Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Sử dụng bài tập trong dạy học nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” (Vật lí 10 chương trình chuyên) định hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh chuyên Vật lí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn này nghiên cứu và vận dụng dạy học định hướng phát triển năng lực để xây dựng và sử dụng các bài tập khi dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” (Vật lí 10, chuyên vật lí) nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh chuyên lí. 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: Sử dụng bài tập trong dạy học nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” (Vật lí 10 chương trình chuyên) định hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh chuyên Vật lí

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG VĂN CÁCH SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM” (VẬT LÍ 10 CHƯƠNG TRÌNH CHUYÊN) ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ Ngành: LL&PP Dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: 1. TS Nguyễn Thị Thu Hà 2. TS Phạm Mai An THÁI NGUYÊN - 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2019 Tác giả Dương Văn Cách i
LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Phạm Mai An, cô Nguyễn Thị Thu Hà đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong ở bộ phận sau đại học - phòng đào tạo, khoa vật lí trường đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo những điều kiện tốt nhất giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo ở tổ vật lí trường THPT chuyên Thái nguyên đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm Thái Nguyên, tháng 9 năm 2019 Tác giả Dương Văn Cách ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. iv DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ vi MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 2 3. Giả thuyết khoa học .................................................................................................. 2 4. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ............................................................................... 2 6. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 2 7. Đóng góp của đề tài .................................................................................................. 3 8. Cấu trúc của đề tài .................................................................................................... 4 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN .............................................. 5 1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ......................................................................... 5 1.1.1. Xu hướng giáo dục định hướng năng lực trên thế giới ....................................... 5 1.1.2. Các nghiên cứu về dạy học định hướng phát triển năng lực ở trong nước ......... 7 1.2. Bài tập vật lí ........................................................................................................... 9 1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí ....................................................................................... 9 1.2.2. Vai trò của bài tập vật lí ...................................................................................... 9 1.2.3. Phân loại bài tập vật lí ...................................................................................... 10 1.3. Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí ............................................ 12 1.3.1. Khái niệm, cấu trúc của năng lực ..................................................................... 12 1.3.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí ......................................... 15 1.4. Bài tập định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong học tập vật lí .................. 17 iii
1.4.1. Khái niệm bài tập sáng tạo................................................................................ 17 1.4.2. Phân loại và vai trò của bài tập sáng tạo trong học tập vật lí ........................... 18 1.4.3. BTST với việc phát triển tư duy của học sinh trong học tập vật lí ................... 20 1.5. Sử dụng bài tập định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPT Chuyên vật lí .................................................................................................... 21 1.5.1. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí .................................................................................................... 21 1.5.3. Sử dụng bài tập theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong tiến trình kiểm tra đánh giá ..................................................................................... 23 1.6. Khảo sát thực trạng việc sử dụng bài tập chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 chương trình chuyên) theo quan điểm dạy học phát triển NLST của học sinh THPT Chuyên vật lí .................................................................... 24 1.6.1. Mục đích khảo sát thực trạng ............................................................................ 24 1.6.2. Đối tượng và phương pháp điều tra .................................................................. 24 1.6.3. Kết quả khảo sát ................................................................................................ 24 Chương 2: SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG VÀ VA CHẠM” (VẬT LÍ 10, CHUYÊN VẬT LÍ) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THPT CHUYÊN VẬT LÍ ................................................ 26 2.1. Phân tích mục tiêu và nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10 - chương trình chuyên) ................................................................... 26 2.1.1. Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” ........................................ 26 2.1.2. Đặc điểm kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” ............................... 27 2.1.3. Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo ..................................................................................... 28 2.2. Xây dựng một số tiến trình dạy học sử dụng bài tập các nội dung “Các định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh ................................................................................................ 29 2.3. Xây dựng công cụ kiểm tra đánh giá khi sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh ................................................................ 56 iv
2.3.1. Xây dựng tiêu chí kiểm tra đánh giá ................................................................. 56 2.3.2. Một số bảng tiêu chí đánh giá NLST trong các tiến trình dạy học ................... 57 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................... 63 3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng thực nghiệm sư phạm ...................................... 63 3.1.1. Mục đích ........................................................................................................... 63 3.1.2. Nhiệm vụ........................................................................................................... 63 3.1.3. Đối tượng thực nghiệm ..................................................................................... 63 3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .................................................................... 63 3.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm.......................................................................... 64 3.3.1. Công tác chuẩn bị ............................................................................................. 64 3.3.2. Tổ chức thực nghiệm ........................................................................................ 65 3.4. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm ............................................................. 65 3.4.1. Phân tích diễn biến của hoạt động thực nghiệm sư phạm ................................ 65 3.4.2. Phân tích biểu hiện của NLST ở HS trong quá trình thực nghiệm sư phạm .... 69 3.4.3. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm ......................................... 73 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .............................................................................................. 76 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................... 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 79 PHỤ LỤC ........................................................................................................................ v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BGD Bộ Giáo dục BTDL Bảo toàn động lượng BTST Bài tập sáng tạo CNTT Công nghệ thông tin ĐC Đối chứng GV Giáo viên HL Học lực HS Học sinh NLST Năng lực sáng tạo STT Số thứ tự THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm iv
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Trình tự sắp xếp các bài học của chương “Các định luật bảo toàn” ..... 26 Bảng 2.2. Phân phối chương trình chương “Các định luật bảo toàn” ................... 27 Bảng 2.3. Bảng các tiêu chí kiểm tra, đánh giá NLST học sinh ........................... 56 Bảng 2.4. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo khi dạy học bài “Bài tập định luật bảo toàn động lượng” ..................................................................... 58 Bảng 2.5. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo giáo án 2: Báo cáo sản phẩm chế tạo tên lửa nước .............................................................................. 61 Bảng 2.6. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo giáo án số 3: “Bài tập va chạm” (phụ lục 3) ............................................................................................. 62 Bảng 3.1 Kết quả học tập môn vật lí học kì 1 nhóm TN và nhóm ĐC ................ 64 Bảng 3.2. Kết quả tự đánh giá NLST của HS trong giáo án 1 bài tập số 1 ........... 70 Bảng 3.3. Kết quả tự đánh giá NLST của HS trong giáo án 1 bài tập số 2 ........... 71 Bảng 3.4. Kết quả tự đánh giá NLST của HS trong giáo án 1 bài tập số 3 ........... 72 Bảng 3.5. Kết quả đánh giá NLST của GV trong giáo án 2 .................................. 72 Bảng 3.6. Kết quả kiểm tra lớp TN, ĐC (phụ lục 5) ............................................. 73 Bảng 3.7. Bảng phân bố tần suất điểm kiểm tra lớp TN và lớp ĐC (phụ lục 6)........... 73 Bảng 3.8. Kết quả để xử lý tính toán tham số (phụ lục 7)..................................... 73 Bảng 3.9. Các tham số đặc trưng (phụ lục 8) ........................................................ 73 v
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cấu trúc năng lực của các nhà sư phạm nghề Đức ................................. 13 Hình 1.2. Mô hình bốn thành phần của năng lực và bốn trụ cột giáo dục của UNESCO ................................................................................................. 14 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ................ 73 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ............. 73 Hình 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC ...... 74 vi
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đất nước Việt Nam đang tiến bước ở thế kỉ XXI trong bối cảnh cuộc cách mạng khoa học và công nghệ trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ, toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế nên chúng ta đang đứng trước rất nhiều cơ hội phát triển cũng như thách thức. Muốn tận dụng được cơ hội này người lao động Việt Nam cần phải có sự nhạy bén, khả năng thích nghi nhanh với sự thay đổi của xã hội và thật sự làm chủ khoa học kĩ thuật, công nghệ hiện đại. Để làm được điều đó, mỗi người Việt Nam không những phải học tập không ngừng để trau dồi kiến thức mà còn phải hình thành cho mình những phẩm chất, năng lực cần thiết trong đó có năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Trong bối cảnh đó, Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa XI đã thông qua Nghị quyết về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo để 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. Năm 2018 Bộ GDĐT đã ban hành chương trình giáo dục phổ thông bao gồm chương trình tổng thể và các chương trình môn học và hoạt động giáo dục. Chương trình tổng thể đã xác định 5 phẩm chất và 10 năng lực cốt lõi mà học sinh Việt Nam cần phải có, trong đó năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một trong các năng lực chung mà tất cả các hoạt động giáo dục và môn học đều phải có vai trò hình thành và phát triển cho HS. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một trong những năng lực cốt lõi của dạy học vật lí, nó được thể hiện xuyên suốt qua các hoạt động của người học. Nói cách khác, vật lí là bộ môn quan trọng trong việc hình thành, phát triển năng lực sáng tạo của người học. Ngoài ra, hệ thống các lớp chuyên lí ở các trường chuyên là nơi tập trung nhiều học sinh yêu thích vật lí và hứa hẹn trở thành nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước. Vì thế bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh phổ thông nói chung và học sinh chuyên lí nói riêng là nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu của bộ môn vật lí. Do đó, tôi chọn đề tài: Sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật lí làm nội dung nghiên cứu và triển khai của mình. 1
2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu và vận dụng dạy học định hướng phát triển năng lực để xây dựng và sử dụng các bài tập khi dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” (Vật lí 10, chuyên vật lí) nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh chuyên lí. 3. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được quy trình và tiến trình dạy học bài tập phù hợp với định hướng phát triển năng lực sáng tạo thì năng lực sáng tạo của học sinh sẽ được phát triển trong quá trình dạy học các bài tập vật lí. 4. Đối tượng nghiên cứu - Dạy học theo định hướng phát triển NLST cho học sinh THPT chuyên lí - Sử dụng bài tập trong dạy học nội dung “định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh chuyên lí 5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài  Nghiên cứu cơ sở lí luận về: - Bài tập vật lí, hoạt động dạy học vật lí ở trường phổ thông - Năng lực, năng lực sáng tạo  Điều tra thực trạng về hoạt động dạy và học môn Vật lí ở trường THPT Chuyên Tỉnh Thái Nguyên  Đề xuất một số biện pháp sư phạm nhằm phát triển việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực ở trường THPT  Thiết kế kế hoạch dạy học sử dụng bài tập theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho HS chuyên vật lí  Thực nghiệm sư phạm tại trường THPT chuyên Thái Nguyên nhằm đánh giá tính khả thi của đề tài 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông chương trình tổng thể để nắm bắt được nội dung của chương trình về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo. 2
- Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông môn vật lí để nắm rõ được nhiệm vụ, vai trò của môn học đối với việc hình thành phẩm chất, năng lực của HS. - Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh để làm cơ sở khoa học trong dạy và học vật lí. - Nghiên cứu nội dung chương trình vật lí THPT chương “Các định luật bảo toàn”, lớp 10 chương trình chuyên để lựa chọn, xây dựng, sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho HS chuyên lí. 6.2. Nghiên cứu thực tiễn - Tìm hiểu thực tiễn nội dung chương trình, phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh trong dạy và học vật lí ở trường THPT chuyên Thái Nguyên - Điều tra thực tiễn việc sử dụng dạy học theo định hướng phát triển năng lực của giáo viên các bộ môn nói chung và môn vật lí nói riêng tại trường THPT chuyên Thái Nguyên 6.3. Thực nghiệm sư phạm - Tiến hành giảng dạy song song nhóm ĐC và nhóm TN ở trường THPT chuyên Thái Nguyên theo phương án đã xây dựng - Trên cơ sở phân tích định tính và định lượng kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của các biện pháp do đề tài đưa ra 6.4. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí các kết quả TNSP nhằm kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm TN và ĐC 7. Đóng góp của đề tài - Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập vật lí, hoạt động dạy học vật lí ở trường phổ thông, khái niệm năng lực, năng lực sáng tạo - Xây dựng, sử dụng được các tiến trình dạy học cụ thể sử dụng bài tập khi dạy học nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo định hướng phát triển NLST cho HS chuyên lí - Góp phần cụ thể hóa dạy học theo hướng phát triển năng lực trong dạy học vật lí nói riêng và dạy học nói chung ở các trường THPT 3
- Đề xuất được những biện pháp sư phạm để phát triển việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực ở trường THPT 8. Cấu trúc của đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn dự kiến được trình bày trong 3 chương Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập trong dạy học định hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trường Chuyên Chương 2: Sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật lí Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 4
Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN 1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Xu hướng giáo dục định hướng năng lực trên thế giới Giáo dục định hướng năng lực là một trong các dạng của giáo dục định hướng kết quả đầu ra được nhiều quốc gia nghiên cứu, thảo luận từ những năm 90 của thế kỉ XX và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế [1]. Từ những năm 90 của thế kỉ XX, chương trình giáo dục phổ thông các nước trên thế giới có hai cách tiếp cận chính: chương trình theo nội dung và chương trình theo kết quả đầu ra. Theo NIER (1999) chương trình theo kết quả đầu ra “là cách tiếp cận nêu rõ kết quả, những khả năng hoặc kĩ năng mà học sinh mong muốn đạt được vào cuối mỗi giai đoạn học tập trong nhà trường ở mỗi môn học cụ thể” [16]. Chương trình này tập trung trả lời câu hỏi: Chúng ta muốn học sinh biết và có thể làm được những gì? Còn “chương trình theo nội dung là loại chương trình tập trung xác định và nêu ra một danh mục đề tài, chủ đề của một lĩnh vực, môn học nào đó. Tức là tập trung trả lời câu hỏi: Chúng ta muốn học sinh cần biết những gì” [10]. Xu hướng chung của các nước trên thế giới khi thiết kế chương trình giáo dục là kết hợp cả hai cách tiếp cận trên như: Trung Quốc, Pháp, Đức, Nhật Bản…Các nước chủ yếu sử dụng chương trình theo kết quả đầu ra như: Australia, New Zealand, Thailand… Một số nước như Việt Nam, Indonesia chủ yếu sử dụng chương trình theo nội dung. Tuy nhiên, tình hình thế giới trong thế kỉ XXI có nhiều thay đổi khó lường với sự bùng nổ của công nghệ thông tin, xã hội loài người đang ở trong giai đoạn quá độ từ xã hội công nghiệp sang xã hội tri thức, trong đó tri thức trở thành yếu tố quyết định đối với nền kinh tế hiện đại. Giáo dục đứng trước một thử thách là tri thức của loài người tăng ngày càng nhanh nhưng cũng lạc hậu càng nhanh. Do đó, mô hình giáo dục chương trình theo nội dung gồm các kiến thức hàn lâm, xa rời thực tiễn không còn phù hợp với yêu cầu của xã hội và thị trường lao động. Nhận thức sâu sắc vấn đề đó, rất nhiều nước trên thế giới đã chú trọng thay đổi, cải tiến chương trình hay tiến hành cải cách giáo dục. Xu thế chung của các nước là thiết kế chương trình theo hướng phát triển năng lực với tên gọi phổ biến là Competency - based Curriculum (Chương trình 5
dựa trên cơ sở năng lực). Đây là một cách tiếp cận mới của chương trình theo kết quả đầu ra trên cơ sở tập trung vào hệ thống năng lực cần có ở mỗi người học từ đó lựa chọn và đề xuất nội dung dạy học. Tại châu Âu những năm đầu thế kỉ XXI, các nước trong khối EU đã tích cực xem xét, cải tổ, đổi mới chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng tiếp cận năng lực. Các nhà giáo dục châu Âu khẳng định: “Để chuẩn bị cho thế hệ trẻ thành công khi đối mặt với những thách thức của xã hội thông tin và nhận 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 châu Âu. Nó định hướng cho sự thay đổi chính sách giáo dục, xem xét lại nội dung chương trình và phương pháp dạy - học. Điều đó chắc chắn càng làm gia tăng sự chú ý tới các năng lực cơ bản, cụ thể là những năng lực hướng vào cuộc sống với mục đích suốt đời tham gia xã hội học tập một cách tích cực” [10]. Cuối thế kỉ XX, nước Mỹ chuyển mình từ nền kinh tế công nghiệp sang nền kinh tế dịch vụ và kinh tế tri thức. Trong bối cảnh đó, nền giáo dục nước Mỹ đã xác định mục đích cốt lõi là: “tạo ra con người khai phóng; đào tạo con người có năng lực tư duy sáng tạo…”, nội dung giáo dục nhấn mạnh vào năng lực hiểu biết, trải nghiệm, áp dụng, sáng tạo và làm chủ sự phát triển khoa học công nghệ [12]. Như vậy, từ cuối thế kỉ XX cho đến nay, nền giáo dục Mỹ luôn thực hiện cuộc cải cách giáo dục hướng tới phát triển năng lực, đặc biệt là năng lực sáng tạo coi năng lực sáng tạo là phương châm phát triển con người của đất nước mình. Tại các nước phát triển khác, công việc cải cách giáo dục định hướng năng lực cũng diễn ra hết sức khẩn trương, quyết liệt. Văn bản chương trình giáo dục của New Zealand có đoạn: “Dân số của chúng ta ngày càng trở nên đa dạng, khoa học công nghệ ngày càng tinh vi, đòi hỏi của thị trường lao động ngày càng phức tạp. Hệ thống GD của chúng ta cần phải đáp ứng được những đòi hỏi này và những thách thức khác của thế kỷ XXI. Đó chính là lý do của việc xem xét và thiết kế chương trình năng lực được tiến hành vào các năm 2000 - 2002” [15]. Chương trình giáo dục bang Québec của Canada có đoạn “sự thành công GD được thể hiện ở chỗ giúp cho HS sử dụng được các tri thức mà chúng dành được vào việc tìm hiểu thế giới xung quanh mình và hướng dẫn các hoạt động của chúng. Điều đó lý giải vì sao chương trình Québec lại được thiết kế dựa trên cơ sở năng lực” [10]. Tại Australia, chương trình giáo dục phổ 6
thông được xây dựng với mục tiêu giúp tất cả học sinh “trở thành người học thành công, các cá nhân tự tin, sáng tạo và công dân năng động, trí tuệ” [14]. Chương trình giáo dục của nước này được xây dựng bao gồm hệ thống kiến thức, kĩ năng, phẩm chất được xắp xếp một cách logic từ cấp tiểu học đến trung học phổ thông nhằm cung cấp các nội dung cần được dạy cũng như các phẩm chất, năng lực mà người học cần đạt được. Nội dung chương trình có 3 chiều thể hiện sự quan trọng của Kiến thức - Kỹ năng - Năng lực chung và các nội dung liên hoặc xuyên môn [7]. Những tổng hợp trên chỉ là vài nét cơ bản về xu thế giáo dục các nước trên thế giới cuối thế kỉ XX và những năm đầu thế kỉ XXI. Xu hướng chung của các nước là hướng tới nền giáo dục định hướng năng lực nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của xã hội và thị trường lao động đối với người lao động. Đó là điều tất yếu của mỗi quốc gia trên hành trình đi tìm con đường phát triển bền vững trong bối cảnh thế giới biến động phức tạp, nhanh chóng, khó lường như hiện nay. 1.1.2. Các nghiên cứu về dạy học định hướng phát triển năng lực ở trong nước Nền Giáo dục cách mạng Việt Nam chịu nhiều ảnh hưởng tích cực từ nền Giáo dục của hệ thống các quốc gia xã hội chủ nghĩa từ những năm 1945. Ngày nay, các nhà giáo dục Việt Nam luôn tích cực tiếp thu kịp thời xu thế giáo dục ở các nước trên thế giới trên cơ sở phù hợp với văn hóa và con người Việt Nam để xây dựng nền giáo dục hiện đại cho nước nhà. Đảng và nhà nước ta đã và đang thực hiện công cuộc cải cách, 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. Mục tiêu đổi mới đã được thể hiện trong Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội: “chuyển nền giáo dục nặng nề 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” [1]. Ngày 26 tháng 12 năm 2018 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành chương trình giáo dục phổ thông bao gồm chương trình tổng thể, chương trình các môn học và hoạt động giáo dục. Chương trình tổng thể đã xác định rõ chuẩn đầu ra gồm 5 phẩm chất là: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm và 10 năng lực cần được hình thành và phát triển gồm các năng lực chung được hình thành và phát triển qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục như năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, 7
năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực đặc thù được hình thành và phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định như: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất. Ngoài ra chương trình giáo dục phổ thông còn góp phần phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu của học sinh [1]. Tại các trường đại học, các sở GD và các trường THPT ở nước ta, hoạt động nghiên cứu và triển khai dạy học phát triển năng lực đang diễn ra mạnh mẽ, toàn diện. Ta có thể kể đến một vài nghiên cứu sau đây: Đỗ Hương Trà (2019), Dạy học phát triển năng lực môn Vật lí trung học phổ thông, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội. Đỗ Hương Trà (2012), Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm. Nguyễn Đình Thước (2010), Những bài tập sáng tạo về vật lí trung học phổ thông, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Cao Tiến Khoa (2014), Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các thí nghiệm trong dạy học một số kiến chương “Sóng cơ” - Vật lí 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, Luận án tiến sĩ chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Trường ĐHSP Hà Nội. Đỗ Văn Năng (2015), Phát triển năng lực làm việc với SGK cho HS trong dạy học phần “điện học” vật lí 11 nâng cao, Luận án tiến sĩ chuyên ngành LL&PPDH Vật lí Trường ĐHSP Huế. Phùng Thị Hạnh (2016), Xây dựng và sử dụng bài tập theo hướng phát triển năng lực cho học sinh khi dạy chương “Dòng điện xoay chiều” (Vật lí 12), Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Trường ĐHSP Thái Nguyên. Nguyễn Đắc Phong (2018), Tổ chức dạy học chương “Cảm ứng điện từ” (Vật lí 11) theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Trường ĐHSP Thái Nguyên. Như vậy, giáo dục Việt Nam đang có những bước đổi mới một cách mạnh mẽ để bắt kịp xu thế giáo dục trên thế giới đó là giáo dục định hướng phát triển năng lực. Đây cũng là điều tất yếu xuất phát từ sự phát triển của nền kinh tế, xã hội của đất nước trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự bùng nổ của nền kinh tế tri thức đòi hỏi ngành giáo dục 8
phải luôn bám sát theo từng biến động xã hội để đào tạo ra con người mới phù hợp với nhu cầu của xã hội đương thời. Trong số các nghiên cứu từ trước chưa có nghiên cứu nào đề cập tới việc sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật lí” nên tác giả chọn hướng nghiên cứu này. Sử dụng bài tập trong dạy học các nội dung “Định luật bảo toàn động lượng và va chạm” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông Chuyên Vật lí. 1.2. Bài tập vật lí 1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí Theo X. E. Camenetxki và V.P. Ôrêkhốp “trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lí…” [11]. Trong các tài liệu như sách giáo khoa và các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn người ta thường hiểu bài tập vật lí là những bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm và phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn. Như vậy, theo cách hiểu như trên thì bài tập là thành phần không thể thiếu trong một bài học vật lí. Bài tập vật lí vừa đóng vai trò là phương tiện vừa là phương pháp để truyền tải kiến thức, hình thành và bồi dưỡng năng lực cho học sinh. 1.2.2. Vai trò của bài tập vật lí Theo khái niệm bài tập vật lí thì mỗi vấn đề xuất hiện trong quá trình học tập chính là một bài tập với HS. Như vậy, bài tập vật lí xuất hiện ở mọi giai đoạn của tiết học như hình thành kiến thức, củng cố, luyện tập…Do đó, bài tập vật lí giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông. Một số vai trò ta có thể kể đến như sau [11]: a) Bài tập vật lí giúp người học nắm vững, chính xác, sâu sắc, toàn diện hơn những quy luật, hiện tượng vật lí, biết cách phân tích, ứng dụng vào thực tiễn. 9
b) Bài tập vật lí có vai trò như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh. c) Bài tập vật lí có vai trò là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, trí tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho người học. d) Bài tập vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện kiểm tra kiến thức kỹ năng của học sinh. e) Bài tập vật lí có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp các bài tập thực tiễn đóng vai trò là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lý thuyết với thực hành, học tập với đời sống. f) Bài tập vật lí góp phần xây dựng thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh làm cho họ tin vào sức mạnh của khoa học kỹ thuật, khát khao đem tài năng, trí tuệ cải tạo cuộc sống. Tuy tác dụng của bài tập vật lí là rất lớn trong việc cung cấp kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành và phát triển năng lực cho học sinh. Nhưng không phải học sinh cứ giải bài tập là chúng ta đạt ngay các yêu cầu mong muốn. Bài tập vật lí chỉ phát huy tối đa tác dụng khi được sắp xếp thành hệ thống phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu phát triển năng lực, phẩm chất cho người học. 1.2.3. Phân loại bài tập vật lí Bài tập vật lí rất đa dạng. Do đó, chúng ta có rất nhiều cách phân loại bài tập theo các tiêu chí khác nhau như dựa vào đề tài, phương thức giải, mức độ phát triển tư duy… 1.2.3.1. Căn cứ vào yêu cầu mức độ phát triển tư duy a) Bài tập luyện tập Là những bài tập mà hiện tượng xảy ra chỉ tuân theo một quy tắc, một định luật vật lí đã biết. Loại bài tập này dùng để củng cố lý thuyết cơ bản đã học. Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ học sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách giải đã biết, trong đề bài đã hàm chứa angôrit giải [13]. b) Bài tập sáng tạo Khái niệm về bài tập sáng tạo vật lí được V.G.Razumôpxki (Nga) nêu ra từ những năm 60 của thế kỉ XX. Đó là bài tập mà giải thiết không có thông tin đầy đủ liên qua đến hiện tượng quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn giấu, điều kiện bài 10
toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng [13]. Bài tập sáng tạo có 2 loại: - Bài tập nghiên cứu: là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ thuyết vật lí. - Bài tập thiết kế: là loại bài tập vận dụng các kiến thức lý thuyết đã biết để đưa ra mô hình mới phù hợp với mô hình trừu tượng đã cho. 1.2.3.2. Căn cứ vào nội dung bài tập [11] a) Bài tập có nội dung cụ thể - Là bài tập có dữ liệu là các con số cụ thể, thực tế và học sinh có thể tính toán theo vốn kiến thức vật lí đã được học. b) Bài tập có nội dung trừu tượng Là bài tập mà các dữ kiện cho dưới dạng chữ. Bản chất vật lí được nêu rõ trong đề bài. Học sinh có thể dùng kết quả để biện luận hay đề xuất bài toán mới. c) Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp Là bài tập có nội dung chứa đựng các kiến thức về kỹ thuật về sản xuất hay các lĩnh vực khác của đời sống. d) Bài tập có nội dung lịch sử Là bài tập chứa đựng các kiến thức cơ bản có liên quan đến lịch sử như những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển, phát minh hay sáng chế mang tính lịch sử. e) Bài tập vui Là bài tập sử dụng các sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc qua việc giải bài tập sẽ làm cho học sinh thêm hứng thú với môn học. 1.2.3.3. Căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải a) Bài tập định tính Là bài tập có đặc điểm nhấm mạnh mặt định tính của các hiện tượng đang khảo sát, học sinh chỉ cần suy luận logic để giải mà không cần tính toán phức tạp. Bài tập này thường đưa ra yêu cầu dưới dạng câu hỏi Vì sao? Tại sao? [10] b) Bài tập định lượng 11