Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông

Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án về các ứng dụng kĩ thuật của nhiệt động lực học – Vật lí trung học phổ thông.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀNỘI DƯƠNG DIỆP THANH HIỀN BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC DỰ ÁN VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC - VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀNỘI DƯƠNG DIỆP THANH HIỀN BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC DỰ ÁN VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC - VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận PPDH mơn Vật líMã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn NgọcHưng TS Nguyễn AnhThuấn Hà Nội, 2023 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết trình bày luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khoa học nàokhác Hà nội, … tháng … năm 2023 Tác giả Dương Diệp Thanh Hiền LỜI CẢM ƠN Trước tiên, cho em gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến tập thể hướng dẫn:Thầy PGS TS Nguyễn Ngọc Hưng,Thầy TS Nguyễn Anh Thuấnđã tận tâm bảo, hướng dẫn, động viên suốt thời gian thực luậnán Tơixinbàytỏlịngbiếtơnđến:BanGiámhiệu,PhịngSauđạihọc,BCNKhoa Vật lí Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập nghiêncứu Trong thời gian học tập nghiên cứu, rèn luyện, trao dồi kiến thứcchunmơnvàvềnănglựcnghiêncứuthơngquacácbuổiseminarbộmơn.Kết quảđạtđượcđólànhờsựchiasẻnhiệttìnhtừcácThầy,CơtrongtổbộmơnPhương Pháp dạy học Vật lí, Anh/ Chị NCS Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến ThầyPGS TS Phạm Xuân Quế, ThầyPGS TS Nguyễn Văn Biên, ThầyTS Tưởng Duy Hảiđã có nhiều hỗ trợ góp ý giúp em hồn thành luậnán Tơi gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, BCN Khoa Sư Phạm, tổ môn Sư phạm KHTN Trường Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ q trình tơi thực luận án TơixinchânthànhcảmơncácemHS,cácThầy/Cơgiáocáctrườngphổthơng ởthànhphốQuyNhơnđãhỗtrợviệckhảosátvàthựcnghiệmsưphạm,giúptơihồn thành nội dung luậnán Và cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ủng hộ, động viên khích lệ tơi suốt thời gian học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà nội, … tháng … năm 2023 Tác giả Dương Diệp Thanh Hiền MỤC LỤC LỜICAMĐOAN .i LỜICẢMƠN ii MỤCLỤC iii CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONGLUẬNÁN vi DANH MỤC CÁCBIỂUBẢNG vii DANH MỤCCÁCHÌNH viii MỞĐẦU 1 Lí chọnđềtài Mục đíchnghiêncứu Giả thuyếtnghiêncứu Đối tượng phạm vinghiêncứu Nhiệm vụnghiêncứu Các phương phápnghiêncứu Đóng góp củaluậnán Cấu trúc củaluận án CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU 1.1 Nghiên cứu dạy họcdự án 1.2 Nghiên cứu dạy học ứng dụng kĩ thuật củavậtlí .11 1.3 Nghiên cứu bồi dưỡng lực giải quyếtvấnđề 15 1.4 Các vấn đề cần tiếp tụcnghiêncứu .18 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC DỰ ÁNVỀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰCGIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦAHỌCSINH 19 2.1 Dạy họcdựán .19 2.1.1 KháiniệmDHDA 19 2.1.2 Bản chấtcủaDHDA 19 2.1.3 CơsởtriếthọcvàtâmlíhọccủaDHDA 20 2.1.4 Cácgiai đoạncủatiếntrìnhDHDA .24 2.2 Dạyhọcứngdụngkĩthuậtcủavậtlítheotiếntrìnhdạyhọcgiảiquyếtvấnđề.25 2.2.1 Tiếntrìnhdạyhọcgiảiquyếtvấnđềkhinghiêncứuứngdụngkĩthuậtcủavậtlí 25 2.2.2 Dạyhọcứngdụngkĩthuậtcủavậtlítheoconđường1 26 2.3 Dạy học dự án ứng dụng kĩ thuật vật lí theo tiến trình dạyhọc giải quyếtvấnđề 26 2.4 Bồi dưỡng lực giải vấn đề học sinh dạy học dự án vềứng dụng kĩ thuật củavậtlí 34 2.4.1 Kháiniệmvềnănglực,nănglựcgiảiquyếtvấnđề 34 2.4.2 Cấutrúcnănglựcgiải vấnđềtrong nghiêncứu dựán vềứngdụngkĩthuậtcủavậtlí .35 2.4.3 Cáccơngcụđánhgiánănglựcgiảiquyếtvấnđềcủahọcsinhtrongnghiêncứudựánv ềứngdụngkĩthuậtcủavậtlí 51 2.5 Khảo sát thực tế dạy học dự án ứng dụng kĩ thuật vật lí nhằm bồidưỡng lực giải vấn đề củahọcsinh 52 2.5.1 Mục đíchkhảosát 52 2.5.2 Phương phápvà đốitượngkhảosát 52 2.5.3 Phân tíchkếtquảkhảosát 53 2.6 Đềsuấtmộtsốbiện pháp nhằmbồidưỡngnăng lực giải quyếtvấn đề củahọcsinhtrongdạyhọcdựánvềứngdụngkĩthuậtcủavậtlí 62 KẾT LUẬNCHƯƠNG2 .64 CHƯƠNG THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HAI DỰ ÁN VỀ ỨNGDỤNG KĨ THUẬT CỦA NHIỆT ĐỘNGLỰCHỌC 65 3.1 Nộidungcáckiếnthứcvềnhiệtđộnglựchọctrongchươngtrìnhvậtlíphổthơng .65 3.2 Thiết kế tiến trình dạy học dự án “Tủ lạnhgiađình” 66 3.2.1 Sựcầnthiết việctổ chức chohọc sinh nghiên cứudựán“Tủ lạnhgiađình” 66 3.2.2.Mụctiêudạyhọcdựán“Tủlạnhgiađình” .67 3.2.3.Tiếntrìnhnghiêncứudựán“Tủlạnhgiađình” 67 3.3 Thiết kế tiến trình dạy học dự án “ĐộngcơStirling” 85 3.3.1.Sựcầnthiếtcủaviệctổchứcchohọcsinhnghiêncứudựán“ĐộngcơStirling” 853.3.2.Mục tiêudạy học dựán“ĐộngcơStirling” 86 3.3.3.Tiếntrìnhnghiêncứudựán“ĐộngcơStirling” 87 KẾT LUẬNCHƯƠNG3 .103 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯPHẠM 104 4.1 Mục đích thực nghiệmsư phạm 104 4.2 Nhiệm vụ thực nghiệmsư phạm 104 4.3 Tiến hành thực nghiệmsư phạm 104 4.3.1 Lựachọnđốitượngthựcnghiệmsưphạm 104 4.3.2 Phươngphápvàkếhoạchthựcnghiệmsưphạm 105 4.3.3 Phươngphápthuthập,xửlísốliệuthựcnghiệm 105 4.4 Phân tích kết thực nghiệmsư phạm .106 4.4.1 Đánhgiáđịnhtínhkếtquảthựcnghiệmsưphạmlần1 106 4.4.2 Đánhgiáđịnhtínhkếtquảthựcnghiệmsưphạmlần2 111 4.4.3 Đánhgiáđịnhlượngkếtquảhailầnthựcnghiệmsưphạm .140 KẾT LUẬNCHƯƠNG4 147 KẾT LUẬN CHUNG VÀĐỀXUẤT 148 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 151 PHỤLỤC PHỤ LỤC 1: TIẾN TRÌNH DẠY HỌC VÀ RUBRIC ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN “TỦ LẠNHGIAĐÌNH” .1 PHỤ LỤC 2: TIẾN TRÌNH DẠY HỌC VÀ RUBRIC ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN“ĐỘNGCƠSTIRLING” .33 PHỤ LỤC 3: TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THAM GIADỰÁN 58 PHỤ LỤC 4: TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH VC–CN 60 PHỤ LỤC 5: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CÁC KĨ THUẬTDẠYHỌC .61 PHỤ LỤC 6: PHIẾU ĐIỀU TRAKHẢO SÁT 63 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN STT Chữ viết tắt Ý nghĩa CNg Công nghệ CNg CT Công nghệ chế tạo DHDA Dạy học dự án DA Dự án ĐCN Động nhiệt GV Giáo viên GQVĐ Giải vấn đề HS Học sinh NC Nghiên cứu 10 NC DA Nghiên cứu dự án 11 NL Năng lực 12 NL GQVĐ Năng lực giải vấn đề 13 NTHĐ Nguyên tắc hoạt động 14 PPDH Phương pháp dạy học 15 TN Thí nghiệm 16 TB Thiết bị 17 TBKT Thiết bị kĩ thuật 18 TBTN Thiết bị thí nghiệm 19 THCS Trung học sở 20 THPT Trung học phổ thông 21 ThNSP Thực nghiệm sư phạm 22 ƯDKT Ứng dụng kĩ thuật 23 VĐ Vấn đề 24 VC - CN Vật chất – chức DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Bảng 1.1.Lịch sử phát triển DA–DHDA Bảng 1.2.Các NC giai đoạncủaDHDA Bảng 1.3.Các NC bước thamgiaGQVĐ 17 Bảng 2.1.Khung NL GQVĐ sử dụng để đánh giá mức độ hành vicủaHS .41 Bảng 2.2.Khung NL GQVĐ sử dụng để đánh giá mức độ hành vicủaHS .45 Bảng 3.1.Yêu cầu cần đạt nội dung kiến thức NĐLH chương trình VLphổthơng 2006 65 Bảng3.2.ucầucầnđạtvềnộidungkiếnthứcNĐLHtrongchươngtrìnhVL2018 66 Bảng 4.1.Mã hóa nhóm HSthựcnghiệm .104 Bảng 4.2.Kế hoạch ThNSPlần1 106 Bảng 4.3.Kế hoạch ThNSPlần2 111 Bảng 4.4.Bảng mô tả trình chế tạomáylạnh 122 Bảng 4.5.Bảng mơ tả q trình chế tạo độngcơStirling .122 Bảng 4.6.Bảng mô tả VĐ kĩ thuật giải pháp điều chỉnh HS chếtạo động Stirling theo CNgCT beta 124 Bảng 4.7.Bảng mô tả VĐ kĩ thuật giải pháp điều chỉnh HS chếtạo động Stirling theo CNgCT gamma .128 Bảng 4.8.Bảng mô tả VĐ kĩ thuật giải pháp điều chỉnh HS chếtạo tủ lạnh theo CNg CT phương pháp hóa hơitác nhân 133 Bảng 4.9.Bảng kết mức độ tổ hợp số hành vicủaHS 141 Bảng 4.10.Bảng kết mức độ tổ hợp số hành vicủaHS .141 lần ThNSPlần2 141 Bảng 4.11.Bảng kết mức độ tổ hợp số hành vicủaHS .142 Bảng 4.12.Bảng điểm kết tham gia DA HS lần ThNSPlần1 146 Bảng 4.13.Bảng điểm kết tham gia DA HS lần ThNSPlần2 146 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1.Sơ đồ tiến trình NC ƯDKT VL theo conđường1 11 Hình 1.2.Sơ đồ tiến trình NC ƯDKT VL theo conđường2 12 Hình 1.3.Cập nhật, bổ sung NL GQVĐ đánhgiáPisa 15 Hình 2.1.Tiếp cận vấn đề DAhọctập 19 Hình 2.2.Đầu vào đầu DAhọctập 20 Hình 2.3.Lí thuyết cân củaJ.Piaget 22 Hình 2.4.Lí thuyết vùng phát triển gần củaLevVygotsky 23 Hình 2.5.Các giai đoạn tiếntrìnhDHDA 24 Hình 2.6.Tiến trình NC DA ƯDKTcủaVL .29 Hình 2.7.Cấu trúc NL GQVĐ NC DAvềƯDKTcủaVL 37 Hình 2.8.Bản hiệu chỉnh hệ thống phân cấp nhận thức Bloom Anderson Krathwol 39 Hình 2.9.Thang tâm vận động năm cấp độ củaDaveR.H .40 Hình 2.10.Sơ đồ sử dụng công cụ đánh giá NL GQVĐ HSt r o n g DHDA .52 Hình 2.11.Đồ thị thể mức độ thực trạngdạyhọc 53 kiến thức “NĐLH” ởtrườngTHPT 53 Hình 2.12.Đồ thị thể mức độ việc sử dụng PPDH nhằm bồi dưỡng NL GQVĐcủa HS 54 Hình2.13.Đồthịthểhiệnmứcđộđạtđượccácchỉsốhànhvi 55 Hình 2.14.HS trường giới tính em q trìnhkhảosát 55 Hình 2.15.Đo hệ số Cronbach’s Alpha nhằm xác định giá trịthangđo 56 Hình 2.16.Kết thống kê mơ tả sử dụng để phân tíchdữliệu .57 Hình2.17.Kếtquảthốngkêmơtảsửdụngđểphântíchdữliệuvềsựảnhhưởngcủa giới tính đếnN L G Q V Đ 58 Hình 2.18.Sử dụng Independent Samples T-test so sánh mức độ số hành vi NL GQVĐ HS ởcáctrường 59 Hình 2.19.Mức độ tham gia hình thức tổ chức dạy học tích cựccủaHS 60 Hình 2.20.Mức độ tham gia hoạt động nhómcủaHS 60 Hình 2.21.Mức độ tham gia TK thuyết trìnhcủaHS 60 Hình 2.22.Mức độ tham gia chế tạo thiết bị TNcủa HS 61 Hình 2.23.Các hoạt động tìm kiếm thơng tincủaHS 61 Hình 2.24.Nguyện vọng HS họcmơn VL 61