thiết kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương trình vật lý 11 nâng cao theo chu trình học tập 3e sử dụng phet simulations

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
....o0o….

TRẦN YẾN NHI

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI THUỘC
CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO CHU
TRÌNH HỌC TẬP 3E SỬ DỤNG PHET SIMULATIONS

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh, 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
....o0o….

TRẦN YẾN NHI

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI THUỘC
CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO CHU
TRÌNH HỌC TẬP 3E SỬ DỤNG PHET SIMULATIONS

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn:
TS. Nguyễn Đông Hải

Thành phố Hồ Chí Minh, 2012


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư phạm Thành
phố Hồ Chí Minh, ngoài sự nỗ lực không ngừng của bản thân, tôi luôn nhận được
sự quan tâm, giúp đỡ, hỗ trợ của gia đình, thầy cô, bạn bè và người thân. Đến nay
tôi đã hoàn thành xong đề tài.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo đã
hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này, TS. Nguyễn Đông Hải, người đã tận tình chỉ
bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình triển khai và hoàn thiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân yêu trong gia đình đã
luôn quan tâm, động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập
cũng như nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm
Thành phố Hồ Chí Minh.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè tôi, những người luôn quan
tâm và ủng hộ để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này.
Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù tôi luôn cố gắng để hoàn thành đề tài
một cách tốt nhất nhưng sẽ không thể tránh khỏi nhưng thiếu sót. Tôi hi vọng nhận
được sự nhận xét góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................... 1
MỤC LỤC................................................................................................. 4
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... 6
CHƯƠNG MỞ ĐẦU ................................................................................ 7

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN ............................................................. 10
1.1. Yêu cầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay ...........10
1.2. Giới thiệu về dạy học theo chu trình...............................................................12
1.3. Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E ..........................16
1.3.1. Mô hình dạy học của Johann Friedrich Herbart .......................................16
1.3.2. Mô hình dạy học của John Dewey ...........................................................18
1.3.3. Chu trình học tập của Heiss, Obourn và Hoffman. ..................................19
1.3.4. Chu trình học tập Atkin – Karplus ...........................................................20
1.3.5. Mô hình dạy học theo chu trình BSCS 5E hiện nay.................................21
1.4. Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng chu trình học tập 5E ở Việt Nam và trên
thế giới ...................................................................................................................25
1.4.1. Điều kiện sử dụng chu trình học tập 5E ...................................................25
1.4.2. Thực tế của việc sử dụng chu trình học tập 5E trong dạy học .................25
1.5. Giới thiệu về PhET Simulations .....................................................................26
1.5.1. Đôi nét về PhET Simulations ...................................................................26
1.5.2. Lý do giới thiệu về PhET Simulations .....................................................27
1.5.3. Cách sử dụng PhET Simulations ..............................................................28
1.6. Kết luận chương 1 ...........................................................................................30

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI
HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO CHU TRÌNH HỌC TẬP 3E SỬ
DỤNG PHET SIMULATIONS .............................................................. 31
CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .......................................... 105


3.1. Mục đích của việc tiến hành thực nghiệm sư phạm .....................................105
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ..................................................................105
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm....................................................................105
3.3.1. Chuẩn bị .................................................................................................105
3.3.2. Hoạt động trên lớp ..................................................................................106

3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm ......................................................................106
3.5. Thuận lợi và khó khăn trong quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm ......136
3.5.1. Thuận lợi ................................................................................................137
3.5.2. Khó khăn ................................................................................................137
3.6. Kết luận chương 3 .........................................................................................137

KẾT LUẬN ........................................................................................... 139
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 140


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Phổ thông

:

PT

Phương pháp

:

PP

Giáo viên

:

GV

Học sinh

:

HS

Giáo dục

:

GD

Trung học phổ thông

:

THPT

Sách giáo khoa

:

SGK

Phương pháp giảng dạy

:

PPGD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nền giáo dục của nước ta hiện nay đang không ngừng đẩy mạnh đổi mới cả về
phương pháp lẫn nội dung dạy – học, đòi hỏi không chỉ những người làm công tác
quản lý giáo dục mà cả giáo viên, học sinh – những người trực tiếp tham gia vào
việc thử nghiệm các phương pháp và nội dung mới – cũng phải tích cực, chủ động
trong việc đổi mới cách thức tổ chức dạy – học. Nội dung thứ hai trong chỉ thị về
việc phát động phong trào thi đua “Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích
cực” trong các trường phổ thông giai đoạn 2008 – 2013 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục
– Đào tạo Nguyễn Thiện Nhân là:
- Dạy và học có hiệu quả, phù hợp với đặc điểm lứa tuổi của HS ở mỗi địa
phương, giúp các em tự tin trong học tập.
- Thầy, cô giáo tích cực đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm khuyến khích sự
chuyên cần, tích cực, chủ động, sáng tạo và ý thức vươn lên, rèn luyện khả năng tự
học của HS.
- Học sinh được khuyến khích đề xuất sáng kiến và cùng các thầy cô giáo thực
hiện các giải pháp để việc dạy và học có hiệu quả ngày càng cao [11].
Chính điều này đã thể hiện rõ tầm quan trọng và tính cấp thiết của vấn đề đổi
mới phương pháp dạy – học. Để nâng cao chất lượng giáo dục và thúc đẩy quá trình
dạy – học đạt hiệu quả ngày càng cao, người giáo viên ngoài việc không ngừng
nâng cao chuyên môn nghiệp vụ còn cần phải tích cực và chủ động hơn nữa trong
việc đổi mới phương pháp giảng dạy, cần biết lựa chọn phương pháp giảng dạy tối
ưu [7, tr.9].
Trong công tác giảng dạy đặc biệt là đối với bộ môn Vật lý, việc thực hiện các
thí nghiệm Vật lý trong giờ học là rất cần thiết đối với cả giáo viên và học sinh.
Song, với cơ sở vật chất còn hạn chế của một số trường phổ thông hiện nay cộng
với thời gian hạn hẹp của một tiết học khiến việc tiến hành thí nghiệm ngay trong
giờ lên lớp trở nên rất khó khăn cho cả thầy và trò.

Qua quá trình nghiên cứu những lý thuyết về dạy học theo chu trình, tôi nhận
thấy việc dạy học theo chu trình có thể phát huy tốt năng lực sáng tạo trong học tập
của HS đồng thời kích thích các em tham gia tích cực vào quá trình học tập. Tuy
nhiên, mô hình dạy học theo chu trình còn mới mẻ và chưa được áp dụng nhiều ở
Việt Nam.
Vì những lý do thực tiễn nói trên cũng như mong muốn đóng góp một phần khả
năng của mình vào việc đổi mới phương pháp dạy – học, đồng thời được sự giới
thiệu và hướng dẫn của thầy Nguyễn Đông Hải, tôi chọn nghiên cứu đề tài “Thiết
kế tiến trình dạy học một số bài thuộc chương trình Vật lý 11 nâng cao theo chu
trình học tập 3E sử dụng PhET Simulations” làm luận văn tốt nghiệp.
2. Mục đích nghiên cứu
Giới thiệu về dạy học theo chu trình và việc áp dụng dạy học theo chu trình
trong trường học ở Việt Nam. Trên cơ sở đó, giới thiệu một số giáo án mẫu áp dụng
dạy học theo chu trình với sự hỗ trợ của PhET Simulations.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình học tập môn Vật lý theo chu trình 3E của học
sinh THPT.
- Phạm vi nghiên cứu: một số bài học thuộc chương trình Vật lý 11 nâng cao.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu về một số phương pháp dạy – học mới, về mô hình dạy học theo chu
trình 5E và chu trình 3E.
- Tìm hiểu về PhET Simulations và cách sử dụng nó nhằm hỗ trợ cho việc tổ chức
dạy học theo chu trình.
- Thiết kế tiền trình dạy học một số bài thuộc chương trình Vật lý 11 nâng cao theo
chu trình 3E với sự hỗ trợ của PhET Simulations.
- Thực nghiệm dạy một số bài đã soạn theo chu trình 3E ở trường phổ thông nhằm
đánh giá tình khả thi của mô hình dạy học theo chu trình trong dạy học Vật lý ở
trường phổ thông ở Việt Nam hiện nay.

5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm
6. Bố cục của luận văn
Luận văn bao gồm:
- Chương mở đầu
- Chương 1: Cơ sở lý luận
- Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học Vật lý 11 nâng cao theo
chu trình học tập 3E sử dụng PhET Simulations
- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN
Trong chương này tôi trình bày các vấn đề sau:
- Yêu cầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay
- Giới thiệu về dạy học theo chu trình
- Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E
- Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng chu trình học tập 5E ở Việt Nam
1.1. Yêu cầu đổi mới PPGD theo hướng tích cực hóa người học hiện nay
Dạy học là một quá trình bao gồm hai mặt có mối quan hệ chặt chẽ và bổ sung
cho nhau một cách thống nhất, đó là hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học
của học sinh. Lý luận dạy – học cũng từ đó xuất hiện hai quan niệm khác nhau về
vai trò của giáo viên và học sinh:
-

Dạy – học lấy giáo viên làm trung tâm

-

Dạy – học lấy học sinh làm trung tâm

Trong những năm gần đây, xu hướng chuyển từ dạy - học lấy giáo viên làm
trung tâm sang dạy - học lấy học sinh làm trung tâm diễn ra mạnh mẽ.
Hiện nay vấn đề phát huy tính tích cực chủ động và sáng tạo trong học tập của
học sinh là một trong những vấn đề cấp thiết của ngành giáo dục nước ta. Việc này
đòi hỏi giáo viên không ngừng nỗ lực hoàn thiện kĩ năng giảng dạy để nâng cao
kiến thức cho học sinh, không ngừng phát huy sự sáng tạo của bản thân để có được
những mô hình tổ chức dạy – học tiến bộ, những phương pháp giảng dạy mới mẻ
mà hiệu quả. Yêu cầu của việc đổi mới phương pháp giảng dạy thúc đẩy những
người làm công tác giáo dục tích cực nghiên cứu các phương pháp dạy học mới
nhằm kích thích nhu cầu học tập của học sinh, tăng cường và phát huy tối đa khả
năng tư duy của học sinh đồng thời phát triển khả năng phán đoán của HS. Do vậy
có rất nhiều mô hình dạy – học cùng nhiều phương pháp giảng dạy tích cực đã được
nghiên cứu và áp dụng ở Việt Nam như phương pháp luận, phương pháp trạm,
phương pháp dạy học theo dự án, dạy học hợp tác, dạy học giải quyết vấn đề…
trong đó có thể kể đến một số đề tài nghiên cứu sau:


- Trần Thị Hải, 2009, Hà Nội, Tổ chức dạy học dự án các nội dung kiến thức
chương “ Mắt. Các dụng cụ quang học” – sách giáo khoa vật lý 11, Luận văn thạc
sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý.
- Huỳnh Thị Kim Thoa, TS. Phạm Thế Dân (hướng dẫn), trường Đại học Sư Phạm
Tp.HCM, 2009, Phát huy tính tích cực, tự lực của sinh viên trong dạy học
chương “Dòng điện trong các môi trường” thuộc chương trình Vật lý cao đẳng
sư phạm thông qua việc thiết kế và sử dụng website hỗ trợ dạy học, Luận văn thạc
sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý.
- Trần Thị Thanh Tâm, TSKH. Lê Văn Hoàng (hướng dẫn), trường Đại học Sư

phạm Tp. HCM, 2009, Xây dựng website www.thuvienvatly.com hỗ trợ dạy và học
Vật lý ở trường phổ thông, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp
dạy học môn Vật lý.
- Đặng Hoàng Thủy Tiên, TS. Đỗ Xuân Hội (hướng dẫn), trường Đại học Sư phạm
Tp.HCM, 2011, Vận dụng mô hình học tập trên cơ sở vấn đề (Problem based
learning) vào tổ chức dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động
lực học” Vật lý 10 ban cơ bản, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương
pháp dạy học môn Vật lý.
- Phạm Thị Thu Hằng, TS. Nguyễn Mạnh Hùng (hướng dẫn), trường Đại học Sư
Phạm Tp. HCM, 2009, Tổ chức dạy học chương động lực học chất điểm Vật lý 10
ban cơ bản gắn với thực tiễn nhằm tạo hứng thú học tập cho học sinh và nâng
cao hiệu quả của việc dạy học, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương
pháp dạy học môn Vật lý.
- Trần Thị Xuân, TS. Nguyễn Đình Thước (hướng dẫn), trường Đại học Vinh, 2009,
Phát huy tính tích cực học tập của học sinh thông qua dạy học giải quyết vấn đề
chương “ Động lực học chất điểm” – Vật lý 10 theo chương trình chuẩn, Luận
văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý.
Qua những công trình nghiên cứu trên, có thể nhận thấy là có rất nhiều phương
pháp khác nhau đã và đang được thử nghiệm nhằm kích thích sự chủ động, sáng tạo
của học sinh trong quá trình học tập. Tuy nhiên, ngoài các phương pháp đã nêu thì


mô hình dạy học theo chu trình là mô hình phù hợp và có khả năng đáp ứng được
các mục đích trên nhưng hiện nay vẫn chưa được áp dụng nhiều ở Việt Nam và theo
hiểu biết của bản thân tôi thì chưa có đề tài nghiên cứu nào có liên quan đến mô
hình dạy học theo chu trình. Do đó, trong khóa luận này, tôi sẽ giới thiệu về mô
hình dạy học theo chu trình, cụ thể là mô hình dạy học theo chu trình 5E và 3E.
1.2. Giới thiệu về dạy học theo chu trình
Dạy học theo chu trình là quá trình dạy học một kiến thức cụ thể được chia
thành nhiều giai đoạn nhỏ khác nhau, trong đó mỗi giai đoạn thực hiện một nhiệm

vụ riêng cụ thể.
Trong những năm gần đây, các nhà giáo dục ở nhiều nước trên thế giới đã có sự
quan tâm đặc biệt đối với mô hình dạy học theo chu trình bởi tính khả thi và tác
dụng tích cực của nó trong việc phát triển tính tích cực, chủ động trong học tập của
học sinh.
Từ cuối thập niên 80, BSCS (Chương trình nghiên cứu khoa học sinh vật) [11]
áp dụng rộng rãi mô hình giảng dạy BSCS 5E nhằm phát triển chương trình giảng
dạy và kỹ năng chuyên nghiệp của người GV trong giảng dạy [1, tr.1].
Chu trình học tập 5E là mô hình dạy học theo chu trình bao gồm 5 giai đoạn.
Mỗi giai đoạn của mô hình này có một nhiệm vụ cụ thể góp phần giúp cho GV đưa
ra sự hướng dẫn chặt chẽ trong quá trình dạy học đồng thời giúp HS tiếp thu một
cách có hệ thống các kiến thức về khoa học, công nghệ và hình thành những kỹ
năng, thái độ tích cực trong học tập. Đó là 5 giai đoạn sau:
- Tham gia (Engagement): Giáo viên giới thiệu một tình huống cụ thể hoặc giới
thiệu bài học nhằm kích thích sự tò mò của học sinh đối với kiến thức mới.
- Khám phá (Exploration): Học sinh tự tiến hành các thí nghiệm theo sự hướng dẫn
của giáo viên, quan sát và ghi nhận các hiện tượng diễn ra.
- Giải thích (Explanation): Học sinh thảo luận với nhau về kết quả thí nghiệm và
những hiện tượng không giải thích được ở giai đoạn Khám phá dưới sự hướng dẫn
của GV. Giáo viên gợi ý, giới thiệu, giảng giải về kiến thức mới để học sinh có thể


giải thích được những hiện tượng mà họ chưa giải thích được ở giai đoạn khám phá.
Đây là lúc học sinh tiếp thu và hình thành kiến thức mới.
- Củng cố và mở rộng (Elaboration): Học sinh vận dụng kiến thức vừa học vào việc
giải thích một số hiện tượng tương tự, đưa ra giả thuyết về kết quả của những thí
nghiệm có liên quan và trực tiếp làm các thí nghiệm đó để kiểm chứng giả thuyết.
- Đánh giá (Evaluation): Giáo viên tạo điều kiện để học sinh đưa ra nhiều cách giải
quyết cho cùng một vấn đề và diễn đạt theo cách của mình. Khi đó giáo viên sẽ
quan sát cách mà học sinh vận dụng kiến thức, kỹ năng của mình để đánh giá.

Ngoài ra, giáo viên cũng cho phép học sinh tự đánh giá. Học sinh tự đánh giá bằng
cách trao đổi kiến thức, tự diễn đạt cách giải quyết vấn đề của mình theo nhiều cách
khác nhau.
Ví dụ: Khi dạy bài “Hiện tượng tự cảm” trong chương trình Vật lý lớp 11 nâng
cao thì 5 giai đoạn được thực hiện như sau:
Giai đoạn 1: Tham gia
Vào cuối tiết học trước giáo viên đặt vấn đề cho bài học sau: Khi ta bật công tắc
của một hệ thống bóng đèn thì các bóng đèn sẽ sáng lên cùng lúc hoặc khi ta ngắt
công tắc thì thông thường các đèn sẽ tắt ngay lập tức. Tuy nhiên, trong một số
trường hợp thì khi ta bật công tắc, các đèn không sáng cùng lúc cũng như khi ta
ngắt công tắc thì đèn không tắt ngay. Nguyên nhân gì đã gây ra hiện tượng này?
Hiện tượng này xảy ra trong trường hợp nào? Vấn đề này sẽ được làm sáng tỏ trong
bài học ngày hôm sau: bài “Hiện tượng tự cảm”.
Giai đoạn 2: Khám phá
Học sinh trực tiếp tiến hành các thí nghiệm theo sự hướng dẫn của GV và quan
sát các đặc điểm của hiện tượng diễn ra như đã được liệt kê trong phiếu học tập.
Học sinh ghi nhận những quan sát này vào phiếu học tập.


Thí nghiệm 1
Mắc mạch điện theo sơ đồ:

Yêu cầu HS đóng công tắc và chú ý đến sự thay đổi độ sáng 2 bóng đèn.
Thí nghiệm 2
Mắc mạch điện theo sơ đồ:

Yêu cầu HS ngắt công tắc và chú ý đến sự thay đổi độ sáng 2 bóng đèn.
Học sinh tiến hành các thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng mạch và hiện
tương tự cảm khi ngắt mạch trong phòng thí nghiệm, ghi nhận hiện tượng quan sát
được khi tiến hành thí nghiệm. Với kiến thức ở thời điểm này thì HS không thể giải

thích được hai quan sát sau:
- Trong thí nghiệm 1: đèn 1 sáng lên trước so với đèn 2.


- Trong thí nghiệm 2: đèn D lóe sáng lên rồi mới tắt?
Học sinh bắt đầu đưa ra các giả thuyết của mình nhằm giải thích hiện tượng
quan sát được trong thí nghiệm. Giáo viên cần chú ý quan sát, lắng nghe học sinh để
kịp thời đặt câu hỏi thăm dò nhằm chuyển hướng điều tra của học sinh khi cần thiết.
Giai đoạn 3: Giải thích
Giáo viên yêu cầu học sinh trình bày, thảo luận các kết quả thí nghiệm mà các
em quan sát được và cung cấp kiến thức mới để giúp HS giải quyết các vấn đề các
em không giải thích được với các kiến thức hiện có.
- Giải thích kết quả:
GV đặt câu hỏi dẫn dắt:
• Khi đóng khóa K thì dòng điện trong mạch tăng hay giảm?
• Khi dòng điện tăng lên thì B qua ống tăng hay giảm?
• Khi B tăng lên thì từ thông qua ống tăng hay giảm?
• Khi từ thông tăng thì điều gì sẽ xảy ra ?
• Vậy theo định luật Lenz thì dòng điện cảm ứng này cùng chiều hay ngược chiều
với dòng điện trong mạch?
Yêu cầu HS giải thích tại sao đèn mắc với cuộn cảm lại sáng lên sau.
- Nhận xét câu trả lời và đưa ra cách giải thích chính xác và hoàn chỉnh.
• Khi ngắt khóa K, thì bóng đèn như thế nào?
• Tương tự thí nghiệm trên, trong mạch khi ngắt khóa K có dòng điện cảm ứng hay
không, tại sao?
• Dòng điện cảm ứng này cùng chiều hay ngược chiều dòng điện trong mạch?
• Yêu cầu HS giải thích hiện tượng này.
- Nêu kết luận: Nguyên nhân của các hiện tượng trên đều là do sự xuất hiện của
dòng điện cảm ứng do chính dòng điện trong mạch đó thay đổi.
- Thông báo: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự thay đổi

của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm.


Giai đoạn 4: Củng cố và mở rộng
Cho HS một số bài tập vận dụng hoặc yêu cầu HS giải thích một số hiện tượng
có liên quan. HS phải dự đoán diễn biến và kết quả của các thí nghiệm mới trước
khi làm thí nghiệm kiểm chứng.
Giai đoạn 5: Đánh giá
Yêu cầu học sinh lấy một vài ví dụ về hiện tượng tự cảm.
Đặt câu hỏi : Tại sao em cho rằng đó là hiện tượng tự cảm? Em giải thích hiện
tuọng này như thế nào?
Quan sát cách học sinh vận dụng kiến thức vừa học vào việc trả lời các câu hỏi
do giáo viên đưa ra để đánh giá kiến thức và kỹ năng của HS.
1.3. Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E
Quá trình hình thành và phát triển của chu trình học tập 5E đã kế thừa và phát
huy những tinh hoa của một số mô hình dạy học trước đó. Chủ yếu là các mô hình
của Johann Friedrich Herbart; John Dewey; Heiss, Obourn và Hoffman; Atkin –
Karplus mà tôi sẽ trình bày ngay sau đây.
1.3.1. Mô hình dạy học của Johann Friedrich Herbart
Johann Friedrich Herbart là một nhà triết học người Đức nhưng tư tưởng của
ông có ảnh hưởng to lớn đến nền giáo dục của nước Mỹ trong thập niên 90 của thế
kỷ XX. Theo Herbart mục đích cơ bản của giáo dục là sự phát triển tính cách và quá
trình phát triển tính cách xuất phát từ sự thích thú của học sinh [1, tr.5]. Ông cho
rằng khái niệm chính là nền tảng để xây dựng nên tri thức. Do đó ông quan tâm
nhiều đến vấn đề sự hình thành và phát triển cấu trúc của khái niệm có ảnh hưởng
đặc biệt như thế nào đến tích cách của học sinh. Từ các quan điểm của mình, ông đã
đưa ra hai ý tưởng làm cơ sở cho dạy học là sự quan tâm và hiểu biết về khái niệm.
Theo Herbart, hiệu quả của việc giảng dạy được thể hiện trước hết ở nguyên tắc
đầu tiên là sự quan tâm của HS đối với chủ đề mà người GV đưa ra. Ông nhận thấy
rằng HS đặc biệt có hai mối quan tâm lớn đối với các chủ đề mà người GV đưa ra:

- Họ quan tâm nhiều đến các vấn đề của tự nhiên mà bản thân họ đã từng trải
qua, hay có chút ít kinh nghiệm và hiểu biết về vấn đề đó.


- Họ thực sự quan tâm đến các vấn đề xã hội có tác động đến họ.
Do đó người giáo viên dạy các môn khoa học có thể dựa vào sự ham hiểu biết
của học sinh đối với thế giới tự nhiên để dễ dàng truyền đạt các kiến thức khoa học.
Hơn nữa người giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh các chủ đề hoặc các đối
tượng từ thế giới tự nhiên để họ quan sát, tìm hiểu, khám phá nhằm giúp học sinh
tích lũy được những hiểu biết, ấn tượng, cảm giác phong phú về thế giới tự nhiên
xung quanh họ.
Mô hình của Herbart kết hợp chặt chẽ lợi ích xã hội của trẻ em và sự tương tác
của chúng với các cá nhân khác. Theo đó, một mô hình giảng dạy tốt là một mô
hình kết hợp chặt chẽ được cơ hội tương tác xã hội giữa học sinh với nhau và giữa
học sinh với giáo viên.
Nguyên tắc thứ hai trong mô hình của Herbart là sự hình thành các khái niệm.
Theo Herbart sự nhận thức về các đối tượng, các sự vật, hiện tượng là rất cần thiết
nhưng vẫn chưa đủ để phát triển trí tuệ. Một đề tài quan trọng trong mô hình của
Herbart là sự gắn kết các ý tưởng, các ý tưởng mới được đưa ra phải có mối liên hệ
với những ý tưởng hiện có.
Tổng kết quan điểm của Herbart, ta bắt đầu với các kiến thức và kinh nghiệm
sẵn có của học sinh, những ý tưởng mới liên quan đến các khái niệm mà học sinh đã
có. Theo ông, một phương pháp sư phạm tốt cho phép HS tạo được mối liên kết
giữa những kiến thức đã có. Mô hình giảng dạy của Herbart gồm 4 giai đoạn như
sau:
- Giai đoạn 1: Chuẩn bị
Trong giai đoạn này người giáo viên cần nắm được những thông tin về nhận
thức, kinh nghiệm, vốn sống, kiến thức… đã có của học sinh.
- Giai đoạn 2: Trình bày
Giáo viên đưa ra gợi ý, hướng dẫn, đặt ra một tình huống, một vấn đề, giới thiệu

một kiến thức mới… thông qua các công cụ hỗ trợ giảng dạy để dẫn dắt HS tìm
kiếm mối liên hệ giữa kiến thức mới với những kiến thức đã có trước đây.


- Giai đoạn 3: Khái quát
Giáo viên giải thích các ý tưởng mà học sinh đưa ra và giảng giải những vấn đề
mà học sinh không thể tự giải quyết được.
- Giai đoạn 4: Ứng dụng
Giáo viên đặt ra yêu cầu, cung cấp những tình huống… để học sinh thể hiện sự
hiểu biết của mình bằng cách áp dụng các kiến thức đã học vào những tình huống
mới, hoàn cảnh mới.
1.3.2. Mô hình dạy học của John Dewey
John Dewey là nhà giáo dục người Mỹ. Ông bắt đầu sự nghiệp là một giáo viên
dạy các môn khoa học. Việc sớm bị ảnh hưởng bởi các vấn đề có liên quan đến
khoa học đã giải thích rõ ràng mối liên kết chặt chẽ giữa tư duy và các yêu cầu về
khoa học của John Dewey [1, tr.6]. Trong tác phẩm How We Think (1910, 1933),
ông mô tả quá trình hình thành tư duy qua 5 giai đoạn:
- Xác định vấn đề
- Lưu ý các điều kiện có liên quan tới vấn đề đã xác định ở giai đoạn trước
- Xây dựng giả thuyết để giải quyết vấn đề
- Đề xuất các giải pháp
- Kiểm tra các giải pháp đã đề xuất và xác định giải pháp tốt nhất để giải quyết
vấn đề
Trong tác phẩm Democracy and Education (1916) Dewey tiếp tục mô tả mối
quan hệ giữa kinh nghiệm và tư duy. Ông tóm tắt những đặc điểm chính của kinh
nghiệm phản xạ như sau:
- Sự nghi nhờ, vướng mắc xuất hiện trong một điều kiện thiếu thông tin về một
vấn đề nào đó
- Nhu cầu muốn giải quyết những vướng mắc, đưa ra các dự đoán
- Kiểm tra, khảo sát, phân tích những dự đoán để làm rõ vấn đề

- Xây dựng giả thuyết cho những kết quả phân tích được nhằm làm cho các kết
quả đó chính xác và phù hợp hơn nữa


- Một trong các giả thuyết sẽ được áp dụng cho vấn đề hiện tại. Do đó, cần phải
công khai việc kiểm tra các giả thuyết để mang lại kết quả như mong đợi.
Những điều này thể hiện hàm ý của Dewey về một cách tiếp cận giảng dạy là
dựa vào kinh nghiệm và tư duy phản ánh.
Năm 1938, báo cáo Science in General Education thể hiện tư tưởng của Dewey
về tư duy phản xạ thông qua mô hình dạy học bao gồm 6 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Tình huống có vấn đề
Giáo viên trình bày một nội dung chứa đựng tình huống mà học sinh cảm thấy
có vấn đề, không thể giải quyết ngay được nhưng có mong muốn giải quyết.
- Giai đoạn 2: Làm rõ vấn đề
Giáo viên giúp học sinh xác định vấn đề cần giải quyết.
- Giai đoạn 3: Xây dựng giả thuyết
Giáo viên cung cấp cho học sinh các cơ hội và điều kiện để họ hình thành các
giả thuyết và cố gắng thiết lập mối quan hệ giữa tình huống có vấn đề và các kiến
thức sẵn có.
- Giai đoạn 4: Kiểm tra giả thuyết
Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện các thí nghiệm khác nhau bao gồm cả
các thí nghiệm tưởng tượng và các thí nghiệm cụ thể để kiểm chứng giả thuyết.
- Giai đoạn 5: Duyệt lại các giả thuyết
Giáo viên cung cấp cho học sinh các phép thử để kiểm chứng giả thuyết và kết
quả của quá trình này là làm cho HS nhận ra đâu là giả thuyết được chấp nhận.
- Giai đoạn 6: Thực thi giải pháp
Giáo viên yêu cầu học sinh đưa ra kết luận của họ về giả thuyết và khả năng ứng
dụng trong thực tiễn.
Đến năm 1950, nhiều sách khoa học của Mỹ đã dựa vào chu trình học tập của
Dewey để biên soạn. Chu trình học tập của Heiss, Obourn và Hoffman.

1.3.3. Chu trình học tập của Heiss, Obourn và Hoffman.
Dựa vào mô hình giảng dạy của John Dewey, Heiss, Obourn và Hoffman đã
thiết kế một chu trình học tập gồm 4 giai đoạn như sau:


- Giai đoạn 1: Khám phá bài học
Học sinh quan sát những sự kiện có tính chất minh họa do giáo viên cung cấp rồi
đặt câu hỏi, đưa ra vấn đề sau đó đề xuất giả thuyết để trả lời câu hỏi hoặc giải
quyết vấn đề đó, cuối cùng là lập kế hoạch để kiểm chứng.
- Giai đoạn 2: Bắt đầu nhận thức
Học sinh tiến hành kiểm tra giả thuyết theo phương án đã đưa ra, thu thập kết
quả, giải thích và đúc kết thành một kết luận.
- Giai đoạn 3: Tổ chức quá trình tiếp thu kiến thức
Học sinh chuẩn bị các bản phác thảo, kết quả, các tóm tắt của các lần kiểm
chứng và làm bài kiểm tra.
- Giai đoạn 4: Ứng dụng
Học sinh ứng dụng những thông tin, khái niệm, kỹ năng vừa học được vào các
tình huống mới.
1.3.4. Chu trình học tập Atkin – Karplus
Trong những năm cuối của thập niên 50 và những năm đầu của thập niên 60, kỷ
nguyên của những cải cách về chương trình giảng dạy, các mô hình giảng dạy được
phổ biến rộng rãi bởi các nhà lãnh đạo phong trào cải cách. Trong bài báo nổi tiếng
thời đó mà bây giờ trở nên kinh điển Messing About in Science (1965), David
Hawkins mô tả về một mô hình giảng dạy có sử dụng những biểu tượng hình tròn,
tam giác và hình vuông. Thông thường những biểu tượng được dùng có tác dụng
đại diện cho các giai đoạn của một mô hình giảng dạy. Các mô hình do David
Hawkins mô tả cung cấp các cách tiếp cận có hệ thống mà không cần hướng dẫn đối
với các nghiên cứu phát triển chương trình giảng dạy .
Robert Karplus là nhà vật lý lý thuyết tại trường đại học California – Berkeley.
Ông rất quan tâm đến việc giáo dục khoa học vào cuối những năm 50. Chính sự

quan tâm của ông đã dẫn tới việc thăm dò khả năng tư duy và giải thích các hiện
tượng tự nhiên của trẻ em. Năm 1961, Karplus bắt đầu liên kết tâm lý học phát triển
của Jean Piaget với việc thiết kế các tài liệu giảng dạy và việc giảng dạy các môn
khoa học.


Năm 1961, tại trường đại học Illimois, J. Myron Atkin đã chia sẻ các ý tưởng
của Karplus về việc giảng dạy khoa học cho trẻ em [1, tr.7].
Cuối cùng, họ hợp tác với nhau trong mô hình Guided Discovery. Karplus tiếp
tục hoàn thiện ý tưởng của mình và mô hình giảng dạy mà ông đã kiểm chứng bởi
những tài liệu khác nhau và quan sát phản ứng của HS tiểu học.
Đến năm 1967, Robert Karplus và đồng nghiệp của ông là Herbert đưa ra mô
hình giảng dạy khoa học gồm 3 giai đoạn của chu trình học tập SCIS (Science
Curriculum Improverment Study) là thăm dò, sáng chế, khám phá.
- Giai đoạn thăm dò học sinh thu thập được những kiến thức ban đầu về hiện
tượng cần tìm hiểu.
- Giai đoạn sáng chế học sinh được giới thiệu thêm các điều kiện, đặc điểm mới
có liên quan đến các khái niệm nói về hiện tượng đang tìm hiểu.
- Giai đoạn khám phá học sinh ứng dụng các khái niệm phát hiện được ở giai
đoạn trên vào những tình huống mới, những hoàn cảnh mới tương tự. Chu trình dạy
học SCIS được sử dụng như một cơ sở lý thuyết dùng trong giảng dạy. Ngoài ra, mô
hình này cũng đã được áp dụng thành công trong các hệ thống giáo dục khác nhau.
1.3.5. Mô hình dạy học theo chu trình BSCS 5E hiện nay
Vào giữa những năm 1980, BSCS nhận được tài trợ từ tập đoàn IBM
(International Business Machines) để tiến hành nghiên cứu, thiết kế, sản xuất các
chi tiết kỹ thuật cho một chương trình giảng dạy khoa học và sức khỏe mới cho một
trường tiểu học. Mô hình BSCS 5E là một trong những kết quả của quá trình nghiên
cứu này [1, tr.1].
Mô hình BSCS 5E là mô hình mẫu dùng để thiết kế chương trình giảng dạy ở
nhiều cấp độ. Người giáo viên có thể linh hoạt sử dụng các giai đoạn của mô hình

cho phù hợp với yêu cầu giảng dạy, có thể áp dụng để thiết kế chương trình giảng
dạy cho cả một năm, cho một chương hay cho từng bài giảng. Mô hình này bao
gồm 5 giai đoạn, trong đó mỗi giai đoạn có những nhiệm vụ cụ thể riêng biệt, có
hình thức khác nhau và phục vụ cho những mục đích khác nhau tùy theo ý đồ sử
dụng của người giáo viên.


- Giai đoạn 1: Tham gia (Engagement)
Trong giai đoạn này, học sinh bắt đầu tham gia vào quá trình tiếp nhận kiến
thức. Họ cần phải tập trung tinh thần vào một vấn đề, một đối tượng, một sự kiện cụ
thể.
Người giáo viên cần đưa ra một tình huống cụ thể, từ đó gợi ý để học sinh nhận
ra vấn đề ở đây là gì, kích thích sự tò mò của học sinh đối với vấn đề đó, gợi cho
học sinh nhớ lại những kiến thức cũ cần thiết để giải quyết vấn đề này.
Nhiệm vụ của học sinh trong giai đoạn này là phải tạo được một sợi dây liên kết
giữa những kiến thức cũ và vấn đề cần giải quyết. Học sinh sẽ thường xuyên bật ra
những câu hỏi như: Tại sao điều này lại xảy ra? Cái gì ở đây ta đã biết rồi? Cái gì
chưa biết? Làm thế nào để biết?...
Theo tâm lý học và theo Herbart, con người sẽ lĩnh hội kiến thức tốt nhất khi họ
có hứng thú đối với phần kiến thức đó. Vì vậy trong giai đoạn này vai trò của người
giáo viên là cần phải tạo ra một bầu không khí thoải mái, hấp dẫn để lôi cuốn được
sự tò mò, ham thích của học sinh vào bài dạy của mình. Để làm được điều này
người giáo viên cần phải đặt ra những yêu cầu vừa sức dành cho học sinh, đưa ra
các nhiệm vụ cụ thể kèm với một số hướng dẫn cần thiết nhằm kích thích mong
muốn khám phá, chinh phục khó khăn, giải quyết vấn đề, thu nhận kiến thức mới
của học sinh. Khi đó động cơ học tập của HS chính thức được khởi động. Họ có thể
sẽ nhận biết được mục tiêu bài học ngay ở giai đoạn này.
- Giai đoạn 2: Khám phá (Exploration)
Đây là giai đoạn quan trọng của quá trình, học sinh cần phải tích cực, chủ động
khám phá vấn đề đã được xác định ở giai đoạn tham gia.

Trong giai đoạn này học sinh tiến hành thí nghiệm để khảo sát các đối tượng,
quan sát các hiện tượng diễn ra và ghi nhận kết quả thí nghiệm, trong đó có những
hiện tượng mà học sinh không thể giải thích được bằng kiến thức hiện có. Vì vậy,
nhiệm vụ của học sinh là ghi chép cẩn thận những điều các em quan sát được, đặc
biệt là những hiện tượng không giải thích được để mang vào lớp thảo luận với các
bạn.


Giáo viên có vai trò định hướng cho học sinh, chỉ cho học sinh biết các em cần
phải chú ý đến điều gì, quan sát cái gì… khi tiến hành thí nghiệm.
- Giai đoạn 3: Giải thích (Explanation)
Sau khi hoàn thành giai đoạn khám phá, học sinh bắt đầu hoạt động thảo luận
với những học sinh khác trong lớp. Khi đó mỗi học sinh sẽ vận dụng toàn bộ kiến
thức, khả năng diễn đạt để trình bày lại kết quả thí nghiệm, cách giải thích của riêng
mình cho giáo viên và các học sinh khác về hiện tượng mà mình đã ghi nhận được
khi tiến hành thí nghiệm. Sau đó, học sinh sẽ cùng trao đổi, tranh luận với nhau và
lắng nghe gợi ý của giáo viên để đưa ra cách giải thích đúng đắn nhất hoặc tiếp
nhận giải trinh của giáo viên về vấn đề đang thảo luận. Thông qua hoạt động này
học sinh sẽ dễ dàng lĩnh hội được những kiến thức mới.
Người giáo viên có nhiệm vụ như một nhà tư vấn, dẫn dắt học sinh giải thích các
hiện tượng, xây dựng các kiến thức mới thông qua quá trình thảo luận của các em.
Giáo viên cần tạo điều kiện và khuyến khích học sinh tự giải thích trước khi giảng
giải và đúc kết thành những kiến thức mới. Ngoài ra, trong giai đoạn này người giáo
viên có thể kích thích và phát triển kỹ năng trao đổi, giải thích vấn đề của HS.
- Giai đoạn 4: Củng cố và mở rộng (Elaboration)
Học sinh vận dụng những kiến thức mà họ đã tích lũy được vào những tình
huống tương tự, dự đoán diễn biến của hiện tượng mới, đề xuất các giả thuyết và
tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng và đưa ra những kết luận hợp lý từ những kết
quả thu được.
Người giáo viên cần tạo điều kiện cho học sinh áp dụng hoặc mở rộng các định

nghĩa, khái niệm, cách giải thích đã học vào các tình huống tương tự. Giáo viên có
thể đặt những câu hỏi có tích chất thăm dò giúp học sinh tiếp cận vấn đề một cách
nhanh chóng: Điều gì em đã biết? Em cho rằng điều gì sẽ xảy ra? Tại sao em lại
nghĩ rằng…? Đồng thời khuyến khích học sinh vận dụng các kiến thức đã có để giải
quyết những tình huống mới và diễn đạt lại theo cách của mình, ủng hộ học sinh
đưa ra nhiều cách giải thích khác nhau đối với cùng một vấn đề.


- Giai đoạn 5: Đánh giá (Evaluation)
Đây là cơ hội quan trọng để học sinh sử dụng những kỹ năng đã có của mình.
Giai đoạn này được tiến hành thường xuyên nhưng không tách rời với các giai đoạn
trên mà được xen lẫn, lồng ghép vào từng giai đoạn để kiểm tra mức độ nhận thức
của học sinh, đánh giá được trình độ của họ. Giáo viên cho phép học sinh tự đánh
giá, nhận xét quá trình học tập và kỹ năng xử lý vấn đề khi tham gia hoạt động
nhóm. Để đánh giá được kiến thức và kỹ năng mà học sinh đạt được, người giáo
viên cần quan sát cách học sinh vận dụng các kiến thức mới. Khi đánh giá giáo viên
nên đưa ra các câu hỏi mở như: Tại sao em lại nghĩ như vậy? Chúng ta biết gì về
vấn đề này? Chúng ta có được những dữ kiện nào có liên quan? Làm thế nào để giải
quyết vấn đề này?
Trong giai đoạn này còn có cả việc học sinh tự đánh giá kiến thức cũng như sự
tiến bộ của chính mình bằng cách chia sẻ kiến thức với người khác, giải quyết các
câu hỏi mở, diễn đạt cách hiểu của mình về một vấn đề theo nhiều cách.
Như vậy so với chu trình giảng dạy SCIS thì mô hình BSCS xuất hiện thêm hai
giai đoạn mới là giai đoạn tham gia và giai đoạn đánh giá.
Tóm lại, mô hình BSCS 5E hay các mô hình đã có trước đó đều có đặc điểm
chung là có sự phân chia quá trình dạy học thành nhiều giai đoạn nhỏ, đều xuất phát
từ nhu cầu giải quyết một vấn đề nào đó có liên quan đến bài học. Tuy vậy mỗi mô
hình mới ra đời đều có sự hoàn thiện hơn so với mô hình trước đó. Trong mô hình
dạy học của Johann Friedrich Herbart, giáo viên là người chủ động. Giáo viên dựa
vào hiểu biết của mình về học sinh để đặt ra vấn đề, hướng dẫn học sinh cách giải

quyết, đặt ra tình huống mới để học sinh vận dụng kiến thức. Tiến thêm một bước
so với mô hình dạy học của Johann Friedrich Herbart, ở mô hình dạy học của John
Dewey người giáo viên không đặt ra vấn đề cho học sinh, người giáo viên chỉ trình
bày một nội dung trong đó chứa đựng vấn đề mà họ muốn học sinh nhận ra và giải
quyết được, yêu cầu học sinh phải nhận ra được vấn đề đó và xây dựng cách giải
quyết nó. Kế thừa mô hình này, Heiss, Obourn và Hoffman đưa ra mô hình mới,
trong mô hình này học sinh không chỉ xác định vấn đề mà còn đề xuất giả thuyết đề


giải quyết vấn đề và kiểm chứng giả thuyết đó, đồng thời dựa vào những kết quả thu
được, học sinh còn đúc kết thành những kết luận. Sau đó thông qua sự kiểm tra,
tổng kết của giáo viên học sinh sẽ thu nhận được những kiến thức mới và đem áp
dụng vào các tình huống tương tự. Mặc dù mô hình BSCS 5E được hình thành và
phát triển dựa trên những mô hình đã có trước đó nhưng với sự đổi mới không
ngừng theo hương tích cực nhất thì mô hình ngày càng hoàn thiện và phù hợp hơn.
Cho đến nay thì mô hình này đã được áp dụng trong việc xây dựng chương
trình giảng dạy ở phổ thông cũng như đại học tại nhiều quốc gia trên thế giới [8] và
trở thành chương trình cốt lõi nhất của BSCS.
1.4. Cơ sở thực tiễn của việc vận dụng chu trình học tập 5E ở Việt Nam và trên
thế giới
1.4.1. Điều kiện sử dụng chu trình học tập 5E
- Phòng thí nghiệm được trang bị tốt, đầy đủ các thiết bị
- HS có thái độ tích cực và chủ động trong suốt quá trình làm việc.
- Giáo viên có kiến thức chuyên môn vững vàng, phong cách giao tiếp tốt.
1.4.2. Thực tế của việc sử dụng chu trình học tập 5E trong dạy học
 Trên thế giới: Tính đến đầu năm 2006, trên thế giới có:
- Hơn 235.000 giáo án được thiết kế và áp dụng vào giảng dạy.
- Hơn 97.000 bài báo và minh họa của các trường đại học về việc sử dụng mô hình
dạy học theo chu trình 5E trong chương trình học của họ.
- Hơn 73.000 minh họa về những tài liệu được phát triển thông qua việc sử dụng mô

hình 5E.
- Hơn 131.000 dẫn chứng về chương trình đào tạo GV có sử dụng mô hình 5E.
- Có ít nhất 3 tiểu bang của Mỹ ủng hộ mạnh mẽ và cho phép áp dụng mô hình 5E
trong trường học: Texas, Connecticut và Maryland [1, tr.1].
 Ở Việt Nam:
Thuận lợi:
- GV hăng hái với việc đổi mới phương pháp giáo dục.
- HS tò mò đối với các tiết học được áp dụng phương pháp mới.
- HS thích học với các thí nghiệm và dụng cụ trực quan