Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến "Vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh" được hoàn thành với mục tiêu nhằm đề xuất giải pháp vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh theo yêu cầu cần đạt của chương trình GDPT 2018 và cao hơn yêu cầu cần đạt với đối tượng học sinh khá, giỏi, học sinh có năng lực tin học mức khá trở lên. Xây dựng kế hoạch bài dạy Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng sử dụng phương pháp chủ đạo là dạy học theo góc.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN ======== SÁNG KIẾN KHOA HỌC GIÁO DỤC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO GÓC VÀO DẠY HỌC NỘI DUNG “CƠ NĂNG VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG” NHẰM PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH Lĩnh vực: Vật lí Năm học 2023 - 2024
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU 1 ======== SÁNG KIẾN KHOA HỌC GIÁO DỤC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO GÓC VÀO DẠY HỌC NỘI DUNG “CƠ NĂNG VÀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG” NHẰM PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH Lĩnh vực: Vật lí Người thực hiện: Hồ Ngọc Châu Nguyễn Thị Xuân Bằng Đơn vị: Trường THPT Quỳnh Lưu 1 Điện thoại: 0987723124 Năm học 2023 - 2024
MỤC LỤC Nội dung Trang Phần 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Giả thuyết khoa học 2 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 2 5. Phạm vi nghiên cứu 2 6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 2 7. Phương pháp nghiên cứu 3 8. Tính mới của đề tài 3 Phần 2. NỘI DUNG 1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu 5 1.1. Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trong môn Vật lí 5 1.1.1. Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực 5 1.1.2. Môn Vật lí trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 5 1.1.3. Định hướng chung về phương pháp, kĩ thuật dạy học phát triển phẩm 6 chất, năng lực học sinh trong môn Vật lí 1.2. Dạy học theo góc 7 1.2.1. Khái niệm dạy học theo góc 7 1.2.2. Một số hình thức dạy học theo góc 7 1.2.3. Bản chất của dạy học theo góc 8 1.2.4. Quy trình dạy học theo góc 9 1.2.5. Yếu tố cần thiết đảm bảo dạy học theo góc theo phong cách học đạt 10 hiệu quả 2. Cơ sở thực tiễn và thực trạng của vấn đề nghiên cứu 10 2.1. Khả năng áp dụng 10 2.2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu 11 3. Vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh 3.1. Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung dạy học 15 3.1.1. Phân tích mục tiêu dạy học tối thiểu và nội dung cần dạy 15 3.1.2. Xác định mục tiêu dạy học 16 3.1.3. Xác định nội dung dạy học có thể tổ chức dạy học theo góc 17 3.2. Thiết kế hoạt động theo góc trong dạy học nội dung “Cơ năng và định luật 18 bảo toàn cơ năng” 3.2.1. Xác đinh mục tiêu bài học 18
3.2.2. Lựa chọn các phương pháp, kĩ thuật dạy học, phương tiện dạy học 18 3.2.3. Xác định chuỗi hoạt động dạy học. Xác định các góc học tập và thiết 19 kế nhiệm vụ học tập cho mỗi góc 3.2.4. Lựa chọn phương pháp, công cụ đánh giá đối với nội dung dạy học 24 3.2.5. Xây dựng các phiếu học tập và bộ công cụ đánh giá 24 3.3. Hoàn thiện kế hoạch bài dạy “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” 24 4. Khảo nghiệm tính cần thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất 51 4.1. Mục đích khảo nghiệm 51 4.2. Nội dung và phương pháp khảo nghiệm 51 4.2.1. Nội dung khảo nghiệm 52 4.2.2. Phương pháp khảo nghiệm và thang đánh giá 52 4.3. Đối tượng khảo nghiệm 52 4.4. Kết quả khảo nghiệm 53 Phần 3. KẾT LUẬN 57 Phần 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Phần 5. PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ 1 DHTG Dạy học theo góc 2 DH Dạy học 3 THPT Trung học phổ thông 4 THCS Trung học cơ sở 5 HS Học sinh 6 GV Giáo viên 7 PPDH Phương pháp dạy học 8 PP Phương pháp 9 CNTT Công nghệ thông tin 10 TN Thí nghiệm 11 PHT Phiếu học tập 12 PC Phẩm chất 13 NL Năng lực 14 NLS Năng lực số 15 HĐ Hoạt động 16 CT Chương trình 17 GDPT Giáo dục phổ thông 18 SGK Sách giáo khoa 19 PPDH Phương pháp dạy học 20 KNTT Kết nối tri thức 21 YCCĐ Yêu cầu cần đạt 22 KHTN Khoa học tự nhiên 23 GQVĐ Giải quyết vấn đề 24 KTDH Kĩ thuật dạy học 25 ĐG Đánh giá 26 PAĐG Phương án đánh giá
Phần 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Giáo dục phổ thông nước ta đang chuyển mình mạnh mẽ từ chương trình giáo dục nội dung sang giáo dục phẩm chất năng lực. Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực thể hiện sự quan tâm tới việc người học làm được gì sau quá trình đào tạo chứ không thuần túy là chỉ biết được gì; quan tâm tới người dạy sẽ dạy như thế nào để hình thành phẩm chất, năng lực cho người học chứ không phải dạy nội dung gì cho người học. Dạy học hiện đại đặt ra hàng loạt các yêu cầu đối với các thành tố của hoạt động dạy học, trong đó đặc biệt lưu tâm đến phương pháp dạy học phát triển phẩm chất, năng lực cho người học. Dạy học theo góc (DHTG) là một phương pháp dạy học theo đó học sinh thực hiện các nhiệm vụ học tập khác nhau tại các vị trí cụ thể trong không gian lớp học nhưng cùng hướng tới chiếm lĩnh một nội dung học tập theo các phong cách học khác nhau. Qua đó học sinh có cơ hội thể hiện sở thích, năng lực, nhịp độ của mình để tìm cách thích ứng và thể hiện năng lực bản thân. Dạy học theo góc có nhiều ưu điểm, giúp mở rộng sự tham gia, nâng cao hứng thú và cảm giác thoải mái của học sinh; học sinh được học sâu và hiệu quả bền vững; giáo viên có nhiều thời gian hơn cho hoạt động hướng dẫn người học. Các giáo viên hầu hết đều nhận thức được vai trò của việc tổ chức hoạt động theo góc đối với sự phát triển phẩm chất, năng lực đáp ứng sự khác biệt của từng cá nhân học sinh, tuy nhiên rất ít giáo viên dành thời gian nghiên cứu, tìm hiểu để vận dụng dạy học theo góc trong môn Vật lí. Nguyên nhân là do việc vận dụng phương pháp này đòi hỏi cao ở sự linh hoạt, sáng tạo của giáo viên, cần thời gian đầu tư nghiên cứu, thiết kế hoạt động và sự chuẩn bị công phu của cả giáo viên và học sinh. Định luật bảo toàn cơ năng, một nguyên lý quan trọng trong vật lý, nó mô tả mối quan hệ giữa động năng và thế năng của một hệ thống vật chất. Nội dung này thuộc chương trình vật lí lớp 10 THPT và đang có vấn đề tranh luận trái chiều giữa các giáo viên vật lí THPT về quan điểm tiếp cận, cần có sự phân tích để hiểu đúng và tổ chức hoạt động dạy học nội dung này đúng với logic nhận thức. Với quan điểm dạy học theo chương trình, yêu cầu cần đạt chính là mục tiêu dạy học tối thiểu, có thể bổ sung một số mục tiêu trong dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” theo đúng quan điểm tiếp cận định luật, thì đây là một nội dung dạy học phù hợp để giáo viên vật lí có thể thiết kế các hoạt động theo góc để phát triển phẩm chất, năng lực người học, vừa đảm bảo yêu cầu chung nhưng vẫn đáp ứng được sự khác biệt của từng cá nhân học sinh, đồng thời phát huy tốt hơn vai trò của phương tiện dạy học trong điều kiện hiện nay. Đề tài được nghiên cứu trong bối cảnh bắt đầu thực hiện chương trình GDPT 2018 đối với lớp 10 và theo chúng tôi tìm hiểu, hiện chưa có nghiên cứu nào về vận dụng dạy học theo góc vào dạy học nội dung nói trên. Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh”. 2. Mục đích nghiên cứu Đề xuất giải pháp vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh 1
theo yêu cầu cần đạt của chương trình GDPT 2018 và cao hơn yêu cầu cần đạt với đối tượng học sinh khá, giỏi, học sinh có năng lực tin học mức khá trở lên. Xây dựng kế hoạch bài dạy “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” sử dụng phương pháp chủ đạo là dạy học theo góc. Tổ chức áp dụng và khảo nghiệm để đánh giá tính cần thiết và khả thi của các giải pháp đề xuất, điều chỉnh cho phù hợp thực tiễn. 3. Giả thuyết khoa học Việc vận dụng phương pháp dạy học theo góc trong dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” có thể phát triển phẩm chất, năng lực người học theo yêu cầu của chương trình GDPT 2018, phù hợp với sở thích, đáp ứng sự khác biệt của từng cá nhân học sinh. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu Khách thể nghiên cứu: GV giảng dạy và HS học bộ môn Vật lí trường THPT Quỳnh Lưu 1 và một số trường THPT trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu, thị xã Hoàng Mai, trường THPT Bắc Yên Thành, THPT Đông Hiếu, THPT Đô Lương 2. Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trong môn vật lí; Phương pháp dạy học theo góc; các thiết bị thí nghiệm, một số phần mềm có thể sử dụng trong dạy học nội dung của đề tài; kế hoạch dạy học nội dung dạy học “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” áp dụng phương pháp dạy học theo góc. 5. Phạm vi nghiên cứu - Nội dung: Yêu cầu đối với dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trong môn Vật lí; phương pháp dạy học theo góc; nội dung dạy học “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” và yêu cầu cần đạt theo Chương trình GDPT 2018. - Không gian nghiên cứu: Đề tài được triển khai nghiên cứu, áp dụng đối với HS lớp 10 tại trường THPT Quỳnh Lưu 1, THPT Hoàng Mai, trường THPT Bắc Yên Thành (huyện Yên Thành), THPT Đông Hiếu (huyện Nghĩa Đàn), THPT Đô Lương 2 (huyện Đô Lương). - Thời gian nghiên cứu: Năm học 2022-2023, 2023-2024. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài Để đạt được mục đích nghiên cứu của đề tài, cần phải thực hiện những nhiệm vụ sau: Nghiên cứu yêu cầu đối với dạy học phát triển phẩm chất, năng lực HS trong môn Vật lí. Nghiên cứu phương pháp DHTG, các hình thức tổ chức và quy trình vận dụng DHTG trong dạy học Vật lí ở trường THPT. Khảo sát, nghiên cứu, đánh giá về thực trạng vận dụng phương pháp DHTG trong dạy học môn Vật lí ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu, thị xã Hoàng Mai, huyện Yên Thành, Diễn Châu, Nghĩa Đàn, Đô Lương. Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” Vật lí 10, đề xuất nội dung vận dụng DHTG. Đề xuất các giải pháp vận dụng phương pháp DHTG vào dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng”. Tìm hiểu cách sử dụng một số phần mềm phân tích hình ảnh trong video để khai thác dữ liệu video, một số phần mềm dùng trong xử lí số liệu, vẽ đồ thị; tìm hiểu cách sử dụng thiết bị xử lý dữ liệu và hiển thị kết quả thí nghiệm cầm tay aMixer MGA; nghiên 2
cứu, chế tạo bộ thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn cơ năng. Xây dựng kế hoạch dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” sử dụng dạy học theo góc là phương pháp chủ đạo. (Chúng tôi lựa chọn xây dựng kế hoạch bài học “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng”- sách Vật lí 10 - Bộ kết nối tri thức với cuộc sống, có thể dùng cho dạy học nội dung này theo chương trình) Tổ chức áp dụng đề tài. Khảo nghiệm để đánh giá tính cần thiết và khả thi của các giải pháp đã đề xuất. Đánh giá kết quả và điều chỉnh, hoàn thiện đề tài. 7. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện đề tài chúng tôi đã sử dụng các phương pháp sau: Phương pháp nghiên cứu lý luận: Chúng tôi sử dụng phương pháp này cho việc: - Nghiên cứu và tìm hiểu tài liệu về phương pháp dạy học vật lí: + Nghiên cứu và tìm hiểu lý luận về dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh. + Nghiên cứu và tìm hiểu về lý luận dạy học theo góc. + Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng các phần mềm, thiết bị, công cụ số trong dạy học. - Nghiên cứu yêu cầu của chương trình GDPT 2018 môn Vật lí và yêu cầu cần đạt đối với nội dung dạy học “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng”, sách giáo khoa và các tài liệu có liên quan. Phương pháp phỏng vấn Phương pháp này được dùng phỏng vấn trực tiếp các giáo viên về các vấn đề liên quan đến đề tài nhằm kiểm tra giả thuyết, góp ý về các giải pháp, kế hoạch bài dạy, … Phương pháp điều tra, khảo sát Tìm hiểu về hoạt động học và phong cách học của HS trong học tập bộ môn Vật lí; thực trạng vận dụng các phương pháp dạy, kĩ thuật dạy học tích cực nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh, thực trạng vận dụng DHTG trong môn Vật lí nói chung và trong dạy học nội dung ‘Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” nói riêng; thực trạng sử dụng một số phần mềm, công cụ, thiết bị số trong dạy và học môn Vật lí thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra ở một số trường THPT, phân tích kết quả và sơ bộ đề xuất nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục. Khảo nghiệm đánh giá tính cần thiết và khả thi của các giải pháp đề xuất tại các đơn vị áp dụng kết quả nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu, chế tạo bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng đối với dao động của con lắc đơn bằng dụng cụ thực hành. Tổ chức áp dụng đề tài. Khảo nghiệm, phân tích kết quả, điều chỉnh và hoàn thiện đề tài cho phù hợp thực tiễn. 8. Tính mới của đề tài Chương trình GDPT 2018 môn Vật lí bắt đầu được thực hiện đối với lớp 10 từ năm học 2022-2023. Việc dạy học theo yêu cầu cần đạt là một yêu cầu mới, khó khăn đối với tất cả giáo viên nói chung, giáo viên vật lí nói riêng. Định luật bảo toàn cơ năng, một nguyên lý quan trọng trọng vật lý, việc dạy học theo quan điểm này là một vấn đề mới mẻ đối với giáo viên. Hiện nay vẫn chưa có tài liệu nào 3
viết và phân tích rõ về logic hình thành định luật này nên vẫn còn khá nhiều giáo viên vật lí chưa hiểu đúng và vẫn tổ chức cho học sinh tiếp cận định luật bảo toàn cơ năng theo con đường xây dựng từ các kiến thức lý thuyết (Cách trình bày của SGK Vật lí 10 chương trình 2006 và SGK Vật lí 10 chương trình (CT) 2018 bộ Chân trời sáng tạo). Việc phân tích, vận dụng dạy học theo góc đối với nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” giúp giáo viên vật lí hiểu rõ hơn quan điểm tiếp cận định luật và cách thức tổ chức dạy học theo góc đối với nội dung này vừa đảm bảo yêu cầu chung nhưng vừa đáp ứng những phong cách học tập khác nhau, sẽ tạo được hứng thú cho người học, mang lại hiệu quả học sâu và bền vững, nhất là với những đối tượng học sinh khá, giỏi, học sinh có năng lực tin học mức khá trở lên có thể dạy học cao hơn yêu cầu cần đạt. Cho đến thời điểm hiện nay, theo chúng tôi tìm hiểu chưa có đề tài nào nghiên cứu về dạy học theo góc đối với nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” . Dự kiến đóng góp của đề tài: Làm sáng tỏ cơ sở lí luận của việc vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học một nội dung cụ thể. Đề xuất được các giải pháp vận dụng phương pháp dạy học theo góc trong dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực học sinh, bao gồm cả năng lực số. Ngoài các giải pháp chung về cách thức vận dụng dạy học theo góc, tổ chức hoạt động theo góc đối với nội dung lựa chọn của đề tài, các tác giả còn đề xuất được các giải pháp cụ thể trong thiết kế, tổ chức hoạt động tại các góc, đặc biệt là các giải pháp trong sử dụng thí nghiệm, sử dụng một số phần mềm hỗ trợ dạy học để kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng. Thiết kế, chế tạo được bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng đối với dao động của con lắc đơn bằng dụng cụ thực hành. Xây dựng được kế hoạch dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” sử dụng dạy học theo góc là phương pháp chủ đạo. Góp phần phát triển phẩm chất, năng lực HS trong áp dụng đề tài. Đề tài có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các giáo viên Vật lí THPT trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thực hiện chương trình GDPT 2018. 4
Phần 2. NỘI DUNG 1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu 1.1. Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trong môn Vật lí 1.1.1. Dạy học phát triển phẩm chất, năng lực Phẩm chất (PC) và năng lực (NL) là hai thành phần cơ bản trong cấu trúc nhân cách nói chung và là yếu tố nền tảng tạo nên nhân cách con người. Dạy học và giáo dục phát triển PC, NL có vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục đào tạo trong GDPT nói riêng và nâng cao chất lượng nguồn nhân lực cho quốc gia nói chung. So với dạy học tiếp cận nội dung thì dạy học phát triển PC, NL có những khác biệt nhất định về mục tiêu dạy học, nội dung dạy học, phương pháp dạy học (PPDH), đánh giá,….Dạy học phát triển PC, NL chú trọng hình thành PC và NL, lấy mục tiêu học để làm, học để cùng chung sống làm trọng. Đối với dạy học phát triển PC, NL, giáo viên (GV) cần tổ chức chuỗi hoạt động học để HS chủ động khám phá những điều chưa biết. Chương trình GDPT 2018, định hướng các hoạt động học tập của HS bao gồm hoạt động khám phá vấn đề, hoạt động luyện tập và hoạt động thực hành, vận dụng (ứng dụng những điều đã học để phát hiện và giải quyết những vấn đề có thực trong đòi sống), được thực hiện với sự hỗ trợ của thiết bị dạy học, đặc biệt là công cụ tin học và các hệ thống tự động hóa của kĩ thuật số. Dạy học phát triển PC, NL đòi hỏi GV phải có khả năng thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt động học của HS để HS tích cực chủ động tham gia và thực hiện các nhiệm vụ học tập, từ đó tìm hiểu các kiến thức, kĩ năng mới vừa học hỏi được các phương pháp để hình thành kiến thức, kĩ năng đó. Các nhiệm vụ học tập có thể thực hiện trên lớp hoặc ở nhà, không gói gọn trong phạm vi một tiết học. Dạy học phát triển PC, NL yêu cầu GV cần đầu tư vào việc lựa chọn các phương pháp (PP), kĩ thuật dạy học (KTDH), phương pháp và công cụ đánh giá nhằm đạt được mục tiêu dạy học một cách tối ưu. GV cần phải chú trọng rèn luyện cho HS phương pháp học tập, nghiên cứu phù hợp với đặc thù của từng môn học, HĐGD, góp phần tạo ra sự phát triển năng lực tự chủ và tự học. GV cần tăng cường phối hợp học tập cá thể và học tập hợp tác. Điều này giúp HS có điều kiện hình thành, phát triển cả về NL tự chủ và tự học lần NL giao tiếp và hợp tác, đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho các hoạt động hợp tác xuyên quốc gia, liên quốc gia trong bối cảnh kinh tế thị trường như hiện nay. 1.1.2. Môn Vật lí trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 Môn Vật lí theo chương trình GDPT 2018 là môn học được lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề nghiệp của học sinh. Môn Vật lí góp phần thực hiện các yêu cầu cần đạt về phẩm chất chủ yếu và năng lực chung, hình thành, phát triển ở học sinh năng lực vật lí (NL đặc thù), với những biểu hiện cụ thể sau đây: NL nhận thức vật lí, NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. 5
Chương trình môn Vật lí chú trọng rèn luyện cho HS khả năng tìm hiểu các thuộc tính của đối tượng vật lí thông qua nội dung thí nghiệm, thực hành dưới nhiều góc độ khác nhau. Vì vậy, thí nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành khái niệm, quy luật, định luật vật lí. Đồng thời, Chương trình Vật lí coi trọng việc rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn, đáp ứng đòi hỏi của cuộc sống; vừa đảm bảo phát triển NL vật lí - biểu hiện của NL khoa học tự nhiên, vừa đáp ứng yêu cầu định hướng nghề nghiệp của HS. Thông qua Chương trình môn Vật lí, HS hình thành và phát triển thế giới quan khoa học, kĩ năng ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; đồng thời hình thành và phát triển được các NL tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề (GQVĐ) và sáng tạo. Ngoài khả năng ứng dụng công nghệ thông tin - truyền thông trong dạy học như các môn học khác nói chung, môn Vật lí có nhiều cơ hội phát triển năng lực số (năng lực tin học) cho học sinh trong tư duy các vấn đề liên quan đến thực nghiệm, bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề, góp phần đào tạo HS trở thành những công dân Việt Nam có đầy đủ các kĩ năng, sẵn sàng bước vào kỉ nguyên số. 1.1.3. Định hướng chung về phương pháp, kĩ thuật dạy học phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trong môn Vật lí Môn Vật lí góp phần quan trọng vào việc hình thành, phát triển thế giới quan khoa học, giáo dục HS trách nhiệm công dân trong việc tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, ứng xử phù hợp với thiên nhiên. Trong hoạt động thực hành, thí nghiệm, tìm hiểu khoa học, cùng với cơ hội rèn luyện kiến thức, rèn luyện kĩ năng, HS cũng được rèn luyện và phát triển nhiều đức tính như cẩn thận, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm,… NL tự chủ và tự học được hình thành và phát triển trong môn Vật lí thông qua các hoạt động thực hành, làm dự án, thiết kế và thực hiện các phép đo đại lượng vật lí; đặc biệt trong việc tìm hiểu hoạt động khoa học. Trong môn Vật lí, HS thường xuyên phải thực hiện các dự án học tập, các bài thực hành, thực tập theo nhóm. Khi thực hiện các nhiệm vụ học tập này, HS được chia sẻ, trình bày ý tưởng, nội dung học tập, qua đó hình thành và phát triển NL giao tiếp và hợp tác. GQVĐ và sáng tạo là một đặc thù của hoạt động tìm hiểu khoa học. Ở môn Vật lí, NL này được hình thành, phát triển trong đề xuất vấn đề, lập kế hoạch (KH), thực hiện KH tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí và được hiện thực hóa thông qua các mạch thực hành, trải nghiệm với các mức độ khác nhau. NL này cũng được hình thành và phát triển thông qua việc vận dụng kiến thức, kĩ năng vật lí để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Để phát triển NL nhận thức vật lí, GV cần tạo cơ hội cho HS huy động những hiểu biết kinh nghiệm sẵn có để tham gia hình thành kiến thức, kĩ năng mới. Chú ý tổ chức các hoạt động, trong đó HS có thể diễn đạt hoặc mô tả bằng cách riêng, phân tích, giải thích, so sánh, hệ thống hóa, áp dụng trực tiếp kiến thức, kĩ năng đã được học để giải quyết thành công tình huống, vấn đề học tập; qua đó, kết nối được kiến thức, kĩ năng mới với vốn kiến thức, kĩ năng đã có. 6
Để phát triển NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí, GV cần vận dụng một số PPDH có ưu thế như: PP trực quan (đặc biệt là thực hành, thí nghiệm,…), PPDH GQVĐ, DH dựa trên dự án,…tạo điều kiện để HS đưa ra câu hỏi, xác định vấn đề cần tìm hiểu, tự tìm các bằng chứng để phân tích thông tin, kiểm tra các dự đoán, giả thuyết qua việc tiến hành thí nghiệm, hoặc tìm kiếm, thu thập thông tin qua sách, mạng Internet,…; đồng thời chú trọng các bài tập có nội dung gắn với thực tiễn thể hiện bản chất vật lí, … Để phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, GV cần chú ý tạo cơ hội cho HS tương tác tích cực thông qua quá trình phát hiện, đề xuất ý tưởng, GQVĐ bằng cách: đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch thực hiện; tìm kiếm thông tin qua tài liệu in và tài liệu đa phương tiện; thu thập, lưu trữ các dữ liệu từ các thí nghiệm trong phòng thực hành hoặc quan sát ở thiên nhiên; phân tích, xử lí, đánh giá các dữ liệu dựa trên các tham số thống kê đơn giản; so sánh kết quả với giả thuyết, giải thích, rút ra được kết luận; viết, trình bày báo cáo và thảo luận; vận dụng kiến thức, kĩ năng vật lí để đưa ra những phản hồi hợp lí hoặc giải quyết thành công tình huống, vấn đề mới trong học tập cuộc sống. Trong dạy học môn Vật lí, tuỳ thuộc mục tiêu dạy học, một số PP khác có thể sử dụng hiệu quả như: DH khám phá, DH theo góc, DH theo trạm, Lớp học đảo ngược, Hoạt động trải nghiệm,…Các KTDH có thể sử dụng phát triển PC, NL như: Khăn trải bàn, Công não, Sơ đồ tư duy, Các mảnh ghép, Phòng tranh, Chia sẻ cặp đôi,….. 1.2. Dạy học theo góc 1.2.1. Khái niệm dạy học theo góc Dạy học theo góc (DHTG) là phương pháp dạy học mà trong đó GV tổ chức cho HS thực hiện cùng 1 nhiệm vụ hoặc thực hiện các nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí cụ thể các (góc) trong không gian lớp học đảm bảo học Vật lí sâu. Theo Nguyễn Tuyết Nga (2010), học theo góc là phương pháp học mà trong đó GV tổ chức cho HS thực hiện các nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí cụ thể trong không gian lớp học đảm bảo cho học Vật lí sâu và hiệu quả [5]. Theo Đỗ Hương Trà (2011), dạy học theo góc là mô hình dạy học theo đó HS thực hiện các nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí cụ thể trong không gian lớp học nhưng cùng hướng tới chiếm lĩnh một nội dung học tập theo các phong cách học tập khác nhau [6]. Như vậy, để DHTG thì người dạy cần tạo ra một môi trường học tập với cấu trúc xác định cụ thể có tính khuyến khích, hỗ trợ, thúc đẩy HS tích cực học thông qua hoạt động để tìm hiểu kiến thức mới. 1.2.2. Một số hình thức dạy học theo góc Có thể tổ chức dạy học theo nhiều hình thức như sau. - Dạy học theo góc theo phong cách học tập: Tại các góc sẽ có tư liệu và hướng dẫn nhiệm vụ học tập để HS nghiên cứu nội dung học tập theo phong cách khác nhau như (Trải nghiệm, quan sát, phân tích, áp dụng). Có thể thực hiện mỗi nhóm HS làm việc tại mỗi góc đã lựa chọn hoặc luân chuyển vị trí mỗi nhóm tới các góc lần lượt để thực hiện nhiệm vụ, tùy thuộc nội dung bài học để GV thiết kế hoạt động học tập sao cho hiệu quả nhất. Trong môn Vật lí, dạy học theo góc theo phong cách học thường thiết kế 4 góc như sau: 7
+ Góc quan sát: HS có thể quan sát mẫu vật thật, hoặc quan sát hình ảnh vật, thí nghiệm, hiện tượng trên màn hình máy tính hoặc ti vi, rút ra kiến thức cần lĩnh hội. Phù hợp với đối tượng HS thích quan sát hơn hành động, thường sử dụng trí tưởng tượng để giải quyết vấn đề. Phát triển năng lực nhận thức vật lí, năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ vật lí. + Góc phân tích: Người học sử dụng các nguồn tài liệu tham khảo lí thuyết như sách giáo khoa, sách tham khảo, bài báo… để phân tích, tìm hiểu và thực hiện nhiệm vụ học tập hình thành kiến thức mới. Phong cách hoạt động này phù hợp với đối tượng HS có cách tiếp cận vấn đề ngắn gọn và logic, coi trọng ý tưởng và khái niệm, thích sự giải thích rõ ràng hơn là trình bày thực tế. Phát triển năng lực nhận thức vật lí, năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ vật lí. + Góc trải nghiệm: HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm, quan sát hiện tượng, giải thích và rút ra nhận xét cần thiết. Phù hợp với đối tượng HS dựa trên trực giác nhiều hơn logic, họ thường sử dụng phân tích của người khác, thích cách tiếp cận kinh nghiệm thực tiễn. Họ thường hành động theo bản năng hơn là phân tích logic. Phát triển năng lực năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ vật lí. + Góc áp dụng: HS đọc bản trợ giúp (chỉ đối với HS chọn góc áp dụng là góc xuất phát) hoặc thành viên của ba góc trên sau khi hoạt động xong nhiệm vụ của mỗi góc để lĩnh hội kiến thức mới thì tạo thành nhóm mảnh ghép ở góc áp dụng này, sau đó áp dụng kiến thức vừa lĩnh hội để giải bài tập hoặc giải quyết một vấn đề có liên quan đến thực tiễn. Phù hợp với đối tượng HS thích giải quyết vấn đề và vận dụng kiến thức của họ để tìm giải pháp cho vấn đề thực tế. Thích thử nghiệm những ý tưởng mới, mô phỏng và làm việc với các ứng dụng thực tế. Phát triển NL vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. - Dạy học theo góc theo dạng hoạt động khác nhau: Tại các góc HS nghiên cứu nội dung để đạt được mục tiêu học tập theo các hình thức khác nhau như: góc sáng tạo, góc vẽ, góc đọc - kể, góc thảo luận .... - Dạy học theo góc hỗn hợp: Tổ chức các góc học tập theo tích hợp nội dung hoặc nội dung các môn học. HS được chọn các góc theo sở thích và tương đối chủ động độc lập trong việc thực hiện các nhiệm vụ học tập, vì vậy các em được thay đổi trạng thái hoạt động qua các nhóm để lĩnh hội kiến thức mới nên sẽ hứng thú học tập với một tâm thế thoải mái hơn. - Dạy học theo hình thức hội thảo học tập: Đây là loại hình đặc biệt của học theo góc, nó là một giai đoạn độc lập về mặt thời gian để HS lựa chọn các hoạt động và tư liệu học tập, không gian làm việc và đôi khi có cả những khách mời đặc biệt để đưa ra những hướng dẫn, gợi ý, thông tin mang tính chuyên môn … “. Qua “Hội thảo học tập” sẽ giúp HS phát triển các kĩ năng xã hội, mang lại động lực hành động tích cực cho cả HS và GV. Trong phạm vi của đề tài, vận dụng dạy học theo góc đối với một nội dung dạy học cụ thể trong môn Vật lí thì hình thức tổ chức hoạt động góc theo phong cách học tập là phù hợp và chúng tôi tập trung nghiên cứu hình thức này để vận dụng vào đề tài. 1.2.3. Bản chất của dạy học theo góc Khi học học theo góc HS được học tập theo phong cách học tập của mình, sẽ là người chủ động trực tiếp tham gia hoạt động kiến tạo tri thức chứ không tiếp thu thụ động; 8
Chủ động trong hoạt động nhận thức của mình bằng cách chủ động lựa chọn góc học tập hoặc lựa chọn góc xuất phát, có thể hoạt động tư duy độc lập hoặc thảo luận trong nhóm để tìm ra kiến thức; trình bày kiến thức mới do mình (nhóm) tìm hiểu được; tham gia vào hoạt động đánh giá kết quả của các nhóm khác và tự đánh giá bản thân. Như vậy trong DHTG, HS chuyển từ tiếp thu thụ động sang vai trò chủ động trong hoạt động kiến tạo kiến thức đồng thời tham gia vào hoạt động đánh giá và tự đánh giá. Điều này đã tạo cho các em một tâm thế thoải mái để lĩnh hội kiến thức mới thông qua sự hướng dẫn của GV tại nhiệm vụ các góc, HS phát triển các phẩm chất, năng lực. 1.2.4. Quy trình dạy học theo góc Dựa trên nghiên cứu của Nguyễn Lăng Bình (2009) [4] , Phan Thị Thanh Hội [7], và Trần Thị Mai Lan [8], chúng tôi xác định quy trình DHTG gồm 4 bước như sau: Bước 1: Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung chương và xác định nội dung có thể tổ chức hoạt động theo góc. (Thông qua phân tích mục tiêu, cấu trúc của chương để xác định nội dung, bài học có thể thực hiện bằng PP DHTG, đồng thời cũng xác định được phong cách học tập phù hợp với từng nội dung của bài học đó). Bước 2: Thiết kế các hoạt động theo góc. + Xác định mục tiêu dạy học: Xác định kiến thức, năng lực, phẩm chất cho toàn bài và xác định mục tiêu từng góc học tập. + Xác định phương pháp, kĩ thuật dạy học: DHTG là chủ yếu, kết hợp với một số phương pháp khác phù hợp như: DH GQVĐ, DH trực quan, DH hợp tác... Kĩ thuật dạy học bao gồm: Khăn trải bàn, Sơ đồ tư duy, Mảnh ghép, ... + Xác định phương tiện dạy học: GV cần chuẩn bị thiết bị, phương tiện và đồ dùng dạy học ở mỗi góc tạo điều kiện để HS tiến hành các hoạt động nhằm đạt mục tiêu dạy học. + Xác định tên mỗi góc và thiết kế nhiệm vụ mỗi góc: Căn cứ vào nội dung bài học và điều kiện thực tế, GV có thể tổ chức thành 3 hoặc 4 góc. GV có thể thiết kế các góc với các nhiệm vụ khác nhau về cùng một nội dung kiến thức. Nếu thiết kế theo cách này, mỗi người học chỉ học theo PCHT của họ và đỡ mất thời gian. Tuy nhiên, với cách học này, người học khi cần học theo PCHT khác sẽ gặp khó khăn. Cách thiết kế thứ 2, ở các góc có các nhiệm vụ khác nhau với nội dung kiến thức khác nhau nhưng hướng về một nội dung chính. Với cách thiết kế này HS phải luân chuyển qua các góc nên mất nhiều thời gian nhưng HS sẽ học được các cách học khác nhau để trở thành toàn diện. Ở một số nhiệm vụ hoặc ở góc áp dụng, GV có thể phải thiết kế bảng hỗ trợ kiến thức làm cơ sở cho việc vận dụng kiến thức của HS. Ngoài ra GV cần phải thiết kế thêm các nhiệm vụ bổ sung tại góc tự do để dành cho những HS học tốt, hoạt động nhanh, hoàn thành các nhiệm vụ học tập sớm hơn thời gian quy định. Nhiệm vụ ở góc này nên thiết kế nhiệm vụ mang tính giải trí. + Thiết kế công cụ kiểm tra, đánh giá: GV thiết kế bộ công cụ để kiểm tra, đánh giá theo mục tiêu của bài học, tập trung vào đánh giá quá trình hoạt động và sản phẩm học tập của HS.. Cần có các mẫu để HS tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng. - Bước 3: Tổ chức hoạt động học theo góc: + Chuẩn bị phòng học: GV cần bố trí không gian lớp học theo các góc học tập đã thiết kế, mỗi góc có tư liệu, thiết bị học tập cần thiết phục vụ cho PCHT hoặc hình thức hoạt động khác nhau tùy thuộc vào nội dung học tập cụ thể. 9
+ Tổ chức thực hiện các hoạt động học tập: (1). Khởi động: GV tổ chức cho HS tham gia hoạt động khởi động để nhận ra vấn đề, phát biểu vấn đề, nhiệm vụ cần giải quyết. Nêu sơ lược về nhiệm vụ ở mỗi góc, thời gian tối đa để thực hiện nhiệm vụ tại các góc; hướng dẫn HS chọn góc hoạt động theo PCHT hoặc góc xuất phát (đối với HĐ dạy học cần luân chuyển góc). Đưa ra sơ đồ luân chuyển góc (đối HĐ dạy học cần luân chuyển góc) để nhóm HS lựa chọn trước khi bắt đầu học tại các góc, tránh tình trạng chuyển góc gây ra sự lộn xộn. (2). Tổ chức cho HS học tập tại các góc và luân chuyển góc (đối với HĐ dạy học cần luân chuyển góc): Trong quá trình học tập, GV thường xuyên theo dõi, phát hiện khó khăn của HS để hướng dẫn trực tiếp; đồng thời hướng dẫn HS luân chuyển góc (đối với HĐ dạy học cần luân chuyển góc) và hoàn thành nhiệm vụ chuẩn bị báo cáo. (3). Tổ chức báo cáo: GV tổ chức cho các nhóm báo cáo và thảo luận kết quả. Đối với HĐ dạy học cần luân chuyển góc thì tổ chức báo cáo sau khi sau khi HS kết thúc HĐ học tập ở góc cuối cùng. Trong một số trường hợp cần thiết, GV hoặc HS có thể giải thích ngắn gọn về nội dung học tập và chia sẻ kinh nghiệm để học tập ở các góc tốt hơn. - Bước 4: Đánh giá quá trình hoạt động và sản phẩm học tập: GV tổ chức đánh giá NL HS đạt được sau bài học bằng các bộ công cụ đánh giá. 1.2.5. Yếu tố cần thiết đảm bảo dạy học theo góc theo phong cách học đạt hiệu quả Các yếu tố cần thiết để có thể tổ chức dạy học theo góc theo phong cách học và tổ chức hiệu quả, bao gồm: Thứ nhất, lựa chọn nội dung dạy học phù hợp, đó là nội dung mà kiến thức có thể hình thành được theo nhiều cách tiếp cận khác nhau như: thông qua nghiên cứu tài liệu, làm thí nghiệm, xem băng hình, .... Hoạt động ở các góc phải hoàn toàn độc lập. Thứ hai, Chọn góc và thiết kế hoạt động ở từng góc. Với môn Vật lí có thể chia thành góc quan sát; góc phân tích; góc áp dụng; góc trải nghiệm. Tương ứng với từng góc GV xác định mục tiêu, nội dung, nhiệm vụ và các thiết bị dạy học. Lớp học có thể chia thành 2, 3 hoặc 4 góc. Thứ ba, Bố trí không gian, thời gian học. Cần không gian rộng để bố trí các phương tiện, dụng cụ học tập và HS có thể di chuyển. Số lượng HS ở mỗi góc phải phù hợp. Phải có một khoảng thời gian hợp lí trong hoạt động đánh giá và củng cố nội dung bài học để HS có thể suy ngẫm lại quá trình hoạt động nhận thức của mình (thông qua hoạt động nhận xét, đánh giá, thảo luận, bổ sung) và GV có thể nhận xét, nhấn mạnh, chốt kiến thức trọng tâm. Thứ tư, quan tâm tới hoạt động đánh giá. DH theo góc tập trung vào hoạt động, mục tiêu là phát triển các năng lực, đáp ứng sự khác biệt của HS. Cần tập trung vào đánh giá quá trình hoạt động và sản phẩm học tập, thiết kế các công cụ đánh giá phù hợp, chọn kiểu/ hình đánh giá đảm bảo khả thi và hiệu quả. 10
2. Cơ sở thực tiễn và thực trạng của vấn đề nghiên cứu 2.1. Khả năng áp dụng Việc dạy học theo yêu cầu cần đạt trong chương trình GDPT 2018 tạo điều kiện cho GV đổi mới mạnh mẽ PPDH, KTĐG, ứng dụng CNTT trong dạy học vừa đảm bảo yêu cầu chung nhưng vẫn tôn trọng sự khác biệt trong học tập và chính sự thích ứng với các khác biệt đó, chất lượng và hiệu quả dạy học được nâng lên. Các GV đã được tham gia nhiều đợt tập huấn đổi mới dạy học phát triển PC, NL, thực hiện CT GDPT 2018 do Bộ Giáo dục chỉ đạo triển khai đến tất cả các cơ sở giáo dục phổ thông, được nâng cao năng lực của bản thân trong quá trình triển khai áp dụng và qua các hoạt động sinh hoạt chuyên môn của trường, cụm trường, nhóm trường. Do vậy, các GV vật lí có đủ NL để thực hiện đổi mới PPDH, KTĐG, đặc biệt là vận dụng DHTG, dạy học phát triển năng lực số nếu có sự nghiêm túc nghiên cứu, tìm hiểu và vận dụng. Tại các cơ sở giáo dục trên cả nước nói chung, trên địa bàn tỉnh Nghệ An nói riêng, các lớp học bước đầu được hiện đại hóa với phòng học có trang bị tivi có khả năng kết nối máy tính, internet và wifi phủ sóng toàn trường phát huy tối đa sự sáng tạo trong mỗi giờ dạy chính khóa. Các phòng thực hành, thí nghiệm, phòng chức năng của các nhà trường được chưa mua sắm được thiết bị dạy học tối thiểu theo Thông tư 39/2021/TT-BGDĐT, nhưng những thiết bị sẵn có theo chương trình GDPT 2006 tuy có thể phục vụ được cho dạy học nếu biết vận dụng phù hợp. Đối với nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” các trường đều có thiết bị thí nghiệm thực hành đo gia tốc rơi tự do, một số ít trường đã được cấp 01 bộ thí nghiệm về chuyển động rơi tự do có kết nối cảm biến khoảng cách và thiết bị aMixer MGA có thể thực hiện thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn cơ năng. Đa số HS THPT có điện thoại thông minh, một số có máy vi tính cá nhân, khả năng tiếp cận CNTT của các em khá tốt, có thể học tập trong cả không gian thực, cũng như không gian số. Trên cơ sở thực tiễn đã phân tích, việc DHTG đối với nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng”, hoàn toàn khả thi, có thể áp dụng cho các giáo viên vật lí nói chung, giáo viên vật lí trên địa bàn tỉnh Nghệ An nói riêng. Trên cơ sở thực tiễn đã phân tích, việc vận dụng DHTG trong môn Vật lí nói chung và trong dạy học nội dung “ Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” là hoàn toàn khả thi, có thể áp dụng. 2.2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu Chúng tôi tìm hiểu hoạt động dạy và hoạt động học nói chung trong môn Vật lí, hoạt động dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” nói riêng ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Chúng tôi điều tra về tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí; phong cách học vật lí của HS lớp 10 ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An; tình hình vận dụng các PP, KTDH tích cực, đặc biệt là DHTG đối với nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” của giáo viên vật lí và HS lớp 10 chọn môn Vật lí ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Thông qua việc điều tra trực tiếp và trực tuyến (Có 61 GV tham gia khảo sát trực tuyến ( https://s.net.vn/2L1o) và 260 HS tham gia khảo sát trực 11
tuyến (https://s.net.vn/8q0h) (số liệu khảo sát được tổng hợp chi tiết ở Phụ lục 4), chúng tôi rút ra được một số nhận xét như sau: * Đối với học sinh: Đa số HS thường xuyên được tham gia vào các hoạt động tích cực, 27% HS được hỏi cho biết có tham gia hoạt động học tập tích cực nhưng tần suất thấp, 6% chỉ khi có dự giờ, thao giảng. Phần lớn HS thường xuyên, tích cực thảo luận trong nhóm học tập. Tỉ lệ đáng kể (57,6% HS được hỏi) thường xuyên, rất thường xuyên tìm hiểu bài mới, trả lời các câu hỏi trong SGK trước khi đến lớp, 36,4% HS thỉnh thoảng thực hiện nhiệm vụ này. Đa số HS được thực hiện thí nghiệm hoặc quan sát thí nghiệm thầy cô biểu diễn trong giờ học vật lí, các em thường xuyên vận dụng kiến thức vật lí để giải thích các hiện tượng trong đời sống, giải quyết các vấn đề thực tiễn. Phần lớn HS sử dụng được các phần mềm thông dụng trong học tập để tìm kiếm tài liệu, trao đổi, tương tác, làm bài kiểm tra, thiết kế báo cáo, tỉ lệ nhỏ HS tham gia khảo sát sử dụng được một số phần mềm trong nghiên cứu vật lí như Tracker để phân tích hình ảnh, video về chuyển động, MS Excel để xử lí số liệu, vẽ đồ thị, khớp hàm. Đây là điều kiện tốt để vận dụng các PPDH tích cực, tổ chức dạy học hợp tác, tương tác trực tiếp qua không gian thực và gián tiếp qua không gian số, ứng dụng CNTT trong dạy và học môn Vật lí. Về phong cách học môn Vật lí, đa số (62% HS được hỏi) thích thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu, tìm hiểu kiến thức mới thông qua hoạt động quan sát mẫu vật, video, hình ảnh, 51,6% thích các hoạt động tìm hiểu kiến thức mới bằng con đường phân tích tài liệu, phân tích số liệu, video, hình ảnh,....., 68,2% HS thích được tham gia các hoạt động thực hành, thí nghiệm để tìm hiểu kiến thức mới và 54,3% HS thích thực hiện các hoạt động áp dụng kiến thức bằng cách huy động vốn kiến thức để giải quyết tình huống thực tiễn, qua đó rút ra được kiến thức cần lĩnh hội. Đa số HS đã được tham gia, các em hứng thú và mong muốn được học tập theo góc. 12
Như vậy đa số HS tích cực, chủ động trong các hoạt động học tập, các em mong muốn được tham gia hoạt động đa dạng, tiếp cận kiến thức mới theo nhiều con đường khác nhau. Đó chính là hiệu quả đổi mới giáo dục, bước đầu thực hiện chương trình GDPT 2018. Đây là điều kiện rất tốt để vận dụng DHTG vừa đảm bảo mục tiêu chung theo yêu cầu cần đạt, nhưng vẫn đáp ứng được các phong cách học khác nhau của học sinh, tạo hứng thú học tập, nâng cao chất lượng giáo dục. * Đối với giáo viên: Từ kết quả điều tra trực tuyến và trực tiếp đối với GV vật lí, một số tổ trưởng chuyên môn phụ trách môn Vật lí về thực trạng vận dụng các PPDH tích cực trong môn Vật lí, chúng tôi rút ra một số nhận xét như sau. Đa số (78,5% GV được hỏi) các giáo viên Vật lí THPT đã biết cách sử dụng các PPDH tích cực và sử dụng thường xuyên trong các giờ dạy Vật lí. Các PP DH GQVĐ, DH trực quan, DH hợp tác được nhiều GV vật lí sử dụng hiệu quả nhất. Một số PP tích cực khác chỉ một bộ phận GV sử dụng được hiệu quả như: DHTG (37,7% GV được hỏi), DH theo trạm (21,3%), Hoạt động trải nghiệm (41%). Các GV vật lí đã biết đến các PP này nhưng chỉ tỉ lệ nhỏ GV vận dụng được hiệu quả, đa số chưa sử dụng vì việc vận dụng các PP này đòi hỏi sự nghiên cứu, đầu tư về trí tuệ, công sức, cần sự chuẩn bị công phu của cả GV và HS. Một số KTDH tích cực được đa số GV vật lí sử dụng hiệu quả như: Khăn trải bàn, Chia sẻ cặp đôi, Sơ đồ tư duy, Động não,….Các công cụ ĐG được sử dụng hiệu quả chủ yếu là câu hỏi, bài kiểm tra, hồ sơ học tập. Tỉ lệ 36,1% GV được hỏi cho biết đã sử dụng rubric trong đánh giá quá trình hoạt động và sản phẩm học tập của HS, đa số chưa sử dụng được, nguyên nhân là do GV chưa dành thời gian nghiên cứu, tìm hiểu, thiết kế và sử dụng rubric. Đa số GV vật lí THPT có các kĩ năng cơ bản về CNTT, ứng dụng được trong dạy học và hướng dẫn HS sử dụng trong học tập. Một số phần mềm có thể sử dụng trong dạy học vật lí cũng được GV quan tâm, sử dụng, 47,5% GV được hỏi đã hướng dẫn HS sử dụng phần mềm MS Excel trong xử lí số liệu, vẽ đồ thị, 23% GV đã hướng dẫn HS sử dụng phần mềm Tracker trong phân tích video, hình ảnh về chuyển động để tìm hiểu kiến thức mới. Kết quả điều tra về thực trạng dạy học theo góc cho thấy đa số GV vật lí quan tâm đến DHTG, có 47,5% GV được hỏi đã vận dụng DHTG trong một số nội dung phù hợp, 37,7% thỉnh thoảng sử dụng và 14,8% chưa bao giờ sử dụng. Tỉ lệ GV vật lí có kĩ năng thành thạo trong thiết kế hoạt động theo góc chỉ chiếm 16,4% GV được hỏi, 23% thành thạo và 57,4% GV biết cách thiết kế nhưng chưa thành thạo. Phần lớn (50,4 % GV được 13
hỏi) tổ chức được hoạt động theo góc nhưng chưa thành thạo. Nguyên nhân được xác định là do việc vận dụng PP này đòi hỏi cao ở sự linh hoạt, sáng tạo của GV, cần thời gian đầu tư nghiên cứu và sự chuẩn bị công phu của cả GV và HS. Tỉ lệ 40% GV được hỏi cho biết đã dạy HS tiếp cận định luật bảo toàn cơ năng chương trình 2018 theo con đường xây dựng (như trình bày của SGK Vật lí 10 chương trình 2006 và SGK Vật lí 10 chương trình 2018 bộ Chân trời sáng tạo), 40% GV hướng dẫn HS thừa nhận định luật, sau đó vận dụng và 15% GV hướng dẫn HS tiếp cận định luật theo cách tìm hiểu, thừa nhận và thực hiện hoạt động kiểm chứng, vận dụng. Tiếp cận định luật bảo toàn cơ năng theo con đường xây dựng là quan điểm không phù hợp với logic nhận thức vật lí (Chúng tôi sẽ phân tích rõ hơn ở phần 3). Một số GV chia sẻ đã xem video sử dụng phần mềm Coach để kiểm chứng định luật định luật bảo toàn cơ năng đối với dao động của con lắc đơn. Tóm lại, các GV vật lí THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An đang tích cực đổi mới PPDH, KTĐG, thực hiện chương CT GDPT 2018. Tuy nhiên nhiều GV vẫn chưa biết sử dụng và chưa sử dụng được một số PPDH mới, theo xu hướng hiện đại để phát triển PC, NL HS. Vận dụng DHTG chính là một hướng đi phát huy tính tích cực, chủ động của HS trong học tập, nhằm phát triển các PC, NL người học, đáp ứng sự khác biệt của từng cá nhân HS, đồng thời phát huy tốt hơn vai trò của phương tiện dạy học trong điều kiện hiện nay (Tất cả HS đều được sử dụng phương tiện dạy học, nhờ cách tổ chức hoạt động dạy học). 3. Vận dụng phương pháp dạy học theo góc vào dạy học nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” nhằm phát triển phẩm chất, năng lực học sinh Nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” thuộc chủ đề “Động năng và thế năng” - Vật lí lớp 10, theo CT GDPT 2018 môn Vật lí. Với quan điểm dạy học theo chương trình, chúng tôi lựa chọn nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” để thực hiện dạy học theo góc, đó cũng chính là bài số 26 - SGK Vật lí 10, bộ sách Kết nối tri thức với cuộc sống (KNTT). Chúng tôi lựa chọn nội dung “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” để nghiên cứu, xây dựng kế hoạch bài dạy và tổ chức DHTG vì những lý do sau đây. Thứ nhất, nội dung dạy học này phù hợp để vận dụng DHTG, một PPDH mới phát huy được tính tích cực, chủ động của HS, giúp cho quá trình dạy học trở nên linh hoạt và sáng tạo, quan tâm được đến sở thích và đáp ứng được sự khác biệt của từng cá nhân HS. Thứ hai, Cách tiếp cận nội dung dạy học “Định luật bảo toàn cơ năng” đang có ý kiến tranh luận trái chiều giữa các giáo viên vật lí do cách trình bày khác nhau của ba bộ SGK Vật lí 10. Cần sự phân tích để hiểu đúng về con đường hình thành định luật, từ đó tổ chức dạy học phù hợp với logic nhận thức vật lí. 14
Thứ ba, việc dạy học nội dung này ngoài việc phát triển ở người học các năng lực đặc thù của bộ môn Vật lí còn có tác dụng phát triển ở HS các năng lực số rất hữu ích trong nghiên cứu các nội dung liên quan đến thí nghiệm, thực hành vật lí, đó là NL sử dụng các phần mềm trong phân tích hình ảnh, video về chuyển động, trong xử lí số liệu và vẽ đồ thị, khớp hàm. 3.1. Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung dạy học 3.1.1. Phân tích mục tiêu dạy học tối thiểu và nội dung cần dạy a) Nhận diện mục tiêu dạy học tối thiểu và nội dung dạy học từ yêu cầu cần đạt Trước hết cần xác định mục tiêu dạy học tối thiểu và nội dung dạy học tối thiểu từ YCCĐ. Trong YCCĐ, phần động từ (1) thể hiện hành động mô tả yêu cầu của hoạt động, phần (2) là nội dung cần dạy của hoạt động, phần (3) là phạm vi, bối cảnh thể hiện kiến thức, hành động. Phần (1), (3) là mục tiêu dạy học tối thiểu mà chương trình yêu cầu, phần (2) chính là nội dung cần dạy. Thành phần của mỗi YCCĐ YCCĐ (1) (2) (3) - Phân tích được sự chuyển hoá động năng Phân tích Sự chuyển hóa Một số trường hợp và thế năng của vật trong một số trường hợp động năng và thế đơn giản đơn giản. năng của vật - Nêu được khái niệm cơ năng Nêu Khái niệm cơ năng - Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng Phát biểu Định luật bảo toàn cơ năng - Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng Vận dụng Định luật bảo toàn Một số trường hợp trong một số trường hợp đơn giản. cơ năng đơn giản. b) Phân tích mục tiêu dạy học tối thiểu và nội dung cần dạy Theo kết quả phân tích trên, bài học gồm 3 nội dung cần dạy là sự chuyển hóa động năng và thế năng, khái niệm cơ năng, định luật bảo toàn cơ năng. Nội dung kiến thức của đề tài thuộc loại “giải thích và nghiên cứu hiện tượng vật lí”, biểu thị các thuộc tính của các đối tượng vật lí (cơ năng), mối liên hệ phổ biến, khách quan giữa các thuộc tính của các đối tượng và các trạng thái vận động của vật chất (Sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng, định luật bảo toàn cơ năng). Các nội dung cụ thể được xây dựng gắn với nhiệm vụ “vận dụng định luật bảo toàn cơ năng trong một số trường hợp đơn giản” sẽ chính là nội dung “ứng dụng kiến thức”. Trong chương trình khoa học tự nhiên (KHTN) cấp THCS, HS đã biết sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng thì ở chương trình THPT, yêu cầu HS phải phân tích được sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng, sự giải thích và nghiên cứu hiện tượng vật lí này sẽ trở nên khoa học hơn khi khái niệm công cơ học, khái niệm động năng, thế năng đã được hoàn thiện hơn ở nội dung dạy học trước đó trong chương trình Vật lí THPT. Ở chương trình KHTN, HS THCS đã được tìm hiểu về cơ năng, khái niệm này được HS THPT dễ dàng hoàn thiện với kiến thức về trọng trường và gia tốc trọng trường, vì vậy mục tiêu dạy học tối thiểu ở mức độ thấp nhất “Nêu được khái niệm cơ năng”. 15