Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề năng lượng và cuộc sống nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên của học sinh thcs

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ HÀ NỘI KHOA SƯ PHẠM & KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TỊI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “NĂNG LƯỢNG VÀ CUỘC SỐNG” NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ Họ tên: NGUYỄN PHƯƠNG THANH Mã sinh viên: 219211007 Sinh viên lớp: D2019 – Ngành Sư phạm Vật lý – Khoa Sư phạm Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thuần Năm học 2022 – 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu khố luận trung thực chưa cơng bố Hà Nội, tháng 09 năm 2022 Tác giả Nguyễn Phương Thanh i LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu đề tài “Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” nhằm bồi dưỡng lực khoa học tự nhiên học sinh Trung học sở”, nhận giúp đỡ, bảo nhiệt tình thầy, cô giáo trường Đại học Thủ đô Hà Nội để hồn thành khố luận tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Thuần, giảng viên ngành Sư phạm Vật lý, tận tình giúp đỡ, định hướng cách tư duy, triển khai làm việc khoa học Đó góp ý vơ q báu q trình thực khố luận, hành trang bổ ích q trình học tập, nghiên cứu khoa học công việc sau Do giới hạn kiến thức khả lý luận thân cịn hạn chế nên khố luận tốt nghiệp tơi khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn bè để rút kinh nghiệm cho thân Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 09 năm 2022 Tác giả Nguyễn Phương Thanh ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Bố cục đề tài Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TỊI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 1.1 Dạy học tìm tịi khám phá 1.1.1 Khái niệm dạy học tìm tịi khám phá 1.1.2 Đặc điểm dạy học tìm tịi khám phá 1.1.3 Vai trị dạy học tìm tịi khám phá 1.1.4 Tiến trình dạy học tìm tịi khám phá 1.2 Năng lực khoa học tự nhiên 1.2.1 Khái niệm lực 1.2.2 Khái niệm lực khoa học tự nhiên 1.2.3 Các thành phần lực khoa học tự nhiên 1.3 Tổng quan chương trình khoa học tự nhiên 1.3.1 Đặc điểm môn học 1.3.2 Quan điểm xây dựng chương trình 10 iii 1.3.3 Mục tiêu chương trình 10 1.3.4 Yêu cầu cần đạt 10 1.3.5 Nội dung khái quát 10 1.4 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học tìm tịi khám phá mơn Khoa học tự nhiên trường Trung học sở 12 CHƯƠNG THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÌM TỊI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “NĂNG LƯỢNG VÀ CUỘC SỐNG” 14 2.1 Phân tích chủ đề “Năng lượng sống” môn Khoa học tự nhiên 14 2.1.1 Vị trí, cấu trúc chủ đề 14 2.1.2 Vai trò chủ đề 14 2.1.3 Yêu cầu cần đạt chủ đề 15 2.2 Thiết kế tiến trình dạy học số nội dung chủ đề “Năng lượng sống” 17 2.3 Xây dựng dự án “Tiết kiệm lượng” 61 2.3.1 Giới thiệu dự án 61 2.3.2 Một số chủ đề dự án 61 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 66 3.1 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 66 3.1.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 66 3.1.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 66 3.2 Những thuận lợi khó khăn q trình thực nghiệm sư phạm 66 3.2.1 Những thuận lợi thực nghiệm sư phạm 66 3.2.2 Những khó khăn q trình thực nghiệm 66 3.3 Kết thực nghiệm sư phạm 67 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 73 iv DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nguyên nghĩa GV Giáo viên HS Học sinh KHTN Khoa học tự nhiên KTDH Kĩ thuật dạy học PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa SBT Sách tập THCS Trung học sở YCCĐ Yêu cầu cần đạt v MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nghị 88/2014/QH13 Quốc hội quy định: “Đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo chuyển biến bản, toàn diện chất lượng hiệu giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển giáo dục nặng truyền thụ kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực, hài hồ đức, trí, thể, mĩ phát huy tốt tiềm học sinh” Thực Nghị trên, tháng 12 năm 2018, Bộ Giáo dục Đào tạo Việt Nam ban hành chương trình giáo dục phổ thông nhằm định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh, giúp học sinh học tập, rèn luyện phát triển hài hoà thể chất lẫn tinh thần Trong đó, KHTN mơn học bắt buộc, tảng để hình thành phát triển giới quan khoa học cho học sinh trung học sở Vì thế, chương trình KHTN cấu trúc thành đề tài thống nhất, bao gồm nhiều chủ đề gần gũi với đời sống ngày học sinh Chương trình mơn KHTN xây dựng dựa quan điểm dạy học tích hợp, kết hợp lí thuyết với thực hành phù hợp với thực tiễn Việt Nam Vì vậy, để đạt mục tiêu phát triển toàn diện phẩm chất lực cho học sinh, giáo viên cần áp dụng phương pháp, kĩ thuật dạy học đa dạng, phù hợp với u cầu cần đạt mơn học Trong đó, phương pháp tìm tịi khám phá coi phương pháp hiệu đặc thù môn KHTN Phương pháp không giúp học sinh chủ động trình tìm hiểu tiếp thu kiến thức mà đánh giá khả hiểu biết học sinh lĩnh vực đời sống Từ trước tới nay, lượng vấn đề quan trọng sống người bối cảnh “khủng hoảng lượng” Năng lượng tác động đến hoạt động sống người, giúp người tồn tại, phát triển nâng cao chất lượng sống Chính mà ngày nay, nhiều quốc gia giới chạy đua lĩnh vực phát triển lượng, đặc biệt lượng tái tạo, lượng xanh, thân thiện với môi trường Do đó, kiến thức lượng cần hình thành bồi dưỡng cho học sinh từ ngồi ghế nhà trường Bởi vậy, chương trình mơn KHTN xây dựng chủ đề “Năng lượng sống” xuyên suốt bốn năm học THCS, giúp học sinh có tảng vấn đề Xuất phát từ lí trên, với tư cách người giáo viên trẻ tương lai - tiếp thu giáo dục đổi động, sáng tạo, xin chọn đề tài nghiên cứu với tiêu đề: “Tổ chức dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” nhằm bồi dưỡng lực khoa học tự nhiên học sinh Trung học sở” Đối tượng phạm vi nghiên cứu − Đối tượng nghiên cứu đề tài: + Phương pháp dạy học tìm tịi khám phá + Năng lực khoa học tự nhiên + Chủ đề “Năng lượng sống” môn Khoa học tự nhiên + Tiến trình dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” − Phạm vi nghiên cứu: + Dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” môn Khoa học tự nhiên + Không gian giới hạn: Học sinh THCS Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc tổ chức dạy học theo phương pháp tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” nhằm bồi dưỡng lực khoa học tự nhiên học sinh THCS Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng phương pháp dạy học tìm tịi khám phá dạy học chủ đề “Năng lượng sống” môn KHTN bồi dưỡng lực khoa học tự nhiên cho học sinh THCS Nhiệm vụ nghiên cứu − Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn phương pháp dạy học tìm tịi khám phá lực khoa học tự nhiên học sinh − Nghiên cứu yêu cầu cần đạt môn KHTN chủ đề “Năng lượng sống” môn KHTN − Xây dựng tiến trình dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” nhằm bồi dưỡng lực KHTN học sinh THCS − Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu Phương pháp nghiên cứu − Phương pháp nghiên cứu lí luận: + Nghiên cứu văn kiện pháp luật + Nghiên cứu tài liệu PPDH, KTDH, giáo dục học, chương trình, nội dung SGK, SBT… + Nghiên cứu sở lí luận phương pháp dạy học tìm tịi khám phá dạy học KHTN trường THCS + Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc thiết kế, chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm, sản phẩm học tập từ đơn giản đến phức tạp − Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn: + Nghiên cứu thực tiễn dạy học tìm tịi - khám phá trường THCS + Tiến hành khảo sát phương pháp điều tra, phương pháp vấn đàm thoại với học sinh giáo viên, tham khảo kế hoạch sử dụng thiết bị trường THCS − Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Đánh giá hiệu việc tổ chức dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” với việc bồi dưỡng lực KHTN HS Đóng góp đề tài − Xây dựng kế hoạch dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” môn KHTN − Xây dựng dự án “Tiết kiệm lượng” − Bổ sung tài liệu tham khảo cho trường học, giáo viên, giảng viên sinh viên chuyên ngành Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục khóa luận gồm có ba chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việc tổ chức dạy học tìm tịi khám phá với việc bồi dưỡng lực khoa học tự nhiên Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học tìm tịi khám phá chủ đề “Năng lượng sống” Chương 3: Thực nghiệm sư phạm CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 1.1 Dạy học tìm tịi khám phá 1.1.1 Khái niệm dạy học tìm tịi khám phá Tìm tịi khám phá hoạt động mang tính tích cực, chủ động người học thông qua việc đặt câu hỏi, thu thập, điều tra, phân tích liệu để tìm kiếm lĩnh hội tri thức Theo Bruner (1960), “The Process of Education”, “Dạy học khám phá lối tiếp cận dạy học mà qua đó, học sinh tương tác với mơi trường họ cách khảo sát, sử dụng đối tượng, giải đáp thắc mắc tranh luận hay biểu diễn thí nghiệm” Như vậy, dạy học tìm tịi khám phá (hay dạy học khám phá) phương pháp dạy học tích cực, khuyến khích học sinh tự đặt câu hỏi trả lời từ ví dụ hay kinh nghiệm thực tiễn 1.1.2 Đặc điểm dạy học tìm tịi khám phá Theo M D Sviniki (1998), phương pháp dạy học khám phá gồm ba đặc điểm chính: Học tập tích cực: Người học tham gia trực tiếp vào trình học tập + Tăng tập trung, ý, tạo động học tập cho học sinh thông qua hoạt động học tập + Thực sâu sắc q trình xử lý thơng tin để kiến tạo nên lời giải + Phản hồi sớm kiến thức học sinh, qua giúp giáo viên có biện pháp xử lý kịp thời Học tập có ý nghĩa: + Tận dụng liên tưởng học sinh làm sở hiểu biết + Học sinh có hội tiếp cận điều chỉnh lại nhận thức sai thơng qua mơi trường học tập tích cực + Khuyến khích người học tự phát giải vấn đề, nhờ rèn luyện tự tin gặp khó khăn Thay đổi niềm tin thái độ: + Giúp HS tin tưởng vào hiểu biết kiến tạo + Giúp học sinh thấy khoa học trình + Người học cần có trách nhiệm cao cho học tập 1.1.3 Vai trị dạy học tìm tịi khám phá − Phát triển tư tích cực, chủ động, sáng tạo, độc lập trình học tập học sinh − Kích thích trực tiếp ham mê học tập học sinh thông qua việc giải thành cơng vấn đề − Hình thành phương pháp tự học thông qua việc hợp tác, chia sẻ với bạn bẻ, tự điều chỉnh, tự đánh giá kiến thức thân − Tiếp cận với kiểu dạy học hình thành giải vấn đề có nội dung khái quát rộng − Rèn luyện kĩ tích hợp kiến thức trình thu thập phân tích liệu theo nhiều cách khác − Tạo khơng khí học tập sơi nổi, tích cực, góp phần hình thành mối quan hệ giao tiếp cộng đồng xã hội 1.1.4 Tiến trình dạy học tìm tịi khám phá Q trình dạy học tìm tịi khám phá tổ chức thông qua năm bước sau: Sơ đồ 1.1 Quy trình dạy học tìm tịi khám phá Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Xác định Định hướng hoạt động tư Gắn kết, liên hệ kiến thức nhiệm vụ nhận cần thiết sẵn có với nội dung kiến thức cần lĩnh hội thức (Engage) Dẫn dắt hình thành kiến thức Chủ động khám phá thao Tìm tịi, khám phá (Explore) thông qua việc cung cấp tác vật liệu học kiến thức trải cụ chuẩn bị sẵn nghiệm mang tính bản, thông qua trải nghiệm tảng Giải thích (Explanation) học tập cụ thể Hướng dẫn học sinh tổng hợp Trình bày, miêu tả, phân tích kiến thức trải nghiệm quan sát thu nhận Áp dụng Tạo không gian áp dụng kiến Vận dụng kiến thức (Elaborate) thức học Đánh giá (Evaluate) học Quan sát hoạt động học Đạt mục tiêu học sinh để sử dụng kĩ thuật đánh tập đề giá phù hợp 1.2 Năng lực khoa học tự nhiên 1.2.1 Khái niệm lực Theo Từ điển bách khoa Việt Nam: “Năng lực đặc điểm cá nhân, thể mức độ thơng thạo – tức thực cách thành thục chắn hay số dạng hoạt động đó” Theo tâm lý học: “Năng lực tập hợp tính chất hay phẩm chất tâm lý cá nhân, đóng vai trò điều kiện bên tạo thuận lợi cho việc thực tốt dạng hoạt động định” Như vậy, lực hình thành dựa sở tư chất tự nhiên (kiến thức, kĩ hành vi thái độ) thân nhằm đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ Đối với chương trình giáo dục phổ thơng 2018, học sinh hình thành phát triển phẩm chất 10 lực cốt lõi bao gồm lực chung (Tự chủ tự học, giao tiếp hợp tác, giải vấn đề sáng tạo) lực đặc thù hình thành qua số môn học hoạt động giáo dục định Hình 1.2 phẩm chất 10 lực cốt lõi học sinh cần đạt 1.2.2 Khái niệm lực khoa học tự nhiên Năng lực khoa học tự nhiên (hay lực khoa học) chủ yếu hình thành thơng qua mơn KHTN cấp THCS Theo nhóm tác giả Nguyễn Đức Dũng, “Năng lực khoa học (hay lực khoa học tự nhiên) học sinh phổ thông khả thực việc tiếp nhận vận dụng kiến thức khoa học để giải vấn đề khoa học định trước tình cụ thể, vấn đề thực tiễn đơn giản cách hiệu quả, từ đề xuất ý tưởng khoa học sáng tạo hiệu hơn” 1.2.3 Các thành phần lực khoa học tự nhiên Sơ đồ 1.2 Các thành phần lực khoa học tự nhiên 1.3 Tổng quan chương trình khoa học tự nhiên 1.3.1 Đặc điểm môn học KHTN môn học bắt buộc chương trình giáo dục phổ thơng trường THCS nhằm phát triển phẩm chất lực học sinh Môn KHTN xây dựng phát triển tảng khoa học vật lí, hóa học, sinh học khoa học Trái Đất KHTN khoa học thực nghiệm Do đó, việc thực hành phịng học mơn, phịng thực hành, thực địa sở sản xuất giữ vai trò quan trọng hình thức dạy học đặc trưng mơn học KHTN đổi để đáp ứng yêu cầu sống đại KHTN đóng vai trị tảng việc hình thành phát triển cho học sinh THCS giới quan khoa học 1.3.2 Quan điểm xây dựng chương trình Chương trình mơn KHTN xây dựng dựa bốn quan điểm: 1.3.3 Mục tiêu chương trình Mơn KHTN hình thành, phát triển cho học sinh lực khoa học tự nhiên, đồng thời góp phần bồi dưỡng phẩm chất lực chung cho học sinh để trở thành công dân trách nhiệm, người lao động có văn hố, chăm chỉ, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển thân xã hội 1.3.4 u cầu cần đạt Mơn KHTN hình thành phát triển học sinh phẩm chất chủ yếu lực chung theo mức độ phù hợp với môn học, cấp học quy định Chương trình tổng thể Bên cạnh đó, KHTN mơn học địi hỏi học sinh cần đạt yêu cầu cụ thể lực khoa học tự nhiên thông qua mạch nội dung kết hợp chủ đề khoa học xuyên suốt chương trình 1.3.5 Nội dung khái quát 10 Sơ đồ 1.3 Mạch nội dung chương trình khoa học tự nhiên 11 1.4 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học tìm tịi khám phá môn Khoa học tự nhiên trường Trung học sở Chương trình giáo dục phổ thơng bước sang năm thứ hai thực với thay đổi tất mơn học Trong đó, thay đổi lớn nằm môn KHTN cấp THCS Mơn học có kết hợp ba phân mơn: Vật lý, Hố học Sinh học Hiện nay, việc bồi dưỡng lực môn khoa học tự nhiên gặp nhiều thách thức hầu hết trường học tập trung vào việc truyền đạt kiến thức lý thuyết mà trọng đến việc thực hành áp dụng kiến thức vào thực tế Điều dẫn đến việc học sinh sinh viên có kiến thức chung chung khái niệm mà cách sử dụng chúng để giải vấn đề thực tế Đồng thời, thiếu đầu tư sở vật chất trang thiết bị nguyên nhân lớn ảnh hưởng đến việc bồi dưỡng lực Bên cạnh đó, so với số lượng học sinh đông, thời lượng tiết học, chủ đề đáp ứng đủ Biểu đồ 1.4.1 Khảo sát mức độ sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực dạy học mơn KHTN giáo viên quận Hoàng Mai theo lứa tuổi Khảo sát mức độ sử dụng PPDH KTDH tích cực dạy học mơn KHTN, thấy phần lớn giáo viên KHTN lớn tuổi thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học truyền thống, sử dụng phương pháp, kĩ thuật dạy học Đó nay, có trường Đại học đào tạo giáo viên KHTN 12