Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Sử dụng phối hợp các loại bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học Động lực học Vật lí 10 Trung học phổ thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:260

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Sử dụng phối hợp các loại bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học Động lực học Vật lí 10 Trung học phổ thông" được hoàn thành với mục tiêu nhằm xác định được quy trình xây dựng và sử dụng phối hợp các loại BT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS trong dạy học Vật lí; Xây dựng các BTVL, thiết kế tiến trình dạy học một số bài DH chương “Động lực học” Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Sử dụng phối hợp các loại bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học Động lực học Vật lí 10 Trung học phổ thông

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HẢI NAM SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI BÀI TẬP THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC “ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THỪA THIÊN HUẾ, 2024
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HẢI NAM SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI BÀI TẬP THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC “ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN GIÁO THỪA THIÊN HUẾ, 2024
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu được sử dụng trong luận án là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Hải Nam i
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án này, tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Huế, Ban Đào tạo và Công tác sinh viên - Đại học Huế; Ban Giám Hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa, Bộ môn Phương pháp dạy học vật lí và Quý Thầy, Cô Giáo Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, giúp tác giả hoàn thành luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Tổ bộ môn và Quý Thầy, Cô giáo dạy vật lí Trường THPT Trần Quốc Tuấn - tỉnh Quảng Ngãi và các trường THPT thuộc khu vực Miền Trung và Tây nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong quá trình điều tra khảo sát, thực nghiệm sư phạm để thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học đã có nhiều kiến đóng góp quý báu, chân tình giúp cho tác giả hoàn thành luận án. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS. Lê Văn Giáo về sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận án; Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu đậm đến Cố PGS.TS Lê Công Triêm - Người đã đặt những nền móng về ý tưởng khoa học ban đầu và đã khích lệ động viên lớn để tác giả có thêm sự nỗ lực và niềm tin trong suốt quá trình nghiên cứu để thực hiện luận án. Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên của các đồng nghiệp, bạn bè, đặc biệt là sự ủng hộ về mọi mặt của gia đình đã giúp cho tác giả vượt qua mọi khó khăn trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu khoa học và hoàn thành luận án. Thừa Thiên Huế, tháng 3 năm 2024 Tác giả luận án NGUYỄN HẢI NAM ii
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT TT Cụm từ đầy đủ Viết tắt 1 Bài tập BT 2 Chương trình Giáo dục phổ thông CTGDPT 3 Dạy học DH 4 Đối chứng ĐC 5 Giải quyết vấn đề và sáng tạo GQVĐ&ST 6 Giáo viên GV 7 Học sinh HS 8 Năng lực NL 9 Năng lực thành tố NLTT 10 Phương pháp PP 11 Trung học phổ thông THPT 12 Thực nghiệm TN 13 Thực nghiệm sự phạm TNSP 14 Vật lí VL 15 Statistial Products for the Social Service SPSS iii
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ * Danh mục các bảng TT Nội dung Trang Bảng 2.1 Những biểu hiện hành vi của NL GQVĐ&ST 26 Bảng 2.2 Tiêu chí 1: Nhận ra ý tưởng mới (NT1) 27 Bảng 2.3 Tiêu chí 2: Phát hiện và làm rõ vấn đề (NT2) 28 Bảng 2.4 Tiêu chí 3: Hình thành và triển khai ý tưởng mới (NT3) 28 Bảng 2.5 Tiêu chí 4: Đề xuất, lựa chọn giải pháp (NT4) 29 Tiêu chí 5: Thiết kế, tổ chức hoạt động thực hiện giải pháp Bảng 2.6 29 và đánh giá hoạt động thực hiện giải pháp (NT5) Bảng 2.7 Tiêu chí 6: Tư duy độc lập (NT6) 30 Bảng 2.8 Số liệu kết quả khảo sát thực trạng đối với GV 53 Bảng 2.9 Số liệu kết quả khảo sát thực trạng đối với HS 54 Đối sánh biểu hiện hành vi trong hoạt động giải BTVL của Bảng 2.10 59 HS với biểu hiện hành vi của NL GQVĐ&ST Đối sánh các biểu hiện hành vi giải BT (ví dụ 1) và biểu Bảng 2.11 61 hiện hành vi của NL GQVĐ&ST Bảng 3.1 Thống kê các loại BT đã xây dựng 75 Bảng 3.2 Số lượng bài tập sử dụng trong các kế hoạch DH 86 Đối sánh biểu hiện hành vi hoạt động giải BT với biểu hiện Bảng 3.3 88 hành vi NL GQVĐ&ST trong bài 1. Đối sánh biểu hiện hành vi hoạt động giải BT với biểu hiện Bảng 3.4 91 hành vi NL GQVĐ&ST trong bài 2. Đối sánh biểu hiện hành vi hoạt động giải BT với biểu hiện Bảng 3.5. 94 hành vi NL GQVĐ&ST trong bài 3. Bảng 4.1 Mẫu TNSP lần 1 123 Bảng 4.2 Mẫu TNSP lần 2 130 Bảng 4.3 Đánh giá NL GQVĐ&ST nhóm HS lớp ĐC giai đoạn 1 136 Bảng 4.4 Đánh giá NL GQVĐ&ST nhóm HS lớp TN giai đoạn 1 137 Bảng 4.5 Đánh giá NL GQVĐ&ST nhóm HS lớp ĐC giai đoạn 2 138 Bảng 4.6 Đánh giá NL GQVĐ&ST nhóm HS lớp TN giai đoạn 2 139 Bảng 4.7 Thống kê các điểm số Xi của bài kiểm tra chất lượng đầu ra 144 iv
Bảng 4.8 Phân phối tần suất điểm đầu ra 144 Bảng 4.9 Phân phối tần suất tích lũy điểm đầu ra 145 Bảng 4.10 Phân phối tần suất tích lũy theo phần trăm điểm đầu ra 146 Bảng 4.11 Các tham số thống kê điểm đầu ra 146 * Danh mục các biểu đồ TT Nội dung Trang Biểu đồ 2.1 Kết quả khảo sát thực trạng đối với GV 53 Biểu đồ 2.2 Kết quả khảo sát thực trạng đối với HS 55 Biểu đồ 4.1 Biểu đồ phân phối tần suất điểm đầu ra 145 Biểu đồ phân phối tần suất tích lũy theo phần trăm điểm Biểu đồ 4.2. 146 đầu ra * Danh mục các sơ đồ TT Nội dung Trang Nguyên tắc chung xác định vai trò, ưu thế của môn VL đối Sơ đồ 2.1 32 với việc phát triển các NL cốt lõi Sơ đồ 2.2 Cấu trúc mục tiêu trong DH VL theo hướng phát triển NL 38 Sơ đồ 2.3 Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G.Razumôpxki 38 Quy trình xây dựng các BT cho một bài DHVL theo hướng Sơ đồ 2.4 57 phát triển NL GQVĐ&ST của HS Quy trình sử dụng phối hợp các loại BTVL nhằm phát triển Sơ đồ 2.5 62 NL GQVĐ&ST của HS * Danh mục các đồ thị TT Nội dung Trang Đồ thị 4.1 Đường phát triển NL GQVĐ&ST của 10 HS nhóm ĐC 140 Đồ thị 4.2 Đường phát triển NL GQVĐ&ST của 10 HS nhóm TN 142 Đồ thị 4.3 Đồ thị phân bố điểm đầu ra của hai nhóm 144 Đồ thị 4.4 Đồ thị phân phối tần suất tích lũy điểm đầu ra 145 * Danh mục các hình ảnh, hình vẽ TT Nội dung Trang Hình 2.1 Minh họa khảo sát thực trạng đợt 1 51 Hình 2.2 Minh họa khảo sát thực trạng đợt 2 52 v
Hình 3.1 Minh họa bài tập BT1.1ĐT 75 Hình 3.2 Minh họa bài tập BT1.2ĐT 76 Hình 3.3 Minh họa bài tập BT1.3ĐT 76 Hình 3.4 Minh họa bài tập BT1.4ĐT 76 Hình 3.5 Minh họa bài tập BT1.7TT 76 Hình 3.6 Minh họa bài tập BT1.11TT 77 Hình 3.7 Minh họa bài tập BT1.11TT 77 Hình 3.8 Minh họa bài tập BT1.12ĐTh 78 Hình 3.9 Minh họa bài tập BT1.13ĐTh 78 Hình 3.10 Minh họa bài tập BT2.2ĐT 78 Hình 3.11 Minh họa bài tập BT2.4ĐT 79 Hình 3.12 Minh họa bài tập BT2.5ĐT 79 Hình 3.13 Minh họa bài tập BT2.6ĐT 79 Hình 3.14 Minh họa bài tập BT2.11ĐTh 80 Hình 3.15 Minh họa bài tập BT2.12ĐTh 80 Hình 3.16 Minh họa bài tập BT2.13ĐTh 80 Hình 3.17 Minh họa bài tập BT3.2ĐT 81 Hình 3.18 Minh họa bài tập BT3.15ĐTh 82 Hình 3.19 Minh họa bài tập BT3.16ĐTh 83 Hình 3.20 Minh họa bài tập BT4.1ĐT 83 Hình 3.21 Minh họa bài tập BT4.1ĐT 83 Hình 3.22 Minh họa bài tập BT4.2ĐT 83 Hình 3.23 Minh họa bài tập BT4.3ĐT 84 Hình 3.24 Minh họa bài tập BT4.7TT 84 Hình 3.25 Minh họa định hướng giải BT1.1ĐT 86 Hình 3.26 Minh họa định hướng giải BT1.10TT 87 Hình 3.27 Minh họa định hướng giải BT3.7TT 93 Hình 3.28 Minh họa định hướng giải BT3.8TT 94 Hình 3.29 Minh họa định hướng giải BT4.1ĐT 95 Hình 3.30 Minh họa định hướng giải BT4.2ĐT 95 Hình 3.31 Minh họa định hướng giải BT4.7TT 96 Hình 3.32 Minh họa định hướng giải BT4.11TN 96 vi
Hình 3.33 Minh họa định hướng giải BT4.12TN 97 Hình 3.34 Minh họa hoạt động DH bài 1 100 Hình 3.35 Minh họa hoạt động DH bài 1 100 Hình 3.36 Minh họa hoạt động DH bài 1 101 Hình 3.37 Minh họa hoạt động DH bài 1 101 Hình 3.38 Minh họa hoạt động DH bài 1 101 Hình 3.39 Minh họa hoạt động DH bài 1 102 Hình 3.40 Minh họa hoạt động DH bài 1 103 Hình 3.41 Minh họa hoạt động DH bài 1 103 Hình 3.42 Minh họa hoạt động DH bài 2 111 Hình 3.43 Minh họa hoạt động DH bài 2 111 Hình 3.44 Minh họa hoạt động DH bài 2 112 Hình 3.45 Minh họa hoạt động DH bài 2 112 Hình 3.46 Minh họa hoạt động DH bài 2 112 Hình 3.47 Minh họa hoạt động DH bài 2 113 vii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ ...............................iv MỞ ĐẦU ..........................................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................................1 2. Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................................4 3. Mục tiêu của đề tài ......................................................................................................4 4. Giả thuyết khoa học .....................................................................................................4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................4 6. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................5 7. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................5 8. Những đóng góp mới của luận án ...............................................................................6 9. Cấu trúc luận án ...........................................................................................................6 NỘI DUNG ......................................................................................................................8 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................8 1.1. Những nghiên cứu về việc phát triển năng lực, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học ........................................................................................8 1.1.1. Những nghiên cứu ở nước ngoài ...........................................................................8 1.1.2. Những nghiên cứu ở trong nước ..........................................................................13 1.2. Những nghiên cứu về bài tập và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí nhằm phát triển năng lực của học sinh ............................................................................................ 16 1.2.1. Những nghiên cứu ở nước ngoài .........................................................................16 1.2.2. Những nghiên cứu ở trong nước..........................................................................20 1.3. Hướng nghiên cứu của luận án ...............................................................................21 Chương 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI BÀI TẬP THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ .....23 2.1. Năng lực, năng lực giải quyết vần đề và sáng tạo của học sinh ............................. 23 2.1.1. Khái niệm năng lực.............................................................................................. 23 2.1.2. Năng lực giải quyết vần đề và sáng tạo của học sinh ..........................................24 2.2. Dạy học vật lí phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS ..............32 viii
2.2.1. Vai trò của môn vật lí đối với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh .............................................................................................................32 2.2.2. Những cơ sở khoa học vận dụng trong dạy học vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh ....................................................................33 2.3. Bài tập vật lí và vấn đề sử dụng phối hợp các loại bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh .....................................................40 2.3.1. Khái quát chung về bài tập vật lí .........................................................................40 2.3.2. Vai trò của bài tập vật lí trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS ......................................................................................................................42 2.3.3. Phân loại bài tập vật lí .........................................................................................43 2.3.4. Đặc điểm các loại bài tập vật lí và vai trò của chúng trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh.............................................................. 44 2.3.5. Sự cần thiết và cơ sở của việc phối hợp các loại bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh .....................................................49 2.4. Thực trạng việc xây dựng và sử dụng phối hợp các loại bài tập trong dạy học vật lí theo hướng phát triển năng lực của học sinh hiện nay ..................................................50 2.4.1. Mục tiêu điều tra khảo sát ...................................................................................50 2.4.2. Đối tượng và nội dung điều tra khảo sát ............................................................. 51 2.4.3. Phân tích số liệu và kết quả điều tra khảo sát ......................................................52 2.4.4. Một số vấn đề rút ra từ kết quả điều tra khảo sát ................................................56 2.5. Quy trình xây dựng BTVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS ..........56 2.5.1. Nguyên tắc xây dựng BTVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS ....56 2.5.2. Quy trình xây dựng bài tập vật lí cho một bài dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh .....................................................57 2.6. Quy trình và các biện pháp sử dụng phối hợp các loại bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh .....................................................61 2.6.1. Quy trình sử dụng phối hợp các loại bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh ...........................................................................61 2.6.2. Các biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí thông qua sử dụng phối hợp các loại bài tập vật lí ........................67 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................................................70 Chương 3. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHỐI HỢP CÁC LOẠI BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC “ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH ....................................................72 3.1. Cấu trúc nội dung và các yêu cầu cần đạt của chương “Động lực học” ...............72 ix
3.1.1. Cấu trúc nội dung Chương “Động lực học” Vật lí 10 .........................................72 3.1.2. Những yêu cầu cần đạt của Chương “Động lực học” Vật lí 10 ..........................73 3.2. Xây dựng bài tập một số kiến thức thuộc chương “Động lực học” theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh ............................................74 3.2.1. Nội dung bài tập (Bài 1. Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực) ..................75 3.2.2. Nội dung bài tập (Bài 2. Định luật 1 Newton) ....................................................78 3.2.3. Nội dung bài tập (Bài 3. Định luật 2 Newton) ....................................................80 3.2.4. Nội dung bài tập (Bài 4. Định luật 3 Newton)....................................................83 3.3. Định hướng giải và vận dụng BT vào một số bài DH “Động lực học” .........83 3.3.1. Bài 1. Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực .................................................86 3.3.2. Bài 2. Định luật 1 Newton ...................................................................................88 3.3.3. Bài 3. Định luật 2 Newton ...................................................................................91 3.3.4. Bài 4. Định luật 3 Newton...................................................................................94 3.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài học cụ thể ...................................................94 3.4.1. Bài 1. Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực .................................................98 3.4.2. Bài 2. Định luật 1 Newton .................................................................................108 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ...............................................................................................120 Chương 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ....................................................................121 4.1 Thực nghiệm sư phạm vòng 1 ...............................................................................121 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm vòng 1 ............................................................121 4.1.2. Phạm vi, đối tượng thực nghiệm sư phạm vòng 1 .............................................121 4.1.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm vòng 1 ......................................122 4.1.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1 ...............................................................124 4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2 ..............................................................................128 4.2.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm vòng 2 ............................................................128 4.2.2. Phạm vi, đối tượng thực nghiệm sư phạm vòng 2 .............................................128 4.2.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm vòng 2 ......................................129 4.2.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2 ...............................................................134 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ...............................................................................................148 KẾT LUẬN ..................................................................................................................149 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ................................151 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................152 PHỤ LỤC x
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong bối cảnh hiện nay, thế giới có nhiều thay đổi nhanh và phức tạp, thì toàn cầu hoá và hội nhập quốc tế về giáo dục đã trở thành xu thế tất yếu. Trong đó, cách mạng khoa học công nghệ, sự phát triển ngày càng nhanh của công nghệ thông tin và truyền thông, sự phát triển mạnh về kinh tế tri thức đã tạo nên những tác động trực tiếp đến sự phát triển của các nền giáo dục. Cũng trong bối cảnh ấy, bản chất sự cạnh tranh giữa các quốc gia chính là cạnh tranh về nguồn nhân lực và về khoa học và công nghệ; theo đó để tạo ra những thế mạnh cạnh tranh thì xu thế chung của các nước trên thế giới khi bước vào thế kỉ XXI là tiến hành đổi mới mạnh mẽ về giáo dục. Giáo dục nước ta đang trong quá trình hội nhập quốc tế ngày càng sâu rộng. Cùng với những chủ trương phát triển chung về kinh tế - xã hội, đổi mới giáo dục là một trong những chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước. Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam đã thông qua Nghị quyết số 29-NQ/TW về “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” [2]; Quốc hội đã ban hành Nghị quyết số 88/2014/QH13 về đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông, trong đó nêu rõ mục tiêu đổi mới: “Đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh” [39]. Trong đổi mới giáo dục nói chung, đổi mới giáo dục phổ thông là một bộ phận không thể tách rời; vấn đề đổi mới phương pháp (PP) dạy học (DH) ở trường phổ thông theo hướng phát triển năng lực (NL) của học sinh (HS) đã trở thành nhiệm vụ bắt buộc, cần phải nghiên cứu triển khai một cách hiệu quả. Điều đó cũng thể hiện rõ trong Nghị quyết số 29-NQ/TW về mục tiêu cụ thể: “Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, NL công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho HS …” và giải pháp thực hiện căn bản là: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ PP dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển NL” [2]. Có thể nói đây là vấn đề mang tính thời sự và cấp bách của giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Để thực hiện các chủ trương quan trọng về đổi mới giáo dục của Đảng và Nhà nước, tháng 12/2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT 1
ban hành Chương trình giáo dục phổ thông (CTGDPT), trong đó bao gồm Chương trình tổng thể; Các chương trình môn học và hoạt động giáo dục. CTGDPT là văn bản thể hiện mục tiêu giáo dục phổ thông, quy định các yêu cầu cần đạt về phẩm chất và NL của HS, nội dung giáo dục, PP giáo dục và PP đánh giá kết quả giáo dục, làm căn cứ quản lí chất lượng giáo dục phổ thông; đồng thời là cam kết của Nhà nước nhằm bảo đảm chất lượng của cả hệ thống và từng cơ sở giáo dục phổ thông. Đó cũng là một trong những quan điểm chính trong việc xây dựng chương trình, cần phải quán triệt đúng và triển khai một cách nghiêm túc. CTGDPT đã quy định 5 phẩm chất và 10 NL cốt lõi bao gồm những NL chung được hình thành, phát triển thông qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục như NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo (GQVĐ&ST); Những NL đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định như NL ngôn ngữ, NL tính toán, NL khoa học, NL công nghệ, NL tin học, NL thẩm mĩ, NL thể chất. Bên cạnh đó, CTGDPT môn vật lí (VL) cũng đã xác định những NL chuyên môn cần phải hình thành và phát triển cho HS trong quá trình DH VL, bao gồm: NL nhận thức VL, NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ VL, NL vận dụng kiến thức kĩ năng đã học vào thực tiễn [7], [6]. Về cơ bản, việc phát triển các NL của HS luôn có mối quan hệ mà không tách rời khỏi nhau. Trong một một hoạt động giáo dục nhất định, có thể cùng lúc nhắm đến việc phát triển một số NL nào đó một cách phù hợp, tuy nhiên tùy vào nội dung và hình thức tổ chức DH mà mức độ phát triển các NL đó của HS có thể có sự khác nhau. Thực tiễn DH hiện nay ở các trường Trung học phổ thông (THPT) cho thấy, vấn đề đổi mới PP DH theo hướng phát triển NL của HS đang được triển khai trên diện rộng và đã đạt được những thành quả nhất định. Tuy nhiên, theo đánh giá của nhiều nhà nghiên cứu khoa học giáo dục thì hiệu quả thực chất của đổi mới chưa thật cao, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu phát triển giáo dục như mong muốn, nhất là việc triển khai tổ chức DH, kiểm tra, đánh giá HS theo định hướng phát triển NL nói chung và NL GQVĐ&ST nói riêng. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến thực trạng trên và một trong những nguyên nhân đó là việc triển khai đổi mới chưa đồng bộ, nhiều giáo viên (GV) trực tiếp đứng lớp giảng dạy - người đóng vai trò quyết định trong thực hiện khâu đổi mới lại chưa thực sự nắm bắt, am hiểu sâu sắc về cơ sở lý luận và thực tiễn của việc đổi mới, cũng như vận dụng được một cách linh hoạt các PP DH theo hướng đổi mới để phát triển NL của HS. Riêng đối với NL GQVĐ&ST, việc GV chưa nắm bắt, am hiểu một cách đầy đủ về bản chất, cấu trúc, các biểu hiện hành vi và cách đánh giá NL GQVĐ&ST đang là một hạn chế cần phải có hướng nghiên cứu, khắc phục. VL là môn khoa học thực nghiệm, hầu hết kiến thức VL trong chương trình phổ thông đều liên quan chặt chẽ đến đời sống và kỹ thuật. Đây là cơ sở quan trọng làm 2
cho môn VL ở trường THPT trở thành môn học có tính hấp dẫn, gắn với thực tiễn và có nhiều ưu thế trong việc hình thành và phát triển NL GQVĐ&ST của HS. Trong DH VL, bài tập (BT) VL rất đa dạng về chủng loại và có nhiều mức độ khác nhau. Sự đa dạng của BT VL cũng là một trong những ưu thế và có tầm quan trọng trong việc tổ chức DHVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST. Mặc dù BTVL có vai trò quan trọng và vẫn được GV sử dụng một cách phổ biến, tuy nhiên khi tổ chức DH theo hướng tiếp cận NL, với cách sử dụng BTVL theo hướng tiếp cận nội dung mà GV đã sử dụng trong nhiều năm qua là không còn phù hợp, tính hiệu quả trong việc hình thành và phát triển NL GQVĐ&ST của HS là không cao. Trong giai đoạn hiện nay, khi các trường THPT bắt đầu áp dụng CTGDPT (2018); việc am hiểu sâu sắc về các loại BTVL và cách sử dụng phối hợp các loại BT trong một giờ học VL như thế nào để phát triển được NL GQVĐ&ST của HS cho hiệu quả là hết sức quan trọng, song đây vẫn còn là vấn đề chưa được giải quyết một cách thỏa đáng và cũng là một trong những bất cập mang tính cấp thiết cần phải giải quyết. Để việc triển khai DHVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS đạt hiệu quả, có thể có nhiều phương án thực hiện khác nhau, trong đó việc nghiên cứu làm rõ cơ sở lý luận, cơ sở thực tiễn, đề xuất những quy trình, biện pháp cụ thể về xây dựng, sử dụng phối hợp các loại BTVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS là một trong những phương án phù hợp. Bắt đầu từ năm học 2022-2023, CTGDPT (2018) và sách giáo khoa mới được triển khai ở khối lớp 10 bậc THPT. Đây là năm học mà cả GV và HS sẽ đều có những bỡ ngỡ, khó khăn ban đầu khi chuyển từ cách dạy và cách học từ CTGDPT cũ (2006) sang CTGDPT (2018) theo hướng tiếp cận NL ở tất cả các bộ môn, và môn VL cũng không phải là ngoại lệ. Theo đó, việc nghiên cứu cơ sơ lý luận, cơ sở thực tiễn, đề xuất những quy trình, biện pháp cụ thể về vấn đề xây dựng, sử dụng phối hợp các loại BTVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS như đã nêu và vận dụng ngay vào đối tượng HS lớp 10 là có tính thời sự và cấp thiết. Ngoài ra, so với các nội dung khác trong chương trình VL lớp 10, “Động lực học” là phần nội dung nằm ở phần đầu của chương trình VL THPT, có kiến thức tương đối phong phú, nhiều nội dung kiến thức gắn với đời sống, do đó có thể dựa trên những kiến thức này để xây dựng các loại BTVL một cách đa dạng, giúp cho việc minh họa về việc sử dụng phối hợp các loại BTVL trong tổ chức DH phát triển NL GQVĐ&ST của HS một cách rõ nét hơn. Căn cứ vào những chủ trương lớn của Đảng, Nhà nước và của ngành Giáo dục, nhận thức được tầm quan trọng của việc đổi mới PPDH nói chung và DHVL nói riêng, đồng thời căn cứ vào khả năng của bản thân, chúng tôi chọn đề tài: “Sử dụng phối hợp các loại bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học “Động lực học” Vật lí 10 Trung học phổ thông”. 3
2. Phạm vi nghiên cứu - Về kiến thức: Mạch nội dung kiến thức bám sát CTGDPT môn VL (2018), tập trung vào chương “Động lực học” VL 10 THPT; Thứ tự bài DH sử dụng theo sách giáo khoa VL10 của nhóm tác giả “Kết nối tri thức”. - Về thời gian: Tiến hành nghiên cứu từ năm 2018 đến 2024. Thời gian nghiên cứu nằm trong giai đoạn giao thời giữa việc các trường THPT vẫn sử dụng CTGDPT cũ (2006) và Bộ Giáo dục và Đào tạo tiếp tục hoàn thiện, ban hành CTGDPT mới (2018), bắt đầu triển khai ở khối lớp 10 từ năm học 2022 - 2023. - Về không gian nghiên cứu: Khảo sát thực trạng tại một số trường THPT thuộc khu vực miền Trung và Tây nguyên; Thực nghiệm sư phạm triển khai trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi. 3. Mục tiêu của đề tài - Xác định được quy trình xây dựng và sử dụng phối hợp các loại BT theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS trong DH VL; - Xây dựng các BTVL, thiết kế tiến trình DH một số bài DH chương “Động lực học” VL 10 nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS. 4. Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất được quy trình xây dựng và sử dụng phối hợp các loại BT theo định hướng phát triển NL GQVĐ&ST, đồng thời vận dụng được vào DH VL thì sẽ phát triển được NL GQVĐ&ST, qua đó nâng cao kết quả học tập của HS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được những mục tiêu đặt ra, chúng tôi thực hiện 6 nhiệm vụ sau: Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu tổng quan những quan điểm khoa học của các tác giả trong nước và nước ngoài về NL, NL GQVĐ&ST của HS; BTVL và cách sử dụng BTVL nhằm phát triển NL nói chung và NL GQVĐ&ST nói riêng. Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu cơ sở lí luận các vấn đề: - Bản chất, cấu trúc NL GQVĐ&ST của HS; Xây dựng các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ&ST của HS. - BT và cách sử dụng phối hợp các loại BT nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS trong DH VL. - Những yếu tố Tâm lí học, Giáo dục học, Triết học tác động đến quá trình tổ chức DH VL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS. Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu cơ sở thực tiễn thông qua điều tra khảo sát GV và HS tại một số trường THPT khu vực Miền Trung - Tây nguyên và một số địa phương khác về việc xây dựng, sử dụng BTVL nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS. 4
Nhiệm vụ 4: Đề xuất quy trình xây dựng và xây dựng các BT theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS. Nhiệm vụ 5: Đề xuất quy trình sử dụng phối hợp các loại BTVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS; Thiết kế các tiến trình DH cụ thể, vận dụng vào DH chương “Động lực học” VL 10 THPT. Nhiệm vụ 6: Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài. 6. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động DH VL lớp 10 THPT thông qua việc sử dụng phối hợp các loại BT theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS. 7. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện đề tài luận án, chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu phổ biến trong nghiên cứu khoa học giáo dục. 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước và của Bộ Giáo dục và Đào tạo về đổi mới giáo dục, đổi mới PP DH để làm cơ sở cho việc định hướng nội dung và đảm bảo tính khả thi của đề tài. - Nghiên cứu các tài liệu về PP nghiên cứu khoa học giáo dục để định hướng vận dụng các PP trong quá trình triển khai nghiên cứu. - Nghiên cứu các công trình khoa học (các giáo trình, bài báo khoa học, đề tài khoa học, luận án ...) trong nước và nước ngoài; nghiên cứu CTGDPT tổng thể, CTGDPT môn VL (2018), để làm rõ cơ sở lí luận trong việc phát triển NL GQVĐ&ST của HS thông qua sử dụng BTVL. - Nghiên cứu tài liệu giáo khoa, tài liệu về BTVL để định hướng xây dựng BT và sử dụng phối hợp các loại BT nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS. 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Sử dụng phiếu điều tra trực tiếp và trực tuyến kết hợp với phỏng vấn, trao đổi nhằm tìm hiểu thực trạng ở một số trường THPT về: - Nhận thức và hành vi của GV và HS trong điều kiện tổ chức dạy và học thực tế, làm cơ sở xây dựng các biện pháp sử dụng phối hợp loại BT nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS. - Hình thức tổ chức DH VL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST mà GV đang sử dụng phổ biến ở trường THPT. - Vấn đề xây dựng BT và cách sử dụng phối hợp các loại BT để phát triển NL GQVĐ&ST của HS trong DH VL. 7.3. Phương pháp chuyên gia 5
Xin ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực Lí luận và PP DH VL để hoàn thiện các quy trình và các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ&ST. 7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức thực nghiệm sư phạm hai vòng độc lập để kiểm chứng giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài. Trong quá trình xử lí số liệu, chúng tôi sử dụng phần mềm SPSS, các phương pháp thống kê toán học như phương pháp thống kê mô tả, thống kê kiểm định và các thang đo đánh giá định lượng mức độ phát triển NL GQVĐ&ST của HS để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm. 8. Những đóng góp mới của luận án 8.1. Về mặt lí luận Góp phần hoàn thiện và làm rõ thêm cơ sở lí luận, bao gồm: - Bản chất, cấu trúc NL GQVĐ&ST của HS. - Đặc điểm các loại BT và vai trò của chúng đối với sự phát triển NL GQVĐ&ST của HS trong DHVL. - Quy trình xây dựng BTVL theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS. - Quy trình và các biện pháp và sử dụng phối hợp các loại BT theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST trong DH VL. - Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ&ST của HS thông qua việc sử dụng phối hợp các loại BT theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS trong DH VL ở trường THPT. 8.2. Về mặt thực tiễn - Đánh giá được thực trạng (thuận lợi, hạn chế) của việc sử dụng phối hợp các loại BT trong DHVL theo hướng phát triển NL nói chung và NL GQVĐ&ST nói riêng ở các trường THPT hiện nay thông qua việc điều tra khảo sát GV và HS tại 20 trường THPT khu vực Miền Trung - Tây nguyên và một số địa phương khác; - Xây dựng 80 BTVL thuộc chương “Động lực học” VL 10 THPT theo hướng phát triển NL GQVĐ&ST của HS. - Xây dựng 06 tiến trình DH có sử dụng phối hợp các loại BT nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS thuộc chương “Động lực học” VL 10 THPT. 9. Cấu trúc luận án Luận án gồm 3 phần chính, bao gồm: - Phần mở đầu - Phần nội dung (gồm 4 chương): Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 6
Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng phối hợp các loại bài tập theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí Chương 3. Xây dựng và sử dụng phối hợp các loại bài tập trong dạy học chương “Động lực học” Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh Chương 4. Thực nghiệm sư phạm - Phần kết luận và kiến nghị Ngoài ra còn có các phần khác: + Tài liệu tham khảo; + Danh mục các công trình nghiên cứu của tác giả; + Danh mục các bảng, biểu đồ, sơ đồ, đồ thị, hình vẽ + Phần phụ lục. 7
NỘI DUNG Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Theo nhiều nguồn tài liệu khác nhau, có thể thấy ở trong nước và nước ngoài đã có nhiều công trình nghiên cứu về NL và các giải pháp phát triển NL của HS trong DH VL. Dưới dây, chúng tôi tập trung đề cập một số công trình nghiên cứu theo hai vấn đề chính, đó là những nghiên cứu về việc phát triển NL nói chung và NL GQVĐ&ST nói riêng trong DH và những nghiên cứu về BT, cách sử dụng BT nhằm phát triển NL GQVĐ&ST của HS trong DH VL. 1.1. Những nghiên cứu về việc phát triển năng lực, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học 1.1.1. Những nghiên cứu ở nước ngoài Từ những năm cuối của thế kỷ XX, NL của HS và DH theo hướng phát triển NL của HS đã được đề cập đến và nay đã trở thành xu hướng giáo dục mang tính quốc tế. Ngay từ khi chuẩn bị bước vào thế kỷ XXI, UNESCO đã thành lập nhóm chuyên trách nghiên cứu về giáo dục cho thế kỷ XXI. Năm 1996, Chủ tịch Ủy ban UNESCO về Giáo dục cho thế kỷ XXI Jacques Delors đã công bố bản báo cáo có tiêu đề “Learning: The Treasure Within” (Giáo dục: Kho tàng tiềm ẩn), trong đó đã khẳng định vai trò cơ bản của giáo dục trong sự phát triển của xã hội và của mỗi cá nhân, đồng thời đưa ra “Bốn trụ cột của giáo dục”: Học để biết; Học để làm; Học để tồn tại; Học để chung sống [63]. Cũng từ những năm đầu thế kỷ XXI, các nước trong khối EU đã phân tích, bàn luận nhiều về khái niệm “NL chính” (key competence) và nhận định “Để chuẩn bị cho thế hệ trẻ thành công khi đối mặt với những thách thức của xã hội thông tin và nhận thức được tối đa lợi ích từ những cơ hội mà xã hội đó tạo ra, đã trở thành mục tiêu quan trọng của hệ thống giáo dục chấu Âu. Nó định hướng cho sự thay đổi chính sách giáo dục, xem xét lại nội dùng chương trình và phương pháp dạy - học. Điều đó chắc chắn càng làm gia tăng sự chú ý tới các NL cơ bản, cụ thể là những NL hướng vào cuộc sống với mục đích suốt đời tham gia xã hội học tập một cách tích cực” [77]. Phân tích về NL, F.E. Weinert cho rằng: “NL được thể hiện như một hệ thống khả năng, sự thành thạo hay những kỹ năng thiết yếu, có thể giúp con người đủ điều kiện vươn tới một mục đích cụ thể”, Còn J.Coolahan thì cho rằng NL được xem như là “những khả năng cơ bản dựa trên cơ sở tri thức, kinh nghiệm, các giá trị và thiên hướng của một con người, được phát triển thông qua thực hành giáo dục” [77]. Nhiều công trình nghiên cứu cho rằng, phân loại NL là một vấn đề phức tạp, nó phụ thuộc vào quan điểm và tiêu chí phân loại, nhưng tựu trung lại có thể thấy hai loại chính, đó là những NL chung (general competence) và những NL cụ thể (specific competence). Trong đó, NL chung là những NL cơ bản, thiết yếu, để con người có thể 8