Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương sóng cơ và sóng âm (vật lý 12) theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN BÁ MẠNH XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN BÁ MẠNH

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” (VẬT LÍ 12) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp giảng dạy bộ môn Vật lí

Mã số chuyên ngành: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngưòi hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Khải

THÁI NGUYÊN, 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình khoa học nghiên cứu của riêng tôi dưới

sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Văn Khải Các kết quả, số liệu thực nghiệm

là trung thực chưa từng được công bố trong các công trình khoa học khác

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016

Tác giả

PHAN BÁ MẠNH

LỜI C Ả M ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn:

- Thầy hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Khải - người Thầy đã tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

- Thầy, cô trong khoa sau đại học, khoa vật lý trường Đại học Sư phạm -

ĐH Thái Nguyên, thư viện trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn của tác giả

- Cảm ơn sự cộng tác và giúp đỡ của các thầy cô giáo THPT đã tạo điều kiện cho tác giả thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình tôi, những người thân yêu đã ủng hộ, là nguồn động viên tinh thần lớn lao, luôn bên cạnh tiếp thêm cho tôi sức mạnh để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này

Dù đã cố gắng, song luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong được sự góp ý, chỉ dẫn của các thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016

Tác giả

PHAN BÁ MẠNH

MỤC LỤC Trang

Trang bìa phụ

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt iv

Danh mục bảng biểu v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 5

3 Mục đích nghiên cứu 5

4 Giả thuyết khoa học 5

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

6 Giới hạn của đề tài 5

7 Phương pháp nghiên cứu 5

8 Đóng góp của đề tài 6

9 Cấu trúc của luận văn 6

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 7

1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 7

1.1.1 Các nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực trên thế giới và ở Việt Nam. 7 1.1.2 Các nghiên cứu về dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12)11 1.2 Dạy học phát triển năng lực 12

1.2.1 Khái niệm năng lực 12

1.2.2 Dạy học phát triển năng lực 14

1.2.3 Dạy học vật lí theo định hướng phát triển năng lực ở Trung học

phổ thông 15

1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Trung học phổ thông qua dạy học môn vật lí 18

1.3.1 Năng lực giải quyết vấn đề 18

1.3.2 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học môn vật lí 19

1.3.3 Vận dụng Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm vật lí trong dạy học phát triển năng lực học sinh. 20

1.4 Nghiên cứu thực tế dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo quan điểm phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở các trường THPT miền núi 20

1.4.1 Mục đích điều tra 20

1.4.2 Phương pháp, nội dung và đối tượng khảo sát 21

1.4.3 Kết quả điều tra / Kết luận 21

1.5 Quy trình Thiết kế tiến trình dạy học vật lý theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi 23

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 24

Chương 2: XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” (VẬT LÍ 12) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HS MIỀN NÚI 25

2.1 Phân tích chương “Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12) 25

2.1.1 Xác định các mục tiêu 25

2.1.2 Mục tiêu về kĩ năng 25

2.1.3 Vai trò, vị trí của chương “Sóng cơ và sóng âm” 26

2.1.4 Cấu trúc nội dung và đặc điểm phương pháp dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” 26

2.2 Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 28

2.2.1 Vận dụng quy trình thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức chương

“Sóng cơ và sóng âm” theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 28

2.2.2 Các tiến trình dạy học cụ thể [16] 28

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 58

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 59

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 59

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 59

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 59

3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 59

3.2.1 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 59

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 59

3.3 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 60

3.3.1 Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 60

3.3.2 Các bài thực nghiệm sư phạm 60

3.3.3 Giáo viên cộng tác thực nghiệm sư phạm 60

3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 60

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 61

3.5.1 Đánh giá định tính (Phân tích các kết quả quan sát từ các Rubric) kết quả thực nghiệm sư phạm 61

3.5.2 Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm 61

3.5.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm 62

3.6 Đánh giá chung về TNSP 73

3.6.1 Đánh giá định tính qua thống kê 73

3.6.2 Đánh giá định lượng qua bài kiểm tra 74

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 75

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 3.1 Bảng thống kê biểu hiện mức độ nhận thức của HS 62

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 63

Bảng 3.3 Xếp loại kiểm tra lần 1 64

Bảng 3.4: Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 1 64

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 66

Bảng 3.6 Xếp loại kiểm tra lần 2 66

Bảng 3.7: Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 2 67

Bảng 3.8: Kết quả kiểm tra lần 3 69

Bảng 3.9 Xếp loại kiểm tra lần 3 69

Bảng 3.10: Phân phối tần suất kết quả kiểm tra lần 3 70

Bảng 3.12 Tổng hợp các thông số thống kê qua ba bài kiểm tra TNSP 73

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Các thành phần cấu trúc của năng lực 10

Hình 1.2 Các thành tố của năng lực thực nghiệm 17

Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương Sóng cơ và sóng âm 26

Biểu đồ 3.1 Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 1 64

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 2 67

Biểu đồ 3.3 Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 3 70

Đồ thị 3.1 Đồ thị đường phân phối tần xuất lần 1 65

Đồ thị 3.2: Đồ thị đường phân phối tần suất kiểm tra lần 2 68

Đồ thị 3.3 Đồ thị đường phân phối tần suất lần 3 72

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Đại hội Đảng lần thứ XI đã xác định một trong các định hướng phát triển kinh tế - xã hội là nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, đổi mới toàn diện và phát triển nhanh giáo dục và đào tạo, trong đó nhấn mạnh việc

“Đổi mới mạnh mẽ nội dung, chương trình, phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp, bậc học Tích cực chuẩn bị để từ sau năm 2015 thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới”

Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới là không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những kiến thức, kỹ năng có sẵn cho học sinh mà điều đặc biệt quan trọng

là phải bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ

đó có thể sáng tạo ra những tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn

đề mới, góp phần làm giàu thêm nền kiến thức của nhân loại Vì vậy, việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng cần phải đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho vai trò

tự chủ của học sinh trong hoạt động xây dựng kiến thức ngày một nâng cao, để

từ đó năng lực sáng tạo của họ được bộc lộ và ngày càng phát triển

Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 Hội nghị lần thứ

8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa XI) về đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường, định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế đã xác định: “Hoàn thành việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thông giai đoạn sau năm 2015”

Quyết định 404/QĐ-TTg ngày 27 tháng 03 năm 2015 quyết định Phê duyệt đề án đổi mới, sách giáo khoa giáo dục phổ thông, trong đó nhấn mạnh mục tiêu: “Chương trình mới, sách giáo khoa mới được xây dựng theo hướng coi trọng dạy người với dạy chữ, rèn luyện, phát triển về cả phẩm chất và năng lực; chú trọng giáo dục tinh thần yêu nước, lòng tự hào dân tộc, đạo đức, nhân

cách lối sống; phát hiện bồi dưỡng năng khiếu và định hướng nghề nghiệp cho mỗi học sinh; tăng cường năng lực ngoại ngữ, tin học và các kĩ năng sống, làm việc trong điều kiện hội nhập quốc tế; đẩy mạnh ứng dụng, phát huy thành quả khoa học công nghệ giáo dục và công nghệ thông tin

Chương trình mới, sách giáo khoa mới lấy học sinh làm trung tâm, phát huy tính chủ động, tích cực sáng tạo, khả năng tự học của học sinh; tăng cường tính tương tác trong dạy học và học giữa thầy và trò, trò với trò và giữa các thầy giáo, cô giáo.”

1.2 Trước xu thế hội nhập quốc tế, thị trường lao động ngày càng đòi hỏi người lao động có trình độ cao, có khả năng thích ứng trong mọi môi trường làm việc, mọi yêu cầu của công việc Như vậy, người lao động cần có khả năng vận dụng linh hoạt các kiến thức đã được đào tạo vào các tình huống cụ thể, đưa năng suất lao động đạt mức tối đa Đó chính là năng lực của người lao động

Năng lực không tự nhiên mà có Năng lực cần có quá trình rèn luyện lâu dài, tích lũy và đúc rút kinh nghiệm thực tế mà hình thành

Vì vậy, để có nguồn lao động trình độ cao, cần phải rèn luyện cho người học hình thành và phát triển các năng lực Đó là nhiệm vụ của giáo dục nhà trường nói riêng và giáo dục xã hội nói chung

1.3 Hiện nay, chúng ta đang tiến hành thay đổi chương trình giáo dục phổ thông mới, nhằm hướng đến phát triển các năng lực của người học, vai trò của người giáo viên là rất quan trọng trong việc truyền đạt kiến thức cho học sinh Bên cạnh đó, giáo viên cần phải xác định được mục tiêu giáo dục được đổi mới, nội dung giáo dục đổi mới, phương tiện dạy học, hình thức tổ chức và phương thức đánh giá giáo dục phải đáp ứng được nhu cầu đổi mới

Do vậy, việc tổ chức hướng dẫn học sinh tìm hiểu kiến thức thì giáo viên cần phải có trách nhiệm điều khiển quá trình nhận thức và định hướng phát triển năng lực của học sinh theo đúng mục tiêu chương trình đổi mới

Đã có rất nhiều các đề tài nghiên cứu về phát triển năng lực giải quyết vấn

đề cho HS cũng như dạy học các nội dung về “sóng cơ và sóng âm” “Phát triển

năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh khi dạy học một số kiến thức chương “Mắt và các dụng cụ quang học” Vật lý 12 THPT” của Nguyễn Thị Hải Yến (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2005); “Dạy học theo tiến trình giải quyết vấn đề một số kiến thức chương dòng điện trong các môi trường cho học sinh lớp 11” của Kiều Văn Hòa (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2002); “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10 THPT khi dạy chương “cân bằng của vật rắn”” của Lê Hồng Tâm (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2004); “Tạo tình huống có vấn đề và hướng dẫn học sinh giải quyết tính huống có vấn đề khi dạy học một số kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12” của Vũ Hồng Quang (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2009); “Dạy học đặt và giải quyết vấn đề một số kiến thức chương “Những định luật cơ bản của dòng điện không đổi” Vật

lý lớp 11 ở trường THPT miền núi” của Lê Khoa (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2007); “Nghiên cứu xây dựng tình huống học tập và hướng dẫn học sinh giải quyết tình huống học tập khi dạy học về chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thế” (Vật lý 10 cơ bản)” của Nguyễn Thị Trang (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2009); “Định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy bài tập định lượng chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 - Cơ bản nhằm phát huy tính tích cực của học sinh miền núi” của Trương Hùng Phác (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2012); “Vận dụng phương pháp giải quyết vấn đề vào dạy học một số kiến thức về “Lượng tử ánh sáng và laze” Vật lý 12” của Đỗ Thị Hoa (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2013); “Vận dụng quan điểm Dạy học Giải quyết vấn đề khi dạy học chương “Dòng điện không đổi” Vật lý 11 - THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực cho học sinh miền hải đảo” của Đặng Thị Hưng (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2013); “Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm chương động lực học chất điểm Vật lý lớp 10 theo tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề” của Trần Quang Hiệu (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2013); “Tổ chức hoạt động dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” - Vật lý 11 theo phương pháp dạy học Nêu và giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của Bản đồ tư duy cho học sinh miền núi.” của Bùi Văn Phú (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Dạy học chương “Từ trường” - Vật lý 11 nâng cao THPT theo quan

điểm dạy học đặt và giải quyết vấn đề nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học

sinh” của Đoàn Thị Thu Trang (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014) Chương

“Sóng cơ và Sóng âm” (Vật lí 12) cũng đã có một số đề tài nghiên cứu như:”

Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương "Sóng cơ học" (Vật lí 12) nhằm phát huy tích cực, tự lực cho học sinh trường THPT dân tộc nội trú.” của Lương Văn Luyện (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện công nghệ thông tin trong dạy học các kiến thức về

“Sóng cơ” (Vật lý 12) theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh thuộc Trung tâm giáo dục thường xuyên” của Mông Thanh Dũng (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong tiến trình dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh” của Đào Ngọc Dũng (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học khi dạy các kiến thức về sóng âm (vật lý 12-NC) nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh THPT miền núi” của Nguyễn Quang Anh (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2011); “Thiết kế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm về giao thoa sóng nước nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học bài “Giao thoa sóng” - Vật lý 12 (nâng cao)” của Nguyễn Quang Linh (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2009); “Sử dụng phần mềm dạy học hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức Vật lý của học sinh khi dạy một số nội dung về sóng cơ học trong chương trình Vật Lý lớp 12” của Lê Thị Việt Anh (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2003);

Vậy nên, tôi mạnh dạn chọn đề tài “XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” (VẬT LÍ 12) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI”, với mục tiêu tổ chức sao cho học

sinh được tham gia vào quá trình hoạt động nhận thức phỏng theo hoạt động của các nhà khoa học Qua đó ngoài việc có thể giúp học sinh trang bị kiến thức cho mình, đồng thời còn cho họ được tập luyện hoạt động sáng tạo khoa học,

rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề để sau này họ đáp ứng được những đòi hỏi

cao trong thời kỳ mới

2 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

2.1 Khách thể nghiên cứu

Quá trình dạy học Vật lí lớp 12 ở Trường THPT vùng cao tỉnh Lào Cai

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề các kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) với học sinh khu vực miền núi phía bắc

3 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng lí luận về dạy học phát triển năng lực để thiết kế tiến trình dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được tiến trình dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) phù hợp với lí luận về dạy học phát triển năng lực thì có thể phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận dạy học theo quan điểm dạy học hiện đại

- Nghiên cứu lí luận về vấn đề phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Điều tra thực trạng dạy học Vật lí ở trường THPT vùng cao tỉnh Lào Cai

- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS trường THPT vùng cao

- Kết luận và kiến nghị

6 Giới hạn của đề tài

Nghiên cứu tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trường THPT vùng cao

7 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phối hợp các phương pháp sau

- Phương pháp nghiên cứu lí luận giúp cho việc định hướng mục đích nghiên cứu của luận văn

- Phương pháp tổng kết kinh nghiệm, điều tra, khảo sát thực tế giúp cho việc thu thập thông tin, phân tích, tổng hợp để nhận xét, đánh giá và đề xuất các biện pháp

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm góp phần kiểm tra hiệu quả của việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Phương pháp thống kê toán học được dùng để xử lí các số liệu thực nghiệm

8 Đóng góp của đề tài

* Về mặt lí luận

- Góp phần cụ thể hóa lí luận về dạy học phát triển năng lực vào dạy học Vật lí để góp phần nâng cao khả năng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS THPT miền núi

- Đề xuất quy trình xây dựng tiến trình dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS THPT miền núi

* Về mặt thực tiễn

- Xây dựng được tiến trình dạy học cụ thể một số kiến thức chương

“Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trường THPT vùng cao tỉnh Lào Cai

- Đề tài là tài liệu tham khảo cho GV và HS trong dạy và học Vật lý ở các trường THPT miền núi

9 Cấu trúc của luận văn

Luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục, bao gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc dạy học phát triển năng

lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi

Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng

cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS miền núi

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Các nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực trên thế giới và ở Việt Nam

Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực đã được bàn đến nhiều từ những năm 90 của thế kỉ XX và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế Giáo dục định hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học

Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn

bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Chư ơ ng trình này nhấ n mạ nh vai trò củ a ngư ờ i họ c

vớ i tư cách chủ thể củ a quá trình nhậ n thứ c Khác vớ i chư ơ ng trình đị nh hư ớ ng nộ i dung, chư ơ ng trình dạ y

họ c đị nh hư ớ ng phát triể n năng lự c tậ p trung vào việ c

mô tả chấ t lư ợ ng đầ u ra, có thể coi là ”sả n phẩ m cuố i cùng” củ a quá trình dạ y họ c Việ c quả n lý chấ t lư ợ ng

dạ y họ c chuyể n từ việ c điề u khiể n ”đầ u vào” sang điề u khiể n ”đầ u ra”, tứ c là kế t quả họ c tậ p củ a HS

Sau đây là bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực [17]:

giáo dục mô tả không chi tiết và không

nhất thiết phải quan sát, đánh

không gắn với các tình huống

thực tiễn Nội dung được quy

định chi tiết trong chương trình

Lựa chọn những nội dung nhằm đạt được kết quả đầu ra đã quy định, gắn với các tình huống thực tiễn Chương trình chỉ quy định những nội dung chính, không quy định chi tiết

trình dạy học HS tiếp thu thụ

động những tri thức được quy

định sẵn

- GV chủ yếu là người tổ chức,

hỗ trợ HS tự lực và tích cực lĩnh hội tri thức Chú trọng sự phát triển khả năng giải quyết vấn đề, khả năng giao tiếp,…;

- Chú trọng sử dụng các quan điểm, phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực; các phương pháp dạy học thí nghiệm, thực hành

Hình

thức dạy

học

Chủ yếu dạy học lý thuyết trên lớp học

Tổ chức hình thức học tập đa dạng; chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học, trải nghiệm sáng tạo; đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học

tiễn

“Chư ơ ng trình dạ y họ c phát triể n năng lự c không quy

đị nh nhữ ng nộ i dung dạ y họ c chi tiế t mà quy đị nh nhữ ng

kế t quả đầ u ra mong muố n củ a quá trình giáo dụ c, trên cơ

sở đó đư a ra nhữ ng hư ớ ng dẫ n chung về việ c lự a chọ n

nộ i dung, phư ơ ng pháp, tổ chứ c và đánh giá kế t quả dạ y

họ c nhằ m đả m bả o thự c hiệ n đư ợ c mụ c tiêu dạ y họ c tứ c

là đạ t đư ợ c kế t quả đầ u ra mong muố n.” [17]

Trong chư ơ ng trình dự a trên kế t quả năng lự c, mụ c tiêu họ c tậ p, tứ c là kế t quả họ c tậ p mong muố n thư ờ ng

đư ợ c mô tả thông qua các thuộ c tính nhân cách chung (Attributes) và các kế t quả yêu cầ u cụ thể (Outcomes) hay thông qua hệ thố ng các năng lự c (Competency) Kế t quả họ c

tậ p mong muố n đư ợ c mô tả chi tiế t và có thể quan sát, đánh giá đư ợ c HS cầ n đạ t đư ợ c nhữ ng kế t quả yêu cầ u

đã quy đị nh trong chư ơ ng trình Việ c đư a ra các chuẩ n đào

tạ o cũng là nhằ m đả m bả o quả n lý chấ t lư ợ ng giáo dụ c theo đị nh hư ớ ng kế t quả đầ u ra Ư u điể m củ a chư ơ ng trình dạ y họ c phát triể n năng lự c là tạ o điề u kiệ n quả n

lý chấ t lư ợ ng theo kế t quả đầ u ra đã quy đị nh, nhấ n

mạ nh năng lự c vậ n dụ ng củ a HS Tuy nhiên nế u vậ n dụ ng

mộ t cách thiệ n lệ ch, không chú ý đầ y đủ đế n nộ i dung

dạ y họ c thì có thể dẫ n đế n các lỗ hổ ng tri thứ c cơ

bả n và tính hệ thố ng củ a tri thứ c Ngoài ra chấ t lư ợ ng

giáo dụ c không chỉ thể hiệ n ở kế t quả đầ u ra mà còn phụ thuộ c quá trình thự c hiệ n

Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc tiếng La tinh

“competentia” Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu nhiều nghĩa khác nhau

Năng lực được hiểu như sự thành thạo, khả năng thực hiện của cá nhân đối với một công việc Khái niệm năng lực được dùng ở đây là đối tượng của tâm lý,

giáo dục học Có nhiều định nghĩa khác nhau về năng lực Năng lực là một

thuộc tính tâm lý phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm

Năng lực được định nghĩa theo rất nhiều cách khác nhau, tuỳ thuộc vào bối cảnh và mục đích sử dụng những năng lực đó Các năng lực còn là những đòi hỏi của các công việc, các nhiệm vụ, và các vai trò vị trí công việc Vì vậy, các năng lực được xem như là những phẩm chất tiềm tàng của một cá nhân và những đòi hỏi của công việc Từ hiểu biết về năng lực như vậy, ta có thể thấy các nhà nghiên cứu trên thế giới đã sử dụng những mô hình năng lực khác nhau trong tiếp cận của mình Theo quan điể m củ a các nhà sư phạ m Đứ c,

cấ u trúc chung củ a năng lự c hành độ ng đư ợ c mô tả là sự

kế t hợ p củ a 4 năng lự c thành phầ n sau [9], [17]:

Hình 1.1 Các thành phầ n cấ u trúc củ a năng lự c

Mô hình cấu trúc năng lực trên đây có thể cụ thể hoá trong từng lĩnh vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau Mặt khác, trong mỗi lĩnh vực nghề nghiệp người ta cũng mô tả các loại năng lực khác nhau Ví dụ năng lực của

GV bao gồm những nhóm cơ bản sau: Năng lực dạy học, năng lực giáo dục, năng lực chẩn đoán và tư vấn, năng lực phát triển nghề nghiệp và phát triển trường học.[17]

Trong các chương trình dạy học hiện nay của các nước thuộc OECD, người

ta cũng sử dụng mô hình năng lực đơn giản hơn, phân chia năng lực thành hai

nhóm chính, đó là các năng lực chung và các năng lực chuyên môn Ở Việt Nam

từ năm 2008 trong lĩnh vực dạy nghề đã tiến hành nghiên cứu và ban hành các tiêu chuẩn năng lực nghề trên cơ sở phân tích nghề, từ đó đó thiết kế chương trình khung hoặc chương trình đào tạo chi tiết

Do những đặc tính và ưu điểm của tiếp cận dựa trên năng lực, các mô

hình năng lực và những tiêu chuẩn năng lực nghề nghiệp được xác định và sử

dụng như là những công cụ cho việc phát triển rất nhiều chương trình giáo dục, đào tạo và phát triển khác nhau trên toàn thế giới

1.1.2 Các nghiên cứu về dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12)

Đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu về phương pháp giảng dạy Vật lí về

chương “Sóng cơ và Sóng âm” (Vật lí 12) như:” Xây dựng tiến trình dạy học một

số kiến thức chương "Sóng cơ học" (Vật lí 12) nhằm phát huy tích cực, tự lực cho học sinh trường THPT dân tộc nội trú.” của Lương Văn Luyện (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện công nghệ thông tin trong dạy học các kiến thức về “Sóng cơ” (Vật lý 12) theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh thuộc Trung tâm giáo dục thường xuyên” của Mông Thanh Dũng (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Xây dựng

và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong tiến trình dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh” của Đào Ngọc Dũng (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2014); “Phối hợp các phương pháp

và phương tiện dạy học khi dạy các kiến thức về sóng âm (vật lý 12-NC) nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh THPT miền núi” của

Nguyễn Quang Anh (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2011); “Thiết kế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm về giao thoa sóng nước nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học bài “Giao thoa sóng” - Vật lý 12 (nâng cao)” của Nguyễn Quang Linh (Trường ĐHSP Thái Nguyên, 2009); “Sử dụng phần mềm dạy học hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức Vật lý của học sinh khi dạy một số nội dung

về sóng cơ học trong chương trình Vật Lý lớp 12” của Lê Thị Việt Anh (Trường

ĐHSP Thái Nguyên, 2003) Nhưng chưa có đề tài nghiên cứu nào về tổ chức dạy học chương “sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trường THPT miền núi

1.2 Dạy học phát triển năng lực

1.2.1 Khái niệm năng lực

Trong tâm lí học có nhiều định nghĩa về năng lực:

“Năng lực được xây dựng trên cơ sở tri thức, thiết lập qua giá trị, cấu trúc như là các khả năng, hình thành qua trải nghiệm/củng cố qua kinh nghiệm, hiện thực hóa qua ý chí” (John Erpenbeck, 1998) [4], [9], [25]

“Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” (OECD, 2002) [4], [9]

“Năng lực là các khả năng và kỹ năng học được hoặc sẵn có của các thể để giải quyết các các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” (Weinert, 2001) [4], [9]

Năng lực: là “khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống” (Québec- Ministere de l’Education, 2004) [4], [9]

Từ định nghĩa về năng lực ta thấy người này và người khác có những năng lực khác nhau Các dấu hiệu khác biệt về năng lực đó là:

- Khác biệt trong khuynh hướng hoạt động

- Khác biệt trong nhịp độ hoạt động và sự tiến bộ hoạt động, sự dễ dàng trong hoạt động đó

- Số lượng và chất lượng của kết quả hoạt động

- Tính chất sáng tạo và độc lập trong hoạt động

Khuynh hướng là dấu hiệu đầu tiên và sớm nhất của những năng lực đang hình thành Khuynh hướng biểu hiện ở nguyện vọng và ý muốn của con người đối với hoạt động nhất định ví dụ như trong các lĩnh vực hội họa, âm nhạc, toán học, vật lý, Nhiều khi nguyện vọng này xuất hiện rất sớm và có tính chất tự phát, say mê

Trong những điều kiện không thuận lợi, rõ ràng khuynh hướng cho ta biết những tiên đề bẩm sinh nhất định đối với việc phát triển năng lực Người

có năng lực thuộc về một lĩnh vực nào đó thường bắt tay vào thực hiện một hoạt động nào đó dễ dàng hơn người không có năng lực, sự tiến bộ trong hoạt động đó rất nhanh về cường độ và độ sâu (chất lượng) hơn người không có năng lực Người có năng lực ở mức độ cao bao giờ cũng thể hiện được tính độc lập và sáng tạo trong hoạt động

Như vậy, năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của từng cá nhân, mà nhờ những thuộc tính này con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó, chỉ bỏ ra ít sức lao động mà đạt hiệu quả cao Năng lực của học sinh sẽ là đích cuối cùng của dạy học và giáo dục Do đó mà những yêu cầu về phát triển năng lực học sinh cần đặt đúng chỗ của chúng trong mục đích dạy học Năng lực của mỗi người, một phần dựa trên cơ sở tư chất, nhưng chủ yếu vẫn được hình thành thông qua hoạt động tích cực của con người dưới tác động của rèn luyện, của giảng dạy và giáo dục Vì vậy, mỗi cá nhân khác nhau thì năng lực cũng khác nhau Ta nên tiếp cận vấn đề phát triển năng lực theo hướng tiếp cận nhân cách của người học vì việc hình thành và phát triển nhân cách là phương tiện có hiệu quả nhất để phát triển năng lực

+ Các mức độ của năng lực: Trong từng lĩnh vực hoạt động, năng lực của từng người thể hiện khác nhau Sự phát triển năng lực có thể chia làm 2 mức độ: Năng lực tái tạo và năng lực sáng tạo

- Mức độ năng lực tái tạo của cá nhân thể hiện rõ khả năng của mình trong việc đạt được kết quả đối với lĩnh vực kiến thức tiến hành và hoạt động theo mẫu (do người khác hướng dẫn hoặc theo quá trình tái hiện)

- Mức độ năng lực sáng tạo, cá nhân có năng lực tạo ra cái mới, cái độc đáo với kết quả hoạt động cao Như vậy, trong năng lực tái tạo có ít nhiều năng lực sáng tạo và ngược lại Trong quá trình hoạt động của con người có thể chuyển từ năng lực mức độ này sang mức độ khác (có thể tăng hoặc giảm)

Người có năng lực ở mức độ đặc biệt cao được người ta gọi là tài năng

và thiên tài

1.2.2 Dạy học phát triển năng lực

Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực không chỉ chú

ý tích cực hoá học sinh về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp,

đồng thời gắn hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn Tăng cường việc học tập trong nhóm, đổi mới quan hệ GV - HS theo hướng cộng tác có ý nghĩa quan trọng nhằm phát triển năng lực xã hội Bên cạnh việc học tập những tri thức và kỹ năng riêng lẻ của các môn học chuyên môn cần bổ sung các chủ

đề học tập phức hợp nhằm phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp

Những định hướng chung, tổng quát về đổi mới phương pháp dạy học các môn học thuộc chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực là:

- Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của người học, hình thành và phát triển năng lực tự học (sử dụng sách giáo khoa, nghe, ghi

chép, tìm kiếm thông tin, ), trên cơ sở đó trau dồi các phẩm chất linh hoạt, độc

lập, sáng tạo của tư duy

- Có thể chọn lựa một cách linh hoạt các phương pháp chung và phương pháp đặc thù của môn học để thực hiện Tuy nhiên dù sử dụng bất kỳ phương

pháp nào cũng phải đảm bảo được nguyên tắc “Học sinh tự mình hoàn thành nhiệm vụ nhận thức với sự tổ chức, hướng dẫn của GV”

- Việc sử dụng phương pháp dạy học gắn chặt với các hình thức tổ chức dạy học Tuỳ theo mục tiêu, nội dung, đối tượng và điều kiện cụ thể mà có những hình thức tổ chức thích hợp như học cá nhân, học nhóm; học trong lớp, học ở ngoài lớp Cần chuẩn bị tốt về phương pháp đối với các giờ thực hành

để đảm bảo yêu cầu rèn luyện kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, nâng cao hứng thú cho người học

- Cần sử dụng đủ và hiệu quả các thiết bị dạy học môn học tối thiểu đã qui định Có thể sử dụng các đồ dùng dạy học tự làm nếu xét thấy cần thiết với nội dung học và phù hợp với đối tượng học sinh Tích cực vận dụng công nghệ thông tin trong dạy học

1.2.3 Dạy học vật lí theo định hướng phát triển năng lực ở Trung học phổ thông

Dựa trên các năng lực chung mà quá trình giáo dục ở phổ thông đều hướng tới để hình thành cho học sinh có các thành phần năng lực chuyên biệt trong môn vật lý như sau:

+ Năng lực tự học:

- Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế hoạch có hiệu quả

- Tìm kiếm thông tin và nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của các ứng dụng kĩ thuật

- Đánh giá được mức độ chính xác của nguồn thông tin

- Đặt được câu hỏi về sự vật, hiện tượng quanh ta

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế tiến hành các phương án thí nghiệm để trả lời + Năng lực giải quyết vấn đề:

- Đặc biệt quan trọng là năng lực thực nghiệm Đặt được câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: hiện tượng diễn ra như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là

gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có nguyên tắc hoạt động và cấu tạo như thế nào?

- Đưa ra được các thông tin tìm ra câu trả lời cho câu hỏi đặt ra

- Khái quát hóa, rút ra kết luận từ các kết quả thu được

- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được

+ Năng lực sáng tạo

- Thiết kế được các phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (hoặc dự đoán)

- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu

- Giải được bài tập sáng tạo

HS đạt được ở mức độ phát triển kĩ năng thực hiện các hoạt động đa dạng Các mục tiêu này đạt được thông qua các hoạt động trong và ngoài nhà trường

* Về phương pháp dạy học

Ngoài cách dạy học thuyết trình cung cấp kiến thức cần tổ chức hoạt động dạy học thông qua trải nghiệm, giải quyết những nhiệm vụ thực tiễn Như vậy thông thường, qua một hoạt động học tập, HS sẽ được hình thành và phát triển không phải một loại năng lực mà là được hình thành đồng thời nhiều năng lực hoặc nhiều năng lực thành tố mà ta không cần (và cũng không thể) tách biệt từng thành tố trong quá trình dạy học

Ví dụ để đánh giá năng lực thực nghiệm, một trong các năng lực quan trọng của HS trong học tập vật lí, ta cần chỉ ra những thành tố làm nền tảng của năng lực thực nghiệm được trình bày ở Hình 2 [9], [17]

Hình 1.2 Các thành tố củ a năng lự c thự c nghiệ m [9], [17]

1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Trung học phổ thông qua dạy học môn vật lí

1.3.1 Năng lực giải quyết vấn đề

Giải quyết vấn đề là một quá trình mà cá nhân vận dụng kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo đã được học để đáp ứng yêu cầu của những tình huống không quen thuộc Có nhiều cách phân chia các giai đoạn để giải quyết vấn đề như sau:

- Theo Ô kôn: Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện

và biểu đạt (nêu ra) các vấn đề (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này), chú ý giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để giải quyết vấn đề, kiểm tra các cách giải quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã tiếp thu được [9], [24]

- Theo John Deway, giải quyết vấn đề gồm 5 bước: “Tìm hiểu vấn đề; Xác định vấn đề; Đưa ra những giả thuyết khác nhau để giải quyết vấn đề; xem xét hệ quả của từng giả thuyết dưới ánh sáng của kinh nghiệm trước đây; thử nghiệm giải pháp thích hợp nhất.” [26]

Dù được phân chia theo cách nào thì Giải quyết vấn đề vẫn bao gồm

3 bước sau:

- Bước 1: Tìm hiểu vấn đề

+ Tạo tình huống gợi vấn đề

+ Giải thích để hiểu đúng tình huống

+ Phát biểu và đặt mục đích giải quyết vấn đề

- Bước 2: Giải quyết vấn đề

+ Phân tích, làm rõ những mối quan hệ giữa cái đã biết và cái chưa biết + Đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề, ở đây thường vận dụng quy tắc tìm đoán, quy lạ về quen, đặc biệt hóa, khái quát hóa, xét tính tương tự, suy ngược suy xuôi

+ Trình bày cách giải quyết vấn đề

- Bước 3: Nghiên cứu và kiểm tra lời giải

+ Kiểm tra sự đúng đắn của lời giải

+ Kiểm tra tính tối ưu, tính hợp lí của lời giải

+ Đề xuất những vấn đề mới có liên quan và giải quyết vấn đề nếu có thể

1.3.2 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học

môn vật lí

Quy trình trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề [26]:

Pha thứ nhất:

Chuyển giao nhiệm vụ, bất

ổn hóa tri thức, phát biểu

3 Giải quyết vấn đề: Suy đoán, thực hiện giải pháp

6 Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ tiếp theo

Phương pháp này góp phần tích cực vào việc rèn luyện năng lực tư duy phê phán, tư duy sáng tạo cho HS Trên cơ sở sử dụng vốn kiến thức và kinh nghiệm đã có HS sẽ xem xét, đánh giá, thấy được vấn đề cần giải quyết

Đây là phương pháp phát triển năng lực được khả năng tìm tòi, xem xét dưới nhiều góc độ khác nhau Trong khi phát hiện và giải quyết vấn đề, HS sẽ huy động được tri thức và khả năng cá nhân, khả năng hợp tác, trao đổi, thảo luận với bạn bè để tìm ra cách giải quyết vấn đề tốt nhất

1.3.3 Vận dụng Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm vật lí trong dạy học phát triển năng lực học sinh

Vật lí là môn khoa học gắn liền với cuộc sống Chúng ta không ngừng tìm hiểu các quy luật của các hiện tượng tự nhiên, từ đó vận dụng chúng để phục vụ cuộc sống con người, đời sống xã hội ngày càng nâng cao Thí nghiệm vật lí là mô hình mô phỏng lại các hiện tượng tự nhiên Do đó, thí nghiệm vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc dạy học vật lí để hình thành nên các hiện tượng vật lí, đại lượng vật lí, định luật vật lí cũng như những ứng dụng thực tiễn Dạy học thực nghiệm trong vật lí là cách giúp học sinh tiếp nhận kiến thức mới một cách có hiệu quả, tin cậy và gây hứng thú học tập cao nhất, tiếp cận gần nhất với phương pháp nghiên cứu của các nhà khoa học Do vậy vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề cần được áp dụng nhuần nhuyễn trong phương pháp thực nghiệm vật lí để phát triển những năng lực như quan sát thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, đưa ra các phương án thí nghiệm,…

1.4 Nghiên cứu thực tế dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) theo quan điểm phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở các trường THPT miền núi

1.4.1 Mục đích điều tra

- Khảo sát phương pháp giảng dạy của giáo viên và vấn đề đổi mới phương pháp dạy học của giáo viên vật lí ở trường THPT miền núi

- Khảo sát chất lượng học tập, động cơ hứng thú và phương pháp học tập của học sinh đối với bộ môn vật lí

- Tìm hiểu việc phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề của học sinh ở các trường THPT miền núi

- Tìm hiểu việc dạy - học chương ”Sóng cơ và sóng âm” trong chương trình vật lí 12

1.4.2 Phương pháp, nội dung và đối tượng khảo sát

1.4.2.1 Phương pháp, nội dung

- Trao đổi với lãnh đạo nhà trường, tổ chuyên môn về kế hoạch, nhiệm

vụ năm học

- Điều tra qua giáo viên: Hỏi ý kiến trực tiếp, dùng phiếu điều tra, xem giáo án, dự giờ

- Điều tra qua học sinh: Hỏi ý kiến trực tiếp, dùng phiếu điều tra

1.4.2.2 Đối tượng khảo sát

Giáo viên dạy bộ môn vật lí, học sinh lớp 12 của một số trường tỉnh Lào Cai bao gồm: THPT Số 1 Sa Pa, THPT Số 1 Mường Khương

1.4.3 Kết quả điều tra / Kết luận

Dựa vào kết quả điều tra đã thu thập được (được trình bày chi tiết trong Phụ lục), chúng tôi đi đến những nhận xét sau:

Đối với giáo viên

Sở giáo dục và đào tạo tỉnh Lào Cai đã chỉ đạo một trong những nhiệm

vụ trọng tâm là đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức dạy học, kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển năng lực Căn cứ vào chỉ đạo của Sở GD&ĐT Lào Cai, các trường THPT trên địa bàn tỉnh cũng đã yêu cầu các giáo viên xây dựng

kế hoạch, lựa chọn chuyên đề giảng dạy theo hướng phát triển năng lực với yêu cầu mỗi giáo viên thực hiện 2 chuyên đề/năm học, trong đó có các giáo viên thuộc bộ môn Vật lí

Phòng GDTrH thuộc Sở GD&ĐT Lào Cai đã tổ chức các lớp Bồi dưỡng chuyên môn xoay quanh vấn đề tìm hiểu các năng lực, các phương pháp dạy học giúp phát triển năng lực học sinh, cách thức kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển năng lực học sinh

Do đó, tất cả các giáo viên vật lí được hỏi ý kiến đều hiểu thế nào là năng lực, thế nào là dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh

Tuy nhiên, việc thực hiện giảng dạy theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh còn chưa thường xuyên, chưa thực sự vận dụng được những lý thuyết về dạy học phát triển năng lực vào thực tiễn bài dạy

Các phương pháp dạy học được giáo viên thường xuyên sử dụng: Diễn giảng - minh họa (100%), thuyết trình - hỏi đáp (80%), thực nghiệm (40%), các phương pháp dạy học giải quyết vấn đề chỉ đôi khi sử dụng (thực hiện theo các chuyên đề giảng dạy đã đăng ký)

Việc hướng dẫn học sinh tự học ở nhà chưa có sự quan tâm đúng mức, còn mang nặng hình thức, xoay quanh việc soạn bài theo sách giáo khoa, làm bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập

Đối với học sinh

Chất lượng học tập còn thấp (25% khá giỏi, 46% trung bình, còn lại yếu kém) Trên 70% HS cho rằng môn Vật lí quá khó, các em không thích học

Số thí nghiệm HS tham gia trên lớp rất ít

Thái độ tích cực học tập, tự lực giải quyết vấn đề trong giờ học còn thấp

Đa số HS (trên 80%) thụ động ghi chép, học thuộc long theo vở ghi và sách giáo khoa, không tham gia phát biểu xây dựng bài

Từ kết quả điều tra trên chúng tôi nhận thấy giáo viên chưa hoàn toàn thay đổi nhận thức về dạy và học theo lối mòn, còn ngại khó, còn tập trung vào

lý thuyết mà chưa chú trọng vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Học sinh mang tính thụ động tiếp nhận kiến thức, chưa hiểu học những kiến thức vật lí sau đó làm gì nên ít hứng thú với môn học

Do đó, chúng tôi thấy yêu cầu cấp thiết để phát triển năng lực cho học sinh cần thay đổi từ chính giáo viên, từ nhận thức đến quá trình thực hiện, để học sinh phát triển năng lực, đáp ứng được những yêu cầu ngày càng cao của

xã hội, nhất là năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề

1.5 Quy trình Thiết kế tiến trình dạy học vật lý theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi

Qua quá trình nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đề xuất các bước xây dựng tiến trình dạy học vật lý theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh miền núi như sau:

Bước 1 Đánh giá sơ bộ năng lực HS

- Do đặc điểm học sinh miền núi chủ yếu là người dân tộc, phần lớn các

em sống ở vùng sâu, vùng xa, trường học thường ở xa nhà, đi lại khó khăn, sự quan tâm của gia đình còn nhiều hạn chế, các em ít được va chạm, giao tiếp, ít gặp những tình huống phức tạp và những mối liên hệ khó bộc lộ bản chất dẫn đến học sinh miền núi thường nhút nhát, thiếu tự tin, ngại suy nghĩ, mang nặng bản tính tự ti, rụt rè, ý thức học tập chưa cao

- Ngôn ngữ học sinh miền núi kém phát triển, nhiều em đến trường còn chưa thành thạo tiếng phổ thông

- Điều kiện sống và học tập còn nhiều khó khăn, ít cơ hội tiếp xúc với khoa học hiện đại Ngay từ THCS, ở miền núi đa số học chay, rất ít sử dụng thí nghiệm trong giờ học Điều đó dẫn đến tình trạng khi học ở THPT học sinh vẫn thiếu các kĩ năng thí nghiệm cơ bản

- Các khả năng phân tích, tổng hợp và khái quát hóa của HS miền núi còn chậm, do vậy giáo viên cần thiết kế bài giảng thú vị, có thực nghiệm cho HS dễ quan sát và hình thành năng lực của bản thân trong việc tiếp nhận kiến thức mới

Bước 2 Lựa chọn nội dung dạy học: Gồm 3 phần kiến thức “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ”, “Giao thoa sóng” và “Sóng dừng”

Bước 3 Xác định và chuẩn bị điều kiện dạy học: Nghiên cứu tiến hành tại

hai trường THPT miền núi thuộc tỉnh Lào Cai là trường THPT Số 1 Sa Pa và trường THPT Số 1 Mường Khương Các lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng

của hai trường THPT này có đặc điểm tương tự nhau

Bước 4 Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể

Bước 5 Thiết kế công cụ đánh giá

Bước 6 Triển khai dạy học và đánh giá

Từ những đặc điểm khó khăn của học sinh miền núi đưa ra quy trình thiết

kế tiến trình dạy học vật lí phù hợp để phát triển được năng lực của học sinh

Chương 2

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” (VẬT LÍ 12) THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HS MIỀN NÚI 2.1 Phân tích chương “Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12)

- Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì

- Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm

- Nêu được ví dụ để minh họa cho khái nệm âm sắc Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các họa âm

- Nêu được các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to, âm sắc) và các đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm và các họa âm) của âm

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng

- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó

- Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm

2.1.2 Mục tiêu về kĩ năng

- Viết được phương trình sóng

- Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa và sóng dừng

- Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây

- Xác định bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóng dừng

2.1.3 Vai trò, vị trí của chương “Sóng cơ và sóng âm”

Chương “Sóng cơ và sóng âm” là chương thứ hai trong chương trình vật

lí lớp 12, là một chương quan trọng trong chương trình vật lí phổ thông [3]

2.1.4 Cấu trúc nội dung và đặc điểm phương pháp dạy học chương “Sóng

cơ và sóng âm”

Chương 2: Sóng cơ và sóng âm

Gồm 5 bài dạy kiến thức mới [3]

Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Bài 8: Giao thoa sóng

Bài 9: Sóng dừng

Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm

Bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm

Hình 2.1 Sơ đồ cấ u trúc logic nộ i dung chư ơ ng Sóng cơ

và sóng âm

Đặc trưng sinh lí

Đặc trưng vật lí Sóng dừng

Giao thoa

Sóng âm

PT sóng

Sóng cơ và sóng âm

2.2 Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

2.2.1 Vận dụng quy trình thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức chương

“Sóng cơ và sóng âm” theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Bước 1 Đánh giá sơ bộ năng lực HS/ Thiết kế bài kiểm tra, đánh giá

năng lực (giải quyết vấn đề) trước khi triển khai dạy thực nghiệm ở các Lớp thực nghiệm và Lớp Đối chứng;

Bước 2 Lựa chọn nội dung dạy học (Chọn cụ thể bài học nào? Vì sao?); Bước 3 Xác định và chuẩn bị điều kiện dạy học (Xác định phương pháp

dạy học, thí nghiệm nào cho từng bài dạy!);

Bước 4 Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể (Nêu ý tưởng sư phạm cho

từng bài dạy)

Bước 5 Thiết kế công cụ đánh giá (Xây dựng các rubric cho từng bài

dạy và Bài tập đánh giá năng lực)

Bước 6 Triển khai dạy học và đánh giá (Trình bày Nội dung thực

nghiệm sư phạm, Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ở chương 3);

2.2.2 Các tiến trình dạy học cụ thể [16]

2.2.2.1 Bài 1: Tiến trình dạy học bài “ Sóng cơ và sự truyền sóng cơ”

I Mục tiêu bài học

1 Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ

- Phát biểu được các định nghĩa, các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc; sóng ngang; tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha

- Viết được phương trình sóng

- Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng

2 Kĩ năng

- Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ

- Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây

+ Thí nghiệm hình 7.2; 7.3: dây thừng dài 3 - 5m, to (đường kính cỡ 5 - 10mm) và mềm

1 Hiện tượng quan sát được trên mặt hồ là?

a Nước bắn lên tung tóe

b Các gợn sóng tròn, đồng tâm xuất hiện từ vị trí hòn sỏi rơi xuống lan rộng dần

c Hòn sỏi chìm xuống, mặt nước vẫn phẳng lặng

d Có các gợn nước xuất hiện và lan ra xa theo hướng chuyển động của viên sỏi

2 Hiện tượng quan sát được ở mẫu gỗ nhỏ là?

a Vẫn bất động

b Chuyển động ra xa theo những gợn sóng

c Không chuyển động ra xa mà dao động lên xuống theo phương thẳng đứng

d Chìm xuống mặt nước lúc ném hòn sỏi, sau đó nổi lên

Đáp án: 1-b; 2-c

Phiếu số 2: Khảo sát sự truyền sóng cơ - Các đặc trưng của sóng

Phiếu số 2

Giả sử có một sóng truyền theo phương Ox Phương trình dao động của sóng tại điểm O là: u0  Acost Tốc độ truyền sóng là v

Xét một điểm trên phương Ox, cách O một khoảng OM = x

1 Khoảng thời gian ∆t để sóng truyền từ O đến M là:

2 Khi sóng truyền đến M thì nó sẽ làm phần tử môi trường ở M dao động như thế nào so với dao động của nguồn

a Giống hệt

b Ngược pha

c Có pha vuông góc

d Không có sự liên quan

3 Dao động tại M ở thời điểm t sẽ giống dao động ở O tại thời điểm:

3 Một sóng truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tần số 50Hz Người ta

đo được khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha là 10cm Vận tốc truyền sóng trên dây là:

cos

mm, trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Vị trí của

phần từ sóng M cách gốc tọa độ 5m tại thời điểm t = 2s là: