Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “Chất khí”-vật lí 10

Với mong muốn góp phần vào việc nghiên cứu, nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy và học vật lí ở trường trung học phổ thông, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM



LÊ VŨ THÁI SƠN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ THUỘC CHƯƠNG “CHẤT

KHÍ”-VẬT LÍ 10

Chuyên ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 8.14.01.11

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Đà Nẵng – Năm 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Xuân Quế

Phản biện 1: PGS TS Lê Công Triêm Phản biện 2: TS Nguyễn Thanh Hải

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày 23 tháng 12

năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đổi mới căn bản toàn diện giáo dục theo nghị quyết số 29 của Ban Chấp hành Trung ương khóa XI là chuyển từ giáo dục thiên về nội dung sang giáo dục hướng tới phát triển năng lực (NL) người học [2] Trong “Chương trình giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể”, năng lực giải quyết vấn

đề (NL GQVĐ) được xem như là một trong những NL chung quan trọng cần được phát triển trong dạy học Vấn đề phát triển NL GQVĐ của học sinh (HS)

đã được nghiên cứu từ lâu Trong quá trình tìm tòi nghiên cứu phương pháp dạy học nhằm phát triển NL GQVĐ của HS, các nhà sư phạm thấy rằng cách tốt nhất là tổ chức cho học sinh hoạt động theo con đường nhận thức của các nhà khoa học và có thể thông qua hoạt động ngoại khóa (HĐNK)

Với mong muốn góp phần vào việc nghiên cứu, nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy và học vật lí ở trường trung học phổ thông, chúng tôi chọn

nghiên cứu đề tài: “PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ THUỘC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”-VẬT LÍ 10”

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Ở nước ta trong những năm gần đây có nhiều tác giả đã có những công trình nghiên cứu, bài viết khác nhau liên quan đến dạy học theo định hướng phát triển năng lực của người học như:

- Vũ Trọng Rỹ, Phạm Xuân Quế “Kiểm tra đánh giá kết quả học

tập môn Vật lí của học sinh ở trường phổ thông theo định hướng phát triển

năng lực” [15]

Bài viết trình bày quan niệm về kiểm tra đánh giá kết qủa học tập của học sinh nói chung, trong học tập vật lí ở trường phổ thông nói riêng theo

định hướng phát triển năng lực Đồng thời làm rõ bốn nhóm năng lực đặc thù trong học tập môn vật lí và phương pháp, kĩ thuật, quy trình kiểm tra đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh, trong đó có

đề xuất vận dụng cách đánh giá của PISA vào thiết kế đề kiểm tra/thi môn vật lí

- Nguyễn Thị Thanh Huế (2017) “Tổ chức hoạt động ngoại khóa về

ứng dụng kĩ thuật kiến thức chương “Lượng tử ánh sáng” – Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”

- Nguyễn Ngọc Trâm Kha (2017) “Tổ chức dạy học dự án “Các

ứng dụng kĩ thuật của vật lí về âm thanh theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh”

Thông qua nghiên cứu các công bố của các tác giả chúng tôi đồng ý với quan điểm phát triển năng lực học sinh Chúng tôi nhận thấy các nhóm tác giả đã có đã có những định hướng để phát triển năng lực học sinh và xây dựng được bộ công cụ kiểm tra đánh giá năng lực học sinh Tuy nhiên các tác giã đã tập trung phát triển năng lực chung hoặc tập trung phát triển một năng lực cụ thể như năng lực giải quyết vấn đề nhưng chưa áp dụng trong hoạt động ngoại khóa với nội dung “Chất khí”, từ đó chúng tôi tập trung nghiên cứu phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức hoạt động ngoại khóa, nội dung chương Chất khí

3 Mục tiêu của đề tài

Thiết kế và tổ chức HĐNK về các ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 nhằm phát NL GQVĐ của HS

4 Giả thuyết khoa học

Nếu nghiên cứu và tổ chức được một số chủ đề HĐNK về các ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 theo hướng thiết kế và chế tạo

mô hình thiết bị thì sẽ góp phần phát triển NL GQVĐ của HS

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

NL GQVĐ của học sinh được phát triển trong HĐNK về các ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10

Trong thời gian và khả năng cho phép, tôi chỉ tập trung nghiên cứu quá trình tổ chức HĐNK về các ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 nhằm phát triển NL GQVĐ của học sinh ở một số trường THPT trên huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về phát triển NL GQVĐ của học sinh trong học tập nói chung và trong học tập môn vật lí nói riêng; Nghiên cứu cơ

sở lí luận của HĐNK, đặc biệt là lí luận về HĐNK vật lí Trong đó có việc nghiên cứu vai trò của việc dạy học các ƯDKT vật lí để phát triển NL GQVĐ của học sinh; Tìm hiểu các mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, thái độ

và mục tiêu phát triển NL GQVĐ mà học sinh cần đạt được khi học các kiến thức trong chương “Chất khí”; Điều tra thực trạng về dạy học các kiến thức của chương “Chất khí” theo chương trình vật lí 10 ở một số trường THPT

Từ đó có căn cứ để xây dựng nội dung, PPDH và hình thức tổ chức HĐNK nhằm khắc phục các hạn chế (khó khăn, sai lầm về kiến thức) trong giờ học nội khóa cũng như về khả năng phát triển NL GQVĐ của học sinh trong HĐNK; Nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” Vật lí 10 trong cuộc sống để làm

tư liệu hướng dẫn học sinh vượt qua những khó khăn trong quá trình tìm hiểu, giải thích về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị đó cũng như thiết kế, chế tạo mô hình các ƯDKT Dự kiến những khó khăn, sai lầm mà học sinh có thể mắc phải để từ đó dự kiến phương án hướng dẫn các em khắc phục những khó khăn; Xây dựng nội dung và quy trình tổ chức HĐNK về các

ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” Vật lí 10 theo hướng phát triển

NL GQVĐ của học sinh; Tiến hành TNSP để đánh giá tính khả thi của quy trình ngoại khóa đã xây dựng và bước đầu đánh giá hiệu quả của HĐNK

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

7.2 Phương pháp điều tra, quan sát

7.3 Phương pháp nghiên cứu thống kê toán học

7.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

8 Đóng góp của đề tài

- Đưa ra cấu trúc NL GQVĐ trong dạy học Vật lí, các biểu hiện hành

vi, các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ của HS và các biện pháp phát triển NL GQVĐ

- Xây dựng được 2 tiến trình dạy học ngoại khóa phát triển NL GQVĐ cho 2 nhiệm vụ

- Luận văn là tài liệu tham khảo hữu ích cho các giáo viên viên, sinh viên ngành sư phạm Vật lí

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài các phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, nội dung chính của luận văn gồm ba chương

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí ở trường trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 2 Tổ chức các hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

1.1 Năng lực giải quyết vấn đề [10]

1.1.1 Một số khái niệm

1.1.2 Cấu trúc [1], [16]

Đề xuất, lựa

chọn giải pháp

Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề;

Đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; Lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất

cận, khai thác các tình huống để tiến tới nhận biết, phát hiện vấn đề và tìm

cách giải quyết vấn đề; Biện pháp 3: Sử dụng hợp lý, đúng thời điểm các

phương tiện và đồ dùng dạy học để tạo thuận lợi cho HS trong việc phát hiện

và GQVĐ; Biện pháp 4: Tăng cường dạy học phân hóa theo các mức độ,

cấp độ khác nhau trong các nhóm đối tượng khác nhau và trong cùng một

lớp để tạo ra môi trường phù hợp với trình độ của từng HS nhằm giúp các

em có nhiều cơ hội chủ động, độc lập phát hiện và GQVĐ; Biện pháp 5: Tập

luyện cho HS sử dụng ngôn ngữ, kí hiệu Vật lí để diễn đạt các nội dung Vật lí; Diễn đạt vấn đề theo những cách khác nhau, từ đó chọn ra cách diễn đạt tối ưu nhất tạo thuận lợi cho việc phát hiện và GQVĐ

1.1.5 Phương pháp đánh giá NL GQVĐ

- Đánh giá qua quan sát

- Tự đánh giá

- Đánh giá qua bài kiểm tra

1.2 Hoạt động ngoại khóa Vật lí ở trường phổ thông

1.2.1 Vị trí vai trò của HĐNK trong hệ thống các hình thức tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông [7]

1.2.2 Các đặc điểm của HĐNK Vật lí [7]

1.2.3 Nội dung ngoại khóa Vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề 1.2.4 Các hình thức ngoại khóa Vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn dề và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

1.2.5 Phương pháp dạy học hoạt động ngoại khóa vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

1.2.6 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

1.3 Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của Vật lí và vai trò của việc dạy học các ứng dụng kĩ thuật Vật lí trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn

đề của học sinh

1.3.1 Khái niệm về ứng dụng kĩ thuật của Vật lí

1.3.2 Bản chất của việc nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của Vật lí trong dạy học

1.3.3 Các con đường nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của Vật lí trong dạy học

1.3.3.1 Dạy học ứng dụng kĩ thuật Vật lí theo con đường thứ nhất

1.3.3.2 Dạy học ứng dụng kĩ thuật Vật lí theo con đường thứ hai

1.3.4 Vai trò của việc dạy học các ứng dụng kĩ thuật trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí

1.3.5 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí [2]

Bảng 1.5: Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ của HS đối với nhiệm vụ

Nhận biết tình huống, nhưng còn nhiều sai sót, dựa vào sự hướng dẫn của

GV

- Chế tạo một thiết

bị kỹ thuật nào

Nhận biết được tình huống, nhưng còn thiết sót,

có trao đổi với bạn bè

- Chế tạo một thiết bị kỹ thuật nào đó để giải quyết VĐ trong tình huống

Nhận biết được tình huống:

- Cần phải chế tạo máy nén khí

để giải quyết VĐ trong tình huống

đó để giải quyết

VĐ trong tình huống

Dựa hoàn toàn vào gợi ý của

GV để phát hiện vấn đề

Phát hiện được các vấn đề thực tế nhưng còn sai sót, chưa hợp lý có trao đổi với bạn bè

Tự phát hiện đúng các vấn đề từ tình huống thực tế VD: -Máy nén khí gồm các bộ phận chính nào?

- Làm thế nào để xác định được áp suất và lượng khí

có trong bình chứa?

- Làm thế nào để máy bơm

tự động tắt khi khí trong bình chứa đã

Phát biểu được vấn đề thành dạng câu hỏi nhưng còn sai sót nhiều, dựa vào

sự gợi ý của GV

Phát biểu được các vấn đề nhưng còn sai sót, ít có trao đổi với bạn bè

Tự phát biểu đúng các vấn đề thành ngôn ngữ khoa học

Chia sẻ

thông tin

Không chia sẻ thông tin

về vấn

đề với các thành viên khác trong nhóm

Chia sẻ thông tin

về vấn

đề với các thành viên trong nhóm khi có thành viên trong nhóm yêu cầu

Chia sẻ thông tin, nêu vấn đề khi vừa phát hiện

Chia sẻ thông tin, nêu vấn

đề khi vừa phát hiện và giải thích thông tin vừa tìm được với các thành viên khác

vụ thu thập và làm rõ các thông tin

có liên quan đến vấn đề

Thu thập

và làm

rõ các thông tin

có liên quan đến vấn đề nhưng còn sai sót, dựa vào sự

Xác định được

và biết cách thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề bằng SGK, bằng Internet…Các nguồn tìm kiếm thông tin còn thiếu đa

Xác định được và biết cách thu thập

và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề bằng SGK Internet,

gợi ý của

GV

dạng, không ghi chép lại cụ thể, chưa phân biệt được thông tin nào chính xác, đúng

tài liệu tham khảo, trao đổi với bạn

bè, ghi chép lại

cụ thể Các thông tin

có thể dùng để trả lời cho các câu hỏi đặt ra ở hoạt động trong buổi 1

Tìm ra được kiến thức, phương pháp vật

lí và kiến

Tìm ra được kiến thức, phương pháp vật lí và kiến thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể sử

Tìm ra được đầy

đủ kiến thức, phương pháp vật

lí và kiến

VĐ có thể sử dụng GQVĐ

thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể sử dụng GQVĐ nhưng còn thiếu nhiều, dựa vào gợi ý của

GV

dụng GQVĐ nhưng còn thiếu, trao đổi với bạn bè

thức liên môn liên quan đến vấn đề có thể sử dụng GQVĐ VD: HS hiểu cần phải vận dụng kiến thức

về chương chất khí

để chế tạo bình chứa áp suất trong máy nén khí?; Vật liệu nào

là tối ưu nhất để chế tạo bình nén

khí?; Làm thế nào để máy bơm

tự tắt khi

đủ lượng khí trong bình chứa?

Đề xuất chế tạo được nhưng giải pháp thiếu hợp lý, dựa vào

sự gợi ý của GV

Đề xuất, lựa chọn được giải pháp qua trao đổi với bạn vè, tính khả thi chưa cao

Đề xuất được một hoặc nhiều giải pháp hợp lý và

có tính khả thi VD: HS tìm hiểu một số loại máy nén khí trong thực tế để xem loại nào phù hợp và dễ

thực hiện với điều kiện cho phép

kế hoạch thực hiện

Lập kế hoạch GQVĐ một cách thụ động, làm theo

số đông hoặc sự gợi ý của

GV

Đưa ra kế hoạch thực hiện giải pháp nhưng chưa chi tiết, chưa hợp lý

Tự lập ra

kế hoạch thực hiện giải pháp một cách hợp lý VD: HS lên kế hoạch -Tìm kiếm nguyên liệu-dụng

cụ hợp lý -Tính toán các thông số cần thiết (thể tích bình chứa, nguyên liệu bình

chứa…)

để đáp ứng yêu cầu đưa

vụ hoặc không có đóng góp cụ thể cho công việc chung của nhóm

Nhận nhiệm

vụ theo phân công của nhóm dù không phù hợp với khả năng

Nhận nhiệm

vụ theo phân công của nhóm và phù hợp với khả năng

Trao đổi

để phân chia nhiệm vụ phù hợp với từng

cá nhân trong nhóm, nhận nhiệm vụ khi phù hợp với khả năng

Thực

hiện kế

hoạch

Không thực hiện được kế hoạch

Thực hiện kế hoạch nhưng chưa hoàn thành, hoặc

Thực hiện và hoàn thành kế hoạch nhưng còn sai sót

Thực hiện và hoàn thành kế hoạch một cách thành công, chế

hoàn thành nhưng dựa vào

sự gợi ý của GV

và còn nhiều sai sót

tạo được máy nén khí theo mục tiêu đặt trước

đã thực hiện của

cá nhân/

nhóm

Đánh giá được giải pháp

đã thực hiện của

cá nhân/

nhóm khi có gợi ý của

GV

Đánh giá được giải pháp đã thực hiện của

cá nhân/ nhóm sau khi trao đổi với bạn bè

Tự đánh giá giải pháp đã thực hiện của cá nhân/ nhóm

về quá trình thực hiện giải pháp

Nhận xét được quá trình thực hiện giải pháp của

cá nhân khi có sự

Nhận xét được quá trình thực hiện giải pháp theo nhận xét chung của nhóm

Tự nhận xét được quá trình thực hiện giải pháp

của bản thân

vụ

Xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm

vụ nhưng còn sai sót, dựa vào sự gợi ý của

GV

Xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm vụ nhưng còn sai sót, có trao đổi với bạn bè

Xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm vụ

VĐ tương tự

Khái quát hóa được các

VĐ tương tự nhưng còn sai sót, thiếu logic

Khái quát hóa được các VĐ tương tự tương đối logic, có trao đổi với bạn bè

Khái quát hóa được các VĐ tương tự