Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “chất rắn và chất lỏng sự chuyển thể” vật lý 10 theo định hướng stem

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ HẠNH QUYÊN TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” – VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM LUẬN VĂN THẠC SĨ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ HẠNH QUYÊN TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” – VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM Ngành: Lý luận PPDH Bộ mơn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THANH NGA Đà Nẵng – Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Tổ chức dạy học số kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” – Vật lý 10 theo định hƣớng STEM” công trình riêng tơi Các số liệu luận ăn trung thực chƣa đƣợc công bố bất lỳ cơng trình nghiên cứu Tất tham khảo kế thừa đƣợc trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan Học viên Nguyễn Thị Hạnh Quyên ii LỜI CẢM ƠN Từ ngày đầu thực luận văn đến hoàn thành đƣợc luận văn thạc sĩ này, q trình cố gắng học tập làm việc nghiêm túc, sửa chữa thiếu sót trƣởng thành lên ngày thân em Tuy nhiên, khơng thể có đƣợc sản phẩm hồn chỉnh nhƣ ngày hơm thiếu giúp đỡ, hỗ trợ, động viên tận tình q thầy cơ, bạn bè gia đình Xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến thầy TS Nguyễn Thanh Nga ngƣời hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể q thầy Khoa Vật lý trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Đà Nẵng tận tình truyền đạt kiến thức quý báu, nhƣ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu trƣờng trung học phổ thông Nguyễn Trãi, Đà Nẵng hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian công tác thực luận văn Cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè sát cánh, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành luận văn tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày 12 tháng 11 năm 2018 Học viên Nguyễn Thị Hạnh Quyên v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI iii MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Tổng quan đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Cấu trúc luận văn CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƢỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Cơ sở tâm lý học lứa tuổi học sinh trung học phổ thông giáo dục STEM 1.1.1 Đặc điểm tâm lý lứa tuổi học sinh trung học phổ thông [12],[13] 1.1.2 Đặc điểm nhận thức lứa tuổi học sinh trung học phổ thông [12],[13] 1.2 Hoạt động dạy học cho học sinh trung học phổ thông theo định hƣớng giáo dục STEM 1.2.1 Bản chất trình dạy học Vật lý [9] 1.2.2 Mục tiêu dạy học Vật lý trƣờng phổ thông 1.2.3 Đặc trƣng trình dạy học thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0[15] 1.3 Cơ sở lý thuyết giáo dục STEM [10] 10 1.3.1 Khái niệm giáo dục STEM 10 1.3.2 Mục tiêu giáo dục STEM 10 1.3.3 Tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM 10 1.3.4 Thực tế giáo dục STEM trƣờng trung học 11 1.4 Dạy học dự án chủ để STEM phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo 11 vi 1.4.1 Khái niệm dạy học dự án 11 1.4.2 Đặc trƣng dạy học dự án [10] 11 1.4.3 Tầm quan trọng dạy học dự án học sinh 12 1.4.4 Tiến trình dạy học dự án chủ đề STEM phát triển lực sáng tạo phát huy tính tích cực học sinh[17] 12 1.5 Phát triển lực sáng tạo học sinh dạy học chủ đề STEM 14 1.5.1 Khái niệm lực sáng tạo[14] 14 1.5.2 Biểu lực sáng tạo học sinh dạy học chủ đề STEM[10] 15 1.5.3 Biện pháp phát triển lực sáng tạo học sinh dạy học chủ đề STEM[10] 16 1.6 Phát huy tính tích cực học sinh dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM[10] 16 1.6.1 Định nghĩa tính tích cực 16 1.6.2 Biểu tính tích cực học sinh dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM 16 1.6.3 Biện pháp phát huy tính tích cực học sinh dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM 17 1.7 Công cụ đánh giá chủ đề giáo dục STEM theo định hƣớng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo 18 1.7.1 Nguyên tắc đánh giá yêu cầu đánh giá kết học tập 18 1.7.2 Tiêu chí đánh giá lực sáng tạo học sinh dạy học theo định hƣớng STEM 19 1.7.3 Tiêu chí đánh giá tính tích cực 22 1.7.4 Biểu S, E, T, M chủ đề 24 KẾT LUẬN CHƢƠNG 26 CHƢƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM CỦA NỘI DUNG KIẾN THỨC CHƢƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” - VẬT LÝ 10 27 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” theo định hƣớng giáo dục STEM 27 2.1.1 Chuẩn kiến thức, kỹ chƣơng trình [5] 27 2.1.2 Nội dung kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng - Sự chuyển thể” đƣợc mô tả nhƣ sau [6] 28 vii 2.2 Thiết kế chủ đề giáo dục STEM xây dựng giáo án số chủ đề nội dung kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể 32 2.2.1 Chủ đề “Phòng học xanh” 33 2.2.2 Chủ đề “Thiết kế đèn dầu sáng tạo” 38 2.2.3 Chủ đề “Chiếc thuyền vui nhộn” 43 2.3 Xây dựng công cụ đánh giá hoàn chỉnh cho chủ đề STEM 48 2.3.1 Nguyên tắc đánh giá trình thực nghiệm 48 2.3.2 Phiếu đánh giá chung 49 KẾT LUẬN CHƢƠNG 52 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 53 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 53 3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 53 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 53 3.4 Những thuận lợi khó khăn gặp phải tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 53 3.4.1 Thuận lợi 53 3.4.2 Khó khăn 53 3.5 Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm 54 3.6 Phân tích diễn biến thực nghiệm sƣ phạm 54 3.6.1 Chủ đề “ Chiếc thuyền vui nhộn” 54 3.6.2 Chủ đề “ Phòng học xanh” 59 3.6.3 Chủ đề : Đèn dầu sáng tạo 68 3.7 Đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm mục tiêu giáo dục STEM 72 3.7.1 Đánh giá định tính 72 3.7.2 Đánh giá định lƣợng 79 3.7.3 Đánh giá chung 81 KẾT LUẬN CHƢƠNG 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ viii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Bảng 1.1 Bảng 1.2 Tên bảng Các hoạt động giáo viên học sinh tiến trình dạy học theo dự án Bảng mơ tả tiêu chí mức độ đánh giá lực sáng tạo Bảng 1.3 Bảng mô tả tiêu chí mức độ đánh giá tính tích cực 22 Bảng 1.4 Bảng mô tả mức độ biểu STEM 24 Bảng 2.1 Chuẩn kiến thức kĩ chƣơng “Chất rắn chất lỏng – Sự chuyển thể” Các chủ đề STEM thực 27 Các kiến thức STEM đƣợc thể chủ đề 33 34 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Mô tả vụ học tập đƣợc hình thành chủ đề “Phịng học xanh” Các kiến thức STEM đƣợc thể chủ đề Mơ tả vụ học tập đƣợc hình thành chủ đề “Đèn dầu sáng tạo” Các kiến thức STEM đƣợc thể chủ đề Trang 13 20 32 39 40 43 44 Bảng 2.9 Mô tả vụ học tập đƣợc hình thành chủ đề “Chiếc thuyền vui nhộn” Bảng đánh giá chung Bảng 3.1 Bảng mô tả biểu lực sáng tạo 72 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng mơ tả biểu tinh tích cực Bảng phân bố điểm số học sinh lớp 10/7 75 79 49 82 Bên cạnh đó, học sinh phát triển đƣợc kỹ sau: Kỹ gia cơng bản; Kỹ thuyết trình, phản biện; Tƣ kỹ thuật đƣợc hình thành phát triển Tiến trình khả thi để tổ chức dạy học chƣơng “Chất rắn chất lỏng – Sự chuyển thể” thời lƣợng tiết học khóa 03 tiết ngoại khóa trƣờng trung học phổ thông Thực tế giảng dạy cho thấy, dạy học chƣơng “Chất rắn chất lỏng – Sự chuyển thể” theo định hƣớng giáo dục STEM phát huy tính tích cực, phát triển lực sáng tạo Tuy nhiên, với hạn chế thời gian học khóa với lƣợng kiến thức lớn phải tiếp thu, việc tổ chức dạy học theo chủ đề STEM hạn chế, đa số em phải làm việc nhóm ngồi để hồn thành nhiệm vụ Vì việc giảm tải nội dung chƣơng trình tăng thực hành, ngoại khóa thuận lợi để phát triển dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM 83 KẾT LUẬN CHƢƠNG Sau đợt thực nghiệm sƣ phạm, thông qua việc tổ chức, theo dõi phân tích diễn biến kết thực nghiệm, chúng tơi có nhận xét sau: - Việc tổ chức dạy học số kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng – Sự chuyển thể” theo định hƣớng giáo dục STEM dƣới hình thức dạy học khóa kết hợp ngoại khóa đạt đƣợc mục tiêu dạy học đề Học sinh phát huy đƣợc tính tích cực lực sáng tạo trình học tập - Tuy thời lƣợng tiết học, giáo viên tổ chức cho học sinh làm việc nhóm trải nghiệm với thiết bị thí nghiệm, sản phẩm, tài liệu hƣớng dẫn, nhƣng kiến thức tảng đảm bảo truyển tải đƣợc đến học sinh cách sinh động giúp em hiểu sâu chất nắm vững kiến thức - Rèn luyện số kỹ cần thiết sống nhƣ kỹ làm việc nhóm, thu thập xử lí thơng tin, thuyết trình, phản biện… - Tiến trình dạy học góp phần tạo đƣợc hứng thú học Vật lý học sinh nhờ vận dụng kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động Giáo viên dạy kiến thức khoa học mà cịn giúp học sinh có đƣợc kỹ tự thiết kế, sáng tạo cho vật dụng hữu ích sống thƣờng ngày - Các phân tích thực nghiệm khẳng định tính khả thi việc tổ chức dạy học chƣơng “Chất rắn chất lỏng – Sự chuyển thể” theo định hƣớng giáo dục STEM việc đổi phƣơng pháp dạy học trƣờng phổ thông Tuy nhiên, nhận thấy số hạn chế, khó khăn phƣơng án dạy học soạn thảo: - Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM tốn nhiều thời gian dạy học truyền thống, nên khó đảm bảo yêu cầu mặt thời gian quy định cho môn học - Thực nghiệm tiến hành phạm vi hẹp, có tính đặc thù đối tƣợng, vùng miền nên chƣa thể khẳng định tính hiệu với tồn đối tƣợng học sinh THPT - Nếu tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM phải thay đổi kiểm tra đánh giá cho phù hợp với mục tiêu dạy học đề - Để việc tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM đạt hiệu tốt mở rộng cho nhiều đơn vị kiến thức cần phải có phƣơng tiện dạy học đại (máy chiếu, máy vi tính); phịng học đƣợc trang bị đầy đủ dụng cụ kỹ thuật; Sự đòi hỏi cao ngƣời học (sử dụng đƣợc Power Point, cách khai thác tài liệu,… Sự đòi hỏi cao ngƣời dạy từ khâu chuẩn bị ý tƣởng, giáo án, chuẩn bị dụng cụ - thiết bị - tài liệu dạy học, nên tạo thách thức cho trƣờng học, ngƣời dạy ngƣời học 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đối chiếu với mục đích nghiên cứu nhiệm vụ nghiên cứu đề tài nghiên cứu đạt đƣợc kết sau: -Vận dụng đƣợc sở lí luận dạy học định hƣớng STEM vào nội dung kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lý 10 để xây dựng đƣợc chủ đề dạy học cụ thể - Trên sở tìm hiểu, điều tra tình hình dạy học chúng tơi có phƣơng án tổ chức dạy học phù hợp với đối tƣợng thực nghiệm - Kết thực nghiệm cho thấy nội dung chủ đề dạy học số kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” – Vật lý 10 phù hợp với đối tƣợng học sinh Hình thức tổ chức phƣơng pháp hƣớng dẫn có tính khả thi Học sinh phát triển đƣợc lực sáng tạo phát huy đƣợc tính tích cực học tập Tuy đề tài thu đƣợc kết định song thời gian thực đề tài chƣa nhiều, điều kiện sở vật chất trƣờng chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu,…sự hiểu biết có hạn tác giả nên đề tài không tránh khỏi hạn chế nhƣ: - Chƣa tổ chức đƣợc cho nhiều lớp học sinh tham gia tiết học định hƣớng STEM - Chƣa mở rộng đƣợc cho nhiều chƣơng kiến thức đa dạng - Sản phẩm mà em thiết kế chế tạo có tính thẩm mĩ chƣa cao Kiến nghị - Cải tiến công tác kiểm tra đánh giá học sinh Hiện nay, việc kiểm tra đánh giá trọng vào kiến thức kĩ năng, thái độ đặc biệt lực chƣa đƣợc trọng mức - Ban giám hiệu nhà trƣờng cần xác định vai trò dạy học định hƣớng STEM việc góp phần đạt đƣợc đầy đủ mục tiêu mơn học Từ quan tâm khuyến khích, tạo điều kiện để giáo viên tổ chức tiết học theo định hƣớng giáo dục STEM nhƣ: tăng cƣờng đầu tƣ sở vật chất, giảm tải kiến thức, tăng tiết học ngoại khóa thực hành - Tổ chức khóa bồi dƣỡng cho giáo viên vai trò nhƣ cách tổ chức hoạt động dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM Chúng hy vọng đề tài góp phần vào việc đổi phƣơng pháp dạy học trƣờng phổ thông Những kết đạt đƣợc đề tài tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên sinh viên ngành sƣ phạm tham gia giảng dạy chủ đề kiến thức chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lý 10 thêm sinh động đạt hiệu cao DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ GD & ĐT (tháng 12 năm 2014) “Tài liệu hội thảo xây dựng chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển lực học sinh” Hà Nội – Lƣu hành nội [2] Bộ Giáo dục đào tạo (2014) “Hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực học sinh cấp trung học phổ thông môn Vật Lý” Vụ giáo dục trung học [3] Bộ giáo dục Đào tạo (5/2015) “Dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể chương trình giáo dục phổ thông mới” [4] Bộ giáo dục Đào tạo (6/2014) “Tài liệu tập huấn giáo viên Dạy học, kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực” Vụ Giáo dục Trung học [5] Bộ Giáo dục Đào tạo (2010) “Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kỹ môn Vật lý lớp 10” Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [6] Bộ Giáo dục Đào tạo Sách giáo khoa “Vật lý 10” Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [7] Bộ giáo dục Đào tạo (2014) “Tài liệu tập huấn hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực học sinh cấp trung học phổ thông” [8] Đảng cộng sản Việt Nam (2010) “Nghị TW Ban chấp hành TW Đảng kh a X” Nhà xuất Chính trị Quốc gia Hà Nội [9] Nguyễn Văn Khải “Giáo trình lý luận dạy học Vật lý trường phổ thông” Nhà xuất Giáo dục [10] Nguyễn Thanh Nga (2018) “Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học sở học sinh trung học phổ thông” Đại học Sƣ phạm – Thành phố Hồ Chí Minh [11] Quốc hội nƣớc CHXHCN Việt Nam (2005) “Luật Giáo dục” Nhà xuất Chính trị Quốc gia Hà Nội [12] Đỗ Văn Thông (2001) “Tâm lý học lứa tuổi tâm lý học Sư phạm” Đại học An Giang [13] Lý Minh Tiên Nguyễn Thị Tứ (2012) “Giáo trình tâm lý học lứa tuổi tâm lý học sư phạm” Đại học Sƣ phạm - Thành phố Hồ Chí Minh [14] Huỳnh Văn Sơn (2009) “Tâm lí học sáng tạo” Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, Hà Nội [15] Web http://etep.moet.gov.vn/tintuc/chitiet?Id=199, Bài viết “Cách mạng 4.0 vai trò giáo viên thực chương trình mới” [16] Web http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki , Bài viết “Chương trình giáo dục định hướng phát triển lực” [17] Web https://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki, Bài viết “Phương pháp dạy học theo dự án” DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Thanh Nga, Nguyễn Thị Hạnh Quyên, “Xây dựng số chủ đề STEM dạy học chƣơng “Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” – Vật lý 10”, Tạp chí Khoa học trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Đà Nẵng, 29A(03) – 2018, tr 61 – 65 ... động dạy học số kiến thức chƣơng ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể”- Vật lý 10 trƣờng phổ thông 4.1 Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học số nội dung kiến thức chƣơng ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển. .. dục STEM, nội dung chƣơng ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” Mục tiêu nghiên cứu Tổ chức dạy học số nội dung kiến thức chƣơng ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể”- Vật lý 10 theo định hƣớng STEM. .. CHỦ ĐỀ STEM CỦA NỘI DUNG KIẾN THỨC CHƢƠNG “CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ” - VẬT LÝ 10 27 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chƣơng ? ?Chất rắn chất lỏng Sự chuyển thể” theo định hƣớng