Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học “một số lực trong thực tiễn” vật lí 10 theo chương trình giáo dục phổ thông 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC - TẠ THỊ HƯƠNG GIANG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC “MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN” - VẬT LÍ 10 THEO CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC - TẠ THỊ HƯƠNG GIANG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC “MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN” - VẬT LÍ 10 THEO CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG 2018 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Mã số: 8140211.01 Cán hướng dẫn khoa học: TS Lê Chí Nguyện HÀ NỘI - 2022 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Chí Nguyện người thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi q trình tơi thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, cô tổ Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội, trực tiếp giảng dạy cho khóa học thạc sĩ chun ngành Lí luận phương pháp dạy học môn Vật lý QH-2019S, hướng dẫn chúng tơi có thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm q giá Tơi gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô Hội đồng giám khảo bảo vệ đề cương, Hội đồng giám khảo bảo vệ đánh giá luận văn thạc sĩ Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội dành thời gian để đọc góp ý cho luận văn hồn thành Tơi xin gửi lời cảm ơn em học sinh lớp 10A3, Ban Giám hiệu trường THPT Đoàn Thị Điểm - Hà Nội, tạo điều kiện, hỗ trợ giúp đỡ tơi q trình thực nghiệm nhà trường Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè ln hỗ trợ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, tháng 05 năm 2022 Tác giả Tạ Thị Hương Giang i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ vii DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tượng khách thể nghiên cứu đề tài Câu hỏi nghiên cứu Giả thuyết khoa học đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu đề tài Đóng góp đề tài 10 Cấu trúc đề tài CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Nghiên cứu nước 1.1.2 Nghiên cứu nước 1.2 Dạy học giải vấn đề 1.2.1 Khái niệm vấn đề 1.2.2 Tiến trình khoa học giải vấn đề dạy học Vật lí 1.2.3 Dạy học giải vấn đề 1.3 Năng lực 1.3.1 Khái niệm lực 1.3.2 Dạy học phát triển lực 1.3.3 Phát triển lực học sinh dạy học Vật lí trường THPT 1.4 Năng lực giải vấn đề 10 1.4.1 Khái niệm lực giải vấn đề 10 ii 1.4.2 Cấu trúc lực giải vấn đề 11 1.4.3 Sự hình thành phát triển lực giải vấn đề học sinh THPT dạy học mơn Vật lí 11 1.4.4 Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề 12 1.5 Thực trạng dạy học theo định hướng phát triển lực GQVĐ cho học sinh dạy học mơn Vật lí số trường THPT 17 1.5.1 Thực trạng dạy học mơn Vật lí số trường THPT 17 1.5.2 Thực trạng dạy học theo định hướng phát triển lực GQVĐ cho học sinh dạy học mơn Vật lí số trường THPT 18 Kết luận chương 21 CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC “MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN” -VẬT LÍ 10 THEO CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018 22 2.1 Cấu trúc đặc điểm nội dung kiến thức “Một số lực thực tiễn” 22 2.1.1 Thời lượng học, vị trí, vai trị kiến thức chương trình Vật lí THPT 22 2.1.2 Cấu trúc nội dung kiến thức “Một số lực thực tiễn” 23 2.1.3 Những thuận lợi, khó khăn, sai lầm hay gặp học sinh học kiến thức “Một số lực thực tiễn” 23 2.2 Nghiên cứu xây dựng chủ đề dạy học nhằm phát triển lực GQVĐ cho học sinh dạy học “Một số lực thực tiễn” 24 2.2.1 Mục tiêu dạy học kiến thức “Một số lực thực tiễn” 24 2.2.2 Nguyên tắc qui trình xây dựng chủ đề dạy học kiến thức “Một số lực thực tiễn” 26 2.2.3 Xây dựng công cụ kiểm tra, đánh giá phát triển lực GQVĐ học sinh dạy học “Một số lực thực tiễn” 26 2.3 Xây dựng chủ đề dạy học nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh dạy học “Một số lực thực tiễn” 29 2.3.1 Kế hoạch dạy học chủ đề “Lực hấp dẫn” 29 2.3.2 Kế hoạch dạy học chủ đề “Lực đàn hồi” 39 2.3.3 Kế hoạch dạy học chủ đề “Lực ma sát” 51 iii Kết luận chương 76 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 77 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 77 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 77 3.3 Đối tượng, thời gian địa điểm thực nghiệm sư phạm 77 3.4 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 78 3.5 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 78 3.5.1 Đánh giá định tính 78 3.5.2 Đánh giá định lượng 79 Kết luận chương 91 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết đầy đủ Viết tắt THPT Trung học phổ thông GDPT Giáo dục phổ thông GV giáo viên HS học sinh SGK Sách giáo khoa TN thí nghiệm PPDH phương pháp dạy học VĐ vấn đề GQVĐ giải vấn đề 10 TNSP thực nghiệm sư phạm v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Cấu trúc lực GQVĐ 11 Bảng 1.2 Thang đánh giá lực GQVĐ 13 Bảng 2.1 Lượng giá tiêu chí đánh giá NL GQVĐ học sinh dạy học “Một số lực thực tiễn” 26 Bảng 2.2 Biểu lực GQVĐ HS dạy học kiến thức “Lực hấp dẫn” 36 Bảng 2.3 Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ hoạt động dạy học kiến thức “Lực hấp dẫn” 38 Bảng 2.4 Biểu lực GQVĐ HS dạy học kiến thức “Lực đàn hồi” 48 Bảng 2.5 Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ hoạt động dạy học kiến thức “Lực đàn hồi” 50 Bảng 2.6 Biểu lực GQVĐ HS dạy học kiến thức “Lực ma sát trượt” 63 Bảng 2.7 Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ hoạt động dạy học kiến thức “Lực ma sát trượt” 64 Bảng 2.8 Biểu lực GQVĐ HS dạy học “Thực hành đo hệ số ma sát trượt” 72 Bảng 2.9 Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ hoạt động dạy học “Thực hành đo hệ số ma sát trượt” 74 Bảng 3.1 Bảng điểm đánh giá lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học chủ đề “Lực hấp dẫn” Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Thống kê mức độ đạt lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học chủ đề “Lực hấp dẫn” 80 Bảng 3.3 Bảng điểm đánh giá lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học chủ đề “Lực đàn hồi” Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Thống kê mức độ đạt lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học chủ đề “Lực đàn hồi” 81 Bảng 3.5 Bảng điểm đánh giá lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học kiến thức “Lực ma sát”Error! Bookmark not defined vi Bảng 3.6 Thống kê mức độ đạt lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học kiến thức “Lực ma sát” 82 Bảng 3.7 Bảng điểm đánh giá lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học “Thực hành xác định hệ số ma sát trượt”Error! Bookmark not d Bảng 3.8 Thống kê mức độ đạt lực GQVĐ HS tham gia tiến trình dạy học “Thực hành đo hệ số ma sát trượt” 83 Bảng 3.9 Thống kê tỉ lệ % HS đạt mức theo tiêu chí đánh giá lực GQVĐ tiến trình dạy học 84 Bảng 3.10 Thống kê tỉ lệ % HS đạt mức theo tiêu chí đánh giá lực GQVĐ tiến trình dạy học 85 Bảng 3.11 Thống kê tỉ lệ % HS đạt mức theo tiêu chí đánh giá lực GQVĐ tiến trình dạy học 86 Bảng 3.12 Tổng hợp kết đánh giá NL GQVĐ nhóm học sinh ngẫu nhiên sau học thực nghiệm 88 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Mô tiến trình khoa học GQVĐ xây dựng/ kiểm nghiệm kiến thức cụ thể Sơ đồ 1.2 Cấu trúc trình dạy học GQVĐ DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1 Đồ thị mức tiêu chí đánh giá lực GQVĐ 84 Hình 3.2 Đồ thị mức tiêu chí đánh giá lực GQVĐ 85 Hình 3.3 Đồ thị mức tiêu chí đánh giá lực GQVĐ 86 Hình 3.4 Đồ thị diễn giải mức độ NL GQVĐ cá nhân học sinh 90 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Năng lực giải vấn đề mục tiêu trọng tâm chương trình giáo dục nhiều nước giới củaViệt Nam Việc đạt mức độ nâng cao khả giải vấn đề tạo sở cho việc học tập tương lai, đồng thời giúp người học tham gia hiệu hội nhập xã hội khả tiến hành hoạt động cá nhân Phát triển lực giải vấn đề giúp học sinh áp dụng họ học vào tình có thực tiễn Nghiên cứu lực giải vấn đề cá nhân, cung cấp nhìn cách suy nghĩ cách tiếp cận giải vấn đề học sinh đối diện với thách thức sống Vật lí mơn học sở tổ hợp môn khoa học tự nhiên Các kiến thức Vật lí phổ thơng cần thiết cho đối tượng học sinh, thời đại phát triển khoa học công nghệ mạnh mẽ Trong chương trình Vật lí THPT nội dung “Một số lực thực tiễn” – Vật lí 10, đóng vai trị quan trọng sở để vận dụng định luật Niutơn từ nghiên cứu chuyển động học; đồng thời có nhiều ứng dụng thực tiễn, phát triển lực GQVĐ cho học sinh Vì lí trên, tơi đề xuất nghiên cứu đề tài: Phát triển lực giải vấn đề cho học sinh dạy học “Một số lực thực tiễn” - Vật lí 10 theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu số vấn đề lí luận lực giải vấn đề, phát triển lực giải vấn đề dạy học Vật lí đề xuất số biện pháp nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh THPT dạy học “Một số lực thực tiễn”, Vật lí 10 Đối tượng khách thể nghiên cứu đề tài 3.1 Đối tượng nghiên cứu KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Đánh giá kết đạt đề tài - Luận văn góp phần hệ thống hóa sở lý luận lực GQVĐ dạy học phát triển lực GQVĐ - Luận văn khảo sát phân tích thực trạng dạy học Vật lí theo định hướng phát triển lực GQVĐ số trường THPT địa bàn Thành phố Hà Nội - Đề tài xây dựng chủ đề dạy học “Một số lực thực tiễn” theo định hướng phát triển lực GQVĐ cho HS, xây dựng công cụ đánh giá lực GQVĐ HS dạy học chủ đề tổ chức hồn thành TNSP - Kết TNSP cho thấy giả thuyết khoa học nêu đắn, khả thi, mang lại hiệu tốt, góp phần đáng kể vào việc nâng cao chất lượng dạy học kiến thức “Một số lực thực tiễn” nói riêng mơn Vật lí nói chung chương trình THPT - Quá trình thực nhiệm vụ GQVĐ giúp cho HS phát triển lực GQVĐ, đồng thời giúp cho HS phát triển lực khác như: lực sáng tạo, lực tự học, lực hợp tác, lực tự đánh giá thân đánh giá bạn học Một số kiến nghị, đề xuất hướng phát triển đề tài - Do khoảng thời gian TNSP, GV HS thực giãn cách xã hội dịch bệnh Covid-19, trình dạy học diễn hình thức online nên việc tương tác GV HS bị nhiều hạn chế; GV quan sát đánh giá việc học tập HS cách hiệu học trực tiếp; thay thực thí nghiệm thật HS phải phân tích video thực thí nghiệm ảo nên việc bồi dưỡng, phát triển phương pháp thực nghiệm nhiều hạn chế Trong thời gian tới, đề tài cần điều chỉnh, bổ sung để tổ 92 chức cho HS thực thí nghiệm thật - Đề tài tiền đề để nghiên cứu xây dựng chủ đề dạy học phần kiến thức khác theo hướng phát triển lực GQVĐ cho HS, góp phần nâng cao nhận thức GV việc tìm tịi ý tưởng, vận dụng PPDH nhằm phát triển lực GQVĐ cho HS, từ góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng dạy học Vật lí trường THPT 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường (2020), Lí luận dạy học đại, NXB Đại học Sư phạm Bộ giáo dục đào tạo (2015), Vật lí 10, NXB Giáo dục Bộ giáo dục đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí Bộ giáo dục đào tạo (2014), Tài liệu tập huấn Giáo viên THPT Bộ giáo dục đào tạo (2017), Tài liệu tập huấn Giáo viên THPT Bộ giáo dục đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thơng -Chương trình tổng thể Lê Thị Hoàng Hà, Hoàng Thị Thu Hà (2015), “Đánh giá lực giải vấn đề học sinh dạy học chương Các định luật bảo tồn” (Vật lí 10), Tạp chí Giáo dục xã hội, (57) Nguyễn Thu Hà (2014), “Giảng dạy theo lực đánh giá theo lực giáo dục: Một số vấn đề lí luận bản”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 30(2) Sái Công Hồng, Lê Thái Hưng (2017), Kiểm tra đánh giá dạy học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 10 Lê Chí Nguyện (2021), “Phát triển lực Vật lí cho học sinh thơng qua dạy học STEM”, Tạp chí Khoa học Giáo dục Việt Nam, (43) 11 Nguyễn Minh Phương (2007), Tổng quan khung lực cần đạt HS mục tiêu giáo dục phổ thông, Đề tài NCKH Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam 12 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm 13 Trần Ngọc Thắng, Nguyễn Thị Nhị (2019), “Dạy học chủ đề Dịng điện chất điện phân (Vật lí 11) nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh”, Tạp chí Giáo dục, (457) 14 Đinh Thị Kim Thoa, Nguyễn Thị Mỹ Lộc, Trần Văn Tính (2009), Tâm lý học giáo dục, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 94 15 Trần Trọng Thủy, Nguyễn Quang Uẩn (1998), Tâm lí học đại cương, NXB Giáo dục Hà Nội 16 Phạm Hữu Tịng (2001), Lí luận dạy học Vật lí trường trung học, NXB Giáo dục 17 Đỗ Hương Trà (chủ biên), Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải, Phạm Xuân Quế, Dương Xuân Quý (2019), Dạy học phát triển lực mơn Vật lí trung học phổ thơng, NXB Đại học Sư phạm 18 Đỗ Hương Trà (2015), Các kiểu tổ chức dạy học đại dạy học Vật lí trường phổ thơng, NXB Đại học Sư phạm 19 Đỗ Hương Trà (Chủ biên), Trần Bá Trình, Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải, Nguyễn Thị Diệu Linh (2020), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học dạy học Vật lí, NXB Đại học Sư phạm B Tài liệu tiếng Anh 20 David Sang, Graham Jones, Richard Woodside and Gurinder Chadha, Cambridge International AS and A Level Physics Coursebook, Cambridge University Press 2010 21 Edward Lee Thorndike (1911), Individuality, Houghton, Mifflin 22 Gardner, Howard (1999), Intelligence Reflamed: Multiple Intelligences for 21st Century, Basis Books 23 Karl Duncker (1945), On problem- solving, Psychological Monographs, 58(5) 24 Mandler (1964), Thinking: from association to Gestalt, Wiley 25 Mayer RE (1992), Thinking, problem solving, cognition, American Psychological Association 26 OECD (2002), Definition and Selection of Competencies: Theoretical and Conceptual Foudation 27 OECD (2010), Pisa 2012 field trial problem solving framework 28 Polya, G (1957), How to Solve It, Princeton University Press, Princeton 29 Weiner, F.E (2001), Comparative performance measurement in schools, Weinheim and Basejl: Beltz Verlag 95 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: PHIẾU ĐIỀU TRA VỀ TÌNH HÌNH DẠY HỌC VẬT LÍ CỦA GIÁO VIÊN THPT Thầy vui lịng cho ý kiến thông tin sau: Trong dạy học mơn Vật lí, thầy sử dụng phương pháp hình thức tổ chức dạy học ? STT PPDH Thường xuyên Thỉnh thoảng Rất PPDH truyền thống (thuyết trình, gợi mở - vấn đáp, trình diễn, thảo luận, luyện tập thực hành, .) PP dạy học nhóm PP GQVĐ Dạy học dự án PPDH theo góc PPDH theo trạm Theo thầy cô, dạy học phát triển lực GQVĐ cho học sinh cần thiết mức độ ? Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết Trong dạy thầy cô thiết kế nhằm phát triển lực GQVĐ cho học sinh học sinh tham gia bước STT Các bước GQVĐ Nhận biết vấn đề Đề xuất giải pháp Thực giải pháp Đánh giá việc GQVĐ Học sinh tham gia Trong dạy thầy cô thiết kế nhằm phát triển lực GQVĐ cho học sinh học sinh tham gia mức độ ? Mức 1: HS tiếp thu thuyết Mức 2: HS tham gia Mức 3: HS độc lập trình bước GV phần vào GQVĐ, thực tất xem mẫu cách bước GQVĐ bước GQVĐ GQVĐ PHỤ LỤC 2: PHIẾU HỌC TẬP SỐ (Mỗi cá nhân ghi tóm tắt kết hoạt động thân, Nhóm thống ghi kết thảo luận nhóm) PHIẾU HỌC TẬP SỐ - LỰC HẤP DẪN VÀ TRỌNG LỰC Trường: Nhóm: Lớp: Họ tên thành viên: PHẦN 1: Tìm hiểu vấn đề - Vì Trái Đất khơng rời xa Mặt Trời mà chuyển động quanh Mặt Trời, Mặt trăng không rời xa Trái Đất mà chuyển động quanh Trái Đất ? - Vì vật bị thả từ cao rơi mặt đất ? - Có nhận xét, dự đốn đặc điểm lực giữ cho Trái Đất, Mặt trăng chuyển động quĩ đạo; đặc điểm lực làm cho vật rơi mặt đất ? Cần tìm hiểu đặc điểm lực ? PHẦN 2: Đề xuất giải pháp Hãy đề xuất phương án xác định đặc điểm trọng lực PHẦN 3: Thực giải pháp Hãy xác định đặc điểm trọng lực: + Xác định giá, chiều vectơ trọng lực biểu diễn vectơ trọng lực + Tìm biểu thức xác định độ lớn trọng lực Nhận xét phụ thuộc trọng lượng P vào đại lượng PHẦN 4: Vận dụng - Vẽ sơ đồ tóm tắt kiến thức lực hấp dẫn, trọng lực - Làm tập vận dụng Bài 1: Một vật có trọng lượng 20N mặt đất Đưa vật lên độ cao bán kính Trái Đất trọng lượng vật ? Bài 2: Trọng lực gây cho vật gia tốc rơi tự g Gọi M, R khối lượng, bán kính Trái Đất a) Tìm biểu thức tính gia tốc rơi tự g vật độ cao h so với mặt đất ? Nhận xét phụ thuộc g vào yếu tố ? b) Cho M  6.1024 kg, R  6400 km Tính gia tốc rơi tự gần mặt đất ? - Nêu giải thích số tượng tự nhiên gây trọng lực PHỤ LỤC 3: PHIẾU ĐÁNH GIÁ NL GQVĐ TÌM HIỂU “LỰC HẤP DẪN” PHIẾU ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GQVĐ Chủ đề: Lực hấp dẫn Trường: Nhóm: Lớp: Họ tên thành viên: Thành tố NL GQVĐ Tiêu chí đánh giá Điểm Điểm đạt tối đa - Mức độ 1: