Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:208

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài này là xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học chương “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”, Vật lí 10 THPT nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 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: Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Huỳnh Minh Hải XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Huỳnh Minh Hải XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THPT 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. NGUYỄN MẠNH HÙNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2018
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục với đề tài: Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT nhằm hình thành và nâng cao năng lực cho học sinh là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các nội dung và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác. Tác giả Huỳnh Minh Hải
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ rất lớn từ Quý Thầy cô, Quý đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Trước nhất, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến Thầy của tôi là TS. Nguyễn Mạnh Hùng. Thầy đã dành rất nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Quý đồng nghiệp trong và ngoài tổ bộ môn, các em học sinh lớp 10A2 của trường THPT Marie Curie đã tạo điều kiện thuận lợi nhất và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý và Tổ bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các bạn học viên K27 đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi các thiếu sót. Kính mong nhận được sự góp ý từ Quý Thầy Cô và Các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2018 Tác giả luận văn Huỳnh Minh Hải MỤC LỤC Trang phụ bìa
Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng – biểu Danh mục các hình ảnh và đồ thị MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài .............................................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................................... 3 3. Giả thuyết nghiên cứu...................................................................................................... 3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................................... 3 5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 3 6. Đóng góp của đề tài ......................................................................................................... 4 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN ..................................................................................... 6 1.1. Tổng quan ..................................................................................................................... 6 1.2. Năng lực của học sinh .................................................................................................. 7 1.2.1. Hệ thống năng lực của học sinh............................................................................. 7 1.2.2. Một số kiểu tổ chức dạy học giúp nâng cao năng lực cho học sinh .................... 15 1.2.3. Cách thức đánh giá việc dạy học định hướng năng lực cho học sinh.................. 16 1.2.4. Đánh giá sự hình thành và nâng cao năng lực GQVĐ ........................................ 20 1.3. Bài tập thực tiễn tích hợp liên môn và vai trò của bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học vật lí .................................................................................................... 26 1.3.1. Khái niệm bài tập thực tiễn tích hợp liên môn .................................................... 26 1.3.2. Phân loại bài tập thực tiễn tích hợp liên môn ...................................................... 32 1.4. Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học vật lí ............ 36 1.4.1. Nguyên tắc xây dựng và sử dụng BTTT THLM ................................................. 36 1.4.2. Quy trình xây dựng BTTT THLM trong dạy học ............................................... 37 1.4.3. Qui trình sử dụng BTTT THLM.......................................................................... 39 1.5. Thực trạng việc nâng cao năng lực cho học sinh trong việc dạy bài tập thực tiễn tích hợp liên môn ở trường trung học phổ thông hiện nay ............................................... 40 1.5.1. Thực trạng việc sử dụng BTTT THLM trong dạy học ở trường phổ thông hiện nay....................................................................................................................... 40 1.5.2. Mục đích điều tra ................................................................................................. 41 1.5.3. Nội dung và phương pháp điều tra ...................................................................... 42 1.5.4. Tiến hành điều tra ................................................................................................ 42 1.5.5. Kết quả và đánh giá kết quả điều tra ................................................................... 42 Kết luận chương 1 ............................................................................................................. 47
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ SỤNG CÁC BTTT THLM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”................................... 48 2.1. Tổng quan về chương ................................................................................................. 48 2.1.1. Phân tích nội dung chương .................................................................................. 48 2.1.2. Các bộ môn tích hợp và chuẩn kiến thức kĩ năng từng bộ môn .......................... 50 2.1.3. Các vấn đề cần giải quyết .................................................................................... 53 2.2. Cấu trúc tổ chức dạy học chương “Các định luật bảo toàn”....................................... 54 2.2.1. Kế hoạch tổ chức dạy học chương các định luật bảo toàn .................................. 54 2.2.2. Tổ chức thực hiện ................................................................................................ 55 2.2.3. Phân bố thời lượng .............................................................................................. 56 2.3. Xây dựng các tiến trình thực hiện cụ thể .................................................................... 57 2.3.1. Chủ đề “Công và Năng lượng” ............................................................................ 57 2.3.2. Chủ đề “Vật lí và Quốc phòng an ninh” .............................................................. 86 2.3.3. Chủ đề “Vật lí và Thể thao” ................................................................................ 91 2.3.4. Công cụ đánh giá sự hình thành và nâng cao năng lực GQVĐ ......................... 119 Chương 3. THỰC NGHIỆM ................................................................................. 124 3.1. Mục đích, đối tượng, thời gian và phương pháp thực nghiệm sư phạm ................... 124 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 124 3.1.2. Đối tượng thực nghiệm ...................................................................................... 124 3.1.3. Thời gian thực nghiệm....................................................................................... 124 3.1.4. Trình tự thực nghiệm ......................................................................................... 124 3.2. Diễn biến quá trình thực nghiệm .............................................................................. 125 3.3. Các kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 130 3.3.1. Điểm bài nghiên cứu tư liệu .............................................................................. 130 3.3.2. Điểm bài kiểm tra cuối kì và phần nhận xét sâu một số HS (Phụ lục 5) ........... 132 3.3.3. Tên lửa nước và Thuyền chạy bằng nến ............................................................ 132 3.4. Kết luận về phần thực nghiệm .................................................................................. 133 3.4.1. Sự hình thành và nâng cao năng lực qua các hoạt động nghiên cứu kiến thức . 133 3.4.2. Xử lý thống kê ................................................................................................... 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 142 PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Thứ tự Chữ viết tắt Nội dung 1 BT Bài tập 2 BTTT Bài tập thực tiễn 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 NLGQVĐ Năng lực giải quyết vấn đề 6 SGK Sách giáo khoa 7 THLM Tích hợp liên môn 8 THPT Trung học phổ thông
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề .................................................. 10 Bảng 1.2. Biểu hiện năng lực học sinh và công cụ đánh giá ...................................... 11 Bảng 1.3. Kiểu hình thành BTTT THLM................................................................... 38 Bảng 2.1. Các bộ môn tích hợp và chuẩn kiến thức kĩ năng ...................................... 50 Bảng 2.2. Phân bố thời lượng thực hiện chủ đề ......................................................... 56 Bảng 2.3. Bảng tiêu chí đánh giá quyển báo cáo nghiên cứu tư liệu ......................... 83 Bảng 2.4. Phân bố thời lượng thuyết trình ................................................................. 84 Bảng 2.5. Phân bố thực hiện chủ đề Vật lí và Quốc phòng an ninh ........................... 87 Bảng 2.6. Phân bố thời lượng thực hiện chủ đề Vật lí và Thể thao ........................... 92 Bảng 2.7. Công cụ đánh giá sự hình thành và nâng cao năng lực của HS ............... 119 Bảng 3.1. Số điểm và số tiêu chí học sinh đạt được qua bài nghiên cứu tư liệu ...... 131 Bảng 3.2. Bảng nhận xét một số học sinh có điểm nổi bật trong toàn đợt thực nghiệm . 136
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1.1. Mức độ nhận biêt khái niệm BTTT THLM ....................................... 43 Biểu đồ 1.2. Mức độ sử dụng BTTT THLM .......................................................... 43 Biểu đồ 1.3. Mục đích sử dụng BTTT THLM ........................................................ 44 Biểu đồ 1.4. Tác dụng của BTTT THLM trong dạy học ........................................ 44 Biểu đồ 1.5. Tác dụng của BTTT THLM trong hình thành năng lực học sinh ...... 44 Biểu đồ 1.6. Nội dung tích hợp chương Các định luật bảo toàn ............................. 45 Biểu đồ 1.7. Các môn có thể tích hợp trong chương Các định luật bảo toàn ......... 45 Biểu đồ 1.8. Mức độ nâng cao năng lực của HS khi sử dụng BTTT THLM trong dạy học .......................................................................................... 46
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Mối liên hệ giữa mục tiêu dạy học và công cụ đánh giá .......................... 18 Hình 1.2. Mối liên hệ giữa hình thức dạy học và kiểm tra đánh giá ........................ 19 Hình 1.4. Hình thành BTTT THLM theo kiểu nhánh cây ........................................ 39 Hình 1.5. Hình thành BTTT THLM theo kiểu đồng hồ ........................................... 39 Hình 2.1. Xe ô tô đang chạy trên đường .................................................................. 59 Hình 2.2. Nâng vật theo tư thế quỳ gối .................................................................... 63 Hình 2.3. Nâng vật theo tư thế ngồi xổm ................................................................. 63 Hình 2.4. Một số kiểu nâng vật đúng cách khác ...................................................... 63 Hình 2.5. Nhà máy điện gió Bạc Liêu ...................................................................... 64 Hình 2.6. Mô hình nhà máy điện gió ........................................................................ 64 Hình 2.7. Mô hình nhà máy thủy điện ...................................................................... 67 Hình 2.8. Pin quang điện được gắn lên các mái nhà ................................................ 70 Hình 2.9. Những bảng dán tuyên truyền tiết kiệm điện năng của công ty Điện lực Việt nam .................................................................................................. 72 Hình 2.10. Ô tô tiếp nhiên liệu ................................................................................. 75 Hình 2.11. Lũ quét gây thiệt hại nghiêm trọng ........................................................ 77 Hình 2.12. Sự thay đổi nhiệt độ Trái đất theo năm .................................................. 79 Hình 2.13. Học viên tập bắn súng AK...................................................................... 88 Hình 2.14. Tên lửa nước ........................................................................................... 90 Hình 2.15. Bảng chỉ số calo cho lứa tuổi mỗi ngày ................................................. 96 Hình 2.16. Điện tâm đồ của một người ở các trạng thái khác nhau ....................... 104 Hình 2.17. Điện tâm đồ của một người bình thường.............................................. 105 Hình 2.18. Vận động viên nhảy dù ......................................................................... 109 Hình 2.19. Vật rơi tự do từ điểm A đến điểm B ..................................................... 112 Hình 3.1. Biểu đồ tỉ lệ số điểm tìm hiểu chủ đề và tỉ lệ phần trăm số điểm theo phân phối Gauss (hay phân phối chuẩn) kết hợp với biểu đồ phân bố Histogram .............................................................................................. 135 Hình 3.2. Biểu đồ tỉ lệ số điểm bài kiểm tra và tỉ lệ phần trăm số điểm theo phân phối Gauss (hay phân phối chuẩn) kết hợp với biểu đồ phân bố Histogram .............................................................................................. 139
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Xã hội ngày càng phát triển, tiêu chuẩn nhân lực ngày càng đòi hỏi cao, điều đó đặt ra những thách thức cho ngành giáo dục. Mục tiêu giáo dục trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước là đào tạo con người phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và có năng lực làm việc với công nghệ mới. Thêm vào đó, trong cuộc sống của mỗi chúng ta, luôn xuất hiện những vấn đề, những tình huống mới, bắt buộc chúng ta phải có năng lực giải quyết một cách hợp lý. Do đó mục tiêu giáo dục không chỉ là cung cấp cho người học hệ thống kiến thức, kĩ năng mà còn hình thành, nâng cao năng lực, mà trong đó đặc biệt là năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. Vật lí là một trong những môn khoa học thực nghiệm quan trọng nhất của chương trình THPT, nghiên cứu các dạng chuyển động, các quá trình biến đổi, tương tác… và cấu tạo của các vật thể. Dạy học vật lí là quá trình tổ chức, giúp học sinh thực hiện nhận thức vật lí, hình thành kiến thức và sử dụng vào trong thực tiễn đời sống. Để giải thích sự vận động và tương tác của một đối tượng vật lí, chúng ta không chỉ đơn thuần sử dụng kiến thức vật lí mà còn phải sử dụng kiến thức của những bộ môn khoa học khác như Hóa học, Sinh học, Địa lí, Công nghệ,…. có như vậy việc giải quyết vấn đề mới trở nên triệt để nhất. Tuy nhiên hiện nay, khi học sinh vận dụng kiến thức vào giải thích một vấn đề mang tính thực tiễn thì vẫn còn sử dụng kiến thức đơn môn, chưa có sự liên hệ kiến thức của các bộ môn khoa học khác, dẫn đến việc giải quyết vấn đề chưa thật sự bao quát. Trong quá trình giảng dạy, việc tích hợp kiến thức còn hạn chế, chỉ mang tính chất lồng ghép một số ít vấn đề để giải thích một số hiện tượng. Trong việc kiểm tra đánh giá, còn nặng về đánh giá kiến thức đơn môn, chỉ yêu cầu ở một số nội dung kiến thức vừa học, hay một số bài tập vận dụng, chưa có sự liên hệ hay vận dụng kiến thức các môn học khác vào việc giải quyết một vấn đề thực tiễn. Việc dạy học còn chú trọng nhiều đến kiến thức, kĩ năng để đáp ứng việc thi cử mà chưa quan tâm đến việc hình thành và phát triển năng lực của học sinh. Chính vì thế trong 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
2 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. Trong chương trình giáo dục tổng thể sau năm 2018 được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của người học, tạo môi trường học tập và rèn luyện, giúp học sinh phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; … Để thực hiện các nội dung này, cấu trúc nội dung môn Khoa học tự nhiên gồm các chủ đề phân môn (Vật lí, Hóa học, Sinh học) và các chủ đề liên môn, nhằm hình thành nhận thức về các nguyên lí, qui luật chung của thế giới tự nhiên, vai trò của khoa học tự nhiên đối với sự phát triển của xã hội và bước đầu vận dụng được kiến thức khoa học tự nhiên trong sử dụng và khai thác tài nguyên thiên nhiên một cách bền vững. Đi kèm với chương trình là hệ thống các năng lực chung giúp phát triển cho học sinh như: năng lực tự học và tự chủ; hợp tác giao tiếp; … trong đó chú trọng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho người học. Mặt khác, khi dạy học trong giai đoạn mới người giáo viên sẽ phải bổ sung những bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. Trong mỗi bài tập đó, học sinh phải vận dụng kiến thức của nhiều môn học hiện tại trong chương trình để giải quyết một vấn đề thực tiễn được đặt ra. Nhưng cũng chính điều đó đòi hỏi người phải giáo viên phải vững chuyên môn, kiến thức sâu rộng, nắm vững chương trình ban hành, thậm chí là các vấn đề bên ngoài mà học sinh có nhu cầu tìm hiểu và trao đổi với giáo viên. Đó cũng chính là động lực và thách thức làm cho người giáo viên phải đầu tư, tìm hiểu, kết hợp, khai thác thông tin có liên quan giữa các môn học để từ đó xây dựng và sử dụng các tiến trình dạy học, kiểm tra đánh giá với các bài tập thực tiễn mang tính tích hợp liên môn. Để chuẩn bị cho việc giảng dạy và học tập của bản thân, sau khi nghiên cứu và xem xét trong chương trình Vật lí 10 THPT, trong đó chương “Các định luật bảo toàn” chiếm thời lượng rất nhiều và có nội dung kiến thức quan trọng. Trong chương này việc liên hệ và vận dụng kiến thức vào thực tiễn có rất nhiều thành tựu to lớn. Ví dụ như: chế tạo tên lửa, máy bay phản lực, công suất động cơ, thủy năng, phong năng, sự chuyển hóa năng lượng, … Nhưng mức độ mở rộng và liên hệ kiến thức vẫn còn mang tính đơn môn, việc kết hợp với các bộ môn khoa học để giải quyết vấn đề thực tiễn còn hạn chế, chính vì thế tôi đã mạnh dạn chọn đề tài “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
3 CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÍ 10 THPT” để nghiên cứu. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của đề tài này là xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học chương “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”, Vật lí 10 THPT nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 3. Giả thuyết nghiên cứu Nếu xây dựng được các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn và sử dụng chúng một cách thích hợp trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 thì sẽ nâng cao được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Từ những mục tiêu nghiên cứu cụ thể, đề ra những nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Tìm hiểu các khái niệm dạy học tích hợp, phân loại, qui trình và cách thức tổ chức dạy học tích hợp trong giảng dạy vật lí. - Tìm hiểu các khái niệm về vấn đề, vấn đề thực tiễn, bài tập thực tiễn, bài tập thực tiễn tích hợp liên môn, giải quyết vấn đề thực tiễn, … - Phân tích một số nội dung có thể tích hợp trong chương “Các định luật bảo toàn” từ đó xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn khi tiến hành dạy học. - Tìm hiểu về hệ thống năng lực trong chương trình giáo dục phổ thông mới, đặc biệt chú trọng năng lực giải quyết vấn đề. Tìm hiểu cấu trúc, mức độ và các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề. Cách thức tổ chức dạy học để phát triển năng lực học sinh và đặc biệt năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả nhất. Các tiêu chí để đánh giá sự nâng cao năng lực giải quyết vấn đề. - Xây dựng qui trình thiết lập và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Xây dựng các tiến trình dạy học, giáo án cụ thể để dạy các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn với các mục đích khác nhau. - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết của đề tài. 5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu: phương pháp này được sử dụng trong việc thu thập tài liệu thông qua các sách giáo khoa, sách tham khảo chương trình THPT, các nội dung tích
4 hợp chương “Các định luật bảo toàn”; các đề kiểm tra của các trường THPT; sáng kiến kinh nghiệm; tài liệu về xây dựng nội dung tích hợp liên quan đến chương “Các định luật bảo toàn”, ứng dụng khoa học – kĩ thuật – công nghệ liên quan đến chương “Các định luật bảo toàn”; … và tiến hành xử lí thông tin để tạo nên các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Thực nghiệm sư phạm: là quá trình dạy học hệ thống bài tập đã được xây dựng tương ứng với những nhiệm vụ nghiên cứu đề ra. Sẽ phân bố trong tiết bài tập chính khóa, tiết học tự chọn, tiết học ngoài giờ, tự học ở nhà, học theo nhóm, sản phẩm, bài tập thí nghiệm, ... - Phương pháp quan sát: được sử dụng trong quá trình thực nghiệm sư phạm, quan sát trực tiếp thái độ của học sinh trong quá trình thực nghiệm, khả năng ứng biến và giải quyết vấn đề tại lớp, góp phần so sánh sự khác nhau giữa hai nhóm đối tượng thực nghiệm và đối chứng. - Phương pháp bút vấn: được sử dụng kết hợp với phương pháp quan sát trong quá trình thực nghiệm sư phạm nhằm thu được những thông tin cần thiết về tính khả thi của đề tài phục vụ cho quá trình nghiên cứu. - Phương pháp thống kê toán học: để xử lí kết quả thực nghiệm. 6. Đóng góp của đề tài - Hệ thống hóa cơ sở lí luận về hệ thống năng lực học sinh, một số cách thức tổ chức dạy học và đánh giá sự phát triển năng lực học sinh mà đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề. - Xây dựng khái niệm bài tập thực tiễn tích hợp liên môn và vai trò của nó trong việc hình thành kiến thức, kĩ năng, thái độ và năng lực của học sinh. Xây dựng được qui trình xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn và qui trình sử dụng các bài tập đó nhằm hình thành và nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Tác giả đã xây dựng được 24 BTTT THLM trong chương “Các định luật bảo toàn” nhằm hình thành và nâng cao năng lực cho học sinh. Trong đó chủ đề “Công – Năng lượng” có 15 bài; “Vật lí và Quốc phòng an ninh có 5 bài; “Vật lí và Thể thao” có 4 bài. Tác giả cũng đã xây dựng được 2 tiến trình để xây dựng kiến thức mới ở bài công – công suất và bài cơ năng, 2 tiến trình mở rộng kiến thức bài động lượng – định luật bảo toàn động lượng.
5 - Tác giả đã tiến hành thực nghiệm và chứng minh được được sử dụng BTTT THLM đã hình thành và nâng cao được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Mặt khác, kết quả thực nghiệm cũng khẳng định việc sử dụng BTTT hình thành được kiến thức, kĩ năng cho học sinh, phát triển được khả năng tư duy, sáng tạo của HS.
6 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1. Tổng quan Vật lí có nhiều ứng dụng thực tiễn. Một vấn đề thực tiễn trong vật lí lại liên quan mật thiết với các bộ môn khoa học khác. Như vây, việc dạy học làm sao để người học có thể vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết vấn đề với nhiều khía cạnh, quan sát với nhiều phương diện sao cho triệt để nhất. Chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 – THPT là một chương có nhiều thành tựu ứng dụng vật lí, liên quan đến vấn đề năng lượng, cạn kiệt tài nguyên, nóng lên toàn cầu, … Đó là những vấn đề phù hợp với việc tổ chức dạy học tích hợp liên môn. Mặt khác, những việc việc đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức giảng dạy đang được xã hội đặc biệt quan tâm. Đặc biệt trong ngành giáo dục, các bộ, ban ngành cũng đẩy mạnh việc vận động giáo viên thực hiện việc đổi mới trên. Dạy học gắn liền với việc hình thành và nâng cao năng lực của học sinh. Các vấn đề về dạy học tích hợp đã được trình bày như sau: - Tác giả Đỗ Hương Trà “Dạy học tích hợp phát triển năng lực học sinh”. Tác giả đã trình bày về dạy học tích hợp, tổ chức dạy học một số chủ đề tích hợp lồng ghép, liên môn, hòa trộn, … - Nhóm tác giả Lê Đình Trung – Phan Thị Thanh Hội đã nghiên cứu “Dạy học theo định hướng hình thành và phát triển năng lực người học ở trường phổ thông”. Nhóm tác giả đã trình bày về hệ thống năng lực, cách thức tổ chức dạy học và kiểm tra, đánh giá sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh. - Tác giả Trần Trung Ninh “Dạy học tích hợp Hóa học – Vật lí – Sinh học”. Trong công trình đã trình bày về một số vấn đề lí luận về đổi mới đào tạo giáo viên trong và ngoài nước. Tác giả cũng đã xây dựng và tổ chức dạy học một số chủ đề dạy học tích hợp khoa học tự nhiên như oxy và không khí, hợp chất của lưu huỳnh và vấn đề mưa axit, phân bón và rau an toàn, mắt. - Vụ Giáo dục trung học cũng đã ban hành “Tài liệu tập huấn dạy học tích hợp liên môn” dành cho cán bộ quản lý và giáo viên trung học phổ thông. Tài liệu cũng đã trình bày một số vấn đề về dạy học tích hợp liên môn như khái niệm, ưu điểm, bố trí, xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp và một số tiến trình giảng dạy một số chủ đề cụ thể.
7 Trong những năm qua, các học viên cao học trường ĐH Sư phạm TpHCM cũng đã có nhiều nghiên cứu về chương “Các định luật bảo toàn”. Những đề tài đó đã trình bày những vấn đề sau: - Tác giả Nguyễn Thị Ngọc Châu đã trình bày Xây dựng và tổ chức dạy học dự án chủ đề tích hợp liên môn “Năng lượng và sử dụng năng lượng”. Trong đó đã trình bày về cơ sở tâm lí học của qúa trình nhận thức của HS, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt động thông qua tổ chức dạy học theo dự án. Tác giả cũng đã xây dựng được qui trình tổ chức dạy học theo dự án nói chung và chủ đề “Năng lượng và sử dụng năng lượng” nói riêng. Mặt khác, nội dung nghiên cứu cũng chứng minh được sự nâng cao năng lực của HS thông qua tổ chức dạy theo dự án. Tóm lại, qua các nội dung nghiên cứu và trình bày ở trên, tác giả đã nhận thấy rằng trong giảng dạy chúng ta có thể sử dụng bài tập thực tiễn tích hợp liên môn (BTTT THLM) để hình thành kiến thức mới, rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy, giáo dục ý thức và thái độ tốt đối với HS. Mặt khác thông qua BTTT THLM, GV cũng có thể hình thành và nâng cao năng lực cho HS. 1.2. Năng lực của học sinh 1.2.1. Hệ thống năng lực của học sinh 1.2.1.1. Khái niệm năng lực của học sinh Thuật ngữ năng lực được hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau: - Theo từ điển Tiếng Việt, “năng lực” được hiểu là “khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó” khi đề cập đến năng lực của một đối tượng nào đó hoặc “là phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động nào đó với chất lượng cao” khi đề cập đến năng lực của con người. - Theo tâm lí học: Năng lực là tổ hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo cho hoạt động có kết quả tốt. - Theo Từ điển Bách Khoa Việt Nam [tập III, trang 4]: Năng lực là đặc điểm của cá nhân thể hiện ở mức độ thông thạo – tức là có thể thực hiện một cách thành thục và chắc chắn một số dạng hoạt động nào đó.
8 - Theo tác giả Đỗ Hương Trà: Năng lực là khả năng thực hiện hiệu quả một nhiệm vụ/ một hành động cụ thể, liên quan đến một lĩnh vực nhất định dựa trên sự hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và sự sẵn sàng hành động. Người học có năng lực hành động về loại/ lĩnh vực hoạt động nào đó cần hội đủ các dấu hiệu cơ bản sau (Đỗ Hương Trà và các tác giả, 2015): + Có kiến thức hay hiểu biết hệ thống chuyên sâu về loại/ lĩnh vực hoạt động. + Biết cách tiến hành hoạt động hiệu quả và đạt kết quả phù hợp với mục đích (bao gồm xác định mục tiêu cụ thể, cách thức/ phương pháp thực hiện hành động/ lựa chọn giải pháp phù hợp, … và cả các điều kiện, phương tiện để đạt mục đích). + Hành động có kết quả, ứng phó linh hoạt, hiệu quả trong những điều kiện mới, không quen thuộc Tóm lại, Năng lực là khả năng huy động, tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân như hứng thú, niềm tin, ý chí, … để thực hiện thành công một số loại công việc trong một bối cảnh nhất định. 1.2.1.2. Các cấu trúc của năng lực Trong quá trình thực hiện hành động người có năng lực sẽ phải huy động và biểu hiện toàn bộ các yếu tố sau để đạt được hiệu quả nhất định cho mục đích đề ra (Đỗ Hương Trà và các tác giả, 2015). - Kiến thức: dùng để xử lý các vấn đề cần giải quyết - Các khả năng nhận thức: kĩ năng đọc, nghe hiểu, viết, nói để trình bày,… - Các khả năng thực hành/ năng khiếu: thao tác nhanh, gọn, chính xác, phương pháp tiến hành đúng, xử lý kết quả phù hợp,… - Thái độ: yêu thích, hứng thú với hoạt động, tập trung cho hoạt động - Xúc cảm: kiên trì giải quyết, vui mừng khi đạt được kết quả tốt. - Giá trị về đạo đức: tinh thần, trách nhiệm đối với bản thân, xã hội,… - Động cơ: tự giác, chủ động tìm hiểu/ hoạt động Giữa các yếu tố trên có mối liên hệ, tương hỗ lẫn nhau. Năng lực sử dụng ngôn ngữ gắn liền với việc có kiến thức, kĩ năng đọc hiểu, nghe hiểu, nói, viết, … Trong quá trình biểu hiện năng lực của ngôn ngữ gắn liền với khả năng tư duy, kèm theo đó là thái độ hành động, ý thức trách nhiệm và tinh thần sẵn sàng hành động… Có như vậy
9 thì mới có thể đánh giá được một kết quả của hành động là tích cực. 1.2.1.3. Hệ thống năng lực chung và năng lực chuyên biệt trong dạy học vật lí a. Hệ thống năng lực chung (Lê Đình trung, Phan Thị Thanh Hội, 2016) Theo chương trình tổng thể giáo dục phổ thông mới, bảng dưới đây là cấu trúc và biểu hiện của một số năng lực chung cần hình thành và phát triển cho học sinh trong dạy học. Thông qua những thành tố và biểu hiện của hệ thống năng lực chung, người GV xây dựng các giáo án, tiến trình dạy học, tổ chức chủ đề dạy học hướng đến hình thành và nâng cao năng lực cho HS. Ngoài ra, GV cũng phải xây dựng các công cụ để đánh giá được sự hình thành và nâng cao năng lực cho HS. b. Hệ thống năng lực chuyên biệt môn vật lí (Lê Đình trung, Phan Thị Thanh Hội, 2016). Dạy học vật lí, người GV ngoài cung cấp kiến thức, rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy, thái độ tích cực cho HS mà còn phải hình thành và nâng cao năng lực chuyên biệt bộ môn của mình phụ trách. Thông qua hoạt động dạy học, GV hình thành và nâng cao cho HS năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, tiến trình lịch sử mà các nhà khoa học đã tìm ra được kiến thức khoa học. GV cũng nâng cao cho HS kĩ năng quan sát, lặp luận, trình bày, đề xuất giả thuyết, lặp luận và loại suy những giả thuyết không phù hợp, tiến hành thực nghiệm, xử lí và trình bày kết quả nghiên cứu được. Có như vậy mục tiêu giáo dục tổng thể mới đạt hiệu quả cao nhất. Thông qua giáo dục bộ môn hình thành năng lực chung và cả năng lực riêng. Từ những cái năng lực chung phát triển năng lực riêng và ngược lại. Việc dạy học tích hợp cũng góp phần tạo nên mối liên hệ thống nhất, hiệu quả trong sự hình thành và nâng cao năng lực cho HS. c. Năng lực giải quyết vấn đề - Khái niệm: Năng lực GQVĐ thuộc nhóm các năng lực chung mà bất kì ai cũng cần phải có để sống, học tập và làm việc hiệu quả. Khi HS gặp một bài toán hoặc một tình huống thực tiễn có vấn đề cần phải giải quyết thì học sinh phải tư duy nhằm tìm ra VĐ, nhận diện VĐ một cách chính xác, đề xuất các phương án, lựa chọn phương án tối ưu sau đó tiến hành giải quyết VĐ đã đặt ra, sau cùng học sinh sẽ đánh giá hiệu quả của phương án. Vì thế năng lực GQVĐ là một năng lực đòi hỏi HS phải tư duy, phát
10 hiện và GQVĐ và là một tổ hợp của nhiều năng lực thành phần được học sinh vận dụng trong quá trình GQVĐ. - Cấu trúc: Để giải quyết một vấn đề HS cần thực hiện các giai đoạn khác nhau, đó là một quá trình tư duy vì thế ứng với mỗi giai đoạn là một năng lực thành phần. Năng lực giải quyết vấn đề gồm 3 năng lực thành phần: + Phát hiện và làm rõ (phát biểu) vấn đề cần giải quyết. + Đề xuất và lựa chọn giải pháp để giải quyết vấn đề. + Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề. - Biểu hiện: Khi học sinh vận dụng năng lực GQVĐ thì mỗi năng lực thành phần có những biểu hiện cụ thể được trình bày trong bảng 1.1 (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2017) Bảng 1.1. Biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề Năng lực thành phần Biểu hiện của năng lực thành phần Phát hiện và làm rõ (phát biểu) vấn đề - Mô tả (và phân tích) được tình huống cần giải quyết trong học tập, trong cuộc sống. - Phát hiện được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống - Phát biểu vấn đề cần giải quyết Đề xuất và lựa chọn giải pháp để giải - Biết thu thập và làm rõ các thông tin có quyết vấn đề liên quan đến vấn đề cần giải quyết. - Đề xuất được một số giải pháp giải quyết vấn đề - Phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề - Lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất để giải quyết vấn đề. Thực hiện và đánh giá giải pháp giải - Biết thực hiện giải pháp giải quyết vấn quyết vấn đề đề đã lựa chọn. - Đánh giá được mức độ hiệu quả, tính khả thi, sự phù hợp hay không phù hợp, của giải pháp giải quyết vấn đề.