Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ cho học sinh lớp 9

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:141

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 6
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 và phụ lục, đề tài có ba chương: Chương 1 - Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học tích hợp, dạy học tích hợp liên môn; Chương 2 - Xây dựng và tổ chức dạy học theo hướng tích hợp chương “Điện từ học” và Công nghệ; 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: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ cho học sinh lớp 9

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trần Thị Kim Thoa DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MÔN CHƯƠNG “ ĐIỆN TỪ HỌC” VÀ CÔNG NGHỆ CHO HỌC SINH LỚP 9 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Trần Thị Kim Thoa DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MÔN CHƯƠNG “ ĐIỆN TỪ HỌC” VÀ CÔNG NGHỆ CHO HỌC SINH LỚP 9 Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGÔ VĂN THIỆN Thành phố Hồ Chí Minh - 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 9 năm 2019 Trần Thị Kim Thoa
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Ngô Văn Thiện, Thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi từ buổi đầu bước vào môi trường nghiên cứu cho đến khi luận văn luận văn được hoàn thành. Thầy luôn động viên và cho tôi những lời khuyên bổ ích, khơi dậy trong tôi lòng ham mê học hỏi và nghiên cứu khoa học. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, quý thầy cô Khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô giảng dạy lớp Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí khóa 28. Xin cảm ơn quý thầy cô và các em HS trường THCS–THPT Trí Đức Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực nghiệm. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn này. Một lần nữa, tôi xin gửi lời tri ân đến tất cả mọi người. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 9 năm 2019 Tác giả Trần Thị Kim Thoa
MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình MỞ ĐẦU.......................................................................................................................1 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP, DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MÔN ......................................................6 1.1. Các khái niệm về “Khoa học” và “Công nghệ” ................................................ 6 1.1.1. Khái niệm “Khoa học”............................................................................... 6 1.1.2. Con đường thực hiện theo phương pháp khoa học trong dạy học Vật lí. ...... 7 1.1.3. Khái niệm “công nghệ” ........................................................................... 10 1.1.4. Con đường thực hiện theo phương pháp công nghệ trong dạy học Vật lí. .. 10 1.1.5. Quy trình khoa học – công nghệ .............................................................. 11 1.2. Tổng quan về dạy học tích hợp ....................................................................... 12 1.2.1. Các khái niệm cơ bản của dạy học tích hợp ............................................ 12 1.2.2. Tình hình nghiên cứu và vận dụng dạy học tích hợp. ............................. 13 1.2.3. Mục tiêu của dạy học tích hợp. ................................................................ 14 1.2.4. Các đặc trưng cơ bản của dạy học tích hợp. ............................................ 15 1.2.5. Định hướng của việc dạy học tích hợp. ................................................... 16 1.3. Dạy học liên môn và chủ đề dạy học liên môn ............................................... 16 1.3.1. Khái niệm dạy học liên môn .................................................................... 16 1.3.2. Cơ sở lý luận và thực tiễn của dạy học liên môn. .................................... 19 1.3.3. Thực trạng về việc dạy học liên môn hiện nay. ....................................... 19 1.3.4. Chủ đề dạy học liên môn. ........................................................................ 33 1.4. Thiết kế dạy học tích hợp liên môn. ................................................................ 35
1.4.1. Thiết kế nội dung tích hợp liên môn. ....................................................... 35 1.4.2. Kịch bản sư phạm giảng dạy liên môn .................................................... 37 1.4.3. Một số phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực. ................................. 38 1.5. Đánh giá dạy học tích hợp liên môn ............................................................... 41 1.5.1. Khái niệm năng lực .................................................................................. 41 1.5.2. Đánh giá năng lực .................................................................................... 42 1.5.3. Quy trình đánh giá năng lực theo dạy học tích hợp liên môn.................. 42 Kết luận chương 1 .......................................................................................................46 Chương 2. XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO HƯỚNG TÍCH HỢP PHẦN ĐIỆN TỪ HỌC TRONG VẬT LÍ LỚP 9 VỚI CÔNG NGHỆ ......................................................................................47 2.1. Mục tiêu định hướng phát triển năng lực khoa học công nghệ ....................... 47 2.2. Mục tiêu dạy học tích hợp liên môn Vật lí – Công nghệ hiện nay ................. 48 2.3. Phân tích chương trình Vật lí cấp THCS ........................................................ 48 2.3.1. Nội dung kiến thức Vật lí cấp THCS....................................................... 48 2.3.2. Nội dung kiến thức Vật lí lớp 9 ................................................................49 2.3.3. Nội dung kiến thức phần điện từ học trong chương trình Vật lí lớp 9 .....50 2.4. Phân tích chương trình Công nghệ cấp THCS. ................................................52 2.4.1. Nội dung kiến thức Công nghệ cấp THCS. ..............................................52 2.4.2. Nội dung kiến thức xung quanh phần điện từ học. ...................................53 2.5. Xây dựng và tổ chức dạy học tích hợp liên môn Vật lí 9 – Công nghệ phần “ Điện từ học”. ..................................................................................................54 2.5.1. Lý do xây dựng. ........................................................................................54 2.5.2. Nội dung dạy học tích hợp liên môn phần “ Điện từ học”. ......................55 2.5.2. Định hướng phát triển năng lực qua dạy học tích hợp liên môn Vật lí 9 và Công nghệ ........................................................................................57 2.5.3. Tổ chức dạy học tích hợp liên môn Vật lí 9 và công nghệ cho phần “ Điện từ học” .............................................................................................57 2.6. Thiết kế tiêu chí và công cụ đánh giá năng lực hợp tác và giải quyết vấn đề trong dạy học ở trường phổ thông. ..............................................................74
2.6.1. Rubric đánh giá năng lực hợp tác ............................................................ 74 2.6.2. Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ............................................ 77 2.6.2. Phiếu hỏi .................................................................................................. 80 2.6.3. Phiếu đánh giá năng lực ........................................................................... 81 2.6.4. Phiếu đánh giá đồng đẳng ........................................................................ 82 Kết luận chương 2 .......................................................................................................83 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.................................................................84 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của việc thực nghiệm sư phạm. .................................. 84 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm. ....................................................... 84 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. ...................................................... 84 3.2. Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm. ......................................... 84 3.2.1. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm. ...................................................... 84 3.2.2. Nội dung của thực nghiệm sư phạm ........................................................ 85 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. ............................................................... 85 3.3.1. Thời gian thực nghiệm. ............................................................................ 85 3.3.2. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm. ............................................................ 85 3.3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm. ................................................................ 86 3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm. ..................................................................... 87 3.4.1. Đánh giá thái độ học sinh trong quá trình thực nghiệm. ......................... 87 3.4.2. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm. ............................................. 90 3.4.3. Một số hình ảnh hoạt động nhóm và sản phẩm của HS ........................ 100 3.5. Thảo luận về kết quả việc giảng dạy tích hợp liên môn phần điện từ học và vận dụng các phương pháp dạy học tích cực trong quá trình tổ chức dạy học. ....................................................................................................................103 Kết luận chương 3 .....................................................................................................105 PHẦN KẾT LUẬN ..................................................................................................106 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................108 PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GD&ĐT : Giáo dục và Đào tạo GV : Giáo viên HS : Học sinh DHTH : Dạy học tích hợp ĐH : Đại học GQVĐ : Giải quyết vấn đề HT GQVĐ : Hợp tác giải quyết vấn đề PPDH : Phương pháp dạy học THCS : Trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông HSHT : Hồ sơ học tập NL : Năng lực TN : Thực nghiệm
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Danh sách các trường THCS và số GV phản hồi lại phiếu điều tra. .......20 Bảng 1.2. Danh sách các trường THCS và số HS phản hồi lại phiếu điều tra. ........21 Bảng 1.3. Kết quả khảo sát mức độ đáp ứng việc bồi dưỡng năng lực HS khi sử dụng phương pháp dạy học truyền thống. ...............................................21 Bảng 1.4. Kết quả khảo sát mức độ sử dụng các phương pháp của GV để phát triển năng lực GQVĐ cho HS. .................................................................21 Bảng 1.5. Tần suất GV vận dụng dạy học tích hợp liên môn ..................................23 Bảng 1.6. Tần suất liên hệ kiến thức trên lớp với các vấn đề thực tiễn, gần gũi với cuộc sống ...........................................................................................29 Bảng 1.7. Tần suất liên hệ kiến thức môn Vật lí với kiến thức của các môn học khác ..........................................................................................................29 Bảng 2.1. Nội dung kiến thức phần điện từ học theo chuẩn kiến thức kĩ năng Vật lí lớp 9 ...............................................................................................50 Bảng 2.2. Nội dung kiến thức Công nghệ liên quan đến phần điện từ học được phân phối ở chương trình lớp 8................................................................53 Bảng 2.3. Nội dung dạy học tích hợp liên môn Vật lí – Công nghệ phần “ Điện từ học”. .....................................................................................................55 Bảng 2.4. Rubric đánh giá năng lực hợp tác ............................................................74 Bảng 2.5. Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề.............................................77 Bảng 3.1. Bảng thống kê tần số điểm bài kiểm tra tiền kiểm – hậu kiểm................90 Bảng 3.2. Bảng tần suất điểm bài kiểm tra tiền kiểm – hậu kiểm. ...........................90 Bảng 3.3. Bảng tần suất tích luỹ điểm bài kiểm tra tiền kiểm – hậu kiểm. .............91 Bảng 3.4. Bảng thống kê số học sinh đạt các chỉ số hành vi năng lực GQVĐ qua 3 chủ đề. ............................................................................................95 Bảng 3.5. Bảng thống kê số học sinh đạt các chỉ số hành vi năng lực HT qua 03 chủ đề. ......................................................................................................96 Bảng 3.6. Sự phát triển sự phát triển chỉ số hành vi của từng học sinh nhóm 1 ......97
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ khối thực hiện quy trình khoa học...................................................... 9 Hình 1.2. Sơ đồ khối thực hiện quy trình công nghệ ................................................. 10 Hình 1.3. Sơ đồ quy trình khoa học - công nghệ ........................................................ 11 Hình 1.4. Sơ đồ dạy học tích hợp liên môn ............................................................... 18 Hình 3.1. Đồ thị đường tần suất tích luỹ bài kiểm tra tiền kiểm và hậu kiểm ........... 91 Hình 3.2. Hoạt động nhóm và báo cáo của HS ........................................................ 100 Hình 3.3. Một số sản phẩm của nhóm HS ở chủ đề 2 .............................................. 101 Hình 3.4. Sản phẩm của nhóm HS ở chủ đề 3 .......................................................... 102
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong những năm gần đây, chiến lược cải cách giáo dục phổ thông ở Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới đang tập trung vào việc đổi mới mục tiêu giáo dục và đào tạo, trong đó dạy học ở bậc phổ thông không còn nhằm vào việc cung cấp kiến thức, kĩ năng riêng lẻ mà hướng tới mục tiêu phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh (Nguyễn Anh Dũng và cộng sự, 2013). Ngoài ra, cải cách giáo dục còn hướng tới việc gỡ bỏ sự ngăn cách cứng nhắc giữa các môn học, đẩy mạnh việc mở rộng cánh cửa nhà trường ra thực tiễn. Để đạt được mục tiêu này, một trong những giải pháp mà các quốc gia trên thế giới như Pháp, Canada lựa chọn đó là xây dựng những chủ đề dạy học theo hướng tích hợp liên môn. (Charland, 2008) Dạy học tích hợp là một quan điểm sư phạm, ở đó người học cần huy động mọi nguồn lực để giải quyết các vấn đề phức hợp gắn liền thực tiễn nhằm phát triển các năng lực và phẩm chất. Ngày nay, khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nếu nhà giáo dục tạo cơ hội cho học sinh được tiếp cận, được khám phá, tìm hiểu vận hành các thiết bị công nghệ từ sớm thì sẽ hình thành cho học sinh thế giới quan về khoa học công nghệ và đời sống tồn tại xung quanh các em. Đi xa hơn nữa, nếu nhà giáo dục tạo điều kiện cho các em sáng chế những thiết bị công nghệ, ở góc độ giáo dục, gắn liền thực tiễn, chúng tôi nghĩ rằng các kiến thức khoa học và công nghệ sẽ tương tác mạnh mẽ hơn. Điều này giúp cho các em nhìn nhận rõ ràng về vai trò của khoa học và công nghệ đối với đời sống xã hội, cũng như hình thành cho các em về mối quan hệ tương hỗ giữa hai môn học này. Cách tiếp cận giảng dạy như vậy sẽ mang lại cho các em kiến thức khoa học công nghệ có giá trị hơn. Chính khoa học – công nghệ là nguồn cảm hứng thiết thực nhất, cần thiết nhất hiện nay. Hiện nay ở Việt Nam, việc đưa ra định hướng đổi mới giáo dục theo hướng tích hợp liên môn đã được triển khai, tuy nhiên, chỉ dừng lại ở phạm vi nhỏ, vẫn còn mang tính sơ khai, chưa thật sự hoàn chỉnh, chưa có tính hệ thống bền vững. Điều này cũng có thể là do tình hình kiểm tra đánh giá thành quả học tập của học sinh ở nước ta vẫn còn tiếp cận theo điểm số nên việc dạy học tích hợp vẫn chưa được chú trọng. Thật vậy, Ở cấp THPT các em học sinh chỉ chú tâm học lý thuyết thật tốt, nắm
2 vững công thức để giải các bài tập thật hiệu quả để đáp ứng mục tiêu được vào Đại học nên cả giáo viên, phụ huynh và học sinh đều không quan tâm đến việc học sinh được phát triển năng lực gì mà chỉ quan tâm đến kiến thức để phục vụ cho việc thi cử. Ở các nước trên thế giới và một số trường quốc tế tại Việt Nam các em đã được học theo hướng tích hợp các môn, khoa học, công nghệ ngay từ tiểu học, cấp THCS. Sự định hướng giáo dục của họ theo tích hợp liên môn là có lí do, vì đầu chương trình cấp THCS bắt đầu làm quen với môn Vật lí, họ được tiếp cận với những chủ đề gắn liền thực tiễn. Điều này sẽ kích thích sự hứng thú của học sinh nhiều hơn. Ngoài ra ở độ tuổi này, học sinh đủ khả năng tự tham gia học tập, khám phá thế giới tự nhiên. Do đó việc triển khai dạy học tích hợp cho học sinh cấp THCS có vẻ phù hợp. Ngoài ra nội dung chương trình THCS cũng chưa hướng tới sự phân hóa cao, điều này cũng là mặt thuận lợi cho việc triển khai dạy học tích hợp. Vì vậy, chúng tôi nghĩ rằng, đây chính là đối tượng phù hợp nhất cho mô hình này. Khi xem xét tổng quan phân phối chương trình Vật lí cấp THCS hiện nay, chương trình được bắt đầu từ những kiến thức nền tảng gắn liền với thực tiễn cuộc sống, đặc biệt là gắn liền với đời sống hằng ngày trong mỗi gia đình. Mà mảng thường thức gia đình thì liên quan đến những kiến thức mà học sinh được tiếp cận ở môn khoa học công nghệ. Công nghệ cho ta thấy bao quát bên ngoài, Vật lí giải thích cho ta hiểu được bản chất bên trong của một thiết bị. Chúng tôi nghĩ rằng khi học sinh hiểu được quy luật vận hành bên trong của một thiết bị thì việc chế tạo ra sản phẩm là điều có thể thực hiện được. Chúng tôi giả định rằng khi học sinh được tiếp cận theo hướng tích hợp liên môn, học sinh sẽ xâu chuỗi được kiến thức ở nhiều môn để giải quyết được vấn đề gắn liền với thực tiễn và chiếm lĩnh kiến thức tốt hơn. Xuất phát từ những lí do trên, trong nghiên cứu này mục tiêu của chúng tôi nhằm vào nghiên cứu vấn đề “Dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ cho học sinh lớp 9”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu cách thiết kế, tổ chức việc giảng dạy tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ cho học sinh lớp 9 cấp THCS nhằm phát triển năng lực
3 giải quyết các vấn đề cho học sinh. 3. Giả thuyết khoa học của đề tài Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh có thể được phát triển bằng cách thiết kế và tổ chức dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ. 4. Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy học tích hợp liên môn Vật lí – Công nghệ cho học sinh lớp 9 cấp THCS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Điều tra thực tiễn về việc dạy học tích hợp, - Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học tích hợp và về dạy học tích hợp liên môn, - Nghiên cứu cơ sở tâm lý nhận thức của học sinh, - Nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển năng lực của học sinh thông qua việc giảng dạy tích hợp liên môn, - Nghiên cứu nội dung kiến thức Vật lí 9 có liên quan đến môn Công nghệ ở cấp THCS, - Xây dựng hệ thống các nội dung dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và Công nghệ trong công tác giảng dạy bộ môn Vật lí lớp 9 ở trường THCS, - Xây dựng các công cụ đánh giá dạy học tích hợp liên môn, - Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THCS nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài và rút ra các kết luận cần thiết. 6. Phạm vi nghiên cứu - Kiến thức phần “Điện từ học” trong chương trình Vật lí và Công nghệ khối THCS. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 7.1. Ý nghĩa khoa học Xây dựng đề án dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ cho học sinh lớp 9 THCS. 7.2. Ý nghĩa thực tiễn Xây dựng chủ đề, tổ chức dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và công nghệ cho học sinh khối THCS cụ thể là học sinh lớp 9.
4 Xây dựng, thực hiện quá trình đánh giá dạy học tích hợp liên môn theo hướng sử dụng các phương pháp tích cực, hướng đến phát triển năng lực cho học sinh. 8. Phương pháp nghiên cứu 8.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu lí luận về tích hợp, dạy học tích hợp liên môn và các phương pháp dạy học tích cực, - Phân tích, tổng hợp các công trình nghiên cứu các văn bản liên quan đến dạy học tích hợp, - Nghiên cứu chương trình Vật lí – Công nghệ của khối THCS. 8.2. Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn - Điều tra về thực trạng việc dạy học tích hợp liên môn ở một số trường THCS ở nước ta hiện nay. - Điều tra – khảo sát bằng phiếu hỏi, phiếu thăm dò ý kiến đối với một số đối tượng về việc dạy học tích hợp liên môn. - Quan sát việc tổ chức dạy học trên lớp. 8.3. Phương pháp phỏng vấn - Phương pháp phỏng vấn trực tiếp. - Phương pháp phỏng vấn bán trực tiếp (phỏng vấn sâu). 8.4. Phương pháp phân tích định tính - Phân tích nội dung các cuộc phỏng vấn đối với các giáo viên. 8.5. Phương pháp thống kê - Thống kê mô tả, - Thống kê suy luận. 8.6. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm dạy học tích hợp liên môn qua chủ đề đã xây dựng. - Quan sát, kiểm tra, theo dõi, đánh giá các hoạt động của học sinh theo các giai đoạn của dạy học tích hợp. - Phân tích kết quả thu được qua quá trình thực nghiệm sư phạm từ đó rút ra kết luận của đề tài.
5 9. Đóng góp của đề tài - Phân tích và khái quát kiến thức chương “Điện từ học” trong chương trình Vật lí và Công nghệ, - Xây dựng và tổ chức dạy học tích hợp liên môn chương “Điện từ học” và Công nghệ, - Góp phần hệ thống hóa cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn về phương pháp dạy học tích hợp, dạy học tích hợp liên môn. - Kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu tham khảo cho việc thực hiện triển khai dạy học tích hợp liên môn Vật lí - Công nghệ sau này. 10. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục thì đề tài gồm có ba chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học tích hợp, dạy học tích hợp liên môn. Chương 2: Xây dựng và tổ chức dạy học theo hướng tích hợp chương “Điện từ học” và Công nghệ. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
6 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP, DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MÔN 1.1. Các khái niệm về “Khoa học” và “Công nghệ” 1.1.1. Khái niệm “Khoa học” Khoa học là một khái niệm có nội hàm phức tạp, tùy theo mục đích nghiên cứu và cách tiếp cận, ta có thể phân tích ở nhiều khía cạnh khác nhau. Ở mức độ chung nhất, khoa học được hiểu như sau: - Khoa học là một hình thái ý thức xã hội phản ánh hiện thực khách quan, tạo ra hệ thống chân lý về thế giới. Hệ thống chân lý này được diễn đạt bằng khái niệm, phạm trù trừu tượng, những nguyên lý khái quát, những giả thuyết, học thuyết… Khoa học phản ánh thế giới bằng các phương thức và công cụ đặc biệt. Khoa học không những hướng vào giải thích thế giới mà còn hướng đến cải tạo thế giới. Khoa học làm cho con người mạnh mẽ trước thiên nhiên, làm chủ được các quy luật biến đổi của tự nhiên để bắt thiên nhiên phục vụ cho cuộc sống của con người. Những luận điểm, các nguyên lý của khoa học là hệ thống chân lý khách quan, chúng đều có thể chứng minh được bằng các phương pháp khác nhau. Chân lý khoa học chỉ có một, nó được thực tiễn trực tiếp hoặc gián tiếp kiểm nghiệm, xác minh và khẳng định. Thực tiễn cuộc sống không những là nguồn gốc, tiêu chuẩn của nhận thức mà còn là nhân tố kích thích sự phát triển của khoa học. Khoa học không có giới hạn trong sự phát triển, vì tư duy của con người không có giới hạn trong nhận thức. Khoa học không ngừng tiếp cận chân lý, luôn tìm cách khám phá thế giới một cách toàn diện, sâu sắc và tạo ra hệ thống tri thức ngày càng chính xác, phong phú và đầy đủ hơn. Vì vậy, khoa học luôn phát triển và hoàn thiện cùng với sự phát triển của khả năng nhận thức của con người và trình độ phát triển của lịch sử xã hội. - Khoa học là một hệ thống tri thức về thế giới khách quan. Khoa học là hệ thống tri thức về tự nhiên, về xã hội và tư duy về những quy luật phát triển khách quan của tự nhiên, xã hội và tư duy, hệ thống tri thức này là kết quả của quá trình nhận thức có mục đích, có kế hoạch, có phương pháp và phương tiện đặc biệt, do đội ngũ các nhà khoa học thực hiện được hình thành trong lịch sử và không ngừng phát
7 triển trên cơ sở thực tiễn xã hội. - Khoa học là một hoạt động xã hội đặc biệt được hiểu là hoạt động nghiên cứu khoa học, là quá trình phát minh sáng tạo ra tri thức mới cho nhân loại. Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thuyết mới,… về tự nhiên và xã hội. Những kiến thức hay học thuyết mới này tốt hơn, có thể thay thế dần những cái cũ, không còn phù hợp. Ví dụ: quan niệm thực vật là vật thể không có cảm giác được thay thế bằng quan niệm thực vật có cảm nhận. Như vậy, khoa học bao gồm một hệ thống tri thức về qui luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những qui luật của tự nhiên, xã hội và tư duy. Hệ thống tri thức này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở thực tiễn xã hội. Phân biệt ra 2 hệ thống tri thức: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học. Tri thức kinh nghiệm là những hiểu biết được tích luỹ qua hoạt động sống hàng ngày trong mối quan hệ giữa con người với con người và giữa con người với thiên nhiên. Quá trình này giúp con người hiểu biết về sự vật, về cách quản lý thiên nhiên và hình thành mối quan hệ giữa những con người trong xã hội. Tri thức kinh nghiệm được con người không ngừng sử dụng và phát triển trong hoạt động thực tế. Tuy nhiên, tri thức kinh nghiệm chưa thật sự đi sâu vào bản chất, chưa thấy được hết các thuộc tính của sự vật và mối quan hệ bên trong giữa sự vật và con người. Vì vậy, tri thức kinh nghiệm chỉ phát triển đến một hiểu biết giới hạn nhất định, nhưng tri thức kinh nghiệm là cơ sở cho sự hình thành tri thức khoa học. Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ hoạt động NCKH, các họat động này có mục tiêu xác định và sử dụng phương pháp khoa học. Không giống như tri thức kinh nghiệm, tri thức khoa học dựa trên kết quả quan sát, thu thập được qua những thí nghiệm và qua các sự kiện xảy ra ngẫu nhiên trong hoạt động xã hội, trong tự nhiên. Tri thức khoa học được tổ chức trong khuôn khổ các ngành và bộ môn khoa học (discipline) như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinh học,... 1.1.2. Con đường thực hiện theo phương pháp khoa học trong dạy học Vật lí Việc thực hiện theo phương pháp khoa học sẽ đi từ quan sát cấu tạo của đối tượng kĩ thuật đã có sẵn hoặc những hiện tượng từ tự nhiên để tìm hiểu, giải thích
8 nguyên nhân, nguyên tắc hoạt động của nó dựa trên các định luật của khoa học. Tiến trình nghiên cứu con đường này gồm các giai đoạn chính sau: Giai đoạn 1: Quan sát thiết bị máy đã có cho vận hành hoặc các hiện tượng tự nhiên và xác định chính xác tác động ở đầu vào và kết quả thu được ở đầu ra. Kết quả thu được ở đầu ra chính là mục đích sử dụng của máy hoặc kết quả của hiện tượng. Kết thúc giai đoạn này GV đưa ra một câu hỏi dưới dạng “tại sao?”. Giai đoạn 2: Quan sát thiết bị để xác định cấu tạo bên trong của nó, phân tích điều kiện xảy ra hiện tượng làm rõ các yếu tố có liên quan trong việc tạo ra hiện tượng hoặc tương tác với nhau trong khi vận hành. Giai đoạn 3: Giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị máy móc/ giải thích nguyên nhân tạo ra hiện tượng. Ta phải chọn một định luật, quy tắc làm cơ sở xuất phát. Sau đó thực hiện một số suy luận logic đi từ những tác động ở đầu vào và đến kết quả cuối cùng ở đầu ra. Trong giai đoạn này, đặc biệt quan trọng là việc thực hiện đúng những phép suy luận. Nếu sau khi kiểm tra các phép suy luận không thấy phạm một sai lầm nào mà kết quả lại không phù hợp với đầu ra thực, thì phải chọn lại định luật xuất phát và thực hiện các phép suy luận mới. Cụ thể khi dạy các ứng dụng kĩ thuật vật lí theo con đường này thực chất là giải bảo toàn hộp trắng: Biết đầu vào, đầu ra, cấu tạo bên trong của hộp, hãy giải thích tại sao đầu vào thế này, nhờ thiết bị lại cho đầu ra như vậy? Để đưa ra lời giải thích đúng, điều quan trọng trước tiên là học sinh phải xác định được điều cần giải thích. Đây là con đường phổ biến đang được áp dụng trong dạy học truyền thống trong các bài học vật lí về các thiết bị kỹ thuật. Chủ yếu là giảng giải – minh họa, HS lắng nghe, thông hiểu, ghi nhớ và khi cần thì tái hiện lại. (Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, 2002).
9 Quan sát thiết bị khi vận hành/ hiện tượng tự nhiên Xác định mục đích sử dụng/ kết quả hiện tượng Đặt câu hỏi “Tại sao” Quan sát, phân tích cấu tạo/ các yếu tố của hiện tượng Giải thích Chọn định luật/ quy tắc làm cơ sở Suy luận logic Kiểm tra Sai Đúng Kết luận Hình 1.1. Sơ đồ khối thực hiện quy trình khoa học
10 1.1.3. Khái niệm “công nghệ” Công nghệ gồm 4 phần: kỹ thuật (máy móc, thao tác,...), thông tin (bí quyết, tài liệu hướng dẫn,...), con người (tay nghề, kỹ năng, kỹ xảo), tổ chức (quản lý, điều hành,...) 1.1.4. Con đường thực hiện theo phương pháp công nghệ trong dạy học Vật lí Dựa trên định luật vật lí vừa học, thiết kế một dụng cụ, máy móc nhằm giải quyết một yêu cầu kĩ thuật nào đó. Con đường này thực chất là sự sáng chế một thiết bị máy móc dùng trong kĩ thuật. Ở đây, hiện tượng vật lí và các định luật vật lí đã được biết dưới dạng tổng quát, yêu cầu là phải tìm ra một thiết bị có cấu tạo thích hợp để tạo ra hiện tượng vật lí đáp ứng được một số yêu cầu cụ thể của sản xuất và đời sống. Đây là con đường dạy học sáng tạo, HS được đặt vào vị trí là nhà khoa học để tái phát minh ra thiết bị. Mô hình DHDA là sự hiện thực hóa dạy học ứng dụng kỹ thuật của vật lý theo con đường này. (Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, 2002). Vấn đề cần giải quyết Xác định yêu cầu/ mục tiêu cho sản phẩm Lên ý tưởng thiết kế, chọn nguyên vật liệu Chế tạo sản phẩm Vận hành Kiểm tra, đánh giá sản phẩm Hình 1.2. Sơ đồ khối thực hiện quy trình công nghệ