Thiết kế lớp học theo mô hình flex blended learning trong mạch nội dung khuếch đại thuật toán vật lí 11 chương trình gdpt 2018 nhằm bồi dưỡng năng lực tự chủ và tự học cho học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - TRẦN TUẤN ÂN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LỚP HỌC THEO MƠ HÌNH FLEX BLENDED LEARNING TRONG MẠCH NỘI DUNG “KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN” VẬT LÍ 11 (CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018) NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ CHỦ VÀ TỰ HỌC CHO HỌC SINH Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí Mã ngành: 7.140.211 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LỚP HỌC THEO MƠ HÌNH FLEX BLENDED LEARNING TRONG MẠCH NỘI DUNG “KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN” VẬT LÍ 11 (CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018) NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ CHỦ VÀ TỰ HỌC CHO HỌC SINH Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí Mã ngành: 7.140.211 Sinh viên thực hiện: Trần Tuấn Ân Mã số sinh viên: 44.01.102.042 Chủ tịch Hội đồng Người hướng dẫn khoa học (Kí ghi rõ họ tên) (Kí ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Thanh Nga TS Mai Hoàng Phương THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2022 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .iv DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi PHẦN MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu đề tài 1.1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu đề tài giới 1.1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu đề tài nước 1.2 Mơ hình dạy học Flex Blended Learning 1.2.1 Dạy học kết hợp phát triển giáo dục Việt Nam giới .8 1.2.1.1 Bối cảnh yêu cầu đổi giáo dục Việt Nam 1.2.1.2 Ảnh hưởng đại dịch Covid – 19 giáo dục 13 1.2.2 Dạy học kết hợp – Blended Learning 15 1.2.2.1 Khái niệm dạy học kết hợp 15 1.2.2.2 Đặc điểm dạy học kết hợp .17 1.2.2.3 Cấu trúc dạy học kết hợp 18 1.2.2.4 Các mức độ Blended Learning .20 1.2.2.5 Các hình thức kết hợp Blended Learning .21 1.2.2.6 Các mô hình Blended Learning 25 1.2.3 Mơ hình Flex Blended Learning 28 1.2.3.1 Thuật ngữ Flex Model 28 1.2.3.2 Quy trình tổ chức mơ hình Flex Blended Learning 30 1.2.3.3 Các quy tắc tổ chức lớp học theo mơ hình Flex Blended Learning 36 1.3 Năng lực tự chủ tự học học sinh 37 1.3.1 Năng lực học sinh 37 1.3.1.1 Khái niệm lực 37 1.3.1.2 Cấu trúc lực .39 1.3.2 Năng lực tự chủ tự học học sinh trung học phổ thông 41 1.3.2.1 Khái niệm tự chủ tự học 41 1.3.2.2 Năng lực tự chủ tự học 42 1.3.2.3 Đánh giá lực tự chủ tự học HS THPT 51 KẾT LUẬN CHƯƠNG 54 CHƯƠNG THIẾT KẾ LỚP HỌC THEO MƠ HÌNH FLEX BLENDED LEARNING TRONG MẠCH NỘI DUNG “KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN” VẬT LÍ 11 (CHƯƠNG TRÌNH GDPT MƠN VẬT LÍ) NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ CHỦ VÀ TỰ HỌC CHO HỌC SINH 55 2.1 Phân tích mạch nội dung “Khuếch đại thuật toán” .55 2.1.1 Tổng quan 55 2.1.2 Phân tích YCCĐ mạch nội dung “Khuếch đại thuật toán” 56 2.2 Xây dựng nội dung dạy học dựa yêu cầu cần đạt mạch nội dung 58 2.2.1 Khái niệm cảm biến (sensor) 58 2.2.2 Phân loại cảm biến .59 2.2.3 Cảm biến sử dụng điện trở phụ thuộc ánh sáng điện trở nhiệt 60 2.2.4 Mạch Op – amp lý tưởng .64 2.3 Thiết kế lớp học theo mơ hình Flex Blended Learning mạch nội dung “Khuếch đại thuật toán” 65 2.3.1 Quy trình bồi dưỡng lực tự chủ tự học 65 2.3.2 Dự án dạy học mạch nội dung “Khuếch đại thuật toán” 67 2.3.3 Thiết kế kế hoạch dạy học 68 2.3.4 Xây dựng công cụ đánh giá lực tự chủ tự học HS 87 2.3.4.1 Cơ sở xây dựng công cụ đánh giá NL tự chủ tự học HS 87 2.3.4.2 Bảng biểu hành vi NL tự chủ tự học HS 87 KẾT LUẬN CHƯƠNG 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC 104 ii LỜI CẢM ƠN Đối với em, việc lựa chọn thực khóa luận tốt nghiệp vừa hội thách thức chặn đường cuối thời sinh viên Khi làm khóa luận, em tiếp cận sâu với nghiên cứu khoa học, có hội để học hỏi kinh nghiệm từ giảng viên, sinh viên trước đồng thời trau dồi cho tính độc lập, tự tìm tịi, sáng tạo làm việc Bên cạnh hội em gặp khơng trở ngại đặc biệt bối cảnh bất ổn đại dịch Tuy nhiên, em cho trở ngại lớn sinh viên làm khóa luận tốt nghiệp thân Do lời cảm ơn em xin phép gửi đến thân cố gắng hồn thành khóa luận hi vọng tiếp tục cố gắng chặn đường tới Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, giảng viên khoa Vật lí – trường Đại học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt quý thầy, cô tổ môn Phương pháp giảng dạy vật lí ứng dụng tận tình dạy trang bị cho chúng em kiến thức suốt khoảng thời gian học tập trường Em xin đặc biệt cảm ơn giảng viên hướng dẫn TS Mai Hồng Phương – người tận tình hỗ trợ, bảo hướng dẫn, đóng góp ý kiến cho em suốt trình nghiên cứu thực luận văn Em trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu thầy cô trường THPT Nguyễn Hữu Huân hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho em thực luận văn Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân – người động viên, chia sẽ, giúp đỡ em suốt trình học tập sống Xin chân thành cảm ơn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 Tác giả Trần Tuấn Ân iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CTGDPT Chương trình giáo dục phổ thông THPT Trung học phổ thông THCS Trung học sở TH Tiểu học GV Giáo viên – Giảng viên HS Học sinh SV Sinh viên NL Năng lực YCCĐ Yêu cầu cần đạt 10 DHKH Dạy học kết hợp 11 LHLĐ Lớp học linh động 12 CNTT Công nghệ thông tin 13 FBL Flex Blended Learning 14 F2F Face to face 15 EL Electronic Learning 16 BL Blended Learning iv DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình Lý thuyết xây dựng cấu trúc Blended Learning 19 Hình Các thành phần Blended Learning 19 Hình Các hình thức học tập học sinh 22 Hình Sơ đồ hình thức kết hợp Blended Learning 23 Hình Hình thức Blended Learning với giai đoạn học tập lặp lặp lại 24 Hình Các mơ hình tổ chức dạy học kết hợp theo không gian vật lí 32 Hình Mơ hình dạy học ICARE 33 Hình Tổ chức bồi dưỡng giáo viên theo mơ hình Linh hoạt – Đặc thù 33 Hình Quy trình tổ chức dạy học theo mơ hình Flex Blended Learning 34 Hình 10 Quá trình hình thành lực học sinh 39 Hình 11 Cấu trúc lực theo Schäfer 40 Hình 12 Cấu trúc lực theo Schäfer sau điều chỉnh 41 Hình 13 Nguyên tắc hoạt động chung cảm biến (sensor) 59 Hình 14 Cảm biến sử dụng quang điện trở (LDR Sensor) 61 Hình 15 Quang điện trở 62 Hình 16 Cảm biến nhiệt độ 63 Hình 17 Nhiệt điện trở 64 Hình 18 Cấu tạo Op - amp .64 Hình 19 Ý tưởng xây dựng dự án cho mạch nội dung 68 v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Các mức độ dạy học theo Blended Learning 21 Bảng Các mơ hình Blended Learning 25 Bảng Các hợp phần lực tự chủ tự học HS THPT (trích chương trình GDPT – chương trình tổng thể 2018 (trg 43 – 46)) 43 Bảng Các thành tố lực tự chủ tự học .45 Bảng Phân tích YCCĐ mạch nội dung “Khuếch đại thuật toán” – Chuyên đề 11.3 (Chương trình GDPT mơn Vật lí 2018) 56 Bảng Bảng biểu hành vi NL tự chủ tự học HS mạch nội dung “Khuếch đại thuật tốn” theo mơ hình Flex 87 vi PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sau 30 năm đổi mới, đất nước ta có biến đổi kinh tế, trị xã hội Nền giáo dục đạt nhiều thành tựu đáng kể Song bên cạnh tồn hạn chế: nội dung chương trình nặng lý thuyết, nhẹ thực hành; phương pháp giáo dục đơn điệu, truyền thụ chiều; chưa trọng việc rèn luyện kỹ năng, phẩm chất cho người học Trước bối cảnh giới q trình tồn cầu hóa hội nhập quốc tế sâu rộng, việc đổi giáo dục đào tạo vấn đề quan tâm hàng đầu [1] Căn vào nghị trung ương số 29 – NQ/TW đặt nhiệm vụ đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo bao gồm mục tiêu, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức, đánh giá chất lượng giáo dục trang thiết bị [2] Căn vào quan điểm xây dựng chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể 2018: “Chương trình giáo dục phổ thông bảo đảm phát triển phẩm chất lực người học thông qua nội dung giáo dục với kiến thức, kĩ bản, thiết thực, đại; hài hồ đức, trí, thể, mĩ; trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ học để giải vấn đề học tập đời sống; tích hợp cao lớp học dưới, phân hố dần lớp học trên; thơng qua phương pháp, hình thức tổchức giáo dục phát huy tính chủ động tiềm học sinh, phương pháp đánh giá phù hợp với mục tiêu giáo dục phương pháp giáo dục để đạt mục tiêu đó” vào chương trình Vật lí 2018 có nêu “Các phương pháp giáo dục mơn Vật lí góp phần phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo người học, nhằm hình thành, phát triển lực vật lí góp phần hình thành, phát triển phẩm chất lực chung quy định Chương trình tổng thể” đặt nhiệm vụ chung cho nhà giáo dục người giáo viên phải tích cực tìm tịi, học hỏi, nghiên cứu phương pháp dạy học đại đáp ứng điều kiện đổi [3], [4] Bên cạnh đó, từ năm 2020 đến nay, nước Việt Nam nói riêng giới nói chung chịu ảnh hưởng phức tạp đại dịch Covid – 19 Việc đến lớp học tập học sinh bị gián đoạn Trong bối cảnh sống chung với dịch bệnh, Bộ Giáo dục Đào tạo đề phương châm “tạm dừng đến trường không ngừng học tập”; triển khai lớp học quy ngồi trường cho học sinh hình thức trực tuyến thơng qua việc học lớp học online, học tivi,…[5] Việc chuyển đổi từ hình thức học trực tiếp sang hình thức học trực tuyến vừa hội vừa thách thức thầy cô HS trường THPT Mặc dù hình thức dạy học trực tuyến (E – Learning) áp dụng rộng rãi trang học online trước chưa triển khai theo hệ thống quy trực thuộc trường THPT hay Sở, Bộ Giáo dục Việc tổ chức lớp học online đòi hỏi GV HS phải chuẩn bị nhiều mặt vật chất, đặc biệt trang thiết bị công nghệ, phần mềm quản lý,… Tâm lý dạy học trực tuyến yếu tố ảnh hưởng không đến hiệu buổi học Không vậy, với bối cảnh nay, HS bị F0, F1 bị cách li theo định phường, xã học thơng qua hình thức trực tuyến Những HS cịn lại khuyến khích đến trường để học tập Như GV khơng phải tổ chức hình thức dạy học trước mà phải tổ chức hai hình thức (truyền thống trực tuyến) cho đối tượng HS khác Điều thử thách lớn cho GV lẫn HS [6] Theo YCCĐ mạch nội dung “Khuếch đại thuật toán”, bên cạnh việc HS phải nắm vững kiến thức cảm biến, khuếch đại thuật toán Op – amp mạch liên quan, HS phải thực dự án Muốn dự án diễn suôn sẻ, hiệu quả, GV phải thiết kế, tổ chức lớp học theo mơ hình phù hợp nhằm đảm bảo đủ thời gian cho HS lĩnh hội kiến thức trọng tâm phát huy phẩm chất, lực phục vụ cho dự án Trong đó, lực tự chủ tự học lực thiếu HS THPT Chính luận văn đề xuất dạy học mạch nội dung với mơ hình Flex Blended Learning Mơ hình Flex Blended Learning mơ hình tổ chức dạy học phổ biến, xuất nước phương Tây từ năm đầu kỉ XXI phát triển internet Tính chất mơ hình Flex linh động thời lượng giai đoạn trình học linh động lựa chọn hình thức tổ chức dạy học Bản 143 Mạch điều khiển động 33.000 L298 Cảm biến vật cản hồng ngoại Pin Lipo 7.4V 2200mAH 30C VNĐ/ 11.000 VNĐ/ 255.000 VNĐ/ 143 144 Cơng tắc 10×15mm 3.000 VNĐ/ tùy Dây cắm test nhu 400 board đực cầu VNĐ/ loại 10cm sử sợi dụng lấy nắp Đế xe hộp tùy vật hay cắt liệu mẫu sẵn Lắp ráp sản phẩm • Sơ đồ lắp ráp 144 145 • Các bước tiến hành Bước – Gia công đế xe: cắt đế xe theo hình nhật hình tùy ý đảm bảo phận đặt tiết diện đế Thơng số gợi ý: 15 × 20 cm Khoan hai lỗ đế xe để luồn dây 145 146 Bước – Lắp đặt chi tiết lên đế xe 146 147 Dùng bút đánh dấu vị trí motor mặt sau đế Dùng keo nến dán motor lên đế Phần dây motor luồng qua lỗ khoan hướng lên mặt Lắp bánh xe vào động 147 148 Cố định vị trí mạch Arduino Uno R3 mạch điều khiển động L298 thân xe keo nến Dán cảm biến hồng ngoại đầu xe cho cảm biến hướng vng góc với mặt đường 148 149 Đặt cảm biến siêu âm đầu xe Có thể cắt đế đỡ vừa với cảm biến đảm bảo hướng cảm biến vng góc với đế xe ln hướng phía trước Lắp cơng tắc vào vị trí cuối xe Bước – Mắc mạch: Sau bố trí xong phận, tiến hành lắp mạch nối phận, linh kiện theo sơ đồ vẽ Khi lắp mạch HS lưu ý kí hiệu chân ghi cảm biến hồng ngoại, cảm biến siêu âm, mạch Arduino Uno R3 mạch điều khiển động L298 để đảm bảo mơ hình hoạt động hoạt động ổn định 149 150 Tải chương trình code cho Arduino hoạt động gắn pin vào xe • Chương trình code cho xe 150 151 HS tải phần mềm Arduino IDE để viết chương trình code chạy Arduino theo mẫu gợi ý sau: int stop_distance = 12; // Khoảng cách phát vật cản //Kết nối SRF 05 OR 04 const int trigPin = 11; // kết nối chân trig với chân 11 arduino const int echoPin = 12; // kết nối chân echo với chân 12 arduino //L298 kết nối arduino const int motorA1 = 3; // kết nối chân IN1 với chân arduino const int motorA2 = 4; // kết nối chân IN2 với chân arduino const int motorAspeed = 5; // kết nối chân ENA với chân arduino const int motorB1 = 7; // kết nối chân IN3 với chân arduino const int motorB2 = 8; // kết nối chân IN4 với chân arduino const int motorBspeed =6; // kết nối chân ENB với chân arduino // kết nối cảm biến hồng ngoại (dò line) const int L_S =9; // cảm biến dò line phải const int S_S =2; // cảm biến dò line const int R_S =10; //cảm biến dò line trái int left_sensor_state; // biến lưu cảm biến hồng ngoại line trái int s_sensor_state; // biến lưu cảm biến hồng ngoại line int right_sensor_state; // biến lưu cảm biến hồng ngoại line phải long duration; // int distance; // biến khoảng cách void setup() { pinMode(L_S, INPUT); // chân cảm biến khai báo đầu vào pinMode(R_S, INPUT); 151 152 pinMode(S_S, INPUT); pinMode(motorA1, OUTPUT); pinMode(motorA2, OUTPUT); pinMode(motorB1, OUTPUT); pinMode(motorB2, OUTPUT); pinMode(motorAspeed, OUTPUT); pinMode(motorBspeed, OUTPUT); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); Serial.begin(9600); analogWrite(motorAspeed, 120); // tốc độ động a ban đầu 120 ( - 255) analogWrite(motorBspeed, 120); // tốc độ động b ban đầu 120 ( - 255) delay(3000); } void loop() { digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); distance= duration*0.034/2; Serial.print("Distance: "); Serial.println(distance); 152 153 left_sensor_state = digitalRead(L_S); s_sensor_state = digitalRead(S_S); right_sensor_state = digitalRead(R_S); if ((digitalRead(L_S) == 0)&&(digitalRead(S_S) == 1)&&(digitalRead(R_S) == 0)){forword();} // tiến if ((digitalRead(L_S) == 1)&&(digitalRead(S_S) == 1)&&(digitalRead(R_S) == 0)){turnLeft();} // rẻ trái if ((digitalRead(L_S) == 1)&&(digitalRead(S_S) ==0)&&(digitalRead(R_S) == 0)) {turnLeft();} // rẻ trái if ((digitalRead(L_S) == 0)&&(digitalRead(S_S) == 1)&&(digitalRead(R_S) == 1)){turnRight();} // rẻ phải if ((digitalRead(L_S) == 0)&&(digitalRead(S_S) == 0)&&(digitalRead(R_S) == 1)){turnRight();} // rẻ phải if ((digitalRead(L_S) == 1)&&(digitalRead(S_S) == 1)&&(digitalRead(R_S) == 1)){Stop();} // stop if(distance < stop_distance) // khoảng cách nhỏ giới hạn { digitalWrite(motorA1,HIGH); // cho xe robot chạy lùi đoạn digitalWrite(motorA2,LOW); digitalWrite(motorB1,LOW); digitalWrite(motorB2,HIGH); delay(300); analogWrite(motorAspeed, 0); analogWrite(motorBspeed, 0); delay(300); digitalWrite(motorA1,HIGH); // cho xe robot tiến sang trái digitalWrite(motorA2,LOW); 153 154 digitalWrite(motorB1,HIGH); digitalWrite(motorB2,LOW); analogWrite(motorAspeed, 90); analogWrite(motorBspeed, 90); delay(500); digitalWrite(motorA1,LOW); //cho xe robot thẳng đoạn digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,HIGH); digitalWrite(motorB2,LOW); analogWrite(motorAspeed, 90); analogWrite(motorBspeed, 90); delay(700); digitalWrite(motorA1,LOW); // cho xe robot re phải đoạn thay đổi digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,LOW); digitalWrite(motorB2,LOW); analogWrite(motorAspeed, 110); analogWrite(motorBspeed, 110); delay(700); digitalWrite(motorA1,LOW); //cho xe robot thẳng digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,HIGH); digitalWrite(motorB2,LOW); 154 155 analogWrite(motorAspeed, 100); analogWrite(motorBspeed, 100); delay(500); digitalWrite(motorA1,LOW); //cho xe robot re trái digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,LOW); digitalWrite(motorB2,LOW); analogWrite(motorAspeed, 100); analogWrite(motorBspeed, 100); delay(300); digitalWrite(motorA1,LOW); //cho xe robot ĐI THẲNG digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,HIGH); digitalWrite(motorB2,LOW); analogWrite(motorAspeed, 90); analogWrite(motorBspeed, 90); while(left_sensor_state == LOW){ left_sensor_state = digitalRead(L_S); s_sensor_state = digitalRead(S_S); right_sensor_state = digitalRead(R_S); Serial.println("in the first while"); } } } 155 156 void forword(){ // chương trình xe robot tiến digitalWrite(motorA1,LOW); digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,HIGH); digitalWrite(motorB2,LOW); } void turnRight(){ digitalWrite(motorA1,LOW); digitalWrite(motorA2,LOW); digitalWrite(motorB1,HIGH); digitalWrite(motorB2,LOW); } void turnLeft(){ digitalWrite(motorA1,LOW); digitalWrite(motorA2,HIGH); digitalWrite(motorB1,LOW); digitalWrite(motorB2,LOW); } void Stop(){ digitalWrite(motorA1,LOW); digitalWrite(motorA2,LOW); digitalWrite(motorB1,LOW); digitalWrite(motorB2,LOW); } HS tham khảo số video hướng dẫn sau: https://www.youtube.com/watch?v=Js5XzLoxL3Q 156 157 XÁC NHẬN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 157