Phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm vật lí trong dạy học vật lí đại cương phần “vật lí nguyên tử hạt nhân”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRẦN THỊ KIỂM THU PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN” LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Nghệ An, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN” LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận Phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC PGS.TS LÊ PHƯỚC LƯỢNG Nghệ An, 2021 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận án này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến nhà khoa học PGS.TS Nguyễn Đình Thước PGS.TS Lê Phước Lượng định hướng đề tài, nhiệt tình hướng dẫn động viên suốt thời gian học tập nghiên cứu luận án Trường Đại học Vinh Tơi xin cảm ơn Ban Giám hiệu, phịng Sau đại học, Viện Sư phạm tự nhiên nhà khoa học chuyên ngành Lý luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Trường Đại học Vinh; Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh; Ban Giám hiệu, Khoa Sư phạm, Bộ mơn Sư phạm Vật lí Trường Đại học Cần Thơ nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ tơi q trình thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn nhóm sinh viên cử nhân Sư phạm Vật lí Trường Đại học Cần Thơ Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ chí Minh hợp tác, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tiến hành triển khai thực nghiệm sư phạm Cuối cùng, xin cảm ơn thành viên gia đình đặc biệt ba mẹ tơi hỗ trợ vật chất lẫn tinh thần để yên tâm học tập nghiên cứu Tháng 10 năm 2021 Tác giả luận án Trần Thị Kiểm Thu i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học tơi thực Các kết trình bày luận án hồn tồn trung thực, có nguồn trích dẫn chưa có cơng bố cơng trình khoa học khác Tác giả luận án Trần Thị Kiểm Thu ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………… i MỤC LỤC………………………………………………………………………………………………………………………… ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT……………………………………………………………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ VÀ HÌNH………………………………… vii MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………………………………………………… 1 Lý chọn đề tài…………………………………………………………………………………………………… Mục đích nghiên cứu……………………………………………………………………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận án Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu dạy học tích hợp………………………………………………………………… 1.1.1 Các nghiên cứu nước ngoài………………………………………………………………………… 1.1.2 Các nghiên cứu Việt Nam…………………………………………………………………………… 1.2 Các nghiên cứu dạy học Vật lí đại cương theo định hướng bồi dưỡng lực nghề nghiệp lực tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên… 12 1.2.1 Các nghiên cứu nước ngoài………………………………………………………………………… 12 1.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam…………………………………………………………………………… 13 1.3 Những vấn đề tiếp tục nghiên cứu…………………………………………………………………… 16 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI………… 17 2.1 Phát triển chương trình Vật lí đại cương đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thơng theo hướng phát triển lực sinh viên ………………… 17 iii 2.1.1 Cơ sở phát triển chương trình Vật lí đại cương chương trình đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thơng………………………………………………………………… 17 2.1.2 Đổi chương trình Vật lí đại cương theo định hướng phát triển 18 lự 21 c…………………………………………………………………………………… 21 …………………………… 21 2.2 Tư tưởng sư phạm tích hợp dạy học tích hợp……………………………………… 22 2.2.1 Tư tưởng sư phạm tích hợp ……………………………………………………………… 25 25 27 2.2.2 Dạy học tích hợ 29 p……………………………………………………………………………………… 30 2.2.3 Nguyên tắc tích hợp liên mơn Vật lí với mơn khoa học tự nhiên 2.3 Năng lực, lực dạy học, lực dạy học tích hợp giáo viên Vật lí 33 2.3.1 Năng lực…………………………………………………………………………………………………………… 33 2.3.2 Năng lực dạy học giáo viên Trung học phổ thông…………………………… 35 2.3.3 Năng lực dạy học tích hợp giáo viên vật lí Trung học phổ thơng… 2.3.4 Cấu trúc lực dạy học tích hợp sinh viên sư phạm Vật lí………… 36 2.4 Năng lực tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên sinh viên sư 38 phạm Vật lí ………………………………………………………………………………………………………………… 38 2.4.1 Khái niệm lực tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên …………… 38 2.4.2 Cấu trúc lực tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên sinh 38 viên sư phạm Vật lí …………………………………………………………………………………………………… 40 2.4.3 Thang đo lực tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên sinh 41 viên sư phạm Vật lí …………………………………………………………………………………………………… 41 2.5 Dạy học theo chủ đề tích hợp…………………………………………………………………………… 46 2.5.1 Khái niệm chủ đề tích hợp……………………………………………………………………………… 2.5.2 Khái niệm dạy học theo chủ đề tích hợp……………………………………………………… 2.5.3 Phân loại kiểu chủ đề tích hợp……………………………………………………………… 2.5.4 Đặc trưng dạy học theo chủ đề tích hợp 2.5.5 Nội dung dạy học tổ chức theo chủ đề tích hợp iv 2.5.6 Một số phương pháp dạy học chủ đề tích hợp 2.5.7 Kế hoạch dạy học chủ đề tích hợp ……………………………………………………………… v 2.6 Thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư phạm Vật lí theo định hướng bồi dưỡng lực dạy học tích hợp 51 ……………………………………………… 51 2.6.1 Thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư phạm Vật lí ……… 2.6.2 Kết luận kết điều tra dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư phạm Vật lí theo định hướng bồi dưỡng lực dạy học tích hợp 59 61 ……………… KẾT LUẬN CHƯƠNG 2……………………………………………………… CHƯƠNG XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN” THEO HƯỚNG PHÁT 62 TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ ……………………………… 62 3.1 Phân tích chương trình, nội dung dạy học học phần “Vật lí nguyên tử 63 hạt nhân” cho sinh viên sư phạm Vật lí ………………………………………………………………… 3.1.1 Chương trình học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân”……………………………… 3.1.2 Nội dung kiến thức học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân”……………… 3.2 Đề xuất số chủ đề dạy học tích hợp………………………………………………………… 3.3 Kế hoạch dạy học chủ đề tích hợp học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” KẾT LUẬN CHƯƠNG 3……………………………………………………… CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM…………………………………………………………… 4.1 Tổ chức thực nghiệm sư phạm ………………………………………………………………………… 4.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm …………………………………………………………………… 4.1.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm …………………………………………………………………… 4.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm …………………………………………………………… 4.1.4 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ………………………………………………………………… 4.1.5 Đối tượng thời gian thực nghiệm sư phạm …………………………………………… 4.1.6 Lựa chọn mẫu dạy thực nghiệm…………………………………………………………………… 4.2 Kết thực nghiệm sư phạm………………………………………………………………………… 4.2.1 Kết thực nghiệm sư phạm vòng 1………………………………………………………… 4.2.2 Kết thực nghiệm sư phạm vòng 2………………………………………………………… KẾT LUẬN CHƯƠNG 4……………………………………………………… 63 65 68 95 97 97 97 97 97 98 98 99 104 104 106 136 vi KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………………………………………………… 137 NHỮNG CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ……………………………………… 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………………………………… PHỤ LỤC 140 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ ĐC Đối chứng GD&ĐT Giáo dục đào tạo SV Sinh viên SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm