Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí của học sinh thông qua dạy học phân hoá một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:182

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí của học sinh thông qua dạy học phân hoá một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT" là đề xuất được các nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí và vận dụng cùng dạy học phân hoá để tổ chức dạy học một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân của vật rắn - vật lí 10 THPT.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí của học sinh thông qua dạy học phân hoá một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ NGỌC DIỆP BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ VẬT LÍ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC PHÂN HOÁ MỘT SỐ NỘI DUNG VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM, CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN - VẬT LÍ 10 THPT Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. ĐỖ HƯƠNG TRÀ HÀ NỘI - 2022
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tác giả. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả NCS. Lê Ngọc Diệp
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được Luận án này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Ban Giám hiệu, Phòng Khoa học - Công nghệ, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, các thầy cô trong bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Ban Giám hiệu Trường Đại học Tây Bắc, Lãnh đạo Khoa Khoa học Tự nhiên & Công nghệ, Bộ môn Vật lí đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần và thời gian cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Quý thầy (cô) giáo, quý đồng nghiệp: cô Bùi Thị Thùy, cô Nguyễn Sen Quỳnh, các học sinh khối 10 thuộc các Trường Tiểu học - THCS - THPT Chu Văn An, thành phố Sơn La; Trường Phổ thông Dân tộc - Nội trú huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La đã góp ý và giúp đỡ nhiệt tình cho tôi trong quá trình tìm hiểu thực tiễn dạy học và triển khai thực nghiệm. Đặc biệt, bằng cả tấm lòng và sự tôn kính của mình, tôi xin cảm ơn và gửi lời tri ân tới GS. TS. Đỗ Hương Trà, người đã tận tình hướng dẫn, đóng góp những ý kiến quý báu, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, anh chị em trong nhóm đã động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi đã học được kiến thức và sự kiên trì cần thiết của quá trình nghiên cứu khoa học. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, cảm ơn những người thân yêu đã luôn khuyến khích, động viên, trợ giúp tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả NCS. Lê Ngọc Diệp
iii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................... 2 3. Giả thuyết khoa học .......................................................................................... 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 2 5. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 3 6. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 3 7. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 3 8. Những đóng góp mới của luận án ..................................................................... 4 9. Cấu trúc luận án ................................................................................................ 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................ 5 1.1. Nghiên cứu về ngôn ngữ và bồi dưỡng ngôn ngữ trong bối cảnh dạy học khoa học và dạy học vật lí .................................................................................. 5 1.1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài về về ngôn ngữ và bồi dưỡng ngôn ngữ trong bối cảnh dạy học khoa học và dạy học vật lí .................................................................... 5 1.1.2. Các nghiên cứu ở trong nước về ngôn ngữ và bồi dưỡng ngôn ngữ trong bối cảnh dạy học khoa học và dạy học vật lí .................................................................... 14 1.2. Nghiên cứu về Dạy học phân hóa trong dạy học vật lí .............................. 18 1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài về Dạy học phân hóa ........................................ 18 1.2.2. Các nghiên cứu trong nước về Dạy học phân hóa ............................................ 25 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ VẬT LÍ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHÂN HÓA Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG .................................................................................................. 29 2.1. Ngôn ngữ và ngôn ngữ khoa học ................................................................ 29 2.1.1. Ngôn ngữ và chức năng của ngôn ngữ ............................................................. 29 2.1.2. Ngôn ngữ khoa học........................................................................................... 29 2.2. Ngôn ngữ vật lí ............................................................................................ 31 2.2.1. Các thành phần của Ngôn ngữ vật lí ................................................................ 31
iv 2.2.2. Quan hệ giữa Ngôn ngữ vật lí và Ngôn ngữ toán học ...................................... 38 2.3. Năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí .............................................................. 39 2.3.1. Khái niệm ......................................................................................................... 39 2.3.2. Các biểu hiện cơ bản của năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí ........................... 40 2.3.3. Chỉ số hành vi của năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí ..................................... 44 2.4. Xác định công cụ đánh giá năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí .................. 52 2.4.1. Nguyên tắc đánh giá năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí .................................. 52 2.4.2. Các công cụ đánh giá năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí ................................. 53 2.5. Các nguyên tắc bồi dưỡng năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí .................. 54 2.5.1. Nguyên tắc 1: Bồi dưỡng ngôn ngữ vật lí gắn liền bối cảnh học tập vật lí ...... 54 2.5.2. Nguyên tắc 2: Tổ chức các hoạt động giao tiếp có sử dụng Ngôn ngữ vật lí ........... 56 2.5.3. Nguyên tắc 3: Chú ý tới khả năng ngôn ngữ hiện có của học sinh và có những biện pháp đánh giá thường xuyên sự phát triển ngôn ngữ của học sinh .................... 58 2.5.4. Nguyên tắc 4: Liên kết giữa hai hình thức sử dụng Ngôn ngữ vật lí nói và viết .. 61 2.6. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí .................... 63 2.6.1. Sử dụng kết hợp các hình thức vấn đáp, thảo luận để tạo điều kiện cho hoạt động giao tiếp sử dụng Ngôn ngữ vật lí .............................................................................. 63 2.6.2. Sử dụng các trải nghiệm, tình huống vật lí gắn với đời sống hàng ngày của học sinh .............................................................................................................. 64 22.6.3. Sử dụng các hình thức hướng dẫn và luyện tập khác nhau phù hợp với học sinh ................................................................................................................... 66 2.6.4. Sử dụng phối hợp nhiều hình thức đánh giá nhằm chỉnh sửa, uốn nắn những sai lầm của học sinh trong sử dụng Ngôn ngữ vật lí ........................................................ 67 2.7. DH phân hóa ............................................................................................... 68 2.7.1. Khái niệm ......................................................................................................... 68 2.7.2. Các đặc điểm của Dạy học phân hóa ................................................................ 68 2.7.3. Sử dụng Dạy học phân hóa để bồi dưỡng năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí ....... 70 2.7.4. Lập kế hoạch tổ chức Dạy học phân hóa bồi dưỡng năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí ............................................................................................................................ 73 2.8. Cơ sở thực tiễn ............................................................................................ 74
v 2.8.1. Thực trạng về dạy học bồi dưỡng năng lực sử dụng Ngôn ngữ vật lí .............. 75 2.8.2. Hiểu biết về tổ chức Dạy học phân hóa với môn vật lí ở trường THPT .......... 78 2.8.3. Hứng thú và mong muốn của học sinh khi học môn vật lí ............................... 80 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ................................................................................... 83 CHƯƠNG 3: BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ VẬT LÍ THÔNG QUA DẠY HỌC PHÂN HÓA MỘT SỐ NỘI DUNG VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM, CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN – VẬT LÍ 10 THPT ......................................... 84 3.1. Nội dung một số kiến thức về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn – vật lí 10 THPT được lựa chọn trong đề tài ............................................. 84 3.2. Lập kế hoạch dạy học một số nội dung về Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn – vật lí 10 THPT .................................................................... 84 3.2.1. Bài “Lực đàn hồi” ............................................................................................. 84 3.2.2. Bài “Lực ma sát” .............................................................................................. 96 3.2.3. Bài “Lực hướng tâm” ....................................................................................... 106 3.2.4. Giao nhiệm vụ về nhà tổng kết các kiến thức về Động lực học chất điểm ............ 112 3.2.5. Bài “Vật rắn cân bằng dưới tác dụng của hai lực và ba lực không song song” 115 3.2.6. Bài “Các dạng cân bằng của vật rắn” ............................................................... 118 3.2.7. Giao nhiệm vụ về nhà tổng kết các kiến thức về Cân bằng của vật rắn ........... 124 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ......................................................................................... 126 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................................127 4.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ........................................... 127 4.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................ 127 4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ......................................................... 127 4.4. Tổ chức DH thực nghiệm sư phạm ........................................................... 130 4.4.1. Đối tượng và địa bàn thực nghiệm sư phạm..................................................... 130 4.4.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm cụ thể............................................................. 131 4.5. Thực nghiệm sư phạm vòng 1 ................................................................... 132 4.5.1. Diễn biến thực nghiệm sư phạm vòng 1 ........................................................... 132 4.5.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1 ............................................... 134 4.5.3. Những hiệu chỉnh trước thực nghiệm sư phạm vòng 2 .................................... 136
vi 4.6. Thực nghiệm sư phạm vòng 2 ................................................................... 137 4.6.1. Diễn biến thực nghiệm sư phạm vòng 2 ........................................................... 137 4.6.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2 ............................................... 138 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ......................................................................................... 149 KẾT LUẬN CHUNG ........................................................................................................150 1. Đánh giá kết quả đạt được của luận án ....................................................... 150 2. Những hạn chế và hướng phát triển của luận án ........................................ 150 3. Một số khuyến nghị ...................................................................................... 151 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ......................152 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................153 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 1PL
vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN STT Chữ viết tắt Đọc là 1 DH Dạy học 2 DHPH Dạy học phân hóa 3 DHVL Dạy học vật lí 4 ĐG Đánh giá 5 GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo 6 GQVĐ Giải quyết vấn đề 7 GV Giáo viên 8 HS Học sinh 9 KH Khoa học 10 NL Năng lực 11 NN Ngôn ngữ 12 NNKH Ngôn ngữ khoa học 13 NNVL Ngôn ngữ vật lí 14 PPDH Phương pháp dạy học 15 SGK Sách giáo khoa 16 THCS Trung học cơ sở 17 THPT Trung học phổ thông 18 TNSP Thực nghiệm sư phạm 19 TNVL Thuật ngữ vật lí 20 VL Vật lí
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Phân loại và mức độ trừu tượng của từ vựng KH ......................................30 Bảng 2.2. Mối quan hệ giữa các biểu hiện của NL sử dụng NNVL và kĩ năng NN được HS sử dụng .................................................................................44 Bảng 2.3. Mô tả các chỉ số hành vi của NL sử dụng NNVL .....................................44 Bảng 2.4. Mô tả các mức độ của từng chỉ số hành vi của NL sử dụng NNVL..........46 Bảng 2.5. Kết quả sự đồng ý các thành phần của NL sử dụng NNVL ......................50 Bảng 2.6. Kết quả bài kiểm tra đọc, viết trước TNSP ................................................51 Bảng 2.7. Hệ số Cronbach’s Alpha của các chỉ số hành vi (đọc, viết) của NL sử dụng NNVL ............................................................................................... 51 Bảng 2.8. Các công cụ ĐG NL sử dụng NNVL được lựa chọn sử dụng ...................54 Bảng 2.9. Các bước lập kế hoạch DHPH bồi dưỡng NL sử dụng NNVL .................73 Bảng 2.10. Đối tượng và nội dung điều tra thực tiễn ...................................................75 Bảng 2.11. Thông tin chung của các giáo viên VL tham gia điều tra ..........................75 Bảng 2.13. Kết quả sử dụng các biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của GV ...77 Bảng 2.14. Kết quả giáo viên ĐG mức độ phân hóa của chương trình VL phổ thông hiện nay .....................................................................................79 Bảng 4.1. Mô tả các loại dữ liệu thu được từ TNSP và cách xử lí ...........................129 Bảng 4.2. Thông tin về nội dung, đối tượng và địa bàn TNSP ................................130 Bảng 4.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm...............................................................131 Bảng 4.4. Thống kê mô tả kết quả bài kiểm tra chương 2 .......................................134 Bảng 4.5. Hệ số Cronbach’s Alpha của bài kiểm tra chương 2 ...............................135 Bảng 4.6. Những điều cần chỉnh sửa, bổ sung và hướng thay đổi trước TNSP vòng 2.......................................................................................................137 Bảng 4.7. Thống kê mô tả kết quả bài kiểm tra chương 3 theo các biểu hiện của NNVL ...............................................................................................139
ix DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1. 1. Mệnh đề với hạt nhân gồm Quá trình (Process) và Phương tiện (Medium) ...................................................................................................7 Hình 1. 2. Chu trình học tập và các yếu tố quyết định trong lập kế hoạch DH phân hóa ...................................................................................................22 Hình 2.1. Mỗi quan hệ giữa NN toán học và NNVL...............................................39 Hình 2.2. Mối quan hệ giữa sự đồng ý NL thành phần 2 và thâm niên của GV .....50 Hình 2.11. Sản phẩm Chú hề và Con chuồn chuồn cân bằng do HS trường PT Dân tộc – Nội trú Sông Mã, tỉnh Sơn La chế tạo ....................................56 Hình 2.12. Minh họa cho tình huống học tập bài Lực đàn hồi và Lực hướng tâm ...60 Hình 2.13. Sản phẩm Chú hề và Con lật đật do HS trường PT Dân tộc – Nội trú huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La chế tạo .......................................................62 Hình 2.3. Sự kết hợp giữa các hình thức giảng dạy lớp, nhóm và cá nhân trong lớp học phân hóa ............................................................................69 Hình 2.4. Các yếu tố chính GV có thể thực hiện phân hóa trong dạy học ..............70 Hình 2.5. Kết quả ĐG mức độ quan trọng của bồi dưỡng NL sử dụng NNVL cho HS .....................................................................................................76 Hình 2.6. Kết quả tìm hiểu mối quan hệ giữa ĐG việc bồi dưỡng NL sử dụng NNVL và thâm niên của giáo viên ..........................................................77 Hình 2.7. Kết quả các nguồn cung cấp hiểu biết về DHPH cho giáo viên ..............78 Hình 2.8. Quan điểm của giáo viên trong thực hiện DH phân hóa .........................80 Hình 2.9. Kết quả mức độ hứng thú của HS với một số hoạt động học tập ............81 Hình 2.10. Tỉ lệ HS mong muốn với các hoạt động DH ...........................................81 Hình 4.1. HS Trường Tiểu học-THCS-THPT Chu Văn An hoạt động nhóm .......132 Hình 4.2. HS Trường PT Dân tộc – Nội trú Sông Mã hoạt động nhóm ................133 Hình 4.3. Đồ thị phổ điểm bài kiểm tra chương 2 .................................................134 Hình 4.4. ĐG mức độ biểu hiểu NNVL qua bài kiểm tra chương 2 .....................136 Hình 4.6. So sánh điểm bài kiểm tra sau TNSP ....................................................138
x Hình 4.7. Đồ thị phổ điểm bài kiểm tra chương 3 .................................................139 Hình 4.8. Đồ thị sự phụ thuộc của độ lớn lực đàn hồi vào độ biến dạng Nhóm làm thí nghiệm - HS QQT ....................................................................141 Hình 4.9. ĐG các chỉ số hành vi NNVL qua kết quả phiếu học tập của HS QQT ...... 141 Hình 4.10. Video nhóm HS tiến hành tìm hiểu sự đàn hồi của sợi dây cao su (dây chun).......................................................................................................... 142 Hình 4.12. ĐG các chỉ số hành vi NNVL qua kết quả phiếu học tập của HS BTT 145 Hình 4.13. Phiếu học tập bài Các dạng cân bằng của HS BTT ...............................145 Hình 4.14. ĐG các chỉ số hành vi NNVL qua kết quả phiếu học tập của HS BTT 146 Hình 4.15. Phiếu học tập bài Lực đàn hồi và Lực hướng tâm của HS MTS ...........146 Hình 4.16. HS MTS hướng dẫn chế tạo đồ chơi cân bằng ......................................147 Hình 4.17. Giải thích nguyên tắc hoạt động của các đồ chơi cân bằng ...................147
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể sau 2018 đã xác định: Giáo dục NN “…có vai trò quan trọng trong việc bồi dưỡng tình cảm, tư tưởng và hình thành, phát triển phẩm chất, NL cho HS” (tr. 14) [9]. Việc giáo dục NN được thực hiện ở tất cả các môn học tùy thuộc vào đặc điểm và nội dung riêng. Hai chức năng chính của NN là phương tiện của giao tiếp và là công cụ của tư duy [14]. Trong quá trình phát triển của KH, VL cũng như các ngành KH khác đã tự hình thành một hệ thống NN riêng với các kí hiệu, hình thức hóa có tính trừu tượng ẩn dụ phù hợp (là ngôn ngữ vật lí). NNVL có vai trò quan trọng trong việc phát triển nhận thức VL bởi trong quá trình học tập VL thì NNVL là phương tiện giao tiếp quan trọng và công cụ tư duy hiệu quả nhất. NL sử dụng NNVL là một bộ phận cấu thành NLVL của HS. Chương trình Giáo dục phổ thông môn VL năm 2018 đã mô tả các yêu cầu cần đạt về nhận thức VL là: “Nhận biết và nêu được; trình bày được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật, quá trình VL; tìm được từ khóa, sử dụng được thuật ngữ KH, kết nối được thông tin theo logic có ý nghĩa, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản KH; so sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được; giải thích được; nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được nhận thức hoặc lời giải thích; đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận” (tr. 6) [10]. Dễ thấy rằng, các cụm từ in nghiêng đều mô tả hành động cụ thể mà trong đó HS đã nghe, nói, đọc viết có sử dụng NNVL. Trong bối cảnh đổi mới GD phổ thông, đổi mới DH thì việc nghiên cứu các nguyên tắc, biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL càng trở nên cần thiết, hướng tới góp phần hình thành, bồi dưỡng nhận thức VL và NLVL và phẩm chất của HS. Mặt khác, mỗi HS là một cá nhân không hoàn toàn giống nhau, có những sở thích, NL, sở trường khác nhau; với những động lực, điều kiện, hoàn cảnh học tập khác nhau. Nhiều nhà giáo dục đã nghiên cứu về DHPH và khẳng định vận dụng phân hóa trong DH cần được sử dụng và nhân rộng trong các trường phổ thông nhằm đáp ứng mục tiêu giáo dục. Nhà trường và GV cần trang bị cho mọi HS những tri thức phổ thông nền tảng, cốt lõi, đồng thời có nhiệm vụ giúp mỗi HS phát triển tối đa tiềm năng cá nhân.
2 Để góp phần đổi mới căn bản và toàn diện GD&ĐT theo yêu cầu của Đảng, Quốc hội, chương trình Giáo dục phổ thông mới cần giải quyết tốt nhiều vấn đề quan trọng, trong đó có vấn đề DH phân hóa. Có hai cách phân hóa: phân hóa ngoài và phân hóa trong [34]. Phân hóa trong yêu cầu các hoạt động DH được tổ chức với nội dung, phương pháp và hình thức sao cho phù hợp với các đối tượng HS. Với HS phổ thông miền núi, khả năng diễn đạt bằng tiếng Việt còn hạn chế, điều này dẫn đến những rào cản trong sử dụng NNKH, NNVL để học tập. Trong quá trình tổ chức DHVL, GV cần chú ý vận dụng các nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL, đồng thời thực hiện các tiếp cận có tính phân hóa với các đối tượng HS khác nhau và các chiến lược/kĩ thuật DH phù hợp, từ đó, góp phần nâng cao chất lượng học tập môn VL của HS miền núi. Vì những lí do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: Bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí của học sinh thông qua dạy học phân hóa một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - vật lí 10 THPT. 2. Mục tiêu của đề tài Đề xuất được các nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL và vận dụng cùng DHPH để tổ chức DH một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - vật lí 10 THPT. 3. Giả thuyết khoa học Nếu xác định được các nguyên tắc và các biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL, cùng với vận dụng lí luận về DHPH thì có thể tổ chức DH một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - vật lí 10 THPT giúp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực hiện được mục tiêu đã đặt ra của đề tài, nhiệm vụ của đề tài được xác định là: 1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về NNVL và bồi dưỡng NN trong bối cảnh DHVL: Xác định các thành phần và chỉ số hành vi của NL sử dụng NNVL; Đề xuất các nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS; Lựa chọn các công cụ ĐG NL sử dụng NNVL phù hợp; Nghiên cứu cơ sở lí luận của DHPH: nêu quy trình tổ
3 chức DHPH trong đó có vận dụng các nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS. 2. Nghiên cứu thực tiễn: về những hiểu biết của GV dạy VL trong bồi dưỡng NL sử dụng NNVL và vận dụng DHPH; về thực tế sử dụng NNVL của HS THPT miền núi (khối 10) và mong muốn của HS trong quá trình học môn VL. 3. Thiết kế tiến trình DHPH một số nội dung kiến thức về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - VL 10 nhằm bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS. 4. Tiến hành TNSP nhằm kiểm nghiệm giả thuyết KH và ĐG tính hiệu quả của các nguyên tắc, biện pháp và kế hoạch DH bồi dưỡng NL sử dụng NNVL. 5. Đối tượng nghiên cứu - NNVL và NL sử dụng NNVL của HS THPT. - Hoạt động học và hoạt động dạy một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - VL 10 THPT. 6. Phạm vi nghiên cứu - Về không gian: tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh miền núi Sơn La. - Về nội dung: Bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS thông qua tổ chức DH một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn. 7. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng các phương pháp nghiên cứu được phối hợp với nhau: * Nghiên cứu lý thuyết: Tìm kiếm, phân loại, tổng hợp các tài liệu liên quan để tìm hiểu tổng quan vấn đề nghiên cứu, xác định được các câu hỏi nghiên cứu, xây dựng các cơ sở lý luận chính sử dụng trong đề tài. * Phương pháp điều tra, phỏng vấn, khảo sát để tìm hiểu thực tế về: - Nhận thức của GV về việc bồi dưỡng NL sử dụng NNVL trong quá trình DH và việc GV sử dụng DHPH trong DH môn VL ở các trường THPT. - Thực tế sử dụng NNVL, hứng thú và mong muốn của HS trong quá trình học tập VL. * Phương pháp thực nghiệm sư phạm và phương pháp thống kê toán học để ĐG và kiểm tra hiệu quả của các nguyên tắc, biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL, xác định độ tin cậy của bảng chỉ số hành vi ĐG NL sử dụng NNVL, đề xuất những hiệu
4 chỉnh cần thiết trong quá trình DH và mô tả sự tiến bộ của các trường hợp HS. 8. Những đóng góp mới của luận án * Về mặt lí luận: - Xác định được các chỉ số hành vi và mức độ của NL sử dụng NNVL của HS THPT trong quá trình học tập; - Đề xuất được một số nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS. * Về mặt thực tiễn: Soạn thảo được tiến trình tổ chức hoạt động DHPH bồi dưỡng NL sử dụng NNVL của HS với một số nội dung kiến thức về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - VL 10 THPT. 9. Cấu trúc luận án Ngoài mục lục, công trình đã công bố, tài liệu tham khảo và phụ lục. Luận án gồm ba phần chính là: - Phần 1: Mở đầu - Phần 2: Nội dung gồm 04 chương + Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu. + Chương 2: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí và tổ chức dạy học phân hóa ở trường phổ thông. + Chương 3: Bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí thông qua dạy học phân hóa một số nội dung về động lực học chất điểm, cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT. + Chương 4. Thực nghiệm sư phạm. - Phần 3: Kết luận
5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nghiên cứu về ngôn ngữ và bồi dưỡng ngôn ngữ trong bối cảnh dạy học khoa học và dạy học vật lí 1.1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài về về ngôn ngữ và bồi dưỡng ngôn ngữ trong bối cảnh dạy học khoa học và dạy học vật lí Hai chức năng cơ bản của NN là công cụ của giao tiếp và công cụ của tư duy, hai chức năng này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau [19]. Vì vậy, từ lâu các nhà KH đã nhận ra vai trò quan trọng của NN trong mô tả và thực hành KH. NN (nói và viết) là công cụ để nhà KH diễn đạt và truyền đạt ý tưởng, tuyên bố rằng họ khám phá ra kiến thức mới. Ngược lại, khi các ngành KH hình thành và phát triển, một cách tự nhiên xuất hiện “tiếng nói riêng” chính là NNKH (scientific language). Mối quan hệ giữa kiến thức KH và NN đã được nhiều nhà giáo dục nghiên cứu. Sutton (1992) đã đặt câu hỏi: “Nhà KH sử dụng NN như thế nào trong phát triển những ý tưởng KH?” (tr. 1) [99]). Nghiên cứu cho thấy tính quan trọng của NN trong tư duy KH và đặc biệt là việc sử dụng phép ẩn dụ để thể hiện các ý tưởng KH. Tiếp tục bàn về tác dụng của NN trong KH, Sutton (1996) đã nêu trải nghiệm của người học về NN như một hệ thống diễn giải, được sử dụng tích cực để tạo ra những hiểu biết mới và NN như một hệ thống ghi nhãn để truyền tải các thông tin đã được thiết lập [100]. Đây chính là hai chức năng của NN, vừa giúp nhà KH mô tả và thực hành KH, vừa là giúp truyền tải thông tin KH. Tuy nhiên, NN là một phương tiện để mô tả thế giới khách quan và độc lập với suy nghĩ của con người. NN được sử dụng như một công cụ trong việc đưa ra những ý tưởng mới, giải thích hiện tượng đang xảy ra… Chúng ta cũng cần hiểu rằng có sự thay đổi của NN trong các bài viết của các nhà KH, NN trong giai đoạn đầu khi nhà nghiên cứu đưa ra những tuyên bố ý tưởng đầu tiên, khác với NN khi kết thúc (kết luận về ý tưởng) ở một vài năm hoặc thập kỷ sau đó. Để bồi dưỡng NN cho người học, có hai trường phái cơ bản: (1) HS có khả năng tự học và phát triển NN khi chúng được đưa vào môi trường NN để thực hiện các trải nghiệm. Chomsky (1995) đề xuất rằng mọi trẻ em đều phát triển khả năng NN của mình thông qua khả năng nhận thức bẩm sinh và tự nhiên trong tâm trí sẽ cho phép
6 chúng học NN. Khả năng bẩm sinh này đã gợi ý rằng con người về bản chất có khả năng tự học NN [57]; Tuy nhiên, với các NN thứ hai không phải NN mẹ đẻ thì HS không thể có được môi trường trải nghiệm để việc học NN có thể phát triển một cách tự nhiên. (2) HS cần phải được rèn luyện để có thể học và sử dụng các kĩ năng NN thành thạo hơn. McLaughlin (2010) nêu tương tác giữa người chăm sóc và trẻ nhỏ với hoạt động bằng lời nói sẽ giúp trẻ em học NN (đặc biệt các thuật ngữ và khái niệm) sớm hơn [84]. Học NN theo trường phái thứ hai sẽ giúp HS học được kĩ thuật sử dụng NN và có thể đạt điểm cao trong các bài kiểm tra nhưng việc sử dụng NN của HS khó có thể phát triển một cách toàn diện ở cả bốn kĩ năng: nghe, nói, đọc, viết [73, 115]. Việc bồi dưỡng NN cho người học cần có sự kết hợp cả hai trường phái và không nên có ranh giới cụ thể bởi chúng sẽ luôn hỗ trợ và bổ sung cho nhau vì mục đích giúp người học sử dụng NN thành thạo và toàn diện hơn. Ngày nay, việc bồi dưỡng NN của người học sẽ luôn được tiến hành theo cả hai trường phái. Chúng tôi nhận thấy, xét trong bối cảnh DH KH và DHVL với HS thì cần chủ động tổ chức dạy học để rèn luyện NL sử dụng NNKH nói chung và NNVL nói riêng của HS. Nhiều nhà nghiên cứu giáo dục và GV đều nhận thức được vai trò của NN trong dạy và học KH. Ngược lại, NN cũng được bồi dưỡng trong quá trình DH các môn KH, dù sự tham gia NN có thể là thiếu sót (đặc biệt với những hình thức NN không lời qua sơ đồ, hình vẽ…) nhưng vẫn luôn hỗ trợ bồi dưỡng và phát triển NN [64], [54] [49],… NN là phương tiện để biểu đạt các ý tưởng trong lớp học KH. Newton (1999) đã nhấn mạnh, “Nghiên cứu cho thấy rằng các lớp học KH là nơi các hoạt động nói, viết và đọc - tất cả các hoạt động NN chiếm ưu thế” (Dẫn theo [61], tr. 136). Vollmer (2010) đã mô tả các hoạt động liên quan đến NN trong lớp học KH. Trong mỗi hoạt động, tác giả mô tả các tình huống/nhiệm vụ học tập có sử dụng các kĩ năng NN được mã hóa (dựa theo các mã hóa về hoạt động giao tiếp trong CEFR): R = reception (sự tiếp nhận); P = production (sự sản sinh/tạo); I = interaction (sự tương tác); O = oral (lời nói); W = written (câu viết) [111]. Ví dụ, khi GV trình bày về thông tin chung, giải thích và nhận xét, phân tích, giải thích các thuật ngữ và khái niệm, …, trong đó có thể sử dụng kèm bản đồ, sơ đồ, bảng dữ liệu,… (là các phương tiện trực quan) - quá trình này tạo NN nói - OP (oral production) và tạo NN viết - WP (written production); tương tác giữa
7 GV và HS về các nội dung được trình bày là OI (oral interaction); HS thực hiện đọc và nghiên cứu SGK/tài liệu là WR (written reception);… Những mô tả này đã trợ giúp nhà nghiên cứu giáo dục và GV mô tả được các hoạt động cụ thể có liên quan đến NN đã diễn ra trong lớp học, từ đó có những vận dụng thử nghiệm phù hợp với điều kiện, hoàn cảnh và NN mẹ đẻ của một quốc gia cụ thể. Dễ nhận thấy rằng các mô tả của tác giả Vollmer (2010) đều hướng tới quá trình sản xuất (tạo) thành sản phẩm của NN với các kĩ năng nói và viết, còn với quá trình tiếp nhận kiến thức và NN (có sử dụng kĩ năng nghe, đọc) không được đề cập rõ ràng. Tuy nhiên, theo chúng thì các mô tả như vậy là phù hợp bởi để ĐG được NL sử dụng NN thì vẫn phải thông qua sản phẩm NN được tạo thành. Halliday (2004) xây dựng Khung NN chức năng hệ thống (the Systemic Functional Linguistics - SFL) như hình 1.1 (tr. 296) [71]. Trong đó ông sử dụng thuật ngữ (the term lexicogrammatical) với nghĩ “chức năng từ vựng”, từ vựng đang xét đã biểu thị quá trình (process); phương tiện (medium); tác nhân (agent)… trong câu/mệnh đề. Mô hình của Halliday đã được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng Hình 1. 1. Mệnh đề với hạt nhân trong phân tích sản phẩm NN (nói, viết) của gồm Quá trình (Process) và Phương GV, HS trong dạy và học KH. Năm 2009, tiện (Medium) Brookes và Etkina (2009) phân tích mối quan hệ “lực, bản thể học, NN”, sử dụng khung SFL để phân tích các tài liệu lịch sử VL về lực và chuyển động và so sánh với quá trình học về lực và chuyển động của HS [53]. Kết quả cho thấy HS cũng trải qua quá trình tìm thuật ngữ và sàng lọc ngữ nghĩa giống như các nhà VL trong lịch sử. Từ đó, tác giả kiến nghị GV trong quá trình DHVL cần hướng dẫn hỗ trợ HS “tinh chỉnh” để tránh nhầm lẫn; Seah (2011) sử dụng khung SFL của Halliday [71] để phân tích các bài tập viết KH của các HS lớp 7 đã hoàn thành trong chuỗi bài học với chủ đề Trạng thái vật chất (States of Matter), từ đó rút ra các hàm ý sư phạm dành cho GV trong dạy học: Cần làm nổi các chức năng của
8 các từ vựng KH và liên hệ logic giữa chúng với nhau, bởi học tập KH liên quan đến không phải việc tiếp nhận “sự kiện” riêng lẻ, mà là một khung các khái niệm KH liên kết với nhau, các khái niệm KH có trong các câu khác nhau cùng liên quan đến một chủ đề kiến thức; GV cần giải thích rõ các yêu cầu, bởi việc HS sử dụng từ vựng KH (với các chức năng khác nhau) phụ thuộc vào cách HS hiểu nhiệm vụ đang phải hoàn thành [96]. Ngoài các từ vựng KH, thì tư duy bậc cao trong sản phẩm NN (nói, viết) còn thể hiện trong cách HS sử dụng các thuật ngữ phi kĩ thuật (non-technical terms), Quílez (2019) đã phân loại các thuật ngữ phi kĩ thuật thành ba nhóm cơ bản [89], cụ thể bao gồm: (i) các cụm từ phi kỹ thuật dùng chung trong các ngành KH, ví dụ: tuyệt đối, tương tự, giả sử, giả thiết, tiếp theo, tương đương, bằng chứng, tức thời, phát sinh, thay đổi, cấu thành, bao hàm, tương phản, nhấn mạnh, tạo ra, liên quan…; (ii) các thuật ngữ đại diện tổng hợp, ví dụ: chắc chắn, chỉ định, tìm hiểu, xây dựng và phân tích, mâu thuẫn, dự đoán, lặp lại, trình bày lại, đề nghị, cảnh báo… (iii) liên kết các thành phần trong câu: liên kết logic (ví dụ: sau đó, do đó, suy ra, ta được, cụ thể là, bao gồm, sau đó, mặc dù, theo đó…), xác định có tính đại diện (ví dụ: được coi là, trái ngược với, là thành viên, là thành phần, được hiểu là, đại diện cho, đặc trưng cho…) và các nhóm từ vựng (ví dụ: trên cơ sở, do kết quả của, có khả năng, là hệ quả của, một trong những kết quả này cho thấy rằng, liên quan đến, thực tế là…). Nghiên cứu của Haliday và Quílez đi sâu vào nghiên cứu chức năng từ vựng của NN sử dụng trong KH, giúp mô tả, truyền tải nội dung KH chính xác và hiệu quả hơn. Xét trong bối cảnh của DHVL, với các đặc điểm riêng của NNVL, các nghiên cứu này góp phần gợi ý cho chúng tôi trong mô tả các tiêu chí hành vi để ĐG NL sử dụng NNVL của HS. Xuất phát từ lý thuyết về chuyển đổi khái niệm để học các thuật ngữ KH do Chi, Slotta và de Leeuw (1994) đề xuất, trong đó giả định NN (từ/cụm từ) được mọi người sử dụng là mã hóa cho một hoặc nhiều đại diện của một trong ba phạm trù bản thể học khác nhau: a) vật chất, b) quy trình và c) trạng thái [56]. Brookes (2006) nêu HS gặp khó khăn trong sử dụng NN để học tập VL là do: (i) HS gặp nhiều ẩn dụ ngữ pháp (grammatical metaphors) cùng lúc. Ví dụ, trong câu “Vật A tác dụng lực F lên vật B…” thì thuật ngữ lực đang được sử dụng như danh từ, nhưng ở một câu khác “Lực do vật A tác dụng lên vật B…” thì lực trong trường hợp này đang được sử dụng nói về
9 bản thể học “quá trình tương tác mà trong đó vật A tác dụng lên vật B” như một quá trình; (ii) HS khó khăn trong việc phân loại các khái niệm VL thành thể loại (bản thể học) chính xác vì vậy cũng ảnh hưởng đến các quá trình tư duy lập luận của HS; (iii) HS khó khăn trình bày và liên kết các bản thể học với nhau, lí do này rất giống với những khó khăn mà các nhà VL gặp phải khi cố gắng tìm cách thể hiện ý tưởng của họ bằng NN. Tác giả đề xuất khung NN (sự kết hợp của bản thể học và phép ẩn dụ), và vận dụng mô tả thành công cách các nhà VL nói về các ý tưởng trong cơ học lượng tử, nhiệt động lực học và cơ học Newton, từ đó dự đoán và giải thích một số khó khăn mà HS có trong việc học các khái niệm về nhiệt và lực của VL [52]. Nhằm trợ giúp các GV hạ thấp rào cản của NN tới kết quả học tập của HS, Henderson & Wellington (1998) đã đưa ra một số chiến lược trong các hoạt động nói, nghe và đọc để trợ giúp HS khi sử dụng NNKH trong lớp học [75]. Với hoạt động nói và nghe, GV tổ chức các hoạt động tạo cơ hội cho HS thực hành các kĩ năng xã hội về giao tiếp và hợp tác. HS cần phải khám phá quan điểm của chính mình và của những người khác để phát triển cách suy nghĩ độc lập, hay còn gọi là học qua thảo luận. Bài viết cũng nhấn mạnh việc phát triển NN thông qua viết KH, trong đó GV có thể xây dựng một từ điển các thuật ngữ KH. Tuy nhiên, đối với đọc KH, thì đó phải là sự đọc có định hướng bao gồm yêu cầu HS thực hiện ĐG, phân tích, lập luận và đưa ra kết luận [115]. Đặc điểm DH môn VL là gắn với các thí nghiệm khảo sát hoặc kiểm nghiệm lại lí thuyết, Harlow & Otero (2006), đã tiến hành phân tích video mọi hoạt động học tập và thảo luận của một nhóm nhỏ sinh viên trong chương trình VL dành cho sinh viên sư phạm tiểu học (Physics for Elementary Teachers). Trong đó nhóm sinh viên được yêu cầu tiến hành thí nghiệm đẩy xe trên đường ray, biểu đồ tốc độ và lực tác dụng lên xe được chương trình mô phỏng trên máy tính ghi lại. Trước đó, sinh viên đều hiểu “lực gây ra gia tốc cho vật” nhưng lại phán đoán nhầm lẫn rằng “khi lực tác dụng không đổi thì vật sẽ chuyển động với tốc độ không đổi”. Nghiên cứu cho thấy quá trình học các khái niệm VL và sự phát triển “diễn ngôn” VL (nhấn mạnh về sử dụng TNVL) của sinh viên là hai quá trình khác nhau nhưng phụ thuộc vào nhau để có thể học VL thành công [72]. Trong học tập VL, việc học các TNVL không chỉ là vấn đề về từ vựng (từ mới), mà sinh viên vừa học khái niệm mới vừa phải sử dụng khái niệm cũ để nói về