Luận văn thạc sĩ VNU UEd xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn cơ sở của nhiệt động lực học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học phổ thông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.64 MB, 107 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
BÙI VĂN KHÁNH
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
THỰC TIỄN “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÍ
HÀ NỘI – 2020
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
BÙI VĂN KHÁNH
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
THỰC TIỄN “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chun ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 8.14.01.11
Cán bộ hướng dẫn: GS.TS. Nguyễn Huy Sinh
HÀ NỘI – 2020
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ công nhân viên đã
tham gia công tác và giảng dạy tại khoa Sư phạm trường Đại học Giáo dục –
Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo những điều kiện tốt nhất giúp đỡ tôi trong
quá trình học tập và nghiên cứu tại trường.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Huy Sinh,
người đã giao đề tài luận văn và trực tiếp hướng dẫn tơi. Trong q trình thực
hiện luận văn, tơi đã ln ln nhận được sự hướng dẫn tận tình và lĩnh hội
được những kiến thức sâu rộng từ thầy.
Tôi xin cảm ơn sự quan tâm, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt
nhất từ Ban Giám hiệu, đồng nghiệp và các em học sinh trường THPT 19-5
Kim Bôi nơi tơi cơng tác.
Tơi cũng xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên tôi
trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành đề tài của mình.
Hà Nội, tháng 01 năm 2020
Tác giả
Bùi Văn Khánh
i
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Chữ viết đầy đủ
BTTT
Bài tập thực tiễn
BTVL
Bài tập Vật lí
ĐC
Đối chứng
GV
Giáo viên
GQVĐ
Giải quyết vấn đề
HS
Học sinh
HS THPT
Học sinh Trung học phổ thông
NL
Năng lực
NLGQVĐ
Năng lực giải quyết vấn đề
NXB
Nhà xuất bản
SGK
Sách giáo khoa
THPT
Trung học phổ thông
TN
Thực nghiệm
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
ii
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH VẼ
Sơ đồ 1.1. Phân loại năng lực.......................................................................... 10
Sơ đồ 1.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề .............................................. 12
Sơ đồ 1.3. Phân loại bài tập vật lí ................................................................... 18
Bảng 1.1. Rubric đánh giá năng lực GQVĐ của HS qua hoạt động giải
bài tập thực tiễn ............................................................................................... 26
Bảng 1.2. Tính điểm năng lực GQVĐ của học sinh ....................................... 28
Bảng 1.3. Số lượng giáo viên dạy Vật lí được hỏi tại các trường THPT
trên địa bàn huyện Kim Bơi, tỉnh Hịa Bình ................................................... 30
Bảng 1.4. Số lượng học sinh được hỏi tại các trường THPT trên địa bàn
huyện Kim Bôi, tỉnh Hịa Bình ....................................................................... 31
Bảng 1.5. Tỉ lệ sử dụng các dạng bài tập trong dạy học ................................. 31
Bảng 1.6. Tỉ lệ quan điểm của GV về tác dụng của bài tập thực tiễn............. 32
Bảng 1.7. Những phương pháp và hình thức tổ chức dạy học mà GV
thường sử dụng khi dạy học bài tập Vật lí ...................................................... 33
Bảng 1.8. Tỷ lệ học sinh thích học mơn Vật lí ở các trường THPT trên
địa bàn huyện Kim Bơi, tỉnh Hịa Bình ........................................................... 34
Bảng 1.9. Thời gia tự học mơn Vật lí mỗi ngày của mỗi học sinh ................. 34
Bảng 1.10. Giải quyết của học sinh khi gặp bài tập khó................................. 35
Bảng 1.11. Lí do học sinh thích học Vật lí ..................................................... 35
Bảng 1.12. Những khó khăn học sinh gặp phải khi học tập Vật lí ................. 36
Bảng 1.13. Những mong muốn học sinh khi học tập Vật lí............................ 36
Bảng 1.14. Những loại bài tập Vật lí mà HS thường xuyên được giải ........... 37
Bảng 2.1. Khung phân phối chương trình chương “Cơ sở của nhiệt động
lực học” theo chương trình Vật lí 10 cơ bản ................................................... 40
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” ......................... 42
Hình 2.1. Nguyên tắc cấu tạo của động cơ nhiệt ............................................ 43
Sơ đồ 2.2. Phân loại bài tập “Cơ sở của nhiệt động lực học” ......................... 48
iii
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Hình 2.2. Cốc sữa nóng chứa thìa. .................................................................. 49
Hình 2.3. Hình ảnh minh hoa cho nội dung bài 1.4 ........................................ 51
Hình 2.4. Hình minh họa cho nội dung bài 1.5. .............................................. 52
Bảng 3.1. Phiếu dùng cho giáo viên giảng dạy quan sát, cho điểm về sự phát
triển năng lực GQVĐ của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ..... 74
Bảng 3.2. Phiếu dùng cho HS tự cho điểm về sự phát triển năng lực
GQVĐ sau giờ học thực nghiêm/ đối chứng .................................................. 76
Bảng 3.3. Thống kê điểm của bài kiểm tra trước TNSP ................................. 78
Bảng 3.4. Thống kê điểm của bài kiểm tra sau TNSP .................................... 79
Biểu đồ 3.1. Phân bố điểm kiểm tra của học sinh trước TNSP ...................... 79
Biểu đồ 3.2. Phân bố điểm kiểm tra của học sinh sau TNSP.......................... 80
Bảng 3.5. Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích trước TNSP ............... 81
Bảng 3.6. Phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích sau TNSP................... 82
Biểu đồ 3.3. Phân bố đường lũy tích điểm kiểm tra của HS trước TNSP ...... 82
Biểu đồ 3.4. Phân bố đường tích lũy điểm kiểm tra của HS sau TNSP ......... 83
Bảng 3.7. Kết quả xử lý các tham số............................................................... 83
Bảng 3.8. Kết quả xử lý các tham số............................................................... 84
iv
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ ii
DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH VẼ ................... iii
MỤC LỤC ........................................................................................................ v
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài. ......................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................. 2
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .......................................................... 3
4.1. Khách thể nghiên cứu ............................................................................... 3
4.2. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 3
5. Vấn đề nghiên cứu ....................................................................................... 3
6. Giả thuyết khoa học .................................................................................... 3
7. Giới hạn phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 3
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................. 4
8.1. Ý nghĩa lý luận của đề tài ......................................................................... 4
8.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ...................................................................... 4
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................. 4
9. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 4
10. Cấu trúc của luận văn ............................................................................... 5
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............ 6
1.1. Cở sở lý luận của đề tài ............................................................................ 6
1.1.1. Mục tiêu giáo dục của Việt Nam hiện nay............................................ 6
1.1.2. Một vài ví dụ về nghiên cứu năng lực của học sinh trên thế giới
và ở Việt Nam ................................................................................................... 6
1.1.3. Tìm hiểu năng lực và phân loại năng lực trong dạy học ..................... 7
1.1.3.1. Một số khái niệm về năng lực .............................................................. 7
v
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
1.1.3.2. Phân loại năng lực ........................................................................ 9
1.1.4. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập Vật lí ........... 11
1.1.4.1. Khái niệm vấn đề, giải quyết vấn đề và năng lực giải quyết vấn đề
trong học tập mơn Vật lí.................................................................................. 11
1.1.4.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí ................. 11
1.1.5. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề ................................................ 13
1.1.5.1. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề .................................................. 13
1.1.5.2. Những biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề ................... 14
1.1.6. Bài tập vật lý ......................................................................................... 17
1.1.6.1. Khái niệm bài tập vật lý ..................................................................... 17
1.1.6.2. Vai trò của bài tập vật lý .................................................................... 17
1.1.6.3. Phân loại bài tập Vật lí ..................................................................... 18
1.1.7. Bài tập thực tiễn trong dạy học vật lý.................................................. 19
1.1.7.1. Khái niệm bài tập thực tiễn trong dạy học vật lý ............................... 19
1.1.7.2. Vai trò, chức năng của bài tập vật lí thực tiễn .................................. 19
1.1.7.3. Các nguyên tắc chung, quy trình xây dựng và sử dụng hệ thống
bài tập thực tiễn trong dạy học Vật lí ở trường phổ thơng ............................. 21
1.1.7.4. Quy trình thiết kế bài tập thực tiễn .................................................... 23
1.1.8. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề qua hoạt động giải bài tập
thực tiễn .......................................................................................................... 24
1.1.9. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề qua hoạt động giải bài tập
thực tiễn .......................................................................................................... 26
1.2. Cơ sở thực tiễn của việc sử dụng bài tập thực tiễn
trong dạy học Vật lí ....................................................................................... 30
1.2.1. Mục đích điều tra ................................................................................. 30
1.2.2. Đối tượng điều tra ................................................................................ 30
1.2.3. Kết quả và đánh giá kết quả điều tra................................................... 31
1.2.3.1. Kết quả điều tra giáo viên .................................................................. 31
vi
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
1.2.3.2. Kết quả điều tra học sinh ................................................................... 34
1.2.4. Nguyên nhân của các thực trạng ........................................................ 37
Kết luận chương 1 ......................................................................................... 38
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
THỰC TIỄN “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” TRONG
CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG ..................... 40
2.1.Vị trí và vai trị của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” trong
chương trình vật lý THPT ............................................................................ 40
2.1.1. Vị trí chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” ................................... 40
2.1.2. Vai trò kiến thức của chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” ........ 40
2.2. Cấu trúc nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học”
vật lí 10 cơ bản ............................................................................................... 41
2.2.1. Cấu trúc nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” ............. 41
2.2.2. Nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” ............................ 44
2.2.2.1. Nội năng là gì? ................................................................................... 44
2.2.2.2. Các cách làm thay đổi nội năng của hệ ............................................. 44
2.2.2.3. Các nguyên lý của Nhiệt động lực học .............................................. 45
2.3. Xây dựng hệ thống bài tập thực tiễn “Cơ sở của nhiệt động
lực học” nhằm phát huy năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
trung học phổ thông ...................................................................................... 48
2.3.1. Bài tập áp dụng chủ đề 1 ..................................................................... 49
2.3.2. Bài tập áp dụng chủ đề 2 ..................................................................... 54
2.3.3. Bài tập áp dụng chủ đề 3 ..................................................................... 57
2.3.4. Bài tập áp dụng chủ đề 4 ..................................................................... 61
2.4. Thiết kế phương án dạy học “Cơ sở của nhiệt động lực học” có sử
dụng bài tập đã xây dựng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề .. 62
Kết luận chương 2 ......................................................................................... 70
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................ 71
vii
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm .................................................. 71
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .................................................... 71
3.3. Thời gian, địa điểm, đối tượng thực nghiệm sư phạm ..................... 72
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm .......................................................... 72
3.4.1.Công tác chuẩn bị ................................................................................. 72
3.4.2.Quy trình thực nghiệm .......................................................................... 73
3.5. Kết quả và xử lí kết quả ......................................................................... 74
3.5.1. Xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ..................... 74
3.5.2.Xây dựng phiếu đánh giá và đề kiểm tra ............................................. 74
3.5.3.Quy trình xử lí số liệu thống kê ............................................................ 77
3.5.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................. 78
3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sư pham ......................................... 85
Kết luận chương 3 ......................................................................................... 85
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 86
1. Kết luận ...................................................................................................... 86
2. Khuyến nghị ............................................................................................... 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 87
PHỤ LỤC
viii
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ tư hay còn được biết đến với tên
gọi “Cuộc các mạng công nghiệp 4.0” đang phát triển mạnh mẽ trên tồn thế
giới. Tại Việt Nam đang có sự tiếp cận nhanh chóng cuộc cách mạng này vì
nó có tác động lớn đối với nền kinh tế, đời sống xã hội và có ảnh hưởng
khơng nhỏ đến giáo dục nước ta. Để đáp ứng cuộc cách mạng này, môi trường
giáo dục Việt Nam cần phải thay đổi một cách sâu sắc từ vai trò người dạy,
tâm thế người học đến phương pháp dạy và học. Một trong những nhiệm vụ
cơ bản của đội ngũ giáo viên là không ngừng cải tiến nội dung và phương
pháp giảng dạy nhằm phát triển năng lực của học sinh. Chính vì thế mà người
giáo viên phải biết thiết kế nội dung, các hoạt động lên lớp một cách hợp lý,
phù hợp với từng đối tượng học sinh nhằm khơi dậy niềm say mê sáng tạo và
khả năng khám phá khoa học.
Vật lí học là ngành khoa học cơ bản nghiên cứu các dạng vận động của
vật chất và sự tương tác giữa chúng. Những thành tựu trong nghiên cứu Vật lí
đã được ứng dụng rộng rãi và là tiền đề cho các cuộc cách mạng khoa học,
công nghệ trên thế giới. Ở trường phổ thơng, mơn Vật lí cùng các mơn học
khác đều nhằm mục tiêu phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học
sinh. Với vị trí và chức năng của môn học trong những năm qua giáo viên
giảng dạy mơn Vật lí nói chung đã có những chuyển biến mạnh mẽ, đổi mới
phương pháp giảng dạy nhằm đáp ứng mục tiêu đào tạo trong giai đoạn mới.
Trong dạy và học Vật lí ở trường phổ thơng, bài tập Vật lí ln giữ một
vị trí đặc biệt quan trọng để hồn thành tốt nhiệm vụ. Bài tập Vật lí đóng vai
trị là nội dung và phương tiện để truyền tải kiến thức, rèn luyện tư duy và kỹ
năng thực hành một cách hiệu quả nhất. Hiện nay trong các tiết dạy bài tập
Vật lí hầu hết giáo viên đều sử dụng các dạng bài tập tính tốn trong đó chứa
các dữ liệu là các con số sao cho phù hợp với các cơng thức, phương trình mà
1
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
ít chú ý gắn số liệu với ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực. Từ đó dẫn đến
chưa tạo ra được cảm giác hứng thú học tập thực sự cho học sinh. Thậm chí
có thể dẫn đến sự nhàm chán, khơng kích thích được sự phát triển năng lực
giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo cho học sinh.
Để góp phần khắc phục vấn đề nêu trên chúng tôi chọn đề tài nghiên
cứu: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn “Cơ sở của nhiệt
động lực học” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
trung học phổ thơng”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn “Cơ sở của nhiệt động
lực học” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học
tập.
- Thiết kế tiến trình dạy học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” với
việc sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm phát triển năng lực giải
quyết vấn đề của học sinh trung học phổ thơng tại huyện Kim Bơi, tỉnh Hịa
Bình.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập vật lý nói chung và bài tập thực
tiễn nói riêng trong dạy và học Vật lý.
- Khảo sát thực trạng việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lý có
nội dung thực tiễn; năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học bài tập
vật lý có nội dung gắn liền với thực tiễn.
- Đề xuất cách thức xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung
thực tiễn trong dạy học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” vật lý lớp 10
cơ bản.
- Biên soạn hệ thống bài tập gắn với thực tiễn trong dạy học chương “Cơ
sở của nhiệt động lực học” vật lý lớp 10 cơ bản.
2
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá kết quả và tính khả thi của
đề tài về việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học phổ
thông.
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
4.1. Khách thể nghiên cứu:
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn “Cơ sở của nhiệt động
lực học” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh tại trường
Trung học phổ thông 19-5 Kim Bơi, Hịa Bình.
4.2. Đối tượng nghiên cứu:
+ Nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” vật lý 10 cơ bản;
+ Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi học chương “Cơ sở của
nhiệt động lực học” vật lý 10 cơ bản sử dụng hệ thống bài tập có nội dung gắn
với thực tế.
5. Vấn đề nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau:
- Phương thức xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chương
“Cơ sở của nhiệt động lực học” vật lý 10 cơ bản;
- Sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng trong thực nghiệm sư phạm và
đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trên cơ sở lý
luận đã nghiên cứu.
6. Giả thuyết khoa học
Dựa vào các nguyên tắc, phương thức, quy trình xây dựng và sử dụng hệ
thống bài tập thực tiễn “Cơ sở của nhiệt động lực học” nhằm phát triển năng
lực giải quyết vấn đề của học sinh tại trường THPT 19 -5 Kim Bôi, Hịa Bình.
7. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Khảo sát thực trạng việc sử dụng các bài tập thực tiễn chương “Cơ sở
của nhiệt động lực học” của giáo viên dạy vật lý ở một số trường THPT trên
địa bàn huyện Kim Bơi, tỉnh Hịa Bình trong năm học 2018 - 2019.
3
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
- Khảo sát, đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
các lớp 10A1, 10A4 trường THPT 19 -5 Kim Bôi, huyện Kim Bôi, tỉnh Hịa
Bình trước, trong và sau khi học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” sử
dụng hệ thống bài tập gắn với thực tiễn so với học sinh học và sử dụng bài tập
có trong chương trình sách giáo khoa hiện hành.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
8.1. Ý nghĩa lý luận của đề tài
Đưa ra được quy trình, nguyên tắc xây dựng và sử dụng hệ thống bài
tập thực tiễn “Cơ sở của nhiệt động lực học”, từ đó phát triển năng lực giải
quyết vấn đề của học sinh trung học phổ thông.
Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và hệ thống bài tập đã xây dựng có thể
mở rộng đề tài cho việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn ở các
chương khác trong chương trình vật lý phổ thơng nhằm phát triển năng lực
giải quyết vấn đề và một số năng lực khác của học sinh.
8.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài ngồi việc sử dụng cho trường THPT 19
-5 Kim Bơi, Hịa Bình, cịn có thể được áp dụng cho nhiều trường THPT
khác, giúp giáo viên biên soạn được hệ thống bài tập có các thơng tin, nội
dung gắn liền với thực tiễn đời sống, kỹ thuật, chương “Cơ sở của nhiệt động
lực học” vật lý 10 cơ bản nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học
sinh.
9. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn như sau:
- Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lý nói chung và
bài tập thực tiễn nói riêng. Trên cơ sở đó tìm hiểu về năng lực giải quyết vấn
đề của học sinh... thông qua việc tập hợp và sử dụng tài liệu.
4
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
- Nghiên cứu thực tiễn: Thông qua quan sát, điều tra- khảo sát, tổng kết
kinh nghiệm, tham vấn các chuyên gia giáo dục; các chuyên gia trong lĩnh
vực công nghiệp liên quan đến nội dung đề tài.
- Thực nghiệm sư phạm: Tuyển chọn và tiến hành dạy song song nhóm
thực nghiệm và nhóm đối chứng. Các nhóm được phân bố đều số học sinh có
học lực tương đương nhau tại trường THPT 19-5 Kim Bơi, huyện Kim Bơi,
tỉnh Hịa Bình. Ở nhóm thực nghiệm có sử dụng hệ thống bài tập được xây
dựng, cịn nhóm đối chứng sử dụng hệ thống bài tập đã biên soạn trong sách
giáo khoa.
- Sử dụng phương pháp thống kê nhằm phân tích, đánh giá kết quả thực
nghiệm sư phạm một cách chính xác và khoa học.
Trên cơ sở phân tích định tính và định lượng kết quả kiểm tra trong quá
trình thực nghiệm sư phạm có thể đánh giá hiệu quả và tính khả thi của đề tài
nghiên cứu.
10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn
dự kiến được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn “Cơ sở của
nhiệt động lực học” trong chương trình Vật lí trung học phổ thơng
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
5
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Cở sở lý luận của đề tài
1.1.1. Mục tiêu giáo dục của Việt Nam hiện nay
Mục tiêu giáo dục là nhằm phát triển toàn diện con người Việt Nam có
đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp; có phẩm chất,
năng lực và ý thức cơng dân; có lịng u nước, tinh thần dân tộc, trung thành
với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; phát huy tiềm năng, khả
năng sáng tạo của mỗi cá nhân; nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực,
bồi dưỡng nhân tài, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ tổ quốc
và hội nhập quốc tế [13].
Để đáp ứng mục tiêu đó chương trình Giáo dục phổ thơng được xây
dựng trên quan điểm coi giáo dục phổ thông là giáo dục con người toàn diện.
Đồng thời phát triển giáo dục là quốc sách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí,
đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Phát triển giáo dục gắn với nhu cầu phát
triển kinh tế - xã hội, tiến bộ khoa học, cơng nghệ, củng cố quốc phịng, an
ninh; thực hiện chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa; bảo đảm cân đối về cơ
cấu trình độ, cơ cấu ngành nghề, cơ cấu vùng miền; mở rộng quy mô trên cơ
sở bảo đảm chất lượng và hiệu quả; kết hợp giữa đào tạo và sử dụng ...
1.1.2. Một vài ví dụ về nghiên cứu năng lực của học sinh trên thế giới và
Việt Nam
Năm 2001 F.E. Weinert (OECD) đã đưa ra năng lực của học sinh là
sự kết hợp hợp lí kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham gia để cá nhân hành
động có trách nhiệm và biết phê phán tích cực, hướng tới giải pháp cho các
vấn đề.
Các nghiên cứu của Howard Gardner đã phân tích 8 lĩnh vực trí năng
của con người, đó là ngơn ngữ, logic tốn học, âm nhạc, khơng gian, vận
động cơ thể, giao tiếp, tự nhận thức, hướng tới thiên nhiên để dẫn đến khái
6
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
niệm năng lực. Trên cơ sở đó chương trình giáo dục phổ thông được thiết
kế theo hướng tiếp cận năng lực gồm
năng
lực
chung
(general
competence) và năng lực chuyên biệt (subject - specific compentene).
Hội đồng Giáo dục Châu Âu (các nước OECD), đưa ra khung NL cho
HS phổ thông gồm: NL liên môn ( khả năng học các nội dung mơn học có kiến
thức liên môn); NL linh hoạt sáng tạo (khả năng học cách thức làm việc có
phương pháp học, làm việc hiệu quả); NL sử dụng máy móc một cách thơng
minh; NL xã hội (khả năng giao tiếp, ứng xử); NL cá nhân.
Bộ giáo dục các nước Canađa, Newzeland, Indonexia,... cũng làm rõ khái
niệm NL học sinh và xác định hệ thống các NL cần phát triển ở HS.
Ở Việt Nam (tháng 12 năm 2018) Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xác định:
Chương trình giáo dục phổ thơng cần hình thành và phát triển cho học sinh
những NL chủ yếu sau: Năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp
tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Những năng lực đặc thù được
hình thành và phát triển thông qua các môn học và hoạt động giáo dục nhất
định như: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính tốn, năng lực khoa học, năng lực
cơng nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất [5]
Như vậy, các tài liệu trong và ngoài nước đều khẳng định tầm quan
trọng của việc phát triển NL cho HS trong giáo dục phổ thông, xác định
khung NL cần phát triển cho HS trong đó năng lực giải quyết vấn đề
(NLGQVĐ) là NL chung quan trọng cần phát triển cho HS ở mọi cấp học và
môn học. Dựa trên các nguyên tắc cơ bản, để nghiên cứu về phát triển
NLGQVĐ của học sinh trong mối quan hệ giữa bài tập và lý thuyết chương
“Cơ sở của nhiệt động lực học” cho học sinh THPT, đó cũng là mục tiêu của
luận văn này.
1.1.3. Tìm hiểu năng lực và phân loại năng lực trong dạy học
1.1.3.1. Một số khái niệm về năng lực
Có rất nhiều ý kiến khác nhau về khái niệm “Năng lực”, tuy nhiên đa số
7
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
các ý kiến đều cho rằng năng lực được cấu tạo từ các thành tố phức tạp, do
các tố chất và hoạt động của con người tương tác mà tạo thành.
+ Trên thế giới:
- Hội nghị chuyên đề về năng lực cơ bản của Hội đồng Châu Âu
(OECD) đã đưa ra kết luận về khái niệm NL của HS trong q trình học tập
các mơn học, đó là sự tổng hịa của bốn năng lực: “NL chun mơn, NL
phương pháp, NL xã hội và NL cá thể” [20].
- Nhà tâm lý học người Pháp Dennyse Tremblay cho rằng “NL là khả
năng hành động đạt được thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả
năng huy động và sử dụng hiệu quả nhiều nguồn lực tích hợp của cá nhân khi
giải quyết vấn đề của cuộc sống” [21].
- Giáo sư tâm lí học Howard Gardner của đại học Harvard (Mỹ) đã
phân tích 8 lĩnh vực trí năng của con người, theo ông để giải quyết một
vấn đề (problem) trong cuộc sống thì con người cần phải có sự kết hợp các
mặt trí năng liên quan với nhau, sự kết hợp này tạo nên năng lực cá nhân.
Quan điểm về năng lực của H. Gardner đã có sự thống nhất với nhiều tác giả
trên nghiên cứu về NL đó là sự tổ hợp các kiến thức, kĩ năng, thái độ và được
thể hiện thơng qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được
[8].
- Bộ Giáo Dục Canađa trong chương trình giáo dục trung học Quenbec
đã đưa ra: Năng lực có thể định nghĩa như là một khả năng hành động hiệu quả
bằng sự cố gắng dựa trên nhiều nguồn lực. Những khả năng này được sử
dụng một cách phù hợp, bao gồm tất cả những gì học được từ nhà trường cũng
như những kinh nghiệm của HS; những kĩ năng thái độ và sự hứng thú; ngồi
ra cịn có các nguồn bên ngồi chẳng hạn như bạn cùng lớp, thầy cô giáo,
các chuyên gia hoặc các nguồn thông tin khác [16].
- Quan niệm trong cải cách giáo dục ở Inđonexia cho rằng: Năng lực
(compentence) là những kiến thức (knowleglge), kĩ năng (skills) và các giá trị
8
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
(values) được phản ánh trong thói quen suy nghĩ và hành động của mỗi cá
nhân. Thói quen tư duy và hành động kiên trì, liên tục có thể giúp một người
trở nên có NL với ý nghĩa làm một việc gì đó trên cơ sở có kiến thức, kĩ năng
và các giá trị cơ bản [14].
+ Ở Việt Nam
- Trong từ điển Tiếng Việt khái niệm NL được xác định là “Khả năng,
điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó,
phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo cho con người khả năng hồn thành một loại
hoạt động nào đó với chất lượng cao” [12].
- Dự thảo chương trình Giáo dục phổ thông của Bộ Giáo dục và Đào tạo
đã xác định: “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ
tố chất sẵn có và q trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động
tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú,
niềm tin, ý chí...thực hiện thành công một loại hoạt động xác định, đạt kết quả
mong muốn trong những điều kiện cụ thể"[5].
Tóm lại có thể hiểu một cách tổng quát: NL là sự kết hợp một cách
linh hoạt và có tổ chức, các nguồn lực kiến thức, kĩ năng, thái độ được huy
động để đảm bảo hoạt động có hiệu quả trong bối cảnh, tình huống nhất
định. Cho dù cách biểu đạt có khác nhau, nhưng cách hiểu về khái niệm NL
đều chứa đựng nội dung chủ yếu đó là yếu tố cơ bản, thiết yếu mà bất kỳ ai
cũng cần phải có để sống, học tập và làm việc hiệu quả.
1.1.3.2. Phân loại năng lực
Trên thế giới tùy theo khu vực, quốc gia có những phân loai khác
nhau về năng lực, nhưng nhìn chung có thể phân NL thành năng lực chung
và năng lực đặc thù.
Theo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể (Ban hành kèm theo
Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng
9
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Bộ Giáo dục và Đào tạo) thì chương trình cần hình thành cho học sinh những
năng lực cốt lõi sau:
Sơ đồ 1.1. Phân loại năng lực
Phân loại năng lực
Năng lực chung
Năng lực chuyên biệt
Được hình thành, phát triển
Những năng lực đặc thù
thông qua tất cả các môn học và
(chuyên biệt) được hình thành,
hoạt động giáo dục: năng lực tự chủ
phát triển chủ yếu thông qua một
và tự học, năng lực giao tiếp và hợp
số môn học và hoạt động giáo dục
tác, năng lực giải quyết vấn đề và
nhất định: năng lực ngơn ngữ,
sáng tạo;
năng lực tính tốn, năng lực khoa
học, năng lực công nghệ, năng lực
tin học, năng lực thẩm mĩ, năng
lực thể chất.
Mối quan hệ giữa năng lực chung và năng lực chuyên biệt
- Năng lực chung là cơ sở của năng lực chuyên biệt, nếu năng lực
chung càng phát triển thì càng dễ dàng đạt được năng lực chun mơn.
- Năng lực chun mơn phát triển thì trong những điều kiện nhất
định lại có ảnh hưởng tích cực đối với năng lực chung.
- Trên thực tế muốn có kết quả tốt trong một lĩnh vực nào đó thì
năng lực chung phải phát triển ở một trình độ cần thiết và có năng
lực chun mơn tương ứng với cơng việc của mình. Những năng lực
này khơng phải là bẩm sinh, mà nó có được do sự phát triển giáo
dục, bồi dưỡng của con người.
10
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
1.1.4. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập Vật lí
1.1.4.1. Khái niệm vấn đề, giải quyết vấn đề và năng lực giải quyết vấn đề
trong học tập mơn Vật lí
Theo từ điển Tiếng Việt [12], vấn đề là điều cần được xem xét, nghiên
cứu giải quyết.
Theo I.Ia.Lecne: “Vấn đề là một câu hỏi nảy ra hay được đặt ra cho chủ
thể, mà chủ thể chưa biết lời giải từ trước và phải tìm tịi sáng tạo lời giải,
nhưng chủ thể đã có sẵn một số phương tiện ban đầu để sử dụng thích hợp
vào việc tìm tịi nó” [11]. Vấn đề có nhiều loại từ đơn giản đến phức tạp,
ngồi ra vấn đề cịn tồn tại trong các tình huống, bối cảnh khác nhau.
Trong dạy học Vật lí vấn đề là nhiệm vụ ví dụ một bài toán mà chủ thể
nhận thức (như người học hay đối tượng tiếp thu) chưa biết con đường giải
quyết và kết quả giải quyết vấn đề; tuy nhiên chủ thể có sẵn kiến thức, kĩ năng
thích hợp và có nhu cầu giải quyết vấn đề đó.
Như vậy có thể hiểu giải quyết vấn đề trong học tập Vật lí là người học
huy động được kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm đã có để thực hiện các thao
tác tư duy lí thuyết và thực nghiệm nhằm tìm câu trả lời cho vấn đề. Thơng
qua đó người học thu nhận được những kiến thức và kĩ năng mới.
Các nội dung đã nêu trên đây cho thấy rằng NLGQVĐ của học sinh
trong học tập Vật lí là tổ hợp các NL thành tố, nó cho phép người học huy
động kiến thức, kĩ năng thích hợp, với thái độ tích cực giải quyết thành công
một vấn đề hay một nhiệm vụ nhằm tạo ra nhận thức mới, kiến thức, kĩ năng
và phương pháp mới.
1.1.4.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí
NLGQVĐ trong học tập Vật lí của học sinh gồm các thành tố sau: NL
tìm hiểu vấn đề; NL thiết lập không gian vấn đề; NL lập kế hoạch và thực
hiện giải pháp; NL đánh giá và phản ánh giải pháp.
11
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
Việc chia NLGQVĐ ra các thành tố, các chỉ số hành vi chỉ có tính
tương đối, bởi một năng lực thành tố lại bao gồm nhiều chỉ số hành vi.
Giữa các NL thành tố, các chỉ số hành vi còn có sự lồng ghép, giao thoa
với nhau. Cấu trúc NLGQVĐ được mô tả bằng sơ đồ như sau:
Sơ đồ 1.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề.
Nhận biết tình huống có vấn đề
Tìm hiểu vấn
đề
Xác định, giải thích các thông tin
Chia sẻ sự am hiểu vấn đề
Thu thập, sắp xếp, đánh giá thông tin
Kết nối thông tin với kiến thức đã có
Thiết lập khơng
gian vấn đề
Xác định cách thức, chiến lược GQVĐ
Thống nhất kiến thức, thiết lập không
gian vấn đề
Năng lực
giải quyết
vấn đề
Thiết lập tiến trình thực hiện
Phân bố, xác định cách sử dụng nguồn lực
Lập kế hoạch
và thực hiện
giải pháp
Thực hiện và trình bày giải pháp cho
vấn đề
Tổ chức và duy trì hoạt động nhóm
Đánh giá giải pháp đã thực hiện
Phản ánh về các giá trị giải pháp
Đánh giá, phân
tích giải pháp
Xác nhận kiến thức, kinh nghiệm thu
được
Khái quát hóa cho những vấn đề tương tự
12
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
1.1.5. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề
1.1.5.1. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
Có nhiều quan niệm và tên gọi khác nhau để chỉ về phương pháp và kĩ
thuật dạy học giải quyết vấn đề như: Dạy học nêu vấn đề; dạy học phát hiện
và giải quyết vấn đề... Dù tên gọi có khác nhau nhưng mục tiêu cơ bản của
dạy học giải quyết vấn đề là rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề ở học sinh.
Đối với giáo viên dạy học giải quyết vấn đề là cần đặt ra những vấn đề
cần nhận thức, có chứa mâu thuẫn giữa “cái đã biết” và “cái phải tìm”, trước
học sinh. Trên cơ sở đó dẫn học sinh vào tình huống có vấn đề và cần có nhu
cầu giải quyết vấn đề đó. Dạy học giải quyết vấn đề chính là hướng dẫn học
sinh tìm kiếm và tiếp thu tri thức mới bằng con đường giải quyết vấn đề học
tập một cách sáng tạo.
Trong dạy học giải quyết vấn đề, việc tạo ra tình huống có vấn đề giữ
vai trò trung tâm, chủ đạo. Dạy học giải quyết vấn đề dựa trên nguyên tắc
hoạt động nhận thức: học tập và tìm kiếm, là cánh cửa mở ra cho học sinh
những kết luận khoa học, những phương pháp hoạt động mới. Từ những nhận
thức khoa học mới học sinh có thể liên hệ đến những đối tượng hoặc vấn đề
mới. Bằng cách đó HS có thể bổ sung tri thức và làm giầu kiến thức thực tiễn
của mình. Mục đích của dạy học giải quyết vấn đề là giúp HS hiểu rõ những
kết quả nhận thức khoa học, hệ thống tri thức và cả con đường, quá trình thu
nhận các kết quả. Từ đó có thể tạo điều kiện cho việc hình thành tính tích cực
nhận thức và phát triển khả năng sáng tạo của HS.
Tiến trình giải quyết vấn đề được thể hiện qua các bước sau:
- Bước 1: Phân tích vấn đề
+ Phát hiện vấn đề từ một tình huống đặt vấn đề, thường là do giáo viên
đưa ra.
+ Giải thích và chính xác hóa tình huống của vấn đề.
+ Phát biểu vấn đề và đưa ra mục tiêu giải quyết vấn đề.
13
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
- Bước 2: Đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề
+ Tìm cách giải quyết vấn đề và thường được thực hiện theo trình tự
sau:
Phân tích vấn đề: Tức là làm rõ mối liên hệ giữa cái đã cho và cái cần
tìm.
Đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề: Thường sử dụng phương
pháp: quy lạ về quen, khái quát hóa và tương tự hóa,… Việc thực hiện hướng
giải quyết vấn đề có thể được tiến hành nhiều lần cho đến khi tìm được hướng
đi hợp lí.
Hình thành được một giải pháp.
Kiểm tra tính đúng đắn của giải pháp.
+ Có thể tìm thêm nhiều giải pháp khác để so sánh xem giải pháp nào
là hợp lí nhất.
- Bước 3: Hình thành giải pháp
- Bước 4: Nghiên cứu sâu giải pháp (Chọn giải pháp đúng)
+ Tìm hiểu những khả năng ứng dụng kết quả.
+ Đề xuất những vấn đề mới có liên quan.
1.1.5.2. Những biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề
- Biện pháp 1: Học sinh tập thực hiện giải quyết các vấn đề theo tiến
trình giải quyết vấn đề với các bước đã nêu ở trên. Để làm được điều này:
+ Học sinh cần nắm vững các kiến thức cơ bản: Muốn vậy trong dạy
học từng tiết, từng bài GV cần phải có phần củng cố kiến thức trong bài học
đó để HS nhớ và hiểu được nội dung kiến thức mà họ vừa được học. Đặc biệt,
khi dạy học theo phương pháp giải quyết vấn đề GV cần hệ thống lại những
kiến thức cơ bản của từng chương mà học sinh đã học thơng qua tiết ơn tập
chương. Vì khi hiểu được các kiến thức cơ bản thì HS mới có thể phát hiện ra
được vấn đề cần giải quyết và giải quyết chúng một cách chính xác và nhanh
nhất.
14
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
+ Học sinh cần huy động các kiến thức khác nhau vào giải quyết các
vấn đề phức hợp: Trong quá trình giải từng bài tập cụ thể học sinh khơng cần
sử dụng hết tất cả các kiến thức mà họ đã thu thập, tích lũy được từ trước mà
cần phải biết xem xét những mối liên hệ giữa các yếu tố để chọn lọc một số
kiến thức cần thiết phục vụ cho việc giải từng bài tập cụ thể.
Năng lực huy động kiến thức, tùy từng bài tập mà HS cần huy động
những kiến thức nào cho phù hợp. Một bài tập khi đặt vào thời điểm này có
thể khơng giải được hoặc giải được nhưng rất dài dòng, máy móc, ngược lại ở
thời điểm khác nếu HS biết huy động kiến thức thích hợp thì việc giải bài tập
sẽ dễ dàng và ngắn gọn hơn, độc đáo hơn.
Việc huy động kiến thức để giải quyết vấn đề có ý nghĩa là nhằm chuẩn
bị các thông tin đa dạng, các kiến thức đã biết, gần với thông tin, kiến thức
mới, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển thông tin mới vào vùng trí nhớ
của HS. Từ trong vùng trí nhớ sẽ cung cấp những kiến thức cần thiết đủ để
giải quyết vấn đề mới nhằm giúp HS thu thập được kiến thức mới sau khi vấn
đề đã được giải quyết. Ngồi ra thơng qua việc huy động kiến thức HS cũng
có cơ hội để rà sốt lại vốn kiến thức của mình xem những gì đã nắm chắc và
những gì cần phải tìm hiểu thêm. HS cũng có thể nhận thức được những kiến
thức nào là quan trọng và khó cần được học dưới sự hướng dẫn của GV,
những kiến thức nào có thể tự học ở nhà thơng qua SGK hoặc các tài liệu
tham khảo khác.
- Biện pháp 2: Học sinh thấy được ứng dụng thực tiễn của kiến thức từ
đó tạo hứng thú trong q trình học.
Thực tiễn đóng vai trị quyết định của q trình nhận thức, là tiêu chuẩn
chân lí của Vật lí cũng như các ngành khoa học khác. Tính thực tiễn của Vật
lí thể hiện qua ứng dụng của Vật lí vào trong thực tiễn đời sống và kĩ thuật.
Thực tiễn cịn có vai trị quan trọng trong việc hình thành cho HS khả năng
15
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
