Thiết kế hoạt động trải nghiệm chuyên đề giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học môn vật lí THPT vật lí 10 trong chương trình giáo dục phổ thông mới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ MỸ LINH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CHUYÊN ĐỀ “GIÁO DỤC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC MƠN VẬT LÍ THPT” - VẬT LÍ 10 TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ MỸ LINH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CHUYÊN ĐỀ “GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC MƠN VẬT LÍ THPT” - VẬT LÍ 10 TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI Chun ngành: Sư phạm Vật lý KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TH.S MAI HOÀNG PHƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2020 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc thành kính đến Th.S Mai Hồng Phương – người tận tình bảo, định hướng, động viên giúp đỡ nhiệt tình suốt q trình nghiên cứu để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ phương pháp giảng dạy ứng dụng khoa Vật lí trường Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh giảng dạy cho lời khuyên, động lực suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu thầy tổ Vật lí đặc biệt thầy Cao Thanh Hồng – giáo viên Vật lí trường THPT Nguyễn Thái Bình, thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để tiến hành thực nghiệm đề tài dù tình trạng khó khăn dịch bệnh Xin cảm ơn toàn thể học sinh lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Thái Bình nhiệt tình cộng tác với thực nghiệm thành công đề tài Xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình người thân động viên, giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu để hồn thiện luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Mỹ Linh LỜI CAM ĐOAN Tơi 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 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Mỹ Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục tiêu đề tài 10 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 10 Giả thuyết khoa học 10 Nhiệm vụ nghiên cứu 10 Phương pháp nghiên cứu 11 Đóng góp đề tài 11 Cấu trúc đề tài 11 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM VÀ NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO 12 1.1 Năng lực giải vấn đề sáng tạo 12 1.1.1 Các khái niệm 12 1.1.2 Biểu lực giải vấn đề sáng tạo học sinh trung học phổ thông 14 1.2 Hoạt động trải nghiệm 19 1.2.1 Định nghĩa hoạt động trải nghiệm 19 1.2.2 Vai trò hoạt động trải nghiệm 20 1.2.3 Nội dung hoạt động trải nghiệm 21 1.2.4 Quy trình thiết kế hoạt động trải nghiệm nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh 23 1.2.5 Phương pháp tổ chức hoạt động trải nghiệm 26 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 29 CHƯƠNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CHUYÊN ĐỀ “GIÁO DỤC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC MƠN VẬT LÍ THPT” - VẬT LÍ 10 TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018 30 2.1 Phân tích nội dung chuyên đề Giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học mơn Vật lí THPT - lớp 10, chương trình giáo dục phổ thơng 2018 30 2.1.1 Vị trí yêu cầu cần đạt chuyên đề 30 2.1.2 Các đơn vị kiến thức chuyên đề 30 2.1.3 Kết luận 38 2.2 Thiết kế hoạt động trải nghiệm chuyên đề “Giáo dục bảo vệ môi trường dạy học môn Vật lí THPT” - Vật lí 10 chương trình giáo dục phổ thông 2018 39 2.2.1 Chủ đề hoạt động trải nghiệm “Thùng rác thông minh sử dụng lượng mặt trời” 39 2.2.2 Chủ đề hoạt động trải nghiệm “Hệ thống tưới tự động” 79 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 111 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 111 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 111 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 111 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 111 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 111 3.3.1 Phương pháp quan sát 111 3.3.2 Phương pháp thống kê toán học 112 3.4 Thuận lợi khó khăn trình thực nghiệm sư phạm 112 3.4.1 Thuận lợi 112 3.4.2 Khó khăn 112 3.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 112 3.6 Diễn biến trình thực nghiệm sư phạm 113 3.7 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 119 3.7.1 Đánh giá chung lớp 119 3.7.2 Đánh giá định lượng số cá nhân 122 3.8 Kết luận thực nghiệm sư phạm 130 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC 133 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết đầy đủ STT Viết tắt DHDA GV Giáo viên HS Học sinh HĐTN Dạy học dự án Hoạt động trải nghiệm DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.2 Tương quan kinh tế lượng từ 2005 đến 2030 31 Hình 2.1 Các lĩnh vực sử dụng lượng Việt Nam 31 Hình 2.3 Ơ nhiễm khơng khí Bắc Kinh khí thải từ nhà máy thép, nhiệt điện 32 Hình 2.4 Sơ đồ tháp chưng cất dầu thô 33 Hình 2.5 Cấu tạo lượng hạt nhân 34 Hình 2.6 Quá trình hình thành mưa axit 34 Hình 2.7 Nguyên nhân dẫn đến thủng tầng ozon 35 Hình 2.8 Chảo gương mặt trời 37 Hình 2.9 Pin Tesla 37 Hình 2.10 Mơ hình hoạt động nhà máy điện địa nhiệt 37 Hình 2.11 Ngun lí hoạt động nhà máy thủy điện 38 Hình 2.12 Cánh đồng điện gió Bạc Liêu 38 Hình 2.13 Cấu tạo lớp pin lượng mặt trời 55 Hình 2.14 Mơ hình sử dụng pin mặt trời trực tiếp có ánh nắng mặt trời 57 Hình 2.15 Mơ hình mạch sạc điện cho pin sử dụng pin mặt trời 57 Hình 2.16 Mơ hình mạch sạc điện cho pin sử dụng nạp điện cho thiết bị có cổng nối USB 58 Hình 2.17 Arduino Uno R3 59 Hình 2.18 Giao diện làm việc PictoBlox 60 Hình 2.19 Mơ hình mẫu hệ thống tưới 98 Hình 2.20 Khối lệnh lập trình cho Arduino PictoBlox mơ hình 99 Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện hệ thống tưới 100 Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện hệ thống tưới 100 Hình 3.1 Học sinh tập trung theo dõi video Air Pollution 114 Hình 3.2 HS quan sát hình ảnh cụm rác nơi công cộng nêu nguyên nhân dẫn đến vấn nạn 115 Hình 3.3 Giáo viên giới thiệu mạch điều khiển Arduino 116 Hình 3.4 Nhóm nhờ GV giúp đỡ trình tự tìm hiểu Arduino 116 Hình 3.5 Nhóm lập thiết kế vào chơi 116 Hình 3.6 Nhóm nhóm thực lắp khung thùng rác lớp 117 Hình 3.7 Nhóm nhóm thực vẽ poster lớp 117 Hình 3.8 Nhóm chỉnh sửa sản phẩm 117 Hình 3.9 Bảo Vy nhóm thuyết trình 118 Hình 3.10 Quốc Bảo nhóm thuyết trình 118 Hình 3.11 Hà Giang nhóm thuyết trình 118 Hình 3.12 Văn Minh nhóm thuyết trình 118 Hình 3.13 Sản phẩm nhóm 119 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề sáng tạo 14 Bảng 1.2 Nội dung hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp 22 Bảng 1.3 Quy trình thực phương pháp dạy học dự án 28 Bảng 2.1 Yêu cầu cần đạt chuyên đề Vật lí với giáo dục bảo vệ mơi trường 30 Bảng 2.2 Kế hoạch thực chủ đề "Thùng rác thông minh sử dụng lượng mặt trời" 43 Bảng 2.3 Nội dung công việc thực chủ đề "Thùng rác thông minh sử dụng lượng mặt trời" 45 Bảng 2.4 Thiết bị thực mơ hình thùng rác tự mở sử dụng lượng mặt trời 64 Bảng 2.5 Vật dụng thực mơ hình thùng rác tự mở sử dụng lượng mặt trời 66 Bảng 2.6 Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề sáng tạo HS qua chủ đề “Thùng rác thông minh sử dụng lượng mặt trời” 69 Bảng 2.7 Kế hoạch thực chủ đề “Hệ thống tưới tự động” 82 Bảng 2.8 nội dung công việc thực chủ đề "Hệ thống tưới tự động" 84 Bảng 2.9 Vật liệu, thiết bị thực mơ hình Hệ thống tưới tự động 95 Bảng 2.10 Vật dụng thực mô hình Hệ thống tưới tự động 97 Bảng 2.11 Tiêu chí đánh giá lực giải vấn đề sáng tạo HS qua chủ đề “Hệ thống tưới tự động” 101 Bảng 3.1 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 113 Bảng 3.2 Biểu lực giải vấn đề sáng tạo HS hoạt động trải nghiệm chủ đề “Thùng rác thông minh sử dụng lượng mặt trời” 119 Bảng 3.3 Bảng điểm theo dõi lực giải vấn đề sáng tạo CHÍ SAN SAN – nhóm 123 Bảng 3.4 Bảng điểm theo dõi lực giải vấn đề sáng tạo NGUYỄN QUỐC BẢO – nhóm 123 PHỤ LỤC A TÀI LIỆU HỌC TẬP CHỦ ĐỀ “THÙNG RÁC THÔNG MINH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI PHIẾU HỌC TẬP NGÀY 1 Phân chia nhóm học tập Tên nhóm STT Tên thành viên Chức vụ Nhóm trưởng Thư kí Năng lượng hóa thạch lượng tái tạo Thế lượng hóa thạch: Thế lượng tái tạo Nội dung tìm hiểu lượng 133 Tình trạng xả rác bừa bãi Nguyên nhân: Đề xuất giải pháp giải vấn nạn Giải pháp Ưu điểm Nhược điểm Giải pháp lựa chọn Kế hoạch làm việc chung Thời gian Thời lượng Tiến trình dự án Địa điểm Tìm hiểu lượng mặt trời pin mặt trời (làm việc nhà) 134 PHIẾU HỌC TẬP NGÀY Bài tập làm quen với Arduino phần mềm PictoBlox Sơ đồ khối Khối lệnh PictoBlox Bài 1: Điều khiển đèn led sáng/ tắt theo chu kì: sáng giây, tắt giây Bài 2: Điều khiển còi chip hoạt động cảm biến siêu âm: Khi có vật cản khoảng cách nhỏ 15cm cịi chip vang lên Bài 3: Điều khiển đèn led sáng cảm biến hồng ngoại: Khi có người tới/ chạm tay vào cảm biến đèn sáng 135 Lập thiết kế cho dự án Các thiết bị, vật dụng: 136 PHÂN CÔNG CHUẨN BỊ VẬT DỤNG, THIẾT BỊ STT Tên vật dụng, thiết bị Đơn vị Số lượng Tổng số tiền dự án: 137 Thành viên phụ trách Số tiền Ghi KẾ HOẠCH LÀM VIỆC Ở NHÀ Thời gian Địa điểm Công việc Thành viên phụ trách 138 Theo dõi tiến độ Đúng Chậm Điều chỉnh (nếu có) PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM CÁC NHĨM Tên nhóm: Đánh giá sản phẩm nhóm: BẢNG ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH THÙNG RÁC Phương diện Tiêu chí Vận hành Mơ hình hoạt động Mơ hình thiết kế kín đáo, khơng bị hở Sắp xếp hợp lí linh kiện, gọn Hình thức gàng, khơng rối mắt Trang trí đẹp Sáng tạo Mơ hình có thiết kế độc đáo, lạ Tổng điểm Điểm tối đa Đạt 3 15 BẢNG ĐÁNH GIÁ BÀI THUYẾT TRÌNH Phương diện Powerpoint/ Poster Thuyết trình Tiêu chí Đủ nội dung u cầu Sử dụng hình ảnh, video minh họa Bố cục rõ ràng, khoa học Cỡ chữ, màu sắc phù hợp, dễ theo dõi Thể phong cách riêng nhóm Phong cách tự tin, linh hoạt, động, lơi Giọng nói rõ ràng, tốc độ vừa phải Phối hợp tốt với powerpoint/ poster mơ hình Đúng thời gian cho phép Có kết hợp thành viên nhóm Tổng điểm Điểm tối đa 2 Đạt 2 20 Nhận xét: Đặt câu hỏi: 139 B TÀI LIỆU HỌC TẬP CHỦ ĐỀ “THÙNG RÁC THÔNG MINH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI PHIẾU HỌC TẬP NGÀY 1 Phân chia nhóm học tập Tên nhóm STT Tên thành viên Chức vụ Nhóm trưởng Thư kí Vai trị xanh Kịch tiểu phẩm: Vai trò xanh đề cập tiểu phẩm: 140 Tình hình ô nhiễm không khí khu đô thị Phân tích tình hình nhiễm: Nguồn thông tin tìm hiểu: Đề xuất giải pháp phát triển hệ thống xanh khu đô thị Giải pháp Ưu điểm Nhược điểm Giải pháp lựa chọn Kế hoạch làm việc chung Thời gian Thời lượng Tiến trình dự án 141 Địa điểm PHIẾU HỌC TẬP NGÀY Độ ẩm đất Tầm quan trọng độ ẩm phát triển trồng: 2.Thiết kế mạch điện cho hệ thống tưới 142 Lập thiết kế mơ hình sản phẩm Chú thích phận: 143 PHÂN CƠNG CHUẨN BỊ VẬT DỤNG, THIẾT BỊ STT Tên vật dụng, thiết bị Đơn vị Số lượng Tổng số tiền dự án: 144 Thành viên phụ trách Số tiền Ghi KẾ HOẠCH THỰC HIỆN SẢN PHẨM Thời gian Địa điểm Công việc Thành viên phụ trách 145 Theo dõi tiến độ Đúng Chậm Điều chỉnh (nếu có) PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM CÁC NHĨM Tên nhóm: Đánh giá sản phẩm nhóm: BẢNG ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH HỆ THỐNG TƯỚI CÂY TỰ ĐỘNG Phương diện Tiêu chí Điểm tối đa Đạt Vận hành Mơ hình hoạt động Tỉ lệ kích thước phận hợp lí Vị trí xếp linh kiện, Hình thức dây nối gọn gàng, khơng rối mắt Trang trí đẹp Sáng tạo Mơ hình có thiết kế độc đáo, lạ Điểm cộng Tổng điểm 15 Phương diện BẢNG ĐÁNH GIÁ BÀI THUYẾT TRÌNH Tiêu chí Điểm tối đa Đạt Đủ nội dung yêu cầu Sử dụng hình ảnh, video minh họa Powerpoint/ Poster Bố cục rõ ràng, khoa học Cỡ chữ, màu sắc phù hợp, dễ theo dõi Thể phong cách riêng nhóm Phong cách tự tin, linh hoạt, động, lơi Giọng nói rõ ràng, tốc độ vừa phải Thuyết trình Phối hợp tốt với powerpoint/ poster mơ hìn h Đúng thời gian cho phép Có kết hợp thành viên nhóm Tổng điểm 2 2 20 Nhận xét: Đặt câu hỏi: 146 BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHĨM Tên nhóm…………………………………… Tiến trình dự án Thành viên Ý kiến đề xuất Số thành viên tán thành Đưa vào kết Có Khơng Nhận xét kết làm việc nhóm: 147 ... dục bảo vệ môi trường dạy học mơn Vật lí THPT? ?? – Vật lí 10 chương trình giáo dục phổ thơng 29 CHƯƠNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CHUYÊN ĐỀ “GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ... mơn Vật lí THPT? ?? - Vật lí 10 chương trình giáo dục phổ thơng 2018 10 - Xây dựng tổ chức hoạt động trải nghiệm chuyên đề ? ?Giáo dục bảo vệ môi trường dạy học mơn Vật lí THPT? ?? - Vật lí 10 chương trình. .. thực đề tài: Thiết kế hoạt động trải nghiệm chuyên đề ? ?Giáo dục bảo vệ môi trường dạy học mơn Vật lí THPT? ?? - Vật lí 10 chương trình giáo dục phổ thông Mục tiêu đề tài Xây dựng hoạt động trải nghiệm