
1.4. Những vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu
2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PHÓNG XẠ TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH
2.1. Năng lực thực nghiệm
2.1.1. Định nghĩa năng lực thực nghiệm
2.1.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm
2.1.3. Các mức độ của các chỉ số hành vi năng lực thực nghiệm
2.2. Thực trạng dạy học một số kiến thức về phóng xạ ở các trường THPT và các quan niệm về phóng xạ của HS, SV ở Việt Nam
2.2.1. Phương pháp dạy học và thực trạng thiết bị thí nghiệm để dạy học một số kiến thức về phóng xạ ở các trường THPT Việt Nam
2.2.2. Quan niệm sai về phóng xạ của HS, SV Việt Nam
2.3. Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập trong dạy học vật lí
2.3.1. Vai trò và sự cần thiết của thí nghiệm
2.3.2. Chức năng và hiệu quả giáo dục của TBTN thực tập trong DH vật lí
2.3.3. Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí
2.3.4. Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí
2.3.5. Quy trình sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí
2.3.6. Các kiểu hướng dẫn HS trong quá trình xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập
2.4. Xây dựng và sử dụng TBTN thực tập trong tiến trình dạy học GQVĐ
2.4.1. Tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo tiến trình GQVĐ
2.4.2. Tiến trình nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo triến trình GQVĐ
2.5. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí
2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ
3.1. Phân tích mục tiêu dạy học các kiến thức về phóng xạ, vật lí lớp 12
3.2. Nội dung các kiến thức về phóng xạ và các thí nghiệm về phóng xạ cần được tiến hành trong dạy học ở chương trình vật lí lớp 12
3.2.1. Nội dung các kiến thức về phóng xạ
3.2.2. Đặc điểm của các kiến thức phóng xạ và các thí nghiệm về phóng xạ cần được tiến hành
3.3. Xây dựng các thiết bị thí nghiệm về phóng xạ
3.3.1. Sự cần thiết phải xây dựng các TBTN về phóng xạ
3.3.2. Nguồn phóng xạ và mức độ an toàn
3.3.3. Buồng sương sử dụng đá khô
3.3.4. Buồng sương sử dụng chip Peltier
3.3.5. TBTN phát hiện tia phóng xạ alpha, beta nhờ tia lửa điện
3.3.6. Đầu dò sử dụng ống đếm khí Geiger- Müller
3.3.7. Hệ đầu dò điều khiển tự động từ xa qua Wifi
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH LỚP 12
4.1. Mục tiêu bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của HS qua các tiến trình dạy học phóng xạ
4.2. Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Hiện tượng phóng xạ – Các loại tia phóng xạ”
4.2.1. Tiến trình xây dựng kiến thức “Hiện tượng phóng xạ – Các loại tia phóng xạ”
4.2.2. Tiến trình dạy học cụ thể kiến thức “Hiện tượng phóng xạ – Các loại tia phóng xạ”
4.3. Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Định luật phóng xạ”
4.3.1. Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật phóng xạ”
4.3.2. Tiến trình dạy học cụ thể kiến thức “Định luật phóng xạ”
4.4. Soạn thảo tiến trình dạy học ƯDKT “Thiết bị kĩ thuật sử dụng tia để phát hiện khuyết tật trong vật liệu”
4.4.1. Tiến trình nghiên cứu ƯDKT “Thiết bị kĩ thuật sử dụng tia để phát hiện khuyết tật trong vật liệu”
4.4.2. Tiến trình dạy học cụ thể ƯDKT “Thiết bị kĩ thuật sử dụng tia để phát hiện khuyết tật trong vật liệu”
4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
5.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
5.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
5.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
5.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
5.2.1. Chọn đối tượng, địa bàn thực nghiệm sư phạm
5.2.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
5.2.3. Phương pháp thu thập và xử lí số liệu thực nghiệm
5.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
5.3.1. Phân tích định tính
5.3.2. Đánh giá định lượng
5.3.3. Đánh giá tính khả thi của các thiết bị thí nghiệm phóng xạ
5.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về phóng xạ vật lí lớp 12 theo hướng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của h

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (195 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ ANH ĐỨC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ (VẬT LÍ LỚP 12) THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 9.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. NGUYỄN NGỌC HƯNG 2. TRẦN NGỌC CHẤT HÀ NỘI – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ ANH ĐỨC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ (VẬT LÍ LỚP 12) THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 9.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. NGUYỄN NGỌC HƯNG 2.

TRẦN NGỌC CHẤT HÀ NỘI – 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào. Hà Nội, ngày. năm 2022 Tác giả luận án Lê Anh Đức ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận án, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến Thầy PGS.

Nguyễn Ngọc Hưng, Thầy TS. Trần Ngọc Chất đã tận tâm chỉ dạy, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới: Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa vật lí, Quý Thầy Cô Tổ Lí luận và Phương pháp Dạy học Bộ môn vật lí - Khoa vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới: Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, Tổ Vật lí Hạt nhân trường Đại học Sư phạm Tp.HCM đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu.

Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, Quý Thầy Cô và các em học sinh lớp 12 (niên khóa 2020-2021) trường Trung Học Thực hành Đại học Sư phạm Tp.HCM và trường THPT Trần Văn Giàu Tp.HCM, đã hợp tác, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm. Xin cảm ơn Thầy PGS. Nguyễn Văn Biên đã luôn động viên, giúp đỡ tôi; cảm ơn Th.S Nguyễn Lê Anh đã hỗ trợ tôi; cảm ơn những học trò Quốc B, Minh Duy, Minh Triết. luôn đồng hành và hỗ trợ tôi vô điều kiện.

Cảm ơn bạn Lê Hải Mỹ Ngân luôn chia sẻ và động viên tinh thần cùng tiến với tôi. Cảm ơn các anh/ chị NCS đã luôn chia sẻ, đóng góp ý kiến quý báu cho luận án của tôi. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, ngày.

năm 2022 Tác giả luận án Lê Anh Đức iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC CÁC BẢNG. viii DANH MỤC CÁC HÌNH .ix DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ .xii MỞ ĐẦU. Lí do chọn đề tài.

Mục đích nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Giả thuyết khoa học. Các nhiệm vụ nghiên cứu.

Các phương pháp nghiên cứu. Những đóng góp của đề tài. Cấu trúc của luận án. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

Các nghiên cứu về năng lực. Định nghĩa năng lực. Qui trình xây dựng khung cấu trúc năng lực. Dạy học bồi dưỡng, phát triển và đánh giá năng lực.

Các nghiên cứu về năng lực thực nghiệm. Định nghĩa và cấu trúc năng lực thực nghiệm. Một số nghiên cứu về xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học, một số nghiên cứu dạy học bồi dưỡng và đánh giá năng lực thực nghiệm. Thiết bị thí nghiệm phóng xạ - các nghiên cứu xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm phóng xạ trên Thế giới.

Các thiết bị thí nghiệm phóng xạ từ các hãng sản xuất thiết bị thí nghiệm lớn trên Thế giới. Các nghiên cứu việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm phóng xạ trong dạy học ở một số nước trên Thế giới. Những vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PHÓNG XẠ TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH.

Năng lực thực nghiệm. Định nghĩa năng lực thực nghiệm. Cấu trúc năng lực thực nghiệm. Các mức độ của các chỉ số hành vi năng lực thực nghiệm.

Thực trạng dạy học một số kiến thức về phóng xạ ở các trường THPT và các quan niệm về phóng xạ của HS, SV ở Việt Nam. Phương pháp dạy học và thực trạng thiết bị thí nghiệm để dạy học một số kiến thức về phóng xạ ở các trường THPT Việt Nam. Quan niệm sai về phóng xạ của HS, SV Việt Nam. Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập trong dạy học vật lí.

Vai trò và sự cần thiết của thí nghiệm. Chức năng và hiệu quả giáo dục của TBTN thực tập trong DH vật lí. Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí. Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí.

Quy trình sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí. Các kiểu hướng dẫn HS trong quá trình xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập. Xây dựng và sử dụng TBTN thực tập trong tiến trình dạy học GQVĐ. Tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo tiến trình GQVĐ.

Tiến trình nghiên cứu các ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo triến trình GQVĐ. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí. 39 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ.

Phân tích mục tiêu dạy học các kiến thức về phóng xạ, vật lí lớp 12. Nội dung các kiến thức về phóng xạ và các thí nghiệm về phóng xạ cần được tiến hành trong dạy học ở chương trình vật lí lớp 12. Nội dung các kiến thức về phóng xạ. Đặc điểm của các kiến thức phóng xạ và các thí nghiệm về phóng xạ cần được tiến hành.

Xây dựng các thiết bị thí nghiệm về phóng xạ. Sự cần thiết phải xây dựng các TBTN về phóng xạ. Nguồn phóng xạ và mức độ an toàn. Buồng sương sử dụng đá khô.

Buồng sương sử dụng chip Peltier. TBTN phát hiện tia phóng xạ alpha, beta nhờ tia lửa điện. Đầu dò sử dụng ống đếm khí Geiger- Müller. Hệ đầu dò điều khiển tự động từ xa qua Wifi.

72 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHÓNG XẠ THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH LỚP 12. Mục tiêu bồi dưỡng năng lực thự nghiệm của HS qua các tiến trình dạy học phóng xạ. Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Hiện tượng phóng xạ – Các loại tia phóng xạ”.

Tiến trình xây dựng kiến thức “Hiện tượng phóng xạ – Các loại tia phóng xạ”. Tiến trình dạy học cụ thể kiến thức “Hiện tượng phóng xạ – Các loại tia phóng xạ”. Soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Định luật phóng xạ”. Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật phóng xạ”.

Tiến trình dạy học cụ thể kiến thức “Định luật phóng xạ”. Soạn thảo tiến trình dạy học ƯDKT “Thiết bị kĩ thuật sử dụng tia  để phát hiện khuyết tật trong vật liệu”. Tiến trình nghiên cứu ƯDKT “Thiết bị kĩ thuật sử dụng tia  để phát hiện khuyết tật trong vật liệu”. Tiến trình dạy học cụ thể ƯDKT “Thiết bị kĩ thuật sử dụng tia  để phát hiện khuyết tật trong vật liệu”.

102 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm. Mục đích thực nghiệm sư phạm.

Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm. Tiến hành thực nghiệm sư phạm. Chọn đối tượng, địa bàn thực nghiệm sư phạm. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm.

Phương pháp thu thập và xử lí số liệu thực nghiệm. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. Phân tích định tính. Đánh giá định lượng.

Đánh giá tính khả thi của các thiết bị thí nghiệm phóng xạ. 135 KẾT LUẬN CHƯƠNG 5. 136 KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT. 137 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ.

139 TÀI LIỆU THAM KHẢO .PL vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Thứ tự Từ viết tắt Từ viết đầy đủ 1 DH Dạy học 2 GQVĐ Giải quyết vấn đề 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 SV Sinh viên 6 NL Năng lực 7 ThN Thực nghiệm 8 NLThN Năng lực thực nghiệm 9 CSHV Chỉ số hành vi 10 TN Thí nghiệm 11 TBTN Thiết bị thí nghiệm 12 Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh 13 ThNSP Thực nghiệm sư phạm 14 THPT Trung học phổ thông 15 ƯDKT Ứng dụng kĩ thuật 16 HN Hạt nhân 17 PX Phóng xạ 18 HĐ Hoạt động 19 SGK Sách giáo khoa 20 TBKT Thiết bị kĩ thuật 21 NTHĐ Nguyên tắc hoạt động 22 G-M Geiger- Müller 23 GDPT Giáo dục phổ thông viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm. Các yêu cầu cần đạt về nội dung kiến thức phần Vật lí HN và phóng xạ 42 Bảng 3. Phân loại và đặc điểm của các loại tia PX.

Các thiết bị cần thiết để chế tạo đầu dò sử dụng ống đếm G-M. Bồi dưỡng NLThN qua việc dạy học từng nội dung kiến thức phóng xạ 75 Bảng 5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm .109 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Cấu trúc khung năng lực [9], [12].

Qui trình dạy học TN mở để bồi dưỡng NLThN [35]. Nguồn PX alpha-beta, gamma [43] có hoạt độ thấp. Đá tự nhiên có PX alpha-beta (Uranium Ore), được bán trên các trang thương mại điện tử eBay, Amazon. Các thành tố của NLThN.

Kết quả khảo sát HS về phương tiện và hình thức dạy học các kiến thức PX ở trường THPT mà GV sử dụng. Đồ thị biểu diễn sự suy giảm của số hạt nhân PX .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Lê Anh Đức (2022). Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/giao-duc-hoc/phuong-phap-giang-day/luan-an-tien-si-xay-dung-thiet-bi-thi-nghiem-phong-xa-lop-12

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục nghiên cứu xây dựng và ứng dụng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12, nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh.

Luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Năm bảo vệ: 2022.

Luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" thuộc chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí. Danh mục: Phương Pháp Giảng Dạy.

Luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" có bao nhiêu trang?

Luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" có 195 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Xây dựng thiết bị thí nghiệm phóng xạ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter