Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam

Tổ chức dạy học chương "các định luật bảo toàn" vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
NGUYỄN ĐÌNH CAN
TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT
BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH
Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí.
Mã số: 8.14.01.11
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đà Nẵng – Năm 2019
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Xuân Quế
Phản biện 1: TS. Dương Xuân Quý – ĐHSP Hà Nội
Phản biện 2: TS. Phùng Việt Hải – ĐHSP, ĐH Đà Nẵng
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày
20 tháng 7 năm 2019
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN
Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN
1
Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, hệ thống giáo dục ở các quốc gia trên thế giới nói
chung và ở Việt Nam nói riêng đứng trước những thách thức to lớn.
Đòi hỏi của nền kinh tế tri thức và những thay đổi nhanh chóng về
công nghệ ở thế kỷ 21 đặt ra yêu cầu mới về định hướng và phương
pháp giáo dục. Sản phẩm của giáo dục và đào tạo phải là những con
người thực hành năng động, vận dụng sáng tạo tri thức đã học vào
tình huống thực tiễn. Do đó, chương trình giáo dục theo định hướng
nội dung, chú trọng đến trang bị cho người học hệ thống tri thức
khoa học khách quan về nhiều lĩnh vực, không còn đáp ứng đầy đủ
những yêu cầu trong tình hình mới.
Để đáp ứng yêu cầu của giáo dục trong tình hình mới, từ
những 60 của thế kỷ 20, mô hình giáo dục dựa trên năng lực
(Competency-Based Education) đã được nhiều nhà giáo dục quan
tâm nghiên cứu và phát triển. Khác với chương trình định hướng nội
dung, chương trình dạy học định hướng kết quả đầu ra tập trung vào
việc mô tả chất lượng đầu ra, trong đó tập trung vào phát triển năng
lực học sinh, có thể coi là ”sản phẩm cuối cùng” của quá trình dạy
học. Việc quản lý chất lượng dạy học chuyển từ việc điều khiển ”đầu
vào” sang điều khiển ”đầu ra”.
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nước đã và đang tiếp tục
nghiên cứu theo định hướng này như: Úc, Canada, NewZealand,
Pháp… Một số nước khác, đã đưa chuẩn cụ thể cho chương trình
giáo dục theo hướng này như: Indonesia, Hàn Quốc, Phần Lan.
Ở nước ta, dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho
học sinh đã được nỗ lực triển khai thực hiện thời gian qua trong hệ
2
thống các trường phổ thông nói chung và các trường THPT nói riêng.
Đây là một xu thế tất yếu để đáp ứng yêu cầu đổi mới căn bản, toàn
diện giáo dục và đào tạo ở nước ta theo Nghị quyết số 29-NQ/TW (4
/11/2013), mà một trong các nhiệm vụ trọng tâm được đề ra là
“…Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo
dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của
người học.” Việc Bộ giáo dục và đào tạo triển khai tập huấn hướng
dẫn dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực
học sinh THPT vào năm 2014 cũng nằm trong những nỗ lực trên.
Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đạt được, quá trình đổi
mới căn bản và toàn diện giáo dục đào tạo ở nước ta còn nhiều hạn
chế cần khắc phục như đánh giá trong văn kiện của Đại Hội XI và
XII của Đảng:
“Chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học lạc hậu,
đổi mới chậm; cơ cấu giáo dục không hợp lý giữa các lĩnh vực,
ngành nghề đào tạo; chất lượng giáo dục toàn diện giảm sút, chưa
đáp ứng được yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá.”
“Đổi mới giáo dục, đào tạo có mặt còn lúng túng. (Chương
trình, nội dung, phương pháp dạy và học, kiểm tra, thi cử, đánh giá
chất lượng lạc hậu, đổi mới chậm, lúng túng.)”
Những đánh giá trên cho chúng ta thấy được phần nào bức
tranh của đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay. Chúng ta đang
thực sự lúng túng trong đổi mới do những mâu thuẫn nội tại, đó là
mâu thuẫn giữa chương trình, phương pháp dạy học và phương pháp
kiểm tra đánh giá, mâu thuẫn giữa chương trình, phương pháp dạy
học và thời gian dạy học…
3
Việc đổi mới trong dạy học vật lí bậc THPT cũng không
nằm ngoài bức tranh chung đó. Mặc dù có nhiều cố gắng trong việc
đổi mới phương pháp dạy học nhưng việc dạy học và kiểm tra đánh
giá theo định hướng nội dung vẫn còn phổ biến do những lí do chủ
quan lẫn khách quan. Một mặt, giáo viên còn hạn chế về mặt lí luận
trong dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng năng lực. Mặt
khác, nội dung chương trình, nội dung đề thi chưa có thay đổi đột
phá để giáo viên mạnh dạn hơn nữa trong việc áp dụng lí luận trong
dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng năng lực vào thực tiễn.
Tuy nhiên, với việc thông qua chương trình phổ thông môn
vật lí vào năm 2018, chúng ta hy vọng sẽ có những thay đổi mạnh
mẽ trong thời gian sắp đến. Theo đó, quan điểm xây dựng chương
trình môn vật lí là “…Các phương pháp giáo dục của môn Vật lí góp
phần phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của người học,
nhằm hình thành năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật
lí - năng lực vật lí - cũng như góp phần hình thành các phẩm chất và
năng lực chung được quy định trong Chương trình giáo dục phổ
thông tổng thể”. Về đặc điểm môn học: “Thí nghiệm, thực hành đóng
vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành khái niệm, quy luật,
định luật vật lí. Vì vậy, Chương trình môn Vật lí chú trọng rèn luyện
cho học sinh khả năng tìm hiểu các thuộc tính của đối tượng vật lí
thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hành dưới các góc độ khác
nhau.” (Chương trình GDPT môn Vật lí – Ban hành kèm theo Thông
tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ
trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo). Với quan điểm và đặc điểm như
vậy, chương trình môn Vật lý một mặt tạo điều kiện để phát triển
4
năng lực chung, một mặt chú trọng phát triển các năng lực đặc thù bộ
môn vật lí, trong đó có năng lực thực nghiệm.
Trong bối cảnh đó, việc nghiên cứu sâu về mặt lí luận dạy
học theo định hướng phát triển năng lực, cũng như tiêu chí đánh giá
năng lực để vận dụng trong quá trình dạy học và đánh giá là điều hết
sức cấp thiết. Chính vì lí do trên, tôi đã chọn đề tài “Tổ chức dạy
học chương Các định luật bảo toàn Vật lí 10 theo hướng phát
triển năng lực thực nghiệm của học sinh”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng phương pháp thực nghiệm để thiết kế tiến trình
dạy học chương Các định luật bảo toàn - vật lí 10 - nhằm phát triển
năng lực thực nghiệm của học sinh.
Thiết kế công cụ đánh giá trình độ phát triển năng lực thực
nghiệm của học sinh sau khi học chương Các định luật bảo toàn -
Vật lí 10.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu vận dụng phương pháp thực nghiệm để thiết kế tiến
trình dạy học các kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí
10 – thì sẽ góp phần phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Năng lực thực nghiệm của học sinh
được phát triển và đánh giá trong dạy học.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Về kiến thức: Chương Các định luật bảo toàn – Vật lí 10.
+ Địa bàn: Học sinh lớp 10, tại Trường THPT Chuyên Lê
Thánh Tông – Thành phố Hội An – Tỉnh Quảng Nam.
5
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học theo hướng phát triển
năng lực của học sinh.
- Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu
Vật lí học và trong dạy học Vật lí.
- Nghiên cứu lí luận về phát triển và đánh giá năng lực thực
nghiệm, thực trạng tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực
thực nghiệm.
- Xây dựng tiến trình tổ chức dạy học luật bảo toàn động
lượng và định luật bảo toàn cơ năng cũng như ứng dụng của chúng
theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
- Xây dựng bảng tiêu chí đánh giá sự phát triển năng lực
thực nghiệm của học sinh trong quá trình học tập chương Các định
luật bảo toàn – vật lí 10 và sử dụng bảng tiêu chí để đánh giá sự phát
triển năng lực này của học sinh
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Chuyên
Lê Thánh Tông (Phường Thanh Hà, TP. Hội An, Tỉnh Quảng Nam).
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu văn kiện của Đảng, Nhà nước về vấn đề đổi
mới căn bản và toàn diện giáo dục, đào tạo.
- Nghiên cứu các chỉ thị của Bộ Giáo dục và đào tạo về vấn
đề đổi mới phương pháp dạy học, phương pháp kiểm tra đánh giá ở
các cấp, các bậc học.
- Nghiên cứu lý luận về phương pháp thực nghiệm trong
nghiên cứu Vật lí học và trong dạy học Vật lí.
6
- Nghiên cứu lý luận quan điểm dạy học và kiểm tra đánh giá
theo định hướng năng lực;
- Vận dụng lý luận để xây dựng tiến trình dạy học và hệ
thống câu hỏi kiểm tra đánh giá;
6.2. Phương pháp điều tra
- Điều tra, thăm dò ý kiến của giáo viên và học sinh để nắm
bắt tình hình vận dụng quan điểm dạy học và kiểm tra theo hướng
phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh (thực trạng trình độ của
năng lực thực nghiệm, nguyên nhân của thực trạng này, khó khăn khi
tổ chức dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh).
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) ở trường THPT để
đánh giá hiệu quả của việc dạy học, kiểm tra đánh giá theo hướng
phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
6.4. Phương pháp thống kê toán học
- Dựa vào số liệu thu thập được, sử dụng phương pháp thống
kê thông dụng để phân tích, xử lý kết quả TNSP.
- Đánh giá hiệu quả quá trình dạy học như giả thuyết khoa
học đã đề ra.
7. Đóng góp của đề tài nghiên cứu
- Xây dựng Quy trình thiết kế hoạt động dạy học theo hướng
phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
- Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức Định luật bảo toàn
động lượng, Định luật bảo toàn cơ năng cũng như ứng dụng của
chúng theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm.
7
- Cung cấp thêm tài liệu tham khảo, phục vụ dạy học kiến
thức về Định luật bảo toàn động lượng, Định luật bảo toàn cơ năng
và ứng dụng của chúng.
- Góp phần đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lý ở
THPT.
8. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học theo hướng phát triển
năng lực và dạy học theo hướng phát triển NLTN trong dạy học Vật
lý.
- Điều tra thực trạng tổ chức dạy học phát triển năng lực thực
nghiệm.
- Vận dụng cơ sở lý luận về dạy học theo hướng phát triển
năng lực và dạy học theo hướng phát triển NLTN trong dạy học Vật
lý để thiết kế tiến trình dạy học kiến thức Định luật bảo toàn động
lượng, Định luật bảo toàn cơ năng và ứng dụng của chúng theo
hướng phát triển năng lực thực nghiệm.
- Đánh giá đầu vào của trình độ phát triển NLTN của học
sinh, đánh giá trong và sau khi học kiến thức Định luật bảo toàn
động lượng, Định luật bảo toàn cơ năng và ứng dụng của chúng theo
hướng phát triển năng lực thực nghiệm.
9. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
Chương 1. Cơ sở lí luận
Kết luận chương 1
Chương 2. Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức Định luật bảo toàn
động lượng, Định luật bảo toàn cơ năng theo hướng phát triển năng
lực thực nghiệm
8
Kết luận chương 2
Chương 3 3. Thực nghiệm sư phạm
Kết luận chương 3
Kết luận và kiến nghị
Chương 1. Cơ sở lí luận
1.1. Năng lực – Năng lực thực nghiệm
1.1.1. Khái niệm năng lực
Trong khuôn khổ luận văn này khái niệm năng lực được
hiểu như sau: Năng lực là khả năng huy động các kiến thức, kĩ năng
với thái độ thích hợp để thực hiện một hoạt động một cách chủ động
và có trách nhiệm.
1.1.2. Phân loại năng lực
1.1.2.1. Năng lực chung
Năng lực chung là những năng lực được tất cả các môn học
và hoạt động giáo dục góp phần hình thành, phát triển. Năng lực
chung bao gồm các năng lực thành phần:
- Năng lực tự chủ và tự học;
- Năng lực giao tiếp và hợp tác;
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo;
1.1.2.2. Năng lực đặc thù trong môn Vật lí
Môn Vật lí hình thành và phát triển ở học sinh năng lực vật
lí, gồm các năng lực thành phần:
- Năng lực nhận thức vật lí;
- Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ vật lí;
- Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học.
9
Theo Nguyễn Văn Biên [4], năng lực vật lí được hiểu là khả
năng tìm ra quy luật, vận dụng quy luật về sự vận động, sự tương tác,
sự bảo toàn trong thế giới tự nhiên để giải quyết những vấn đề trong
khoa học và trong đời sống. Với định nghĩa như vậy, năng lực vật lí
được phân tích thành ba hợp phần như sau:
- Hợp phần nghiên cứu lí thuyết: là hợp phần bao gồm các
thành tố, chỉ số hành vi diễn ra chủ yếu là trong tư duy của học sinh,
hướng tới phát triển các thành tố năng lực tương ứng của các nhà vật
lí lí thuyết.
- Hợp phần thực hiện thí nghiệm: là những hợp phần bao
gồm những thành tố, chỉ số hành vi tương ứng của những nhà vật lí
thực nghiệm.
- Hợp phần trao đổi và bảo vệ kết quả: thể hiện các thành tố,
chỉ số hành vi tương ứng của các nhà vật lí ứng dụng, chuyển giao
công nghệ.
Với cách xác định như thế này, các biểu hiện của năng lực
được xác định rõ ràng hơn, đồng thời việc đánh giá hiệu quả đầu ra
sẽ dẽ dàng hơn, nhưng đôi khi lại chênh lệch so với năng lực chung.
1.1.3. Năng lực thực nghiệm
1.1.3.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm là khả năng huy động các kiến thức,
kĩ năng thực nghiệm cùng với thái độ thích hợp để thực hiện hoạt
động thực nghiệm một cách chủ động và có trách nhiệm.
1.1.3.2. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm bao gồm 04 thành tố sau đây:
- Nêu câu hỏi khoa học và đưa ra dự đoán/ giả thuyết;
- Đề xuất, lựa chọn và lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm;
10
- Thực hiện phương án thí nghiệm đã thiết kế;
- Xử lí, phân tích, trình bày kết quả và đánh giá;
1.1.3.3. Các chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm
Các thành tố của NLTN được biểu hiện thông qua các chỉ số
hành vi với 15 chỉ số thể hiện qua bảng 1.3.
Bảng 1.3: Các thành tố và chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm
Thành tố Chỉ số hành vi
1. Nêu câu
hỏi khoa học
và đưa ra dự
đoán/ giả
thuyết;
1.1. Phát hiện có vấn đề mới về sự kiện vật lí được
quan sát, trải nghiệm
1.2. Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu/ nêu câu hỏi
khoa học (mà khi giải quyết vấn đề đó, cần tiến hành
thí nghiệm khảo sát hay kiểm chứng)
1.3. Đưa ra được các dự đoán/ giả thuyết
2. Đề xuất,
lựa chọn và
lập kế hoạch
tiến hành thí
nghiệm
2.1. Đề xuất các phương án thí nghiệm
2.2. Lựa chọn phương án khả thi
2.3. Lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm
3. Thực hiện
phương án
thí nghiệm
đã thiết kế
3.1. Lựa chọn/xây dựng các dụng cụ, thiết bị thí
nghiệm/ vật liệu kĩ thuật
3.2. Lắp ráp thiết bị thí nghiệm
3.3. Kiểm tra thiết bị và phát hiện, sửa chữa những
sai hỏng thông thường
3.4. Tiến hành thí nghiệm/vận hành ứng dụng kĩ
thuật
3.5. Thu thập và ghi lại kết quả từ thí nghiệm/hiện
11
tượng tự nhiên/ quá trình vận hành ứng dụng kĩ thuật
4. Xử lí,
phân tích,
trình bày kết
quả và đánh
giá
4.1. Biểu diễn kết quả đo dưới các dạng khác nhau
4.2. Xử lí số liệu
4.3. Biện luận kết quả TN và rút ra kết luận từ khái
quát hóa kết quả TN/ Biện luận những kết quả rút ra
được qua quá trình vận hành ứng dụng kĩ thuật
4.4. Đánh giá, cải tiến phép đo/mô hình của ứng
dụng kĩ thuật
1.1.3.4. Đánh giá năng lực thực nghiệm
a. Tiêu chí đánh giá
Mỗi hành vi của NLTN được mô tả cụ thể ở mức độ thực
hiện khác nhau, gọi là tiêu chí chất lượng.
b. Phương pháp và hình thức đánh giá
Đánh giá NLTN của HS là đánh giá sự đáp ứng của học sinh
đối với các chỉ số hành vi của NLTN. Trong đó, HS được đánh giá
dựa trên các tiêu chí đã được xác định rõ ràng về thành tích đạt được
so với chuẩn đầu ra hay mục tiêu đã đề ra, thay vì được xếp hạng
trên cơ sở kết quả thu được của những HS thuộc mẫu khảo sát.
c. Phương tiện sử dụng đánh giá
Phương tiện để đánh giá NLTN của HS là phiếu hướng dẫn
đánh giá theo tiêu chí (rubric), đây là một công cụ đánh giá thể hiện
các yêu cầu về chất lượng được xây dựng dựa trên cơ sở cấu trúc
NLTN, các chỉ số hành vi của NLTN và tiêu chí chất lượng các hành
vi của NLTN.
12
1.2. Dạy học theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm
1.2.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực
Việc dạy học định hướng năng lực được thể hiện ở trong các
thành tố quá trình dạy học: mục tiêu, phương pháp dạy học, nội dung
dạy học, kiểm tra đánh giá
1.2.2. Dạy học theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm
1.2.2.1. Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật lí
Spaski đã nên lên thực chất của PPTN của Galile như sau:
Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một
giả thuyết (dự đoán). Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng
quát hóa các sự kiện thực nghiệm đã làm. Nó chứa đựng một cái gì
mới mẻ, không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể. Bằng phép suy
luận logic và bằng toán học, các nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó
mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số các sự kiện mới trước đó
chưa biết đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực
nghiệm mà kiểm tra lại được, và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó
khẳng định giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật chính xác
1.2.2.2. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí
Trong dạy học vật lí, GV phỏng theo PPTN của các nhà
khoa học mà tổ chức cho HS hoạt động theo các giai đoạn sau:
• Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề
• Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán
• Giai đoạn 3: Từ dự đoán, suy luận lý thuyết rút ra hệ quả
logic có thể kiểm tra được
• Giai đoạn 4: Đề xuất, tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự
đoán