Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12

Lê Anh Đức

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục: Xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12 theo hướng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm - Lê Anh Đức

Nghiên cứu xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ vật lí lớp 12, bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh, nâng cao hiệu quả giáo dục.

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

2022

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. Bộ thí nghiệm phóng xạ vật lí 12 phát triển năng lực
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:: Lê Anh Đức
Năm:: 2022

Tóm tắt nội dung luận án

I. Bộ thí nghiệm phóng xạ vật lí 12 phát triển năng lực

Dạy học vật lí tại trường phổ thông đòi hỏi gắn liền với thực hành và quan sát. Kiến thức phóng xạ lớp 12 vốn mang tính trừu tượng cao và khó tiếp cận trực tiếp. Việc chế tạo bộ thí nghiệm phóng xạ vật lí 12 giải quyết triệt để rào cản nhận thức này. Thiết bị giúp trực quan hóa sinh động các quá trình phân rã hạt nhân phức tạp. Học sinh chủ động tiếp cận kiến thức khoa học thông qua thao tác thực nghiệm trực tiếp. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông. Người học rèn luyện kĩ năng thu thập dữ liệu, phân tích đồ thị và rút ra quy luật vật lí. Đề tài mở ra giải pháp hiện đại hóa thiết bị giáo dục với chi phí tối ưu. Phương pháp thực hành thay thế lối dạy truyền thụ một chiều truyền thống. Nhờ đó, hiệu quả tiếp thu kiến thức và hứng thú học tập tăng cao rõ rệt.

1.1. Thực trạng dạy học kiến thức phóng xạ tại trường phổ thông

Nhiều trường phổ thông hiện nay thiếu hụt giáo cụ thực hành về phần vật lí hạt nhân. Giáo viên chủ yếu sử dụng tranh ảnh tĩnh hoặc phần mềm mô phỏng trên máy tính. Học sinh ghi nhớ công thức một cách máy móc mà thiếu trải nghiệm thực tế. Các khái niệm như tia phóng xạ, độ phóng xạ và chu kỳ bán rã trở nên xa lạ. Nhiều học sinh còn hình thành quan niệm sai lầm về mức độ nguy hiểm của bức xạ. Nhu cầu trang bị bộ thiết bị thí nghiệm an toàn, chi phí thấp là rất cấp thiết. Thực trạng này cản trở quá trình hình thành phẩm chất khoa học của người học. Việc đổi mới công cụ thực hành tạo tiền đề vững chắc nâng cao chất lượng giáo dục.

1.2. Mục tiêu phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là bồi dưỡng toàn diện năng lực thực nghiệm. Học sinh được rèn luyện quy trình giải quyết vấn đề từ giả thuyết đến kiểm chứng. Quá trình thao tác với thiết bị giúp học sinh làm chủ kĩ năng đo lường vật lí. Người học biết cách bố trí dụng cụ, điều chỉnh thông số và xử lí sai số ngẫu nhiên. Năng lực tư duy phản biện được nâng cao khi phân tích kết quả đo thực tế. Hoạt động nhóm trong phòng thí nghiệm thúc đẩy tinh thần hợp tác khoa học. Học sinh tự tin ứng dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống và định hướng nghề nghiệp tương lai.

II. Cơ sở lí luận và phương pháp dạy học vật lí hiện đại

Nghiên cứu vận dụng sâu sắc các nguyên lí từ lí luận và phương pháp dạy học vật lí. Dạy học giải quyết vấn đề đóng vai trò chủ đạo trong toàn bộ tiến trình sư phạm. Học sinh không chỉ tiếp nhận định luật có sẵn mà trực tiếp tham gia xây dựng tri thức. Thiết bị thực nghiệm đóng vai trò là phương tiện kích thích nhận thức khoa học. Giáo viên tổ chức tình huống có vấn đề xoay quanh hiện tượng phân rã phóng xạ. Học sinh tự đề xuất phương án đo lường, thiết kế thí nghiệm và thảo luận kết luận. Mô hình dạy học này chuyển trọng tâm từ truyền thụ kiến thức sang phát triển năng lực người học. Khung lí thuyết vững chắc đảm bảo tính khoa học cho toàn bộ đề tài.

2.1. Cấu trúc khung năng lực thực nghiệm vật lí chuyên biệt

Khung năng lực thực nghiệm trong đề tài được xây dựng theo các tiêu chí hành vi rõ ràng. Cấu trúc gồm bốn thành tố chính: đề xuất giả thuyết, thiết kế phương án, tiến hành thí nghiệm và đánh giá kết luận. Mỗi thành tố chia thành nhiều chỉ số hành vi đo lường được. Thang đo định lượng hỗ trợ giáo viên đánh giá chính xác sự tiến bộ của từng học sinh. Tiêu chí đánh giá bám sát chuẩn đầu ra của chương trình giáo dục phổ thông. Học sinh nhận biết rõ điểm mạnh và điểm cần cải thiện trong từng kĩ năng. Khung năng lực cung cấp công cụ đánh giá khách quan, tin cậy cho giáo viên vật lí.

2.2. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề trong vật lí hạt nhân

Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề được thiết kế linh hoạt qua chuỗi hoạt động học tập. Học sinh tiếp cận hiện tượng phóng xạ qua câu hỏi thực tiễn và mâu thuẫn nhận thức. Từng nhóm học sinh thảo luận để tìm giải pháp đo lường các hạt mang năng lượng cao. Thiết bị thí nghiệm trở thành công cụ đắc lực để học sinh kiểm chứng phán đoán cá nhân. Giáo viên đóng vai trò định hướng, hỗ trợ kĩ thuật và chuẩn hóa kiến thức. Học sinh rút ra quy luật phân rã thông qua bảng số liệu đếm xung thực tế. Phương pháp này kích thích tối đa tư duy độc lập và hứng thú học tập bộ môn.

III. Chế tạo thiết bị dạy học tự làm với ống đếm Geiger

Nghiên cứu tập trung thiết kế thiết bị dạy học tự làm đạt chuẩn kĩ thuật sư phạm cao. Điểm nhấn là ứng dụng ống đếm Geiger-Müller giáo dục kết hợp vi điều khiển thông minh. Mạch điện tử được tối ưu hóa nhằm ghi nhận chính xác các hạt phóng xạ beta và gamma. Giao diện hiển thị trực quan thông số số đếm theo thời gian thực trên màn hình kĩ thuật số. Thiết bị kết nối máy tính để tự động vẽ đồ thị phân rã phóng xạ. Chi phí chế tạo thấp, phù hợp với điều kiện ngân sách của nhiều trường phổ thông. Độ bền cơ học và tính ổn định tín hiệu được kiểm định chặt chẽ qua nhiều lần đo thử nghiệm.

3.1. Thiết kế ống đếm Geiger Müller giáo dục độ chính xác cao

Ống đếm Geiger-Müller giáo dục được lựa chọn kĩ lưỡng với điện áp hoạt động tối ưu. Mạch tạo cao áp được thiết kế an toàn, cách ly hoàn toàn với người sử dụng. Hệ thống xử lí tín hiệu lọc nhiễu xung điện từ môi trường xung quanh một cách hiệu quả. Bộ đếm xung vi xử lí ghi nhận liên tục số lượng hạt phát xạ trong từng khoảng thời gian xác định. Màn hình LCD hoặc phần mềm máy tính hiển thị trực tiếp số đếm xung theo giây hoặc theo phút. Cấu trúc thiết bị gọn nhẹ, thuận tiện cho việc di chuyển giữa các phòng học. Dụng cụ này mang lại độ tin cậy vượt trội so với các thiết bị truyền thống.

3.2. Ứng dụng nguồn phóng xạ hoạt độ thấp an toàn tuyệt đối

Hệ thống sử dụng các mẫu nguồn phóng xạ hoạt độ thấp đạt tiêu chuẩn an toàn học đường. Mẫu nguồn phổ biến là các khoáng vật tự nhiên hoặc que hàn chứa đồng vị phóng xạ yếu. Hoạt độ phóng xạ nằm trong giới hạn miễn trừ theo quy chuẩn an toàn bức xạ quốc gia. Bức xạ phát ra chỉ đủ để cảm biến ghi nhận xung mà không gây hại cho sức khỏe con người. Học sinh hoàn toàn yên tâm khi trực tiếp thao tác mẫu vật trong suốt tiết học. Sự kết hợp này phá vỡ rào cản tâm lí e ngại phóng xạ của phụ huynh và học sinh.

3.3. Kĩ thuật đo chu kỳ bán rã trong phòng thí nghiệm trường học

Thiết bị hỗ trợ đo chu kỳ bán rã trong phòng thí nghiệm với độ chính xác cao. Học sinh tiến hành đo số đếm xung giảm dần theo thời gian của mẫu đồng vị phân rã nhanh. Dữ liệu thực nghiệm được phần mềm tự động thu thập và khớp đường cong hàm mũ chuẩn. Học sinh xác định trực tiếp hằng số phân rã và chu kỳ bán rã từ đồ thị thực nghiệm. Sai số đo lường nằm trong giới hạn cho phép của thí nghiệm giáo khoa. Trải nghiệm đo đạc thực tế giúp học sinh hiểu sâu sắc bản chất thống kê của hiện tượng phóng xạ.

IV. Thực nghiệm sư phạm môn vật lí đảm bảo an toàn bức xạ

Quá trình thực nghiệm sư phạm môn vật lí được tiến hành bài bản tại các trường trung học phổ thông. Nghiên cứu kiểm tra tính khả thi của thiết bị và giáo án bài học trên nhiều lớp học đối chứng. Yếu tố an toàn bức xạ trong trường học luôn được đặt lên hàng đầu trong suốt quá trình triển khai. Mọi thao tác đo đạc đều tuân thủ quy trình kiểm soát bức xạ nghiêm ngặt. Kết quả thực nghiệm khẳng định học sinh lớp thực nghiệm đạt điểm số năng lực vượt trội so với lớp đối chứng. Sự hứng thú và tính tích cực học tập của học sinh tăng lên rõ rệt qua từng giờ học thực hành.

4.1. Quy trình kiểm soát an toàn bức xạ trong trường học chuẩn

Quy chuẩn an toàn bức xạ trong trường học được cụ thể hóa bằng hướng dẫn chi tiết cho giáo viên. Thiết bị có lớp chắn chì bảo vệ khi cất giữ và chỉ mở nắp khi tiến hành đo đạc. Khoảng cách làm việc an toàn và thời gian tiếp xúc được tính toán kĩ lưỡng. Nồng độ liều chiếu bức xạ xung quanh khu vực thí nghiệm luôn ở mức nền tự nhiên an toàn. Giáo viên và học sinh được trang bị kiến thức bảo hộ cơ bản trước khi bước vào giờ học. Việc tuân thủ quy trình tạo dựng môi trường học tập khoa học, an toàn và chuyên nghiệp.

4.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm môn vật lí định lượng

Dữ liệu đánh giá từ đợt thực nghiệm sư phạm môn vật lí được phân tích bằng toán thống kê khoa học. Kết quả kiểm tra năng lực cho thấy nhóm thực nghiệm có sự cải thiện rõ rệt về kĩ năng thực hành. Học sinh nhóm thực nghiệm phân tích biểu đồ và tính toán chu kỳ bán rã nhanh hơn nhóm đối chứng. Điểm trung bình và độ lệch chuẩn của các bài kiểm tra khẳng định hiệu quả vượt bậc của mô hình. Tỉ lệ học sinh đạt mức năng lực cao tăng từ 15% lên hơn 45%. Phản hồi từ giáo viên bộ môn khẳng định thiết bị vận hành ổn định và dễ sử dụng.

V. Giải pháp dạy học vật lí hạt nhân chương trình 2018

Công trình mở ra giải pháp dạy học vật lí hạt nhân chương trình 2018 mang tính thực tiễn cao. Chương trình mới chuyển từ truyền thụ kiến thức sang phát triển phẩm chất và năng lực học sinh. Bộ thí nghiệm tự tạo cung cấp giải pháp khả thi cho các trường phổ thông chưa có điều kiện mua sắm thiết bị ngoại nhập đắt tiền. Giáo viên dễ dàng nhân rộng mô hình nhờ linh kiện điện tử phổ biến trên thị trường. Bài học vật lí trở nên sinh động, kết nối trực tiếp bài giảng lí thuyết với công nghệ hiện đại. Đề tài đóng góp thiết thực vào kho tàng thiết bị dạy học tự chế của ngành giáo dục.

5.1. Tích hợp thiết bị tự làm vào chương trình giáo dục mới

Bộ thiết bị dễ dàng tích hợp vào kế hoạch bài dạy chuyên đề vật lí hạt nhân lớp 12. Giáo viên linh hoạt tổ chức các hoạt động nghiên cứu STEM và dự án học tập sáng tạo. Học sinh tự tay lắp ráp cảm biến, lập trình vi điều khiển và đo đạc thông số bức xạ. Hoạt động này liên kết kiến thức vật lí với tin học, điện tử và công nghệ chế tạo. Học sinh phát triển tư duy kĩ thuật bên cạnh tư duy vật lí hàn lâm. Mô hình học tập trải nghiệm giúp học sinh định hướng nghề nghiệp trong các ngành kĩ thuật cao.

5.2. Khả năng nhân rộng thiết bị thí nghiệm tại các trường THPT

Thiết kế kĩ thuật của bộ thí nghiệm có độ mở lớn, sử dụng linh kiện module dễ tìm kiếm. Bản vẽ chi tiết và mã nguồn lập trình có thể chuyển giao rộng rãi cho giáo viên các tỉnh thành. Chi phí lắp ráp một bộ thiết bị chỉ bằng một phần nhỏ so với thiết bị thương mại cùng tính năng. Các trường có thể tổ chức câu lạc bộ khoa học để học sinh tự lắp ráp thiết bị dưới sự hướng dẫn của thầy cô. Giải pháp này giúp giải quyết bài toán thiếu hụt thiết bị thực hành vật lí một cách bền vững và hiệu quả.

05/07/2026

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

2. Mục đích nghiên cứu

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4. Giả thuyết khoa học

5. Các nhiệm vụ nghiên cứu

6. Các phương pháp nghiên cứu

7. Những đóng góp của đề tài

8. 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 thự 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 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

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). Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12 [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/vat-ly/vat-ly-nguyen-tu-hat-nhan/luan-an-tien-si-xay-dung-thiet-bi-thi-nghiem-day-hoc-phong-xa-lop-12

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" nghiên cứu về vấn đề gì?

Nghiên cứu xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ vật lí lớp 12, bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh, nâng cao hiệu quả giáo dục.

Luận án "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" 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 "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" thuộc chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí. Danh mục: Vật Lý Nguyên Tử Hạt Nhân.

Luận án "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" có 195 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ xây dựng thiết bị thí nghiệm dạy học phóng xạ lớp 12" 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