Bài viết trình bày việc vận dụng mô hình 5E vào tổ chức dạy học chương “Chất khí”- Vật lý 10 ban cơ bản nhằm nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức cho học sinh. Cụ thể: Thiết kế các tiến trình dạy học theo mô hình 5E, sau đó xây dựng bài kiểm tra và thang đánh giá khả năng hệ thống hóa tương ứng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 74 (02/2021) No 74 (02/2021) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: http://sj.sgu.edu.vn/ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO MƠ HÌNH 5E NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CỦA HỌC SINH Teaching the chapter “Gas” in Physics 10 (high school level) under the 5E model to improve the capacity for student’s knowledge systematization TS Nguyễn Đăng Thuấn(1), Nguyễn Hoàng Phúc(2) (1)Trường (2)Trường Đại học Sài Gòn THPT chuyên Năng khiếu Thể dục thể thao Nguyễn Thị Định, TP.HCM TÓM TẮT Trong báo này, vận dụng mô hình 5E vào tổ chức dạy học chương “Chất khí”- Vật lý 10 ban nhằm nâng cao khả hệ thống hóa kiến thức cho học sinh Cụ thể: chúng tơi thiết kế tiến trình dạy học theo mơ hình 5E, sau xây dựng kiểm tra thang đánh giá khả hệ thống hóa tương ứng Kết thực nghiệm cho thấy việc vận dụng mơ hình 5E vào việc tổ chức dạy học chương “Chất khí” có tác động nâng cao khả hệ thống hóa kiến thức học sinh Từ khóa: chương “Chất khí” - Vật lý 10, khả hệ thống hóa, mơ hình 5E ABSTRACT In this article, the 5E model is applied to teaching the chapter “Gas” - Physics 10 to improve the ability to systematize students’ knowledge Specifically, the teaching processes were designed according to the 5E model, then tests and rating scales were constructed for systematizing the capacities respectively The experimental results showed that applying the 5E model to teaching the chapter “Gas” has improved the ability to systematize students’ knowledge Keywords: the chapter “Gas” - Physics 10, systematization capabilities, 5E model Dewey (khoảng năm 1930), Hesis cộng (khoảng năm 1950) Sau khoảng thời gian xây dựng thử nghiệm, mơ hình 5E biết đến nhiều thơng qua báo cáo vào năm 2006 với chủ đề The BSCS 5E Intructional Model: Origins and Effectivess Viện Nghiên cứu Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ (NIH - National Institutes of Health) Mơ hình 5E gồm có giai đoạn tương ứng với từ: engagement (gắn kết), Mở đầu Mơ hình dạy học 5E tiến sĩ Rodger W Bybee cộng đề xuất vào năm 1987 làm việc cho tổ chức giáo dục Nghiên cứu Khung chương trình Dạy Sinh học (BSCSBiological Sciences Curriculum Study), có trụ sở Colorado, Mỹ Mơ hình dựa lý thuyết kiến tạo nhận thức có kế thừa, phát triển mơ hình giáo dục trước đó, Herbart (những năm 1900), Email: phucvatlyhcm@gmail.com 24 NGUYỄN ĐĂNG THUẤN - NGUYỄN HOÀNG PHÚC TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GỊN nhau, từ tiểu học, phổ thông đại học (Nguyễn Thị Loan, 2019; Lê Hải Mỹ Ngân Nguyễn Thị Minh Thảo, 2020; Vũ Thị Minh Nguyệt, 2016; Ngô Thị Phương, 2019) Tuy nhiên, nghiên cứu mô hình 5E cịn mẻ, phần nhiều dừng lại đề tài khoa học, viết đăng tạp chí hay kỉ yếu hội thảo mà chưa có liên kết mở rộng (Dương Giáng Thiên Hương, 2017; Ngô Thị Phương, 2019) Gần đây, 5E thường gắn với chủ đề dạy học STEM (Lê Hải Mỹ Ngân Nguyễn Thị Minh Thảo, 2020), đơn vị học theo sách giáo khoa chưa áp dụng nhiều Để góp phần đẩy mạnh việc áp dụng mơ hình 5E vào dạy học nói chung, tiến hành nghiên cứu thử nghiệm mô hình vào dạy học Vật lý trường phổ thơng qua kiểm tra tính hiệu Đồng thời chúng tơi tiến hành soạn thảo tiến trình dạy học mơn Vật lý theo mơ hình 5E nhằm nâng cao khả hệ thống hóa kiến thức HS tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết Nội dung nghiên cứu 2.1 Khả hệ thống hóa 2.1.1 Khái niệm - Hệ thống tổ hợp yếu tố tác động qua lại với theo quan hệ hàng ngang quan hệ để tạo thành thể thống tồn môi trường xác định - Hệ thống hóa làm cho kiến thức vật, tượng, quan hệ… trở nên có hệ thống (Nguyễn Thị Hòa, 2008) Vậy khả hệ thống hố kiến thức khả hệ thống thơng tin tài liệu dạng bảng biểu, đồ tư hay hình thức ngắn gọn súc tích khác nhằm lưu trữ thông tin để giải vấn đề cần thiết Khả hệ thống hoá kiến exploration (khảo sát), explanation (giải thích), elaborate (củng cố) evaluation (đánh giá) Mỗi giai đoạn có chức sư phạm khác Chẳng hạn giai đoạn gắn kết giai đoạn tạo hứng thú học tập cho học sinh (HS), gắn kết HS học Còn giai đoạn đánh giá mang nhiệm vụ ghi nhận kết điều chỉnh cho học Tại Mỹ, mơ hình 5E phổ biến chương trình dạy học khoa học (cả khóa ngoại khóa) mang lại nhiều hiệu Hiệp hội giáo viên dạy khoa học Mỹ khuyến khích giáo viên (GV) áp dụng mơ hình dạy học 5E học chương trình giáo dục phổ thơng nước (Nguyễn Thành Hải, 2019) Không Mỹ, nước giới áp dụng thử nghiệm mơ hình 5E Tại Thổ Nhĩ Kì, nhà giáo dục Ergin linh hoạt ông sử dụng mô hình 5E với thiết bị cơng nghệ, yếu tố phần kích thích tị mị ban đầu HS (Ergin, 2012) Ở Thái Lan ghi nhận kết tích cực qua đợt khảo sát 30 HS tiểu học khả suy luận sau học với mơ hình 5E Kết khảo sát cho thấy, 5E có tác động tích cực đến khả lý luận, động lực bên trong, hành vi thành tích học tập HS (Siwawetkull and Koraneekij, 2020) Hay với viết Using visual, embodied, and laguage representaions to teach the 5E instructional model of inquiry science, hai tác giả Robyn M Gillies Marry Rafter ghi nhận hiệu ban đầu mơ hình 5E Australia (Gillies and Rafter, 2020) Tại Việt Nam, mơ hình 5E bước đầu nhà nghiên cứu quan tâm, tìm hiểu thử nghiệm nhiều cấp học khác 25 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No 74 (02/2021) thức yếu tố quan trọng việc hình thành phát triển lực cho HS, đặc biệt thể rõ lực tự học 2.1.2 Các biểu Khả hệ thống hóa kiến thức chủ yếu thể qua ba yếu tố sau: - Hệ thống hóa kiến thức dạng liệt kê: liệt kê tài liệu tham khảo có liên quan đến học; tóm tắt thông tin tài liệu thu nhận được; vận dụng thông tin thu hướng dẫn chi tiết GV - Hệ thống hóa kiến thức dạng bảng biểu: liệt kê tài liệu hay, nguồn thông tin hữu ích, có giá trị; hệ thống thơng tin tài liệu hình thức bảng biểu, ngắn gọn súc tích - Hệ thống hóa dạng sơ đồ: liệt kê lựa chọn nguồn tài liệu hay, nguồn thơng tin hữu ích, đáng tin cậy, có giá trị; hệ thống thông tin tài liệu dạng đồ tư duy, có phân tích đánh giá nguồn thông tin; tự lực vận dụng thông tin thu để giải vấn đề cách xác (Đỗ Hương Trà et al., 2019) 2.1.3 Tiêu chí đánh giá Mức độ biểu (M) số hình vi phân thành mức độ khác nhau: Bảng Tiêu chí đánh giá thể qua mức độ khả hệ thống hóa Khả hệ Chỉ số hành vi thống hóa Mức độ biểu Liệt kê - M1: không liệt kê - M2: liệt kê nhiều thiết sót - M3: liêt kê cịn thiếu sót - M4: liệt kê Bảng biểu - M1: không hệ thống dạng bảng biểu - M2: hệ thống dạng bảng biểu cịn nhiều thiếu sót - M3: hệ thống dạng bảng biểu cịn thiếu sót - M4: hệ thống dạng bảng biểu Sơ đồ hóa - M1: khơng sơ đồ hóa - M2: sơ đồ hóa cịn nhiều thiếu sót - M3: sơ đồ hóa cịn thiếu sót - M4: sơ đồ hóa kiến thức Đăng Thuấn, 2017) thang đánh giá nhà khoa học giáo dục trước, tài liệu (Đỗ Hương Trà et al., 2019) đánh giá lực, đề xuất thang đánh giá khả hệ thống hóa HS sau: 2.2 Đánh giá khả hệ thống hóa học sinh 2.2.1 Đề xuất thang đánh giá Qua nghiên cứu tài liệu (Nguyễn Lâm Đức, 2015; Mai Văn Trinh Nguyễn 26 NGUYỄN ĐĂNG THUẤN - NGUYỄN HỒNG PHÚC TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN Bảng Thang đánh giá khả hệ thống hóa kiến thức Mức Mức độ hệ Khơng hệ thống hóa thống Điểm Điểm < Mức Hệ thống cịn nhiều thiếu sót Mức Hệ thống cịn thiếu sót Mức Hệ thống ≤ Điểm < 2 ≤ Điểm < Điểm = 2.2.2 Bài kiểm tra đánh giá khả hệ thống hóa chương “Chất khí” Bảng Đề đáp án tương ứng kiểm tra khả hệ thống hóa chương “Chất khí” Mức Mức Mức Mức Không hệ thống Hệ thống Hệ thống Hệ thống được cịn cịn nhiều thiếu sót thiếu sót Câu Hệ thống Không hệ thống Hệ thống ba đơn vị thường thơng sử dụng số trạng thái thông số trạng với đơn vị thái (p, V, T) Hệ thống thơng số trạng thái với đơn vị Hệ thống thông số trạng thái (mỗi thông số với đơn vị) Câu Liệt kê tất Khơng liệt kê Liệt kê Liệt kê Liệt kê định luật định định luật định luật Vật lý mà em luật học chương trình Vật lý 10 Câu Vẽ sơ đồ Không vẽ Vẽ sơ đồ hệ thống kiến sơ đồ khơng thức chương có trọng tâm Chất khí Tổng kết điểm Điểm < 1 ≤ Điểm < 2.3 Kết thực nghiệm 2.3.1 Đối tượng thực nghiệm Việc chọn đối tượng thực nghiệm ảnh hưởng trực tiếp đến kết thực nghiệm sư phạm (TNSP) Vì phải chọn cho lớp đối chứng (ĐC) lớp thực nghiệm (TN) tương đương nhằm thỏa Vẽ sơ đồ (có trọng tâm có nhánh thành phần) ≤ Điểm < Vẽ (có trọng có nhiều nhánh phần) sơ đồ tâm thành Điểm = mãn yêu cầu TNSP Sau nghiên cứu kết học tập môn Vật lý, chọn lớp TN lớp 10A11 lớp ĐC lớp 10A5 Trường THPT chuyên Năng khiếu Thể dục thể thao Nguyễn Thị Định (215 đường Hoàng Ngân, phường 16, quận 8, Thành phố Hồ Chí Minh) 27 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No 74 (02/2021) Bảng So sánh đối tượng trước thực nghiệm sư phạm Đối tượng Lớp Lớp TN 10A11 Lớp ĐC 10A5 Sĩ số 37 38 Học lực Vật lý (TBHKI) 5.49 5.17 2.3.2 Khả hệ thống hóa Sau q trình TNSP, chúng tơi thu kết sau: Bảng Tổng hợp kết đánh giá khả hệ thống hóa kiến thức học sinh Khả hệ thống hóa Mức Mức Mức Mức SL % SL % SL % SL % Thực nghiệm 0,00% 15 40,54% 18 48,65% 10,81% Đối chứng 0,00% 14 36,84% 24 63,16% 0,00% Bảng Kết trung bình khả hệ thống hóa kiến thức học sinh Lớp Điểm TB hệ Khả hệ thống hóa Thực nghiệm (TN) 2,09 Hệ thống cịn thiếu sót Đối chứng (ĐC) 1,92 Hệ thống cịn nhiều thiếu sót Lớp TN có điểm trung bình 2.09 nên thuộc mức ba thang đánh giá lớp ĐC có 1.92 điểm thuộc mức Số HS hệ thống hóa kiến thức lớp TN cao hẳn lớp ĐC số HS hệ thống hóa kiến thức cịn thiếu sót lớp TN thấp lớp ĐC Điều cho chúng tơi thấy HS lớp TN có khả hệ thống hóa tốt lớp ĐC 30 25 20 TN 15 ĐC 10 Mức Mức Mức Mức Biểu đồ Kết đánh giá khả hệ thống hóa kiến thức học sinh lớp thực nghiệm lớp đối chứng 28 NGUYỄN ĐĂNG THUẤN - NGUYỄN HOÀNG PHÚC TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GỊN 2.3.2 Kiểm định giả thuyết thống kê Muốn kiểm chứng xem kết lớp TN cao lớp ĐC có phải ngẫu nhiên hay không, áp dụng mơ hình dạy học 5E mang lại, chúng tơi phân tích số liệu phương pháp kiểm định giả thuyết Trình tự tiến hành sau: - Bước 1: chọn phép kiểm định phù hợp Chúng sử dụng phép kiểm định Mann-Whitney hai mẫu độc lập liệu lớp TN ĐC không tuân theo điều kiện kiểm định tham số - Bước 2: đặt giả thuyết thống kê, chọn mức xác suất chấp nhận + Giả thuyết không H0: “Điểm trung bình lớp TN lớn điểm trung bình nhóm ĐC khơng có ý nghĩa, với mức có ý nghĩa ” + Giả thuyết đối H1: “Điểm trung bình lớp TN lớn điểm trung bình lớp ĐC cách có ý nghĩa, với mức có ý nghĩa ” + Chọn mức xác suất chấp nhận 0,05 - Bước 3: thu thập liệu thống kê Chúng tiến hành thu thập liệu thống kê nhập vào chương trình R sau: tn=c(3,2,2,2,3,3,3,2,2,2,2,3,2,3,2,3,2,1 ,2,1,2,2,1,2,2,1,3,2,2,3,2,3,2,2,2,1,2) dc=c(2,2,1,2,2,2,1,2,1,2,2,3,2,3,2,2,1,2 ,2,2,2,2,2,2,1,3,1,2,2,2,1,2,2,1,1,2,2,2) sau: x=rep(c(1,2),c(37,38)) y=c(tn,dc) wilcox.test(y~x,alternative="greater", conf.level=0.95) - Bước 5: thu kết từ chương trình R sau: Wilcoxon rank sum test with continuity correction data: y by x W = 871.5, p-value = 0.01835 Kết cho thấy p=0,01835