Xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên ở trường trung học cơ sở đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông sau 2015

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, hướng dẫn TS Nguyễn Thị Hà Các số liệu trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng, kết luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Mã Thị Diệu Ái XÁC NHẬN XÁC NHẬN CỦA TRƯỞNG KHOA CHUYÊN MÔN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Thị Hà Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN i http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TS Nguyễn Thị Hà người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt q trình thực hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giảng viên tổ môn Phương pháp dạy học Sinh học, Phương pháp dạy học Vật lí, Phương pháp dạy học Hóa học, trường ĐH Sư phạm Thái Nguyên Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Lí, Hóa, Sinh thuộc trường Cao đẳng sư phạm Thái Nguyên, Cao đẳng cộng đồng Bắc Kạn tập thể cán bộ, giảng viên khoa Sau đại học, Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu, thầy cô giáo trường THCS Đức Xuân, THCS Chí Kiên, THCS Minh Khai, THCS Sông Cầu thành phố Bắc Kạn bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ tận tình cho tơi suốt q trình thực đề tài Thái Nguyên, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Mã Thị Diệu Ái Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN ii http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục từ viết tắt luận văn iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Khái niệm tch hợp 1.1.2 Dạy học tch hợp 1.1.3 Khái niệm lực 1.1.4 Dạy học theo định hướng phát triển lực học sinh 10 1.2 Mối quan hệ dạy học theo chủ đề tích hợp với việc hình thành phát triển lực học sinh 11 1.3 Tình hình nghiên cứu dạy học tích hợp định hướng xây dựng chương trình sách giáo khoa 12 1.3.1 Quan điểm tch hợp môn học 12 1.3.2 Tình hình nghiên cứu xây dựng chương trình sách giáo khoa theo quan điểm tích hợp 13 1.4 Quan điểm đổi giáo dục theo hướng hình thành phát triển lực học sinh 17 Chương 2: XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC KHTN Ở TRƯỜNG THCS 19 2.1 Đặc điểm, nội dung chương trình môn KHTN cấp THCS 19 2.1.1 Đặc điểm, nội dung chương trình mơn Vật lí 19 2.1.2 Đặc điểm, nội dung chương trình mơn Hóa học 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN iii http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.1.3 Đặc điểm, nội dung chương trình mơn Sinh học 22 2.2 Xác định lực hình thành cho học sinh THCS thông qua dạy học chủ đề tích hợp mơn KHTN 24 2.2.1 Các lực chung 24 2.2.2 Các lực chuyên biệt 28 2.3 Những để lựa chọn chủ đề tích hợp 29 2.4 Các bước xây dựng chủ đề tích hợp 30 2.5 Nội dung số chủ đề tch hợp 31 2.6 Phương pháp hình thức tổ chức dạy học chủ đề tích hợp 66 2.6.1 Phương pháp dạy học 66 2.6.2 Một số kĩ thuật dạy học 69 2.6.3 Phương tiện dạy học 70 2.7 Kiểm tra, đánh giá lực học sinh thông qua dạy học chủ đề tích hợp 71 Chương 3: KHẢO NGHIỆM SƯ PHẠM;MỘT SỐ ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ VIỆC PHÁT TRIỂN CHƯƠNG TRÌNH VÀ SÁCH GIÁO KHOA SAU 2015 74 3.1 Khảo nghiệm sư phạm 74 3.1.1 Mục đích khảo nghiệm 74 3.1.2 Đối tượng khảo nghiệm 74 3.1.3 Nội dung khảo nghiệm 75 3.1.4 Kết khảo nghiệm 76 3.2 Một số đề xuất, khuyến nghị cho việc xây dựng chương trình sách giáo khoa sau 2015 80 3.2.1 Đề xuất hướng tiếp cận xây dựng chương trình 80 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHT http://www.lrc.tnu.edu.vn 3.2.2 Đề xuất khung nội dung chương trình mơn KHTN cấp THCS 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC 92 N Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHT iv http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Thứ tự Viết tắt Chữ viết đầy đủ DHTH Dạy học tích hợp GDPT Giáo dục phổ thơng GV Giáo viên HS Học sinh KHTN Khoa học tự nhiên KHXH Khoa học xã hội NL PHT Năng lực SGK TH Phiếu học tập THCS Sách giáo khoa THPT Tích hợp 10 11 12 Trung học sở Trung học phổ thông iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang v PHỤ LỤC PHIẾU HỌC TẬP VÀ TƯ LIỆU DÙNG TRONG CHỦ ĐỀ “NĂNG LƯỢNG” I Phiếu học tập Phiếu học tập số 1 Quan sát hình, hồn thành bảng sau: Tên dụng cụ, thiết bị, Hình số phương tiện, đối tượng sử dụng lượng Dạng lượng dùng Ý kiến khác Hình Khi ta nhận biết vật có lượng? Phiếu học tập số Có thể biến đổi dạng lượng tự nhiên thành dạng lượng cần thiết cho nhu cầu người? Cho ví dụ Cho biết chuyển hóa dạng lượng trình quang hợp xanh? Người dân vùng cao thường sử dụng cọn nước để đưa nước lên ruộng Em phân biệt chuyển hóa lượng việc sử dụng cọn nước so với sử dụng máy bơm nước chạy dầu diesel dùng điện? Cọn nước Sự biến đổi qua lại dạng lượng tuân theo định luật nào? Hãy phát biểu định luật Phiếu học tập số Mơi trường Tiêu chí Ngun nhân Biểu Hậu Ơ nhiễm mơi trường nước Ơ nhiễm mơi trường khơng khí Ơ nhiễm mơi trường đất II Tư liệu Tư liệu 1: Các dạng lượng chuyển hóa lượng H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 Tư liệu 2: Tình hình sử dụng lượng giới Việt Nam Theo số liệu Cơ quan lượng quốc tế IEA (2005) tiêu thụ lượng giới cho lĩnh vực sản xuất tện nghi nhà sau: Công nghiệp, giao thông vận tải lĩnh vực tiện nghi nhà chiếm phần têu thụ lượng lớn (mỗi lĩnh vực khoảng 25%); thương mại dịch vụ công cộng khoảng 10%; nông lâm ngư nghiệp khoảng 3%; sử dụng khác khoảng 12% Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện tiêu tốn nhiều lượng nhất, nửa dạng lượng không tái sinh than, dầu, khí đốt - Trong lĩnh vực giao thơng vận tải: đa số phương tiện chuyên chở dùng sản phẩm dầu làm nhiên liệu Ngành giao thông vận tải tiêu thụ khoảng 60% lượng dầu chế biến, sản phần dầu chiến 95% thị phần lượng ngành giao thông vận tải - Trong ngành sản xuất điện năng: sử dụng nguồn lượng để sản xuất điện phân bố sau: từ nhiên liệu hoá thạch chiếm 64%, lượng hạt nhân 17%, thuỷ điện 18%, lượng tái tạo: 1% điện toàn cầu |(Nguồn: Vi.Wikipedia) - Trong lĩnh vực tiện nghi nhà ở: Năng lượng dùng cho tiện nghi nhà có ba mục đích: + Nấu thức ăn + Đun nước nóng sinh hoạt điều hồ khơng khí + Chạy thiết bị điện nội thất, chiếu sáng, thiết bị điện tử,… Các số liệu thống kê IEA (2005), tỉ lệ sử dụng nguồn lượng lĩnh vực tện nghi nhà sau: lượng tái tạo 40%, sử dụng khí đốt điện gần (khoảng 20%), lượng than nước nóng chiến khoảng 7%, sản phẩm dầu khoảng 10 %, Nhìn chung thấy tình hình sử dụng lượng giới Việt Nam sau: - Nhu cầu lượng ngày cao - Nguồn lượng sử dụng chủ yếu nguồn lượng hố thạch than đá, dầu, khí tự nhiên - Điện dạng lượng có nhiều ưu điểm nên việc sản xuất sử dụng điện có ý nghĩa quan trọng chiến lược lượng quốc gia Sự cạn kiệt nguồn lượng hoá thạch Việc gia tăng khai thác sử dụng nguồn tài nguyên lượng giới Việt Nam dẫn đến nguồn tài nguyên lượng khơng tái sinh than, dầu lửa, khí đốt bị cạn kiệt Dân số toàn cầu tỉ người Muốn trì phát triển xã hội cần khai thác nguồn tài nguyên lớn, có tài nguyên lượng Theo tnh toán, đầu năm 1990 quốc tế, trữ lượng nguồn nhiên liệu không tái sinh thời hạn khai thác nguồn trữ lượng dư thừa (tỷ lệ sản lượng tồn trữ) : dầu thô 201 tỷ 600 đến 295 tỷ 400 triệu tấn, khai thác từ 49 năm đến 72 năm; khí thiên nhiên 161 tỷ đến 319 tỉ 200 triệu tấn, khai thác 57 năm đến 113 năm; than đá 800 tỉ 800 triệu đến 1881 tỉ 600 triệu tấn, khai thác 262 năm đến 617 năm… Trong thập kỷ qua, nhu cầu lượng châu Á tăng hàng năm mức hai số, 10 năm tới, nhu cầu điện tăng gấp đôi Dự báo vào năm 2025, châu Á chiếm 50% tổng nhu cầu phát triển điện Điều kéo theo phát triển ngành khai thác than châu Á Nguồn lượng hoá thạch Việt Nam bị cạn kiệt dần: than 3,80 tỉ tấn, dầu 2,3 tỷ hết trước giới vài chục năm An ninh lượng trở thành vấn đề cấp bách Ước tính chung giới nguồn dầu mỏ thương mại dùng khoảng 60 năm, khí tự nhiên 80 năm, than 150 - 200 năm Các chuyên gia kinh tế lượng dự báo đến trước năm 2020, Việt Nam phải nhập khoảng 12%-20% lượng, đến năm 2050 lên đến 50%-60%, chưa kể điện hạt nhân Trong lĩnh vực điện năng, chủ yếu dựa vào nhiệt điện (34%) thuỷ điện (64%) Thuỷ điện có tiềm phát triển lại phụ thuộc vào thời tiết, phát triển lớn ch ưa thể lường trước biến đổi dòng chảy tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái Về xăng dầu, phải nhập khẩu, nhà máy lọc dầu Dung Quất đưa vào sử dụng vào năm 2009 - 2010, cung cấp khoảng triệu xăng, dầu cho giao thông vận tải tổng số nhu cầu 15-17 triệu tấn, phải nhập khoảng 10 triệu [nguồn: SGGP Online] Mặc dù số liệu dự báo chưa chể hồn tồn xác Việc tiếp tục thăm dò phát thêm nguồn lượng than, dầu, khí Tuy nhiên, nhìn lâu dài, nguồn lượng hoá thạch sớm muộn cạn kiệt việc thiếu hụt lượng cho kinh tế đời sống thách thức thực Ảnh hưởng việc khai thác sử dụng lượng đến mơi trường sinh thái Các nguồn lượng hố thạch thường nằm sâu lòng đất, Vì việc khai thác chúng thường phải xây dựng hầm lò (như khai thác than), tiến hành việc khoan, bơm qui mơ lớn khai thác dầu khí Phải xây dựng hầm lò khai thác than, phải chặt rừng, bóc lớp đất đá Khi tến hành khai thác lộ thiên, làm đường cho phương tiện khai thác, vận chuyển lại qui mô lớn, thường dẫn đến vấn đề môi trường sinh thái Việc khai thác vận chuyển dầu mỏ biển, mũi khoan xảy cố tràn dầu Việc khai thác nguồn nhiên liệu hố thạch lớn ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái lớn công ty khai thác không quan tâm thực thi biện pháp bảo vệ môi trường sinh thái Người ta chứng kiến huỷ hoại mơi trường sinh thái, sói mòn lở đất nơi có mỏ khai thác nói chung, có khai thác than Những vụ tràn dầu biển, sông cố tràn dầu phương tện vận chuyển Tuy nhiên, việc sử dụng nguồn lượng hoá thạch nguyên nhân chủ yếu tác động xấu đến môi trường Trái đất qui mơ lớn Đó hiệu ứng nhà kính dẫn đến tăng nhiệt độ toàn cầu làm biến đối khí hậu trái đất Hiệu ứng nhà kính (do Jean Baptiste Joseph Fourier (Pháp) lần đầu tên đặt tên, dùng để hiệu ứng xảy lượng xạ ta sáng mặt trời, xuyên qua cửa sổ mái nhà kính, hấp thụ phân tán trở lại thành nhiệt cho bầu khơng khí bên nhà, dẫn đến việc sưởi ấm tồn khơng gian bên khơng chỗ chiếu sáng Hiệu ứng sử dụng nhà kính trồng nơi khí hậu lạnh; sử dụng kiến trúc, dùng lượng mặt trời cách thụ động để tết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà Trong khí xảy tượng tương tự gọi hiệu ứng nhà kính khí Khi tia xạ sóng ngắn (chẳng hạn tia cực tm) từ Mặt trời xuyên qua bầu khí đến mặt đất phản xạ trở lại thành xạ nhiệt Một số phân tử khí quyển, chủ yếu đioxit bon (CO2) nước, hấp thụ xạ nhiệt nhờ giữ ấm lại bầu khí Tham gia vào hiệu ứng nhà kính có khí: NOx, Metan, CFC Trải qua hàng triệu năm tến hoá, với xuất thảm thực vật trái đất, trình quang hợp cối lấy phần khí CO khơng khí tạo nên điều kiện khí hậu tương đối ổn định trái đất Tuy nhiên, từ khoảng 100 năm nay, người tác động mạnh vào cân nhạy cảm hiệu ứng nhà kính tự nhiên tia xạ Mặt trời Sự thay đổi nồng độ khí nhà kính vòng 100 năm trở lại đây: CO o tăng 20%, metal tăng 90%, … ) làm tăng nhiệt độ trái đất lên C Tới o o cuối lthế kỷ XXI nhiệt độ tăng thêm từ 1,4 C - C (gọi hiệu ứng nhà kính nhân loại , tức hiệu ứng nhà kính người gây ra) Người ta xác định khí gây hiệu ứng nhà kính là: Hơi nước, CO 2, CH4, N2O, O3, CFC Tỷ lệ phần trăm khí gây hiệu ứng nhà kính sau: CO2: 50% ; CH4: 16% ; N2O: 6% ; O3: 8% ; CFC: 20% Người ta dự báo Hiệu ứng nhà kính dẫn đến biến đổi khí hậu Trái Đất gây hậu sau: - Các nguồn nước: Chất lượng số lượng nước bị đe dọa, mưa bão tăng gây lụt lội thường xuyên - Các tài nguyên bờ biển: mực nước biển dâng cao, nhiều vùng đất ven biển bị ngập - Sức khoẻ: số người chết nóng tăng Nhiều bệnh tật truyền nhiễm phát sinh Các q trình chuyển hố sinh học hố học thể sống bị cân - Lâm nghiệp: nạn cháy rừng dễ xảy - Năng lượng: nhiệt độ cao làm tăng nhu cầu làm lạnh, nhu cầu thiết bị điều hoà Ở Việt Nam, biểu hậu biến đổi khí hậu Trái đất bộc lộ ngày rõ: Thời biết bất thường, bão lũ khô hạn thường xuyên hơn, chế độ thời tết gió mùa bị xáo động bất thường Hiện tượng ngập úng vùng đồng châu thổ mở rộng vào mùa mưa lũ, dòng sơng tăng cường xâm thực ngang gây xụt lở lớn vùng dân cư t ập trung hai bờ nhiều khu vực từ Bắc chí Nam Về mùa khô tượng phổ biến nước triều tác động ngày sâu phía trung du, tượng nhiễm mặn ngày tến sâu vào lục địa Ở vùng ven biển, thấy rõ tượng úng ngập thủy triều Rõ ràng việc sử dụng lượng, đặc biệt lượng hố thạch, đóng góp tỷ lệ lớn vào việc gây hiệu ứng nhà kính Nguyên nhân thành phần nhiên liệu hoá thạch nguyên tố cácbon (C) chiếm tỷ lệ lớn nên bị đốt cháy giải phóng lượng lớn khí CO2 vào khí Các lĩnh vực sử dụng lượng hoá thạch chủ yếu nay: + Sản xuất điện năng: Các nhà máy nhiệt điện sử dụng than, dầu mỏ, khí đốt + Trong giao thơng vận tải: Sử dụng loại xăng, dầu diesel, khí đốt + Trong sinh hoạt đời sống: đun nấu thức ăn bếp than, gas [2] PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA Họ tên giáo viên:…………………………….Số năm cơng tác:…………… Đơn vị cơng tác:……………………………………………………………… Thầy/cơ vui lòng cho biết ý kiến cách đánh dấu X vào bảng sau: Câu Thầy/cô đánh mục tiêu dạy học chủ đề tích hợp kiến thức KHTN mà tơi xây dựng? Tiêu chí Rất đồng ý Đồng ý Khơng đồng ý Mục têu rõ ràng, xác Đảm bảo chuẩn kiến thức kĩ môn KHTN Đáp ứng định hướng lực phẩm chất học sinh Phù hợp với trình độ học sinh Câu Ý kiến thầy/cô hiệu phương pháp dạy học, cách thức tổ chức dạy học việc sử dụng thiết bị dạy học dạy chủ đề tích hợp kiến thức KHTN? Mức độ hiệu Tiêu chí Phương Kết hợp phương pháp kĩ pháp dạy thuật dạy học đại học Phát huy tnh tích cực, chủ động Hiệu Bình thường Khơng hiệu học sinh góp phần hình thành lực giải tình Thúc đẩy hứng thú, tìm tòi, Hình thức khám phá, tự học học sinh tổ chức Giúp học sinh đạt dạy học lực giải tình thực tiễn Thiết bị Phát huy tính tích cực, sáng tạo dạy học Sử dụng hợp lí học Góp phần hình thành lực tự học cho HS liệu Câu Thầy/cơ đánh tính liên mơn chủ đề tích hợp kiến thức KHTN mà tơi xây dựng? Mức độ Cao Trung bình Thấp Khơng có Câu Theo thầy/cơ chủ đề tích hợp thể tính thực tiễn nào? Mức độ Rất phù hợp Phù hợp Bình thường Khơng phù hợp Câu Thầy/cơ có đánh tính khả thi chủ đề tích hợp kiến thức KHTN ? Mức độ Rất khả thi Khả thi Bình thường Khơng khả thi Câu Trong chủ đề dự kiến đề xuất, thầy/cô tâm đắc chủ đề nào? STT Chủ đề dự kiến Sự đa dạng Mơ hình hệ thống Năng lượng Sự tương tác Khoa học công nghệ Đo lường Rất tâm đắc Tâm đắc Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô! Không tâm đắc ... tài: Xây dựng chủ đề tích hợp kiến thức KHTN trường THCS đáp ứng yêu cầu đổi chương trình giáo dục phổ thơng sau 2015 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng số chủ đề TH kiến thức KHTN trường. .. mơn chủ đề tích hợp 78 Bảng 3.5 Tính thực tiễn chủ đề tích hợp kiến thức KHTN 78 Bảng 3.6 Tính khả thi chủ đề tích hợp kiến thức KHTN 79 Bảng 3.7 Mức độ tâm đắc với chủ đề tch hợp dự kiến. .. chuẩn bị để từ sau năm 2015 thực chương trình giáo dục phổ thông mới [5] 1.2 Xuất phát từ ưu điểm dạy học tích hợp Tích hợp (TH) quan điểm trở thành xu phát triển chương trình giáo dục phổ thơng