ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LUẬN VĂN THẠC S[.]
Trang 1ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7
NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG
GIÁO DỤC STEM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THÁI NGUYÊN - 2020
Trang 2ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7
NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG
GIÁO DỤC STEM
Ngành: Lý 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 THỊ THU HÀ
TS NGUYỄN THỊ MINH THỦY
THÁI NGUYÊN - 2020
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Tổ chức hoạt động dạy học chương
“Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng
giáo dục STEM”là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của
TS Nguyễn Thị Thu Hà và TS Nguyễn Thị Minh Thủy Các số liệu và tài
liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình
nghiên cứu nào Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham
chiếu đầy đủ
Tác giả
Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thị Thu Hà và TS Nguyễn Thị Minh Thủy, những người thầy đã tận tình động
viên, giảng dạy, chỉ bảo, hướng dẫn và định hướng cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn
Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cho tôi trong suốt quá trình thí nghiệm
Xin cảm ơn các bạn học viên cao học Vật lý khóa 26B (2018-2020) đã
hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn
Cuối cùng, tôi cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song luận văn nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của Hội đồng khoa
học và Quý thầy cô, anh chị em đồng nghiệp và bạn bè
Thái Nguyên, tháng 9 năm 2020
Tác giả
Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD
Trang 5MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
MỞ ĐẦU 1
1 Lí do chọn đề tài 1
2 Mục đính nghiên cứu 3
3 Giả thuyết khoa học 3
4 Đối tượng nghiên cứu 3
5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3
6 Phương pháp nghiên cứu 4
7 Đóng góp của đề tài 4
8 Cấu trúc luận văn 4
Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 6
1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM 6
1.2 Giáo dục STEM 9
1.2.1 Khái niệm về giáo dục STEM 9
1.2.2 Mô hình Giáo dục STEM 11
1.3 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 20
1.3.1 Các khái niệm 20
1.3.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề 21 1.3.3 Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của
Trang 6HS 22
1.5 Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào 24
1.5.1 Mục đích điều tra 24
1.5.2 Phương pháp điều tra 24
1.5.3 Đối tượng điều tra 25
1.5.4 Kết quả điều tra 25
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 28
Chương 2 THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO 29
2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7” 29
2.1.1 Tổng quan của chương “Áp suất” 29
2.1.2 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng 30
2.1.3 Phân tích nội dung kiến thức 31
2.2 Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM 32
2.2.1 Lý do chọn chủ đề 32
2.2.2 Mục tiêu của chủ đề 32
2.2.3 Kiến thức STEM trong chủ đề 33
2.3 Tiến trình dạy học chủ đề ”Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM 33
2.3.1 Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề 33
2.3.2 Bộ câu hỏi định hướng của chủ đề 34
2.3.3 Chuỗi hoạt động giảng dạy 37
2.4 Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong quá trình dạy học 47 2.4.1 Các tiêu chí và phiếu để giáo viên đánh giá nhóm học sinh 47
2.4.2 Các tiêu chí và phiếu để học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng 49
Trang 72.4.3 Đề kiểm tra kết quả học tập của học sinh 50
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 53
Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54
3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 54
3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 54
3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 55
3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 55
3.5 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 56
3.5.1 Chọn mẫu thực nghiệm 56
3.5.2 Phương pháp tổ chức kiểm tra 56
3.5.3 Diễn biến quá trình TNSP 56
3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 58
3.6.1 Đánh giá định tính 58
3.6.2 Đánh giá định lượng 59
3.5.3 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 63
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC
Trang 8DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BGD&ĐT : Bộ giáo dục và đào tảo
Bộ GDTT : Bộ Giáo dục và Thể thao CHDCND Lào : Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào
DA : Dự án DHDA : Dạy học dự án DHGQVĐ : Dạy học giải quyết vấn đề
ĐG : Đánh giá
GD&ĐT : Giáo dục và đào tạo
GDPT : Giáo dục phổ thông GQVĐ : Giải quyết vấn đề
KN : Kĩ năng
KT : Kiến thức KHCN : Khoa học công nghệ KHTN 7 : Khoa học tự nhiên lớp 7 PPDH : Phương pháp dạy học
THCS : Trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông
VĐ : Vấn đề
Trang 9DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7 29 Bảng 2.2 Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn
đề 47
Bảng 2.3 Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn
đề 49 Bảng 3.1 Bảng điểm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên 59 Bảng 3.2 Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực GQVĐ của học
sinh 60
Trang 10DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Đặc điểm của dạy học dự án 14 Hình 1.2 Các bước thực hiện dự án 15 Hình 1.3 Sơ đồ quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM 17 Hình 3.1 Các em học sinh 7A Trường THCS Cao đăng sư phạm
Savannakhet tự tin đưa ra các phương án giải quyết vấn
đề 57 Hình 3.2 Các em HS Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet rất
hào hứng chế tạo mô hình 57 Hình 3.3 Giáo viên đến từng nhóm để hướng dẫn, tư vấn cho các em
và giám sát quá trình làm việc của từng nhóm 58 Hình 3.4 Cả 5 nhóm đã lắp ráp sản phẩm thành công, và trưng bày
sản phẩm của mình 58 Hình 3.5 Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực GQVĐ 62 Hình 3.6 Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của các
nhóm 63
Trang 111 Lí do chọn đề tài
Nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) cùng với các nước trên thế giới đang trong thời kỳ mà những tiến bộ của khoa học kỹ thuật
và sự bùng nổ của tri thức đã tác động sâu sắc đến sự phát triển của xã hội Điều
đó đòi hỏi người lao động mới không những phải có trình độ văn hoá, trình độ nghề nghiệp nhất định mà còn phải có tính độc lập, năng động và sáng tạo, có năng lực giải quyết các vấn đề thực tiễn, đủ kiến thức, trí tuệ, phẩm chất đạo đức để đáp ứng được yêu cầu nhân lực của đất nước.Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của quốc gia, Nhà nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân (CHDCND) Lào đã đề ra chiến lược phát triển nguồn nhân lực từ 2006 -
2020, một trong các hướng phát triển đó là tổ chức nghiên cứu khoa học giáo dục và có kế hoạch phát triển khoa học giáo dục, từ đó đổi mới giáo dục và đào tạo
Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục: ''phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng môn học, lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho HS”
Ở nước CHDCND Lào, kiến thức Vật lí cấp THCS nằm trong hệ thống các kiến thức thuộc môn Khoa học tự nhiên nên việc đổi mới phương pháp dạy
và học đối với môn KHTN là điều tất yếu Do đặc thù của kiến thức Vật lí đóng vai trò quan trọng trong các nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật nên một trong các yêu cầu của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí
là tăng cường hoạt động thực hành, nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lí của học sinh trong quá trình học tập Vì vậy, việc tổ chức dạy học theo hướng giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu cấu tạo, công dụng,
Trang 12sinh tiếp cận với con đường nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể Từ đó, học sinh nắm được các ứng dụng kỹ thuật trong đời sống và có kiến thức để sử dụng các máy móc thiết bị cơ bản làm cơ sở cho việc sử dụng những công cụ
trong cuộc sống
Đã có nhiều mô hình dạy học tích cực được nghiên cứu và áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới, ở nước CHDCND Lào cũng đang từng bước triển khai áp dụng Tuy nhiên, trong đề tài này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu
và vận dụng mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Lào Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng Thay vì dạy bốn môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21 Điều này phù hợp với cách tiếp cận đổi mới phương pháp dạy học ở nước CHDCND Lào Vì vậy, tư tưởng tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào trong Chương trình GDPT nước CHDCND Lào
Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy môn học KHTN 7 tại nước CHDCND Lào, tôi thấy kiến thức chương “Áp suất” có nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật Giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí nghiệm ở
Trang 13vào trong đời sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững
Xuất phát từ những lí do đó nên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tổ chức
hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”
2 Mục đính nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thứcchương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
3 Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và tổ chức được hoạt động dạy học một số kiến thức chương
“Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
4 Đối tượng nghiên cứu
- Một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào
- Hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học
tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM
- Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập một số nội dung kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 CHDCND Lào
5 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, các kiến thức
và ứng dụng của chương “Áp suất” môn KHTN 7 nước CHDCND Lào trong đời sống và kĩ thuật
- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Hoạt động dạy và học môn KHTN cấp THCS, hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở nước CHDCND Lào
- Nghiên cứu mục tiêu dạy học KHTN 7nước CHDCND Lào
Trang 14theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS
- Thử nghiệm sư phạm tại trường THCS nước CHDCND Lào để xem xét hiệu quả của việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học chương “Áp suất” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS
6 Phương pháp nghiên cứu
6.1 Nghiên cứu tài liệu: Các tài liệu về giáo dục STEM, hoạt động dạy học
KHTN theo mô hình giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của HS
6.2 Điều tra khảo sát thực tế: Điều tra thực tiễn việc dạy và học môn
KHTN cấp THCS tại nước CHDCND Lào
6.3 Thực nghiệm sư phạm: Thực hiện thử nghiệm sư phạm nhằm đưa
ra nhận xét quá trình phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học môn KHTN 7 ở nước CHDCND Lào,từ đó rút ra kết luận đề tài
6.4 Thống kê toán học: Được sử dụng trong quá trình xử lý các số liệu
thực nghiệm
7 Đóng góp của đề tài
- Góp phần làm rõ hơn cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho HS THCS nước CHDCND Lào
- Thiết kế hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS
- Tổ chức một số hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
8 Cấu trúc luận văn
Với mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu như trên tôi cấu trúc luận văn như sau: Phần mở đầu
Trang 15Chương 2: Thiết kế hoạt động dạy học một sô kiến thức chương “Áp suất”môn KHTN 7 theo định hướng giáo dục STEM
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận
Tài liệu tham khảo Phụ lục
Trang 16CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM
Trước bối cảnh đổi mới giáo dục, trên thế giới, ở các nước phát triển như
Mỹ, Pháp, Anh,… đã có những bước thay đổi công tác giáo dục và đào tạo Họ bắt đầu quan tâm, nghiên cứu về giáo dục STEM, các nhà lãnh đạo hay các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò quan trọng của STEM trong thời đại nền giáo dục hiện đại
Theo thống kê của Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ
có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản
từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [14] Theo cơ sở dữ liệu ISI trong những năm 1992-2013 thì số lượng các bài báo nghiên cứu về vấn đề STEM phát triển mạnh tăng từ 15 bài báo trong năm 2008 đến năm 2013 đã có con số gần 100 bài báo có chất lượng về STEM Trong các bài báo trên thì Mỹ
là quốc gia có số nghiên cứu nhiều nhất( 52%), tiếp theo là Anh có 9,35%, Hà Lan, Úc cùng chiếm (14,6%) còn lại các quốc gia khác như Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đài Loan… Các nghiên cứu tập trung vào các lĩnh vực chủ yếu như: Giáo dục học, tâm lí học, kĩ thuật,…
Trong ngày hội khoa học toàn quốc tại Nhà Trắng ngày 23/05/2015 Tổng thống Mỹ đã dành cả ngày để trao đổi, trò chuyện với các nhà khoa học nhí, các sản phẩm sáng tạo của học sinh được trưng bày trong văn phòng Nhà Trắng Trong các chương trình giáo dục STEM tại Mỹ, bên cạnh việc tổ chức nhiều hoạt động học tập phong phú cho học sinh, nhà trường còn có nhiều hoạt động truyền thông và hướng dẫn phụ huynh tham gia tích cực quá trình giáo dục của trẻ [2]
Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học”, giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục