Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức dạy học chương “sóng cơ và sóng âm” – vật lí 12 theo định hướng giáo dục stem 1

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM *** BÙI ĐẶNG KHẮC HIẾU BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” – VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC ĐÀ NẴNG - 2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM *** BÙI ĐẶNG KHẮC HIẾU BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” – VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành : Lí luận PPDH mơn Vật lý Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn : TS NGUYỄN THANH NGA ĐÀ NẴNG – 2021 I LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu trích dẫn luận văn trung thực Kết nghiên cứu khơng trùng với cơng trình cơng bố trước Tơi chịu trách nhiệm với lời cam đoan Đà Nẵng, tháng 07 năm 2021 Tác giả Bùi Đặng Khắc Hiếu II LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt luận văn này, nhận giúp đỡ thầy cô, bạn bè đồng nghiệp, em học sinh người thân gia đình Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng ĐT Sau Đại học, Ban chủ nhiệm, q Thầy Cơ giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng quý Thầy Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt q trình học tập Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Nga, giảng viên trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh – người tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Cảm ơn Ban Giám Hiệu trường THCS – THPT Hoa Sen, thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho tơi q trình thực nghiệm sư phạm giúp đỡ nhiệt tình từ bạn nhóm STEM nhà trường Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng 06 năm 2021 Tác giả Bùi Đặng Khắc Hiếu III THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ TÊN ĐỀ TÀI BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” – VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ngành: Lí luận PPDH Bộ mơn Vật lí Họ tên học viên: BÙI ĐẶNG KHẮC HIẾU Người hướng dẫn khoa học: Ts Nguyễn Thanh Nga Cơ sở ĐT: Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt: Dạy học vật lí theo định hướng STEM đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học chương trình giáo dục phổ thơng mới, phương tiện truyền tải kiến thức mang đến hiệu cao học tập nhằm bồi dưỡng, phát triển phẩm chất lực cho học sinh Dựa kết từ việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM mang lại, luận văn phân tích sở lí luận dạy học định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh; phân tích số nội dung kiến thức chương “Sóng sóng âm” – Vật lí 12 Tiến hành xây dựng số chủ đề giáo dục STEM để tổ chức dạy học Đồng thời, nêu rõ kiến thức STEM chủ đề, mục tiêu chủ đề, thiết kế giáo án giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM xây dựng tiêu chí đánh giá chủ đề giáo dục STEM để hỗ trợ giáo viên thực đánh giá lực học sinh thông qua chủ đề Trong phạm vi đề tài này, nghiên cứu hiệu việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh từ kiến thức vật lí chương “Sóng sóng âm” cách cho học sinh vận dụng kiến thức học để giải toán kỹ thuật STEM như: chế tạo mơ hình truyền sóng học, chế tạo nhạc cụ Sau tiến hành thực nghiệm sư phạm IV chủ đề để đánh giá kết nghiên cứu thông qua công cụ đánh giá tiêu chí đánh giá cụ thể tương ứng với chủ đề từ biểu cụ thể học sinh Kết đề tài cho thấy tổ chức dạy học số kiến thức chương “Sóng sóng âm” – Vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM khả thi, đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học trường phổ thông đáp ứng mục tiêu dạy học mà đề tài đề ra, là: phát triển lực giải vấn đề học sinh Chúng tơi cho tiến trình dạy học theo định hướng STEM xây dựng mở rộng để tổ chức dạy học số kiến thức chương trình Vật lí phổ thơng Từ khóa: Giáo dục STEM, phát triển lực giải vấn đề, Vật lí 12 V INFORMATION PAGE OF MASTER THESIS Name of thesis FOSTER STUDENTS' PROBLEM-SOLVING COMPETENCY VIA APPLICATION OF STEM APPROACH TO TEACHING CHAPTER " MECHANICAL WAVE AND SONIC WAVE", PHYSICS GRADE 12 Major: Theory and method of teaching physics Full name of Master student: BUI DANG KHAC HIEU Supervisors: Dr Nguyen Thanh Nga Training institution: University of Education, The University of Da Nang Abstract: STEM-oriented Physics teaching meets the requirements of renewing teaching methods in new general education curriculum; it is a mean of conveying knowledge to bring an effective way of learning in order to foster and develop the qualities and the potential of the students Based on the results from STEM education-oriented teaching, the thesis analyzed the theoretical basis of STEM education-oriented teaching to foster of students' problem-solving competency; analyze some content knowledge chapter " Mechanical wave and sonic wave " – Physics 12 Proceeding to develop a number of STEM educational topics to organize teaching At the same time, stating STEM knowledge in each topic, topic objectives, designing lesson plans based on STEM education orientation and developing criteria for evaluating STEM education topics to support teachers in implementing Assess student's ability through topic Within the scope of this topic, we study the effectiveness of STEM education-oriented teaching to foster of students' problem-solving competency from the physical knowledge in the chapter " Mechanical wave and sonic wave " by having students apply the knowledge they have learned to solve STEM VI technical problems such as making mechanical wawe propagation model Then conduct pedagogical experiment on a topic to evaluate research results through a set of assessment tools and specific evaluation criteria corresponding to each topic from the student's specific manifestations The results show that the organization of teaching some knowledge of the chapter "Mechanical waves and sound waves" - Physics 12 in the direction of STEM education is feasible, meeting the requirements of teaching innovation in high schools today as well as meet the teaching goals that our topic has set out, that is: developing students' problem-solving capacity We believe that the built STEM-oriented teaching process can be extended to organize the teaching of some knowledge in the General Physics curriculum Key words: STEM education, problem-solving competency, physics grade 12 VII DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Số thứ tự Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ DH Dạy học DHVL Dạy học Vật lí ĐHSP Đại học sư phạm GD Giáo dục GDPT Giáo dục phổ thông ĐT Đào tạo NL Năng lực GQVĐ Giải vấn đề NL GQVĐ Năng lực giải vấn đề 10 GV Giáo viên 11 HS Học sinh 12 PPDH Phương pháp dạy học 13 SGK Sách giáo khoa 14 THPT Trung học phổ thông 15 VĐ Vấn đề VIII MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .I LỜI CẢM ƠN II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII MỤC LỤC .VIII MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG HIỆN NAY 1.1 Hoạt động dạy học cho học sinh THPT theo định hướng giáo dục STEM 1.1.1 Bản chất trình dạy học định hướng phát triển lực học sinh 1.1.2 Đặc trưng trình dạy học thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 1.2 Cơ sở lí thuyết giáo dục STEM 11 1.2.1 Khái niệm giáo dục STEM 11 1.2.2 Đặc trưng giáo dục STEM 13 1.2.3 Tiêu chí xây dựng chủ đề GD STEM 14 1.3 Tiến trình học STEM cho học sinh THPT 15 1.4 Phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học chủ đề giáo dục STEM 17 1.4.1 Khái niệm lực giải vấn đề 17 1.4.1.1 Khái niệm lực 17 1.4.1.2 Khái niệm giải vấn đề 19 1.4.1.3 Khái niệm lực giải vấn đề 20 1.4.2 Các biểu lực giải vấn đề 20 1.4.3 Cấu trúc lực giải vấn đề 21 1.4.4 Biện pháp phát triển lực giải vấn đề học sinh dạy học theo định hướng giáo dục STEM…………………………………………………………… 23 1.4.5 Phát triển lực giải vấn đề cho học sinh dạy học theo định huớng giáo dục STEM 25 30 2.4 Thực kế hoạch: Thu thập, lưu giữ liệu từ kết tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá kết dựa phân tích, xử lí liệu tham số thống kê đơn giản; so sánh kết với giả thuyết; giải thích, rút kết luận điều chỉnh cần thiết VL 2.4 2.5 Viết, trình bày báo cáo thảo luận: Sử dụng ngơn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt trình kết tìm hiểu; viết báo cáo sau trình tìm hiểu; hợp tác với đối tác thái độ tích cực tơn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá người khác đưa để tiếp thu tích cực giải trình, phản biện, bảo vệ kết tìm hiểu cách thuyết phục VL 2.5 2.6 Ra định đề xuất ý kiến, giải pháp: Đưa định xử lí cho vấn đề tìm hiểu; đề xuất ý kiến khuyến nghị vận dụng kết tìm hiểu, nghiên cứu, vấn đề nghiên cứu tiếp VL 2.6 Đề 3.1 Giải thích, chứng minh vấn đề thực tiễn xuất lựa chọn giải pháp 3.2 Đánh giá, phản biện ảnh hưởng vấn đề tối ưu thực tiễn VL 3.1 3.3 Thiết kế mơ hình, lập kế hoạch, đề xuất thực số phương pháp hay biện pháp VL 3.3 3.4 Nêu giải pháp thực số giải pháp để bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững VL 3.4 VL 3.2 31 Phụ lục 4: PHIẾU HỌC TẬP CỦA HỌC SINH ... ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM *** BÙI ĐẶNG KHẮC HIẾU BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” – VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG... vấn đề học sinh thông qua tổ chức dạy học chương ? ?Sóng sóng âm” – Vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM Tổng quan vấn đề nghiên cứu Tới ngày nhiều nghiên cứu khoa học quan tâm đến vấn đề bồi. .. khả tổ chức dạy học chương ? ?Sóng sóng cơ? ??- 38 Vật lí 12 theo định hướng GD STEM 1.9 GV đánh giá thuận lợi để triển khai dạy học nội dung kiến thức chương 38 ? ?Sóng sóng âm” - Vật lí 12 (cơ bản) theo