JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci., 2016, Vol 61, No 8B, pp 100-107 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn DOI: 10.18173/2354-1075.2016-0164 DẠY HỌC TÍCH HỢP CHỦ ĐỀ “NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ Nguyễn Mai Hùng Khoa Sư phạm Trung học, Trường Đại học Hạ Long Tóm tắt Bài báo mơ tả q trình xây dựng tổ chức dạy học tích hợp chủ đề “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” phát triển lực giải vấn đề học sinh Kết thực nghiệm cho thấy việc tổ chức dạy học chủ đề tích hợp khả thi góp phần phát triển lực giải vấn đề thực tiễn học sinh Từ khóa: Dạy học tích hợp, lượng gió, chủ đề, lực, giải vấn đề Mở đầu Hiện sở giáo dục tỉnh nước thực đổi đồng phương pháp dạy học kiểm tra, đánh giá trường phổ thông theo định hướng phát triển lực học sinh tinh thần Nghị 29 - NQ/TƯ đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo Theo dự thảo Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể Bộ Giáo dục – Đào tạo tháng năm 2015, hệ thống môn học trường phổ thông thiết kế theo định hướng bảo đảm cân đối nội dung lĩnh vực giáo dục, phù hợp với cấp học, lớp học; thống lớp học trước với lớp học sau; tích hợp mạnh lớp học dưới, phân hoá dần lớp học trên; tương thích với mơn học nhiều nước giới Tên môn học gọi dựa theo mơn học chương trình hành, có điều chỉnh để phản ánh tốt nội dung, tính chất, ý nghĩa giáo dục môn học cấp học, tên mơn học thay đổi cấp học Chẳng hạn lĩnh vực giáo dục khoa học (khoa học tự nhiên khoa học xã hội) có mơn học Cuộc sống quanh ta (các lớp 1,2,3); tách thành môn học Tìm hiểu Xã hội Tìm hiểu Tự nhiên (các lớp 4, 5); tương ứng với môn học Khoa học Xã hội Khoa học Tự nhiên (trung học sở) [1] Để tiếp cận với chương trình giáo dục phổ thông mới, thời gian qua số giáo viên trường phổ thơng thí điểm áp dụng dạy học tích hợp (DHTH) với chủ đề tự xây dựng nhằm phát triển số lực học sinh [2] Khi tổ chức dạy học chủ đề tích hợp hình thành phát triển số lực học sinh Trong báo muốn trao đổi DHTH nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh Ngày nhận bài: 15/6/2016 Ngày nhận đăng: 18/9/216 Liên hệ: Nguyễn Mai Hùng, e-mail: nguyenmaihung@daihochalong.edu.vn 100 Dạy học tích hợp chủ đề “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” nhằm phát triển 2.1 Nội dung nghiên cứu Dạy học tích hợp tình hình dạy học tích hợp Việt Nam Có nhiều quan điểm DHTH đưa nghiên cứu gần đây, báo chúng tơi sử dụng quan điểm sau: Dạy học tích hợp định hướng dạy học để học sinh phát triển khả huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thuộc nhiều lĩnh vực khác để giải có hiệu vấn đề học tập sống, thực trình lĩnh hội tri thức rèn luyện kĩ năng; phát triển lực cần thiết, lực giải vấn đề [3] Dạy học tích hợp đòi hỏi việc học tập nhà trường phải gắn với tình sống mà sau học sinh đối mặt trở nên có ý nghĩa học sinh Các tình gắn với sống kích thích học sinh huy động kiến thức có từ mơn học, tìm kiếm thêm thơng tin để giải thích vấn đề, làm thí nghiệm xây dựng mơ hình để giải vấn đề đặt Thơng qua hoạt động học tập chủ đề tích hợp học sinh có điều kiện hình thành phát triển phương pháp, kĩ phân tích, tổng hợp thông tin, đề xuất giải pháp, đánh giá giải pháp từ hình thành phát triển lực học sinh DHTH không nặng đánh giá kiến thức học sinh lĩnh hội mà quan tâm đến việc học sinh có lực sử dụng kiến thức tình cần giải tình thực sống [3] Ở Việt Nam quan điểm dạy học tích hợp theo chủ đề áp dụng cấp học mầm non số môn học cấp tiểu học Ở cấp THCS THPT việc áp dụng DHTH diễn chủ yếu lồng ghép nội dung cần tích hợp vào học Gần có số giáo viên tự tìm hiểu kiến thức mơn học khác tích hợp với mơn để xây dựng chủ đề DHTH, tổ chức dạy theo chủ đề nhằm mục tiêu phát triển lực học sinh [2] 2.2 Dạy học tích hợp nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh Năng lực giải vấn đề khả cá nhân sử dụng hiệu trình nhận thức, hành động thái độ, động cơ, xúc cảm để giải tình vấn đề mà khơng có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường Số lượng tên thành tố lực giải vấn đề có phần khác biệt chuyên gia, tổ chức giáo dục, tùy thuộc vào cách tiếp cận lực Chúng sử dụng quan điểm lực giải vấn đề bao gồm thành tố là: Khám phá hiểu vấn đề, Trình bày phát biểu vấn đề, Đề xuất giải pháp thực giải pháp giải vấn đề, Đánh giá giải pháp Hình Điều chỉnh giải pháp Với quan điểm DHTH lực giải vấn đề trên, chúng tơi xây dựng chủ đề DHTH “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” cho học sinh trung học sở (THCS) nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh theo quy trình bước [4] Chủ đề gồm nội dung mô tả theo sơ đồ hình 101 Nguyễn Mai Hùng Nội dung chủ đề tích hợp liên quan đến kiến thức mơn Địa lí lớp 6, 7, 8, phần gió, khí hậu, thời tiết Chủ đề có liên quan kiến thức xạ nhiệt đối lưu, công, năng, tượng cảm ứng điện từ phần lượng mơn Vật lí lớp 8, Mơn Sinh học có liên quan kiến thức sinh thái môi trường lớp Các vấn đề học sinh cần giải học chủ đề là: Nguồn gốc gió gì? Năng lượng gió gì? Làm để đo lượng gió? Năng lượng gió sử dụng giao thơng, Sử dụng nông nghiệp sản xuất điện nào? Tiềm tương lai sử dụng lượng gió Việt Nam nào? Để giải vấn đề xây dựng nhiệm vụ học tập (hoạt động) học sinh cụ thể là: Hoạt động 1: Tìm hiểu nguồn gốc gió trái đất, Hoạt động 2: Giải thích tạo gió tự nhiên, Hoạt động 3: Mơ tả sức mạnh gió, Hoạt động 4: Chế tạo dụng cụ đo tốc độ gió, Hoạt động 5: Chế tạo mơ hình thuyền buồm ngược chiều gió, Hoạt động 6: Chế tạo mơ hình bơm nước sức gió, Hoạt động 7: Chế tạo mơ hình điện gió, Hoạt động 8: Đánh giá tiềm gió Việt Nam, đánh giá việc sử dụng lượng gió Việt Nam tương lai Để học sinh giải vấn đề nguồn gốc gió gì, chúng tơi xây dựng hoạt động hoạt động Khi học Địa lí lớp học sinh biết gió chuyển động khơng khí từ nơi khí áp cao đến nơi có khí áp thấp khơng giải thích lại có chênh lệch khí áp nên khơng giải thích nguồn gốc gió tự nhiên Khi học đối lưu khí vật lí lớp học sinh biết dịng đối lưu sinh có chênh lệch nhiệt độ hai vùng khơng khí khơng biết dùng để giải thích nguồn gốc gió Chúng tơi xây dựng tình học tập để học sinh tổng hợp kiến thức hai môn giải thích nguồn gốc gió tự nhiên Qua hoạt động học tập học sinh vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề sống nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh Hoạt động làm nảy sinh vấn đề từ tình thực tế, học sinh quan sát hình ảnh loại gió trái đất hồn lưu khí trái đất Từ hình ảnh quan sát học sinh xác định vấn đề cần giải phát biểu vấn đề cần giải Hoạt động trình giải kết luận vấn đề từ giải vấn đề liên quan Ở hoạt động học sinh đưa giả thuyết tạo thành gió khí quyển, làm mơ hình tạo gió từ vật liệu dễ kiếm để chứng minh cho giả thuyết đưa kết luận vấn đề, từ giải thích tạo thành gió trái đất Hoạt động 3, hoạt động nhằm giải vấn đề Năng lượng gió gì? Làm để đo lượng gió Ở hoạt động học sinh quan sát video thang gió Beaufort từ cấp đến cấp 12 tương ứng với tác động lên cây, nhà, nước biển, từ thấy sức mạnh gió Vấn đề đặt đo sức mạnh gió Học sinh sức mạnh gió động khối khơng khí từ đưa phương án đo lượng gió thơng qua đo tốc độ gió Hoạt động học sinh chế tạo dụng cụ đo tốc độ gió từ vật dụng dễ tìm kiếm để kiểm tra giả thuyết đưa Hoạt động giải vấn đề Năng lượng gió sử dụng giao thơng nào? Từ kiến thức thực tế học sinh thấy người sử dụng lượng gió để đẩy thuyền 102 Dạy học tích hợp chủ đề “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” nhằm phát triển di chuyển, chúng tơi xây dựng tình làm để thuyền buồm di chuyển ngược chiều gió tình có vấn đề cho học sinh Học sinh tìm hiểu cấu tạo thuyền buồm từ đưa giả thuyết cách di chuyển ngược chiều gió thuyền buồm Học sinh chế tạo thuyền buồm từ vật liệu dễ tìm để kiểm tra giả thuyết đưa ra, giải thích cách thuyền buồm di chuyển ngược gió thực tế Hoạt động giải vấn đề Năng lượng gió sử dụng nơng nghiệp nào? Trong nơng nghiệp lượng gió sử dụng để xay thóc, để bơm nước, chúng tơi xây dựng tình bơm nước sức gió để phục vụ sản xuất nông nghiệp Thông tin nông dân cấp sáng chế máy bơm nước sức gió kích thích học sinh tìm hiểu đưa vấn để làm máy bơm nước sức gió Học sinh tìm hiểu đưa giả thuyết hoạt động máy bơm nước sức gió sau làm mơ hình để kiểm tra giả thuyết đưa Trong hoạt động học sinh thấy chuyển hóa lượng qua phận máy bơm nước Hoạt động giải vấn đề sản xuất điện từ gió nào? Sản xuất điện từ gió phát triển Việt Nam Chúng xây dựng tình thơng tin nhà máy điện gió Bạc Liêu để học sinh đưa vấn đề sản xuất điện từ gió Để giải vấn đề học sinh phải huy động kiến thức chuyển hóa lượng, kiến thức tượng cảm ứng điện từ để đưa giả thuyết hoạt động máy điện gió Học sinh làm mơ hình máy phát điện sức gió từ vật tìm kiếm để kiểm tra giả thuyết đưa Hoạt động đánh giá tiềm tương lai sử dụng lượng gió Việt Nam Trong hoạt động học sinh trình bày báo cáo tiềm gió việc sử dụng lượng gió Việt Nam Học sinh huy động kiến thức gió, khí hậu Việt Nam mơn địa lí, kiến thức mơi trường mơn sinh học, tìm hiểu thơng tin thực tế để đánh giá việc sử dụng lượng gió có nên phát triển Việt Nam Qua hoạt động học sinh biết vùng miền Việt Nam khai thác tiềm gió, giải thích việc người ta đặt nhà máy điện gió tập trung số vùng miền Việt Nam Chúng xây dựng hoạt động theo tiến trình dạy học giải vấn đề, ví dụ Tiến trình cụ thể giải vấn đề nguồn gốc gió sau: Làm nảy sinh vấn đề từ tình thực tế: Tìm hiểu nguồn gốc gió trái đất ↓ Phát biểu vấn đề cần giải quyết: Gió trái đất có nguồn gốc nào? ↓ Giải vấn đề: - Đề xuất giả thuyết: Khi khơng khí bị chiếu nóng giãn nở bốc lên cao tạo vùng có khí áp thấp, khơng khí vùng lạnh có khí áp cao Sự chuyển động khơng khí từ nơi áp cao đến nơi áp thấp tạo gió - Thiết kế thí nghiệm kiểm tra giả thuyết + Dụng cụ: mơ hình tạo gió gồm chai nhựa, đèn dây tóc, que hương + Tiến hành: lắp chai nhựa để khí có chu trình tuần hồn kín Chiếu sáng vào chai nhựa làm nóng khơng khí chai, quan sát chiều chuyển động khói que hương tạo + Kết khói chuyển động theo chiều xác định, với giả thuyết ↓ 103 Nguyễn Mai Hùng Kết luận: Do chiếu sảng không đồng mặt trời tạo chênh lệch khí áp vùng trái đất Khơng khí chuyển động từ vùng khí áp cao sang vùng khí áp thấp tạo thành gió ↓ Vận dụng kiến thức để giải nhiệm vụ đặt tiếp theo: Giải thích tạo thành gió Tín phong, Tây ơn đới, Đơng cực Để đánh giá lực học sinh thơng qua phiếu học tập, quan sát, rubic Ví dụ rubic đánh giá lực giải vấn đề nguồn gốc gió Thành tố Khám phá hiểu vấn đề Mức (M1) Lựa chọn cẩu hỏi (vấn đề) đoạn thông tin cho trước, nhiệm vụ cần giải -HS trả lời câu hỏi 1,2 phiếu HT1 Mức (M2) Phát vấn đề tình xác định, vấn đề chưa phát biểu rõ ràng - HS trả lời câu 1,2,3 phiếu HT1 Mức (M3) Mức (M5) Đề xuất bước để giải vấn đề (thực tiễn) - HS Hoàn thành tốt phiếu học tập – 3.1M4 Đề xuất nhiều giải pháp khác nhau, lựa chọn giải pháp tối ưu (khả thi) để giải vấn đề Tự đặt vấn đề trọng tình - HS đặt VĐ tình Trình bày, phát biểu vấn đề Sử dụng phương thức (văn bản, hình vẽ, biểu bảng) để diễn đạt lại vấn đề - HS tra lời câu phiếu HT 1Phát biểu cách Sử dụng cách diễn đạt lại vấn đề - HS trả lời câu phiếu HT1 Phát biểu cách Diễn đạt cách vấn đề nhiệm vụ phận vấn đề - HS trả lời câu phiếu HT1 Phát biểu cách, có diễn giải nhiệm vụ vấn đề Đề xuất giải pháp thực giải pháp giải vấn đề 3.1 Đề xuất giải pháp: Nhận bước thực giải vấn đề theo văn có sẵn - HS nêu cách thức giải VĐ nguồn gốc gió GV hướng dẫn cách thức chung – 3.1 M1 Lặp lại bước theo quy trình giải vấn đề biết để giải vấn đề tương tự - HS hồn thành phiếu HT2 có phiếu trợ giúp 2.1 – 3.1M2 Đề xuất bước để giải vấn đề đặt (giả định) - HS nêu cách thức giải vấn đề GV hỏi – 3.1M3 104 Mức (M4) Dạy học tích hợp chủ đề “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” nhằm phát triển 3.2 Thực giải pháp: Thực giải pháp để giải vấn đề cụ thể, giả định (vấn đề học tập) mà cần(huy động kiến thức cụ thể tiến hành phép đo cụ thể, tìm kiếm đánh giá thông tin cụ thể) Thực giải pháp huy động kiến thức, phép đo để giải vấn đề giả định - HS thức mơ hình theo phiếu 2.2, giải thích hoạt động kiến thức khí áp, đối lưu – 3.2M2 Thực nhiều kiến thức để giải vấn đề thực - HS tự chế tạo mơ hình tạo gió khí quyển, tra lời câu 1,2 phiếu HT3 – 3.2M3 Thực giải pháp chuỗi vấn đề liên tiếp, có vấn đề nảy sinh từ q trình thực giải vấn đề ban đầu - HS thực chế tạo mơ hình giải vấn đề phát sinh mơ hình để mơ hình hoạt động tốt – 3.2M4 Đánh giá giải pháp Điều chỉnh giải pháp So sánh kết cuối thu với đáp án giáo viên rút kết luận (đúng hay sai) giải vấn đề cụ thể - HS mô tả kết TN, kết luận giả thuyết Đánh giá kết cuối nguyên nhân dẫn đến kết thu - HS đánh giá giải pháp lựa chọn có hạn chế Đánh giá giai đoạn điều chỉnh giải pháp để hướng tới kết cuối -HS đánh giá bước, điều chỉnh giải pháp để đem lại kết M4- Đánh giá giải pháp, kết cuối cùng, đề giải pháp tối ưu để nâng cao kết giải vấn đề Chúng thực dạy thực nghiệm chủ đề với đối tượng học sinh lớp Trường Thực hành Sư phạm – ng Bí - Quảng Ninh với buổi tuần hình thức dạy học ngoại khóa đánh giá bước đầu sau: Khi bắt đầu vào chủ đề học sinh chưa quen với cách học mới, phát biểu trạng thái sợ sai, chờ đợi giáo viên hướng dẫn Học sinh chưa biết cách thức để giải vấn đề, sau giáo viên hướng dẫn cách thức giải vấn đề theo bước đưa giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, kết luận nhiệm vụ sau học sinh thực theo bước tiến trình giải vấn đề Ở thành tố Khám phá hiểu vấn đề, Trình bày phát biểu vấn đề, học sinh thành thạo nhiệm vụ sau chủ đề nhiên khơng có học sinh phát biểu vấn đề theo nhiều cách, chưa có tình Ở thành tố Đề xuất giải pháp thực giải pháp giải vấn đề, học sinh cịn gặp nhiều khó khăn việc đề xuất giải pháp nhiệm vụ sau đòi hỏi cao ứng dụng kĩ thuật Một vài em có đề xuất mang tính chất ý tưởng nhiệm vụ chế tạo bơm nước sức gió học sinh vẽ cấu tạo hình khối bơm gồm chong chóng gió, guồng nước, ống hút nước Các đề xuất giải pháp học sinh mức ý tưởng, chưa thể rõ tiến qua nhiệm vụ học tập Khi giáo viên hướng dẫn giới thiệu trang website tham khảo để 105 Nguyễn Mai Hùng thực nhiệm vụ học tập em tham khảo làm sản phẩm Ở thành tố Đánh giá giải pháp, Điều chỉnh giải pháp, học sinh có đánh giá việc thực giải pháp nhóm đề xuất điều chỉnh giải pháp Ví dụ nhiệm vụ chế tạo mơ hình sản xuất điện từ gió, học sinh đánh giá chong chóng quay yếu cánh khơng đều, cách yếu, góc lệch cách không phù hợp điều chỉnh cách chọn chai Coca làm cách thay cho chai Lavie, dùng máy sấy tóc để làm nóng uốn cách lệch góc theo ý muốn Qua phân tích diễn biến học, nhận thấy HS học tập với thái độ tích cực, hợp tác hào hứng với nhiệm vụ giao HS kiểm tra giả thuyết mơ hình tạo gió khí HS chế tạo mơ hình tạo gió khí Kết luận DHTH chủ đề “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” hình thành phát triển lực giải vấn đề học sinh Kết q trình dạy thực nghiệm chưa phân tích định lượng thấy rõ phát triển lực giải vấn đề phân tích định tịch thấy biểu phát triển lực giải vấn đề học sinh Phát triển lực học sinh q trình lâu dài chúng tơi cho tổ chức thường xuyên DHTH với chủ để phù hợp góp phần phát triển lực cần thiết học sinh lực giải vấn đề TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Giáo dục Đào tạo, 2015 Dự thảo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể [2] Nguyễn Văn Biên, Nguyễn Mai Hùng, 2016 Phân loại chủ đề tích hợp theo phương diện Tạp chí Khoa học Giáo dục, Số đặc biệt tháng 1-2016, trang 1-3 [3] Đỗ Hương Trà, Nguyễn Văn Biên, Trần Khánh Ngọc, Trần Trung Ninh, Trần Thị Thu Thủy, Nguyễn Cơng Khanh, Nguyễn Vũ Bích Hiền, 2015 Dạy học tích hợp phát triển lực học sinh Quyển – Khoa học tự nhiên Nxb Đại học Sư phạm [4] Nguyễn Văn Biên, 2015 Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp khoa học tự nhiên Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Số 60(2), trang 61-66 106 Dạy học tích hợp chủ đề “Năng lượng gió sử dụng lượng gió” nhằm phát triển ABSTRACT Teaching integrated science topic “Wind energy and using wind energy” to develop problem solving competence of lower secondary school student Nguyen Mai Hung Ha Long University This article introduce structure of problem solving competence and how to develop this competene of lower secondary school student by teaching integrated topic “Wind energy and using wind energy” Keywords: Problem solving, competence, wind energy, integrated topic, science teaching 107 ... DHTH lực giải vấn đề trên, xây dựng chủ đề DHTH ? ?Năng lượng gió sử dụng lượng gió? ?? cho học sinh trung học sở (THCS) nhằm phát triển lực giải vấn đề học sinh theo quy trình bước [4] Chủ đề gồm... động giải vấn đề Năng lượng gió sử dụng giao thông nào? Từ kiến thức thực tế học sinh thấy người sử dụng lượng gió để đẩy thuyền 102 Dạy học tích hợp chủ đề ? ?Năng lượng gió sử dụng lượng gió? ?? nhằm. .. thành phát triển lực giải vấn đề học sinh Kết q trình dạy thực nghiệm chưa phân tích định lượng thấy rõ phát triển lực giải vấn đề phân tích định tịch thấy biểu phát triển lực giải vấn đề học sinh