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.

Lí do chọnđềtài

Hiệnnay,giáodụccủaViệtNamđangchuyểndầntừviệcnặngtrangbịkiếnthứcsang việcbồi dưỡng, phát triển NL cho HS, phát triển khả năng tư duy, phát huytínhtíchcực, chủ động,sángtạo của người học [1] Theo Luật Giáo dục số 43/2019/QH14,điều 29.1[2] quy định vềgiáodục phổ thông lànhằmphát triểntoàndiện cho người học, phát triển NL cá nhân … Để có thể làm được việc này, thì trongdạyhọcnóichungvàtrongdạyhọcVLnóiriêngcầnđadạnghóacáchìnhthức tổchứchoạtđộnghọctậpcủaHS.ĐặcbiệtviệcsửdụngcácTNđượcchếtạotừcác vật liệu thông dụng mà HS dễ tìm kiếm trongcuộcsống hằng ngày trong dạy học sẽkíchthíchđượchứngthú,sởthích,nhucầucủangườihọcvàsẽgiúpHSchủđộnglĩnh hội tri thức một cách vững chắc, bềnvững.

TrongquátrìnhgiảngdạycũngnhưNCtàiliệuvàchươngtrìnhVLphổthông[3], [4], [5],chúngtôinhậnthấycáckiếnthứcvềNĐLHcórấtnhiềuƯDKTtrongđờisốngvàthựctế.Tu ynhiên,cácnộidungkiếnthứcnàykhátrừutượng[6],[7],[8]vàHSluôn gặpkhó khănvàsailầmtrongquátrình lĩnhhội trithức.Cho nên,theoPPDHtruyềnthốngHS gặpnhiềukhókhănkhilĩnhhộikiếnthức.Thựctế ởtrường THPT,khi dạycáckiến thức nàyGVchỉ chủ yếu sử dụngphương phápđàmthoại, thuyết trìnhvà hầuhếtcáckĩnăngmàGVmuốnrènluyệnchoHSlàvậndụngkiếnthứcđểgiảicácbàitậptrongs áchgiáokhoa.NguyênnhânmộtphầnlàdoTBTNphầnnàyởphổthôngcònhạnchế,mộtphầnlà GVchưacókhảnăngthiếtkế,sửdụngTNđơngiảntrongdạyhọc,đặcbiệtlàkhôngsửdụngPPD Hvàhìnhthứctổchứcdạyhọctíchcực(DHDA,tổchứchoạtđộng ngoại khóa) khidạykiếnthứcliênquan đến ƯDKT cho nênkhôngtạođược sự hứngthútronghọctậpcũngnhưkhôngpháttriểnNLGQVĐcủaHS. ĐCNnóichung,ĐộngcơStirlingvàTủlạnhgiađìnhnóiriênglànhữngƯDKT hết sức quan trọng của NĐLH trong đời sống và sản xuất Trên thế giới đã có nhiều nhà khoa học NC và chế tạo các loại Động cơ Stirling và Tủ lạnh gia đình, tuy nhiên mô hình thiết kế phức tạp, đắt tiền và nặng về kĩ thuật nên chỉ phù hợp với TN biểu diễn của GV Còn ở nước ta hiện nay, tuy có nhiều đề tài đề cập đến các loại ĐCN nhưng cũng rất nặng về kĩ thuật, không phù hợp khi sử dụng trong dạy học VL ở trường phổ thông Cho nên việc thiết kế, chế tạo các loại Động cơ Stirling, Tủ lạnh giađìnhtừcácdụngcụTNđơngiản,rẻtiềnvàsửdụngtrongdạyhọcVLphổthông theo hướng bồi dưỡng NL của HS là hết sức cầnthiết.

NC quá trình dạy học các ƯDKT thuộc kiến thức NĐLH nhằm bồi dưỡng

NL GQVĐ của HS thực sự hấp dẫn đối với chúng tôi, nó giúp cho tôi tích lũy, bổ sung thêm về kiến thức và đồng thời rèn luyện kĩ năng NC khoa học cần thiết Hơn nữa, bản thân tôi đã NC và có được kết quả bước đầu về việc tổ chức dạy học các ƯDKT của NĐLH thông qua luận văn cao học“Tổ chức hoạt động ngoại khóa vềchủ đề động cơ Stirling trong dạy học vật lí10”.

Chính vì những lí do trên nên chúng tôi đã chọn đề tài: “ Bồidưỡng nănglựcgiải quyếtvấnđềcủahọc sinh trong dạy họcdựán vềcácứngdụngkĩthuật của nhiệt động lựchọc-vật lítrung họcphổthông ”làm luận án NC của mình.

Mục đíchnghiêncứu

- Bổsung,hoànthiệntiếntrìnhDHDAvềƯDKTcủaVLtheotiếntrìnhGQVĐ và đề xuất cấu trúc NL GQVĐ tương ứng của HS khi NC DA về ƯDKT củaVL.

- Vận dụng tiến trình DHDA về ƯDKT của VL và cấu trúc NL GQVĐ của HS khi NCDA về ƯDKT của VL đã đề xuất, thiết kế tiến trình dạy học 02 DA “Tủ lạnh gia đình”, “Động cơ Stirling” và rubric đánh giá NL GQVĐ của HS khi NC 02 DA này nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ củaHS.

Giả thuyếtnghiêncứu

NếutiếntrìnhhoạtđộngcủaHSkhiNCcácƯDKTcủaNĐLHdiễnratheotiến trình DHDA đã đề xuất thì có thể bồi dưỡng được NL GQVĐ củaHS.

Đối tượng và phạm vinghiêncứu

- Tiến trình DHDA về ƯDKT củaVL.

- Cấu trúc NL GQVĐ của HS trong NCDA về ƯDKT của VL nói chung và ƯDKT của NĐLH nóiriêng.

- Tiến trình DHDA về ƯDKT của VL nói chung và về 02 ƯDKT của NĐLH (Tủ lạnh gia đình, Động cơ Stirling) nóiriêng.

Nhiệm vụnghiêncứu

Để đạt được mục đích NC đã đề ra, đề tài có các nhiệm vụ NC sau:

- NC cơ sở lí luận về việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trong học tập VL, về DHDA và về dạy học ƯDKT của VL theo tiến trình GQVĐ Đây là cơ sở lí luậnđể đề xuất tiến trình DHDA về ƯDKT của VL theo tiến trình dạy học GQVĐ và cấu trúc NL GQVĐ của HS trong NC DA về ƯDKT của VL.

- NC nội dung các kiến thức về NĐLH trong chương trình VL lớp 10 (2006), trong chương trình VL lớp 12 (2018) và các ƯDKT của những kiến thức này để xác định các ƯDKT của NĐLH được lựa chọn làm chủ đề của các DA sẽ xâydựng.

THPTtrênđịabàntỉnhBìnhĐịnhnhằmpháthiệnnhữngkhókhăn,sailầmphổbiến của HS khi học những kiến thức này, và việc tổ chức DHDA về ƯDKT của VL nói chung và về ƯDKT của NĐLH nóiriêng.

- ThiếtkếtiếntrìnhDHDA“Tủlạnhgiađình”vàDA“ĐộngcơStirling”(được chọn làm các chủ đề của các DA) nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ củaHS.

Thực hiện nghiên cứu sư phạm các tiến trình dạy học 02 đồ án nhằm đánh giá sơ bộ tính khả thi và hiệu quả của chúng đối với việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Từ đó, bổ sung và hoàn thiện các tiến trình dạy học 02 đồ án đã thiết kế, nhằm nâng cao chất lượng đào tạo nghề xây dựng.

Các phương phápnghiêncứu

Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, những phương pháp NC sau đã được sử dụng:

- Phương pháp NC lí thuyết: NC các tài liệu (sách báo, luận án, luận văn, …) liên quan đến đề tài để xây dựng cơ sở lí luận của đềtài.

- Phươngphápđiềutrakhảosátthựctếdạyhọcbằngphiếuhỏi,phỏngvấntrực tiếp GV và

HS, tham quan phòng TN ở một số trườngTHPT.

Phương pháp ThNSP được áp dụng nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các tiến trình dạy học "Tủ lạnh gia đình" và "Động cơ Stirling" trong việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ) của học sinh (HS) Phương pháp này cung cấp những bằng chứng khách quan và toàn diện về sự phù hợp của các tiến trình dạy học với mục tiêu giáo dục, sự tiến bộ của HS trong quá trình học tập và mức độ đạt được mục tiêu GQVĐ.

- Phương pháp thống kê toán học: để xử lí các kết quả thu được trong điều tra,khảo sát thực tế dạy học và trongThNSP.

Đóng góp mới củaluậnán

- ĐềxuấttiếntrìnhNCDAvềƯDKTcủaVLtheo2giaiđoạn:TìmhiểuTBKT và chế tạo,vận hành mô hình VC – CN của TBKT Tiến trình NC DA đã được bổ sung họp lí một số nội dung ở từng giai đoạn và làm rành mạch, tách bạch hơn quá trình đề xuất giải pháp và quá trình thực hiện giải pháp khi GQ các VĐ trong tiến trình NC DA.

- Trên cơ sở tiến trình NC DA về ƯDKT của VL đã đề xuất, xây dựng cấu trúc tương ứng NL GQVĐ của HS khi NC DA về ƯDKT củaVL.

- Vận dụng tiến trình chung NC DA về ƯDKT của VL đã đề xuất và cấu trúc NLGQVĐcủaHSkhiNCDAvềƯDKTcủaVLđãxâydựng,thiếtkếtiếntrìnhdạy học 02 DA

“Tủ lạnh gia đình” và “Động cơ Stirling” và rubric đánh giá NL GQVĐ của HS khi NC từngDA.

Tiến trình dạy học 02 DA đã được ThNSP bước đầu cho thấy tính khả thi và hiệu quả của chúng đối với việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS.

Cấu trúc củaluận án

Luận án có 4 chương, cụ thể:

Chương 1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu.

Chương 2 nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng dạy học dự án ứng dụng kỹ thuật vật lý để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

Chương3.Thiếtkếtiếntrìnhdạyhọcdựánvềứngdụngkĩthuậtcủanhiệtđộng lực học nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ củaHS.

Chương 4 Thực nghiệm sư phạm.

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU

Nghiên cứu về dạy họcdự án

Khi NC về thuật ngữ DA thì có nhiều nhóm tác giả đưa ra các cáchnhìnnhậnkhácnhau như: DA là một đề án, một dự thảo hay một kế hoạch cần được thực hiệntheocácmụctiêuđãxácđịnh[9];DAlàhoạtđộngtrảinghiệmbịchiphốibởicácmụctiêunhưđặtmụ ctiêuchotrảinghiệm,hướngdẫnquytrìnhcủatrảinghiệmvàtạođộnglực mạnh mẽ cho việc thựchiệntrải nghiệm [10]; DA là tổng hợp của những VĐ, vàviệcthựchiệnDAđượctiếnhànhtrongmộtkhoảngthờigiancóhạnvớinhữngnguồn lựcnhấtđịnh(tàichính,nhânlực,trangTB,sựhiểubiết )đểđạtđượcmụctiêucụthểnhằmđáp ứng VĐ,giảiquyết các nhu cầu mà các đối tượng thụ hưởng kì vọng [11] Nhưvậy,có thể hiểu DA là tổng hợp các hoạtđộngtrải nghiệm nhằm giải quyết các VĐđặtravàviệcthựchiệnDAphảiđượctiếnhànhtrongkhoảngthờigiancóhạn,với nguồnlựccụthểnhằmđápứngmụctiêumàDAhướngtới.

 Thuật ngữ “Dạy học dự án”

ThuậtngữDHDAcònđượcbiếtđếnvớimôhình“Project-basedlearning”(PBL) có nghĩa là

“Học tập dựa trên DA” hay “Học tập tiếp cận DA” với quan điểm là lấy HSlàmtrungtâm[12].ỞViệtNam,PBLđượcbiếtđếnnhiềuvớitêngọilà“DHDA” Mặc dù với tên gọi này, chữ “Dạy” đặt ở đầunhưngcách hiểu không phải là đặtVĐdạylàmtrọngtâm,màlàlấyngườihọcvàviệchọclàmtrọngtâm.Dothóiquencũng như sự biết đến nhiều về tên gọi DHDA của các nhà giáo dục ở Việt Nam nên trongluậnánnày,nhómtácgiảvẫnlấytêngọicủaPBLlà“DHDA”.

Khi NC về lịch sử xuất hiện và phát triển của DHDA, có thể khẳng định rằng nó không phải là một cách tiếp cận mới Khổng Tử và Aristotle là những người ban đầu đề xướng học bằng cách làm Dựa trên quan điểm đó, Socrates đã mô hình hóa cách học thông qua đặt câu hỏi, hỏi đáp và tư duy phản biện – điều này rất phù hợp trong các lớp học DA ngày nay [13].

Tiên phong bởi Viện J.J Rousseau ở Geneva vào năm 1912, phương pháp GD hiện đại dựa trên triết lý giáo dục tiến bộ tin rằng trẻ em học tốt nhất thông qua trải nghiệm và hoạt động, chú trọng vào sự khác biệt cá nhân và sở thích của người học John Dewey, một nhà lãnh đạo trong phong trào này, phản đối quan điểm truyền thống coi học sinh là những người thụ động tiếp nhận kiến thức mà thay vào đó, ông nhấn mạnh rằng những trải nghiệm tích cực chuẩn bị cho học sinh học hỏi liên tục trong một thế giới năng động Theo Dewey, "Giáo dục không phải để chuẩn bị cho cuộc sống; giáo dục chính là cuộc sống".

Bảng 1.1.Lịch sử phát triển của DA – DHDA.(Nguồn: Korkmaz và

Theo lịch sử phát triển của DHDA,thuậtngữ DA xuất hiện cùngvớisự NC của John Dewey và nóđượcđề cập như là một phương phápgiảngdạy trong NC của Kilpatrick Ông quanniệmrằng: “Quản lí DA là một cáchgiảngdạy dựa trênviệc sử dụng các DA”[10] Theo dòngthờigian,dướisự ảnh hưởng của Lí thuyết học tập vàThuyếtkiến tạo của Piaget, Bruner vàVygotsky,quản lí DA chuyển thành phương pháptiếpcận DA DHDA lần đầu tiên được áp dụng tại Đại học McMaster vào cuối những năm 1960 và sau đó, được giới thiệu tại các cơ sở Bắc Mĩ và Châu Âu trongnhữngthập kỉ tiếp theo như làmộtphương ánđểthiết kế chương trìnhgiảngdạy và phương pháp sưphạmđể giáo dục các học viên Tương tự, ở Hoa Kì, DHDA đãđượcchấp nhận là phương pháp giảng dạy tốt nhất trong các lĩnh vực khác, ngoài giáodụcnghề nghiệp và kĩ thuật[ 1 5 ]

Chođếnnay,córấtnhiềuNCvềDHDAvàcácquanđiểmvềDHDAcũngkhác nhau Có nhiều quan điểm cho rằng, DHDA là một hình thức dạy học hay mô hình dạy học, bởi khi thực hiện DA thì nhiều PPDH khác nhau được sử dụng, tiêu biểu như: DHDA là một hình thức của hoạt động học tập, nhấn mạnh vai trò của người học, trong đó người học xác định chủ đề làm việc, thống nhất nội dung làm việc, tự lập kế hoạch và tiến hành công việc để dẫn đến một sự kết thúc có ý nghĩa, có sản phẩmcóthểtrìnhrađược[16];DHDAlàmộtmôhìnhtổchứchọctậpxungquanh

Thế kỉ 19 Thế kỉ 20 Thế kỉ 20 Thế kỉ 20

Sự xuất hiện của thuật ngữ

DA đượcđềcập nhưmộtphương phápgiảng dạy –

DA được đề cậpnhưlà một phươngpháptiếp cận

- ảnhhưởngcủa lí thuyết họctập,thuyết kiến tạo của Piaget, Brunervà

DAnhưlàmộtthiếtkếchươ ngtrìnhgiảngdạy Đại họcMcMaster,1966;Đại họcMaastricht,1970;Đạih ọcRoskilde,1972;Đại họcAalborg, 1974 cácDAđểthựchiệngiảiquyếtcácnhiệmvụphứctạp,dựatrêncáccâuhỏihoặcVĐ mangtínhtháchthức,liênquanđếnngườihọctrongcáchoạtđộngthiếtkế,giảiquyết

VĐ,raquyếtđịnhhoặcđiềutranhằmtạođiềukiệnchongườihọccócơhộilàmviệc tự chủ trong thời gian dài và đỉnh cao là các sản phẩm hoặc bài thuyết trình thực tế [17];DHDAlàmộtmôhìnhgiảngdạy,trongđóHSphảiđốimặtvớicácVĐthựctế và các VĐ mà họ coi là quan trong, xác định cách HS giải quyết các VĐ, tìm ra các giải pháp và có sự hợp tác với nhau [18]; DHDA là một hình thức tổ chức dạy học, trongđódướisựhướngdẫncủaGV,HStựlựcgiảiquyếtmộtnhiệmvụhọctậpmang tính phức hợp không chỉ về mặt lí thuyết mà còn về thực hành và tạo ra sản phẩm có thể công bố, giới thiệu được [19]; DHDA là một mô hình dạy học lấy hoạt động học của HS làm trung tâm, qua đó

HS sẽ hình thành kiến thức và kĩ năng từ quá trìnhHS giải quyết một bài tập tình huống gắn với thực tiễn bằng những kiến thức theo nội dung môn học, đòi hỏi HS phải NC và thể hiện kết quả học tập của mình thông qua cả sản phẩm lẫn phương thức thực hiện[20].

KhikhôngphânbiệtgiữamôhìnhvàPPDHthìnhiềunhàkhoahọcquanniệm, DHDA là phương pháp DA, lúc này cần được hiểu theo nghĩa rộng, tức là PPDH phức hợp, tiêu biểu như:DHDAlàmộtPPDHtrongđóhướng tới hành độngcủangười học,hànhđộng phảicóchủý, cómụcđích,có sựnhiệt tìnhvàđược diễnratrongmôitrườngxãhội[21];

GVhỗtrợvàlấyHSlàmtrungtâm,trongđóHShọcbằngcáchđặtcâuhỏivềsởthíchvàsựtòm òcủamình[12];DHDA là một phương pháp sư phạm nhằm chuẩn bị cho người học những kì vọng mới trong học tập bằng cách xây dựng, phát triển và thực hiện các

DA phùhợp với nhu cầu của người học và cộng đồng Thông qua đó, rèn luyện kĩ năng tư duy phảnbiện,giảiquyếtVĐ,làmviệcnhóm,kĩnăngđàmphán,đạtđượcsựđồngthuận, phối hợp sử dụng CNg thông tin và tự chịu trách nhiệm về việc học của mình[22].

Như vậy, dù quan điểm DHDA là mô hình dạy học hay PPDH đi chăng nữathì bản chất của DHDA vẫn không thay đổi – DA đóng vai trò như một công cụ để dạy những kiến thức và rèn luyện các kĩ năng quan trọng cho người học Khi thực hiện các DA, HS sẽ làm nhiều việc hơn là ghi nhớ thông tin và họ cần học cách sử dụng cáckĩnăngtưduybậccaovàcáchlàmviệctheonhómđểhoànthànhDA[23].Trong luận án này, chúng tôi quan niệm DHDA là một PPDH với quan điểm lấy HS làm trung tâm và đặc biệt nhắm vào sự hiểu biết và giải quyết các VĐ trong thực tế của HS Thông qua các DA học tập sẽ tạo điều kiện cho HS trở thành những người chủ động và tự lực trong việc giải quyết các

VĐ trong học tập, NC [24] Vớis ự n h ấ n mạnhvàosựtựđịnhhướngtronghọctập,tưduyphảnbiệnvàhợptác,DHDAtạora mộtmôitrườnghọctậptrongđóHSxácđịnhVĐ,đềxuấtcácgiảthuyết,thuthậpvà phân tích dữ liệu, đồng thời đưa ra những đánh giá hoặc phản biện cho các giải pháp [25].Đồngthời,DHDAđượcthiếtkếvớimụctiêunhằmgiúpHS[26]:(1)Xâydựng một cơ sở kiến thức sâu rộng và linh hoạt; (2) Phát triển các kĩ năng giải quyết VĐ hiệu quả; (3) Phát triển các kĩ năng học tập tự định hướng, học tập suốt đời; (4) Kĩ năng hợp tác trong hoạt động nhóm; (5) Có động cơ học tập thực chất, tựhọc.

 Những NC tiêu biểu về DHDA

Những NC đầu tiên về DHDA phải kể đến nhà triết học John Dewey khi ông

NC về hành vi học tập của trẻ em [27] Ông lập luận rằng, trẻ em sẽ phát triển khả năng NC tài liệu nếu họ được tham gia vào các nhiệm vụ và giải quyết các VĐ thực tế, mô phỏng lại những gì mà các chuyên gia làm trong các tình huống thực tế Dựa trên những NC của Dewey các nhà khoa học Bransford, Brown và Cock đã NC sâu sắchơnvềphongcáchhọctậpcủatrẻemdựatrênbốnýtưởngkhoahọccốtlõi[28]:

Krajcikvà cộng sự NC về các giai đoạn khi thựchiệnDHDA, đã chỉ ra DHDA gồmnămgiaiđoạnchính[29][30]:(1)(DrivingQuestions)DAbắtđầubằngcâuhỏi, một VĐ cần giải quyết; (2) (Situated Inquiry) HS khám phá câu hỏibằngcách tham giavàoquátrìnhhỏiđápxácthực,cóđịnhhướnggiảiquyếtVĐlànộidungtrọngtâm của kiến thức môn học Khi HS khám phá câu hỏi, họ đã học và áp dụng những kiến thức của môn học trong thực tiễn (3) (Collaborations) HS, GV và cộng đồng cùngthamgia vào các hoạtđộnghợp tác để tìm ra giải pháp cho VĐ cầngiảiquyết Điều này có nghĩa là có sự tham gia của chuyên gia và xã hội trong việcgiúpđỡ HS giải quyết VĐ DA; (4) (Using Teachnology Tools to Support Learning) Trong quá trìnhthamgia DA, HS được sự hỗ trợ từ CNg nhằm giúp HS thực hiện các hoạt động mà vượtquákhảnăngcủabảnthân.(5)(CreationofArtifacts)KếtquảcuốicùngcủaDA làmộtsảnphẩmhữuhình.Đâylàhiệnvậtđượcchiasẻcôngkhai,màmọingườiđều cóthểxemvàtruycậpvềquátrìnhthựchiệnDAcủanhómHS.

Ngoàira,còncónhiềuNCtiêubiểukhácliênquanđếncácgiaiđoạncủaDHDA được trình bày ở bảng1.2.

Bảng 1.2.Các NC về các giai đoạn của DHDA

Nhóm nghiên cứu Các giai đoạn thực hiện DA

- Giai đoạn 1 Xác định chủ đề và tổ chức nhóm: HS có thể tìm kiếm chủ đề và đề xuất câu hỏi cho mộtDA.

- Giai đoạn 2 Phát triển kế hoạch DA: Các thành viên trong nhóm lập kế hoạchDA.

- Giai đoạn 3 Thực hiện DA: Các thành viên trong nhóm tổ chức và phân tích thông tin, dữliệu.

- Giai đoạn 4 Lập kế hoạch cho bài thuyết trình: Các thành viênxácđịnhnhữngđiểmchínhtrongbàithuyếttrìnhcủahọ và quyết định cách trình bày về những phát hiện củahọ.

- Giai đoạn 5 Thuyết trình: Bài thuyết trình được trình bày trong lớp học và các khu vực khác được chỉđịnh.

- Giai đoạn 6 Đánh giá: HS chia sẻ phản hồi về DA GVv à

HS chia sẻ các DA với nhau.

- Giai đoạn 2 HS thiết kếDA.

- Giai đoạn 3 HS tổ chức các cuộc thảo luận về thông tin được sử dụng trong thiết kếDA.

- Giai đoạn 4 Các tiêu chí đánh giá cho các DA được thảo luận bởi GV vàHS.

- Giai đoạn 6 HS phát triểnDA.

- Giai đoạn 7 HS xây dựng bài thuyếttrình.

- Giai đoạn 8 HS trình bàyDA.

- Giai đoạn 9 HS suy nghĩ về quá trình và đánh giá nó trên cơ sở các tiêu chí đã đưa ra ở các bướctrước.

Papandreou (1994) - Giai đoạn 1 Chuẩn bị: HS được thông báo về chủ đề và yêu cầu thảo luận về chủ đề đó.

- Giaiđoạn2.Lậpkếhoạch:GVvàHScùngquyếtđịnhcách thức thu thập và phân tích thông tin và phân công các công việc sẽ được tiếnhành.

- Giai đoạn 4 Kết luận: HS đưa ra kết luận từ việc phân tích thông tin thu thậpđược.

- Giai đoạn 5 Thuyết trình: HS sẽ thuyết trình về sản phẩm cuối cùng củaDA.

Nghiên cứu về dạy học ứng dụng kĩ thuật củavậtlí

Nghiên cứu về tiến trình dạy học ứng dụng kĩ thuật của vậtlí

- Theo nhóm tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm XuânQuế [32],dạyhọcƯDKTcủaVLvềcơbảnđượcthựchiệntheomộttronghaiconđường: Tìm hiểu bản thân TBKT, NTCT, hoạt động của nó và đi tới làm sáng tỏ cơ sở VL của TBKT (con đường 1) hoặc dựa trên những kiến thức, kĩ năng mà HS đã có, thiết kế, chế tạo TBKT có một chức năng nào đó (đáp ứng được một yêu cầu kĩ thuật xác định), giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong sản xuất và đời sống (con đường2).

- Tiến trình NC ƯDKT của VL theo từng con đường được diễn tả ở sơ đồ sau

Hình 1.1.Sơ đồ tiến trình NC ƯDKT của VL theo con đường 1.

Hình 1.2.Sơ đồ tiến trình NC ƯDKT của VL theo con đường 2.

- Tiến trình NC ƯDKT của VL mà các tác giả đã đề xuất và thực thi trong DH

Công nghệ chế tạo thiết bị kỹ thuật (CNg CT TBKT) là quá trình ứng dụng các kiến thức khoa học và kỹ thuật để chế tạo các thiết bị, máy móc hoặc linh kiện máy móc nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống và sản xuất CNg CT TBKT bao gồm kiến thức về quy trình, kỹ thuật chế biến vật liệu và thông tin, được thể hiện qua việc sử dụng các kỹ thuật thiết kế, mô phỏng để phác thảo mô hình TBKT đáp ứng chức năng kỹ thuật, cũng như các kỹ thuật chế tạo, gia công để tạo ra linh kiện, máy móc, thiết bị phục vụ nhu cầu con người.

Sử dụng trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa quy trình sản xuất và đảm bảo tính hiệu quả của sảnphẩm. ỨngvớimỗiCNgCT,TBKTsẽcócấutạokhácnhauvàNTHĐcókhidựatrên cáckiếnthứcthuộccáclĩnhvựckhácnhaucủaVL.MỗiCNgCTTBKTcónhữngưu điểm, nhược điểm riêng và khả năng sử dụng (khi nào sử dụng CNg đó để chế tạo TBKT) nhất định Ví dụ: đối với Tủ lạnh gia đình thì hiện nay được chế tạo dựa trên haiCNglàCNglàmlạnhbằngphươngpháphóahơitácnhânvàCNglàmlạnhbằng hiệu ứng nhiệt điện (chip vi mạch điện tửpeltier).

Vì vậy, khi tìm hiểu TBKT thật, cần cho HS tìm hiểu các CNg được sử dụng trong chế tạo TBKT (qua các tài liệu in, các thông tin về TBKT trên mạng internet) trước khi tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của TBKT ứng với từng CNgCT được sử dụng.Ngoàira,thôngquađó,HScũngthấyđượcrằng,cùnggiảiquyếtmộtVĐ(chế tạo TBKT có một chức năng nào đó) nhưng có thể có nhiều giải pháp khácnhau.

- KhiNCTBKTđượcsửdụngphổbiếntrongđờisống,HScũngcầntìmhiểucác yêucầutrongsửdụngvàbảo dưỡngthôngthường TBKT để làmtănghiệu quảvàtuổi thọcủaTBKT.Nhờvậy,tínhthựctiễncủaviệcNCƯDKTcủaVLđượcnânglên.

- Trong tiến trình NC ƯDKT của VL, ở giai đoạn vận hành các mô hình VC –

Để nâng cao cơ sở lý luận cho mô hình, thường cần thực hiện cả nghiên cứu định tính và định lượng Tuy nhiên, cả hai hướng tiếp cận nghiên cứu và phát triển lý thuyết để xây dựng mô hình đều chưa đề cập thỏa đáng đến công việc này.

Trong quá trình dạy học nguyên động cơ thủy lực (ƯDKT) của động cơ vận hành theo con đường 1 (bắt đầu từ việc tìm hiểu tổ hợp bộ phận kết cấu - TBKT gốc), cần phân biệt rõ ràng các hoạt động đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp trong giai đoạn nghiên cứu cấu tạo và hoạt động của TBKT.

 Nghiên cứu về dạy học ứng dụng kĩ thuật của vậtlí Ở Việt Nam đã có nhiều công trình NC về dạy học ƯDKT của VL ở cả cấp THCS và THPT Việc dạy học các ƯDKT này thường được thực hiện dưới dạng DHDA.TrongnhữngnămgầnđâycónhiềuđềtàiđãNCvềcơsởlýluậncủaDHDA về ƯDKT của VL và vận dụng lý luận đó vào trong dạy học Nổi bật như: Trần Văn Thành [39] NC về tiến trình DHDA các ƯDKT của vật lý gồm 7 pha và vận dụng tiến trình đó vào việc tổ chức dạy học một số kiến thức Điện từ học – Vật lý 9 theo địnhhướngpháttriểnNLnhậnthức,tưduyphêphán,tưduysángtạo,NLhànhđộng của HS; Cao Thị Sông Hương [40] NC về tiến trình DHDA phù hợp với tiến trình dạy học GQVĐ trong dạy học kiến thức vật lý và vận dụng tiến trình đó vào việc tổ chứcdạyhọcmộtsốkiếnthứcĐiệnhọc-Vậtlý9nhằmpháthuytínhtíchcực,năng động,sángtạovàhợptáccủaHStrongDHDAmônVậtlýcấpTHCS;NguyễnThanh Nga [41] NC về tiến trình DHDA cho các sinh viên đại học chuyên ngành kỹ thuật và vận dụng tiến trình đó trong DHDA một số kiến thức vật lý đại cương phần “Cơ họcchấtđiểm”,“Điệntrườngvàvậtdẫn”,“Từtrườngvàcảmứngđiệntừ”.NCkhẳng định DHDA không những vận dụng trong dạy học ở cấp mầm non, tiểu học, THCS, THPT mà còn có thể được vận dụng vào dạy ở cấp đại học Qua đó, hình thành cho sinh viên NL nghề nghiệp, rèn luyện sinh viên liên hệ kiến thức với thực tiễn, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học; Lê Khoa [42] NC đã vận dụng líluậnDHDAđểxâydựnghệthốngcácchủđềDAvềsảnxuấtvàsửdụngđiệnnăng nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức NL GQVĐ, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp choHS.

Từ những NC về dạy học ƯDKT của VL được thực hiện dưới dạng DA, thì có nhiềubiếnthểcủacácgiaiđoạnthựchiệnDAkhácnhau,vìđượcsửdụngđểtổchức cho các DA ở các nội dung dạy học khác nhau Tuy nhiên tiến trình của các NC trên khôngđềcậpđếnCNgđượcsửdụngđểchếtạoTBKTtrongthựctế,chưađềcậpđến việc sử dụng và bảo dưỡng thông thường đối với những TBKT phổ biến trong đời sống, sản xuất và các giai đoạn dạy học theo các con đường dạy học ƯDKT của VL chưa rõ ràng và tách bạch giữa việc đề xuất giải pháp và thực hiện các giải pháp đã đề xuất, chưa có sự rõ ràng về các nhiệm vụ NC về TBKT và về nhiệm vụ chế tạo TBKT, điều này làm hạn chế trong việc bồi dưỡng các hành vi trong cấu trúc NL GQVĐ của HS.

Nghiên cứu về bồi dưỡng năng lực giải quyếtvấnđề

NLGQVĐlàmộttrongnhữngNLquantrọngcủaconngườimànhiềunềngiáo dụctiêntiếntrênthếgiớiđanghướngtới.VìtầmquantrọngnàymàNLGQVĐluôn được cập nhật, bổ sung trong đánh giá của Pisa [43], [44],[45].

Hình 1.3.Cập nhật, bổ sung NL GQVĐ trong đánh giá Pisa.

NLGQVĐcủangườihọcđượcquantâmtừthờicổđại,khimàcácnhàsưphạm lỗilạcnhưKhổngTử,AristotleđãđềcậpđếnkhảnăngsuyluậnvàGQVĐcủangười học [13]. Trong NC của mình, John Dewey đãkhẳngđịnh quá trìnhdạyvà học của GV đối với HScầnchú trọng pháttriểnkĩ năng GQVĐ thay vìtậptrung vào việc học thuộc lòng kiến thức[46].

Người học có nhu cầu giải quyết vấn đề (GQVĐ) khi họ làm việc trong tình huống học tập có vấn đề (VĐ) và tham gia vào hoạt động GQVĐ trong quá trình học VĐ học tập ở đây có đặc điểm: (1) VĐ đặt ra phải tương đối hấp dẫn, có tính chất tự nhiên, gần gũi với đời sống thực tế của người học - tức là VĐ có khả năng kích thích hứng thú và tính tích cực của người học trong quá trình tham gia giải quyết VĐ; (2) VĐ phải hàm chứa khó khăn và thách thức cần giải quyết - chính khó khăn, thách thức sẽ là điểm xuất phát để đặt ra câu hỏi cho VĐ và nêu lên các giả thuyết.

(3)VĐcònhàmchứa trongnótínhđộngcơ– đólàchuyểntiếpmộtcáchtựnhiêntừgiảthuyếtnàysanggiả thuyếtkhác,haytừgiaiđoạnnàysanggiaiđoạnkhácđểđiđếnkếtquảgiảiquyếtđược

VĐ[47].VĐhọctậpphảichứađựngmâuthuẫnvềnhậnthức–đólàmâuthuẫngiữatrìnhđộ kiến thức và kĩnănghiện tại đã có với yêu cầu tiếp thu kiến thức mới và kĩnăngmới,chínhmâuthuẫnvềnhậnthứcsẽthúcđẩyquátrìnhtưduyvàkíchthíchquátrìnhGQVĐ ở

Giải quyết vấn đề (GQVĐ) là quá trình xử lý nhận thức nhằm đạt được mục tiêu GQVĐ chủ yếu là quá trình khắc phục sự khác biệt giữa tình huống mong muốn và tình huống hiện tại trong một tình huống bị ảnh hưởng bởi các biến đã gặp hoặc chưa từng gặp trước đây Theo R E Mayer, GQVĐ có bốn đặc điểm chính: (1) GQVĐ là xử lý nhận thức, chỉ được bộc lộ thông qua hành vi của hoạt động; (2) GQVĐ là một quá trình liên quan đến việc biểu diễn và vận dụng kiến thức trong hệ thống nhận thức của người học; (3) GQVĐ được định hướng phù hợp với mục tiêu đã đặt ra; (4) GQVĐ mang tính cá nhân vì kiến thức và kỹ năng của người học được chia nhỏ để xác định mức độ khó của các trở ngại khi thực hiện các giải pháp.

Quá trình GQVĐ là việc tổ chức các quá trình nhận thức và hành vi hiệu quả hướngtớimộtmụctiêucụthể,cóliênquanchặtchẽđếntínhsángtạo[52].ĐểGQVĐ thì người học phải xây dựng kiến thức để khắc phục khó khăn và có thể sử dụngmột sốchiếnlượcđểloạibỏcáctìnhhuốnggâynhiễu,khôngmongmuốn[53].Quátrình GQVĐ được chia thành bốn giai đoạn [54]: (1) Cá nhân nhận diện VĐ, nghĩa là xây dựng một không gian VĐ diễn tả trạng thái ban đầu, trạng thái mục tiêu và những trạngtháiđịnhhướngphùhợpnhằmgiúpngườihọcnhậndiệnVĐ;(2)Lậpkếhoạch/

Giám sát bao gồm giai đoạn lập kế hoạch (đưa ra giải pháp giáo dục quản lý chất lượng) và giai đoạn đánh giá tính hiệu quả của giải pháp; thực hiện là người học thực hiện các hoạt động theo kế hoạch và giải pháp; điều chỉnh gồm đánh giá, sửa đổi, bổ sung giải pháp và duy trì các hoạt động nhận thức để đạt mục tiêu Quá trình giáo dục quản lý chất lượng có các bước thể hiện ở bảng 1.3 tùy vào giai đoạn và đối tượng.

Bảng 1.3.Các NC về các bước tham gia GQVĐ

Quan điểm Các bước GQVĐ

Bước 1 Bước 2 Bước 3 Bước 4 Bước 5

Nhận VĐ diện Tìm hiểu cặn kẽ những khó khăn Đưa ra một giải pháp

Thực hiệngiảiphá p Đánh hiệu việc hiện giá quả thực

Hiểu VĐ Lên kế hoạch thực hiện việc GQVĐ

Rà soátlạivà kiểmtrakết quảcủa việcGQVĐ

Kiểm tracáccáchgi ảiquyết VĐvàhệthố ng hóa kiến thức

Thăm dò và hiểu VĐ

Mô tả và hình thành VĐ

Lên kế hoạch và thực hiệnGQVĐ

O’Neil [58] Hiểu dung VĐ nội của Đưa ra chiến lượcGQVĐ

Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018 [59], NL GQVĐ vàsáng tạođượcquyđịnhlàmộttrongnhữngNLchungcầnbồidưỡngvàpháttriểnchoHS Quá trình bồi dưỡng này được thực hiện ở các môn học, các cấp học với các mức độ và yêu cầu cần đạt khác nhau Nhiều NC gần đây ở Việt Nam cũng tập trung vàobồi dưỡngNLGQVĐtiêubiểunhư[60],[61],[34],việcbồidưỡngđượcthựchiệnởcác hìnhthứctổchứcdạyhọckhácnhaunhưdạyhọcnộikhóa(ngaytrênlớphọc),ngoại khóa(bênngoàilớphọc)vớicácphươngpháptíchcựcnhưphươngphápLamap,dạy họcGQVĐ,dạyhọcƯDKTcủaVL…vàbướcđầuđạtđượcnhữngkếtquảtíchcực trong việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS Tuy nhiên, với sự bổ sung cần thiết những nội dung như đã trình bày ở mục 1.2, cấu trúc NL GQVĐ của HS khi NC DA về ƯDKT của VL cần được bổ sung và hoàn thiện để đánh giá được đầy đủ các chỉ số hành vi trong từng thành tố của NL GQVĐ.

Các vấn đề cần tiếp tụcnghiêncứu

- TrongNCDAvềƯDKTcủaVL,cầnbổsungviệctìmhiểuvềCNgCTTBKT, các yêu cầu trong sử dụng và bảo dưỡng thông thường TBKT, sự thực hiện các TN cần thiết trong giai đoạn thiết kế, chế tạo, vận hành mô hình VC – CN của TBKT VĐ đặt ra là: Cần bổ sung những nội dung trên vào tiến trình NC DA về ƯDKT của VL như thế nào để bồi dưỡng được NL GQVĐ củaHS?

- Việclàmrõràng,rànhmạchcáchoạtđộngđềxuấtgiảiphápvàthựchiệngiải pháp trong giai đoạn tìm hiểu TBKT gốc cần được thực hiện như thế nào để có tác dụng bồi dưỡng các thành tố NL GQVĐ củaHS?

- Tương ứng với sự bổ sung các nội dung trên, hoàn thiện tiến trình DHDA về ƯDKTcủaVL,cấutrúcNLGQVĐcủaHSkhiNCDAcầnđượcbổsung,hoànthiện như thếnào?

- Vận dụng tiến trình NC DAvềƯDKTcủaVL vàcấutrúc NL GQVĐcủaHS khi

NC DA đã được bổ sung và hoàn thiện vào quá trình tổ chức dạy học 2 DA

“Tủlạnhgiađình”và“ĐộngcơStirling”nhưthếnàođểbồidưỡngđượcNLGQVĐ củaHS?

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

Dạy họcdựán

Dựa trên các NC về DHDA và dựa trên những quan niệm về DHDA của [16],

[17], [19], [20], … chúng tôi đưa ra khái niệm về DHDA như sau:

DHDA là PPDH, trong đó dưới sự tổ chức, định hướng của GV, người học sẽ lĩnh hội kiến thức và phát triển NL của bản thân thông qua việc tự chủ thực hiện giải quyết một nhiệm vụ phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành, tự lập kế hoạch, thực hiện nhằm tạo ra các sản phẩm cụ thể và giới thiệuchúng.

DHDAlàdạyhọcvềsựtrảinghiệmtíchcựcnhằmchuẩnbịchoHStiếptụchọchỏi vềmộtthếgiới năng động [62].Qua đó,giúpHShìnhthànhkhảnăngtưduy trừutượngchođếnthựcthivàkiểmsoátnhiệmvụ,dùngtưduyphêphánđểkhámphácácVĐphứ ctạp;Thúcđẩysựhiểubiết,khámphákiếnthứcthật.TrongDHDA,ngườihọcđượckhám phá,đánhgiá,giảithíchvàtổnghợpthôngtintheonhữngcáchcóýnghĩavàđiềunàylàminhchứn grõràngnhấtchoviệchọcvàphảnánhsựhiểubiếtthựcsự[11].

TrongDHDAthìcácDAđượcxâydựngtừcácVĐthựctiễn,vượtquakhỏicácgiảiphápmàn gườihọcđãbiếttrướcđó,đòihỏingườihọcphảicósựnỗlựcbềnbỉtừviệcphântíchmụctiêu,đếnhìn hthànhýtưởngDAđểgiảiquyếtVĐ.MộtDAcóthể chứađựngnhiềuVĐvàngượclạimộtVĐcóthểxâydựngthànhnhiềuDA.MộtDAcóthờigianbắt đầuvàkếtthúcrõràng,cònVĐtuycóthểđượctiênđoántrước,đượckháiquátsaukhiđãxảyra,nhưn gkhócóthểnóilàhoàntoànchấmdứt[11].

Hình 2.1.Tiếp cận các vấn đề trong DA học tập.

DA học tập (Đặt người học vào các vai trò tích cực)

Bốicảnhtình huống vấn đề theo mục đích sư phạm (từ các chủ đề gắn liền thực tiễn)Sản phẩm DA;

NL, kiến thức và thái độ cần hình thành và phát triển Đầu vào của DA học tập là những chủ đề gắn liền với thực tiễn được xây dựng thành các bối cảnh chứa đựng tình huống VĐ theo mục đích sư phạm đặt ra HS sẽ trảinghiệmđóngvainhưngườigiảiquyếtVĐ,ngườiraquyếtđịnh,điềutraviênhay người viết báo cáo để thực hiện giải quyết các VĐ do DA đặt ra Kết quả đầu ra của DA không những là sản phẩm, phương thức thực hiện mà còn là NL, kiến thức và thái độ cần được hình thành và phát triển ởHS.

Hình 2.2.Đầu vào và đầu ra của DA học tập

2.1.3 Cơ sở triết học và tâm lí học củaDHDA 2.1.3.1 Cơ sở triết học củaDHDA

Cơ sở triết học của chủ nghĩa duy vật biện chứng, trong đó có hệ luận nhận thức của các PPDH nói chung và DHD nói riêng, dựa trên bốn nguyên tắc cơ bản: 1) Thế giới vật chất tồn tại khách quan, độc lập với ý thức con người; 2) Con người có khả năng nhận thức được thế giới khách quan; 3) Nhận thức là quá trình phản ánh thế giới khách quan vào não bộ con người, là quá trình tìm hiểu khách thể của chủ thể, mang tính biện chứng, tích cực, tự giác và sáng tạo; 4) Thực tiễn là cơ sở chủ yếu và trực tiếp nhất của nhận thức, là động lực, mục đích của nhận thức và là tiêu chuẩn để kiểm chứng chân lý.

Theo triết học duy vật biện chứng, nhận thức thế giới khách quan của con người diễn ra thông qua các hoạt động nhận thức, giải quyết các mâu thuẫn trong nhận thức nảy sinh từ thế giới vật chất và thực tiễn Quá trình này chính là động lực thúc đẩy sự phát triển Trong quá trình dạy học, người học tiếp thu kiến thức và hình thành năng lực thông qua các hoạt động giải quyết những mâu thuẫn nhận thức bắt nguồn từ bối cảnh thực tiễn.

Nhà triết học John Dewey đã khỏi xướng ra Phương pháp DHDA như là một PPDHtíchcực.Vớihọcthuyết“learningbydoingandexperiencing”(họcthôngqua hành động và trải nghiệm), Dewey chủ trương học tập là trải nghiệm các VĐ thực tiễn từ thế giới năng động, chứ không phải là sự tiếp nhận kiến thức một cách thụ động; Và ông chỉ ra

“Giáo dục không phải là sự chuẩn bị cho cuộc sống; Giáo dụclà chính cuộc sống”[15].

Như vậy, cơ sở triết học của DHDA là: (1) Học thông qua trải nghiệm các VĐ nhậnthứcxuấtpháttừthựctiễnlàđộnglựcchosựpháttriển;(2)Quátrìnhnhậnthức làsựthốngnhấtgiữatưduyvàhànhđộng,giữalíthuyếtvớithựchành;(3)Quátrình nhậnthứcdiễnratừchưabiếtđếnbiết,từbiếtítđếnnhiều,từchưasâusắc,chưatoàn diện đến sâu sắc và toàn diệnhơn.

2.1.3.2 Cơ sở tâm lí học củaDHDA

Lý thuyết phát triển nhận thức của J.Piaget

J Piaget cho rằng, sự phát triển nhận thức của trẻ em không chỉ là sự tiếp thu, lĩnh hội tri thức mà còn hình thành những biểu tượng về thế giới xung quanh, và sự thích nghi với môi trường sống Đó là kết quả của sự phát triển tự nhiên và việc học tập kinh nghiệm xã hội Sự phát triển nhận thức của trẻ em phát triển dần theo từng giaiđoạntươngứngvớicácgiaiđoạnpháttriểncủatrítuệ,điềunàyphảnánhsựtinh vi trong suy nghĩ của trẻ em và Piaget xác định bốn giai đoạn [64]: (1) Giai đoạn từ sơ sinh đến khoảng

2 tuổi (Giai đoạn nhạy cảm), ở giai đoạn này trẻ nhận biết thế giới chủ yếu thông qua các giác quan và vận động cơ thể; (2) Giai đoạn từ hai tuổi đếnbảytuổi(Giaiđoạntiềnvậnđộng),giaiđoạnnàyđượcđặctrưngbởisựpháttriển củangônngữvàsựxuấthiệncủatròchơibiểutượng;(3)Giaiđoạntừ7tuổiđếnxấp xỉ 11 tuổi (Giai đoạn hoạt động cụ thể), ở giai đoạn này tư duy logic đã xuất hiện, nhưng trẻ vẫn gặp khó khăn với tư duy lý thuyết và trừu tượng; (4) Giai đoạn từ 12 tuổi và đến tuổi trưởng thành (Giai đoạn hoạt động chính thức) ở giai đoạn này trẻ trở nên thành thạo hơn nhiều trong suy nghĩ trừu tượng và suyluận.

TheoJ.Piagetsựpháttriểnnhậnthứccủatrẻemlàmộttiếntrìnhthíchnghivới thế giới thông qua quátrìnhđi từ sự cân bằng đến sự mất cân bằng do xuất hiện tình huốngmới,VĐmớigâymâuthuẫnnhậnthức,rồitìmlạisựcânbằngởmứcđộnhận thứccaohơntheohìnhxoắnốcthôngquasựthíchnghidođồnghóavàđiềuứng.

TRẠNG THÁI MẤT CÂN BẰNG TRẠNG THÁI CÂN BẰNG Đồnghóa:là trẻsẽvậndụngnhữngkiếnthức,môhìnhcũđãbiếtđểnhậndiện,phân loạivàgiảiquyết các VĐ hay tình huống mới đặt ra Trong dạyhọc,đó là quátrình ngườihọc tiếp nhận các thông tin, VĐ họctập,và sử dụng những kiếnthức,kĩnăngsẵncóđểxửlícácthôngtin,VĐnhằmđạtmụctiêunhậnthức[61],[64]. Điều ứng: xảy ra khi những kiến thức, mô hình cũ đã biết, hiện có không thể giải quyết được các VĐ hay tình huống mới đặt ra, yêu cầu cần phải thay đổi, hoặc chỉnh sửa bổ sung Trong dạy học, điều ứng xảy ra khi người học vận dụng những kiến thức, kĩ năng hiện có, quen thuộc để giải quyết các VĐ học tập nhưng không thành công Lúc đó, người học cần điều chỉnh, thay đổi bổ sung các kiến thức, kĩ năng, đưa ra các giải pháp mới để có thể giải quyết các VĐ mới đặt ra Kết quả là kiến thức mới, kĩ năng mới, giải pháp mới được hình thành và bổ sung vào hệ thống kiến thức của người học [61], [64].

Tình huống mới, vấn đề mới

Hình 2.3.Lí thuyết cân bằng của J Piaget

Trong DHDA, chính những tình huống chứa đựng VĐ thực tiễn sẽ làm cho ngườihọctừtrạngtháicânbằngchuyểnsangmấtcânbằng.Ngườihọcphảivậndụng tấtcảnhữngkiếnthức,NL,kinhnghiệmsẵncóđểGQVĐdotìnhhuốngđặtra(đồng hóa) Người học sẽ đóng vai tích cực, đưa ra các giải pháp, mô hình mới nhằm thực hiệncácnhiệmvụGQVĐdoDAđềra,vàcụthểhóalàsảnphẩmcủaDA(điềuứng).

ChínhquátrìnhthựchiệnDA,ngườihọcsẽthíchnghivớihoàncảnh,tìnhhuốngcủa VĐ, qua đó sẽ hình thành nên kiến thức mới, phát triển NL và đạt tới trạng thái cân bằng mới ở mức nhận thức caohơn. Đồng hóa, Điều ứng

TRÊN VÙNG PHÁT TRIỂN GẦN

(Không thể hoàn thành nhiệm vụ dù có sự hỗ trợ)

(Có thể hoàn thành nhiệm vụ khi có sự hỗ trợ)

VÙNG PHÁT TRIỂN HIỆN TẠI

(Những nhiệm vụ có thể hoàn thành không cần hỗ trợ)

Sự tác động, định hướng không có ýnghĩa

Sự tác động, định hướng không có ý nghĩa

Sự tác động, định hướng có ý nghĩa

Lý thuyết vùng phát triển gần của Lev Vygotsky(1978)

Trongsựpháttriển củatâmlí học hiệnđại,có líthuyết “Vùngphát triểngần”doVygotskyđềxuất.Ôngchorằng, mỗi trẻemđềucóhai vùngpháttriển: (1) Vùng pháttriểnhiệntại–vùngmàởđócácchứcnăngtâmlíđãchínmuồi,vàtrẻcóthểgiảiquyết cácnhiệmvụmàkhôngcầnsựtrợgiúptừbênngoài;(2)Vùngpháttriểngần-vùngmàở đócác chức năng tâmlíđangtrưởng thành,vàtrẻ chỉ hoànthànhnhiệmvụkhi cósựtrợ giúphoặc hợp tác với ngườicóhiểu biết caohơn Hai vùngthểhiệnmức độpháttriển khácnhau nhưng luônvậnđộngvàphát triểncùngnhau,người học phảiluônnỗlựctraodồikiếnthức,kinhnghiệm,kĩnăngđểbiếnvùngpháttriểngầnthànhvùngphát triển hiệntạivà đểxuất hiệnvùngphát triểngần tiếptheo nhưlàmộthìnhxoắnốccủa sự pháttriểnvềnhậnthức Do đó, giảng dạy tốt là phải đitrướcsự pháttriển,tứclàtrẻ em sẽ pháttriểntrítuệ, biết cáchtư duy và hìnhthành hànhvithôngquaquátrìnhhoạtđộngGQVĐtrongvùngpháttriểngầncủabảnthân[65].

Hình 2.4.Lí thuyết vùng phát triển gần của Lev Vygotsky

Như vậy, theo lí thuyết của Vygotsky, trong giáo dục khi người thầy tác động, định hướng lên vùng phát triển hiện tại của người học (dạy học những kiến thức HS đã biết, rèn luyện những kĩ năng HS đã có), hay lên trên vùng phát triển gần (dạy nhữngkiếnthứcquátầmlứatuổiHS,đưaranhữngVĐquásứcHS,rènluyệnnhững kĩ năng quá mức độ nhận thức và phát triển của người học) thì việc học sẽ không có ýnghĩa.Việcdạyvàhọcthựcsựcóýnghĩavàtạođiềukiệnpháttriểnnhậnthức,NL người học khi sự tác động, định hướng của người thầy lên đúng vùng phát triểngần

V ù n g ph át tr iể n n h ận th ứ c củ a n gư ời h ọc

XÁC ĐỊNH CHỦ ĐỀ DỰ ÁN

LẬP KẾ HOẠCH DỰ ÁN

THỰC HIỆN DỰ ÁN ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN củangườihọc(dạyhọccáckiếnthứcphùhợp,rènluyệncáckĩnăngvớicácmứcđộ phùhợpvớiđốitượngHS),khiđóngườihọcmớicóbướcnhảyvọttrongnhậnthức Do vậy, thách thức của các nhà giáo dục là phải xác định được các kĩ năng sắp hình thành cho

HS và định hướng, hỗ trợ cần thiết vào đúng thời điểm, đúng mứcđộ.

Trong quá trình dạy học Đọc hiểu đại học, việc lựa chọn chủ đề, tình huống có vấn đề gần gũi với thực tiễn, phù hợp với trình độ nhận thức của người học là điều giáo viên cần chú ý Đặc biệt, cách xây dựng các nhiệm vụ cho các hoạt động với nhiều mức độ khác nhau, đáp ứng trình độ nhận thức của từng học sinh khác nhau, cũng như cách chọn đúng thời điểm để định hướng hoạt động nhận thức của người học, là hết sức quan trọng vì như thế sẽ tạo điều kiện phát triển tư duy, nhận thức và năng lực của người học.

2.1.4 Các giai đoạn của tiến trìnhDHDA

Dạyhọcứngdụngkĩthuậtcủavậtlítheotiếntrìnhdạyhọcgiảiquyếtvấnđề.25 1 Tiếntrìnhdạyhọcgiảiquyếtvấnđềkhinghiêncứuứngdụngkĩthuậtcủavậtlí

- ƯDKTcủaVLđượchiểulàtấtcảcácphươngtiệnvậtchất(thiếtbị,máymóc) cótínhnăng,tácdụngnhấtđịnhdoconngườichếtạovàsửdụngnhằmthỏamãncác yêu cầu xác định của mình (đáp ứng được những nhu cầu nhất định, giải quyết được một nhiệm vụ cụ thể nào đó trong sản xuất và đời sống) mà NTHĐ của chúng dựa trên các kiến thức (các khái niệm, định luật, nguyên tắc) VL [33], [67],[68].

- ƯDKTcủaVLlàmộttrongnhữngnộidungdạyhọcVLởtrườngphổthông.Dạy họcƯDKTcủaVL,vềcơbảnđượcthựchiệntheomộttronghaiconđường(mục1.2).

VL thực chất là sự vận dụng phương pháp dạy học GQVĐ Ứng với dạy học theo từng con đường thì VĐ cần giải quyết là khác nhau và vì vậy, giải pháp để GQVĐ nói chung và mục đích sử dụng, cách thức sử dụng TB TN (mô hình VC – CN của TBKT) cũng có nét khácnhau.

2.2.2 Dạy học ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo con đường1

- Mặc dù con đường2dạyhọcƯDKTcủa VL có tác dụng lớn đối vớiviệc phát triểnNLsángtạo của HS,nhưngđối với cácTBKTcócấu tạo phứctạp,việc yêu cầu HSngaytừđầuthiếtkế,chếtạodùchỉlàmôhìnhvềNTCT,hoạtđộngcủachúnglàđòihỏicao,qu ákhóđốivớiHSnêndạyhọccácƯDKTnàythườngtheoconđường1.

Ngoài ra, nhiều TBKT được đề cập trong dạy học VL ở trường phổ thông hiện đang được sử dụng phổ biến trong đời sống nên việc NC TBKT nên bắt đầu từ việc tìm hiểu bản thân các TBKT đó, nghĩa là nên theo con đường 1 của dạy học ƯDKT.

Để nghiên cứu thiết bị kỹ thuật theo phương pháp 1 hiệu quả, học sinh cần bắt đầu bằng việc tìm hiểu bản thân thiết bị Thông qua quan sát trực tiếp, tài liệu giấy và nguồn tài nguyên trực tuyến, học sinh có thể nắm rõ cấu tạo, hoạt động và sự liên kết giữa các bộ phận cấu thành Quá trình này không chỉ giúp học sinh nhận biết chức năng cụ thể của từng bộ phận mà còn bồi dưỡng tư duy phân tích tổng hợp, hỗ trợ đáng kể cho việc nghiên cứu thiết bị kỹ thuật chuyên sâu.

ViệcpháthiệnđượccácmốiliênhệVLẩnchứatrongTBKT,xácđịnhcáckiến thức đã biết và cách thức vận dụng các kiến thức này để giải thích được NTHĐ của TBKT có tác dụng bồi dưỡng NL vận dụng các kiến thức đã biết vào trong các tình huống thực tiễn cụ thể. Ngoài ra, quá trình NC ƯDKT của VL theo con đường 1 tạo nhiềucơhộiđểpháttriểnNLGQVĐcủaHSởgiaiđoạnthiếtkế,chếtạovàvậnhành mô hình VC –

Dạy học dự án về ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo tiến trình dạyhọc giải quyếtvấnđề

ỨDKT của VL được thể hiện cụ thể trong DHDA dạy học VL ở trường phổ thông thông qua các sản phẩm do HS tạo ra là báo cáo về bản thân TBKT, giải thích NTHĐ của TBKT và các mô hình VC – CN của TBKT (ví dụ: mô hình về ƯDKT của dòng điện Phu cô: mô hình phanh điện từ, tốc kế, bếp điện từ) hoặc chính là các TBKT đơn giản, có kèm theo bản thuyết minh về chúng (ví dụ: các thiết bị nhiệt đơn giản sử dụng năng lượng mặt trời).

TừtiếntrìnhNCDAnóichungvàtiếntrìnhNCƯDKTcủaVLtheoconđường 1 có sự bổ sung hợp lí một số nội dung cần NC (như đã phân tích ở mục 1.2), tiến trình NC DA về ƯDKT của VL diễn ra theo các giai đoạnsau:

1 Xác định chủ đề củaDA

1.1 Lựa chọn, xác định TBKT được sử dụng trong thực tế sản xuất, đời sốngcần tìmhiểu

1.2 Xác định chức năng (nhiệm vụ) của TBKTnày

2 Xác định và thực hiện nhiệm vụ 1 (các vấn đề 1,2,3,4 cần giảiquyết)

2.1 Xác định nhiệmvụ1cần thựchiện(cácVĐ1,2,3,4cầngiải quyết)trongDATìm hiểu xem TBKT được chế tạo dựa trên CNg nào, có cấu tạo và hoạt độngnhư thế nào mà đáp ứng được chức năng đó Xác định các kiến thức phù hợp và vận dụng chúng để giải thích NTHĐ của TBKT Các VĐ cần giảiquyết:

- VĐ 1:Những CNg nào được sử dụng để chế tạo TBKT có chức năng trên? Ưu điểm, nhược điểm, khả năng sử dụng (khi nào sử dụng) từng CNg trong việcchế tạo TBKT? Từ đó, lựa chọn các CNg để đi sâu NC trongDA.

- VĐ 3:Cần vận dụng những kiến thức đã biết nào và vận dụng chúng như thế nào để giải thích NTHĐ củaTBKT?

- VĐ 4:Đối với TBKT được sử dụng phổ biến trong đời sống, việc sử dụng và bảo dưỡng thông thường cần tuân theo những yêu cầu nào? Vìsao?

2.2 Lập kế hoạch thực hiện nhiệm vụ 1 củaDA

- Tìmkiếm,thuthậpcácthôngtinvềTBKTđểgiảiquyếtcácVĐ1,2,4thôngqua cáctàiliệuđềcậpvềTBKTtrêninternet,tìmkiếmvàNCcáctàiliệuin,trongđó cócatalogvềTBKT,tìmhiểutrựctiếpTBKT(nếuthựchiệnđượcvàkhitìmhiểu trựctiếpđượcTBKT,nếuđượcthìtháorờidầncácchitiếtcủatừngbộphậncủa

- ĐểgiảiquyếtVĐ3,cầnphântíchcácthôngtinvềcấutạo,hoạtđộngcủaTBKT (các bộ phận chính, cấu tạo và chức năng của từng bộ phận chính, mối liên kết giữa các bộ phận này trong việc tạo ra quá trình hoạt động của TBKT khi TBKT vận hành (xác định được tác động ở đầu vào, kết quả thu được ở đầu ra) Từ đó, phát hiện ra những mối liên hệ có tính quy luật (các định luật, nguyên lí …) đã biếtẩnchứatrongTBKT,giúpgiảithíchđượcNTHĐcủaTBKT(tạisaođầuvào thế này, nhờ cấu tạo như vậy, TBKT lại cho đầu ra nhưthế?).

2.2.2 Lập kế hoạch chi tiết thực hiện nhiệm vụ 1 của DA theo các giải pháp đãđề xuất để giải quyết cácVĐ

Để tìm hiểu thiết bị kỹ thuật (TBKT), cần phân công nhiệm vụ thu thập dữ liệu trực tiếp (khi có thể) hoặc tìm kiếm tài liệu in và trực tuyến, bao gồm cả catalog về TBKT Việc tìm hiểu trực tiếp TBKT cho phép xác định cấu tạo và chức năng của từng bộ phận, trong khi tài liệu giúp bổ sung thông tin và xác thực dữ liệu thu được từ quan sát trực tiếp.

- Dự kiến thời gian thảo luận, phân tích các thông tin đã thu được từ các nguồn khác nhau để xây dựng báo cáo về các CNg được sử dụng trong chế tạo TBKT, cấu tạo và hoạt động của TBKT ứng với từng CNg đã được lựa chọn NC, có các sơ đồ, hình ảnh kèmtheo.

2.2.3 Thực hiện các cách đã đề xuất để thực hiện nhiệm vụ 1 (các giải pháp đãđề xuất để giải quyết các VĐ1,2,3,4)

Để giải quyết các vấn đề 1, 2, 3, 4, cần triển khai các giải pháp đã đề xuất Khi tìm hiểu cấu tạo thiết bị kỹ thuật tương ứng với công nghệ đã nghiên cứu, có thể phác thảo hình vẽ bổ dọc, bổ ngang thiết bị kỹ thuật để làm rõ cấu tạo của chúng.

- Xâydựngbáocáo(dướidạngpowerpoint,banner,…)vềchứcnăngcủaTBKT, các CNg đã được lựa chọn; Cấu tạo, hoạt động của TBKT ứng với từng CNg đã đượclựachọnNC;GiảithíchNTHĐcủaTBKT;Cácyêucầukhisửdụngvàbảo dưỡng thông thường TBKT; Báo cáo có các bản vẽ về NTCT và HĐ củaTBKT.

3 Xác định và thực hiện nhiệm vụ 2 (các vấn đề 5,6 cần giảiquyết)

3.1 Xác định nhiệm vụ 2 cần thực hiện (các VĐ 5,6 cần giải quyết) trong

DAChế tạo và vận hành các mô hình VC – CN của TBKT ứng với từng CNg đã lựachọn NC để minh họa NTHĐ của TBKT Các VĐ cần giảiquyết:

-VĐ 5:Mô hình VC – CN của TBKT ứng với từng CNg đã lựa chọn NC cần có cấutạonhưthếnào(gồmcácbộphậnnào,cácbộphậnliênkếtvớinhaunhưthế nào) và được vận hành như thế nào để minh họa được NTHĐ củaTBKT?

Thí nghiệm 6: Thực hiện các thí nghiệm sau với mô hình vận chuyển chủ động - vận chuyển thụ động của tế bào thực vật nhằm minh họa nguyên tắc vận chuyển chủ động của tế bào thực vật Mỗi thí nghiệm có mục đích khác nhau, đòi hỏi các dụng cụ bổ sung, các bước tiến hành và cách thu thập, xử lý số liệu định tính, định lượng thu được.

TN để rút ra kếtluận).

Việc thiết kế mô hình vòng đời (VC) - chu trình sống (CN) của thiết bị kỹ thuật tương ứng với công nghệ (CNg) đã được lựa chọn nghiên cứu để chế tạo đóng vai trò quan trọng trong giải quyết vấn đề 5 Mô hình này bao gồm các bộ phận tượng trưng cho cấu kiện chính của thiết bị kỹ thuật (về chất liệu, kích thước), cách liên kết giữa các bộ phận và cách thức vận hành.

Để giải quyết vấn đề số 6, cần tiến hành thiết kế các phương án thí nghiệm định tính và định lượng theo từng mô hình minh họa nguyên tắc hoạt động của thiết bị kỹ thuật (bao gồm mục đích thí nghiệm, các dụng cụ cần thiết, nhất là dụng cụ đo cần dùng thêm, các bước tiến hành thí nghiệm, cách thu thập và xử lý các dữ liệu định tính và định lượng thu được trong thí nghiệm để đưa ra kết luận).

3.2.2 Lập kế hoạch chi tiết thực hiện nhiệm vụ 2 của DA theo các giải pháp đã đềxuất để giải quyết cácVĐ

- Dựkiến thời gian thảo luậncác bảnphác thảomôhìnhVC–CNcủa TBKTđãthiếtkếvàlựachọnbảnphácthảocótínhkhảthiđểsửdụngchoviệcchếtạomôhình.

- Phâncôngnhiệmvụcácthànhviêntìmkiếm,giacôngcácvậtliệuđểchếtạocác bộ phận và nối kết các bộ phận của TBKT.

- Dự kiến thời gian thực hiện các phương án TN định tính và định lượng với mô hình TBKT đã chế tạo và xây dựng bản thuyết minh có bản vẽ về mô hình, về các TNđượctiếnhànhvớimôhình(mụcđíchTN,cácbướctiếnhànhTN,kếtquảTN).

3.2.3 Thực hiện các cách đã đề xuất để thực hiện nhiệm vụ 2 (các giải pháp đã đềxuất để giải quyết các VĐ5,6)

- Chế tạo các mô hình VC – CN của TBKT theo các bản vẽ đã phácthảo.

Để minh họa cho nguyên tắc hoạt động của thiết bị kỹ thuật, các mô hình được vận hành và các thí nghiệm dự kiến được tiến hành Trong quá trình chế tạo và vận hành mô hình, có thể có những điều chỉnh đối với các bộ phận và sự liên kết giữa các bộ phận so với thiết kế ban đầu để nâng cao chất lượng mô hình và giúp mô hình hoạt động hiệu quả hơn.

Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học dự án vềứng dụng kĩ thuật củavậtlí

2.4.1 Khái niệm về năng lực, năng lực giải quyết vấnđề

Khi NC về khái niệm NL, các nhà khoa học tiếp cận dưới nhiều góc độ khác nhau,nhiềulĩnhvựckhácnhaunêncácquanniệmvềNLcũngrấtlàphongphú.Tiêu biểu như: Roegiers (2000) [70]; F E Weinert (2001) [71]; Denyse Tremblay (2002) [72]; hay Chương trình Giáo dục Trung học bang Quesbec, Canada (2004) [73]; Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế thế giới (OECD) [74] Mặc dù các quan niệm về khái niệm NL khác nhau, nhưng chúng đều có hai đặc điểm chung: (1) NL được bộc lộ qua hoạt động (hành động, công việc) nhằm đáp ứng những yêu cầu cụ thể trong bối cảnh cụ thể; (2) Đảm bảo tính

“hiệu quả”, “thành công” hoặc “chất lượng cao” của hoạt động[75].

Kế thừa những quan điểm đó, chương trình tổng thể 2018 đã đưa ra định nghĩa rõ ràng về NL Và trong luận án này, chúng tôi sử dụng định nghĩa đó, cụ thể:“NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thực hiện thành công một loạihoạtđộngnhấtđịnh,đạtkếtquảmongmuốntrongnhữngđiềukiệncụthể”[59].

Khái niệm về NL GQVĐ

NL GQVĐ là một trong những NL cốt lõi thuộc nhóm NL chung, cần thiếtcho mỗi con người trong quá trình sống, học tập và lao động trong xãhội. Để có NL GQVĐ thì cá nhân phải tham gia vào các hoạt động GQVĐ, đó là quátrìnhxửlínhậnthứcnhằmđạtđượcmộtmụctiêukhikhôngcóphươngphápgiải quyết nào rõ ràng đối với người GQVĐ [49] Để GQVĐ, chủ thể cần huy động trí nhớ, tri giác, lí luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ niềm tin ở NL bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế[76].

Trong luận án này chúng tôi quan niệm: “NL GQVĐ là thuộc tính của cá nhân mà khi tham gia vào quá trình nhận thức có khả năng phát hiện ra VĐ cần giải quyết và biết vận dụng các kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm của bản thân để GQVĐ trong các tình huống thực tiễn và sẵn sàng hành động để giải quyết tốt các VĐ đặt ra”.

2.4.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề trong nghiên cứu dự án về ứng dụng kĩ thuật của vậtlí Để có thể đề xuất được cấu trúc NL GQVĐ thì cần dựa vào các giai đoạn của quátrìnhGQVĐcủangườihọc.TheocácNCcủa[47],[54],[55],[56],[57],[58],… thì quá trình GQVĐ có các giai đoạn sau: (1) Tìm hiểu VĐ; (2) Đề xuất giải pháp GQVĐ; (3) Thực hiện giải pháp GQVĐ; (4) Đánh giá hiệu quả thựchiện.

Xuất phát từ định nghĩa về NLGQVĐ và tiến trình GQVĐ của HS khi tham gia DA về ƯDKT của VL, nghiên cứu này xác định bốn hợp phần thành tố của NLGQVĐ trong NC DA về ƯDKT của VL: (1) Phát hiện các VĐ cần giải quyết; (2) Đề xuất các giải pháp giải quyết các VĐ; (3) Thực hiện các giải pháp để giải quyết các VĐ; (4) Báo cáo và đánh giá quá trình giải quyết các VĐ.

Phát hiện các VĐ cần giải quyết: Xuất phát từ tình huống tìm hiểu chức năng

(nhiệm vụ) của TBKT, người học sẽ bộc lộ các hành vi phát hiện VĐ cần giải quyết về: CNg được sử dụng để chế tạo TBKT; Cấu tạo vàhoạtđộng của TBKT theo CNg đượcsửdụngđểchếtạo;Nhữngyêucầuvềviệcsửdụngvàbảodưỡngthôngthường TBKT được sử dụng phổ biến trong đời sống; Giải thích NTHĐ của TBKT Từđótrình bày VĐ cần giảiquyết. Đềxuấtgiảipháp:Quá trìnhđềxuấtgiảiphápcủangườihọcđượcbiểuhiệnqua các hành vi xác định các nguồn thông tin phù hợp vàcáchthức thu thập thông tin từ cácnguồnđãxácđịnhđểchếbiếncácthôngtinnhằmgiảiquyếtcácVĐ.Từcácthông tin đã tìm kiếm được, người học sẽ xác định các kiến thức cần thiết và phối hợp cáckiếnthức để giải thíchNTHĐ của TBKT và những yêu cầu khi sử dụng, bảo dưỡng thôngthườngTBKT(nếulànhữngTBKTđượcsửdụngrộngrãitrongthựctế).

Nhiệm vụ 1:Tìm hiểu TBKT

1 Pháthiện các VĐ cần giải quyết

PH1.1.Phát hiện cácVĐcầngiải quyếttừchứcnăng (nhiệmvụ) củaTBKTtrongthựctếvề:CNđượcsửdụngđể chếtạoTBKT (VĐ 1);Cấutạovàhoạt độngcủaTBKT theoCNđượcsửdụngđểchế tạo (VĐ2); NhữngyêucầuvềviệcsửdụngvàbảodưỡngthôngthườngTBKTđượcsửdụngp hổbiếntrongđờisống(VĐ3);GiảithíchNTHĐcủaTBKT(VĐ4).PH1.2.Phátb iểucácVĐ(VĐ1,2,3,4)cầngiảiquyếtdướidạngcâuhỏi Cụ thể:

- VĐ 1: Những CN nào được sử dụng để chế tạo TBKT có chức năng trên? Ưu điểm, nhược điểm, khả năng sử dụng (khi nào sử dụng) từng

CN trong việc chế tạo TBKT? Từ đó, lựa chọn các CN để đi sâu NC trongDA.

- VĐ 2:Ứng vớitừngCN đãđược lựachọnNC,

- VĐ3:ĐốivớiTBKTđượcsửdụngphổbiếntrongđờisống,việcsửdụngvàbảod ưỡngthôngthườngcầntuântheonhữngyêucầunào?Vìsao?

- VĐ 4: Cần vận dụng những kiến thức đã biết nào và vận dụng chúng như thế nào để giải thích NTHĐ củaTBKT?

2 Đề xuất các giảipháp giải quyết các VĐ

3 Thực hiện các giảiphápđể giảiquyết các VĐ

TH 3.1.Tìm kiếm các nguồn thông tin phù hợp.

TH 3.2.Thực hiện các cách thu thập thông tin cần thiết từ các nguồn đã tìm được.

TH 3.3.Chế biến các thông tin đã thu thập để giải quyết các VĐ.

TH 3.4.Giải thích NTHĐ của TBKT.

TH3.5.Giảithíchcácyêu cầu khisửdụngvàbảodưỡngthôngthường TBKT. ĐX 2.1.Xác định các nguồn thông tin phù hợp (trực tiếp với TBKT, catalog về TBKT, các tài liệu đề cập về TBKT trên internet). ĐX 2.2.Đề xuất cách thức thu thập thông tin cần thiết từ các nguồn.ĐX 2.3.Đề xuất cách chế biến các thông tin đã thu thập từ các nguồn để giải quyết cácVĐ. ĐX 2.4.Xác định các kiến thức đã biết và cách vận dụng phối hợp các kiến thức này để giải thích NTHĐ của TBKT. ĐX 2.5.Xác định các kiến thức đã biết và cách vận dụng phối hợp các kiến thức này để giải thích các yêu cầu khi sử dụng và bảo dưỡng thông thường TBKT.

Nhiệm vụ 2:Chế tạo và vận hành mô hình VC – CN của TBKT

1 Pháthiện các VĐ cần giải quyết

PH1.1’.PháthiệncácVĐmớicầngiảiquyếtliênquanđếnviệc:Chếtạo,vậnhành mô hình VC - CN của TBKT theo CN đã được lựa chọn NC (VĐ 5); Xác định và thực hiện các TN cần thiết với mô hình đã chế tạo để minh họa NTHĐ của TBKT (VĐ6).

PH1.2’.PhátbiểucácVĐmới(VĐ 5,6)cầngiảiquyếtdướidạngcâuhỏi.Cụthể:

Mô hình VC-CN của TBKT mô tả ứng dụng của TBKT vào từng CN cụ thể Các NC cần có cấu tạo rõ ràng, xác định các bộ phận cấu thành và cách liên kết giữa chúng Việc vận hành NC phải minh họa được NTHĐ của TBKT, tức là khả năng xử lý thông tin, điều khiển và tự động hóa các quá trình trong CN.

- VĐ 6: Cần thực hiện những TN nào với mô hình VC – CN của TBKT để minh họa NTHĐ của TBKT? (Mục đích của từng TN, các dụng cụ cầndùngthêm,cácbướctiếnhànhTN,cáchthuthậpvàxửlícácdữliệu định tính và định lượng thu được trong TN để rút ra kếtluận).

2 Đềxuất các giảiphápgiải quyết cácVĐ ĐX 2.6.Thiết kế mô hình VC – CN của TBKT (bản vẽ chi tiết): các bộ phậncủamôhình(chấtliệu,kíchthướccủatừngbộphận);cáchliênkết các bộ phận để minh họa NTCT, NTHĐ củaTBKT. ĐX 2.7.Lựa chọn bản thiết kế mô hình VC – CN của TBKT. ĐX 2.8.Xác định các TN cần tiến hành với mô hình. ĐX2.9.ThiếtkếphươngántừngTNcầnthựchiệnvớimôhình(mụcđích

TN,bộphậncầndùngthêm,cácbướctiếnhànhTN,xácđịnhcácdữliệu TN định tính và định lượng cần thu thập,cáchxử lícácdữ liệu thuđược để đi tới kếtquả).

3 Thực hiện các giảiphápđể giảiquyết các VĐ

TH3.6.ChếtạovàvậnhànhmôhìnhVC–CNtheobảnthiếtkếđãlựachọn.TH 3.7.Phát hiện những VĐ kĩ thuật và có những chỉnh sửa, cải tiến môhìnhVC–CNcủaTBKTtrongquátrìnhchếtạo,vậnhànhmôhình.TH

3.8.Thực hiện các TN đã xác định theo phương án đã thiết kế để thu thập các dữ liệu cầnthiết.

TH 3.9.Xử lí các dữ liệu để đi tới kết luận.

Xây dựng các sản phẩm của quá trình giải quyết các VĐ

TH3.10.Viếtbáo cáovềchức năng,cácCN,cấutạo, hoạt độngcủaTBKTứng vớitừngCN đãlựachọn,các yêu cầu khisửdụngvàbảodưỡng thông thường TBKTvàgiải thíchNTHĐcủa TBKTcó các bảnvẽkèmtheo.

TH3.11.Xâydựngbảnthuyếtminhvề môhình TBKTvà vềcácTNđượcthựchiện vớimôhình(mục đích TN,cácbước tiến hành TN, kếtquảTN).

4 Báo cáovàđánh giá quá trình giải quyết cácVĐ ĐG 4.1.Báo cáo quá trình giải quyết các VĐ và các sản phẩm NC. ĐG 4.2.Trao đổi, thảo luận, đánh giá các quá trình GQVĐ. ĐG 4.3.Đề xuất các giải pháp tiếp tục cải tiến, hoàn thiện các mô hình

Hình 2.7.Cấu trúc NL GQVĐ trong NC DA về ƯDKT của VL

Thựchiệngiảipháp:Quá trìnhthựchiệngiảiphápđượcbộclộquacáchngười họcdựavàokếhoạch,thựchiệncácgiảiphápđãđềxuấtđểgiảiquyếtcácVĐ.Hành vi về thu thập các thông tin liên quan đến từng CNg được sử dụng để chế tạoTBKT, xác định cấu tạo – NTHĐ của TBKT tương ứng với CNg được sử dụng để chế tạo TBKTtrongthựctếsẽđượcbiểuhiện.Ngoàira,ngườihọcsẽcónhữnghànhvibiểu hiệncụthểvềviệcsửdụngcácthôngtin,kiếnthứcthuthậpđượcđểgiảithíchNTHĐ vànhữngyêucầukhisửdụng,bảodưỡngthôngthườngTBKT(nếulànhữngTBKT được sử dụng rộng rải trong thựctế).

Từ kết quả giải quyết các VĐ trên, một cách tự nhiên HS sẽ phát hiện VĐ mới cần giải quyết đó là chế tạo và vận hành các mô hình VC – CN của TBKT ứng với từngCNgđãlựachọnNCđểminhhọaNTHĐcủaTBKT.Từđây,biểuhiệnvềhành viGQVĐcủaHSsẽđượclậplạiởcácthànhtố PháthiệncácVĐcầngiảiquyết ; Đềxuấtgiải pháp ; Thực hiện giảipháp

Phát hiện các VĐ cần giải quyết: Người học sẽ bộc lộ các hành vi phát hiện

Khảo sát thực tế dạy học dự án về ứng dụng kĩ thuật của vật lí nhằm bồidưỡng năng lực giải quyết vấn đề củahọcsinh

dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của họcsinh

Nhằm tìm hiểu thực trạng dạy học các kiến thức NĐLH trong chương trìnhVL phổ thông, những thuận lợi và khó khăn trong việc dạy học nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS, để từ đó đưa ra một số biện pháp nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trong dạy học ƯDKT các kiến thứcNĐLH.

+ Tìm hiểu PPDH các kiến thức “NĐLH”;

+ Tìm hiểu về việc sử dụng các TBTN trong quá trình dạy học;

+ Tìm hiểu thực trạng về TB trong phòng TN ở trường phổ thông;

+ Tìm hiểu về việc dạy học nhằm phát triển NL GQVĐ của HS;

+ Tìm hiểu về mức độ đạt được về các chỉ số hành vi trong khung NL GQVĐ của HS.

Nghiên cứu này điều tra mức độ đạt được các chỉ số hành vi NL GQVĐ và mức độ tham gia các hoạt động dạy học tích cực (HĐDHTDC) của học sinh Chỉ số NL GQVĐ phản ánh năng lực tự chủ, tự học và sáng tạo của học sinh, trong khi HĐDHTDC bao gồm các hình thức học tập chủ động, hợp tác và trải nghiệm thực hành Bằng cách đánh giá cả hai khía cạnh này, nghiên cứu này cung cấp thông tin chi tiết về sự tham gia và thành tích tổng thể của học sinh trong quá trình học tập.

2.5.2 Phương pháp và đối tượng khảosát

 Phương pháp khảosát Đối với GV và trường học:Phát phiếu khảo sát cho GV; Phỏng vấn trực tiếp chuyên sâu 02 GV có thâm niên và kinh nghiệm trong dạy học; Tham quan phòng

TN thực hành bộ môn VL ở trường THPT.

GV 1GV 2GV 3GV 4GV 5GV 6GV 7GV 8GV 9GV 10

PHẦN A Đối với HS:Phát phiếu khảo sát cho HS; Phỏng vấn trực tiếp chuyên sâu 02 em

- 10 GV dạy học môn VL ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh BìnhĐịnh;

- 153 HS (90 nam, 63 nữ) ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh BìnhĐịnh.

2.5.3 Phân tích kết quả khảosát

Quá trình khảo sát diễn ra từ ngày: 14/10/2019 đến 25/10/2019

Nội dung khảo sát GV được chia thành 03 phần kết quả cụ thể như sau:

- Đa phần phương pháp GV sử dụng khi dạy học kiến thức NĐLH ở trường THPT là diễn giải, thông báo (7 GV), 3 GV còn lại là dạy học phát hiện vàGQVĐ;

- 100% GV không sử dụng TN vì nhà trường không được trang bị TBTN về nội dung kiến thứcNĐLH.

- ViệcyêucầuHSchếtạoTBTNcũnghạnchếdođặcthùvịtrínộidungkiến thức trong chương trình (HS đã thi trước khi học những nội dung kiến thức này). NhữngTNGVyêucầuHSthựchiệnchủyếulànhữngbàitậptìmhiểuứngdụngcác máy nhiệt trong đờisống.

- CácbàitậpTNđượcsửdụngởđâychínhlànhữngbàitậptínhtoáncóliên quan đến ĐCN, mục đích sử dụng các bài tập này nhằm giúp HS củng cố kiến thức, và có sự gắn liền kiến thức với thựctiễn.

Hình 2.11.Đồ thị thể hiện mức độ về thực trạng dạy họccác kiến thức “NĐLH” ở trường THPT

GV 1GV 2GV 3GV 4GV 5GV 6GV 7GV 8GV 9GV 10

PHẦN B:Tìm hiểu về việc dạy học nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

(6 GV) và qua quá trình NC chương trình tổng thể 2018 (4GV).

- Phương pháp GV sử dụng nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS là dạy học theo chủ đề (7 GV), nguyên nhân là do Sở GD-DDT tỉnh Bình Định yêu cầu GVcác trườngTHPTtrongtoàntỉnhbiênsoạnkếhoạchbàidạytheochủđề(ápdụngtừnăm 2019) Ngoài ra, một số GV cũng thường tổ chức ngoại khóa VL (3 GV) vì GV và HScùnglàmđềtàiNCkhoahọc,haylàmsángkiếnkinhnghiệmtrongquátrìnhdạy vàhọc.

- ĐaphầnGVchưacókinhnghiệmtrongviệcđánhgiáNLnóichungvàNL GQVĐ nói riêng của người học Sau khi kết thúc chủ đề bài dạy, hay chương môn học,GVchỉđánhgiáquabàikiểmtranhằmnhậnbiếtmứcđộhiểuvàvậndụngkiến thức của HS về chủ đề hay chương môn họcđó.

- Những khó khăn GV đưa ra trong quá trìnhdạyhọc nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS là: Chưa có kinh nghiệm trong việc tổ chức dạy học bồi dưỡng NL HS; Không đủ thời gian để thực hiện việc dạy học nhằm bồi dưỡng NL người học; Thiếu trang TB, cơ sở vật chất khi thực hiện; Và việc dạy học nhằm bồi dưỡng NL không thiết thực vì không cung cấp đủ kiến thức để HS thicử.

Hình 2.12.Đồ thị thể hiện mức độ về việc sử dụng các PPDH nhằm bồi dưỡng

Câu 10Câu 11Câu 12Câu 13Câu 14Câu 15Câu 16Câu 17Câu 18Câu 19Câu 20Câu 21Câu 22

PHẦN C:Tìm hiểu về mức độ đạt được các chỉ số hành vi trong khung NL GQVĐ của HS

- Đa phần mức độ đạt được ở các chỉ số hành vi về NL GQVĐ của HS theo

GV là thấp Mức 2 đạt được ở các hành vi: Thu thập thông tin liên quan đến VĐ (7

GV); Xác định các kiến thức liên quan cần sử dụng để GQVĐ (5 GV); Đề xuất giải pháp GQVĐ (7 GV); Lựa chọn giải pháp (6 GV); Thực hiện giải pháp từ kế hoạch xâydựng(5GV);TrìnhbàykếtquảGQVĐvàrútrakiếnthứcthunhậnđược(7GV).

- ĐặcbiệtHSđạtđượcmứcđộ3ởhànhvi:TrìnhbàykếtquảGQVĐvàrútra kiến thức thu nhận được(1GV).

Hình 2.13.Đồ thị thể hiện mức độđạt được các chỉsốhànhvitrong khungNLGQVĐcủa HS

Hình 2.14.HS các trường và giới tính các em trong quá trình khảo sát

HS tham gia khảo sát được lựa chọn từ các trường trên địa bàn tỉnh Bình Định. Trong 153 em có 90 nữ (chiếm 58,8%), 63 nam (chiếm 63%).

Nội dung khảo sát HS được chia thành 02 phần kết quả cụ thể như sau:

PHẦN A:Tìm hiểu về mức độ đạt được các chỉ số hành vi trong khung NL

Hình 2.15.Đo hệ số Cronbach’s Alpha nhằm xác định giá trị thang đo

- Bộ câu hỏi vềmức độđạtđượccác chỉsố hành vitrong khungNLGQVĐ củaHScóhệsốCronbach’sAlphalà0.844(nằmtrongkhoảngtừ0,8đến1làbảngthang đo lường rất tốt) Toàn bộ các giá trị của biến Cronbach's Alpha if Item Deleted đều nhỏ hơnhệ sốCronbach’s Alpha, và hầu như toàn bộ giá trị các biến CorrectedItem

– Total Correlation lớn hơn 0.3 chỉ trừ biến Câu 17 (0.283 < 0.3) Do đó, đây là một thang đo vềmứcđộđạtđượccácchỉsốhànhvitrongkhungNLGQVĐcủaHSrấttốt và cóđộtincậycao.

Hình 2.16.Kết quả thống kê mô tả sử dụng để phân tích dữ liệu

Trong thang đo HS có 4 mức độ, do đó có thể làm tròn kết quả Mean như sau: + 1.00 – 1.49 (làm tròn thành 1): Chưa bao giờ

+ 1.50 – 2.49 (làm tròn thành 2): Rất ít khi

+ 2.50 – 3.49 (làm tròn thành 3): Thỉnh thoảng

+ 3.50 – 4 (làm tròn thành 4): Thường xuyên

Dựa trên bảng số liệutrênnhận thấy, đa phần các các câuhỏicácemđều đồngývới quanđiểmthỉnhthoảng,tức là có tham gianhư không thường xuyên; Ngoạitrừ cácbiến7,9, 11,17(7:dựđoángiảipháp;9:lựa chọn giải pháp tối ưu;11:đưa ra các tiêuchíđánhgiásảnphẩm; 17: trìnhbày sản phẩm) là cácemrất ít khi thựchiện.

- Ngoàira,trongquátrìnhkhảosát,chúngtôicònquantâmđếngiớitínhcủangười họcxemcóảnhhưởngđếncácchỉsốhànhvitrongNLGQVĐ,kếtquảcụthể:

Hình 2.17.Kết quả thống kê mô tả sử dụng để phân tích dữ liệu về sự ảnh hưởngcủa giới tính đến NL GQVĐ

Dựatrênkết quảMean, Std DevitationvàStd ErrorMeantrongthống kêmôtảDescriptive Statistics, chúngtôi thấy rằngkhôngcósựkhácbiệt rõràngvềgiớitínhtrongcácbiếnđưa ra khảosát, điềuđókhẳng địnhNLGQVĐ của từngcánhân không ảnhhưởng đếngiớitính của cánhânđó.

- Trong quá trình khảo sát, chúng tôi còn đặt ra VĐ liệu HS các trường khác nhau thì có sự khác biệt về mức độ phát triển các chỉ số hành vi trong khung NLGQVĐ.Dođóchúngtôitiếnhànhphântíchkiểmđịnhgiảthuyếtvềgiátrịtrungbình của 2 tổng thể độc lập (Independent SamplesT-test).

Hình 2.18.Sử dụng Independent Samples T-test so sánh về mức độ các chỉ sốhành vi NL GQVĐ của HS ở các trường

Trênlà vídụ vềbảnsốliệusosánhvềcác mứcđộchỉsốhànhvi NL GQVĐ của HSởtrườngTHPT HùngVươngvà THPT TâySơn.Các trườngkhác, chúngtôi cũng sosánhtươngtựnhưvậyvàkếtquảlà:SigcủaLevene’sTestforEqualityofVariancesởbiến1,3, 5lớnhơn0.05(phươngsaicủa2tổngthểkhôngkhácnhau)nênsẽsửdụng kếtquảkiểmđịnht ởdòngEqual variances assumed; Còn các biến 2, 4 nhỏ hơn 0.05(phương sai của2tổngthể khác nhau),nênsửdụngkết quả kiểm địnht ởdòngEqual variancesnotassumed.KếtquảkiểmđịnhtđềucóSig>0.05(khôngcósựkhácbiệt có ý nghĩa về trung bình của 2 tổng thể), tức là HS ở các trường khác nhau thì mức độ phát triển các chỉ số hành vi NL GQVĐ không có sự khác biệt làmấy.

PHẦN B:Tìm hiểu về mức độ tham gia các hoạt động dạy học tích cực ở HS

- ĐasốHSđềuđượctiếpcậncácPPDH,hìnhthứctổchứcdạyhọctíchcực,trong đó các hình thức dạy họctheochủđề,dạy học GQVĐ cácemđượctiếp cận thườngxuyênnhất(hình2.19).

- Cácemcũngrấtthườngxuyênthamgiahoạtđộngnhómđểthựchiệncácnhiệmvụ học tập doGVđềxuất (hình2.20).

Hình 2.19.Mức độ tham gia các hình thức tổ chức dạy học tích cực của HS

Hình 2.20.Mức độ tham gia hoạt động nhóm của HS

Hình 2.21.Mức độ tham gia TK bài thuyết trình của HS

Hình 2.22.Mức độ tham gia chế tạo thiết bị TN của HS

Hình 2.23.Các hoạt động tìm kiếm thông tin của HS

Hình 2.24.Nguyện vọng của HS khi học môn VL

2.21),bởi đa phần GVsẽgiúpHS hìnhthànhkiến thứcngay trênlớphọc,vànộidungkiếnthức sẽdo GVcung cấp.

(44,4%) hình 2.22 Cácemcótham giachế tạo TBTN thì cũng là nhóm vài HS khithamgia NC khoa học cùng vớiGV.

- Hoạtđộngtìmkiếmcácnguồnthôngtinliênquanđếnnộidungkiếnthức,nhiệmvụ cần thựchiệnchủ yếu là đọcsách giáo khoa,vàtruy cập mạnginternet.HSrất hạnchếkhigiaotiếpvàtraođổithôngtinvớithầy/cô(hình2.23).

- Khi được khảosátvềnguyệnvọng khi học môn VL, đa phần các em rất mongmuốnđược xemvàlàmcácTN VLtronggiờhọc,và được vận dụng các kiến thức đãhọcvàotrongthựctiễn (hình2.24).

Đềsuấtmộtsốbiện pháp nhằmbồidưỡngnăng lực giải quyếtvấn đề củahọcsinhtrongdạyhọcdựánvềứngdụngkĩthuậtcủavậtlí

Nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trong dạy học ƯDKT của VL, chúng tôi đưa ra một số biện pháp như sau:

Biện pháp 1:Tổ chức cho HS tham gia vào tất cả các giai đoạn của tiến trìnhDAvềƯDKTcủaVLtheotiếntrìnhGQVĐ.Đặcbiệtchútrọngvàonhữnghoạtđộng có thể bồi dưỡng những hành vi mà HS ít hoặc chưa bao giờ biểuhiện.

Cơ sở khoa học đề xuất biện pháp: Để có thể bồi dưỡng được NL GQVĐ thì người học phải tham gia xuyên suốt vào các hoạt động GQVĐ: từ phát hiện VĐ, đề xuất giả thuyết, lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch đến xem xét lại toàn bộ quá trình GQVĐvàpháthiệnVĐmới[81].TrongDHDAvềƯDKTcủaVL,thìcácDAđược xây dựng từ các VĐ thực tiễn, những ƯDKT của VL trong thực tiễn, người học sẽ vận dụng những kiến thức, kĩ năng, thái độ, giá trị sẵn có để hành động GQVĐ, các hành động này chính là các giai đoạn của hoạt động GQVĐ và sản phẩm của DA chínhlàkếtquảcủahànhđộngđó.Ngoàira,nhữnghànhvivềđềxuấtbảnphácthảo mô hình, chế tạo vận hành mô hình và thực hiện các TN là những hành vi mà HS ít có cơ hội được bồi dưỡng ở các hoạt động dạy học hình thành kiến thức trên lớp,chỉ có tham gia các hoạt động của

DA về ƯDKT của VL thì các hành vi này mới có cơ hội được biểu hiện, bồi dưỡng và pháttriển.

Biệnpháp2:SựhướngdẫncủaGVtrongcácnhiệmvụcủaDAtheođịnhhướngkhái quát chương trình hóa, trong đó có sử dụng các kĩ thuật dạy học tíchcực.

Cơ sở khoa học đề xuất biện pháp: Để có được NL nói chung và NL GQVĐ nóiriêngthìHSphảithamgiathựchiệncácnhiệmvụhọctậpmộtcáchchủđộng,tích cực [81] Sự hướng dẫn của GV phải phù hợp với trình độ nhận thức của HS và phải nằm trong vùng phát triển gần của HS [65] Do đó, sự hướng dẫn các nhiệm vụ cầngiảiquyếttheođịnhhướngkháiquátchươngtrìnhhóanghĩalàhướngdẫnchoHStự tìm tòi cách giải quyếttheođường lối khái quát của việc GQVĐ, nếu HS không đáp ứngđượcthìGVsẽgợiýthêmchoHSđểthuhẹpphạmviphảitìmtòigiảiquyếtsao chovừasứcvớiHS,vàquátrìnhđódiễnranhiềulầnchođếnkhiHSgiảiquyếtđược

NL GQVĐ của HS được bồi dưỡng Ngoài ra, việc lựachọnvà sử dụng các kĩ thuật dạy học tích cực ở các hoạt động GQVĐ trong DA sẽ giúp HS được bồidưỡngcác hành vi của NL GQVĐ [19] Cụ thể: Ở hoạt động “Xác định chủ đề DA”,việcsửdụngkĩthuậtxâydựngcâuhỏi(QFT)cóthểgiúpHSpháthiện,lựachọnđược VĐ NC và phát biểu VĐ NC dưới dạng câu hỏi; Ở hoạt động “Tìm kiếm thông tin”,việcsửdụngkĩthuậtsơđồtưduy(mindmap)giúpHStrìnhbàyđượcthôngtinđãNCmộtcáchkho ahọc,logicvàcótínhhệthống;Ởhoạtđộng“PhácthảomôhìnhVC– CN của TBKT”, việc sửdụngkĩ thuật động não (brainstorming) giúp HS có thể vậndụngnhững kiến thức đã biết, đã tìm hiểu để đề xuất được ý tưởng các giải pháp về bản thiếtkế.

Cơ sở khoa học đề xuất biện pháp: Trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ của DA, việc gặp phải các VĐ nảy sinh là khó tránh khỏi Các VĐ này có thể xuất phát từ các hoạt động khác nhau như [83]: VĐ khi tìm kiếm thông tin, tài liệu NC; VĐkhithựchiệnxâydựngbảnphácthảo;VĐkhichếtạomôhìnhthiếtbị…;Ngoài racònnhữngVĐkhácnhưthờigian,khônggianthựchiện…Tuynhiên,ởđâychúng tôi muốn đề cập đến các VĐ gặp phải trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, đặc biệtlà những VĐ về kĩ thuật trong thiết kế, chế tạo mô hình TBKT Việc khai thác các VĐ nảysinhmộtlầnnữagiúpngườihọctrảiquacácgiaiđoạnGQVĐ:(1)XácđịnhVĐ cần giải quyết; (2) Tìm kiếm nguyên nhân của VĐ; (3) Điều chỉnh giải pháp đã có (hoặcđềxuấtgiảiphápmới);(4)Thựchiệngiảiphápđãđiềuchỉnh;(5)Đánhgiákết quảthựchiệnGQVĐnảysinh.ViệclậplạicácgiaiđoạnGQVĐtrongquátrìnhkhai tháccácVĐnảysinhkhôngnhữnggiúpHScócơhộiđượcrènluyệncáchànhvicủa các thành tố

NL GQVĐ một cách thường xuyên mà còn giúp HS phát triển nhữngkĩ năngquantrọngnhưtưduylogic,sángtạo,khảnăngquảnlíthờigianvàhợptáclàm việc nhóm [83] Ngoài ra, khai thác các VĐ nảy sinh sẽ giúp HS có thể học hỏi từ những sai lầm và kinh nghiệm của mình cũng như của nhóm, hiểu rõ hơn nhữngkhó khăn có thể xảy ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ DA để có thể chuẩn bị tốt hơn các các DA và thử thách tương tự trong tươnglai.

Chương 2 của luận án đã làm rõ một số nội dung lí luận cần NC như sau:

- DựavàotiếntrìnhNCDAnóichungvàtiếntrìnhNCƯDKTcủaVLtheotiến trình GQVĐ bắt đầu từ việc tìm hiểu bản thân TBKT, chúng tôi đã đề xuất tiến trình NCDAvềƯDKTcủaVL.TiếntrìnhNCdiễnratheohaigiaiđoạn:TìmhiểuTBKT và chế tạo, vận hành mô hình VC – CN Tiến trình NC này đã bổ sung hợp lí một số nội dung khi tìm hiểu TBKT (NC các CNg được sử dụng trong chế tạo TBKT và là điểm xuất phát khi tìm hiểu TBKT, NC các yêu cầu khi sử dụng và bảo dưỡngthông thường TBKT được sử dụng phổ biến trong đời sống) và khi NC chế tạo, vận hành môhìnhVC– CNcủaTBKT(khaitháccácthínghiệmđịnhtínhvàđịnhlượngđược tiến hành với mô hình để làm sâu hơn NTHĐ của TBKT) Tiến trình NC đã đề xuất cũng làm rõ hơn, làm rành mạch hơn hai giai đoạn (đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp để GQVĐ) của tiến trình NC ƯDKT củaVL.

- Trên cơ sở tiến trình NC DA về ƯDKT của VL đã đề xuất, chúng tôi đã xây dựngcấutrúccủaNLGQVĐkhiNCDAvềƯDKTcủaVLgồmcó04hợpphần,25 chỉ số hành vi với ba mức độ được xây dựng dựa trên thang nhận thức Bloom và thang tâm vận động củaDave.

- Ngoài ra, luận án còn NC khảo sát về tình hình dạy học ở trường phổ thông với mục đích tìm hiểu thực trạng dạy học các kiến thức “NĐLH” trong chương trình

Việc dạy học văn học phổ thông nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh gặp nhiều thuận lợi và khó khăn Các thuận lợi bao gồm: giá trị văn học phong phú, đa dạng; phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý của học sinh; tạo cơ hội phát triển toàn diện các năng lực học sinh Khó khăn nằm ở nội dung chương trình nặng, thời lượng dạy ít, thiếu sự liên hệ thực tế, phương pháp dạy học chưa đổi mới Để khắc phục những khó khăn này, cần đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường tính tích cực, chủ động của học sinh, tích hợp liên môn, vận dụng công nghệ thông tin, đổi mới đánh giá.

HS trong dạy học ƯDKT các kiến thức“NĐLH”.

Câu hỏi đặt ra cần tiếp tục NC ở chương 3: Những ƯDKT thuộc kiến thức NĐLH nào cần được NC? Các CNg CT TBKT nào trong thực tế liên quan đến các kiến thức NĐLH cần NC? Các mô hình TBKT nào cần được thiết kế, chế tạo nhằm định hướng những khó khăn của HS trong quá trình tham gia, thực hiện? và những

DA nào được xây dựng theo tiến trình NC DA về ƯDKT của VL nhằm bồi dưỡng

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HAI DỰ ÁN VỀ ỨNGDỤNG KĨ THUẬT CỦA NHIỆT ĐỘNGLỰCHỌC

Nộidungcáckiếnthứcvềnhiệtđộnglựchọctrongchươngtrìnhvậtlíphổthông

Theo chương trình 2006, các kiến thức NĐLH thuộc chương trình VL 10 bao gồm các nội dung cơ bản về: Nội năng và hai cách làm biến đổi nội năng; Định luật INĐLHvàsựvậndụngđịnhluậtvàocácquátrìnhcủakhílítưởng,vàomộtsốhiện tượng nhiệt; Định luật II NĐLH (phát biểu và ý nghĩa) Yêu cầu cần đạt những nội dung kiến thức này được cụ thể hóa bằng bảng 3.1[3]:

Bảng 3.1.Yêu cầu cần đạt những nội dung kiến thức NĐLH trong chương trình

Nội dung kiến thức Yêu cầu cần đạt

1 Nội năng và sự biến đổi nội năng - Nêu được có lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử cấu tạo nênvật.

- Nêu được nội năng gồm động năng của các hạt (nguyên tử, phân tử) và thếnăngtương tác giữachúng.

- Nêu được ví dụ về hai cách làm thayđổi nội năng.

2 Các định luật của NĐLH - Phát biểu được định luật INĐLH.

- Viết được hệ thức định luật I NĐLH ΔU = A + Q Nêu được tên, đơn vị và quyU = A + Q Nêu được tên, đơn vị và quy ước về dấu của các đại lượng trong hệthức này.

- Phát biểu được định luật IINĐLH.

Theo chương trình VL 2018, các kiến thức NĐLH thuộc chương trình VL lớp

12 và nằm trong hệ thống kiến thức thuộc chủ đề “VL nhiệt” Nội dung kiến thức NĐLHđượcđềcậptrongchươngtrìnhlà:Nộinăng;địnhluậtIcủaNĐLH(vậndụng địnhluậtItrongmộtsốtrườnghợp).CáckiếnthứcNĐLH,trongđócónộidungđịnh luật I NĐLH được vận dụng trong một số trường hợp đơn giản Yêu cầu cần đạt những nội dung kiến thức này được cụ thể hóa bằng bảng 3.2[4]:

Bảng 3.2.Yêu cầu cần đạt về nội dung kiến thức NĐLH trong chương trình VL 2018

Nội dung kiến thức Yêu cầu cần đạt

Nội năng, định luật I của

- Thực hiện TN, nêu được: mối liên hệ nội năng của vật với năng lượng của các phân tử tạo nên vật, định luật I củaNĐLH.

- VậndụngđượcđịnhluậtIcủaNĐLHtrongmộtsố trường hợp đơn giản.

Các chương trình VL đều cho thấy các yêu cầu cần đạt chỉ ở mức thấp (nêu được, phát biểu được, viết được, vận dụng được trong một số trường hợp đơn giản).

Cả hai chương trình đều không đòi hỏi HS NC các ƯDKT của NĐLH Điều này không những làm giảm tính thực tiễn của các kiến thức đã học, mà còn bỏ lỡ các cơ hội bồi dưỡng NL GQVĐ thực tiễn của HS.

Thiết kế tiến trình dạy học dự án “Tủ lạnhgiađình”

NhucầulàmmátkhôngkhívàmongmuốntạoramộtTBcóthểbảoquảnđược thựcphẩmlâuhơn,tươihơnđãcótừthờicổđại.Từnhữngmáylàmmátsơkhaitiếptheođólàsựcải tiến,pháttriểncủacácmáylạnhđãlàmchúngcóthểhiệndiệnkhắp mọimặttrongđờisống,sảnxuấtcủaconngười.Vìvậy,chỉtiếpcậndướigócđộVL nhưtrongchươngtrìnhphổthôngkhinóivềmáylạnhcólẽvẫnchưacungcấpđủkiến thức và kĩ năng cho các emHS.

Tủ lạnh là TBKT có mặt ở hầu hết các gia đình Việc tìm hiểu cấu tạo và hoạtđộngcủatủlạnhlàmtănghứngthúhọctậpcủaHSvànângcaotínhthựctiễncủacáckiếnthức mà HS đã đượchọc.

Thôngquacáchoạtđộngtìmhiểutủlạnh(CNgCT,cấutạovàhoạtđộngcủatủ lạnh),cácyêucầuđốivớiviệcsửdụngvàbảodưỡngthôngthườngtủlạnh,xácđịnh và vận dụng các kiến thức đã học để giải thích NTHĐ của tủ lạnh, các thành tốNLGQVĐcủa

Việc thiết kế, chế tạo, vận hành mô hình VC – CN của tủ lạnh và thực hiện TN với mô hình góp phần bồi dưỡng NL thực nghiệm của HS – một bộ phận không thể thiếu được của NL giải quyết các VĐ thực tiễn.

1 Xác định chủ đề của DA “Tủ lạnh”

Tủ lạnh dùng nguồn DC 12V

Tủ lạnh dùng nguồn AC 220V

3.2.2 Mục tiêu dạy học dự án “Tủ lạnh giađình”

Quá trình NC DA của HS nhằm bồi dưỡng các thành tố của NL GQVĐ, cụ thể là:

- Phát biểu được các VĐ cần giải quyết tương ứng với nhiệm vụ cần tìm hiểu về tủlạnh.

- Tìm kiếm, chế biến các thông tin cần thiết thu được từ các nguồn khác nhau, trong đó có việc tìm hiểu bản thân tủ lạnh để trả lời các câu hỏi đã được đặtra.

- Xác định và vận dụng được các kiến thức đã biết để giải thích được NTHĐ của tủ lạnh và các yêu cầu đối với việc sử dụng và bảo dưỡng thông thường tủlạnh.

- Thiết kế được mô hình VC – CN của tủ lạnh giađình.

- Chế tạo được mô hình theo bản thiết kế đã lựachọn.

- Phát hiện được những VĐ về mặt kĩ thuật trong quá trình chế tạo, vận hành môhìnhvàcónhữngchỉnhsửa,thayđổicácbộphậncủamôhìnhphùhợpnhằmgiải quyết những VĐđó.

- Bản báo cáo đáp ứng được các yêu cầu về mặt nội dung và về mặt hình thức trìnhbày.

- Mô hình VC – CN đã chế tạo đáp ứng các yêu cầu về tính khoa học kĩ thuật, tính sư phạm, tính thẩm mĩ, tính kinh tế và an toàn trong sửdụng.

3.2.3 Tiến trình nghiên cứu dự án “Tủ lạnh giađình”

Tủ lạnh là TB có mặt ở hầu hết mọigia đìnhnênđượcchọnlàmđốitượngđược nghiên cứu trong DA.

1.2 Xác định chức năng (nhiệm vụ)của Tủ lạnh

Tủ lạnh là thiết bị được dùng để bảo quản thực phẩm lâu hỏng trong thời gian dài.

2 Xác định và thực hiện nhiệm vụ 1 (các vấn đề 1,2,3,4 cần giảiquyết)

2.1.Xácđịnhnhiệmvụ1cầnthựchiện(cácVĐ1,2,3,4cầngiảiquyết)trongDATìmhiể uxemTủlạnhđượcchếtạodựatrênCNgnào,cócấutạo,hoạtđộngnhưthếnàoứngvớitừng CNgmàlạiđượcdùnglàmTBđểbảoquảnthựcphẩm.Xác định và vận dụng các kiến thức đã biết để giải thích NTHĐ của Tủ lạnh Tương ứng với nhiệm vụ 1, các VĐ cần được giảiquyết:

-VĐ1:NhữngCNgnàođượcsửdụngđểchếtạoTủlạnh?Ưuđiểm,nhượcđiểm, khả năng sử dụng từng CNg trong việc chế tạo Tủ lạnh? Lựa chọn CNg để đisâu NC trongDA.

-VĐ2:ỨngvớitừngCNgđãđượclựachọnNC,Tủlạnhcócấutạovàhoạtđộng như thế nào mà lại bảo quản được thực phẩm lâu hỏng trong thời giandài?

- VĐ 3:Cần vận dụng những kiến thức đã biết nào và vận dụng chúng như thế nào để giải thích NTHĐ của Tủlạnh?

-VĐ 4:Đối với Tủ lạnh được sử dụng phổ biến trong đời sống, việc sử dụng và bảo dưỡng thông thường cần tuân theo những yêu cầu nào? Vìsao?

- Để giải quyết các VĐ 1,2,4, tìm kiếm, thu thập các thông tin về Tủ lạnh thông quaNCcáctàiliệuđềcậpTủlạnhtrêninternet,kếthợptìmhiểutrựctiếpTủlạnh cùng với NC catalog về Tủlạnh.

- ĐểgiảiquyếtVĐ3,p h â n tíchcácthôngtinđãthuđượcvềcấutạovàhoạtđộng củaTủlạnh,nhằmxácđịnhvàvậndụngcáckiếnthứcđãbiếtgiúpgiảithíchđược NTHĐ của Tủ lạnh.

2.2.2 Lập kế hoạch chi tiết thực hiện nhiệmvụ 1 của DA theo các giải pháp đã đề xuất để giải quyết các VĐ

- Tìm kiếm các địa chỉ phù hợp trên internet để thu thập các thông tin về CNgCT Tủlạnh

(để từ đó lựa chọn CNg được đi sâu NC);về cấu tạo, hoạt động của Tủ lạnh được chế tạo theo CNg đã được lựa chọn NC; về các yêu cầu khi sử dụng và bảo dưỡng thông thường Tủ lạnh theo CNg được lựa chọnNC.

Tài liệu đề cập Tủ lạnhtrên internet

- Tiếptheo,tìmhiểutrựctiếpTủlạnh(cácbộphận,cáchliênkếtcácbộphậntrong Tủ lạnh) kết hợp NC catalog Tủ lạnh để thu thập thông tin về cấu tạo, hoạt động, các yêu cầu khi sử dụng và bảo dưỡng thông thường Tủlạnh.

- Sauđó,thảoluận,phântíchcácthôngtinđãthuđượctừcácnguồnkhácnhauđểxây dựng báo cáovềcác CNg được sử dụngtrong chếtạo Tủlạnh,cấu tạo và hoạtđộng củaTủlạnhứngvớitừngCNgđãđượclựachọnNC,cócácsơđồ,hìnhảnhkèmtheo.

2.2.3 Thực hiện các cách đã đề xuất để thực hiện nhiệm vụ 1 (các giải pháp đã đềxuất để giải quyết các VĐ 1,2,3,4)

Các phương pháp làm lạnhnhân tạo trong thực tếbạn nên biết (bienbacgroup.com) Tìm Hiểu Về Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt động Của Tủ Lạnh (phongvu.vn)

Công nghệ làm lạnh bằng Chip và làm lạnh bằng Block có ưu nhược điểm gì? Trung tâm Karofi Miền Nam (karofimiennam.com)

Ngoài ra còn nhiều trang web khác với các từ khóa tìm kiếm: Tủ lạnh gia đình, CNglàmlạnh,CNgCTtủlạnh,CNglàmlạnhbằngblock,CNglàmlạnhbằngchip,

CácCNglàmlạnh,…Sauđó,tìmhiểutrựctiếpTủlạnh(cácbộphận,cáchliênkết các bộ phận) kết hợp với NCcatalog.

- Phân tích các thông tin đã thu được cho thấy Tủ lạnh được chế tạo dựa trên 2CNg : CNg làm lạnh bằng phương pháp hóa hơi tác nhân và CNg làm lạnh bằng hiệu ứng nhiệt điện (chip vi mạch điện tử peltier)

CNg làm lạnh bằng phương pháp hóa hơi tác nhân

CNg làm lạnh bằng hiệu ứng nhiệt điện (chip vi mạch điện tử peltier) Ưu điểm: làm lạnh an toàn, công suất làm lạnh lớn, độ bền cao.

Nhược điểm: gây ra tiếng ồn (ở máy nén) khi hoạt động, giá thành cao.

Tủlạnhsửdụngtrongsảnxuấtvàđờisống đều được chế tạo dựa trên CNgnày. Ưu điểm: làm lạnh an toàn, không cósựdịch chuyển tác nhân, không có tiếngồn,v à g i á t h à n h rẻ.

Nhược điểm: côngsuất làmlạnh thấp,độ bền khôngcao.

Khảnăngsửdụng: trongcáctủlạnh minitrênxe,hoặcởcácbộphậntảnnhiệttrênmáyv itính,hoặctrongTBnướcnónglạnhcôngsuấtthấp.

Từ việcNC 2CNg được sửdụngđểchế tạotủlạnh,chỉ lựa chọnNCCNg làmlạnh bằng phươngpháp hóa hơitác nhân,chưa NC CNg làmlạnhbằng hiệu ứngnhiệtđiệntrongDAnày,vìviệcNC CNg làm lạnhbằng hiệuứngnhiệt điệnđòi hỏi những kiếnthứcvềvật liệu bán dẫn màHSchỉ được họctrong chương trìnhVL lớp 11(2006).

- Cấu tạo của Tủ lạnh theo CNg làm lạnh bằng phương pháp hóa hơi tác nhân Các bộ phậnchính

+ Dàn nóng (hay còn gọi là dàn ngưng tụ) được chế tạo từ các ống đồng có gắn các lá nhôm tản nhiệt có chức năng trao đổi nhiệt giữa môi chất làm lạnh và môi trường làm mát bên ngoài.

+ Dàn lạnh (hay còn gọi là dàn hóa hơi) được chế tạo bằng các ống đồng có gắn các lá nhôm tản nhiệt có chức năng trao đổi nhiệt lượng giữa môi chất làm lạnh và môi trường cần làm lạnh bên ngoài.

Máy nén đóng vai trò như một động cơ điện với hệ thống trục khuỷu thanh quay, giúp chuyển động quay từ động cơ thành chuyển động tịnh tiến qua lại của piston Các van đóng và van mở kiểm soát quá trình hút, nén môi chất Máy nén thực hiện nhiệm vụ hút môi chất ở dạng lỏng và nén môi chất vào dàn ngưng tụ với áp suất cao.

+Môichấtlàmlạnh(haycòngọilàkhígas)cóchứcnăng tạoramôitrườngcần làmlạnhtrongtủlạnh.Nóđượcđặt bêntronghệthống ống đồngởdànnóng,dàn lạnhvàmáynén Cácloại khígaslàmlạnhthông thường: R-134a,R-22,R-600a,

Các loại khí gas làm lạnhthông thường

+Phinlọc(haycòngọilàbộlọc)cóchứcnăngloạibỏcáct ạpchấtvàbụibẩncủamôichấtkhimôichất luânchuyểnbêntrong máy Phinlọcnằmgiữadàn nóngvàvan tiếtlưu Phin lọc trong tủ lạnh

+Vantiếtlưu(ống mao):nằmgiữa dàn nóngvàdàn lạnh giúplàm giảm ápsuấtcủamôi chất làm môi chất chuyểntừthể lỏng sang hơi.

Van tiết lưu trong tủ lạnh

Cácbộphậnnày đượcliênkết vớinhau:Máy nénvàdànnóngđược liên kết vớinhau ởvannéncủamáy,dànnóngđượcliênkếtvớidànlạnhquacácphinlọcvàvantiếtlưu,dànlạnhlại đượcliênkếtvớimáynénởvanhút,môichấtnằmbêntronghệthốngmáy.

- Bo mạch điều khiển: là hệ thống bo mạch có chức năng kiểm soát và chi phối mọi hoạtđộng của tủlạnh

- Sensor nhiệt cảm ứng lạnh: được đặt ở dàn lạnh,làthiếtbịcóchứcnăngcảmnhậnnhiệtđộ tủ đã đủ lạnh theo cài đặt hay chưa, để từ đó thôngbáocóbomạchđiềukhiểnbiếtthờiđiểm cần làm lạnh và thời điểm không cần làmlạnh.

Sensor nhiệt cảm ứng lạnh

- Timer xả đá: được đặt ở dàn lạnh, là thiết bị cóchứcnăngkiểmsoátquátrìnhlàmnóng,làm lạnh, xả tuyết của tủ lạnh nhằm đảm bảo chotủ lạnh luôn được giữ ở nhiệt độ phù hợp, hoạt động ổn định và không làm dàn lạnh bịđóng tuyết.

Timer xả đá tủ lạnh

- Motor quạt dàn lạnh: được đặt ở dàn lạnh có chức năng giúp trao đổi nhiệt lạnh ở phía trong tủ lạnh và thổi hơi lạnh ở ngăn đá xuống ngăn làm mát.

- Sự vận hành của tủ lạnh:

+ Khi cung cấp điện cho Tủ lạnh hoạt động, thì ở trong máy nén, khi động cơ (1) hoạt động sẽ làm cho máy bơm

(4) hút hơi của môi chất vừa bay hơi ở dàn bay hơi (2) và nén hơi này lại.

Thiết kế tiến trình dạy học dự án “ĐộngcơStirling”

3.3.1 Sựcầnthiếtcủaviệctổchứcchohọcsinhnghiêncứudựán“ĐộngcơStirling”ĐCN là TBKT có ứngdụngquan trọng đánh dấu sự mở đầu cho thời đạicôngnghiệpcủanhânloại.TừsựrađờicủaĐCNđầutiênlàmáyhơinước,tiếp theođólàsựcảitiến,pháttriểncủacácloạiĐCNđểchúngcóthểhiệndiệnkhắpmọimặttrongđời sống, sản xuất của con người như trong các lĩnh vực giaothông vận tải, anninhquốcphòngchotớiviệcvậnhànhcácvệtinhngoàikhônggianvũtrụ.Vìvậy,chỉtiếpcậndưới gócđộVLnhưtrongchươngtrìnhphổthôngkhinóivềĐCNcólẽvẫnchưa cung cấp đủ kiến thức và kĩ năng cho các em HS. Độngcơ Stirling thuộcloạiĐCN đốt ngoài nên ưu điểm lớn nhất của nó là sửdụngđượcnhiềunguồnnănglượngnhiệtkhácnhaukhihoạtđộng.Đặcbiệtlàsửdụng các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mặttrời.Trong dạy học, động cơ Stirling đượcchếtạotừnhữngvậtliệuđơngiản,rẻtiềngópphầnrấtlớntrongviệcminhhọa cho các khái niệm cơ bản của các kiến thức NĐLH và hơn nữa, động cơ Stirling này không chỉ giúp

HS hiểu được nguyên tắc cấutạo,hoạt động của một ĐCN đơngiảnmà còn tăng cường hứng thú và bồi dưỡng NL GQVĐ của HS khi các em đượcgiaonhiệmvụthiếtkế,chếtạođộngcơStirlingtừcácdụngcụđơngiản.Ngoàira,vớiviệc choHStiếpcậnvớimáymócthựctếthìsẽgiúpgắnliềngiữalíthuyếtvớithựchành, đểtừđógiúpHSchủđộnglĩnhhộitrithứcmộtcáchvữngchắcvàbềnvững.

Bài học này giúp học sinh hiểu về động cơ Stirling đơn giản, ứng dụng của chúng trong đời sống Học sinh sử dụng tài liệu, tư liệu do giáo viên định hướng và thông tin trên website để hoàn thành bài nghiên cứu tổng hợp về động cơ Stirling Đồng thời thiết kế và chế tạo được các mô hình động cơ Stirling đơn giản để minh họa cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ, giúp phát triển năng lực nói chung và năng lực giải quyết vấn đề nói riêng.

3.3.2 Mục tiêu dạy học dự án “Động cơStirling”

Quá trình NC DA của HS nhằm bồi dưỡng các thành tố của NL GQVĐ, cụ thể là:

- Phát biểu được các VĐ cần giải quyết tương ứng với nhiệm vụ cần tìm hiểu về động cơStirling.

- Tìm kiếm, chế biến các thông tin cần thiết thu được từ các nguồn khác nhau, để trả lời các câu hỏi đã được đặtra.

- Xác định và vận dụng được các kiến thức đã biết để giải thích được NTHĐ của động cơStirling.

- Thiết kế được mô hình VC – CN của động cơStirling.

- Chế tạo được mô hình theo bản thiết kế đã lựachọn.

- Phát hiện được những VĐ về mặt kĩ thuật trong quá trình chế tạo, vận hành môhìnhvàcónhữngchỉnhsửa,thayđổicácbộphậncủamôhìnhphùhợpnhằmgiải quyết những VĐđó.

- Bản báo cáo đáp ứng được các yêu cầu về mặt nội dung và về mặt hình thức trìnhbày.

- Mô hình VC – CN đã chế tạo đáp ứng các yêu cầu về tính khoa học kĩ thuật,tính sư phạm, tính thẩm mĩ, tính kinh tế và an toàn trong sửdụng.

3.3.3 Tiến trình nghiên cứu dự án “Động cơStirling”

1 Xác định chủ đề của DA “Động cơStirling”

- Đểcóthểgiảmsứclaođộngtrongsảnxuất, thuận tiện trong giao thôngvànâng cao đời sống, con người cần một thiết bị

(máy) thực hiện công cơ học Thiết bị này sử dụng các nguồn năng lượng phổ biến hiện nay để hoạt động: nhiệt năng, năng lượng mặt trời,nănglượnggió,

- Để giải quyết vấn đề này, người ta đã chế tạo và sử dụng TBKT gọi làĐ ộ n g cơ Stirling.

Máy phát điện dùng gương lõmtậptrung ánh nắng vào đầu nóng của động cơ Stirling nằm ở tiêu điểm của gương.Nguồn: Internet

1.2 Xác định chức năng (nhiệm vụ) của Động cơ Stirling Động cơ Stirling có chức năng sử dụng năng lượng nhiệt bên ngoài để thực hiện công cơ học.

2 Xác định và thực hiện nhiệm vụ 1 (các vấn đề 1,2,3 cần giảiquyết)

2.1.Xácđịnhnhiệmvụ1cầnthựchiện(cácVĐ1,2,3cầngiảiquyết)trongDATìm hiểu xem Động cơ Stirling được chế tạo dựa trên CNg nào, có cấu tạo vàhoạt động như thế nào mà đáp ứng được chức năng đó Xác định các kiến thức phùhợpvàvậndụngchúngđểgiảithíchNTHĐcủaĐộngcơStirling.Tươngứng với nhiệm vụ

1, các VĐ cần được giảiquyết:

- VĐ1:Những CNgnàođượcsửdụngđểchếtạoĐộngcơStirlingcóchứcnăng trên? Ưuđiểm,nhượcđiểm,khảnăngsửdụng(khinàosửdụng)từngCNgtrong việc chế tạo Động cơ Stirling? Từ đó, lựa chọn các CNg để đi sâu NC trongDA.

- VĐ2:Ứng vớitừngCNg,ĐộngcơStirlingcócấutạovàhoạtđộngnhưthếnàomàđápứngđ ượcchứcnăngđó?

- VĐ 3: Cần vận dụng những kiến thức đã biết nào và vận dụng chúng như thế nào để giải thích NTHĐ Động cơStirling?

- Để giải quyết các VĐ 1,2, tìm kiếm, thu thập các thông tin vềĐộngcơStirlingthông qua NC các tài liệu đề cậpĐộngcơStirlingtrên internet, kết hợp tìm hiểu trên các tài liệu in liên quan đếnĐộngcơStirling.

- ĐểgiảiquyếtVĐ3,phântíchcácthôngtinđãthuđượcvềcấutạovàhoạtđộng củaĐộngcơStirling,nhằm xác định và vận dụng các kiến thức đã biết giúp giải thích được NTHĐ của Động cơ Stirling.

2.2.2 Lập kế hoạch chi tiết thực hiệnnhiệm vụ 1 của DA theo các giải pháp đã đề xuất để giải quyết các VĐ

- Tìm kiếm thông tin về Động cơ Stirling trên Internet để lựa chọn cấu trúc phù hợp cho quá trình nghiên cứu sâu hơn.- Cấu tạo và hoạt động của Động cơ Stirling được chế tạo dựa trên cấu trúc đã được lựa chọn từ thông tin thu thập được.

Tài liệu đề cập Động cơ

-Sau đó, thảoluận,phântíchcácthôngtin đã thuđượctừ các nguồnkhác nhauđểxâydựngbáocáovềcácCNgđượcsửdụngtrongchếtạoĐộngcơStirling,cấutạo và hoạt động củaĐộngcơStirlingứng với từng CNgđãđược lựa chọn NC, có các sơ đồ,hìnhảnh kèmtheo.

2.2.3 Thực hiện các cách đã đề xuất để thực hiện nhiệm vụ 1 (các giải pháp đãđề xuất để giải quyết các VĐ 1,2,3)

- Để thu thập các thông tin, NC các tài liệu đề cập Động cơ Stirling ở các địa chỉ sau trên internet:

+Động cơ Stirling – Wikipedia tiếng Việt

+Động cơ Stirling: phân tích, đặcđiểm, ưu điểm và nhược điểm | Năng lượng tái tạo xanh (renovablesverdes.com)

+Động cơ đốt ngoài hoạt động tự do Chúng tôi tạo ra một động cơ quay bằng tay của chính mình Làm thế nào để tạo ra một Động cơ Stirling tại nhà?

Những ưu điểm của Động cơ Stirling Vật liệu làm việc (rt82.ru)

Ngoài ra còn nhiều trang web khác với các từ khóa tìm kiếm: Động cơ Stirling;Các loại Động cơ Stirling; CNg CT Động cơ Stirling; Động cơ nhiệt đốt ngoài, nguyên lí hoạt động của Động cơ Stirling; Động cơ nhiệt với chu trình hoạt động của chất khí không biến đổi pha đốtngoài;…

-Phântíchcácthôngtin đã thu được cho thấycó 2 CNgđượcsửdụng để chế tạoĐộngcơStirling :CNg CT Động cơ Stirling hai piston lực (Động cơ Stirling loại anpha); CNg CT Động cơ Stirling piston phụ (Động cơ Stirling loại beta, Độngc ơ Stirling loại gamma)

Stirling hai piston lực CNg CT Động cơ Stirling piston phụ Động cơ Stirling anpha Động cơ Stirling beta Động cơ Stirling gamma

Nguồn: Internet Nguồn: Internet Nguồn: Internet Cấu tạo: Có hai pistonlựcở hai không gian riêng biệt.

Có một không gian có nhiệt độ cao gọi là không gian giãnnởhaybuồng giãn nở và một không gian có nhiệt độ thấp gọi là không giannén hay buồng nén Như vậy hai pistonlàmcho môi chất công tác di chuyển qua lại giữa hai không gian này và cùng sinh công nhưnhau.

Cấu tạo: Có piston lựcvàpiston phụ cùng nằmtrênmột đường đồngtrục( t r o n g c ù n g m ộ t x y lanh).Với công nghệ này,môichất công tác đượcchuyển động qua lại giữa vùngcónhiệt độ cao và vùngcónhiệt độ thấp chỉ bởimộtp i s t o n

( p i s t o n p h ụ ) Pistonlực đảm nhiệmviệcchuyển áp lực củamôichất công tác thànhcôngcơhọctruyềnrabên ngoài.

Cấu tạo: Có piston lực và piston phụ được bố trí trong các xylanhkhácnhau. Điều này chophépmột sự cách biệt hoàntoàngiữa các bộ phận traođổin h i ệ t g i ữ a x y l a n h củapiston phụ,với khônggiannén của pistonlực. Động cơ Stirling anpha Động cơ Stirling beta Động cơ Stirling gamma Ưu điểm: Sử dụng được nhiều nguồn nhiệt khác nhau, thân thiện môi trường, công suất lớn. Ưu điểm: Sử dụngđượcnhiều nguồn nhiệtkhácn h a u , t h â n t h i ệ n môi trường. Ưu điểm: Sử dụngđượcnhiều nguồn nhiệtkhácn h a u , t h â n t h i ệ n môi trường.

Nhược điểm: cơ cấuđộngcơ phức tạp, khônggianchứa hai piston đềuphảiđượcl à m k í n đ ể c h ấ t khí khôngbịròrỉrabênngoài.

Nhược điểm: Cómộtpistonlựcnênc ócôngsuấtthấp hơn loại hai piston lực.

Nhược điểm: Cómộtpistonlựcnêncó côngsuấtthấp hơn loại hai piston lực.

Khảnăngsửdụng:Vì cóthểsửdụngđượccácnguồnnhiệtkhácnhaukhisửdụngnênĐộng cơStirlingthườngđượcsửdụngđểlàmmộtnguồnđiệndựphòng,máybơm, máy bơmnhiệt, thiếtbịlàm lạnh,…trêncác phươngtiện đặc biệthoạt động trongcác môitrườngkhắcnghiệt(tàuvũtrụ,tàungầm,vệtinh,…).Ngoàiravớimôhìnhthiếtkế đơn giản, Động cơStirlingcòn được sửdụng trongdạy học (sử dụngtrongdạy họcnhiềunhất là loạibetavàgamma).

TừviệcNC2 CNgđược sử dụng để chế tạo ĐộngcơStirling(với3loạiđộngcơ),chỉlựa chọn NCCN chếtạo ĐộngcơStirling pistonphụđể cho HS thiết kế, chếtạo.ChưaNCCNgchếtạoĐộngcơStirlinghaipistonlực,vìCNgnàycócấutạophứctạp, đòihỏiyêucầucaovềkĩthuậtkhichếtạo.

- Cấu tạo của Động cơ Stirling theo CNg chế tạo Động cơ Stirling piston phụ +Vềcấutạo:Các CNgCTkhácnhauthìĐộngcơStirlingcócấutạokhácnhau,tuy nhiên về cấu tạo chung thì gồm các bộ phận chính:khối tác nhân(thông thường là chất khí) được bao bọc trong buồng kín Buồng kín có hai phần, một phần tiếp xúc với nguồn nhiệt có nhiệt độ cao để nhận nhiệt lượng trực tiếp từ bên ngoài (nguồnnóng), và phần kia tiếp xúc với nguồn có nhiệt độ thấp để nhả nhiệt lượng của tác nhân ra bên ngoài môi trường (nguồn lạnh) Ngoài ra, còn có các piston giúp luân chuyển khối tác nhân và nhận công của tác nhân khi tác nhân di chuyển qua lạigiữa phầnnóngvàlạnh,hệthốngcơcấutruyềnlựccủađộngcơ(trụckhuỷuthanhtruyền, bánhđà…).

THỰC NGHIỆM SƯPHẠM

Mục đích thực nghiệmsư phạm

ThNSP được tiến hành với mục đích:

Thông qua quá trình nêu câu hỏi theo cấu trúc Nói Lên Giữ Về Để của học sinh khi nghiên cứu đề án về Ức chế điều kiện của vật lý, giáo viên có thể bồi dưỡng một số hành vi trong cấu trúc Nói Lên Giữ Về Để, góp phần hình thành và phát triển năng lực tư duy hệ thống và năng lực diễn đạt ngôn ngữ khoa học cho học sinh.

- NC biểu hiện các hành vi nêu trên của HS trong 02 DA về ƯDKT của NĐLH đã xây dựng: biểu hiện về cáchành vivà cácmức độ hành vicủa HS trong NL GQVĐ khi tham gia cácDA;

- Kiểmchứnggiảthuyếtkhoahọccủaluậnán:NếutiếntrìnhhoạtđộngcủaHS khiNCcácƯDKTcủaNĐLHdiễnratheotiếntrìnhDHDAđãđềxuấtthìcóthểbồi dưỡng được

Nhiệm vụ thực nghiệmsư phạm

ThNSP có các nhiệm vụ sau:

1 Tổ chức DHDA các ƯDKT về NĐLH với các chủ đề: “Động cơ Stirling”;

2 Thu thập, xử lí và phân tích định tính, định lượng kết quả thu nhậnđược.

3 Rút ra kết luận, nhận xét về kết quả thựchiện.

Tiến hành thực nghiệmsư phạm

4.3.1 Lựa chọn đối tượng thực nghiệm sưphạm

Do đặc điểm chương trình vật lí 10 năm học 2022 – 2023 đã được tiến hành dạy theo chương trình phổ thông 2018 nên đối tượng hướng tới để chúng tôi ThNSP là HS lớp 11 (đã học qua nội dung kiến thức NĐLH ở khối lớp 10 theo chương trình 2006).NhómHSđượclựachọnthựcnghiệmlà10HSởtrườngTHPTTuyPhước1, và được chia làm hai nhóm được tiến hành cho cả hai lần ThNSP, cụ thể nhưsau:

Bảng 4.1.Mã hóa nhóm HS thực nghiệm

Tên học sinh Mã hóa Tên học sinh Mã hóa

Minh Trí HE1 Vân Long AC1

Cao Phát HE2 Phương Trinh AC2 Đắc Vũ HE3 Minh Anh AC3

Khánh Huyền HE4 Anh Nhật AC4

Trúc Linh HE5 Thủy Tiên AC5

Việc lựa chọn đối tượng HS để ThNSP dựa trên cơ sở:

- HS đã được học các kiến thức vềNĐLH;

- HS năng động, tích cực và xung phong tham gia hoạt độngThNSP.

QuatraođổitrựctiếpvớithầyHuỳnhXuânLâm–giáoviêngiảngdạytrựctiếp môn vật lí cho các em, đây là những em HS có trình độ học lực tương đồng nhau, và có sở thích đối với môn vật lí, rất tích cực và hăng hái xây dựngbài.

Qua trao đổi với học sinh, các em cho biết có niềm đam mê với môn vật lý Tuy nhiên, trong quá trình học, các em không được thực hành các thí nghiệm để chứng minh các định luật, khái niệm vật lý Ngoài ra, các em cũng chưa được tham gia các dự án học tập liên quan đến môn vật lý.

4.3.2 Phương pháp và kế hoạch thực nghiệm sưphạm

DođặcđiểmcủaNClàđánhgiáNLGQVĐcủaHSthôngquacáchoạtđộngdạyhọcnhằm bồi dưỡngNLcho nênchúngtôisửdụng phươngphápNCbánthựcnghiệm (khôngcólớpđốichứng)chocảhailầnThNSPvớikếhoạchcụthể:

Hình 4.1.Phân tích dữ liệu ThNSP

4.3.3 Phương pháp thu thập, xử lí số liệu thựcnghiệm

Mục tiêu của luận án là đánh giá NL GQVĐ của HS thông qua các hoạt động củaDA.Dođó,chúngtôisửdụngcôngcụđánhgiálàbảngkiểmquansátNLGQVĐ (rubric) Ngoài ra, chúng tôi còn đánh giá thông qua các PHT ở các hoạt động của DA và sản phẩm củaDA. Trong quá trình thực nghiệm, chúng tôi ghi âm, và yêu cầu HS ghi âm cácbuổihoạtđộng của nhóm ngoài lớp học Quá trình ghi âm nhằm mục đích ghi lại kết quảthảoluậncủanhóm,màkhônglàmmấttínhtựnhiên,gòbókhicóthiếtbịtheodõicáchànhvicủaHStrongquátrìnhhoạtđộng.VìsốHStrongcácnhómthựcnghiệmítlà mộtlợithếđểNCbiểuhiệnhànhvicủatừngtrườnghợpthôngquaviệcphântíchcácfileghiâm,sauđ ósửdụngbảngkiểmNLGQVĐđểxácđịnhmứcđộđạtđượcởcáchànhvicủangườihọc.Ngoàira,s aumỗilầnThNSP,chúngtôicóphỏngvấntrựctiếpnhómHS về quá trình các em tham gia

Dựa vào kết quả biểu hiện hành vi thu nhận được của học sinh, luận án đã phân tích cả định tính và định lượng về mức độ phát triển năng lực giao tiếp văn bản của học sinh thông qua các hoạt động bồi dưỡng về năng lực này mà luận án đã xây dựng Các thuận lợi và khó khăn trong quá trình triển khai thực nghiệm cũng đã được đánh giá Cuối cùng, luận án đưa ra những đề xuất nhằm góp phần nâng cao hiệu quả phát triển năng lực giao tiếp văn bản của học sinh.

Hình 4.2.Thiết kế NC ThNSP

Phân tích kết quả thực nghiệmsư phạm

4.4.1 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm lần1

4.4.1.1 Kếhoạch thực nghiệmsư phạm lần1

Bảng 4.2.Kế hoạch ThNSP lần 1

Nhóm thực hiện Nội dung Hình thức

HĐ1:Xác định chủ đề DA về “Động cơ

Stirling” và các nhiệm vụ cần thực hiện (các VĐ cần giải quyết).

Trực tiếp trên lớp học (2 tiết)

HĐ 2:Đề xuất các cách thực hiện các nhiệm vụ trong DA về “Động cơ Stirling”

(các giải pháp để giải quyết các VĐ).

HĐ 3:Lập kế hoạch chi tiết thực hiện các nhiệm vụ theo các cách (các giải pháp để giải quyết các VĐ) đã đề xuất.

HĐ4:ThựchiệnDAvề“ĐộngcơStirling” (thực hiện các nhiệm vụ theo các cách đã đềxuất– giảiquyếtcácVĐtheocácgiải pháp đã đề xuất).

HĐ 5:Trưng bày các sản phẩm, báo cáo và đánh giá kết quả NC DA.

(DA Tủ lạnh gia đình)

HĐ1:Xác định chủ đề DA về “Tủ lạnh gia đình” và các nhiệm vụ cần thực hiện (các

Trực tiếp trênlớp học (2tiết)

HĐ 2:Đề xuất các cách thực hiện các nhiệm vụ trong DA về “Tủ lạnh gia đình”

(các giải pháp để giải quyết các VĐ).

Trực tiếp trênlớp học (4tiết)

HĐ 3:Lập kế hoạch chi tiết thực hiện các nhiệm vụ theo các cách (các giải pháp để giải quyết các VĐ) đã đề xuất.

HĐ4:ThựchiệnDAvề“Tủlạnhgiađình”(thực hiện các nhiệm vụ theo các cách đã đềxuất–giảiquyếtcácVĐtheocácgiải pháp đã đề xuất).

HĐ 5:Trưng bày các sản phẩm, báo cáo và đánh giá kết quả NC DA

Ban đầu chúng tôi dự kiến cho các nhóm thực hiện đầy đủ các hoạt động của mộtDAtheohìnhthứctrựctiếptrongkhoảngthờigian2tuần(thờigianthựcnghiệm được thống nhất ban đầu giữa GV, HS và trường THPT) Tuy nhiên, trong quá trình thực nghiệm xuất hiện nhiều VĐ nảy sinh: Hướng dẫn HS cách xây dựng câu hỏi, cách vẽ sơ đồ tư duy bằng phần mềm, gặp nhiều VĐ trong quá trình chế tạo mô hình…; Ngoài ra thời gian thực nghiệm trong thời kì Covid – 19 nên việc gặp trực tiếp HS nhiều khó khăn và hạn chế Do đó, chúng tôi tăng cường thêm các buổi trao đổi bằng hình thứconline.

Hình 4.3.Kế hoạch ThNSP lần 1

Hình 4.4.Các biện pháp tác động trong các hoạt động 4.4.1.2 Phântíchđịnhtínhkếtquảthựcnghiệmsưphạmlần1

Cácbuổithựcnghiệmđượcdiễnradướihìnhthứctrựctiếpvàonline.Tuynhiên HS tham gia rất nghiêm túc, đầy đủ và đúng giờ Vì lần đầu tham gia DA và được tổ chứchọcdướidạngkhámphánênđaphầnHSchưatựtin,vàchưachủđộngtraođổi, phát biểu với

GV (NCS thực hiện giảng dạy nên HS chưa quen với GV) Để khắc phục những VĐ trên,ngoài các buổi gặp trực tiếp, chúng tôi giao các nhiệm vụ cho HS tham gia thảo luận, đồng thời yêu cầu HS phải ghi âm cuộc họp online, ghi biên bản (có ghi tên HS tham gia ý kiến, nội dung ý kiến) để phân tích biểu hiện hành vi của HS trong quá trình tham gia thực hiện nhiệm vụ. Ở hoạt động 1, HS dễ dàng nhận diện được chức năng của Tủ lạnh (vì là thiết bịgầngủiđờisống),tuynhiênkhôngnhậndiệnđượcchứcnăngcủaĐộngcơStirling Biểu hiện hành vi phát hiện VĐ (PH 1.1) trong tình huống và phát biểu VĐ cần giải quyết (PH 1.2) chỉ đạt mức 1, tức là HS chỉ nhắc lại và nêu lại VĐ mà GV đã trình bày Đặc biệt là việc đặt câu hỏi có liên quan đến VĐ còn hạn chế (nguyên nhân là lần đầu được yêu cầu đặt những câu hỏi về VĐ cần NC, đều này HS chưa quen) Để bồidưỡngthànhtốnày,chúngtôihướngdẫnHSvềkĩthuậtxâydựngcâuhỏi(QFT).

Ngoàira,HScũngkhôngpháthiệncầnNCcácCNgCTTBKT,dođóGVđãđưara những gợi ý hướng dẫn theo kiểu định hướng khái quát chương trìnhhóa. Ởhoạtđộng2,vềviệcđềxuấtcácnguồnthôngtincầnthuthậpđểtìmhiểuVĐ thì HS dễ dàng đề xuất sử dụng các thông tin trên mạng internet, với cách tìm kiếm lànhậpnguyêncâuhỏicủaVĐđểtìmkiếm.Tuynhiên,HSkhôngđềxuấtđượcviệc NC trực tiếp

Tủ lạnh Việc đề xuất bản thiết kế mô hình cần chế tạo thì HS đặc biệt gặp khó khăn vì chưa NC cụ thể các thông tin liên quan đến VĐ cần GQ Do đó, chúngtôinhậnthấyviệcđềxuấtcácgiảiphápchoquánhiềuVĐ(từviệcđềxuấtgiải pháp để NC các CNg được sử dụng để chế tạo Tủ lạnh, Động cơ Stirling đến việcđề xuất bản thiết kế hình vẽ các mô hình VC – CN của thiết bị cần chế tạo để mình họa NTHĐ của Tủ lạnh và Động cơ Stirling) làm HS bị rối và mất tập trung, do đó cần phải phân chia nội dung DA thành hai nhiệm vụ rõ rệt, trong đó: Nhiệm vụ 1 là tìm hiểuxemTBKTđượcchếtạodựatrênCNgnào,cócấutạovàhoạtđộngnhưthếnào mà đáp ứng được chức năng đó Xác định các kiến thức phù hợp và vận dụng chúng để giải thích NTHĐ của TBKT; Nhiệm vụ 2 là chế tạo và vận hành các mô hìnhVC

– CN của TBKT ứng với từng CNg đã lựa chọn NC để minh họa NTHĐ của TBKT. Cho nên, biểu hiện về các hành vi đề xuất các giải pháp giải quyết VĐ của HS đều ở mứcthấp. Ởhoạtđộng3,HScònbởngỡvớiviệcxâydựngmộtkếhoạchchitiếtchomột

DA(chưathựchiệnnhiệmvụlậpkếhoạch),GVhướngdẫncáchxâydựngkếhoạch, choHSNCtrựctiếpkếhoạchcủaDA,dođóhànhvilậpkếhoạchchỉdừnglạiởbiểu hiện là biết phân công các thành viên trong nhóm, thời gian thực hiện để hoàn thành nhiệm vụ theo mẫu trongPHT. Ở hoạt động 4, HS có thể tự tìm kiếm được các thông tin từ các nguồn tài liệu,diễn đạt lại nội dung kiến thức để giải thích về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của Động cơ Stirling và Tủ lạnh Tuy nhiên, việc chế tạo mô hình thì gặp nhiềuV Đ khókhăn,đặcbiệtlàtìmdụngcụ,nguyênvậtliệuchếtạomôhình,VĐtrongviệclắprápc ácbộphậnthìmộtmôhìnhhoànchỉnh.Dođó,chúngtôiđãhướngdẫnHSgiảiquy ếtcụthểtừngVĐphátsinhtrongquátrìnhchếtạovàvậnhànhmôhình,thôngqua đó chúng tôi nhận thấy rằng, việc khai thác các VĐ phát sinh này có thểtăng cơhội để bồi dưỡng NL GQVĐ của HS vì các hành vi phát hiện VĐ, đề xuấtgiải pháp,thựchiệngiảiphápđượclặplạinhiềulầntrongquátrìnhgiảiquyếtcácVĐphátsinh.Ởhoạtđộng

GV, các em cũng tự tin trình bày kết quả thực hiện DA của mình Từ các sản phẩm đãchếtạo,chúngtôipháthiệnmôhìnhTủlạnhcóthểthựchiệnTNkiểmchứngđịnh luật I củaNĐLH.

Mặc dù quá trình ThNSP lần 1 gặp nhiều khó khăn vì thời gian hạn chế và ảnh hưởng của dịch Covid – 19, nhưng cũng giúp chúng tôi có những chỉnh sửa, bổsung và hoàn thiện hơn tiến trình NC DA để có thể đạt kết quả tốt hơn ở lần ThNSP lần2 Cụthể:

+ViệcbồidưỡngcácmứcđộcủacáchànhvitrongcấutrúcNLGQVĐcủaHS cần được thực hiện từ thấp đến cao phụ thuộc vào đối tượng HS, và sự thành thục trong quá trình tham gia nhiệm vụ của các hoạt động Do đó, các hoạt động của DA phảirõràng,táchbạchgiữacácnhiệmvụcầnthựchiện.Đặcbiệtcầnphảiphânchia nội dung

DA thành hai nhiệm vụ rõ rệt, trong đó: Nhiệm vụ 1 là tìm hiểu về TBKT; Nhiệm vụ

2 là chế tạo và vận hành các mô hình VC – CN của TBKT để minh họa NTHĐ của TBKT.

+ Các giai đoạn của tiến trình NC DA về ƯDKT của VL phải được chia thành nhiềuhoạtđộngtươngứngvớicáchànhvicủaNLcầnbồidưỡngchoHStrongDA Đặc biệt chú ý đến những hoạt động có thể bồi dưỡng những hành vi mà HS ít có cơ hội hoặc chưa lần nào được thực hiện như hành vi đề xuất bản phác thảo mô hình, hành vi chế tạo môhình.

+ Sự hướng dẫn của GV nhằm giúp HS giải quyết trọn vẹn VĐ cần NC là sự hướngdẫntheokiểukháiquátchươngtrìnhhóa,đặcbiệtcósửdụngcáckĩthuậtdạy học ở các hoạt động nhằm giúp bồi dưỡng NL GQVĐ củaHS.

+ Cần khai thác những khó khăn, sai lầm, những VĐ nảy sinh trong quá trình

HS chế tạo, vận hành mô hình vì như thế sẽ làm tăng cơ hội cho việc bồi dưỡng các chỉ số hành vi trong cấu trúc NL GQVĐ của HS.

+Cáctiêuchí đánh giá HS phải tậptrungvào mụctiêuđánh giá NLGQVĐcủa HS.Dođó,cáccáctiêuchícủarubricđượcsửdụngđểđánhgiáHStrongcáchoạtđộng cầnđượcxâydựngtừcáchànhvitrongcấutrúcNLGQVĐcủaHS.

4.4.2 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm lần2

4.4.2.1 Kếhoạch thực nghiệmsư phạm lần2

Trước thí nghiệm, chúng tôi đã trao đổi với giáo viên và học sinh để lựa chọn khung thời gian thí nghiệm phù hợp Thí nghiệm không có lớp đối chứng và nhằm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua các hoạt động.

DA đã xây dựng, cho nên chúng tôi vẫngiữnguyên2nhómđãchọnởThNSPlần1nhưnghoánđổichủđềDAchonhau, để từ đó đánh giá được mức độ phát triển NL GQVĐ của HS ở các nhóm khi thực hiện các hoạt động củaDA.

Chúng tôi đã tách bạch vai trò của Đề án thành 2 nhiệm vụ đặc trưng, mỗi nhiệm vụ đều đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp Từ đó, cấu trúc năng lực chung của học sinh trong Đề án cũng được phân tách theo nhiệm vụ thực hiện trong Đề án để việc bồi dưỡng và đánh giá học sinh thuận lợi hơn Từ tiến trình nghiên cứu Đề án về ƯDC KTCN của VL, chúng tôi cũng đã xây dựng 11 hoạt động tương ứng với hai nhiệm vụ của Đề án về ƯDC KTCN của VL nhằm bồi dưỡng năng lực chung của học sinh Từ đó, chúng tôi xây dựng kế hoạch ThNSP 2 như bảng 4.3.

Bảng 4.3.Kế hoạch ThNSP lần 2

Nhóm thực hiện Nội dung Hình thức

HĐ1:XácđịnhchủđềcủaDA“Tủ lạnhgiađình” Trực tiếp trên lớp học

HĐ 2.1.Xác định các VĐ trong nhiệm vụ 1 của DA “Tủ lạnh gia đình”.

Trực tiếp trên lớp học

HĐ 2.2.Đề xuất các cách thực hiện nhiệm vụ

1 của DA “Tủ lạnh gia đình”.

HĐ 2.3.Lập kế hoạch chi tiết thực hiện nhiệm vụ 1 của DA “Tủ lạnh gia đình” theo các giải pháp đã đề xuất để giải quyết các VĐ.

HĐ2.4.Thựchiệncáccáchđãđềxuấtđểthực hiện nhiệm vụ 1 của DA “Tủ lạnh gia đình” Làm việc ở nhà

HĐ 3.1.Xác định các VĐ trong nhiệm vụ 2 của DA “Tủ lạnh gia đình” cần thực hiện.

2 của DA “Tủ lạnh gia đình”.

HĐ 3.3.Lập kế hoạch chi tiết thực hiện nhiệm vụ 2 của DA “Tủ lạnh gia đình” theo các giải pháp đã đề xuất để giải quyết các VĐ.

HĐ3.4.Thựchiệncáccáchđãđềxuấtđểthực hiện nhiệm vụ 2 của DA “Tủ lạnh gia đình” Làm việc ở nhà

HĐ 4.1.Báo cáo kết quả NCDA “Tủ lạnh gia đình” Trực tiếp trên lớp học

HĐ1:XácđịnhchủđềcủaDA“ĐộngcơStirling” Trực tiếp trên lớp học

HĐ 2.1.Xác định các VĐ trong nhiệm vụ 1 của DA “Động cơ Stirling”.

1 của DA “Động cơ Stirling”.

HĐ 2.3.Lập kế hoạch chi tiết thực hiệnnhiệmvụ 1 của DA“ĐộngcơStirling”theo các giải pháp đã đề xuất để giải quyết các VĐ.

HĐ2.4.Thựchiệncáccáchđãđềxuấtđểthực hiện nhiệm vụ 1 của DA “Động cơ Stirling” Làm việc ở nhà

HĐ 3.1.Xác định các VĐ trong nhiệm vụ 2 của DA “Động cơ Stirling” cần thực hiện.

2 của DA “Động cơ Stirling”.

HĐ 3.3.Lập kế hoạch chi tiết thực hiện nhiệm vụ 2 của DA “Động cơ Stirling” theo các giải pháp đã đề xuất để giải quyết các VĐ.

HĐ3.4.Thựchiệncáccáchđãđềxuấtđểthực hiện nhiệm vụ 2 của DA “Động cơ Stirling” Làm việc ở nhà

Stirling” Trực tiếp trên lớp học

HĐ 4.2.Đánh giá kết quả NCDA “Động cơ

Hình 4.5.Kế hoạch ThNSP lần 2

Hình 4.6.Các biện pháp tác động trong các giai đoạn

4.4.2.2 Phân tích định tính kết quảthựcnghiệmsư phạm lần2

Hoạt động: Xác định các VĐ trong nhiệm vụ 1 của DA Ở hoạt động này, chúng tôi tổ chức cho HS NC tình huống thông qua PHT số

1 Về nhận diện chức năng của TBKT, đa phần HS đều có thể nhận diện được chức năng của thiết bị (vì Tủ lạnh rất gần gủi với HS, và kiến thức động cơ nhiệt HS đã được học), còn với động cơ Stirling mặc dù HS chưa từng tiếp xúc trực tiếp trong cuộc sống nhưng có em đã phát hiện “đây là động cơ nên nó phải có chức năngthựchiệncông”(AC1,AC3).NgoàirađộngcơStirlinglàmộtthuậtngữmớivàxalạ,HS thấy tò mò và mong muốn tìmhiểu.

Định dạng
Số trang	238
Dung lượng	6,02 MB