Luận Văn Tốt Nghiệp Tổ Chức Dạy Học Chương Các Định Luật Bảo Toàn Vật Lý 10 Theo Định Hướng Giáo Dục Stem

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ HUỲNH THỊ MỸ DUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành: Sư Phạm Vật Lý TP Hồ Chí Minh, năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Mỹ Duyên Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Nga TP Hồ Chí Minh, năm 2019 LỜI CẢM ƠN L ời đầu tiên, em xin phép trân trọng cảm ơn thầy cô khoa Vật Lý tận tình truyền thụ kiến thức, tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập nghiên cứu Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Thanh Nga, giảng viên hướng dẫn em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Thầy khơng nhiệt tình hướng dẫn, dìu dắt mà cịn ln động viên em lúc khó khăn q trình nghiên cứu Sự hiểu biết sâu sắc khoa học kinh nghiệm thầy tiền đề để em đạt kết Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu trường trung học phổ thông Nguyễn Du, cô Phạm Thị Vi thầy Tôn Ngọc Tâm tận tình bảo, chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức giúp đỡ nhiều em trình thực nghiệm đề tài trường Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới em học sinh trường trung học phổ thơng Nguyễn Du tham gia tích cực hợp tác với chúng tơi suốt q trình thực nghiệm đề tài trường Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Mẹ, bạn đồng học Trần Thanh Lan bạn bè ln quan tâm, ủng hộ, động viên, khích lệ, giúp đỡ để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 04 năm 2019 Sinh viên Huỳnh Thị Mỹ Duyên DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung CT Chương trình ĐHSP Đại học sư phạm GV Giáo viên HN Hà Nội HS Học sinh NXB Nhà xuất SGK Sách giáo khoa SP Sư phạm TB Trung bình THPT Trung học phổ thơng ThS Thạc sĩ TNSP Thực nghiệm sư phạm TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh TS Tiến sĩ MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu .2 3.2 Phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học .2 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu .3 Những đóng góp đề tài Cấu trúc đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Giáo dục STEM .4 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Các mức độ áp dụng giáo dục STEM .5 1.1.3 Mục tiêu giáo dục STEM 1.1.4 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM 1.2 Tính tích cực HS dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.2.1 Định nghĩa tính tích cực 1.2.2 Biểu tính tích cực HS dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.2.3 Biện pháp phát huy tính tích cực HS dạy học theo định hướng giáo dục STEM .9 1.3 Năng lực giải vấn đề HS theo định hướng giáo dục STEM 10 1.3.1 Khái niệm lực 10 1.3.2 Khái niệm lực giải vấn đề 10 1.3.3 Quy trình giải vấn đề 11 1.3.4 Biểu lực giải vấn đề HS dạy học theo định hướng giáo dục STEM 12 1.4 Tiến trình dạy học kiến thức vật lý theo định hướng giáo dục STEM .13 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 17 CHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM .18 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn – Vật lý 10” 18 2.1.1 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ 18 2.1.2 Nội dung kiến thức 20 2.2 Xây dựng chủ đề Trạm phong điện mini 22 2.2.1 Mô tả chủ đề 22 2.2.2 Mục tiêu chủ đề 23 2.2.3 Thiết bị 24 2.2.4 Các yếu tố lĩnh vực STEM chủ đề 24 2.2.5 Tiến trình dạy học 25 2.3 Xây dựng chủ đề Máy bay động dây thun 29 2.3.1 Mô tả chủ đề 29 2.3.2 Mục tiêu chủ đề .30 2.3.3 Thiết bị 30 2.3.4 Các yếu tố lĩnh vực STEM chủ đề 31 2.3.5 Tiến trình dạy học 32 2.4 Công cụ đánh giá dạy học theo định hướng giáo dục STEM 35 2.4.1 Tiêu chí đánh giá tính tích cực HS dạy học theo định hướng STEM 35 2.4.2 Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề HS dạy học theo định hướng STEM 38 2.4.3 Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức 38 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 40 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .41 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 41 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm .41 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 41 3.4 Những thuận lợi khó khăn gặp phải tiến hành thực nghiệm sư phạm 41 3.4.1 Thuận lợi 41 3.4.2 Khó khăn 42 3.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 42 3.6 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm 42 3.6.1 Giai đoạn 1: Thông báo dự án thiết kế sản phẩm theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh 42 3.6.2 Giai đoạn 2: Tổ chức tiến trình dạy học 42 3.6.3 Giai đoạn 3: Kiểm tra đánh giá kết tiến trình dạy học 52 3.7 Đánh giá kết TNSP 52 3.7.1 Đánh giá tính tích cực 52 3.7.2 Đánh giá lực giải vấn đề 55 3.7.3 Đánh giá định lượng .63 3.7.4 Đánh giá chung việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM dạy học chương “Các định luật bảo toàn” .69 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC .76 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ 4, giáo dục Việt Nam cần phải: “Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu công nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thông” [17] Giáo dục STEM tiếp tục nhắc đến qua văn như: thị số 3131/CT-BGDĐT, cơng văn số 4325/BGDĐT-GDTrH, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, thị số 2699/CT-BGDĐT [1-4], [6] Như vậy, thông qua việc ban hành văn trên, giáo dục STEM trọng đổi giáo dục đào tạo Giáo dục STEM quan điểm dạy học định hướng phát triển lực cho HS thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề nhằm giúp HS vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn [11] Trong giáo dục tích hợp STEM, nội dung phương pháp dạy học có liên kết lý thuyết thực hành, tư hành động Phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM không giúp HS nhận mối liên hệ kiến thức, tính thực tiễn tính ứng dụng kiến thức việc giải vấn đề sống mà rèn luyện cho HS kỹ cần thiết kỹ làm việc nhóm, kỹ giải vấn đề, tư phản biện sáng tạo Như vậy, giáo dục STEM để biến HS thành nhà khoa học, kỹ sư mà chuẩn bị cho cơng dân tồn cầu hệ [8] Với nghiên cứu nước thời gian gần chứng tỏ tính hiệu phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM Cụ thể, nghiên cứu Lê Xuân Quang (2017), tác giả dạy học theo định hướng giáo dục STEM giúp tăng hứng thú tích cực [11] Tiếp theo, nghiên cứu Lê Ngọc Tứ cộng (2017) việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM khả thi phát triển tư khoa học cho HS Các em hứng thú với nhiệm vụ mang tính khoa học có ý nghĩa thực tiễn [20] Bên cạnh đó, hai tác giả Hồng Phước Muội Nguyễn Thanh Nga (2017) tiến trình đảm bảo HS đạt mục tiêu kiến thức vật lý, phát huy tính tích cực lực sáng tạo cho HS [10] Vật lý môn học thực nghiệm, quan hệ chặt chẽ với thực tiễn Vật lý không sở kỹ thuật công nghệ mà đại lượng, định luật vật lý hiểu cách sâu sắc cụ thể thơng qua tốn học Chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 nghiên cứu lượng đại lượng bảo toàn Kiến thức mà HS học chương gắn liền với ứng dụng thực tiễn kỹ thuật đời sống Chính lý trên, chọn nghiên cứu đề tài: “Tổ chức dạy học chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM” Mục đích nghiên cứu Tổ chức dạy học số kiến thức chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát huy tính tích cực bồi dưỡng lực giải vấn đề thực tiễn HS Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM 3.2 Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 trung học phổ thông Việt Nam Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế tổ chức dạy học số kiến thức chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 theo đ�ông Nam Á chế tạo thành công máy bay không người lái (cùng Singapore, Thái Lan, Indonesia Malaysia) Ngày 20/07/2013, cựu sinh viên ĐH Bách Khoa Hồng Ngọc Cát Tân khiến giới nhìn nhận tích cực giới trẻ Việt Nam tham gia chế tạo thành công máy bay A350XWB hãng hàng không hàng đầu giới Airbus Sự kiện tạo cảm hứng cho thiết bị bay cựu sinh viên ĐH Bách Khoa Đinh Quốc Trí trình làng ngày 07/04/2018 chở người nặng 80kg, bay cao 10m suốt thời gian 15-20 phút Có thể thấy, ước mơ tự làm máy bay người Việt dần thực hóa Đến đây, khẳng định điều, Việt Nam có khả sản xuất máy bay thành công định “Muốn trở nên vĩ đại, việc nhỏ bé nhất", muốn chế tạo máy bay trước tiên phải lắp mơ hình máy bay đơn giản “Không đánh thuế ước mơ”, ấp ủ ước mơ đất nước không ngừng phát triển hội nhập cách mạng 4.0 lại điều đáng quý Chúng ta không chế tạo máy bay cho sở thích mà cịn tích lũy kinh nghiệm cho tương lai Chúng ta không nên suy nghĩ nước khác chế tạo sẵn mua sử dụng Khả sản xuất máy bay lại khơng làm? PHỤ LỤC MẪU TIẾN TRÌNH DỰ ÁN THIẾT KẾ TT Nội dung Tiếp nhận nhiệm vụ Ngày/tháng/năm Thời gian 45 phút Tìm hiểu kiến thức, kỹ liên quan tuần Báo cáo kiến thức, kỹ liên quan 45 phút Lập phương án thiết kế Trình bày phương án thiết kế tuần 45 phút Làm sản phẩm theo phương án thiết kế tuần Báo cáo sản phẩm 45 phút Công việc ... ? ?Tổ chức dạy học chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 theo định hướng giáo dục STEM? ?? Mục đích nghiên cứu Tổ chức dạy học số kiến thức chương Các định luật bảo toàn – Vật lý 10 theo định hướng. .. trình dạy học kiến thức vật lý theo định hướng giáo dục STEM .13 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 17 CHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – VẬT LÝ 10 THEO. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Sinh viên thực