Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học phần “nhiệt học” – vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM

Đ I H CăĐẨăN NG TR NGăĐ I H CăS ăPH M - NGUY NăĐ CăDǛNG B IăD NGăNĔNGăL C GI I QUY T V NăĐ C A H C SINH TRONG D Y H C PH NăắNHI T H C”ăậ V T LÍ 10ăTHEOăĐ NHăH NG GIÁO D C STEM LU NăVĔNăTH CăSƾ LÝ LU N VÀ PPDH B MÔN V T LÍ ĐƠăN ng - Nĕmă2020 Đ I H CăĐẨăN NG TR NGăĐ I H CăS ăPH M NGUY NăĐ CăDǛNG B IăD NGăNĔNGăL C GI I QUY T V NăĐ C A H C SINH TRONG D Y H C PH NăắNHI T H C”ăậ V T LÍ 10ăTHEOăĐ NHăH NG GIÁO D C STEM Ngành: Lí lu n PPDH B mơn V t lí Mưăs :ă8.14.01.11 NG IăH NGăD NăKHOAăH C: TS.ăQUỄCHăNGUY NăB OăNGUYểN ĐƠăN ng ậ Nĕmă2020 III DANH M C VI T T T DH D yh c GV Giáo viên GQVĐ Gi i quy t v năđ HS H c sinh KKC Khinh khí c u NL Nĕngăl c PTDH Ph SGK Sách giáo khoa THPT Trung h c ph thông TB Trung bình TN Th c nghi m TNSP Th c nghi măs ăph m ngăti n d y h c IV M CL C L IăCAMăĐOAN I L I C Mă N II DANH M C VI T T T III M C L C IV DANH M C B NG BI U, HÌNH V , BI UăĐ VII M Đ U 1 Lý ch năđ tài T ng quan v v năđ nghiên c u 2.1 Tình hình nghiên c u th gi i 2.2 Tình hình nghiên c u n c 3 M c tiêu c aăđ tài 4 Gi thuy t khoa h c 5.ăĐ iăt ng nghiên c u Nhi m v nghiên c u 7.ăPh ngăphápănghiênăc u Ph m vi nghiên c u 9.ăĐóngăgópăc aăđ tài 10 C u trúc lu năvĕn CH NGă1: C ăS LÝ LU N V B IăD Đ THEOăĐ NHăH NGăNĔNGăL C GI I QUY T V N NG GIÁO D C STEM 1.1.ăNĕngăl c 1.1.1 Khái ni mănĕngăl c 1.1.2.ăĐặcăđi m c aănĕngăl c 1.2.ăNĕngăl c gi i quy t v năđ 1.2.1 Khái ni mănĕngăl c gi i quy t v năđ 1.2.2.ăNĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh h c t p v t lí 1.2.3 Vai trò c aănĕngăl c gi i quy t v năđ h c t p b mơn v t lí 10 1.2.4 Cácănĕngăl c thành t ch s hành vi c aănĕngăl c gi i quy t v năđ 10 1.2.5.ăTiêuăchíăđánhăgiáănĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh d y h c v t V lí 11 1.3 Giáo d c STEM 13 1.3.1 Khái ni m giáo d c STEM 13 1.3.2 Vai trò c a giáo d căSTEMătrongăgiaiăđo n hi n 14 1.3.3 M c tiêu giáo d c STEM 15 1.3.4 Ch đ STEM 16 1.3.5 Phân lo i ch đ STEM 17 1.3.6 Quy trình thi t k ch đ STEM 17 1.4 B iă d ngă nĕngă l c gi i quy t v nă đ c a h c sinh thông qua d y h c ch đ STEM 20 1.4.1 Th c tr ng c a vi c b iăd ngănĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh thông qua d y h c ch đ STEM 23 1.4.2 Bi n pháp b iăd ngănĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh thông qua d y h c ch đ STEM 23 1.4.2.1.ăHìnhăthƠnhătháiăđ tích c c b iăd ngănĕngăl c gi i quy t v năđ cho h c sinh 23 1.4.2.2 Rèn luy n h th ngăkĩănĕngăgi i quy t v năđ cho h c sinh 25 1.4.2.3.ăĐ i m i, ph i h p v n d ngăcácăph b iăd ngăphápăd y h c tích c c nh m ngănĕngăl c gi i quy t v năđ h c t p cho h c sinh 26 1.4.2.4.ăĐ i m iăph ngăphápăki mătra,ăđánhăgiáănĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh 26 1.4.3 Quy trình b iăd ngănĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh thông qua d y h c ch đ STEM 28 K t lu năch CH ngă1 31 NGă 2:ă XÂY D NG VÀ T CH C D Y H C CH Đ STEM PH N ắNHI T H C”ă- V T LÍ 10 32 2.1.ăĐặcăđi m, c u trúc n i dung ki n th c ph n Nhi t h c 32 2.1.1.ăĐặcăđi m chung c a ph n Nhi t h c 32 2.1.2 C u trúc n i dung ki n th c c a ph n Nhi t h c 32 2.2 Đ nhăh d ng m t vài ch đ STEM ph n ắNhi t h c”ă- V t lí 10 nh m b i ngănĕngăl c gi i quy t v năđ cho h c sinh 33 VI 2.3 Thi t k ch đ STEM ph n ắNhi t h c”ă- V t lí 10 nh m b iăd ngănĕngă l c gi i quy t v năđ cho h c sinh 35 2.3.1 Ch đ 1: Thi t k mơ hình khinh khí c u 35 2.3.2 Ch đ 2: S n xu t n n 43 2.3.3 Ch đ 3: Ch t o máy ch ngăc t n K t lu năch CH c bẩnăthƠnhăn c s ch 50 ngă2 58 NGă3:ăTH C NGHI MăS ăPH M 60 3.1 M căđíchăc a th c nghi măs ăph m 60 3.2 Nhi m v c a th c nghi măs ăph m 60 3.3 Đ iăt ng th i gian th c nghi măs ăph m 60 3.4 Ph m vi th c nghi măs ăph m 60 3.5 Ph ngăphápăth c nghi măs ăph m 60 3.6 Đánhăgiáăk t qu th c nghi măs ăph m 60 3.6.1.ăĐánhăgiáăđ nh tính 60 3.6.2.ăĐánhăgiáăđ nhăl ng tiêu chí c aănĕngăl c gi i quy t v năđ 63 3.6.3 Đánhăgiáăđ nhăl ng thông qua ki m tra 67 3.6.4 Ki măđ nh gi thuy t th ng kê 71 K t lu năch ngă3 72 K T LU N VÀ KI N NGH 74 K t qu đ tăđ c c aăđ tài 74 Nh ng h n ch c aăđ tài 74 M t s đ xu t, ki n ngh rút từ k t qu nghiên c u 74 4.ăH ng phát tri n c aăđ tài 75 DANH M C TÀI LI U THAM KH O 76 DANH M C CƠNG TRÌNH KHOA H CăĐÃăCỌNGăB 79 PH L C PL1 VII DANH M C B NG BI U, HÌNH V , BI UăĐ S hi u b ng 1.1 1.2 1.3 1.4 3.1 Tên b ng Trang Các NL thành t c aăNLăGQVĐăvƠăch s hành vi t ngă ng c a HS TiêuăchíăđánhăgiáăNLăGQVĐăc a HS DH V t lí Thangă đánhă giáă NLă thƠnhă t GQVĐă c a HS DH V t lí H s choăcácăph ngăphápăđánhăgiá K t qu đánhă giáă đ nhă l 10 11 13 13 ngă NLă GQVĐă theoă cácă tiêuă chí 63 3.2 B ng phân b m căđi m TB c aăHSătr 3.3 T ng h p k t qu TN qua ki m tra 68 3.4 Phân ph i t n su tăHSăđ tăđi m Xi 69 3.5 B ng phân ph i t n su tătíchălũy 70 3.6 B ng tham s th ng kê 71 S hi u hình v 2.1 Tên hình v 3.2 3.3 S hi uăđ th 66 Trang S ăđ c u trúc n i dung ki n th c ph n Nhi t h c S hi u bi uăđ 3.1 c sau TN Tên bi uăđ 32 Trang Đi măTBăNLăGQVĐ 65 Bi uă đ bi u di n m c phân b m s đánhă giáă NLă GQVĐăc a HS Bi uăđ phân b m ki mătraătr c sau TN Tên đ th 66 69 Trang 3.1 Đi m TB thành t NLăGQVĐ 64 3.2 Đ th phân ph i t n su tăHSăđ tăđi m Xi 70 3.3 Đ th phân ph i t n su tătíchălũy 70 M Đ U Lý ch năđ tài Hi n nay,ăđ tăn căđang th iăđ i hòa nh p cao gi a qu c gia có n n vĕnăhóaăkhácănhau.ăNhuăc uătraoăđ i công vi c nhân l căcũngăngƠyăm t cao Tr cătìnhăhìnhăđó,ăh c sinh (HS) c n đ c trang b nh ng kĩănĕng ki n th c theo chuẩn toàn c u Giáo d c (GD) STEM v i nhi m v cung c p ki n th c kĩănĕng c n thi t cho th kỷ 21 s mơ hình GD di n r ngătrongăt Tuy nhiên t i Vi t Nam, GD STEM v nă ch aă đ nh ngă uăth tính hi u qu rõ nét c aăph ngălaiăg n c a th gi i c áp d ng r ng rãi Nh ngă v i ngăphápăGD STEM, giúp HS - sinh viên (SV) phát huy t iăđaăkh nĕngăc a trang b nh ng ki n th c phù h p v i xu h ng phát tri n c a th gi i nên vi c áp d ng r ng rãi GD STEM vào gi ng d y lƠăđi u c n thi t Xã h i hi n đangăb c ti nănh ăvũăbưoăvƠ c nh tranh ngày gay g t, vi c phát hi n s m gi i quy t h p lý nh ng v nă đ n y sinh th c ti n m t nh ng nĕngăl c (NL) m u ch t đ m b o s thành công cu c s ng.ăDoăđó,ăvi c phát tri n b iăd ng NL gi i quy t v năđ (GQVĐ)ăchoăHSă s giúp HS có th gi i quy t t t v năđ gặp ph i h c t p, cu c s ngăcũngănh ătrongăxã h i Mặtă khác,ă ch ngă trìnhă GD Ph ă thơngă t ngă th ă doă B ă Giáoă d că đ aă raă vƠoă thángă 8ă nĕmă 2018ă đưă kh ngă đ nh:ă “Chương trình GD trung học phổ thơng giúp HS tiếp tục phát triển phẩm chất, NL cần thiết người lao động, ý th c nhân cách công dân, khả tự học ý th c học tập suốt đời, khả lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với lực sở thích, điều kiện hoàn cảnh c a thân để tiếp tục học lên, học nghề học tham gia vào sống lao động, khả thích ng với đổi thay bối cảnh tồn cầu hố cách mạng cơng nghiệp mới.”[1] Vìăv y,ăm cătiêuăGD hi nănayălƠăchuy nătừăd yăh că(DH) ti păc năn iădungăsangăDH đ nhăh ngăhìnhăthƠnhăNL cho HS Vìăv y,ăGV ph iăchuy nătừăph l iătruy năth ngăm tăchi uăsangăph ngăphápăDH theo ngăphápăDH v năd ngăki năth c,ăhìnhăthƠnhăNL vƠăphẩmăch tăchoăHS,ăl yăHS làm trung tâm Khi bàn v m cătiêuăvƠăph ngăphápăb iăd ng conăng i Vi tăNamătrongăđi u ki n m i, Thái Duy Tuyên đưăch ra: “GD không đào tạo người có NL tuân PL13 Câu 2: L yă 0,01kgă h iă n 0,2kgăn că ă 1000Că choă ng ngă t ă trongă bìnhă nhi tă l ngă k ă ch aă că ă9,50C Nhi tăđ ăcu iăcùngălƠă400C,ăchoănhi tădungăriêngăc aăn 4180J/kg.K.ăTínhănhi tăhóaăh iăc aăn PH călƠăcă=ă c? L C 3.4 ĐỄPăỄN Đ KI M TRA L N I TR C NGHI M:ă(5ăđi m, 10 câu, m iăcơuă0,5ăđi m) II T Câu 10 Đápăán C B C A D A D B B A LU N:ă(5ăđi m) Câu Đi m N i dung - G i t nhi tăđ c a c - Nhi tăl ng mà c c c căđáătanăh t căđáăthuăvƠoăđ tanăthƠnhăn t oC c 0,5 Q1 ă=ăλmnđ ă+ăcnđ mnđ ă.t - Nhi tăl ng mà c cănhômăvƠăn c t aăraăchoăn căđá 0,5 Q2 ă=ăcAl mAl (t1 ă-t)ă+ăcn mn (t1 ă-t) - Áp d ngăđ nh lu t b o toàn chuy năhóaănĕngăl ng 1,0 Q1 = Q2 →ătă=ă4,5oC - Nhi tă l ng t aă raă khiă ng ngă t h iă n 1000C: Q1 ă=ăL�1 ăă=ă0,01.L - Nhi tăl ng t aăraăkhiăn c c 1000CăthƠnhăn 1000Că thƠnhă n c c 0,5 400C: 0,5 Q2 ă=ămc(100 - 40)ăă=ă0,01.4180.(100ă-ă40)ă=ă2508ă(J) - Nhi tăl ng t aăraăkhiăh iăn c 1000C bi năthƠnhăn c 400C: 0,5 Qă=ăQ1 +Q2 = 0,01L + 2508 (1) - Nhi tă l ng c n cung c pă đ 0,2kgă n c từ 9,50Că thƠnhă n 400C: Q3 = 0,2.4180.(40 ậ 9,5) = 25498 (J) (2) - Theoăph c 0,5 ngătrìnhăcơnăb ng nhi t: (1) = (2) V y 0,01L +2508 = 25498 Suy ra: L = 2,3.106 J/kg 1,0 PL14 PH L C HÌNH NH TH C NGHI MăS ăPH M • HS đangăti năhƠnhăđúcăn n PL15 • HSăđangăti n ch t oămáyăch ngăc tăn c PL16 • S n phẩm c a HS ... dưỡng lực giải vấn đề c a học sinh thông qua d y học ch đề STEM 1.4.2.1 Hình thành thái độ tích cực bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh - Mô tả biện pháp: Đ b iă d đ c ngă đ că NLă GQVĐă trong? ?... h c sinh thông qua d y h c ch đ STEM 1.4.1 Thực tr ng c a việc b i dưỡng lực giải vấn đề c a học sinh thông qua d y học ch đề STEM Trong nh ngănĕmăqua,ăd GV đưănh n th căđ i s ch đ o c a B Giáo. .. t v năđ n y sinh trình s ng, h c t p, laoăđ ng c a mỗiăng i 1.2.2 Năng lực giải vấn đề c a học sinh học tập vật lí Ki n th c v t lí trong? ?tr ng ph thơng nh ng ki n th căđưăđ căconăng i kh ngăđ