Tài liệu Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học phần

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Võ Thị Bích Diễm XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC”- VẬT LÍ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Võ Thị Bích Diễm XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC”- VẬT LÍ 10 THPT Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục với đề tài: “Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học phần “Nhiệt học”- Vật lí 10 THPT” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các nội dung và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác. Tác giả Võ Thị Bích Diễm LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ rất nhiều từ quý thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của mình đến: TS. Nguyễn Mạnh Hùng, người đã dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình, sửa lỗi, góp ý, động viên tinh thần cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Phòng Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và tổ bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này. Ban Giám hiệu trường THCS- THPT Tân Phú cùng toàn thể quý thầy cô trong tổ Vật lí và các em học sinh lớp 10A5 đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành quá trình thực nghiệm tại trường. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các anh chị, bạn bè học viên K27 và nhóm Luận Văn gồm anh Huỳnh Minh Hải và chị Hồ Thị Thanh Luông đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được góp ý đáng quý từ thầy, cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn nữa. Xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2018 Tác giả luận văn Võ Thị Bích Diễm MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình Danh mục các sơ đồ MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ....................................................... 5 1.1. Tổng quan .................................................................................................... 5 1.2. Năng lực GQVĐ .......................................................................................... 8 1.2.1. Năng lực là gì ....................................................................................... 8 1.2.2. Giải quyết vấn đề là gì? ...................................................................... 16 1.2.3. Năng lực giải quyết vấn đề ................................................................. 16 1.2.4. Phương pháp, hình thức dạy học nâng cao NLGQVĐ. ...................... 19 1.3. Bài tập vật lí ............................................................................................... 23 1.4. Bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn .................................................. 23 1.4.1. Khái niệm bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn .......................... 23 1.4.2. Phân loại các bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn ..................... 26 1.4.3. Vai trò của BTVLTTTHLM ............................................................... 28 1.4.4. Phương pháp giải BTVLTTTHLM .................................................... 30 1.5. Quy trình xây dựng các BTVLTTTHLM .................................................. 31 1.5.1. Nguyên tắc xây dựng các BTVLTTTHLM ........................................ 31 1.5.2. Các bước cụ thể xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn .... 31 1.5.3. Cách sử dụng BTTTTHLM ................................................................ 34 1.6. Các biện pháp nâng cao NLGQVĐ của HS THPT ................................... 35 1.7. Khảo sát ý kiến dạy học các BTVLTTTHLM hiện nay và NLGQVĐ của HS .............................................................................................................. 36 1.7.1. Mục đích nghiên cứu thực trạng ......................................................... 36 1.7.2. Các đối tượng nghiên cứu................................................................... 36 1.7.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................... 36 1.7.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 36 1.7.5. Kết quả nghiên cứu thực trạng ........................................................... 37 Chương 2. CÁC BTVLTTTHLM PHẦN NHIỆT HỌC NHẰM NÂNG CAO NLGQVĐ CHO HỌC SINH ........................................................ 41 2.1. Phân tích cấu trúc chương trình phần Nhiệt học và nội dung tich hợp hiện có trong phần Nhiệt học............................................................................. 41 2.1.1. Cấu trúc phần Nhiệt học ..................................................................... 41 2.1.2. Tổng quan về phần Nhiệt học ............................................................. 41 2.2. Xây dựng các bài tập vật lí có nội dung thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” – Vật lí 10 THPT .......................................................... 43 2.2.1. Các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”- ............... 43 2.2.2. Tiến trình dạy học bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần Nhiệt học 65 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM........................................................ 102 3.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp và thời gian tiến hành thực nghiệm 102 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm................................................. 102 3.1.2. Thời gian, địa điểm, đối tượng thực nghiệm .................................... 102 3.1.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................ 102 3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm.............................................................. 103 3.2.1. Công tác chuẩn bị ............................................................................. 103 3.2.2. Diễn biến quá trình thực nghiệm ...................................................... 103 3.3. Công cụ đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm..................................... 107 3.3.1. Đánh giá định tính ............................................................................ 107 3.3.2. Đánh giá định lượng ......................................................................... 107 3.4. Kết quả định lượng thực nghiệm sư phạm .............................................. 113 3.4.1. Đánh giá NLGQVĐ qua điểm quá trình ......................................... 114 3.4.2. Đánh giá NLGQVĐ của HS qua bài tiền kiểm và hậu kiểm............ 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 123 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Thứ tự Các chữ viết tắt Các chữ viết đủ 1 BT Bài tập 4 BTTTTHLM Bài tập thực tiễn tích hợp liên môn 2 BTVL Bài tập vật lý 5 BTVLTTTHLM Bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 3 BTVN Bài tập về nhà 7 GQVĐ Giải quyết vấn đề 6 GV Giáo viên 8 HS Học sinh 9 NLGQVĐ Năng lực giải quyết vấn đề 10 SGK Sách giáo khoa 11 THPT Trung học phổ thông DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các năng lực chung và năng lực riêng theo OECD .................................... 10 Bảng 1.2. Các nhóm năng lực chuyên biệt môn Vật lý ............................................... 11 Bảng 1.3. Các mức độ của NLGQVĐ của HS THPT ................................................ 17 Bảng 1.4. Các mức độ cụ thể của các thành tố trong NLGQVĐ ............................... 18 Bảng 1.5. Quy trình cụ thể xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn ............ 31 Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá bài tập làm nhóm (GV đánh giá) .................................. 108 Bảng 3.2. Tiêu chí đánh giá BTVN của HS (TT1) .................................................... 109 Bảng 3.3. Đánh giá sản phẩm đèn kéo quân (GV đánh giá) ..................................... 109 Bảng 3.4. Đánh giá thiết kế thí nghiệm sự nở vì nhiệt (GV đánh giá) ...................... 110 Bảng 3.5. Đánh giá cho sản phẩm hoa của HS (GV đánh giá) ................................. 110 Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá NLGQVĐ trong bài tập 1 tiền- hậu kiểm .................... 111 Bảng 3.7. Tiêu chí đánh giá NLGQVĐ trong bài tập 1 tiền- hậu kiểm .................... 112 Bảng 3.8. Quy đổi điểm kiểm tra và mức NLGQVĐ ................................................ 113 Bảng 3.9. Điểm bài tập nhóm (GV đánh giá) ............................................................ 114 Bảng 3.10. Thống kê điểm BTVN của HS ................................................................ 114 Bảng 3.11. Tổng hợp điểm đánh giá lẫn nhau của HS .............................................. 115 Bảng 3.12. Thống kê điểm quá trình của HS ........................................................... 115 Bảng 3.13. Điểm số bài tiền kiểm- hậu kiểm của HS ............................................... 117 Bảng 3.14. Thống kê số HS đạt mức độ I,II của NLGQVĐ trong BT 1 ................... 118 Bảng 3.15. Thống kê số HS đạt mức độ I,II của NLGQVĐ trong BT 2 ................... 118 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Các pha trong tiến trình dạy học nêu và giải quyết vấn đề ................. 20 Hình 1.2. Kĩ thuật khăn trải bàn gốc ................................................................... 22 Hình 1.3. Bài tập phụ lục mô tả than chì và kim cương ...................................... 35 Hình 1.4. Biểu đồ tròn khảo sát lợi thế của BTTTTHLM để phát triển năng lực cho HS .............................................................................................. 37 Hình 1.5. Biểu đồ cột khảo sát việc vận dụng BTTTTHLM vào các khâu của quá trình dạy học .................................................................................... 38 Hình 1.6. Biểu đồ tròn khảo sát lợi thế năng lực có thể phát triển cho cho HS khi sử dụng BTTTTHLM ...................................................................... 38 Hình 1.7. Biểu đồ cột khảo sát việc vận dụng BTTTTHLM vào dạy học .......... 38 Hình 2.1. Lồng đèn kéo quân .............................................................................. 43 Hình 2.2. Sơ đồ nhận nhiệt sinh công theo nguyên lý II ..................................... 45 Hình 2.3. Bình chữa cháy CO2 ............................................................................ 46 Hình 2.4. Các bước sử dụng bình cứu hỏa .......................................................... 50 Hình 2.5. Cấu tạo bên trong của cá chép ............................................................. 51 Hình 2.6. Mô phỏng thí nghiệm sự thay đổi mực nước khi cá bơi ..................... 51 Hình 2.7. Khe hở giữa các thanh ray ................................................................... 54 Hình 2.8. Cột điện cao thế ở Việt Nam ............................................................... 58 Hình 2.9. Cây và cấu tạo rễ cây ........................................................................... 60 Hình 2.10. Hình cách tạo ra hoa hồng bảy màu .................................................. 64 Hình 3.1. Bong bóng “Galaxy” ............................................................................. 1 Hình 3.2. Cấu tạo và chức năng của phổi .............................................................. 6 Hình 3.3. Đỉnh Langbiang của Đà Lạt ................................................................ 10 Hình 3.4. Đồ thị biễu diễn mực nước biển trong các nằm 1880-2000 ................ 13 Hình 3.5. Cấu tạo bóng đèn dây tóc .................................................................... 17 Hình 3.6. Ấp trứng gà và sưởi ấm lợn trong chăn nuôi ....................................... 19 Hình 3.7. Người thợ rèn ngồi bên cạnh bếp lửa .................................................. 19 Hình 3.8. Nồi áp suất ........................................................................................... 21 Hình 3.9. Sơ đồ cấu tạo động cơ đốt trong .......................................................... 24 Hình 3.10. Than chì và kim cương ...................................................................... 27 Hình 3.11.Cấu trúc tinh thể kim cương ............................................................... 30 Hình 3.12. Cấu trúc tinh thể than chì................................................................... 30 Hình 3.13. Mô tả đúc đồng (cắt ra từ clip) .......................................................... 31 Hình 3.14. Hạt sương đọng trên lá buổi sớm mai ............................................... 34 Hình 3.15. Ngọn đèn dầu đang cháy ................................................................... 36 Hình 3.16. Dự báo thời tiết chụp từ màn hình điện thoại .................................... 39 Hình 3.17. Cấu tạo của gluco và fructozo ........................................................... 47 Hình 3.18. Cấu tạo hòa học của mantozo và saccarozo ...................................... 48 Hình 3.19. Động cơ đốt ngoài- động cơ đốt trong............................................... 48 Hình 3.20. Bình gas trong gia đình ...................................................................... 52 Hình 3.21. Người thổi bong bóng ........................................................................ 60 Hình 3.22. Cột điện cao thế ................................................................................. 61 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Khái niệm bài tập thực tiễn tích hợp liên môn ............................................ 26 Sơ đồ 1.2. Phân loại BTVLTTTHLM .......................................................................... 27 Sơ đồ 2.1. Cấu trúc phần nhiệt học ............................................................................... 41 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong thế kỉ 21 này, thế kỉ của sự bùng nổ công nghệ thông tin, thế kỉ của những bước tiến vĩ đại của con người trong kĩ thuật công nghệ, ứng dụng khoa học và sự phát triển không ngừng của tri thức nhân loại, thế hệ công dân 4.0. Trong điều kiện đó, con người phải ngày càng nỗ lực, cố gắng hơn nữa để phát triển một cách toàn diện nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển mạnh mẽ của đời sống xã hội. Đây cũng chính là một khó khăn, một thách thức đối với ngành giáo dục ở các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam ta. Sự đổi mới giáo dục, đổi mới tư duy giáo dục chính là công việc cần thiết hàng đầu hiện nay. Ở nước ta cũng như các nước khác trên thế giới, mục đích giáo dục hiện nay không chỉ dừng lại đơn thuần ở việc truyền thụ kiến thức, kĩ năng kinh nghiệm của tổ tiên loài người tích lũy qua hàng triệu năm cho HS nữa, mà còn là bồi dưỡng, nâng cao những khả năng tự lực, tích cực, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề để đáp ứng với những sự thay đổi vượt bật trong đời sống xã hội hiện nay. Những cách thức quan trọng để thực hiện chính là tạo cho HS một điều kiện, một cơ hội trở thành chủ thể của hoạt động nhận thức để từ đó phát triển tư duy phát hiện vấn đề trên nền những kiến thức cơ bản, tổng hợp đã có để có thể giải quyết được các vấn đề đặt ra, từ đó chiếm lĩnh kiến thức và phát triển trí tuệ hơn. Vật lí là một trong những môn khoa học tự nhiên của chương trình THPT, nghiên cứu vật chất và những tính chất liên quan đến quá trình chuyển đổi, vận động của vật chất: dạng chuyển động, các quá trình biến đổi, quá trình tương tác… Kiến thức vật lí là một sợi dây gắn kết một cách chặt chẽ với thực tế đời sống, kết hợp với các bộ môn khoa học tự nhiên khác tạo nên một thể thống nhất, hài hòa tương trợ lẫn nhau của tri thức nhân loại. Vật lí đi từ những ngóc ngách vi mô tới những hiện tượng vĩ mô trong đời sống của chúng ta. Dạy học Vật lí là quá trình tổ chức các hoạt động dạy và học nhằm giúp HS nhận thức kiến thức vật lí, hình thành tư duy vật lí và cao hơn là vận dụng được vào trong thực tiễn đời sống xã hội. Mục đích của giáo dục là nhằm đào tạo thế hệ trẻ phát triển một cách toàn diện, hoàn thiện nhân cách, nắm vững tri thức khoa học cơ bản phù hợp 2 với thực tiễn phát triển của đất nước. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề để phù hợp với yêu cầu của đời sống xã hội đối với người lao động; phù hợp với quyền lợi, nguyện vọng, năng lực của mỗi cá nhân. Sự phát triển đa dạng cá nhân sẽ dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng, toàn diện, hài hòa của xã hội. Trong những nghiên cứu giáo dục gần đây đã cho thấy rằng giáo dục phổ thông ở nước ta đã đạt nhiều kết quả nổi bật trong thời gian gần đây: quy mô, chất lượng giáo dục ngày càng tăng và có nhiều chuyển biến tích cực; chuyên môn của đội ngũ giáo viên ngày càng cao, cơ sở vật chất kĩ thuật không ngừng được củng cố, tăng cường và phát huy có hiệu quả. Bên cạnh đó, vẫn còn một số vấn đề đáng quan tâm. Đó là đa số HS còn gặp rất nhiều khó khăn khi vận dụng kiến thức đã học vào đời sống, các em còn chưa biết kiến thức đã học để làm gì ngoài việc thi đại học, thậm chí kiến thức đó có đúng thật hay không, có vận dụng được gì trong đời sống hay không? Đứng trước những vấn đề trong đời sống, các em chưa biết phải giải quyết như thế nào. Riêng ở bộ môn Vật lí, đa số HS sau khi học hết chương trình THPT vẫn không biết sử dụng các dụng cụ, thiết bị đo lường trong vật lí, không giải thích được hiện tượng tự nhiên, không biết vận dụng kiến thức vật lí đã học vào trong thực tiễn đời sống và sản xuất và thậm chí không hiểu rõ việc học nhiều bộ môn khoa học trong lúc học ở trường để làm gì. Đứng trước tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá, Bộ giáo dục và đào tạo đã chỉ đạo đổi mới các hoạt động dạy học nhằm tạo ra sự chuyển biến tích cực trong giáo dục hiện nay. Một trong những hoạt động đó chính là đề ra và xây dựng dạy học theo hướng dạy học tích hợp: tích hợp khoa học tự nhiên và tích hợp khoa học xã hội. Vật lí là một bộ môn khoa học tự nhiên và do đó cũng nằm trong chương trình tích hợp khoa học tự nhiên. Dạy học tích hợp xây dựng kiến thức liên hệ tới thực tiễn giúp người học có cách nhìn khái quát hơn vể thế giới xung quanh từ đó tình thành tư duy thực tiễn. Bên cạnh việc xây dựng một chương trình học mới thì cũng phát triển một quy cách kiểm tra đánh giá riêng cho quá trình dạy học này cho phù hợp. Theo xu thế đó, vấn đề đặt ra là cần có các bài tập phù hợp để tham gia vào quá trình kiểm tra đánh giá và góp phần rèn luyện kĩ năng tư duy phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn tích hợp cho học sinh, do vậy một hệ thống bài tập 3 tích hợp thực tiễn là vô cùng cần thiết. Chương trình Vật lí 10 THPT có hai phần: Cơ học và Nhiệt học. Trong đó, Nhiệt học nghiên cứu các trạng thái của các vật chất: rắn, lỏng, khí và sự chuyển thể từ cấu trúc phân tử của nó. Kiến thức phần này khá trừu tượng và khó hiểu dẫn đến HS khó tiếp thu. Vì vậy, người dạy học cần có những phương pháp, hình thức, kĩ thuật dạy học tích cực, trực quan, các bài tập thực tiễn tích hợp để HS hứng thú với bài học và tiếp thu kiến thức một cách tự nhiên nhất. Thông qua bài học, HS vừa có thể mở rộng kiến thức đời sống vừa liên hệ kiến thức đã học trong chương trình, hoặc cũng có thể tự tìm được kiến thức tự nhiên và xã hội mới để có thể giải quyết một vấn đề giáo viên đưa ra, từ đó rèn luyện cho HS khả năng tư duy, phát hiện và vận dụng linh hoạt các kiến thức tích hợp giải quyết một vấn đề thực tiễn đời sống. Với mong muốn HS sẽ nâng cao được năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và vận dụng được vào trong thực tiễn đời sống xã hội, phù hợp với mục đích giáo dục, phù hợp với sự phát triển của đời sống xã hội, tôi đã xây dựng đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” - VẬT LÍ 10 THPT ” 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” Vật lí 10 THPT nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 3. Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng được các bài tập thực tiễn tích hợp phần “Nhiệt học” theo hướng nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. - Xây dựng được quy trình xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Xây dựng tiến trình dạy học một số bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” để nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Kiểm tra đánh giá, chỉnh sửa quy trình và các tiến trình dạy học đã đề xuất. 3. Giả thuyết nghiên cứu Nếu xây dựng được các bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học” -Vật lí 10 và sử dụng chúng một cách thích hợp, đáp ứng được các yêu cầu về 4 mặt sư phạm vào quá trình dạy học thì sẽ nâng cao được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Từ những mục tiêu nghiên cứu cụ thể, đề ra những nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Tìm hiểu khái niệm về năng lực, năng lực giải quyết vấn đề; các tiêu chí, cấu trúc, mức độ biểu hiện, công cụ đánh giá của năng lực giải quyết vấn đề của HS THPT. - Tìm hiểu các khái niệm về thực tiễn, bài tập, bài tập thực tiễn, bài tập thực tiễn tích hợp liên môn; vai trò của các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Phân tích chương trình vật lí 10 về kiến thức trong phần “Nhiệt học”, từ đó xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Tìm hiểu về phương pháp, cách thức xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp dựa trên hệ thống bài tập đã có. - Xây dựng quy trình xây dựng, sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Tiến hành xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp phần “Nhiệt học” gắn liền hơn với thực tiễn đời sống. - Xây dựng tiến trình dạy học và cách thức tổ chức dạy học các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”. - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết của đề tài. 5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu: phương pháp này được sử dụng trong việc thu thập tài liệu cho đề tài như thu thập sách giáo khoa các bộ môn của chương trình phổ thông, sách tham khảo Vật lí 10 phần “Nhiệt học”; các đề kiểm tra định kì của các trường THPT; sáng kiến kinh nghiệm của giáo viên; các tài liệu khoa học – kĩ thuật- công nghệ liên quan đến phần “Nhiệt học”; bài báo… và xử lí, chọn lọc thông tin, kiến thức phù hợp với đề tài. - Thực nghiệm sư phạm: là quá trình đưa các tiến trình dạy học chứa các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn đã được xây dựng vào trong thực nghiệm ở trường THPT tương ứng với những nhiệm vụ nghiên cứu đề ra. - Phương pháp quan sát: phương pháp này được sử dụng trong quá trình thực nghiệm sư phạm, quan sát sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong quá 5 trình thực nghiệm. - Phương pháp đánh giá năng lực qua bài tiền kiểm và hậu kiểm: phương pháp này sử dụng hai bài tiền kiểm và hậu kiểm để đánh giá mức độ nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của HS qua các tiến trình đã thực nghiệm. - Phương pháp thống kê - vẽ đồ thị: phương pháp này được sử dụng để xử lí kết quả thực nghiệm và so sánh được mức phát triển của năng lực. 6. Đóng góp của đề tài - Xây dựng một hệ thống cơ sở lí luận về việc xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”. - Xây dựng được các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học” và phương pháp xây dựng và sử dụng các bài tập này nhằm hỗ trợ quá trình dạy học kiến thức vật lí nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho HS lớp 10 THPT. - Tạo nền tảng kiến thức, mở ra cơ hội cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo về vấn đề xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn cho chương trình vật lí THPT. Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan 6 Vật lí là một bộ môn khoa học tự nhiên gắn bó mật thiết với đời sống của con người. Kiến thức vật lí giúp giải thích các vấn đề xung quanh đời sống và việc ứng dụng kiến thức vật lí làm nâng cao chất lượng cuộc sống của con người. Bài tập vật lí (BTVL) giúp học sinh (HS) nắm vững được quy luật vận động của thế giới vật chất, hiểu rõ những quy luật ấy và biết phân tích, vận dụng quy luật ấy vào thực tiễn. Thế nhưng, các BTVL hiện nay khá là cứng nhắc, thiên về tính toán; ngôn từ khoa học không có tính mới mẻ cũng không nêu rõ các ứng dụng của cuộc sống thực tế. Do đó, cần phải đưa tính thực tiễn ứng dụng vào ngay trong đề BTVL, để HS thấy được sự gần gũi mật thiết của hiện tượng hay của định luật đó trong đời sống. BTVL không còn là một bài toán vật lí thuần túy mà nó là một nhiệm vụ khoa học tổng hợp vừa tự nhiên vừa xã hội (một câu chuyện, một mẩu tin, một sự kiện, hay một kiến thức khoa học); vừa kiến thức, vừa kĩ năng, vừa phát triển đạo đức, sáng tạo cho HS. Với tính thực tiễn của mình, việc giải bài tập (BT) của HS sẽ trở nên nhẹ nhàng, tự tiếp thu, không phải là một quá trình chèn ép, nhồi nhét kiến thức mà đó là sự ghi nhớ tự nhiên. Đến một lúc nào đó, sự thay đổi về “lượng” sẽ dẫn đến sự thay đổi về “chất”. Chính HS sẽ có một chất mới trong tư duy, chất mới trong kiến thức, chất mới trong năng lực cá nhân; nâng cao việc tự tìm tòi, liên hệ và góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ). Hiện nay, trong đề thi tại mỗi trường cũng như các đề thi trong các kì thi lớn như olympic vật lí, đề thi quốc gia, yếu tố thực tiễn được đưa vào khai thác triệt để. HS phổ thông chưa thể làm quen với bài tập như vậy trong quá trình học do đó sinh ra tâm lý sợ đề dài, ngán đọc đề. Để trao cho HS một “thói quen” hình thành nên “tính cách”, ta nên cho HS làm quen với cấu trúc đề như thế trong suốt quá trình học tập từ trước. Việc xây dựng bài tập thực tiễn tích hợp này trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Trong khi tích hợp kiến thức giáo viên (GV) có thể lồng ghép, liên hệ với các kiến thức của các môn học khác để cho HS thấy được tính thực tiễn cũng như mối liên hệ giữa các môn khoa học tự nhiên nhằm nâng cao năng lực của HS; tạo nên cách nhìn đa chiều, đa diện cho HS trong các vấn đề thực tiễn cũng như việc áp dụng tổng hợp các kiến thức đã học được để các em có thể giải quyết một vấn đề gặp phải trong cuộc sống. 7 Không chỉ dạy vật lí mà còn truyền cho các em những bài học kinh nghiệm trong cuộc sống. Đã có một số đề tài nghiên cứu về bài tập thực tiễn vật lí nhằm nâng cao năng lực cho HS những năm gần đây: - “Xây dựng và sử dụng bài tập vật lí có nội dung thực tiễn trong dạy học chương Mắt và các dụng cụ quang học (Vật lí 11) nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh” (Chu Đình Tuyến, 2013). - “Sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạy học phần Nhiệt học (Vật lí 10 THPT) theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh” (Đặng Văn Minh, 2014). - “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chương Chất khí (Vật lí 10 Trung học Phổ Thông) nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh” (Dương Duy Minh, 2017). - “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễn chương Cơ học chất lưu (Vật lí 10) nhằm phát triển NLGQVĐ của học sinh” (Nguyễn Minh Ngọc, 2017). Và nhiều đề tài khác nữa… Trong những đề tài trên, các tác giả khai thác tính thực tiễn của bài tập vật lí trong giảng dạy nhằm nâng cao năng lực cho HS và đã có những kết quả nhất định nhưng chưa có một công trình nghiên cứu nào về bài tập thực tiễn tích hợp liên môn (BTTTTHLM). Tiếp nối sự phát triển nghiên cứu của các đề tài trên đây, tác giả xây dựng các BTTTTHLM này với mong muốn đóng góp công sức của mình vào kho tàng tài liệu dạy học cho GV và HS, góp phần nâng cao năng lực của HS hiện nay. Thông qua luận văn này, tác giả muốn xây dựng các BTTTTHLM và tiến trình sử dụng một số BTTTTHLM gắn liền với thực tiễn, đặt trong mối liên hệ với các môn học khác nhằm nâng cao NLGQVĐ cho HS; đồng thời giáo dục đạo đức, kĩ năng sống cho HS. Khi dạy học BTTTTHLM, tác giả sử dụng các phương pháp, hình thức dạy học tích cực; không chỉ nâng cao kiến thức, rèn luyện kĩ năng cho HS mà còn phát triển năng lực cần thiết quan trọng cho việc học tập suốt đời của HS sau này như: 8 NLGQVĐ, tinh thần tự học, sáng tạo và kĩ năng tính toán, kĩ năng hoạt động nhóm tập thể cho HS,… 1.2. Năng lực GQVĐ 1.2.1. Năng lực là gì 1.2.1.1. Khái niệm năng lực Từ điển Tiếng Việt (trang 639) đã viết rằng: - Khi nói tới năng lực của đối tượng nào đó: “Năng lực là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó”. - Khi nói tới năng lực của con người: “Năng lực là phẩm chất tâm lý và sinh lý tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động nào đó với chất lượng cao”. Theo Tâm lý 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”. Trong nhiều tài liệu khác, các tác giả đều nêu lên các quan điểm riêng của mình về năng lực, như: - “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” (Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường, 2005). - “Năng lực là một tích hợp những khả năng cho phép nhận biết một tình huống và đáp ứng với tình huống đó một cách thích hợp và một cách tự nhiên” (Xavier Roegiers, 1996). - “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” (Nguyễn Trọng Khanh, 2011). Tất cả khái niệm trên của các tác giả đều có nội hàm khá giống nhau, có khái niệm mang tính tổng quát, có khái niệm cụ thể, chi tiết. Dựa trên những khái niệm này, với sự phù hợp với chủ đề nghiên cứu của đề tài về năng lực của học sinh, tôi xin đề xuất: “Năng lực là toàn bộ những khả năng của cá nhân dựa trên kiến thức, kĩ năng 9 sẵn có hoặc được tích lũy trong quá trình học tập, rèn luyện để thực hiện thành công một hoạt động nhất định nào đó một cách có hiệu quả trong từng tình huống, điều kiện cụ thể”. 1.2.1.2. Cấu trúc năng lực Với định nghĩa năng lực mà tôi đưa ra trên đây, mang tính chất tổng quát do đó việc đánh giá năng lực của HS cũng vấp phải những vấn đề khó khăn nhất định. Vì vậy, ta cần chia nhỏ vấn đề nghiên cứu này thành các năng lực thành tố đặt trong các điều kiện và hoàn cảnh yêu cầu cụ thể để làm rõ thêm về định nghĩa năng lực. Cấu trúc chung của các năng lực thành phần được chia thành 4 năng lực chính (Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường, 2005): Năng lực chuyên môn (professional competency): là khả năng thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyện môn một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn, trong đó bao gồm cả khả năng tư duy lô-gic, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khả năng nhận biết các mối quan hệ hệ thống và quá trình. Năng lực chuyên môn hiểu theo nghĩa hẹp có nghĩa là năng lực “nội dung chuyên môn”, theo nghĩa rộng bao gồm cả phương pháp chuyên môn. Năng lực phương pháp (methodical competency): là khả năng đối với những hành động có kế hoạch, định hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề. Năng lực phương pháp bao gồm năng lực phương pháp chung và phương pháp chuyên môn. Trung tâm của phương pháp nhận thức là những khả năng tiếp nhận, xử lí, đánh giá, truyền thụ và trình bày tri thức. Năng lực xã hội (Social competency): là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống xã hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau trong sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác. Năng lực cá thể (individual competency): là khả năng xác định, đánh giá được những cơ hội phát triển cũng như giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu cá