Khóa luận tốt nghiệp: Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương Chất Khí - Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:155

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu trúc của luận văn gồm phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, cấu trúc của đề tài nghiên cứu có 3 chương: Chương 1 - Cơ sở lý luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM. Chương 2 - Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM. Chương 3 - Thực nghiệm sư phạm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương Chất Khí - Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ LÊ NGUYỄN THANH THỦY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý TP. Hồ Chí Minh, năm 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Người thực hiện: Lê Nguyễn Thanh Thủy Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Nga TP. Hồ Chí Minh, năm 2019
LỜI CẢM ƠN Từ những ngày đầu thực hiện đến khi hoàn thành luận văn, đó là cả một quá trình cố gắng học tập và trưởng thành lên từng ngày của bản thân em. Trong quá trình đó, thầy cô, gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, hỗ trợ và động viên em rất nhiều. Vì vậy, xin cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Quý thầy cô giảng viên khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, sự nhiệt huyết với nghề cho em trong suốt quá trình học tập tại trường. Hơn bao giờ hết, chúng em cảm nhận được sự quan tâm, dạy dỗ ân cần và tận tâm từ thầy cô. - Thầy TS. Nguyễn Thanh Nga, giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn, hỗ trợ, dìu dắt em thực hiện luận văn. Thầy - với kinh nghiệm, sự nhiệt huyết cùng lòng yêu nghề của mình - đã truyền đạt tận tình cho em các kiến thức chuyên môn. Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và động viên những lúc em khó khăn; tạo điều kiện thuận lợi cho em được giao lưu, học hỏi cùng câu lạc bộ STEM của trường THCS - THPT Hoa Sen, hỗ trợ em rất nhiều trong quá trình em thực nghiệm sư phạm. Những dạy dỗ, hỗ trợ và góp ý từ thầy quả thật rất quý báu để em có thể hoàn thành được luận văn của mình. - Thầy ThS Hoàng Phước Muội - Giáo viên môn Vật lý trường THCS - THPT Hoa Sen đã giúp em thực nghiệm sư phạm. - Ban giám hiệu trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9), quý thầy cô tổ Vật lý, các anh chị trong ban chủ nhiệm câu lạc bộ STEM đã tạo điều kiện cho em tham dự, quan sát, tiếp cận học sinh, phân tích tiến trình, thực nghiệm sư phạm tại trường, làm cơ sở để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 04 năm 2019 Sinh viên Lê Nguyễn Thanh Thủy
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GDPT Giáo dục phổ thông GV Giáo viên HN Hà Nội HS Học sinh NL Năng lực NXB Nhà xuất bản SGK Sách giáo khoa SP Sư phạm THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông ThS Thạc sĩ TNSP Thực nghiệm sư phạm TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh TS Tiến sĩ
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Nội dung của hoạt động trải nghiệm..........................................................7 Bảng 1.2. Biện pháp phát triển NL sáng tạo của HS............................................... 15 Bảng 2.1. Các đơn vị kiến thức chương “Chất khí” trong SGK Vật lý 10 cơ bản.. 21 Bảng 2.2. Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người.......................................................................................................................... 38 Bảng 2.3. Quy trình chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người........40 Bảng 2.4. Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles42 Bảng 2.5. Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles......................................44 Bảng 2.6. Vật liệu và thiết bị thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.........................................................................................................................46 Bảng 2.7. Bố trí và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac...........47 Bảng 2.8. Vật liệu và thiết bị chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu........48 Bảng 2.9. Quy trình chế tạo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu......................49 Bảng 2.10. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người” theo định hướng giáo dục STEM.........50 Bảng 2.11. Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người........................................................................................................ 54 Bảng 2.12. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “ Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles” theo định hướng giáo dục STEM.............. 55 Bảng 2.13. Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles58 Bảng 2.14. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac” theo định hướng giáo dục STEM........ 59 Bảng 2.15. Tiêu chí đánh giá báo cáo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.........................................................................................................................62 Bảng 2.16. Phân bố thời gian kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu” theo định hướng giáo dục STEM...........................63 Bảng 2.17. Tiêu chí đánh giá báo cáo mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu......66 Bảng2.18. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS đối với chủ đề ......................... 67
Bảng 2.19. Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo của HS đối với chủ đề.......................... 70 Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực và biểu hiện cụ thể của HS.................... 91 Bảng 3.2. Tiêu chí đánh giá NL sáng tạo và biểu hiện cụ thể của HS.....................94 Bảng 3.3. Bảng phân bố điểm số chủ đề mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người của lớp 10C3............................................................................................. 96 Bảng 3.4. Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C7 trả lời đúng theo từng câu hỏi...97 Bảng 3.5. Bảng phân bố điểm số chủ đề thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của lớp 10C10.......................................................................................98 Bảng 3.6. Bảng biểu diễn số lượng HS lớp 10C10 trả lời đúng theo từng câu hỏi.99
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định hướng giáo dục STEM............................................................................................... 19 Hình 2.1. Đường đẳng nhiệt..................................................................................... 25 Hình 2.2. Đường đẳng tích....................................................................................... 25 Hình 2.3. Đường đẳng áp......................................................................................... 26 Hình 2.4. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người”........................................................................................................................ 28 Hình 2.5. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles”31 Hình 2.6. Ý tưởng thực xây dựng chủ đề “Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac”...................................................................................................................... 33 Hình 2.7. Ý tưởng xây dựng chủ đề “Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu”..... 36 Hình 3.1. Vật liệu và thiết bị chủ đề 1 được trang bị cho mỗi nhóm HS................. 75 Hình 3.2. Vật liệu và thiết bị chủ đề 2 được trang bị cho mỗi nhóm HS................. 75 Hình 3.3. GV đặt vấn đề với HS lớp 10C7............................................................... 77 Hình 3.4. HS nhóm 6 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để vẽ sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người.......................................................................... 78 Hình 3.5. HS nhóm 2 lớp 10C3 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để vẽ sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người.......................................................................... 78 Hình 3.6. HS nhóm 5 lớp 10C7 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn để thiết kế, chế tạo mô hình..........................................................................................................79 Hình 3.7. HS nhóm 4 lớp 10C3 đang vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài...........................................................................................................................79 Hình 3.8. HS nhóm 2 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn để tìm kiếm vật liệu phù hợp với mô hình..................................................................................... 81 Hình 3.9. HS nhóm 5 lớp 10C3 đang phối hợp với nhau để hoàn thành nhiệm vụ học tập........................................................................................................................81 Hình 3.10. HS nhóm 1 lớp 10C7 và mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.......................................................................................................................... 82
Hình 3.11. Sơ đồ tư duy về hô hấp ngoài ở cơ thể người của nhóm 6 lớp 10C3.... 83 Hình 3.12. GV tổ chức cho HS lớp 10C7 trưng bày và vận hành sản phẩm........... 84 Hình 3.13. GV đang đặt vấn đề với HS lớp 10C10.................................................. 85 Hình 3.14. HS nhóm 1 lớp 10C10 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn................86 Hình 3.15. HS nhóm 4 lớp 10C10 đang tìm hiểu dụng cụ đo để kiểm chứng định luật Charles................................................................................................................87 Hình 3.16. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm với bình cầu lớn hơn.88 Hình 3.17. HS nhóm 4 lớp 10C10 đang thực hiện thí nghiệm................................. 88 Hình 3.18. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang trình bày phần báo cáo của nhóm............89 Hình 3.19. HS nhóm 1 lớp 10C7 đang trả lời câu hỏi đặt vấn đề của GV.............. 91 Hình 3.20. Sơ đồ tư duy của HS nhóm 5 lớp 10C10 về định luật Charles và phương pháp kiểm chứng định luật Charles.......................................................................... 91 Hình 3.21. Các HS nhóm 2 lớp 10C10 đang phối hợp cùng nhau thực hiện các nhiệm vụ học tập........................................................................................................ 92 Hình 3.22. HS nhóm 3 lớp 10C7 đang trao đổi với GV khi gặp khó khăn trong nhiệm vụ vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về hô hấp ngoài ở cơ thể người........ 92 Hình 3.23. Sơ đồ tư duy của HS nhóm 6 lớp 10C3 về hô hấp ngoài ở cơ thể người.93 Hình 3.24. HS nhóm 6 lớp 10C10 đang nghiên cứu tài liệu hướng dẫn................. 93 Hình 3.25. HS nhóm 2 lớp 10C3 đang tập trung thảo luận để tìm ra phương án chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người................................................ 93 Hình 3.26. Poster giới thiệu về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người của nhóm 3 lớp 10C3........................................................................................................94 Hình 3.27. Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm 1 lớp 10C10......................................................................................................................... 94 Hình 3.28. HS nhóm 2 lớp 10C10 đang đề ra giải pháp thiết kế bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles với những dụng cụ mà GV đã cung cấp............................95 Hình 3.29. Poster giới thiệu bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles của nhóm 6 lớp 10C10 với những khó khăn và biện pháp khắc phục do nhóm đề xuất...........95 Hình 3.30. Nhóm 1 lớp 10C7 đang nghiên cứu lại tài liệu hướng dẫn sau khi vận hành không thành công mô hình............................................................................... 96
MỤC LỤC MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài....................................................................................................1 2. Mục đích của đề tài................................................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................ 3 3.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 3 3.2. Phạm vi nghiên cứu...................................................................................... 3 4. Giả thuyết khoa học...............................................................................................3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................................................3 6. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 3 7. Cấu trúc của luận văn........................................................................................... 4 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM......................................... 5 1.1. Hoạt động trải nghiệm................................................................................. 5 1.1.1. Định nghĩa hoạt động trải nghiệm......................................................5 1.1.2. Bản chất của hoạt động trải nghiệm...................................................6 1.1.3. Nội dung của hoạt động trải nghiệm.................................................. 7 1.1.4. Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm..................................... 8 1.2. Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM....................... 9 1.2.1. Giáo dục STEM.................................................................................... 9 1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM...................................................................10 1.2.3. Bản chất hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.10 1.3. Phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM............................................................................. 11 1.3.1. Định nghĩa tính tích cực....................................................................11 1.3.2. Biểu hiện tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM................................................................11
1.3.3. Biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 12 1.4. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.....................................................................13 1.4.1. Khái niệm năng lực............................................................................13 1.4.2. Khái niệm năng lực sáng tạo.............................................................13 1.4.3. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 14 1.4.4. Biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................. 15 1.5. Tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định hướng giáo dục STEM...................................................................................... 16 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................................ 20 CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CHẤT KHÍ - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM...............................................................................................................21 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10”............... 21 2.2. Xây dựng nội dung hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM..............................................................27 2.2.1. Chủ đề 1: Mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người.......27 2.2.2. Chủ đề 2: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Charles.................30 2.2.3. Chủ đề 3: Bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay Lussac.......... 32 2.2.4. Chủ đề 4: Mô hình dự báo thời tiết phong vũ biểu..........................35 2.3. Tổ chức hoạt động trải nghiệm nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 38 2.3.1. Vật liệu và thiết bị tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM............................................................................................. 38 2.3.2. Kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM............................................................................................................ 50
2.4. Công cụ đánh giá hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................................................................................................. 66 2.4.1. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 66 2.4.2. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của HS trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.................................................. 69 2.4.3. Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức............................................. 71 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................................ 72 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM..........................................................73 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm............................................................... 73 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.............................................................. 73 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm........................................................ 73 3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm....................................................................................................................73 3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm............................................................... 74 3.6. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm.............................................. 75 3.6.1. Giai đoạn 1: Chuẩn bị........................................................................75 3.6.2. Giai đoạn 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm trên lớp học..............76 3.6.3. Giai đoạn 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả dạy học trên lớp...........90 3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm.................................................................. 90 3.7.1. Đánh giá tính tích cực....................................................................... 90 3.7.2. Đánh giá năng lực sáng tạo.............................................................. 94 3.7.3. Đánh giá định lượng..........................................................................96 3.7.4. Đánh giá chung về việc tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM trong chương “Chất khí”................................... 100 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3...................................................................................... 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................104 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................105
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Thời gian qua, các nhà quản lý giáo dục và nghiên cứu về giáo dục rất quan tâm đến học tập thông qua trải nghiệm, nhằm chuyển đổi hình thức dạy học từ chú trọng định hướng nội dung cho người học sang dạy học phát triển năng lực (NL). Tổ chức hoạt động trải nghiệm đã trở thành xu hướng tất yếu trong các môn học và Vật lý cũng không là ngoại lệ. Theo Nguyễn Thị Liên và cộng sự (2016): “Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự thống nhất giữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho học sinh (HS) niềm tin, tình cảm, những NL cần có của người công dân trong tương lai (phát triển toàn diện nhân cách HS); Tổ chức các loại hình hoạt động giáo dục và các mối quan hệ giao tiếp phong phú, đa dạng cho HS, cụ thể như: hoạt động sáng tạo khoa học kĩ thuật, hoạt động xã hội, hoạt động văn hóa nghệ thuật, định hướng nghề nghiệp… Nhờ đó HS nhận biết rõ hơn về chính mình, phát hiện ra và chứng minh những khả năng của mình, tích lũy kinh nghiệm để chuyển hóa thành NL; HS được thực hành, luyện tập, thiết kế, chế tạo… các sản phẩm mang tính ứng dụng cao trong thực tiễn” [14]. Đồng thời, theo Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018): “Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động, tổng hợp các kiến thức, kĩ năng của các môn học khác nhau để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó chuyển hóa những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, kĩ năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề nghiệp tương lai” [4]. Như vậy, tổ chức hoạt động trải nghiệm là một giải pháp tăng hiệu quả dạy học, góp phần phát triển NL HS. Thông qua hoạt động trải nghiệm HS làm chủ tri thức, có khả năng nhìn nhận vấn đề một cách toàn diện và linh hoạt hơn khi giải quyết các vấn đề thực tiễn. Từ đó, HS phát triển các NL cá nhân chung và một số NL đặc thù riêng.
2 Mặt khác, theo Nguyễn Thanh Nga và cộng sự (2018): “Mục tiêu của giáo dục STEM là hướng đến phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM: Khoa học (S), Công nghệ (T), Kỹ thuật (E), Toán học (M); phát triển NL cốt lõi và định hướng nghề nghiệp cho HS. Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM giúp HS liên kết kiến thức khoa học và toán học để giải quyết vấn đề thực tiễn” [17], [19]. Do đó, nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, sẽ tăng tính tích cực và phát triển NL cho HS như: NL làm việc nhóm, NL thực hành, NL giải quyết vấn đề, NL sáng tạo, NL phản biện…. Vật lý là môn khoa học mang tính ứng dụng cao. Các kiến thức vật lý ở bậc học phổ thông được xây dựng theo hình thức gắn liền lý thuyết với thực nghiệm. Đồng thời, môn học cũng được hỗ trợ bởi nhiều công cụ toán học và có liên quan mật thiết đến công nghệ, kĩ thuật. Vì vậy, ta có thể ứng dụng hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM vào dạy học vật lý. Thông qua các hoạt động này, HS hình thành và phát triển thế giới quan khoa học, hình thành tình yêu thiên nhiên, biết tôn trọng các quy luật của tự nhiên, phát triển NL tìm hiểu và khám phá, NL vận dụng tổng hợp các kiến thức khoa học để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống. Chương “Chất khí - Vật lý 10” nghiên cứu về cấu tạo chất, tính chất khí và các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí [1]; có liên quan trực tiếp đến nhiều môn khoa học như hóa học, sinh học, địa lý… Do đó, chương học có tính liên môn và mang tính ứng dụng cao. Tuy nhiên, bố cục xây dựng kiến thức của chương học trong sách giáo khoa (SGK) vật lý 10 còn nặng về lý thuyết, nhiều bài thực hành khó thực hiện, nên ít cơ hội cho HS trải nghiệm. Vì vậy, ta có thể tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức cho chương học theo định hướng giáo dục STEM để tăng tích cực, bồi dưỡng NL HS, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả giáo dục. Trên cơ sở đó, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương Chất Khí - Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM”. 2. Mục đích của đề tài Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí” - Vật lý 10 trung học phổ thông (THPT) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát huy tính tích cực và bồi dưỡng NL sáng tạo của HS.
3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Cơ sở lý luận hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM. - Cơ sở lý luận về tính tích cực và NL sáng tạo. - Nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM. - Tiến trình tổ chức chủ đề hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định hướng giáo dục STEM. - Phương pháp kiểm tra đánh giá trong tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM môn Vật lý 10 THPT tại Việt Nam, đặc biệt là “Chương Chất khí”. 4. Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát huy tính tích cực và bồi dưỡng NL sáng tạo của HS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức hoạt động trải nghiệm chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM. - Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” ở các bộ môn có liên quan. - Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM. - Thực nghiệm sư phạm (TNSP). 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu cơ sở lý luận hoạt động trải nghiệm, giáo dục STEM, hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.
4 - Nghiên cứu cơ sở lý luận về tính tích cực và NL sáng tạo. - Nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, lý luận dạy học phổ thông, lý luận dạy học hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí có liên quan… - Nghiên cứu việc ứng dụng các kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” vào trong thực tế. - Nghiên cứu tiến trình tổ chức chủ đề hoạt động trải nghiệm kiến thức Vật lý theo định hướng giáo dục STEM. 6.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm ở trường phổ thông theo phương pháp và tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm đã đề xuất. - Phân tích kết quả thu được trong quá trình TNSP từ đó rút ra kết luận của đề tài. - Phương tiện: dụng cụ ghi chép, trình chiếu, ghi hình. 6.3. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng các phương pháp thống kê, mô tả toán học để trình bày kết quả TNSP. 7. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, cấu trúc của đề tài nghiên cứu gồm 3 chương:  Chương 1: Cơ sở lý luận về tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM.  Chương 2: Tổ chức hoạt động trải nghiệm một số kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” theo định hướng giáo dục STEM.  Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
5 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1. Hoạt động trải nghiệm 1.1.1. Định nghĩa hoạt động trải nghiệm Theo Từ điển Tiếng Việt, “Trải nghiệm là sự trải qua, kinh qua một hoàn cảnh, môi trường, điều kiện nào đó để suy ngẫm, suy xét hay chứng thực một điều gì đó” [21]. Theo Lê Thị Thùy Linh, “Trải nghiệm chính là những tồn tại khách quan tác động vào giác quan con người, tạo cảm giác, tri giác, biểu tượng, con người cảm thấy có tác động đó và cảm nhận nó một cách rõ nét, để lại ấn tượng sâu đậm, rút ra bài học, vận dụng vào thực tiễn đời sống, hình thành nên các thái độ, giá trị” [13]. Theo Nguyễn Hữu Lễ, “Trải nghiệm là một hoạt động mà trong đó không có dấu hiệu chấm dứt, nó thể hiện hoạt động đang diễn ra và khả năng chuyển trạng thái (khi đạt được trải nghiệm này thì nhu cầu trải nghiệm mới đặt ra). Trải nghiệm bao giờ cũng tồn tại bởi một phương thức nhất định tương ứng với hệ quả nhất định cho mỗi cá nhân. Hoạt động học tập là một trong các phương thức trải nghiệm nếu nó diễn ra một cách chủ động và sự tích cực của mỗi cá nhân. Vì thế học tập trải nghiệm là hoạt động giáo dục có ý nghĩa đối lập với những gì mang tính “giáo điều, hàn lâm, sách vở” [12]. Theo Hiệp hội Giáo dục trải nghiệm (Association for Experiential Education - AEE) (1977), “Dạy học trải nghiệm là một phạm trù bao hàm nhiều phương pháp trong đó người dạy khuyến khích người học tham gia trải nghiệm thực tế, sau đó phản ánh, tổng kết lại để tăng cường hiểu biết, phát triển kĩ năng, định hình các giá trị sống và phát triển tiềm năng bản thân, tiến tới đóng góp tích cực cho cộng đồng và xã hội” [22]. Theo Nguyễn Thị Liên, “Hoạt động trải nghiệm được coi là một không gian giáo dục trong nhà trường phổ thông, trong đó có sự tích hợp nội dung học tập trong nhà trường từ các môn học gắn liền với kinh nghiệm của bản thân HS trong cuộc sống và NL sở trường của HS trong từng lĩnh vực để thích nghi với cuộc sống thực đang diễn ra bên trong và bên ngoài nhà trường” [14].
6 Theo Chương trình giáo dục phổ thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng của các môn học để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề của thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó, chuyển hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩ năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề nghiệp tương lai” [5]. Trong phạm vi luận văn, chúng tôi giữ nguyên tinh thần định nghĩa về hoạt động trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo và định nghĩa ngắn gọn về hoạt động trải nghiệm như sau: Hoạt động trải nghiệm là một phần quan trọng trong chương trình GDPT. Hoạt động trải nghiệm có nội dung, phương pháp và đánh giá cụ thể; được nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện; nhằm gợi lên nhu cầu trải nghiệm cho HS, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, trải nghiệm kiến thức để phát triển các phẩm chất và NL một cách toàn diện. 1.1.2. Bản chất của hoạt động trải nghiệm Theo Nguyễn Thị Liên, “Bản chất của hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo nên sự thống nhất giữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho HS niềm tin, tình cảm, những NL cần có của HS trong tương lai. Chính vì vậy trong nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức của hoạt động có thể mang dáng dấp của hoạt động theo nghĩa hẹp. Tuy nhiên, điểm khác biệt giữa chúng chính là cách làm, cách triển khai hoạt động” [14]. Hoạt động trải nghiệm có các đặc trưng sau đây: [14] - Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động; - Tính tự chủ của HS trong kế hoạch và hành động của cá nhân; - Tính tập thể của HS; - Tính tiếp cận với môi trường sống trong và ngoài nhà trường; - Tính sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân; - Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiễn;
7 - Tính công dân có trách nhiệm khi đặt người học vào các tình huống mới; - HS được khẳng định giá trị bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL của mình; - HS hình thành các ý thức, phẩm chất cùng chung sống và sống có trách nhiệm với bản thân và xã hội; - HS được tiếp cận với các giá trị cuộc sống trong các tình huống thực tiễn. 1.1.3. Nội dung của hoạt động trải nghiệm Theo Nguyễn Thị Hằng, “Nội dung của hoạt động trải nghiệm gồm: Hoạt động cá nhân, hoạt động tập thể (từ hai HS trở lên) về những chủ đề khoa học và cuộc sống. Hoạt động cá nhân được tổ chức dựa trên nhu cầu, độ tuổi, hứng thú, sở thích, năng khiếu riêng về các lĩnh vực khác nhau: kĩ thuật, mĩ thuật, học thuật, võ thuật, nghệ thuật (văn chương, âm nhạc, sân khấu…)…Hoạt động tập thể được tổ chức dựa trên nhu cầu chung, mục tiêu chung của tập thể. Hai hoạt động này không đối lập mà tương hỗ cho nhau. Hoạt động cá nhân tích cực, sáng tạo góp phần nâng cao thành tích, hiệu quả cho hoạt động tập thể. Ngược lại, hoạt động tập thể nâng đỡ, hỗ trợ cho sự phát triển của hoạt động cá nhân” [8]. Nội dung cụ thể của hoạt động trải nghiệm được trình bày qua bảng 1.1. Bảng 1.1. Nội dung của hoạt động trải nghiệm [8] Hoạt động Nội dung hoạt động Hoạt động thích nghi, tự chủ, tự lập, nghiên cứu khoa học, trải Hoạt động cá nghiệm thực tế, khám phá bản thân (sở thích, năng khiếu, NL, nhân ước mơ, định hướng nghề nghiệp) Hoạt động nghiên cứu khoa học, phát minh, sáng chế, biểu diễn nghệ thuật, thể thao, thực hành làm vườn, thực hành nấu ăn, thực hành chăn nuôi, thực hành nghề (mộc, đúc đồng, làm gốm, Hoạt động tập làm nón, hướng dẫn viên du lịch,…), Đoàn thanh thiếu niên, thể tình nguyện trong trường, tình nguyện trong khu vực, bảo vệ môi trường, bảo vệ di sản văn hóa, tham quan dã ngoại, chiến dịch an toàn giao thông, an toàn thực phẩm, khắc phục tư tưởng lỗi thời… Theo Nguyễn Thị Liên, “Việc xác minh nội dung của hoạt động trải nghiệm dựa trên cơ sở sau: Mục tiêu giáo dục toàn diện, Lý luận Giáo dục học Việt Nam về phân loại nội dung giáo dục, phân loại về hoạt động… Hoạt động trải nghiệm gồm
8 những nội dung cơ bản sau đây: Đạo đức và ý thức công dân; Khoa học - kĩ thuật - công nghệ; Văn hóa - nghệ thuật; Vui chơi - giải trí, Lao động; Thể dục thể thao Định hướng nghề nghiệp. Ngoài ra, hoạt động trải nghiệm còn có các nội dung khác như: môi trường; dân số; giới tính, an toàn giao thông; giá trị và kĩ năng sống…” [14]. Theo chương trình Giáo dục phổ thông - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018), “hoạt động trải nghiệm được thiết kế theo hướng vừa đồng tâm, vừa tuyến tính, xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp 12 với các mạch nội dung hoạt động thống nhất sau: Hoạt động hướng vào bản thân, Hoạt động hướng đến xã hội, Hoạt động hướng đến tự nhiên và Hoạt động hướng nghiệp” [4]. Trong phạm vi luận văn, nội dung tổ chức hoạt động trải nghiệm của đề tài là các mô hình, thí nghiệm, ứng dụng,… có liên quan đến những định luật, quá trình biến đổi trạng thái chất khí trong chương “Chất khí - Vật lý 10” và một số kiến thức liên hệ thuộc các môn học khác như sinh học, toán học, địa lý… 1.1.4. Phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm Chương trình GDPT - Hoạt động trải nghiệm và Hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp của Bộ Giáo dục và Đào tạo (26/12/2018) đã đưa bốn phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm như sau: [5] - Phương thức Khám phá: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS trải nghiệm thế giới tự nhiên, thực tế cuộc sống và công việc, giúp HS khám phá những điều mới lạ, tìm hiểu, phát hiện vấn đề từ môi trường xung quanh, bồi dưỡng những cảm xúc tích cực và tình yêu quê hương đất nước. Nhóm phương thức tổ chức này bao gồm các hoạt động tham quan, cắm trại, thực địa và các phương thức tương tự khác. - Phương thức Thể nghiệm, tương tác: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS giao lưu, tác nghiệp và thể nghiệm ý tưởng như diễn đàn, đóng kịch, hội thảo, hội thi, trò chơi và các phương thức tương tự khác. - Phương thức Cống hiến: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS mang lại những giá trị xã hội bằng những đóng góp và cống hiến thực tế của mình thông qua các hoạt động tình nguyện nhân đạo, lao động công ích, tuyên truyền và các phương thức tương tự khác.
9 - Phương thức Nghiên cứu: là cách tổ chức hoạt động tạo cơ hội cho HS tham gia các đề tài, dự án nghiên cứu khoa học nhờ cảm hứng từ những trải nghiệm thực tế, qua đó đề xuất những biện pháp giải quyết vấn đề một cách khoa học. Nhóm hình thức tổ chức này bao gồm các hoạt động khảo sát, điều tra, làm dự án nghiên cứu, sáng tạo công nghệ, nghệ thuật và các phương thức tương tự khác. Trong phạm vi luận văn, đề tài dựa trên các phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm của Bộ Giáo dục và Đào tạo, xây dựng và tổ chức hoạt động trải nghiệm cho HS vận dụng kiến thức chương “Chất khí - Vật lý 10” để nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các sản phẩm, mô hình, thí nghiệm… theo định hướng giáo dục STEM. 1.2. Hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 1.2.1. Giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ tiếng anh Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Maths (Toán học). Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh nghề nghiệp và ngữ cảnh giáo dục [16], [17]. Trong phạm vi đề tài, chúng tôi quan tâm để ngữ cảnh giáo dục của thuật ngữ STEM. Giáo dục STEM là giải pháp góp phần tăng hiệu quả dạy học, phát triển NL giải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệt trong lĩnh vực khoa học kĩ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn của các kiến thức vật lý được học. Có nhiều cách hiểu về giáo dục STEM, tuy nhiên chúng tôi muốn đề cập đến ba cách hiểu chính: [16], [17] - Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Đây cũng là quan điểm về giáo dục STEM của bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp, hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Đây là nghĩa rộng khi nói về STEM. - Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp.