Tổ chức hoạt động ngoại khóa về ứng dụng kĩ thuật của các kiến thức chương cơ sở nhiệt động lực học vật lí 10 THPT nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Lưu Thị Uyên

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ ỨNG DỤNG
KĨ THUẬT CỦA CÁC KIẾN THỨC CHƯƠNG “CƠ SỞ
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ 10 THPT NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Lưu Thị Uyên

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ ỨNG DỤNG
KĨ THUẬT CỦA CÁC KIẾN THỨC CHƯƠNG “CƠ SỞ
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ 10 THPT NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số

: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. PHẠM XUÂN QUẾ

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu được tôi nêu ra trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng
bố trong bất kì cơng trình nào khác.
Tác giả
Lưu Thị Uyên


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành được luận văn này, tơi đã được nhận sự động viên, giúp đỡ,
hỗ trợ và hướng dẫn nhiệt tình từ gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, các thầy cô. Tôi xin
chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới:
- Thầy hướng dẫn - PGS.TS.Phạm Xuân Quế, người đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm cho tơi trong suốt q trình làm luận văn.
- Ban Chủ nhiệm khoa Vật lí, các thầy cơ trong tổ Phương pháp giảng dạy bộ
mơn Vật lí, Phịng Sau đại học, Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh
đã tận tình giúp đỡ trong suốt q trình, học tập, nghiên cứu, hồn thành luận văn.
- Ban giám hiệu, tập thể sư phạm, các thầy cô trong Tổ Vật lí, trường THPT
Dĩ An - Bình Dương đã tạo điều kiện, giúp đỡ tơi trong q trình thực nghiệm sư
phạm.
- Quý thầy cô phản biện và hội đồng chấm luận văn đã đọc và có những nhận
xét, góp ý để tơi hồn thiện tốt luận văn.
- Gia đình, bạn bè, các anh chị học viên lớp Lí luận và phương pháp giảng dạy

bộ mơn Vật lí khóa 27 đã luôn động viên, ủng hộ về mọi mặt để tơi hồn thành luận
văn này.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2019
Tác giả

Lưu Thị Uyên


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục hình vẽ và đồ thị
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC
HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT
ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH ...... 5
1.1. Khái niệm về năng lực và phát triển năng lực cho học sinh THPT ................. 5
1.1.1. Khái niệm về năng lực ............................................................................... 5
1.1.2. Khái niệm về năng lực của học sinh THPT ............................................... 5
1.1.3. Các đặc điểm của năng lực ........................................................................ 6
1.1.4. Một số năng lực cần phát triển cho học sinh THPT .................................. 6
1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh ........................................................................ 7
1.2.1. Khái niệm ................................................................................................... 7
1.2.2. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh .................................................. 8
1.2.3. Biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh .......... 9
1.2.4. Đánh giá năng lực sáng tạo ...................................................................... 10

1.3. Dạy học ứng dụng kĩ thuật của Vật lí ............................................................. 15
1.3.1. Ứng dụng kĩ thuật của Vật lí .................................................................... 15
1.3.2. Vai trò của ứng dụng kĩ thuật trong dạy học Vật lí ................................. 16
1.3.3. Bản chất của ứng dụng kĩ thuật trong dạy học Vật lí............................... 17
1.3.4. Mơ hình sử dụng trong dạy học ứng dụng kĩ thuật .................................. 17
1.3.5. Con đường nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của Vật lí trong dạy học ........ 18
1.4. Hoạt động ngoại khóa ở trường phổ thông với việc phát triển năng lực
sáng tạo của học sinh. .................................................................................... 20


1.4.1. Đặc điểm của hoạt động ngoại khóa Vật lí ............................................. 20
1.4.2. Tác dụng của hoạt động ngoại khóa trong các hình thức tổ chức dạy
học ở trường phổ thơng. .......................................................................... 21
1.4.3. Nội dung hoạt động ngoại khóa Vật lí .................................................... 22
1.4.4. Hình thức hoạt động ngoại khóa Vật lí ................................................... 22
1.4.5. Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa Vật lí. ...................................... 25
1.5. Điều tra thực trạng về năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập
vật lí ............................................................................................................... 25
1.5.1. Mục đích điều tra ..................................................................................... 25
1.5.2. Phương pháp điều tra ............................................................................... 26
1.5.3. Đối tượng điều tra .................................................................................... 26
1.5.4. Kết quả điều tra ........................................................................................ 26
Tiểu kết chương 1 ................................................................................................... 29
Chương 2. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ ỨNG DỤNG
KĨ THUẬT CÁC KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG “CƠ SỞ
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ 10 THPT NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH...................... 30
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lí 10 .................. 30
2.1.1. Mục tiêu về kiến thức............................................................................... 30
2.1.2. Mục tiêu về kỹ năng ................................................................................. 30

2.2. Nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” chương trình
Vật lí 10 .......................................................................................................... 30
2.2.1. Nội năng ................................................................................................... 31
2.2.2. Các nguyên lí nhiệt động lực học và ứng dụng ....................................... 31
2.3. Kế hoạch tổ chức hoạt động ngoại khóa ........................................................ 32
2.3.1. Mục tiêu của hoạt động ngoại khóa. ........................................................ 32
2.3.2. Nội dung của hoạt động ngoại khóa. ....................................................... 33
2.3.3. Hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa. ................................................ 49
2.3.4. Phương pháp dạy học ngoại khóa. ........................................................... 49
2.3.5. Tiến trình tổ chức hoạt động ngoại khóa. ................................................ 50


2.3.6. Kế hoạch tổ chức chương trình Hội vui Vật lí. ........................................ 69
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .............................................................. 73
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm. ............................................................. 73
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. ............................................................. 73
3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm. ............................................................. 73
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................................... 73
3.5. Bộ công cụ để đánh giá thực nghiệm ............................................................. 74
3.6. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................... 74
3.6.1. Phân tích tiến trình của hoạt động ngoại khóa ........................................ 74
3.6.2. Đánh giá quá trình tổ chức HĐNK chương “Cơ sở Nhiệt động
lực học” ................................................................................................... 97
3.6.3. Tổng kết năng lực sáng tạo của học sinh thơng qua hoạt động
ngoại khóa ............................................................................................... 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 105
PHỤ LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

GV

Giáo viên

2

HĐNK

Hoạt động ngoại khóa

3

HS

Học sinh

4

NLST

Năng lực sáng tạo

5

THPT

Trung học phổ thông

6

ƯDKT

Ứng dụng kĩ thuật

STT


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Các biểu hiện/ tiêu chí của Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ..... 11

Bảng 1.2.

Các mức độ đo chỉ số hành vi của NLST ............................................. 14

Bảng 1.3.

Bảng kết quả điều tra trình độ NLST của HS ....................................... 27

Bảng 2.1.

Dự kiến hoạt động ngoại khóa ở mỗi buổi ............................................ 50

Bảng 2.2

Bảng dự kiến câu hỏi thảo luận giải quyết nhiệm vụ 1 khi tham gia
HĐNK ................................................................................................... 54

Bảng 2.3.

Bảng dự kiến câu hỏi thảo luận giải quyết nhiệm vụ 2 khi tham gia
HĐNK ................................................................................................... 58

Bảng 2.4.

Bảng dự kiến câu hỏi thảo luận giải quyết nhiệm vụ 3 khi tham gia
HĐNK ................................................................................................... 62

Bảng 2.5.

Bảng dự kiến câu hỏi thảo luận giải quyết nhiệm vụ 4 khi tham gia
HĐNK ................................................................................................... 66

Bảng 2.6.

Bảng dự kiến câu hỏi của vịng thi tăng tốc trong “Hội vui Vật lí” ...... 70

Bảng 3.1.

Bảng danh sách nhóm, thành viên và nhiệm vụ khi tham gia
HĐNK ................................................................................................... 75

Bảng 3.2.

Bảng biểu hiện và đánh giá thành tố “phát hiện và làm rõ vấn đề”
của NLST của HS nhóm 1 trong buổi 1 của HĐNK............................. 76

Bảng 3.3.

Bảng biểu hiện và đánh giá thành tố “phát hiện và làm rõ vấn đề”
của NLST của HS nhóm 2 trong buổi 1 của HĐNK............................. 78

Bảng 3.4.

Bảng biểu hiện và đánh giá thành tố “phát hiện và làm rõ vấn đề”
của NLST của HS nhóm 3 trong buổi 1 của HĐNK............................. 79

Bảng 3.5.

Bảng biểu hiện và đánh giá thành tố “phát hiện và làm rõ vấn đề”
của NLST của HS nhóm 4 trong buổi 1 của HĐNK............................. 81

Bảng 3.6.

Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 1 trong buổi
2 của HĐNK .......................................................................................... 85

Bảng 3.7.

Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 1 trong buổi
2 của HĐNK .......................................................................................... 86

Bảng 3.8.

Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 3 trong
buổi 2 của HĐNK.................................................................................. 88


Bảng 3.9.

Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 4 trong
buổi 2 của HĐNK.................................................................................. 90

Bảng 3.10. Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 1 trong buổi
3 của HĐNK .......................................................................................... 92
Bảng 3.11. Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 2 trong buổi
3 của HĐNK .......................................................................................... 93
Bảng 3.12. Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 3 trong buổi
3 của HĐNK .......................................................................................... 95
Bảng 3.13. Bảng đánh giá các thành tố của NLST của HS nhóm 4 trong buổi
3 của HĐNK .......................................................................................... 96


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1.

Sơ đồ kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” ........................... 31

Hình 2.2.

Ngun lí làm việc của động cơ nhiệt ................................................... 32

Hình 2.3.

Ngun lí làm việc của máy lạnh .......................................................... 32

Hình 2.4.

Nguyên vật liệu thiết kế tên lửa mini .................................................... 34

Hình 2.5.

Gia cơng bệ phóng tên lửa .................................................................... 35

Hình 2.6.

Gia cơng bệ phóng tên lửa .................................................................... 35

Hình 2.7.

Lắp ráp đầu đốt nhiên liệu..................................................................... 36

Hình 2.8.

Lắp ráp đầu đốt nhiên liệu..................................................................... 36

Hình 2.9.

Gia cơng thân tên lửa ............................................................................ 36

Hình 2.10. Gia cơng cánh tên lửa ............................................................................ 37
Hình 2.11. Tên lửa mini .......................................................................................... 37

Hình 2.12. Nguyên liệu thiết kế tuabin hơi nước .................................................... 38
Hình 2.13. Gia cơng nồi hơi .................................................................................... 39
Hình 2.14. Gia cơng chong chóng ........................................................................... 39
Hình 2.15. Tuabin hơi nước .................................................................................... 40
Hình 2.16. Nguyên liệu thiết kế động cơ Stirling ................................................... 41
Hình 2.17. Gia cơng pittong .................................................................................... 41
Hình 2.18. Gia cơng trục pittong............................................................................. 42
Hình 2.19. Gia cơng xilanh truyền lực .................................................................... 42
Hình 2.20. Gia cơng ống dẫn khí ............................................................................ 42
Hình 2.21. Gia cơng giá đỡ ..................................................................................... 43
Hình 2.22. Lắp ráp các phần của xilanh .................................................................. 43
Hình 2.23. Gia cơng pittong truyền lực................................................................... 43
Hình 2.24. Gia cơng pittong truyền lực................................................................... 44
Hình 2.25. Lắp ráp xilanh với nguồn lạnh .............................................................. 44
Hình 2.26. Gia cơng trục quay ................................................................................ 44
Hình 2.27. Lắp ráp trục quay, bánh đà .................................................................... 45
Hình 2.28. Bánh răng truyền động .......................................................................... 45
Hình 2.29. Lắp ráp nguồn nóng với xe ................................................................... 45


Hình 2.30. Xe chạy bằng động cơ Stirling .............................................................. 46
Hình 2.31. Nguyên liệu thiết kế quạt thổi đá .......................................................... 47
Hình 2.32. Gia cơng ngăn lạnh................................................................................ 47
Hình 2.33. Lắp quạt hút........................................................................................... 47
Hình 2.34. Gia cơng dàn lạnh.................................................................................. 48
Hình 2.35. Lắp ráp máy bơm và ống nước ............................................................. 48
Hình 3.1.

Biện pháp tránh nóng của sinh viên ...................................................... 81

Hình 3.2.

Biểu đồ thể hiện sự phát triển của thành tố “Phát hiện và làm rõ
vấn đề” .................................................................................................. 99

Hình 3.3.

Biểu đồ thể hiện sự phát triển của thành tố “Đề xuất giải pháp” .......... 99

Hình 3.4.

Biểu đồ thể hiện sự phát triển của thành tố “Lựa chọn giải pháp” ..... 100

Hình 3.5.

Biểu đồ thể hiện sự phát triển của thành tố “Đánh giá giải pháp” ...... 100

Hình 3.6.

Biểu đồ thể hiện sự phát triển của thành tố “Tư duy độc lập” ............ 101


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đất nước ta đang trên đà hội nhập và phát triển với thế giới, bối cảnh này đòi hỏi
người lao động Việt Nam phải có những phẩm chất và năng lực ngang bằng với lao
động tồn cầu. u cầu đó địi hỏi ngành giáo dục phải có những thay đổi mạnh mẽ
trong phương pháp dạy học đặc biệt trong mục tiêu dạy học, dạy học với sự hình

thành và phát triển năng lực cho học sinh (HS).
Vật lí học là mơn khoa học thực nghiệm nên các kiến thức Vật lí (nguyên lý,
định luật, …) được ứng dụng nhiều trong đời sống đặc biệt là trong kĩ thuật. Vì vậy
việc tìm hiểu, giải thích ngun tắc hoạt động hay chế tạo các mơ hình vật chất ứng
dụng kĩ thuật giúp HS củng cố, vận dụng kiến thức trong thực tiễn, rèn luyện các kĩ
năng, kĩ xảo, hình thành và phát triển năng lực sáng tạo. Đồng thời biết được các
ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) trong cuộc sống hàng ngày, HS sẽ thấy môn Vật lí trở
nên gần gũi, hữu ích, từ đó đam mê thích thú hơn.
Ở lứa tuổi HS THPT, các em thích hoạt động tập thể, thích thể hiện và đặc biệt
rất tị mị, ham hiểu biết, thích khám phá. Những đức tính đó rất phù hợp cho các
hoạt động nhóm, hoạt động mang tính kĩ thuật.
Hoạt động ngồi giờ lên lớp có tác dụng rất lớn trong việc hình thành các năng
lực cho HS. Vì chăng nó có hình thức thể hiện và nội dung đa dạng, phong phú. Khi
tham gia hoạt động ngoại khóa (HĐNK) HS phải trải qua các hoạt động tập thể
nhưng cũng phải thể hiện bản sắc cá nhân, điều đó phát triển năng lực giao tiếp, tính
tích cực, sáng tạo , đồng thời củng cố và rèn luyện kiến thức, kĩ năng cho HS mà
họạt động dạy học nội khóa chưa thực sự đem lại hiệu quả cao.
HĐNK hiện nay đang dần trở nên phổ biến khi được các nhà trường phổ thông
đưa vào trong kế hoạch giáo dục nhưng đơi khi nó bị hiểu đơn giản chỉ là tham quan
học tập.
Chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” là chương có mối liên hệ chặt chẽ với
đời sống và kĩ thuật. Nhưng trong thực tế dạy học giáo viên thường chỉ dạy lý
thuyết và tập trung vào giải bài tập trên lớp chứ ít cho học sinh thực hành hay là thí
nghiệm. Điều này khơng giúp HS hình thành và phát triển các năng lực.


2

Với tất cả những lý do trên, tác giả nhận thấy việc tổ chức hoạt động ngoại khóa
ứng dụng kĩ thuật các kiến thức trong chương “Cơ sở nhiệt động lực học” là rất cần

thiết. Vậy nên, tác giả quyết định chọn đề tài: “TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI
KHÓA VỀ ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA CÁC KIẾN THỨC CHƯƠNG “CƠ
SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC” VẬT LÍ 10 THPT NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH” làm đề tài nghiên cứu của mình.
2. Mục tiêu của đề tài
 Nghiên cứu về các ƯDKT khi dạy học các kiến thức trong chương “Cơ sở
nhiệt động lực học”.
 Nghiên cứu về tổ chức hoạt động ngoại khóa các ƯDKT trên cho học sinh lớp
10 THPT để phát triển năng lực sáng tạo và góp phần củng cố kiến thức đã
học về “Cơ sở nhiệt động lực học”.
3. Giả thuyết khoa học của đề tài
Nếu thiết kế và tổ chức được hoạt động ngoại khóa về các ƯDKT vật lí khi
dạy chương “Cơ sở nhiệt động lực học” lớp 10 THPT thì có thể phát triển năng
lực sáng tạo cho học sinh.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài


Nghiên cứu cơ sở lý luận về phát triển năng lực sáng tạo của HS trong học

tập và học tập mơn Vật lí.


Nghiên cứu lý luận của hoạt động ngoại khóa và hoạt động ngọai khóa mơn

Vật lí.


Nghiên cứu vai trị của việc dạy học ƯDKT trong mơn Vật lí để phát triển

năng lực sáng tạo của HS.



Tìm hiểu các mục tiêu cần đạt (kiến thức, kĩ năng, năng lực…) trong quá

trình dạy học chương “Cơ sở nhiệt động lực học” trong chương trình Vật lí 10.


Điều tra thực tế dạy học chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lí 10 tại

trường THPT Dĩ An – Bình Dương.


Nghiên cứu các thiết bị kĩ thuật trong cuộc sống có cấu tạo và nguyên lý

hoạt động dựa trên các kiến thức về cơ sở nhiệt động lực học.


3



Xây dựng nội dung và dự kiến quá trình tổ chức hoạt động ngoại khóa về

ƯDKT của các kiến thức cơ sở nhiệt động lực học để phát triển năng lực sáng tạo
cho HS.


Tiến hành thực nghiệm sư phạm và phân tích kết quả thực nghiệm để đánh

giá hiệu quả của hoạt động ngọai khóa.

5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
5.1 Nghiên cứu lý luận


Nghiên cứu về các văn bản, văn kiện, chỉ thị, thông tư của Đảng, Nhà nước,

và của Bộ giáo dục và Đào tạo về giáo dục THPT.


Nghiên cứu tài liệu về đổi mới phương pháp dạy học.



Nghiên cứu các tài liệu về năng lực sáng tạo của HS.



Nghiên cứu các tài liệu về xây dựng và tổ chức các HĐNK bộ mơn Vật lí

cho HS THPT.


Nghiên cứu các tài liệu về dạy học ƯDKT và tác dụng của dạy học ứng dụng

kĩ thuật trong dạy học bộ mơn Vật lí.


Phân tích chương trình, nội dung các kiến thức cơ sở nhiệt động lực trong

sách giáo khoa Vật lí 10 và các tài liệu liên quan để xác định mục tiêu dạy học của

chương “Cơ sở nhiệt động lực học”.
5.2 Điều tra, quan sát


Tìm hiểu quá trình dạy chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lí 10 của giáo

viên bằng hình thức phỏng vấn.


Tìm hiểu quá trình học của HS và mức độ năng lực sáng tạo của HS.
5.3 Thực nghiệm sư phạm

 Lập kế hoạch về nội dung, thời gian, đối tượng thực nghiệm sư phạm.
 Tiến hành thực nghiệm theo kế hoạch đề ra, thu thập dữ liệu. Phân tích dữ
liệu từ quá trình thực nghiệm sư phạm đề kiểm tra tính đứng đắn của giả
thuyết khoa học đã đề ra.
6. Phạm vi nghiên cứu
 Nội dung: Kiến thức chương “Cơ sở Nhiệt động lực học” – Vật lí 10 THPT.


4

 Các HĐNK của giáo viên và HS trường THPT Dĩ An – Bình Dương.
7. Đóng góp của đề tài
 Đề xuất nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa
ƯDKT của các kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động lực học” nhằm phát triển năng
lực sáng tạo của HS THPT.
 Làm phong phú thêm tài liệu tham khảo cho các GV THPT, góp phần đổi
mới phương pháp dạy học mơn Vật lí THPT.
8. Cấu trúc của đề tài

Mở đầu
Nội dung
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức hoạt động ngoại
khóa Vật lí ở trường THPT để phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
Chương 2: Tổ chức hoạt động ngoại khóa về ứng dụng kĩ thuật các kiến
thức trong chương “Cơ sở nhiệt động lực học” Vật lí 10 THPT nhằm phát
triển năng lực sáng tạo cho học sinh
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Kết luận và đề xuất
Tài liệu tham khảo
Phụ lục


5

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA VẬT LÍ
Ở TRƯỜNG THPT ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG
TẠO CỦA HỌC SINH
1.1. Khái niệm về năng lực và phát triển năng lực cho học sinh THPT
1.1.1. Khái niệm về năng lực
Khái niệm năng lực tùy trong từng lĩnh vực hay đối tượng mà được định
nghĩa khác nhau:
Theo tâm lí học: Năng lực là tổ hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân
phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo
cho hoạt động có kết quả tốt.
Theo tác giả Đỗ Hương Trà: Năng lực là khả năng huy động tổng hợp các
kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân khác nhau như hứng thú, niềm
tin, ý chí… để thực hiện thành công một loại công việc trong một bối cảnh nhất
định (Đỗ Hương Trà, 2016).

Theo tác giả Lê Đình Trung: Năng lực là những khả năng, kĩ xảo học được
hay sẵn có của cá nhân nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn
sàng về động cơ, xã hội… và kĩ năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách
có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt bằng những phương
tiện, biện pháp, cách thức phù hợp (Lê Đình Trung, 2016).
Ở trong các khái niệm năng lực trên, có ba thành tố xuyên suốt đó là: Kiến
thức, kĩ năng, thái độ. Người có năng lực là người biết sử dụng nhuần nhuyễn, linh
hoạt các kiến thức, kinh nghiệm của mình với thái độ say mê, hứng thú,… để hồn
thành tốt một cơng việc.
Như vậy theo chúng tôi, năng lực là khả năng thực hiện thành công một
nhiệm vụ khi phối hợp các kiến thức, kĩ năng của bản thân với thái độ tích cực.
1.1.2. Khái niệm về năng lực của học sinh THPT
Theo tác giả Đỗ Hương Trà: Năng lực của HS là khả năng làm chủ những hệ
thống kiến thức, kĩ năng, thái độ,… phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối)


6

chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành cơng nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu
quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống (Đỗ Hương Trà, 2016).
Vậy năng lực của HS cũng là sự phối hợp ba thành tố (kiến thức, kĩ năng,
thái độ) để giải quyết thành công nhiệm vụ học tập.
1.1.3. Các đặc điểm của năng lực
 Năng lực phải gắn với một hoạt động cụ thể ví dụ: Năng lực làm việc,
năng lực dạy học, năng lực hợp tác…
 Năng lực được hình thành và bộc lộ trong quá trình hoạt động.
 Năng lực chịu sự chi phối của các yếu tố môi trường tự nhiên và xã hội, cá
nhân.
Với các đặc điểm trên việc hình thành và đánh giá năng lực học sinh phải
được thực hiện trong quá trình hoạt động dạy học.

1.1.4. Một số năng lực cần phát triển cho học sinh THPT
Trong chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể (Bộ Giáo dục và đào tạo,
2017) đã chỉ rõ mười năng lực cần hình thành và phát triển cho HS. Bao gồm:
Ba năng lực chung:
 Năng lực tự chủ và tự học
 Năng lực giao tiếp và hợp tác
 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
Và bảy năng lực chuyên môn:
 Năng lực ngôn ngữ
 Năng lực tính tốn
 Năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội
 Năng lực công nghệ
 Năng lực tin học
 Năng lực thẩm mỹ
 Năng lực thể chất


7

1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh
1.2.1. Khái niệm
Theo tác giả Phan Dũng: Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất cứ cái gì có đồng
thời tính mới và tính ích lợi trong phạm vi áp dụng cụ thể. Sáng tạo là một khả năng
của riêng con người, sáng tạo đi kèm với tính mới và tính hiệu quả, nó được bộc lộ
trong hoạt động nhận thức. Vì vậy con người ai cũng có khả năng sáng tạo tiềm
tàng trong một lĩnh vực riêng, tuy nhiên để bộc lộ được thì phải luyện tập thường
xun trong lĩnh vực đó (Phan Dũng, 2010).
Theo Tâm lí học: Sáng tạo được sinh ra trong hoạt động của con người, là sự
phát hiện ra mối liên hệ, những quy luật đang tồn tại trong đồ vật, hiện tượng tự
nhiên, xã hội và tư duy chưa được biết đến trước đó. Sáng tạo là một hoạt động của

con người gắn liền với tư duy. Vì vậy, nếu thiếu tư duy thì khơng thể sáng tạo
nhưng đồng thời ngồi tư duy thì cịn các yếu tố khác chi phối sáng tạo như thái độ,
tình cảm, say mê, tò mò, thể lực…và các yếu tố bên ngồi như cơng cụ, tư liệu, mơi
trường… (Nguyễn Quang Uẩn, 2005).
Về mặt cấu trúc hoạt động sáng tạo của con người được cấu thành từ bốn bộ
phận: Chủ thể sáng tạo; vấn đề sáng tạo; điều kiện khách quan và sản phẩm sáng
tạo. Trong đó yếu tố chủ thể sáng tạo là yếu tố giữ vai trò quan trọng. Trong chủ thể
sáng tạo thì năng lực sáng tạo của chủ thể là yếu tố trung tâm.
Theo tác giả Huỳnh Văn Sơn: Năng lực sáng tạo là khả năng tạo những cái
mới hoặc giải quyết vấn đề một cách mới mẻ của con người (Huỳnh Văn Sơn,
2009).
Theo tác giả Trần Việt Dũng: Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra cái mới có
giá trị của cá nhân dựa trên tổ hợp các phẩm chất độc đáo của cá nhân đó (Trần Việt
Dũng, 2013).
Qua việc nghiên cứu các khái niệm trên chúng tôi đưa ra khái niệm năng sáng
tạo của học sinh như sau: Năng lực sáng tạo của học sinh là khả năng kết nối các
kiến thức, kĩ năng, thái độ… đã có để tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới
hay đơn giản chỉ là sự vận dụng thành cơng vào hồn cảnh mới.
Năng lực sáng tạo gồm ba thành phần cơ bản (Trần Việt Dũng, 2013):


8

 Tư duy sáng tạo: là các thao tác, cách thức của não bộ xử lí, biến đổi
các thơng tin để hình thành ý tưởng cho vấn đề sáng tạo.
 Động cơ sáng tạo: là yếu tố thúc đẩy con người hoạt động sáng tạo.
 Ý chí: giúp chủ thể vượt qua các khó khăn trong q trình sáng tạo.
Để hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho HS thì cần rèn luyện tư duy
sáng tạo, ni dưỡng động cơ và ý chí tích cực trong trình học tập. Đồng thời việc
đáng giá năng lực sáng tạo của HS không chỉ đánh giá nhất thời tại một thời điểm

mà phải đánh giá trong cả một quá trình.
1.2.2. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh
Trong giáo dục, thang cấp độ tư duy được xem là một công cụ nền tảng để
xây dựng mục tiêu giáo dục, xây dựng các chương trình, hệ thống hóa các câu hỏi,
bài tập dùng để kiểm tra đánh giá quá trình học tập. Thang cấp độ tư duy đầu tiên
được xây dựng bởi Benjamin S.Bloom (1956) gọi là thang tư duy Bloom (Bloom's
taxonomy) bao gồm 6 cấp độ là: Biết (Knowledge), Hiểu (Comprehension), Vận
dụng (Application), Phân tích (Analysis), Tổng hợp (Synthesis) và Đánh giá
(Evaluation). Hai cấp độ “Biết” và “Hiểu” được coi là tư duy bậc thấp, bốn cấp độ
còn lại là tư duy bậc cao. Sau này, vào năm 1999 thang Bloom được đề xuất điều
chỉnh gọi là thang Bloom tu chính (Bloom’s Revised Taxonomy) gồm: Nhớ
(Remembering),

Hiểu (Understanding), Vận dụng (Applying), Phân tích

(Analyzing), Đánh giá (Evaluating), Sáng tạo (Creating). Ở thang đo này sáng tạo
cấp độ tư duy cao nhất. Trong tâm lí học, sáng tạo lại được chia ra thành 5 cấp độ:
Sáng tạo biểu đạt; Sáng chế; Phát minh; Sáng tạo ở mức cải biến và Sáng tạo có thể
tạo ra các lĩnh vực ngành nghề mới.
Đối với HS, hành động mang tính sáng tạo trong học tập Vật lí được thể hiện
như sau (Nguyễn Đức Thâm, 2002):
 Khả năng tự lực chuyển kiến thức, kĩ năng đã biết sang giải quyết tình
huống Vật lí mới.
 Phát hiện được chức năng mới ở đối tượng quen biết.
 Đề xuất ý kiến riêng, lí giải riêng của cá nhân về một hiện tượng, một
nguyên tắc hay một quá trình nào đó.


9

 Đưa ra được các phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm khác
nhau.
 Dự đốn và giải thích được các kết quả thí nghiệm, phương án thí
nghiệm chính xác, các sai số.
 Đề xuất được các phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đốn và kết
quả lí thuyết đã học.
 Vận dụng kiến thức đã học giải thích linh hoạt một số hiện tượng Vật
lí, các ứng dụng Vật lí trong kĩ thuật.
 Tự kiểm tra đánh giá và điều chỉnh những sai lầm gặp phải.
1.2.3. Biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
Qua việc phân tích khái niệm sáng tạo và năng lực sáng tạo, thấy rõ để hình
thành và phát triển năng lực sáng tạo cần:
 Tạo môi trường sáng tạo.
 Tạo điều kiện để cá nhân có năng lực sáng tạo phát huy.
 Xây dựng nội dung, đánh giá theo năng lực sáng tạo.
Đối với HS, các biện pháp để hình thành và phát triển năng lực sáng tạo
trong hoạt động giáo dục đó là (Nguyễn Đức Thâm, 2002):
Biện pháp 1: Tổ chức hoạt động dạy học thông qua các hoạt động sáng
tạo
Việc tổ chức các hoạt động dạy học theo chu trình sáng tạo sẽ giúp HS rèn
luyện được tư duy sáng tạo. Cụ thể trong quá trình xây dựng kiến thức mới giáo
viên tổ chức các hoạt động sáng tạo sẽ giúp cho HS nhận thức được con đường phát
hiện ra cái mới, kiến thức mới, giải pháp mới. Giáo viên (GV) cũng có thể giới
thiệu cách thức các nhà khoa học sáng tạo, để từ đó HS có được kinh nghiệm về
sáng tạo.
Biện pháp 2: Giải các bài tập sáng tạo
Bài tập sáng tạo là những bài tập có yếu tố kĩ thuật, bài tập thiết kế thí nghiệm
và mơ hình. Khi giải các loại bài tập này địi hỏi HS khơng những phải vận dụng

10

kiến thức đã học mà còn phải đề xuất các ý kiến mới mà không thể suy luận từ kiến
thức cũ.
Biện pháp 3: Dự đoán, xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch để giải quyết các
nhiệm vụ
Trong năng lực sáng tạo thì tư duy sáng tạo giữ vai trị quan trọng. Con
người chỉ có năng lực sáng tạo phát hiện ra cái mới khi có tư duy sáng tạo. Trong tư
duy sáng tạo lại có bốn thành tố hợp thành: Thông tin, dữ liệu làm chất liệu đầu vào
của tư duy; Vấn đề sáng tạo; Hệ thống những thao tác, cách thức của não bộ xử lí,
biến đổi; Kết quả của tư duy sáng tạo. Trong đó thành tố thứ 3 là thành tố đặc trưng
của tư duy sáng tạo. Các thao tác, cách thức của não trong quá trình xử lí, biến đổi
thơng tin, dữ liệu:
 Năng lực tưởng tượng.
 Trực giác.
 Khả năng liên tưởng.
 Biến đổi, liên kết thông tin, dữ liệu một cách đa dạng, nhiều chiều.
 Nắm bắt sự tương đồng giữa các đối tượng khác nhau.
 Năng lực tổng hợp, khái quát, quy nạp
Với các thao tác đó sẽ dự đốn được cách thức, phương án giải quyết vấn đề.
Dự đoán tuy chưa thật chắc chắn nhưng nó khơng phải là tùy tiện.
Biện pháp 4: Thiết kế kiểm tra các dự đoán, giả thuyết đã đề ra
Dự đốn có thể được kiểm tra trực tiếp nhưng cũng có thể khơng. Khi
khơng kiểm tra được một cách trực tiếp thì cần phải rút ra hệ quả từ dự đốn để
kiểm tra thơng qua hệ quả. Q trình rút ra hệ quả có thể từ suy luận logic hoặc suy
luận toán học. sự sáng tạo được thể hiện thông qua việc đề xuất phương án hiệu
quả để kiểm tra dự đoán hoặc hệ quả.
1.2.4. Đánh giá năng lực sáng tạo
Hiện nay, mặc dù giáo dục đã có nhiều thay đổi trong khâu kiểm tra – đánh
giá ở trường phổ thơng nhưng nó vẫn cịn một số hạn chế nhất định: Đánh giá chủ

yếu bằng điểm số, nặng về đánh giá về mặt kiến thức; thiếu sự kết nối giữa việc
dạy, học với việc kiểm tra – đánh giá; mặc dù đã có chuẩn đầu ra nhưng chưa thực


11

sự rõ ràng… nên việc kiểm tra – đánh giá chưa khách quan, minh bạch và chính
xác. Hơn nữa với định hướng thay đổi mục tiêu dạy học, dạy học phát triển năng lực
thì việc kiểm tra – đánh giá cũng phải thay đổi.
Đánh giá năng lực người học là hình thức đánh giá người học căn cứ vào các
tiêu chí cần đạt được đối với từng loại năng lực trên từng đối tượng nghiên cứu dựa
vào công cụ đánh giá theo một quy trình mang tính chuẩn mực và thống nhất.
Như vậy khi đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh cần vào xây dựng các
tiêu chí, mỗi tiêu chí cần chỉ rõ các mức độ biểu hiện. Theo chương trình giáo dục
tổng thể (2017), năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ở cấp THPT gồm 6 thành tố:
 Nhận ra ý tưởng mới.
 Phát hiện và làm rõ vấn đề.
 Hình thành và triển khai ý tưởng mới.
 Đề xuất, lựa chọn giải pháp.
 Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề.
 Tư duy độc lập.
Các biểu hiện/tiêu chí của các thành tố trên được mô tả trong bảng 1.1. (Bộ Giáo
Dục và Đào tạo, 2017)
Bảng 1.1. Các biểu hiện/ tiêu chí của Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
Thành tố/
thành phần

Chỉ số hành vi

Biểu hiện/ Tiêu chí

Xác định thơng tin, ý

- Biết xác định và làm rõ thông tin, ý

tưởng mới

tưởng mới và phức tạp từ các nguồn

Nhận ra ý
tưởng mới

thơng tin khác nhau
Phân tích các nguồn

- Biết phân tích các nguồn thơng tin

thơng tin độc lập

độc lập để thấy được khuynh hướng và
độ tin cậy của ý tưởng mới

Phát hiện và
làm rõ vấn đề

Phân tích tình huống
Phát hiện vấn đề
Phát biểu vấn đề

- Phân tích được tình huống trong học

tập, trong cuộc sống


12

Thành tố/
thành phần

Chỉ số hành vi

Biểu hiện/ Tiêu chí
- Phát hiện được tình huống có vấn đề
trong học tập, trong cuộc sống.
- Phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu

Nêu ý tưởng mới
Tạo ra yếu tố mới
Hình thành và kết nối
Hình thành và
triển khai ý
tưởng mới

các ý tưởng
Thay đổi giải pháp
trước sự thay đổi của
bối cảnh
Đánh giá rủi ro và có
dự phịng

- Nêu được nhiều ý tưởng mới trong

học tập và cuộc sống
- Biết suy nghĩ khơng theo lối mịn
- Biết tạo ra yếu tố mới dựa trên những
ý tưởng khác nhau
- Hình thành và kết nối được các ý
tưởng
- Biết nghiên cứu để thay đổi giải pháp
trước sự thay đổi của bối cảnh
- Đánh giá được rủi ro và có dự phịng

Thu thập các thơng
tin có liên quan đến
Đề xuất, lựa
chọn giải
pháp

vấn đề

- Biết thu thập và làm rõ các thơng tin/ý
tưởng có liên quan đến vấn đề
- Biết đề xuất và phân tích được một số

Đề xuất giải pháp giải giải pháp giải quyết vấn đề
quyết vấn đề
Lựa chọn giải pháp

- Lựa chọn được giải pháp phù hợp
nhất.

giải quyết vấn đề phù

hợp
Thực hiện và
đánh giá giải
pháp giải
quyết vấn đề

Thực hiện các giải
pháp giải quyết vấn
đề
Đánh giá các giải

- Biết thực hiện và đánh giá giải pháp
giải quyết vấn đề


13

Thành tố/
thành phần

Chỉ số hành vi

Biểu hiện/ Tiêu chí

pháp giải quyết vấn
đề
Vận dụng giải pháp
giải quyết vấn đề vào
bối cảnh mới
Đặt nhiều câu hỏi có

giá trị
Tư duy độc
lập

Quan tâm đến các
lập luận, minh chứng
thuyết phục
Xem xét, đánh giá lại
vấn đề

- Biết suy ngẫm về cách thức và tiến
trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh vận
dụng trong bối cảnh mới
- Biết đặt nhiều câu hỏi có giá trị, khơng
dễ dàng chấp nhận thông tin một chiều
- Không thành kiến khi xem xét, đánh
giá vấn đề
- Biết quan tâm tới các lập luận và minh
chứng thuyết phục
- Sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề

Hai thành tố “nhận ra ý tưởng mới” và “phát hiện và làm rõ vấn đề” có lúc
đứng riêng rẽ nhưng có lúc lại đan xen, hịa quyện làm một. Ví dụ: Khi HS học về
lực hạt nhân “Lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân có bản chất giống như
lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn khơng?” thì HS phát hiện ra thơng tin mới “giữa các
nuclon trong hạt nhân có tương tác với nhau”, thu thập được thông tin đã biết “lực
tĩnh điện là lực tương tác giữa các điện tích”, “lực hấp dẫn là lực hút”. Từ đó phát
hiện “lực tương tác giữa các nuclon có bản chất là lực hút và có thể là lực tương tác
giữa các điện tích” nhưng “liệu có bản chất là lực hấp dẫn hay tĩnh điện khơng?”. Ở
ví dụ này từ việc phát hiện ra thông tin mới mà đưa ra được vấn đề cần giải quyết.

Tuy nhiên trong những tình huống có vấn đề về các ƯDKT thì ý tưởng mới và vấn
đề cần phát hiện lại hịa trộn nhau. Cụ thể tình huống được đưa ra: “Vận động viên
cử tạ Thạch Kim Tuấn trong Olympic nâng được mức tạ 156kg thì dừng nhưng một
em thiếu nhi bình thường dùng một tay cũng có thể nâng được một chiếc ô tô”.
Thông tin ở đây là em thiếu nhi chắc chắn không thể khỏe bằng vận động viên nên
dùng tay khơng thì khơng thể hồn thành được cơng việc này mà cần có thiết bị hỗ