Tổ chức dạy học chương “điện học” - vật lí 7 theo phương thức giáo dục stem phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐOÀN THỊ THU HOÀNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” - VẬT LÍ 7

THEO PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Đà Nẵng - Năm 2021

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐOÀN THỊ THU HOÀNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” - VẬT LÍ 7

THEO PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 814.01.11

Người hướng dẫn khoa học:

TS. DƯƠNG XUÂN QUÝ

Đà Nẵng - Năm 2021

i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng sau đại học, Ban Chủ nhiệm

Khoa Vật lí và Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học Vật lí Trường Đại học Sư

phạm Đà Nẵng.

Đặc biệt với tất cả tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành bày

tỏ lòng biết ơn thầy giáo TS.Dương Xuân Quý người đã dành nhiều thời gian dìu dắt,

trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và

hoàn thành luận văn.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường THCS Lý Thường Kiệt – Quận

Hải Châu – TP Đà Nẵng và tập thể lớp 7/10 đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi

trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, bạn bè và các bạn

học viên cao học Khóa 37 & 38 - Vật lí đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học

tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.

Đà Nẵng, ngày 19 tháng 6 năm 2021

Tác giả

Đoàn Thị Thu Hoàng

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết

quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài

nghiên cứu khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận

văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ

nguồn gốc.

Đà Nẵng, ngày 19 tháng 6 năm 2021

Tác giả

Đoàn Thị Thu Hoàng

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................i

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii

TRANG THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ......................................................... iii

MỤC LỤC ......................................................................................................................v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................... viii

DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................ix

DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... xii

MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài........................................................................................................1

2. Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu.......................................................................2

3. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................................3

4. Giả thuyết khoa học...................................................................................................3

5. Đôi tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................4

6. Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................................4

7. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................5

8. Dự kiến đóng góp của đề tài .....................................................................................5

CHƯƠNG 1....................................................................................................................6

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH.................6

1.1. Giáo dục STEM trong dạy học..............................................................................6

1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM.................................................................................6

1.1.2. Mục tiêu của giáo dục STEM..................................................................................6

1.1.3. Các kỹ năng của dạy học STEM.............................................................................7

1.1.4. Chủ đề giáo dục STEM [7] .....................................................................................8

1.1.5. Phân loại STEM [8] ................................................................................................9

1.2. Năng lực giải quyết vấn đề...................................................................................10

1.2.1. Năng lực ................................................................................................................10

1.2.2. Năng lực giải quyết vấn đề....................................................................................12

1.3. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý theo phương thức

giáo dục STEM.............................................................................................................13

1.4. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học theo phương thức giáo dục STEM

phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ..................................................14

1.5. Xây dựng công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh..............16

1.6. Thực trạng dạy học chương “Điện học” – Vật lí 7 tại các trường THCS thuộc

Quận Hải Châu – TP Đà Nẵng...................................................................................20

1.6.1. Mục đích điều tra ..................................................................................................20

1.6.2. Đối tượng khảo sát ................................................................................................21

vi

1.6.3. Phương pháp khảo sát ...........................................................................................21

1.6.4. Kết quả điều tra .....................................................................................................21

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ..................................................................................25

CHƯƠNG 2..................................................................................................................26

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” – VẬT LÍ 7 ...............................26

THEO PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC..........26

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH ...............................................................26

2.1. Mục tiêu dạy học chương “Điện học” gắn với chủ đề “Chế tạo đèn pin led

siêu sáng” và chủ đề “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” - Vật lí 7

dưới góc độ STEM.......................................................................................................26

Tuy nhiên do phần chuẩn KT-KN cần đạt quy định trong chương trình SGK hiện

hành và chương trình GDPT tổng thể hơi dài nên chúng tôi đưa vào phần phụ lục

cuối luận văn. Ở đây chỉ đưa ra mục tiêu của mỗi chủ đề.......................................26

2.1.1. Mục tiêu của chủ đề “Chế tạo đèn pin led siêu sáng”...........................................26

2.2. Xây dựng và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề “Chế tạo đèn pin led siêu

sáng” và chủ đề “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” - Vật lí 7 ........30

2.2.1. Chủ đề “Chế tạo đèn pin led siêu sáng”................................................................30

2.2.2. Chủ đề “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” .....................................46

2.3. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS trong dạy học theo phương thức

giáo dục STEM.............................................................................................................57

2.3.1. Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế tạo đèn pin

led siêu sáng”............................................................................................................................57

2.3.2. Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế tạo dụng cụ

trang trí góc học tập sáng tạo”..................................................................................................62

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ..................................................................................67

CHƯƠNG 3..................................................................................................................68

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM......................................................................................68

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm.............................................68

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm .....................................................................68

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm.....................................................................68

3.2. Đối tượng và phương pháp của thực nghiệm sư phạm.....................................68

3.2.1. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm....................................................................68

3.3.2. Phương pháp của thực nghiệm sư phạm ...............................................................68

3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm..........................................................................68

3.4. Phân tích và đánh giá kết quả TNSP..................................................................71

3.4.1. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm..................................71

3.4.2. Kết quả TNSP .......................................................................................................71

 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ................................................................................102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................103

1. Kết luận ..................................................................................................................103

vii

2. Kiến nghị ................................................................................................................104

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................105

PHỤ LỤC

- Quyết điṇh giao đề tài

- Bản sao kết luận của Hội đồng

- Bản sao nhận xét của các phản biện

- Bản nhận xét của GVHD

- Bản tường trình bổ sung sữa chữa luận văn

viii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Nội dung

1 CT Chương trình

2 DHGQVĐ Dạy học giải quyết vấn đề

3 DHPH&GQVĐ Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

4 GDPT Giáo dục phổ thông

5 GP Giải pháp

6 GQVĐ Giải quyết vấn đề

7 GV Giáo viên

8 HS Học sinh

9 KT Kiến thức

10 NL Năng lực

11 NLGQVĐ Năng lực giải quyết vấn đề

12 PHT Phiếu học tập

13 THCS Trung học cơ sở

14 TNSP Thực nghiệm sư phạm

15 TS Tiến sĩ

ix

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

bảng

Tên bảng Trang

1.1. Bảng cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 16

1.2. Tiêu chí đánh giá sản phẩm STEM 19

1.3. Kết quả khảo sát GV về thực trạng hiểu biết về giáo dục STEM 21

1.4.

Đánh giá của GV về mức độ khó khăn khi triển khai dạy học chủ đề

STEM gắn với phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

24

2.1 .

Phân tích từng yếu tố S, T, E, M trong chủ đề “Chế tạo đèn pin Led siêu

sáng”

30

2.2. Ma trận các pha hoạt động chủ đề “Chế tạo đèn pin Led siêu sáng” 32

2.3.

Đánh giá việc tìm hiểu kến thức nền và vẽ sơ đồ mạch điện chủ đề “

Chế tạo đèn pin led siêu sáng”

39

2.4.

Đánh giá việc trình bày bản thiết kế và phương án thiết kế “Chế tạo

đèn pin led siêu sáng”

41

2.5.

Bảng mô tả tên linh kiện và thiết bị cần dùng cho chủ đề “ Chế tạo đèn

pin led siêu sáng”

42

2.6. Phiếu đánh giá sản phẩm 43

2.7. Phiếu đánh giá việc trình bày 44

2.8. Phiếu đánh giá hoạt động nhóm 45

2.9.

Phân tích từng yếu tố S, T, E, M trong chủ đề “Chế tạo dụng cụ trang

trí góc học tập sáng tạo”

46

2.10.

Ma trận các pha hoạt động chủ đề “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học

tập sáng tạo”

48

2.11. Đánh giá việc tìm hiểu kến thức nền và bản thảo thiết kế sản phẩm 54

2.12.

Mô tả linh kiện, thiết bị cần dùng trong sản phẩm “Dụng cụ trang trí

góc học tập sáng tạo”

56

2.13. Phiếu đánh giá sản phẩm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” PL-8

2.14.

Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc

học tập sáng tạo”

PL-9

2.15.

Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập

sáng tạo”

PL-10

x

Số hiệu

bảng

Tên bảng Trang

2.16.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo đèn pin led siêu sáng”

57

2.17.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo”

62

3.1.

Kế hoạch TNSP chủ đề “Chế tạo đèn pin led siêu sáng” tại trường

THCS Lý Thường Kiệt – Quận Hải Châu – Đà Nẵng

69

3.2.

Kế hoạch TNSP chủ đề “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng

tạo” tại trường THCS Lý Thường Kiệt – Quận Hải Châu – Đà Nẵng

70

3.3. Phiếu đánh giá sản phẩm “Chế tạo đèn pin led siêu sáng” 76

3.4. Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “Chế tạo đèn pin led siêu sáng” 78

3.5a.

Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo đèn pin led siêu sáng” –

Nhóm 2

78

3.6b.

Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo đèn pin led siêu sáng” –

Nhóm 5

79

3.7. Bảng tổng điểm trung bình cả chủ đề 79

3.8.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo đèn pin led siêu sáng” của bạn Tôn Nữ Khánh Vân

80

3.9.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo đèn pin led siêu sáng” của bạn Hồ Văn Anh Dũng

81

3.10.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo đèn pin led siêu sáng” của bạn Đặng Chí Khiêm.

82

3.11.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo đèn pin led siêu sáng” của bạn Đinh Hoàng Duy

83

3.12.

Bảng đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của lớp 7/10 với chủ đề “

Chế tạo đèn pin led siêu sáng”

84

3.13. Phiếu đánh giá sản phẩm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” 90

3.14.

Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc

học tập sáng tạo”

92

3.15.

Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập

sáng tạo” – Nhóm 2

93

3.16. Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập 93

xi

Số hiệu

bảng

Tên bảng Trang

sáng tạo” – Nhóm 5

3.17. Bảng tổng điểm trung bình cả chủ đề 94

3.18.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo dụng cụ trí góc học tập sáng tạo” của bạn Tôn Nữ Khánh Vân

95

3.19.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” của bạn Hồ Văn Anh Dũng

96

3.20.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” của bạn Đặng Chí Khiêm.

96

3.21.

Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện chủ đề “Chế

tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo” của bạn Đinh Hoàng Duy

97

3.22.

Bảng đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của lớp 7/10 với chủ đề “

Chế tạo dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo”

98

xii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

hình

Tên hình Trang

1.1. Mô hình tảng băng về cấu trúc năng lực 11

1.2.

Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức vật lí theo kiểu DHPH &

GQVĐ

13

1.3.

Khảo sát về mong muốn của HS về nội dung và cách triển khai bài học

trong giờ của GV

25

2.1. Đèn pin led tự chế minh họa 46

2.2. Một số mô hình minh hoạt về dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo 10

3.1.

Nhóm 5 tiến hành thí nghiệm kiểm chứng chất dẫn điện và chất cách

điện

73

3.2. Đại diện nhóm 5 đang trình bày bản thiết kế 74

3.3. Đại diện nhóm 2 đang trình bày bản thiết kế 74

3.4. Các nhóm đang lựa chọn nguyên vật liệu để chế tạo sản phẩm 75

3.5. Nhóm 5 đang hoàn thiện sản phẩm 75

3.6. Các nhóm đang thao tác sản phẩm đèn pin led siêu sáng 75

3.7. Nhóm 5 và nhóm 4 với đèn pin led siêu sáng của nhóm mình 76

3.8.

Các nhóm tiến hành thí nghiệm đo các giá trị của đoạn mạch nối tiếp và

đoạn mạch song song

87

3.9. Nhóm 5 đang hoàn thiện bản thiết kế dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo 87

3.10. Đại diện nhóm 5 trình bày bản thiết kế 88

3.11.

Nhóm 2 kiểm nghiệm lại chiều dòng điện đi qua đèn led với pin cũ có

hiệu điện thế dưới 2,5V

89

3.12. Nhóm 4 đang chế tạo sản phẩm 89

3.13. Nhóm 3 đang hoàn thiện sản phẩm 89

3.14. Nhóm 5 và nhóm 2 và dụng cụ trang trí góc học tập sáng tạo của nhóm mình 90

3.15. Biểu đồ so sánh năng lực tìm hiểu vấn đề của HS qua 2 chủ đề 100

3.16. Biểu đồ so sánh năng lực đề xuất giải pháp của HS qua 2 chủ đề 100

3.17. Biểu đồ so sánh năng lực thực hiện GPGQVĐ của HS qua 2 chủ đề 101

3.18.

Biểu đồ so sánh năng lực đánh giá việc GQVĐ và phát hiện VĐ mới cần

GQ của HS qua 2 chủ đề

101