Luận Án Tiến Sĩ Khoa Học Giáo Dục Dạy Học Trên Cơ Sở Vấn Đề Bài Học Stem Chủ Đề Các Thể Của Chất Môn Khoa Học Tự Nhiên 6.Pdf

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÁN THỊ HƯƠNG THỦY ận Lu n tiế Tài liệu rẻ án DẠY HỌC TRÊN CƠ SỞ VẤN ĐỀ BÀI HỌC STEM CHỦ ĐỀ CÁC THỂ CỦA CHẤT MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN sĩ ới m ất nh LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÁN THỊ HƯƠNG THỦY ận Lu tiế Tài liệu rẻ án DẠY HỌC TRÊN CƠ SỞ VẤN ĐỀ BÀI HỌC STEM CHỦ ĐỀ CÁC THỂ CỦA CHẤT MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ngành: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số: 9140111 n sĩ ới m LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC ất nh Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Hương Trà PGS.TS Vũ Thị Kim Liên THÁI NGUYÊN - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án công trình nghiên cứu riêng tơi Kết số liệu nêu luận án trung thực, khách quan, có nguồn gốc rõ ràng trích dẫn đầy đủ theo quy định Những kết luận luận án chưa cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, ngày 10 tháng 11 năm 2023 Tác giả luận án ận Lu n tiế Tài liệu rẻ án Hán Thị Hương Thủy sĩ ới m ất nh ii LỜI CẢM ƠN Trước hết xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn chân thành, sâu sắc tới GS.TS Đỗ Hương Trà PGS TS Vũ Thị Kim Liên Các cô giáo cho định hướng khoa học tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình hồn thành luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Sư phạm Hà Nội quan mà công tác Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên sở đào tạo tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập thực Lu luận án ận Tôi gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô, Đồng nghiệp Khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Trường Đại học Sư phạm - Đại học án Thái Nguyên tiế Tài liệu rẻ Tôi muốn gửi thành đến chồng người đồng hành cổ vũ hồn cảnh Tơi xin gửi lịng biết ơn đến Bố, Mẹ, n anh, chị, em gia đình động viên hỗ trợ sống sĩ q trình học tập Chính tin yêu mong đợi gia đình tạo thêm động lực cho thực thành công luận án m Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy, Cô, Đồng nghiệp ới bạn bè cổ vũ, động viên vượt qua khó khăn q trình thực nh luận án ất Tác giả luận án Hán Thị Hương Thủy iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU Lu Lí chọn đề tài ận Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu án Khách thể nghiên cứu tiế Tài liệu rẻ Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu n Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận án sĩ Cấu trúc luận án m Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ới 1.1 Các nghiên cứu dạy học sở vấn đề 1.1.1 Các nghiên cứu giới nh 1.1.2 Các nghiên cứu nước 10 ất 1.2 Các nghiên cứu giáo dục STEM 13 1.2.1 Các nghiên cứu giới 13 1.2.2 Các nghiên cứu nước 17 1.3 Các nghiên cứu dạy học bồi dưỡng phát triển lực khoa học 20 1.3.1 Các nghiên cứu giới 20 1.3.2 Các nghiên cứu nước 24 KẾT LUẬN CHƯƠNG 27 Chương 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC TRÊN CƠ SỞ VẤN ĐỀ BÀI HỌC STEM TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH 28 iv 2.1 Dạy học sở vấn đề 28 2.1.1 Khái niệm 28 2.1.2 Mục tiêu dạy học sở vấn đề 29 2.1.3 Đặc điểm dạy học sở vấn đề 30 2.1.5 Tình dạy học sở vấn đề 34 2.1.6 Tổ chức dạy học sở vấn đề 39 2.2 Dạy học STEM Trung học sở 42 2.2.1 Khái niệm dạy học STEM 42 Lu 2.2.2 Mục tiêu dạy học STEM 43 2.2.3 Đặc điểm tâm sinh lí nhận thức học sinh đầu Trung học sở 44 ận 2.2.4 Sản phẩm dạy học STEM Trung học sở 46 2.3 Tiến trình dạy học sở vấn đề học STEM 48 án 2.3.1 Khái niệm học STEM 48 tiế Tài liệu rẻ 2.3.2 Thiết kế tiến trình dạy học sở vấn đề học STEM 49 2.4 Bồi dưỡng lực khoa học tự nhiên dạy học sở vấn đề n học STEM 53 sĩ 2.4.1 Khái niệm lực khoa học tự nhiên 53 2.4.2 Cấu trúc lực khoa học tự nhiên dạy học STEM 55 m 2.5 Điều tra thực tiễn 65 ới 2.5.1 Điều tra lần thứ 65 nh 2.5.2 Điều tra lần thứ hai 73 2.5.3 Kết luận rút từ điều tra thực tiễn 76 ất KẾT LUẬN CHƯƠNG 78 Chương 3: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TRÊN CƠ SỞ VẤN ĐỀ BÀI HỌC STEM CHỦ ĐỀ CÁC THỂ CỦA CHẤT 79 3.1 Phân tích nội dung kiến thức chủ đề Các thể chất 79 3.2 Nội dung chủ đề Các thể chất chương trình giáo dục phổ thơng 81 3.2.1 Mục tiêu môn khoa học tự nhiên 81 3.2.2 Yêu cầu cần đạt phẩm chất lực 82 3.2.3 Yêu cầu cần đạt dạy học chủ đề Các thể chất 85 3.3 Tiến trình dạy học sở vấn đề học STEM chủ đề Các thể chất 85 v 3.3.1 Phân tích nội dung kiến thức chủ đề 85 3.3.2 Các kiến thức khoa học bổ trợ cho giáo viên 86 3.3.3 Tổ chức dạy học sở vấn đề học STEM 88 KẾT LUẬN CHƯƠNG 122 Chương 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 123 4.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 123 4.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 123 4.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 123 Lu 4.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 123 4.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 123 ận 4.2.2 Thời gian nội dung thực nghiệm sư phạm 125 4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm lựa chọn thiết kế 125 án 4.3.1 Các phương pháp sử dụng thực nghiệm sư phạm 125 tiế Tài liệu rẻ 4.3.2 Lựa chọn thiết kế 125 4.4 Diễn biến kết thực nghiệm sư phạm 126 n 4.4.1 Kết thực nghiệm sư phạm vòng 126 sĩ 4.4.2 Diễn biến kết thu thực nghiệm sư phạm vòng 133 4.5 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 147 m 4.5.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá mức độ đạt NL KHTN 147 ới 4.5.2 Nghiên cứu trường hợp: đánh giá phát triển NL KHTN học sinh 149 nh 4.5.3 Đánh giá qua kiểm tra sau thực nghiệm sư phạm 152 4.5.4 Kết kiểm tra đánh giá lực tám học sinh 161 ất KẾT LUẬN CHƯƠNG 165 KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT VÀ KHUYẾN NGHỊ 166 Kết luận 166 Đề xuất nghiên cứu đề tài 166 Khuyến nghị 167 TÀI LIỆU THAM KHẢO 169 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt DH ĐG Dạy học Đánh giá GD Giáo dục GD&ĐT Giáo dục đào tạo GQ Giải GQVĐ Giải vấn đề Giáo viên HĐ Hoạt động HS Học sinh ận HT Học tập KH Khoa học án KHTN KN NL PPDH Năng lực Khoa học tự nhiên Phương pháp dạy học Problem Based Learning Dạy học sở vấn đề Phổ thông SGK Sách giáo khoa THCS Trung học sở TN TNSP VĐ PPDHTC ất PT Năng lực thành tố nh PBL Năng lực ới NL KHTN Nghiên cứu m NLTT Mục tiêu sĩ NC Luận án n MT Kĩ tiế LA Khoa học tự nhiên Tài liệu rẻ Lu GV Thí nghiệm Thực nghiệm sư phạm Vấn đề Phương pháp dạy học tích cực ND Nội dung PP Phương pháp CBQL Cán quản lí v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các giai đoạn dạy học sở vấn đề 39 Bảng 2.2 Năng lực nhận thức kiến thức khoa học tự nhiên 59 Bảng 2.3 Năng lực khám phá khoa học 60 Bảng Cấu trúc lực khám phá KH lực vận dụng kiến thức KH hướng tới phát triển bền vững 62 Bảng Cấu trúc lực khoa học tự nhiên .64 Bảng Tổng hợp kết điều tra câu hỏi 66 Lu Bảng Kết điều tra câu hỏi 67 Bảng Kết điều tra câu hỏi 70 ận Bảng Kết điều tra câu hỏi 71 Bảng Cấu trúc NL khoa học tự nhiên 82 án Bảng Yêu cầu cần đạt chủ đề Các thể chất .85 tiế Tài liệu rẻ Bảng 3 Thời gian tan chảy viên nước đá tương ứng với giải pháp khác 93 n Bảng Rubric đánh giá NL KHTN học STEM “Hiện tượng nóng chảy” 95 Bảng 4.1 Trung bình điểm kiểm tra đầu vào thực nghiệm .124 sĩ Bảng Bảng đánh giá T-Test độc lập điểm kiểm tra vòng 124 m Bảng Đánh giá T-Test độc lập điểm thực nghiệm sư phạm vòng 125 ới Bảng 4 Cách thức phân tích liệu thực nghiệm 126 Bảng Kết đánh giá TNSP trường thực nghiệm 127 nh Bảng Kết NL KHTN HS “Hiện tượng nóng chảy ất đông đặc” 136 Bảng Kết NL KHTN HS “Hiện tượng bay ngưng tụ” 141 Bảng Kết NL KHTN HS “Tính chất chất chuyển thể chất” 146 Bảng Lượng hóa mức độ đạt hành vi NL KHTN .147 Bảng 10 Tiêu chí ĐG mức độ đạt NL KHTN HS 147 Bảng 11 Điểm học sinh đánh giá đồng đẳng qui đổi 148 Bảng 12 Điểm giáo viên đánh giá nhóm qui đổi 148 Bảng 13 Bảng mã hóa học sinh lớp thực nghiệm 149 vi Bảng 14 Bảng mã hóa thực nghiệm .149 Bảng 15 Kết đánh giá NL KHTN “Hiện tượng nóng chảy đông đặc” 149 Bảng 16 Kết đánh giá NL KHTN “Hiện tượng bay tụ” 150 Bảng 4.17 Kết đánh giá NL KHTN “Tính chất chất chuyển thể chất” 151 Bảng 4.18 Kết ý kiến chuyên gia đề kiểm tra đánh giá NL KHTN 153 Bảng 19 Ma trận kiểm tra ĐG NL KHTN lần 154 Bảng 20 Ma trận kiểm tra ĐG NL KHTN lần 155 Bảng 21 So sánh điểm trung bình kiểm tra lần hai cặp lớp trường 157 Lu Bảng 22 So sánh điểm trung bình kiểm tra lần hai cặp lớp khác trường 157 ận Bảng 23 So sánh điểm trung bình kiểm tra lần hai cặp lớp khác trường 158 Bảng 24 So sánh điểm trung bình kiểm tra lần hai cặp lớp trường 159 án Bảng 25 Bảng so sánh điểm trung bình kiểm tra lớp thực nghiệm 160 Tài liệu rẻ Bảng 4.26 Trọng số điểm lực thành phần kiểm tra 160 tiế Bảng 27 Hệ số SMD đánh giá mức độ ảnh hưởng tác động .161 Bảng 28 Bảng kết đánh giá lực học sinh 161 n Bảng 29 So sánh điểm trung bình kiểm tra NL với điểm NL 162 sĩ Bảng 4.30 Kết đánh giá NL KHTN biểu đồ biểu diễn .163 ới m ất nh