Tổ chức dạy học chương dòng điện trong các môi trường theo quan điểm giáo dục stem cho học sinh trung học phổ thông miền núi​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHÙNG THỊ MINH HUỆ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNGMIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHÙNG THỊ MINH HUỆ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI Ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lý Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS CAO TIẾN KHOA THÁI NGUYÊN - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng năm 2019 Tác giả Phùng Thị Minh Huệ i LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban Chủ nhiệm khoa, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ em suốt trình học tập Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo Vật lí trường THPT Định Hóa - Huyện Định Hóa - Tỉnh Thái Nguyên nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi tạo điều kiện thuận lợi cho em trình nghiên cứu thực đề tài Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Cao Tiến Khoa tận tình hướng dẫn ln ln động viên giúp đỡ em q trình nghiên cứu hoàn chỉnh luậnvăn Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả Phùng Thị Minh Huệ ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảmơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu .2 Giả thuyết khoa học .2 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu .3 Cấu trúc luận văn .4 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề Khái niệm 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề .5 1.1.2 Trên giới .6 1.1.3 Ở Việt Nam 1.2 Các khái niệm 11 1.2.1 Giáo dục STEM dạy học 11 1.2.2 Phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 25 Chương 2: THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC PHẦN “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁCMƠI TRƯỜNG” VẬT LÍ LỚP 11 - CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 26 iii 2.1 Phân tích phần “Dịng điện mơi trường” Vật lí 11hiện hành 26 2.1.1 Phân phối chương trình hành chương III: “Dịng điện mơi trường” - vật lý 11- (theo Phân phối chương trình sở giáo dục đào tạo Thái Nguyên) 26 2.1.2 Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện môi trường” .26 2.2 Thực trạng dạy học chương “dịng điện mơi trường” số trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên 28 2.3 Mối quan hệ mục tiêu, chương trình, nội dung phần “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11- với quan điểm, mục tiêu, nội dunggiáo dục STEM 32 2.4 Đề xuất xây dựng nội dung học tập số kiến thức phần “Dòng điện môi trường” Vật lý 11 - theo định hướng giáo dục STEM .33 2.5 Đề xuất tiến trình dạy học kiến thức phần “Dịng điện mơi trường” Vật lí 11 với chủ đề: “Khảo sát dòng dòng điện chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện” 36 2.5.1 Phân phối thời gian cho nội dung kiến thức chủ đề 38 2.5.2 Chuẩn bị 40 2.5.3 Tiến hành hoạt động 42 2.5.4 Dự kiến hướng dẫn cụ thể giáo viên cho học sinh em gặp khó khăn q trình thực nhiệm vụ sau 46 2.6 Đánh giá lực giải vấn đề HS 48 2.6.1 Đánh giá định tính đánh giá định lượng 48 2.6.2 Đề kiểm tra lực giải vấn đề 55 KẾT LUẬN CHƯƠNG 56 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 57 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 57 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 57 3.1.2 Nhiệm vụ 57 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 58 3.2.1 Đối tượng 58 3.2.2 Nội dung 58 iv 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 58 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 58 3.3.2 Các bước tiến hành thực nghiệm 59 3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm 59 3.4.1 Phương pháp đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 59 3.4.2 Kết quả, xử lí kết thực nghiệm sư phạm 60 3.5 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm 74 KẾT LUẬN CHƯƠNG 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 v Viết tắt GDPT GV HS NLVDKT PPDH THPT TN TNSP iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Rubric - Bảng đánh giá NLVDKT vào thực tiễn 21 Bảng 2.1 Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề hoạt động DHTN: “Khảo sát dòng điện chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện” 50 Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá chủ đề : Khảo sát cấu tạo nguyên tắc hoạt động mạ điện.Chế tạo thí nghiệm mạ điện sản phẩm mạ điện 53 Bảng 3.1 Bảng kiềm đánh giá nhóm học sinh giáo viên 64 Bảng 3.2 Bảng điểm tổng hợp đánh giá lực học sinh 65 Bảng 3.3 Bảng đánh giá lực VDKT vào thực tiễn giáo viên .67 Bảng 3.4 Bảng đánh giá trình hoạt động GQVĐ học sinh dành cho GV 69 Bảng 3.5 Phiếu đánh giá nhóm học sinh giáo viên 71 Bảng 3.6 Tiêu chí đánh giá lực hoạt động DHTN học sinh .72 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông Hình 1.2 Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM 14 Hình 1.3 Hoạt động giải vấn đề 16 Hình 1.4 Mơ hình bốn thành phần NL 19 Hình 3.1 Điểm TB kiểm tra với điểm TB phiếu đánh giá 73 Hình 3.2 Điểm TB phiếu đánh giá lực điểm TB học tập 73 Hình 3.3 Điểm trung bình đánh giá lực nhóm 74 vi [24] http://www.baohaiquan.vn/Pages/Chuong-trinh-giao-duc-STEM- Nhung-tich-cuc-dang-duoc-nhan-rong.aspx 80 [25] https://baomoi.com/chuong-trinh-giao-duc-stem-nhung-tich-cuc- dang-duoc-nhan-rong/c/20725184.epi [26] https://dayhoctheoduan.wikispaces.com [27] http://khoahoahoc.vinhuni.edu.vn/dao-tao/dao-tao-dai- hoc/seo/day-hoc-tich-hop-co-so-cho-su-phat-trien-nang-luc-hoc-sinh-74238 [28] http://www.sch.vn/luu-tru/1004-giao-vien-gii/12766-day-hoc-tich- hop [29] http://ww38.dayhocvatli.net/vi/2012-04-04-19-34-06/ve-day-vat- li/75-d%E1%BA%A1y-h%E1%BB%8Dc-theo-d%E1%BB%B1%C3%A1n.html [30] http://www.stem.vn/gioi-thieu-giao-duc-stem-mo-hinh-trien-khai- ppp-tai-viet-nam?cv=1 [31] https://visco.edu.vn/giao-duc-stem-la-gi.html 81 PHỤ LỤC Phụ lục PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GIÁO VIÊN Kính gửi: Quý thầy/cô giáo Hiện nghiên cứu đề tài: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG”THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG MIỀN NÚI Để có thơng tin phục vụ đề tài, mong nhận ý kiến Quý Thầy/Cô số vấn đề cách đánh dấu chéo (X) vào ô lựa chọn ý kiến Rất mong nhận ủng hộ nhiệt tình Q Thầy/Cơ giáo Xin chân thành cảm ơn! - Quý Thầy/Cô công tác trường: …………………………………………………Tỉnh:………………… - Thâm niên giảng dạy:……………………………………………… Trong trình dạy học mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ, Thầy/Cô quan tâm đến lực chung HS thơng qua giảng củamình nào? STT Năng lực chung Năng lực tự chủ tự học Năng lực giao tiếp hợp tác Năng lực giải vấn đề sáng tạo Năng lực ngôn ngữ Năng lực tính tốn Năng lực tìm hiểu tự nhiên xã hội Năng lực công nghệ Năng lực tin học PL1 Các lực chung khác mà Thầy/Cô quan tâm: …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Mức độ Thầy/Cô sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học nào? Phương pháp/kĩ thuật STT dạy học Thuyết trình Đàm thoại PPDH thực hành PPDH giải vấn đề PPDH dựa dự án PPDH hợp tác theo nhóm Kĩ thuật KWL (Hiểu, muốn, học) Kĩ thuật sơ đồ tư Kĩ thuật khăn trải bàn 10 Kĩ thuật mảnh ghép 11 PPDH tích hợp Trong trình dạy nội dung chương “Dịng điện mơi trường” Thầy/Cơ có thường xun hướng dẫn HS vận dụng kiến thức học để giải tình thực tiễn? □ Thường xuyên □ Hiếm □ Thỉnh thoảng □ Chưa Thầy/Cơ có thường xuyên tổ chức cho HS hợp tác để làm sản phẩm q trình học chương “Dịng điện môi trường” ? PL2 □ Thường xuyên □ Hiếm □ Thỉnh thoảng □ Chưa Khi dạy học nội dung chương “Dòng điện mơi trường” Thầy/Cơ có ý đến việc định hướng hứng thú nhằm phát triển lực HS? □ Rất ý □ Thỉnh thoảng ý □ Chú ý □ Khơng ý Thầy/Cơ có thường xuyên kết nối kiến thức từ môn Tốn học, Cơng nghệ, Tin học, Hóa học, Sinh học, học q trình dạy học nội dung chương “Dịng điện môi trường” □ Thường xuyên □ Hiếm □ Thỉnh thoảng □ Chưa Thầy/Cô cho biết hiểu biết phương pháp dạy học tích cực mức độ sử dụng phương pháp dạy học nội dung chương “Dịng điện mơi trường” ? □ Chưa biết PP □ Biết chưa sử dụng □ Đã sử dụng □ Thường xuyên sử dụng Thầy/ Cơ có thường xun kiểm tra NL học sinh q trình dạy học nội dung chương “Dịng điện mơi trường” Vật lí 11- Chương trình hay khơng thường sử dụng hình thức kiểm tra nào? Hình thức Thơng qua kiểm tra Thông qua quan sát Thông qua sản phẩm học tập học sinh Thông qua dự án học tập Thông qua việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn PL3 Các loại hình phương tiện dạy học Thầy/Cơ thường sử dụng? STT Các loại hình PTDH Tranh ảnh, sách giáo khoa Mơ hình, thí nghiệm ảo Thí nghiệm thật Máy chiếu Máy vi tính Các phương tiện dạy học khác mà Thầy/Cơ thường sử dụng: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 10 Theo thầy (cô) việc vận dụng phương pháp DH tích cực tích hợp liên mơn dạy học gặp khó khăn gì?(có thể chọn nhiều phương án) Không đủ thời gian Không đủ phương tiện Học sinh không hứng thú học 11 Thầy/Cô có thường xuyên hướng dẫn HS tham gia thi Nghiên cứu khoa học kĩ thuật Bộ Giáo dục Đào tạo tổ chức hàng năm? □ Thường xuyên □ Chưa Ý kiến khác: 12 Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM gì? …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… .… ………………………………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ đóng góp ý kiến Q Thầy/Cơ giáo! PL4 Phụ lục PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH Họvà tên:……………………………………………… Lớp:………………….……………………………… Trường:……………………………………………… Em khoanh trịn vào lựa chọn Câu 1: Trong học vật lí lớp nội dung chương “Dịng điện mơi trường”, em có xem giáo viên tiến hành thí nghiệm vật lí khơng? a Có b Khơng Nếu giáo viên có tiến hành thí nghiệm học nào? - Bài: Dòng điện kim loại - Bài: Dòng điện chất điện phân - Bài: Dòng điện chất khí - Bài: Dòng điện chất bán dẫn - Bài: Thực hành: Khảo sát tính chỉnh lưu điơt bán dẫn Câu 2: Khi học nội dung chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 - Cơ bản, em có làm thí nghiệm khơng? a Có b Khơng - Nếu có, kể tên thí nghiệm làm: Câu 3: Khi tự học nhà, với mơn vật lí nội dung chương “Dịng điện môi trường” Vật lý 11- bản, em học khi: - Thường xuyên học vật lí - Giáo viên dặn hơm sau có kiểm tra vật lí - Hơm sau thời khóa biểu có mơn vật lí - Không học nhà Câu 4: Khi học thuộc nội dung chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 - lớp, em cảm thấy có khả nắm vững kiến thức đến mức ? PL5 a Hiểu kĩ b Bình thường c Khơng hiểu Câu 5: Em có muốn làm thí nghiệm chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 khơng? a Rất muốn b Bình thường c Khơng muốn d Tùy vào thí nghiệm Câu 6: Em có muốn tham gia vào hoạt động trải nghiệm sáng tạo chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 - không? a.Rất muốn b Tùy vào nội dung trải nghiệm c Không muốn d Tùy vào điều kiện thời gian Câu 7: Nếu tham gia vào hoạt động trải nghiệm nội dung chương “Dòng điện môi trường” Vật lý 11- Cơ bản, em thích làm nhất? - Thiết kế, chế tạo thí nghiệm - Luyện giải tập Đọc thêm tài liệu mở rộng nội dung chương “Dòng điện môi trường” Vật lý 11- - Đề xuất khác:…………………………………………………… Câu 8: Em thiết kế chế tạo ứng dụng nội dung chương “Dịng điện mơi trường” Vật lý 11 khơng? a.Có b Khơng Xin chân thành cảm ơn em! PL6 Phụ lục MỘT SỐ HÌNH ẢNH BUỔI THỰC NGHIỆM PL7 PL8 Phụ lục PHIẾU ĐÁNH GIÁ HỌC SINH CỦA GIÁO VIÊN VÀ PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG CỦA HỌC SINH PL9 PL10 ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHÙNG THỊ MINH HUỆ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI... giáo dục, dựa mong muốn học sinh trường THPT Định Hóa thân thúc nghiên cứu thực đề tài ? ?Tổ chức dạy học chương ? ?Dòng điện môi trường? ?? theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông. .. thực dạy học theo chủ đề tích hợp, liên mơn tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học Nhằm cụ thể hóa phương thức giáo dục STEM giáo dục phổ thông, năm học 2016-2017,