Dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí

Có thể thấy rõ ràng mối quan hệ của Toán học và Vật lí nhưng trong thực tế hiện nay, các giáo viên không thường xuyên bồi dưỡng rèn luyện cho học sinh thực hiện những ứng dụng của Toán học vào Vật lí và thực tiễn này đã cản trở quá trình tạo động cơ, hứng thú học tập, hạn chế việc phát triển được tối đa năng lực cho học sinh. Vừa qua đã có một số đề tài nghiên cứu về tích hợp liên môn, nhưng chưa có một đề tài nào nghiên cứu về dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí. Chính vì các lý do đã nêu ở trên để đi sâu vào vấn đề tôi xin chọn môn Toán lớp 8 làm đại diện cho mục đích nghiên cứu của tôi, với đề tài: “Dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí”.

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Giáo dục và đào tạo luôn được Đảng ta coi là quốc sách hàng đầu để pháttriển đất nước, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIII của Đảng rất quan tâmđến vấn đề phát triển giáo dục và đào tạo, nhấn mạnh vai trò của giáo dục và đàotạo: “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang pháttriển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; từ học chủ yếu trên lớp sang tổchức hình thức học tập đa dạng, chú ý dạy và học trực tuyến, qua internet,truyền hình, các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học; giáo dụcnhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội Đào tạo con ngườitheo hướng có đạo đức, kỷ luật, kỷ cương, ý thức trách nhiệm công dân, xã hội;

có kỹ năng sống, kỹ năng làm việc, ngoại ngữ, công nghệ thông tin, công nghệ

số, tư duy sáng tạo và hội nhập quốc tế (công dân toàn cầu)”

Điều 7 Luật giáo dục (2019) chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phải khoa học, phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học và hợp tác, khả năng thực hành, lòng say

mê học tập và ý chí vươn lên [17]” Vì thế, việc đổi mới phương pháp dạy học

(PPDH) để học sinh chủ động, tích cực, sáng tạo trong học tập là một vấn đề cầnthiết và không thể thiếu được Việc đổi mới PPDH hiện nay là rất cần thiết đốivới các môn học nói chung và môn Toán nói riêng Một trong những quan điểmgiáo dục hiện nay được xây dựng trong chương trình môn học ở nhiếu nước trênthế giới trong đó có Việt nam là quan điểm dạy học tích hợp (DHTH) Quanđiểm dạy học tích hợp là một định hướng trong đổi mới căn bản và toàndiện giáo dục, là một bước chuyển từ cách tiếp cận nội dung giáo dục sang tiếpcận năng lực nhằm đào tạo con người có tri thức mới, năng động, sáng tạo khigiải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống

Toán và các môn học trong cùng một khối nhóm tự nhiên hay xã hội baogiờ cũng luôn luôn có sự hỗ trợ cho nhau, trong đó phải kể đến mối quan hệ giữa

Toán học và Vật lí Mối quan hệ giữa Toán học và Vật lí là một chủ đề đã đượcnghiên cứu và tranh luận trong lịch sử Toán học cung cấp các công cụ vàphương pháp để mô tả và giải quyết các vấn đề Vật lí Toán học được sử dụngtrong Vật lí để mô tả quan hệ giữa các đại lượng vật lý và để xác định các giá trịcủa các đại lượng vật lý Mối quan hệ này đã được Richard Phillips Feynman(1918-1988) là nhà Vật lí Mỹ gốc Do Thái viết, “các nhà vật lý sử dụng lý luận

do các nhà toán học tạo nên để mô tả thế giới Các nhà toán học giúp các nhàVật lí, nhưng với Vật lí, bạn cần phải hiểu mối liên hệ giữa từ ngữ và thế giớithực”, ông cho rằng Toán học là cốt yếu của Vật lí, và rằng mọi mô hình Vật líphải được xác định bằng cách sử dụng toán học Ông cũng tạo ra một số kỹ thuậttoán học mới để giải quyết các vấn đề vật lí hạt nhân, bao gồm mô hình hạt nhânFeynman

Có thể thấy rõ ràng mối quan hệ của Toán học và Vật lí nhưng trong thực

tế hiện nay, các giáo viên không thường xuyên bồi dưỡng rèn luyện cho học sinhthực hiện những ứng dụng của Toán học vào Vật lí và thực tiễn này đã cản trởquá trình tạo động cơ, hứng thú học tập, hạn chế việc phát triển được tối đa nănglực cho học sinh Vừa qua đã có một số đề tài nghiên cứu về tích hợp liên môn,nhưng chưa có một đề tài nào nghiên cứu về dạy học môn Toán lớp 8 THCStheo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí Chính vì các lý do đã nêu ởtrên để đi sâu vào vấn đề tôi xin chọn môn Toán lớp 8 làm đại diện cho mụcđích nghiên cứu của tôi, với đề tài: “Dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướngtích hợp liên môn với kiến thức Vật lí”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, xây dựng chủ đề dạy học tích hợp và sử dụng chúng trong dạyhọc môn Toán lớp 8 THCS nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức toánvào giải quyết các vấn đề liên quan trực tiếp đến bộ môn Vật lí, góp phần nângcao chất lượng dạy học môn Toán lớp 8 và Vật lí ở trường THCS

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc dạy học theo hướng tích hợpliên môn với kiến thức Vật lí trong dạy học môn Toán lớp 8 THCS.

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống kiến thức lí thuyết và bài tập môn Toán lớp

8 và kiến thức Vật lí ở trường THCS trong sách giáo khoa và sách bài tập, sáchtham khảo Khảo sát tại trường THCS Phù Ninh - Huyện Phù Ninh - Tỉnh PhúThọ và trường THCS Gia Cẩm - Việt Trì - Tỉnh Phú Thọ

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được các chủ đề tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí trongdạy học môn Toán lớp 8 THCS thì sẽ góp phần tạo động cơ, hứng thú học tập,phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, nâng cao chất lượngdạy học môn Toán

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc dạy học theo hướng tích hợp liên môn

- Tìm hiểu chương trình môn Toán lớp 8, các kiến thức Vật lí liên quan.Xây dựng và tổ chức dạy học tích hợp liên môn

- Khảo sát, đánh giá quy trình xây dựng tổ chức dạy học môn Toán lớp 8Trung học cơ sở theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí tại trườngTHCS Phù Ninh - Huyện Phù Ninh - Tỉnh Phú Thọ và trường THCS Gia Cẩm -

TP Việt Trì - Tỉnh Phú Thọ

- Thực nghiệm sư phạm các biện pháp đã đề xuất

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu tài liệu, công trình

nghiên cứu về tích hợp liên môn, lý luận dạy học, sách giáo khoa, sách thamkhảo, sách giáo viên, tạp chí giáo dục

- Phương pháp điều tra - quan sát: Dự giờ, quan sát tìm hiểu việc dạy

học tích hợp liên môn môn Vật lí, các hoạt động thực tiễn liên quan của giáoviên học sinh thông qua dạy học tích hợp liên môn Vật lí trong dạy học mônToán lớp 8 Lập phiếu điều tra và khảo sát tình hình dạy và học của giáo viên và

học sinh về dạy học tích hợp liên môn kiến thức Vật lí trong dạy học môn Toánlớp 8 THCS.

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để

kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của đề tài

7 Đóng góp của luận văn.

Hệ thống hóa cơ sở lý luận của vấn đề tổ chức dạy học tích hợp liên mônnhằm nâng cao chất lượng học tập

Đề xuất được quy trình xây dựng và tổ chức dạy học tích hợp liên mônkiến thức Vật lí trong dạy học môn Toán lớp 8 THCS

Vận dụng cơ sở lý luận của tổ chức dạy học tích hợp liên môn để đề xuấtquy trình xây dựng và tổ chức dạy học tích hợp liên môn kiến thức Vật lí trongdạy học môn Toán lớp 8 THCS

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận chung, tài liệu tham khảo và các danh mục, phầnnội dung chính của luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn

Chương 2: Xây dựng và tổ chức dạy học một số chủ đề tích hợp liên môn môn kiến thức Vật lí trong dạy học môn Toán lớp 8 THCS

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Các nghiên cứu về DHTH trên thế giới và ở Việt Nam thu hút nhiều côngtrình nghiên cứu với các quy mô khác nhau trong cả lý luận lẫn thực tiễn dạyhọc

Theo Công trình nghiên cứu của Clacrk (2002) khẳng định quy luật tích hợp làtất yếu của tiến trình học tập chân chính Công trình nghiên cứu của EsbjornHargens (2010) đã đề xuất quan điểm dạy học tích hợp, theo đó lý thuyết tíchhợp đã được nhiều nhà thực hành lý thuyết áp dụng trong hơn 35 lĩnh vựcchuyên môn và học thuật khác nhau

Quan điểm dạy học tích hợp được xem là một phương pháp giảng dạy mới,

và đã được áp dụng trong giáo dục từ thập niên 1960 Có 3 quan điểm lớn vềtích hợp trên thế giới đó là quan điểm tích hợp của Forgary (1991), quan điểmcủa Xavier Roegier (1996), Suan M Drake (2007) Quan điểm tích hợp củaForgary đề cập đến các phương pháp và mức độ tích hợp ông đã đề xướng 10hình thức tích hợp, chia thành ba dạng là trong khuôn khổ các môn riêng rẽ, tíchhợp xuyên môn và băng và thông qua việc dạy học Công trình của XavierRoegier tại “Hội nghị tích hợp về giảng dạy các khoa học” tại Varna (Bungari)

đã nhấn mạnh cần đặt quá trình học tập vào các tình huống có ý nghĩa học tậpđối với học sinh Những tình huống có ý nghĩa phải là những tình huống có vấn

đề, nội dung liên môn và phải liên quan đến thực tiễn, khi học sinh được thamgia giải quyết vấn đề sẽ hình thành được các kĩ năng, năng lực là cơ sở cho quátình học tập tiếp theo Mục tiêu tích hợp này là nhằm hình thành cho học sinhnhững năng lực thực tiễn - khả năng học sinh có thể đối phó với những tìnhhuống cụ thể xảy ra trong cuộc sống Theo quan điểm của Xavier Roegier, tíchhợp môn học có các mức độ khác nhau: Tích hợp trong nội bộ môn học, tíchhợp đa môn, tích hợp liên môn, tích hợp xuyên môn Quan điểm của Suan M

Drake cũng thống nhất với quan điểm của Xavier Roegier, việc xây dựngchương trình tích hợp dựa trên chuẩn, các môn học này được xây dựng theo mức

độ tích hợp tăng dần: Tích hợp trong một môn học, kết hợp lồng ghép, tích hợp

đa môn, tích hợp liên môn, tích hợp xuyên môn Ngoài ra còn có quan điểm củaD’Hainaut (1977) đưa ra 4 quan điểm khác nhau về cách phân mức độ tích hợpđối với các môn học là quan điểm đơn môn, quan điểm đa môn, quan điểm liênmôn, quan điểm xuyên môn

Trong những năm 70 và 80 của thế kỉ XX, UNESCO đã có những cuộc hộithảo với các báo cáo về việc thực hiện quan điểm TH trong xây dựng và pháttriển chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) Cũng theo thống kê củaUNESCO, từ năm 1960 đến năm 1974 đã có 208/392 CT môn khoa học thể hiệnnhững quan điểm TH ở những mức độ khác nhau Một nghiên cứu về khảo sátchương trình khoảng 20 nước của Viện Khoa Học giáo dục Việt Nam cho thấy100% các nước đều xây dựng chương trình theo hướng tích hợp như Hàn Quốc,Singapore, Malaysia, Úc, Canada… Tại Australia chương trình giáo dục tíchhợp đã được áp dụng từ nhiều thập niên cuối thế kỉ XX và đầu thế kỉ XXI vớimục tiêu: Chương trình giáo dục tích hợp là hệ thống giảng dạy tích hợp đangành, trong hệ thống đó tầm quan trọng của việc phát triển và ứng dụng kĩnăng được chú trọng; quá trình dạy học tích hợp này bao gồm việc dạy, học vàkiểm tra – đánh giá năng lực tiếp thu kiến thức cũng như ứng dụng của HS phổthông

Ở Việt Nam từ những năm 80 của thế kỉ 20 đã có các chuyên gia, các đề tàinghiên cứu về tích hợp Kết quả của các nghiên cứu này đã được triển khai ởchương trình tiểu học 2000, nhưng đến bậc THCS và THPT dạy học tích hợp chỉđược sử dụng dưới hình thức tích hợp nội môn ở mức độ lồng ghép liên hệ vàomột số môn học Vì vậy dạy học tích hợp không phát huy được hết ưu điểm của

nó Hiện nay, vấn đề dạy học tích hợp và đổi mới đào tạo giáo viên được nhiềunhà nghiên cứu quan tâm như là một nhu cầu tất yếu của giáo dục, giáo dục theođịnh hướng phát triển năng lực Dạy học tích hợp được nghiên cứu kĩ về lí

thuyết lẫn thực hành, đã có một số công trình nghiên cứu và các tài liệu nghiêncứu liên quan đến dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn như:

Trong tài liệu tập huấn của Bộ GD&ĐT (2015) khẳng định rằng: “Đã dạy học tích hợp thì chắc chắn phải dạy kiến thức liên môn và ngược lại [30]” (tr.5) Đề tài trọng điểm cấp Bộ: Hình thành năng lực dạy học tích hợp cho giáo viên trung học phổ thông, nghiệm thu tháng 12/2012 có mã số B2010 – TH03 –

30TĐ do PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh – Đại học sư phạm – Đại học TháiNguyên làm chủ nhiệm đề tài Đã phân tích cơ sở lý luận của dạy học tích hợp(DHTH), các biện pháp hình thành năng lực dạy học tích hợp các môn Khoa học

tự nhiên và Khoa học xã hội cho giáo viên trường phổ thông

Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ: Giải pháp nâng cao năng lực dạy học tích hợp cho giáo viên trung học cơ sở khu vực Nam Bộ của Ngo et Al (2016) đã

tổng hợp những quan điểm về dạy học TH của các nhà nghiên cứu ở nước ngoài

và tại Việt nam

Công trình nghiên cứu của Nguyen (2017) đã phân tích và tổng hợp đượcnhiều nguồn tư liệu về chủ đề TH (chủ yếu của các nhà nghiên cứu khối tiếngAnh), trong đó đã giới thiệu nhiều cách tiếp cận khác nhau về hình thức tích hợp

và giới thiệu rất nhiều quy trình xây dựng chủ đề tích hợp Công trình của CaoThị Thặng (2010, 2011, 2013) về xu hướng TH các môn khoa học trong nhàtrường PT trên thế giới, phát triển chương trình GDPT sau 2015 theo quan điểm

Th, xây dựng và thử nghiệm chủ đề TH liên môn Vật lý, Hóa học, Sinh học ởtrường THCS.…… Tuy nhiên công trình nghiên cứu trong giao đoạn 2015, tạithời điểm đó công trình chỉ ở giai đoạn thử nghiệm và chưa triển khai rộng rãitrong thực tiễn nên phần nào hạn chế

Dạy học tích hợp theo chủ đề trong dạy học Vật lí của Đỗ Hương Trà; Nguyễn Thị Thu Hằng – Kỷ yếu hội thảo khoa học: Dạy học tích hợp và khả năng áp dụng vào thực tiễn giáo dục Việt Nam; Nguyễn Xuân Quang (2016), Dạy học tích vô hướng trong hình học 10 theo quan điểm liên môn, Luận văn

thạc sĩ, Trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh Đào Thị Mỹ (2018);

Tích hợp tri thức toán học với Vật lí trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, các

công trình trên đã làm rõ các khái niệm liên quan đến tích hợp và xây dựng đượctình huống dạy học theo chương trình giáo dục ở Việt Nam

Ngoài ra còn nhiều đề tài, luận văn, các công trình nghiên cứu… liên quanđến dạy học tích hợp liên môn trong quá trình dạy học nhưng chưa có tài liệunào nói về dạy học môn Toán lớp 8 THCS tích hợp liên môn với kiến thức Vậtlí

1.2 Định hướng đổi mới chương trình môn Toán Trung học phổ thông

Chương trình tổng thể Ban hành theo Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT ngày

26/12/2018 nêu rõ “Giáo dục toán học hình thành và phát triển cho học sinh những phẩm chất chủ yếu, năng lực chung và năng lực toán học với các thành

tố cốt lõi: năng lực tư duy và lập luận toán học, năng lực mô hình học toán học, năng lực giải quyết vấn đề toán học, năng lực giao tiếp toán học, năng lực sử dụng các công cụ và phương tiện học toán; phát triển kiến thức, kĩ năng then chốt và tạo cơ hội để học sinh được trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tiễn, giáo dục toán học tạo dựng sự kết nối giữa các ý tưởng toán học, giữa toán học với các môn học khác và giữa toán học với đời sống thực tiễn [3].”

Chương trình môn Toán [4] quán triệt các quy định cơ bản được nêu trongChương trình tổng thể; kế thừa và phát huy ưu điểm của chương trình hiện hành

và các chương trình trước đó, tiếp thu có chọn lọc kinh nghiệm xây dựngchương trình môn học của các nước tiên tiến trên thế giới, tiếp cận những thànhtựu của khoa học giáo dục, có tính đến điều kiện kinh tế và xã hội Việt Nam.Mặt khác, chương trình môn Toán được xây dựng trên quan điểm phải bảo đảmtính tinh giản, thiết thực, hiện đại, chú trọng tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễnhay các môn học, hoạt động giáo dục khác Chương trình môn Toán còn phảibảo đảm tính thống nhất, sự nhất quán và phát triển liên tục, bảo đảm tính tíchhợp nội môn xoay quanh ba mạch kiến thức: Số, Đại số và Một số yếu tố giảitích; Hình học và Đo lường; Thống kê và Xác suất, tích hợp liên môn với các

môn học khác như Vật lí, Hóa học, Sinh học, Địa lí, Tin học,…Việc tích hợp nộimôn và liên môn cần chú trọng qua các hoạt động thực hành và trải nghiệmtrong giáo dục Toán học.

Đổi mới về đánh giá kết quả giáo dục môn Toán: Mục tiêu là cung cấpthông tin chính xác, kịp thời, có giá trị về sự phát triển năng lực và sự tiến bộcủa học sinh trên cơ sở yêu cầu cần đạt ở mỗi lớp học để điều chỉnh các hoạtđộng dạy học, bảo đảm sự tiến bộ của từng học sinh và nâng cao chất lượng giáodục môn Toán nói riêng và chất lượng giáo dục nói chung Đánh giá thườngxuyên là sự kết hợp giữa đánh giá của giáo viên phụ trách môn học tổ chức vớiđánh giá của giáo viên các môn học khác, của bản thân học sinh được đánh giá

và của các học sinh khác trong tổ, trong lớp hoặc có thể kết hợp đánh giá củacha mẹ học sinh, đi liền với tiến trình hoạt động học tập của học sinh, bảo đảmmục tiêu đánh giá vì sự tiến bộ trong học tập của học sinh. Đánh giá định kì làđánh giá kết quả giáo dục sau một giai đoạn học tập, kết quả đánh giá định kìđược sử dụng để chứng nhận cấp độ học tập, công nhận thành tích cho ngườihọc theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo Tăng cường vận dụng kết hợpnhiều phương pháp đánh giá (quan sát, ghi lại quá trình thực hiện, vấn đáp, trắcnghiệm khách quan, tự luận, kiểm tra viết, bài tập thực hành, các dự án học tập,thực hiện nhiệm vụ thực tiễn, ); hướng dẫn giáo viên lựa chọn các công cụđánh giá, phương pháp dạy học phù hợp với từng thành phần năng lực toán họcĐổi mới về phương pháp dạy học môn Toán: Việc dạy học phải phù hợpvới tiến trình nhận thức của học sinh (cụ thể đến trừu tượng, dễ đến khó); Quántriệt tinh thần “lấy người học làm trung tâm”, chú ý nhu cầu, cách thức học tập,năng lực nhận thức khác nhau của từng cá nhân học sinh; Tổ chức quá trình dạyhọc theo hướng học sinh được tham gia tìm tòi, phát hiện, suy luận giải quyếtvấn đề; vận dụng linh hoạt các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực, kết hợpsáng tạo nhuần nhuyễn, với việc vận dụng các phương pháp, kĩ thuật dạy họctruyền thống; Kết hợp các hoạt động dạy học trong lớp học với hoạt động thựchành trải nghiệm, vận dụng kiến thức toán học vào thực tiễn

1.3 Lí luận về dạy học tích hợp

1.3.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp

Tích hợp theo từ điển Tiếng Việt: “ Tích hợp là sự kết hợp những hoạt động, chương trình hoặc các thành phần khác nhau thành một khối chức năng Tích hợp có nghĩa là sự thống nhất, sự hợp nhất, sự kết hợp [32].”

Theo tử điển giáo dục học: “Tích hợp là hành động liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch giảng dạy [31]”.

Như vậy, có thể hiểu tích hợp là hoạt động kết hợp, liên kết các yếu tố, cácnội dung của một hay nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết một vấn đề qua đóđạt được mục tiêu hướng tới

Năm 1968, Hội nghị tích hợp về việc giảng dạy các khoa học tổ chức tạiVarna (Bungari), với sự bảo trợ của UNESO, hai vấn đề chính được nêu ra, là:

Vì sao phải dạy học tích hợp? Tích hợp các khoa học là gì? Các đại biểu đã trao

đổi và thống nhất rằng: “Dạy học tích hợp các khoa học là một cách trình bày các khái niệm và nguyên lý khoa học cho phép diễn đạt sự thống nhất cơ bản của tư tưởng khoa học, tránh nhấn mạnh hoặc quá sớm sự sai khác giữa các lĩnh vực khoa học khác nhau [15]” Họ nhấn mạnh cách tiếp cận các khái niệm

và nguyên lý khoa học, trước hết trong giảng dạy khoa học ở cấp tiểu học và cấptrung học cơ sở, cũng như việc đào tạo giáo viên cho hai cấp học này, bởi vì ởcác nước đang phát triển đa số trẻ em chỉ có điều kiện học hết hai cấp học này

Xaviers Roegirs(1996): “Lí thuyết sư phạm tích hợp là một quan niệm về quá trình học tập trong đó toàn thể các quá trình học tập góp phần hình thành ở

HS ở những năng lực rõ ràng, có dự tính trước những điều cần thiết cho học sinh nhằm phục vụ cho quá trình học tập tương lai, hoặc hòa nhập học sinh vào cuộc sống lao động Dạy học tích hợp làm cho quá trình học tập trở nên có ý nghĩa Thuật ngữ dạy học tích hợp để chỉ quá trình dạy học, trong đó giáo viên quan tâm xây dựng các tình huống để học sinh học cách sử dụng phối hợp các kiến thức, kĩ năng từ các môn học hoặc lĩnh vực tri thức khác nhau, chúng được

huy động và phối hợp với nhau, tạo thành một nội dung thống nhất, dựa trên cơ

sở các mối liên hệ lý luận và thực tiễn được đề cập trong lĩnh vực đó Trong thực tiễn vận dụng, có thể hiểu dạy học tích hợp là một phương pháp sư phạm, trong đó người học huy động nhiều nguồn lực để giải quyết một tình huống có vấn đề và tương đối phức tạp [36].”

Định nghĩa về DHTH trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông

(GDPT) tổng thể như sau: “Dạy học tích hợp là định hướng dạy học giúp học sinh phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng…thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết có hiệu quả các vấn đề trong học tập và trong cuộc sống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện kĩ năng; phát triển được những năng lực cần thiết, nhất là năng lực giải quyết vấn

đề (tính tích hợp thể hiện qua sự huy động, kết hợp, liên hệ các yếu tố có liên quan với nhau của nhiều lĩnh vực để giải quyết có hiệu quả một vấn đề và thường đạt được nhiều mục tiêu khác nhau)[5].”

Trong quá trình đổi mới giáo dục dạy học tích hợp là một quan điểm dạyhọc đóng vai trò quan trọng mà ở đó có sự huy động, kết hợp các yếu tố có liênquan đến nhau thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm hình thành ở học sinh cáctri thức mới, giúp học sinh phát triển khả năng vận dụng, tổng hợp các kiến thức,

kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết có hiệu quả các vấn đềtrong học tập, năng động sáng tạo khi giải quyết vấn đề trong thực tiễn cuộcsống

1.3.2 Mục tiêu của dạy học tích hợp

Thực hiện dạy học tích hợp, các quá trình học tập không bị cô lập với cuộcsống hàng ngày, các kiến thức gắn liền với kinh nghiệm sống của học sinh vàđược liên hệ với các tình huống cụ thể, có ý nghĩa đối với học sinh Qua đó họcsinh hiểu rõ hơn về các kết nối giữa các môn học và cách chúng liên quan đếnthế giới xung quanh họ Điều này có thể giúp học sinh có cái nhìn tổng thể hơn

về các vấn đề xã hội, giúp học sinh tìm ra cách giải quyết các vấn đề xã hộithông qua sự hiểu biết về các môn học khác nhau

Dạy học tích hợp giúp thiết lập mối liên hệ giữa các khái niệm đã học trongcùng một môn học và giữa các môn học với nhau

Phân biệt được cái ít quan trọng hơn với cái cốt yếu Cái cốt yếu là nănglực cơ bản cần cho học sinh, đặt cơ sở không thể thiếu cho quá trình học tập tiếptheo, hoặc vận dụng vào xử lý những tình huống có ý nghĩa trong cuộc sống.Dạy học tích hợp cũng có thể giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy phứctạp, tự học và tìm kiếm thông tin, cũng như kỹ năng làm việc nhóm, hình thành

ở học sinh những năng lực giải quyết hiệu quả các tình huống thực tiễn dựa trên

sự huy động nội dung, kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau Gópphần tích cực hóa hoạt động học tập và phát triển năng lực trí tuệ cho học sinh.Trẻ em có tiềm năng lớn trong phát triển trí tuệ, cách đào tạo truyền thống, cácmôn học được truyền tải một cách riêng biệt, sẽ không đáp ứng yêu cầu pháttriển năng lực trí tuệ và hạn chế tính tích cực học tập của trẻ Comenius đã nói:

“Tất cả những cái gì có quan hệ với nhau thì cần phải được giảng dạy trong cùng một kết nối”.

1.3.3 Dạy học tích hợp liên môn

Trong tài liệu tập huấn về dạy học tích hợp liên môn (2015): “Dạy học tích hợp liên môn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều môn học [29]” Tích hợp là nói đến phương pháp và mục tiêu của hoạt động dạy

học còn liên môn là đề cập tới nội dung dạy học Đã dạy học tích hợp thì chắcchắn phải dạy kiến thức liên môn và ngược lại, để đảm bảo hiệu quả của dạy liênmôn thì phải bằng cách và hướng tới mục tiêu tích hợp

DHTH liên môn là dạy cho học sinh biết tổng hợp kiến thức, nội dung ởnhiều môn học để giải quyết các nhiệm vụ học tập nhằm hình thành ở học sinhnăng lực giải quyết các tình huống thực tiễn Để đạt được hiệu quả trong DHTHliên môn GV có thể: Tìm mối liên hệ giữa các môn học và chú trọng vào các chủ

đề chung; Sử dụng các ví dụ thực tế để giải thích các kiến thức và liên hệ giữacác môn học; Chú trọng vào việc học sinh tự học và tìm kiếm kiến thức mộtcách tự nhiên; Tạo cơ hội cho học sinh tham gia các dự án liên môn để học hỏi

qua thực tiễn; Cho học sinh tham gia các hoạt động tìm kiếm kiến thức từ nhiềunguồn khác nhau; Tạo môi trường học tập tích hợp để học sinh có thể làm việcvới nhau và học hỏi từ nhau.

Điểm khác nhau giữa dạy học tích hợp liên môn và đơn môn

Điểm khác nhau Dạy học tích hợp liên

môn

Dạy học đơn môn

Phương pháp Sử dụng một phương

pháp giáo dục mới, tậptrung vào việc tạo liênkết giữa các kiến thức từnhiều môn học khácnhau

Tập trung vào việctruyền tải kiến thức củamột môn học cụ thể

Nội dung Bao gồm nội dung từ

nhiều môn học khácnhau

Chỉ bao gồm nội dungcủa một môn học cụ thể

Mục tiêu Mục tiêu tạo ra một hệ

thống kiến thức liênquan đến nhau và có ápdụng trong thực tiễn

Mục tiêu truyền tải kiếnthức của một môn học

cụ thể

Kỹ năng và năng lực

hình thành cho học sinh

Hình thành kỹ năng tưduy logic, sử dụng kiếnthức từ nhiều môn học

để giải quyết vấn đề

Nâng cao năng lực sángtạo, tự học, tìm kiếm vàgiải quyết vấn đề Pháttriển kỹ năng làm việcnhóm, giao tiếp

Dạy học đơn môn chỉchuyên sâu vào một mônhọc nên hình thành ởhọc sinh kỹ năng chuyênmôn, tập trung vào việc

áp dụng kiến thức trongmôn học để giải quyếtvấn đề, phát triển kỹnăng tự học, tìm kiếmkiến thức về môn học

1.3.4 Các nguyên tắc lựa chọn nội dung của dạy học tích hợp

Mục tiêu của GDPT là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trítuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kĩ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhâ, tínhnăng động sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa,

xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục họclên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Giáodục không chỉ cung cấp kiến thức và kĩ năng, mà còn tập trung vào phát triểnnăng lực của học sinh, bao gồm năng lực chung và chuyên môn Vì vậy, nộidung giáo dục phải định hướng đến phát triển năng lực cần thiết cho công dânđáp ứng nhu cầu phát triển đất nước trong thời đại mới Đó bao gồm năng lựcgiải quyết vấn đề, đặc biệt là sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tế;sáng tạo; quản lí bản thân; hợp tác; giao tiếp; tự học; sử dụng CNTT và truyềnthông Việc dạy học tích hợp phải đảm bảo mục tiêu giáo dục, hình thành vàphát triển các năng lực cần thiết cho người học:

Để thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa trong bối cảnh hộinhập quốc tế, đất nước cần có nhân lực với trình độ học vấn rộng và năng lựcchuyên môn cao để hoàn thành nhiều nhiệm vụ với chất lượng và hiệu quả tốt.Người lao động cần có không chỉ kiến thức mà còn năng lực giải quyết vấn đềtoàn diện Dạy học tích hợp cần đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội,mang tính thiết thực, có ý nghĩa với người học Khi chọn nội dung tích hợp, phảitinh giản kiến thức và chọn những kiến thức thực tế, ý nghĩa và liên quan đếncuộc sống của người học, để tạo điều kiện cho người học dễ dàng thích ứng vớicuộc sống, và học tập suốt đời trên nền tảng của giáo dục phổ thôg

Để phù hợp với sự phát triển và thay đổi liên tục của xã hội , việc dạy họctích hợp yêu cầu phải kết hợp cả tính khoa học và tiếp cận những thành tựu mới,đảm bảo phù hợp với nhận thức của học sinh và kế hoạch dạy học Để làm đượcđiều này, các bài dạy tích hợp phải giảm kiến thức chàn lâm và tăng cường kiếnthức liên quan đến thực tiễn cuộc sống, tạo điều kiện cho học sinh trải nghiệm

và khám phá tri thức mới

Nội dung dạy học tích hợp cần lựa chọn góp phần hình thành, bồi dưỡngcho học sinh không chỉ nhận thức về thế giới mà còn thể hiện thái độ với thếgiới; bồi dưỡng những phẩm chất của người công dân trong thời đại mới; lòng

yêu quê hương, đất nước; trách nhiệm đối với gia đình, xã hội; hợp tác, đoàn kếtbình đẳng; tôn trọng và tuân thủ pháp luật….

Mọi khoa học đều là kết quả nhận thức của con người trong quá trình hoạtđộng thực tiễn Những nội dung dạy học tích hợp lựa chọn cần tăng tính thực

tiễn, quan tâm đến vấn đề xã hội của địa phương nhằm rèn luyện cho học sinh kĩ

năng vận dụng tri thức vào thực tiễn, và giải quyết ở mức độ nhất định một sốvấn đề của thực tiễn, góp phần đáp ứng những đòi hỏi của xã hội

Việc dạy học tích hợp cần được xây dựng dựa trên những nội dung giaonhau của các môn học và những vấn đề giáo dục mang tính quốc tế, quốc gia có

ý nghĩa đối với cuộc sống của học sinh Việc xây dựng đó không chỉ được thựchiện giữa các môn học, các nội dung có điểm tương đồng mà còn được thực hiệngiữa các môm, giữa các nội dung khác nhau nhưng bổ trợ cho nhau

1.3.5 Ưu điểm và hạn chế của việc dạy học tích hợp liên môn

1.3.5.1 Ưu điểm

Dạy học tích hợp trong nhà trường phổ thông là sự phối hợp, nhằm pháthuy thế mạnh của các môn học và cần sự hợp tác giữa các giáo viên bộ môn đểđạt được mục tiêu chung đã định, hướng vào hình thành và phát triển được cácnăng lực chung cốt lõi ở người học

Theo đó, dạy học tích hợp không chỉ tập trung trang bị kiến thức và kĩ năngmôn học, mà còn giúp học sinh chiếm lĩnh được kiến thức của nhiều môn học,tập trung hướng tới giúp học sinh tự khám phá và học một cách chủ động sángtạo Kết quả là học tập không chỉ giới hạn trong giờ học mà còn có thể học mọilúc mọi nơi

Dạy học tích hợp liên môn trong việc dạy học giúp học sinh cách nhìnchung bao quát hơn về các môn học, hiểu rõ hơn về các mối quan hệ giữa cácmôn học và những mối liên hệ giữa chúng Điều này cũng giúp học sinh học tậpmột cách hiệu quả hơn, từ đó phát triển năng lực sáng tạo, tự học và tìm kiếmthông tin Đồng thời, dạy học tích hợp liên môn giúp học sinh hình thành các kỹ

năng như phân tích, tổng hợp và giải quyết vấn đề một cách logic và khoa họchơn

Dạy học tích hợp liên môn còn có tác dụng tiết kiệm thời gian, công sức làloại bỏ được những trùng lặp trong nội dung và phương pháp dạy học của những

bộ môn, theo cách chia thành những môn riêng rẽ như truyền thống

Từ những ưu điểm trên có thể nói việc dạy học tích hợp liên môn trong dạyhọc là một phương pháp giáo dục hiệu quả, mang lại nhiều lợi ích cho học sinhtrong việc học tập và phát triển năng lực

Dạy học tích hợp có thể gây ra những thay đổi trong cấu trúc logic của cácmôn học truyền thống Tuy nhiên, việc hệ thống hóa kiến thức trong việc tổchức dạy học vẫn là cần thiết để giúp người học thấy được phát triển logic kiếnthức và hiểu được sự liên kết giữa kiến thức của các môn học với nhau

1.4 Dạy học tích hợp liên môn giữa môn Toán với kiến thức Vật lí ở THCS 1.4.1 Mối quan hệ giữa Toán học và Vật lí

Ngay từ thời cổ đại, nhờ có Toán học mà Vật lí học có thể giải thích đượccác hiện tượng tự nhiên và trên cơ sở đó phát triển thành các định luật NgườiBabylon đã sử dụng toán học để xây dựng các mô hình và dự đoán thời điểmxảy ra nhật thực cách đây gần 3.000 năm Cho đến thời kỳ hiện đại, con ngườimới đủ khả năng giải thích các mô hình nhật thực này nhờ phép toán giải tích vànhững tiến bộ của ngành vật lý học Bất kỳ lĩnh vực khoa học nào, trong đó cóVật lí chúng ta cần diễn tả các khái niệm mà ngôn ngữ thông thường của conngười không thể làm được Ví dụ, các nhà khoa học mô tả khái quát về một

electron, nhưng muốn trả lời những câu hỏi cụ thể như Electron có màu gì? phải

sử dụng đến các tính toán và mô hình toán học

Vật lí học nêu ra những bài toán cho các nhà toán học giải quyết Và sau

đó, những đáp số của các bài toán này lại được các nhà vật lí kiểm nghiệm quathực tế, qua các thí nghiệm tinh vi Nhiều khi toán học cống hiến cho vật línhững kết quả rất bất ngờ, nó mở ra cả một hướng nghiên cứu mới cho vật lí P.Đirắc - nhà vật lý học người Anh, một trong những người sáng lập ra cơhọc lượng tử Viện sỹ thông tấn Viện hàn lâm khoa học Liên Xô trước đây(1931), người đã bằng phương trình nổi tiếng của mình đoạt giải Nobel về vật lýhọc vi mô (1933) cùng với E.Schrôđingơ (Schrodinger) Năm 1928 ông đã giảimột phương trình toán lí và tìm ra những điện tử mang năng lượng âm mà xưanay các nhà vật lí cho rằng không thể có được Sau 7 năm, các nhà vật lí đã tìm

ra được điện tử mang năng lượng âm này qua thực nghiệm - đó chính là nhữnghạt pô-di-tơ-rông Kết quả này đã giúp các nhà vật lí đi đến quan niệm phản vậtchất - một quan niệm mới mẻ trong vật lí học hiện đại Hay như Newton đã sửdụng công cụ toán học của ông để miêu tả lực hấp dẫn và suy luận ra các địnhluật Kepler về chuyển động thiên thể, giải thích hiện tượng thủy triều, tính toánđường đi của các sao chổi, sự tiến động của điểm xuân phân và các hiện tượngkhác, loại bỏ hết các nghi ngờ về thuyết nhật tâm của hệ Mặt Trời

Như vậy có thể nói rằng, Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, các địnhluật, công thức Vật lí xây dựng dựa trên công thức toán học phù hợp với kết quảthực nghiệm Để giải thích các đại lượng Vật lí, sự thay đổi các đại lượng haygiải thích các hiện tượng Vật lí phải dùng đến các công thức toán học như cáchàm sơ cấp, đạo hàm, tích phân….Theo Richard Phillips Feynman (1918-1988)

là nhà Vật lý Mỹ gốc Do Thái ông cho rằng “các nhà Vật lí sử dụng lí luận docác nhà toán học tạo nên để mô tả thế giới các nhà toán học giúp các nhà Vật lí,nhưng với Vật lí, bạn cần phải hiểu mối liên hệ giữa từ ngữ và thế giới thực.” Theo Nguyễn Bá Kim [16], toán học có tính trừu tượng cao, tuy nhiên tínhtrừu tượng cao chỉ che lấp chứ không làm mất đi tính thực tiễn của toán học

tính thực tiễn của toán học có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau củađời sống Chẳng hạn, những tri thức về tương quan tỉ lệ thuận biểu thị bởi côngthức có thể được ứng dụng vào hình học, vật lí, hóa học…như quãngđường đi được trong một chuyển động đều với vận tốc cho trước tỉ lệ thuận vớithời gian đi: ; hiệu điện thế tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện khi điệntrở không đổi:

Nhà toán học Kơlanh đã khởi xướng phong trào cải cách dạy toán ở trường

phổ thông, trong đó có luận điểm cho rằng: “Nên có những ứng dụng của Toán học vào Vật lí [18]” Có thể nói toán học là một công cụ giải quyết các tình

huống trong Vật lí hay nói cách khác Toán học cung cấp công cụ để nghiên cứu

và phát triển Vật lí, chẳng hạn như trong Vật lí các bài toán xác định hợp lực củahai lực cùng tác dụng vào một vật, tổng hợp các vecto cường độ điện trường tạimột điểm đều sử dụng quy tắc hình bình hành của toán học Để tính được vậntốc tức thời, gia tốc tức thời của chuyển động hay để tính được vận tốc của vậtdao động điều hòa trong vật lí sẽ cần phải sử dụng đạo hàm của hàm số trongtoán học để giải quyết Do đó không thể phủ nhận Toán học có mối quan hệ mậtthiết với Vật lí, vì lẽ đó việc dạy môn Toán không nên dạy một cách độc lập màcần tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí để tạo được động cơ, sự yêu thích ởhọc sinh đồng thời tạo cơ hội phát triển năng lực giải quyết các vấn đề thực tiễncho học sinh

1.4.2 Phân tích chương trình dạy học tích hợp liên môn giữa môn Toán lớp

8 THCS và kiến thức Vật lí.

1.4.2.1 Đặc điểm học sinh lớp 8

Lứa tuổi học ѕinh trung học cơ ѕở nói chung hay học sinh lớp 8 nói riêng là

giai đoạn đánh dấu ѕự thaу đổi ᴠề hàng loạt các уếu tố tâm ѕinh lý, ѕự phát triểnnăng lực nhận thức, tư duу…Lứa tuổi học sinh lớp 8 THCS, là giai đoạn khókhăn, phức tạp và đầy mâu thuẫn trong quá trình phát triển, cụ thể:

Phát triển cấu trúc nhận thức đặc điểm là sự hình thành và phát triển các trithức logic với các mệnh đề Điều này có nghĩa là đã hình thành và phát triển các

khái niệm khoa học có tính khái quát dựa trên khả năng suy luận logic thông quaviệc học tập các môn học như: Toán, Vật lí, Hoá học, Giáo dục công dân trongnhà trường.

Sự phát triển tri giác: Khối lượng các đối tượng tri giác được tăng rõ rệt, cótrình tự, có kế hoạch trong việc phân tích và tổng hợp phức tạp khi tri giác sựvật, hiện tượng Tuy nhiên, vẫn còn những hạn chế như thiếu kiên trì, vội vàng,tính tổ chức và hệ thống chưa hoàn thiện

Sự phát triển trí nhớ: Trong khi tái hiện tài liệu, học sinh đã biết dựa vàologic của vấn đề, ghi nhớ chính xác và lâu hơn Tuy nhiên, còn một số thiếu sót,học sinh chưa hiểu đúng vai trò của ghi nhớ máy móc và coi đó là học vẹt, do đókhông ghi nhớ được tài liệu chính xác

1.4.2.2 Đặc điểm nội dung chương trình môn Toán lớp 8 THCS

Chương trình Toán lớp 8 nằm trong bộ Chương trình THCS môn Toán(2018) được xây dựng quán triệt mục tiêu của môn Toán ở trường THCS, phảiđảm bảo tính thống nhất của chương trình môn Toán trong nhà trường phổ thôngphải được xây dựng cùng với chương trình Toán tiểu học và chương trình ToánTHPT theo một hệ thống quan điểm chỉ đạo chung

Môn Toán 8 trung học cơ sở giúp học sinh hình thành và phát triển nănglực toán học với yêu cầu cần đạt: lập luận hợp lí khi giải quyết vấn đề, chứngminh được mệnh đề toán học ở mức độ không quá phức tạp; sử dụng được các

mô hình toán học để mô tả các tình huống đặt ra trong các bài toán thực tế; sửdụng được ngôn ngữ toán học kết hợp với ngôn ngữ thông thường để biểu đạtcác nội dung toán học; trình bày rõ ý tưởng và cách sử dụng công cụ, phươngtiện học toán để thực hiện một nhiệm vụ học tập hoặc diễn tả những lập luận,chứng minh toán học Hình thành khái niệm tương quan hàm số thông qua quan

hệ tỉ lệ, quan hệ bậc nhất, các khái niệm về đa thức, phân thức , phương trình,bất phương trình, các bài toán bằng cách lập phương trình Hình học trực quan

và hình học phẳng: hình học trực quan cung cấp ngôn ngữ, kí hiệu, mô tả (ởmức độ trực quan), hệ thống các khái niệm, tính chất và dấu hiệu nhận biết của

các hình cơ bản (hình phẳng: tứ giác, hình bình hành, hình thoi,….,hình khối),kiến thức hình học được trình bày theo con đường kết hợp trực quan và suy luậnchứng minh chặt chẽ, logic Hình thành và phát triển những phẩm chất chung,phẩm chất đặc thù mà giáo dục toán học đem lại; kiên trì; tính kỉ luật, chủ động,linh hoạt, độc lập, sáng tạo, hợp tác; hứng thú và niềm tin trong học toán.

1.4.2.3 Phân tích chương trình môn toán lớp 8 THCS có nội dung tích hợp liên môn.

Qua nghiên cứu chương trình môn Toán lớp 8 THCS, chúng tôi nhận thấy

các nội dung trong SGK Toán lớp 8 đã có những nội dung tích hợp liên môn vớicác kiến thức các môn khác nói chung và kiến thức Vật lí :

Sách giáo khoa toán 8 Số bài tập có nội dung

sách hân trời sáng tạo (tập 2) chỉ có duy nhất một bài toán liên quan đến kiếnthức Vật lí về Phương trình cân bằng nhiệt là:

Bài 11 (trang 51):Thả một quả cầu nhôm có khối lượng 0,15kg được đunnóng tới 1000C vào một cốc nước có khối lượng nước là 0,47kg ở 200C Người

Tính nhiệt độ cân bằng (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)

Trên thực tế giảng dạy khi giải các bài toán có nội dung tích hợp với kiếnthức Vật lí yêu cầu học sinh cần có nắm vững cả hai kiến thức Toán và Vật lí đểgiải quyết được Chỉ sử dụng một trong hai kiến thức sẽ gặp khó khăn hoặckhông thể giải quyết được bài toán Tuy nhiên, nếu kết hợp hai kiến thức lại, cácbài toán sẽ được giải quyết một cách dễ dàng hơn, chính vì điều đó dạy học mônToán cần phải xây dựng các chủ đề có nôi dung có thể tích hợp liên môn với cáckiến thưc Vật lí để học sinh có thể vận dụng linh hoạt kiến thức của môn Toán

và môn Vật lí nhằm đạt được hiệu quả cao trong quá trình giảng dạy đồng thờiphát huy được các năng lực của học sinh

1.5 Thực trạng việc dạy học môn Toán lớp 8 trung học cơ sở theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí.

1.5.1 Khảo sát giáo viên

Tiến hành khảo sát với GV dạy toán và HS tại các trường THCS:

Trường THCS Phù Ninh – Phù Ninh - Tỉnh Phú Thọ (9 GV)

Trường THCS Gia Cẩm - Việt Trì - Tỉnh Phú Thọ (12 GV)

1.5.1.1 Đánh giá của GV về ý nghĩa của việc dạy học môn Toán lớp 8 trung học cơ sở theo hướng tích hợp liên môn.

Điều tra GV về ý nghĩa của việc dạy học môn Toán lớp 8 THCS theohướng tích hợp liên môn, tôi đưa ra Câu hỏi 1 [Phụ lục 1] Kết quả thu được cụthể như sau: (với 22 GV)

Bảng 1 1 Kết quả điều tra GV về ý nghĩa của việc dạy học môn Toán

lớp 8 trung học cơ sở theo hướng tích hợp liên môn.

STT Ý nghĩa của việc dạy học môn Toán lớp 8

trung học cơ sở theo hướng tích hợp liên

2 Tăng tính sinh động, trực quan, hấp dẫn, thú

vị cho bài giảng, giúp cho việc học Toán trở

4 Giúp HS có khả năng tổng hợp đầy đủ các

kĩ năng và kiến thức thuộc nhiều lĩnh vực

cần thiết cho học tập và làm việc sau này

16 76,19 5 23,81

5 Tác động tích cực đến việc phát triển năng

lực tư duy, rèn luyện năng lực vận dụng

kiến thức vào thực tiễn, giải quyết những

vấn đề nảy sinh trong thực tiễn

môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn

Qua bảng số liệu trên cho thấy, hầu hết các GV đều biết được ý nghĩa củaviệc dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thứcVật lí đối với HS DHTH góp phần tăng tính sinh động, trực quan, hấp dẫn, thú

vị cho bài giảng, giúp cho việc học Toán trở nên thú vị và hấp dẫn hơn, giúp họcsinh biết huy động tổng hợp kiến thức kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhaunhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, đời sống ; thông qua đó hình thànhnhững kiến thức kĩ năng mới ; phát triển được những năng lực cần thiết nhất lànăng lực giải quyết vấn đề trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống

1.5.1.2 Mức độ dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí.

Để đánh giá mức độ của GV, tác giả sử dụng Câu hỏi 2 [Phụ lục 1]

Kết quả thu được là 4/21=19,05% GV sử dụng thường xuyên,7/21=33,33% GV là thi thoảng mới sử dụng, 10/21=47,62% GV chỉ sử dụng khi

dự giờ, thi giảng

19.05%

33.33%

47.62%

Chỉ sử dụng khi dự giờ thao giảng, thi giảng

Biểu đồ 1 2 Mức độ dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí.

Như vậy từ biểu đồ trên chúng tôi nhận thấy, chỉ có 19,05% GV sử dụngthường xuyên, điều đó cho thấy mức độ của GV không nhiều, số còn lại áp

dụng một cách máy móc, thụ động, đôi khi mang tính hình thức cụ thể có33,33% GV thi thoảng sử dụng hay 47,62% GV chỉ sử dụng khi dự giờ, thigiảng Đây là hạn chế của phong trào thi đua đổi mới PPDH trong nhà trường.

1.5.2 Khó khăn của giáo viên khi dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí.

Trong Câu hỏi 3 [Phụ lục 1], tác giả tiến hành điều tra thực trạng, và thuđược kết quả sau:

Bảng 1.2 Những khó khăn của giáo viên khi dạy học tích hợp liên môn

2 Phân phối chương trình không đủ thời gian 76,19% 23,81%

3 Các buổi tập huấn dạy học tích hợp liên môn còn

hạn chế

71,43% 28,57%

4 Các được trang bị đầy đủ các kiến thức liên môn,

quy trình dạy học tích hợp liên môn đầy đủ

85,57% 14,29%

5 Chưa có kinh nghiệm xây dựng các giờ dạy theo

hướng tích hợp liên môn, còn thói quen sử dụng

các hình thức dạy học cũ

80,95% 19,05%

Từ kết quả khảo sát cho thấy, khó khăn và cản trở lớn nhất đối với giáoviên là chưa được trang bị kiến thức liên môn, quy trình dạy học tích hợp liênmôn một cách đầy đủ (85,57%) Trong quá trình dạy học Toán 8, quy trình dạyhọc tích hợp để đảm bảo tính linh hoạt, thực tiễn, có tính vận dụng cao, đáp ứngyêu cầu của chương trình mới của giáo viên còn hạn chế mang tính hình thức,làm cho học sinh tiếp thu một cách rời rạc, không hệ thống

Ngoài ra, còn khó khăn cản trở lớn khác là: Chưa tiếp cận được các tài liệuliên quan đến tích hợp liên môn (71,43%), năng lực sư phạm của GV thiếu kinhnghiệm, thói quen sử dụng các hình thức dạy học cũ (80,95%) Để thay đổi cáchình thức dạy học truyền thống, khi trao đổi trực tiếp với các GV chúng tôi nhậnthấy các GV lớn tuổi có thể ngại thay đổi, trong khi các GV trẻ chưa có kinhnghiệm đủ Để giải quyết vấn đề này, cần nhiều thời gian và nỗ lực từ cả GV vàcác cấp quản lí giáo dục Chúng ta cần có biện pháp hiệu quả để đẩy mạnhphong trào đổi mới trong dạy học

Nguyên nhân:

- Hạn chế về năng lực sư phạm của GV

Thông qua quá trình dự giờ và trao đổi trực tiếp với GV, tôi nhận thấynguyên nhân chủ quan ảnh hưởng đến hiệu quả của giờ học là do năng lực tổchức, điều khiển của GV còn hạn chế

- Kiến thức của GV về dạy học tích hợp liên môn còn nhiều thiếu sót, khidạy học tích hợp liên môn Giáo viên cần tìm hiểu sâu về các kiến thức liên môn,đòi hỏi hỏi GV phải dành nhiều thời gian và tâm huyết

- Thói quen ngại thay đổi và lối mòn trong giảng dạy khiến giáo viênthường chọn giải pháp an toàn, dạy theo phương pháp truyền thống Điều nàydẫn đến việc áp dụng PPDH và giảng dạy học tích hợp liên môn khó khăn vàhiệu quả chưa cao Giáo viên cần thay đổi nhận thức và có trách nhiệm cao với

sự nghiệp GD trong đó có đổi mới PPDH

1.6 Kết luận chương 1

Chương I của luận văn đã tập trung nghiên cứu làm rõ các vấn đề sau:Trên cơ sở tham khảo có kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây, luậnvăn đã nêu được một số vấn đề sau: các quan điểm về dạy học tích hợp, vai tròcủa dạy học tích hợp liên môn trong dạy học môn Toán lớp 8 THCS

Tiến hành điều tra, khảo sát về thực trạng dạy học môn Toán lớp 8 THCS

theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí ở một số trường THCS trên

địa bàn tỉnh Phú Thọ Kết quả cho thấy:

Đa số GV và HS đều ý thức được tầm quan trọng của dạy học môn Toán

lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí Thực tế số GV

đã chú trọng dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với

kiến thức Vật lí lại không nhiều Đặc biệt, khi dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với kiến thức Vật lí thì GV còn gặp một số khó

khăn Khó khăn về kinh nghiệm, trong thiết kế các hoạt động trong dạy học, khókhăn trong việc kết nối các kiến thức liên môn Vật lí với môn Toán 8 Một trongnhững nguyên nhân cơ bản dẫn đến khó khăn là chưa được trang bị kiến thứcliên môn, quy trình dạy học tích hợp liên môn một cách đầy đủ

Như vậy, dạy học môn Toán lớp 8 THCS theo hướng tích hợp liên môn với

kiến thức Vật lí có ảnh hưởng đến chất lượng dạy học môn Toán Do đó, để góp

phần nâng cao chất lượng dạy học môn Toán thì cần phải có kiến thức, xây dựngthiết kế tổ chức dạy học tích hợp một cách hiệu quả

Chương 2 XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP LIÊN MÔN VỚI KIẾN THỨC VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 8

TRUNG HỌC CƠ SỞ

2.1 Quy trình thiết kế chủ đề dạy học tích hợp

Dạy học tích hợp đã được quan tâm và áp dụng từ cuối thế kỉ 20, đầu thế kỉ

21, những nghiên cứu gần đây cũng khẳng định tích hợp có tác dụng kích thíchhứng thú người học, đảm bảo chất lượng kiến thức môn học, phát triển năng lựcchung của người học và giúp quá trình học tập gắn liền với thực tiễn hơn [6].Chính vì những ưu điểm đó, việc tổ chức dạy học các chủ đề tích hợp được ápdụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới như Úc, Pháp, Thụy Điển…

Đề thành công trong việc dạy học tích hợp thì vấn đề quan trọng đầu tiên làphải có được cách thức xây dựng chủ đề tích hợp Qua tìm hiểu một số côngtrình nghiên cứu cho thấy có những quy trình thiết kế chủ đề tích hợp khác nhaunhư:

Theo Aplanning guide for teachers [14] quy trình xây dựng chủ đề tích hợpgồm 4 bước sau đây:

Bước 2: Xác định chủ đề tích hợp

- Làm rõ chủ đề chung là gì? (là trọng tâm của bài học tích hợp; xuyên với cácmôn học, tức là các môn cùng đóng góp được vào mục tiêu chung; phù hợp với

học sinh; cho phép học sinh tìm tòi, nghiên cứu; liên hệ với thực tiễn, với cộngđồng;…)

- Các câu hỏi chính cần đạt (về kiến thức; về kĩ năng;…)

- Động não (nhằm chia nhỏ, hay xác định các chủ đề phụ, liên quan, nhằm đạtđưuọc mục tiêu đã định)

- Xác định câu hỏi cốt yếu (đưa ra một vài câu hỏi chính yếu)

- Làm rõ kế hoạch để đạt mục tiêu (những gì ta muốn học sinh hiểu; những gì tamuốn học sinh làm; nguồn tư liệu nào ta muốn học sinh đọc tìm kiếm; cách gì

để học sinh đạt mục đích đã định; kiến thức của môn học nào sẽ tham gia tíchhợp; vai trò của các thành viên trong nhóm thực hiện dự án sẽ ra sao? )

Bước 3: Lên kế hoạch thực hiện, làm rõ nhiệm vụ

- Làm việc theo nhóm, hay cá nhân; làm rõ mục đích cần đạt; khung công việc

dự kiến; câu hỏi cốt lõi

- Động não để làm rõ mục đích cần đạt của dự án/chủ đề

- Làm rõ sự phối hợp của các bên khi triển khai dự án (phụ huynh; cộng đồng;

…)

- Xác định các bước tiến hành; các bước trung gian; các hoạt động chi tiết

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện dự án, chủ đề

- Liên hệ giữa các kiến thức được học giữa các môn khi thực hiện chủ đề này làgì?

- Liên hệ giữa cá nhân và nhóm như thế nào qua thực hiện các nhiệm vụ đượcgiao? Liên hệ giữa nhóm và cộng đồng thế nào?

- Trong sản phẩm (hay phần báo cáo của nhóm) thì khía cạnh nào của chủ đềtích hợp để lại ấn tượng sâu sắc nhất đối với học sinh?

- Chủ đề tích hợp các lĩnh vực học tập, môn học đề cập có ý nghĩa như thế nàođối với người học? Có ý nghĩa như thế nào với thói quen hay phát triển tư duyhọc sinh?

- Cần làm gì tiếp theo để phát triển hay cải thiện kết quả?

- Ý tưởng hay đề xuất gì tiếp tục phát triển chủ đề tích hợp?

- Những gì tích hợp, chưa tích hợp trong dự án đề xuất? Cải tiến như thế nào?

- Cách nào để học sinh làm việc cùng nhau hiệu quả? Thách thức lớn nhất là gì? Theo Tài liệu tập huấn Dạy học tích hợp ở THCS và THPT của Bộ giáodục và đào tạo [3] đã đề xuất quy trình xây dựng bài học tích hợp gồm 6 bước:Bước 1: Rà soát chương trình, sách giáo khoa, tìm ra nội dung dạy học gầngiống nhau liên quan chặt chẽ đến nhau trong các môn học của chương trình.Bước 2: Xác định bài học tích hợp, bao gồm tên bài học và thuộc lĩnh vựcKHTN hay KHXH đóng góp của các môn vào bài học

Bước 3: Dự kiến thời gian cho bào học tích hợp

Bước 4: Xác định mục tiêu của bài học tích hợp, bao gồm: Kiến thức, kĩnăng, thái độ, định hướng năng lực hình thành

Bước 5: Xây dựng nội dung của bài học tích hợp

Bước 6: Xây dựng kế hoạch bài học tích hợp

- Nguyên tắc xây dựng chủ đề tích hợp liên môn

Để đạt được hiệu quả khi xây dựng các chủ đề dạy học cần đảm bảo cácnguyên tắc [12]:

- Đảm bảo tính hệ thống, những có sự chọn lọc thống nhất, phối hợp đồng

bộ giữa các môn liên quan, hay giữa các mạch kiến thức trong môn học

- Có tính thực tế (tính khả thi cao): Phù hợp với định hướng phát triển nănglực người học; thời gian và điều kiện cơ sở vật chất, các thiết bị dạy học hiệnnay…

- Đạt được mục tiêu giáo dục phổ thông và giáo dục môn học Đảm bảo nộidung các môn học liên quan, tạo điều kiện cho học sinh gắn kiến thức, kĩ năng,rèn luyện và phát triển được các năng lực chung, cốt lõi cũng như năng lực đặcthù

Dựa vào các nguyên tắc trên cùng việc nghiên cứu lí luận về dạy học tíchhợp, nghiên cứu chương trình môn Toán, chúng tôi xây dựng chủ đề tích hợpliên môn trong dạy học môn Toán gồm các bước như sau:

Bước 1: Lựa chọn chủ đề và nội dung tích hợp liên môn

Nghiên cứu chương trình, SGK lựa chọn nội dung dạy học thích hợp kếtnối kiến thức giữa môn Toán và Vật lí Giáo viên cần nghiên cứu kĩ sách giáokhoa môn Toán lớp 8, thảo luận với các giáo viên bộ môn nghiên cứu kiến thứcVật lí phù hợp sẽ tích hợp trong dạy học môn toán, lựa chọn nội dung gần nhau,liên quan chặt chẽ đến nhau,

Bước 2: Xác định mục tiêu tích hợp liên môn của chủ đề.

Xác định kiến thức, kĩ năng, thái độ hình thành cho học sinh, năng lực nàocần hình thành và phát triển cho học sinh, nội dung nào cần đề cập

Bước 3: Dự kiến thời gian thực hiện chủ đề

Lựa chọn xem chủ đề tổ chức vào thời điểm nào, dự kiến thời lượng thựchiện cho chủ đề

Bước 4: Xây dựng nội dung và kế hoạch tổ chức dạy học chủ đề tích hợp liên môn.

Xây dựng nội dung dạy học cụ thể, lập kế hoạch tổ chức dạy học chủ đề,lựa

chọn phương pháp dạy học phù hợp

Bước 5: Kiểm tra đánh giá

Căn cứ vào điều kiện trang thiết bị, cơ sở vật chất, trình độ học sinh và thờigian giáo viên lựa chọn các thiết bị dạy học, dựa trên nội dung tích hợp đã lựachọn để tổ chức dạy học trên lớp Ở bước này, giáo viên cần bám sát các hoạtđộng của học sinh, theo dõi, định hướng giúp đỡ HS Tổ chức cho học sinh báocáo kết quả làm việc, thảo luận và bổ sung ý kiến cho nhau, sau đó chốt các kiếnthức thu được, gợi ý HS phát hiện các vấn đề giải quyết tiếp theo

Đánh giá kết quả học tập của học sinh rất quan trọng, nó giúp giáo viên cóthông tin phản hồi về kết quả học tập, theo dõi sự tiến bộ của học sinh trong việclàm chủ kiến thức, kĩ năng, thái độ, qua đó có thể đánh giá hiệu quả của giờ dạyhay chủ đề tích hợp về những kết quả mà chương trình đem lại cho học sinh saudạy học

Việc đánh giá học sinh thường xuyên trong quá trình dạy học, mục đíchđánh giá không chỉ thiên về kiến thức, kĩ năng mà còn tập trung vào đánh giánăng lực của học sinh khả năng lĩnh hội kiến thức, sự hứng thú của học sinh vàmức độ phù hợp với thực tế dạy học

Kiểm tra đánh giá học sinh thông qua sản phẩm học tập đánh giá đượcnăng lực của học sinh, thông qua các câu hỏi và bài kiểm tra đánh giá khả nănglĩnh hội kiến thức mà học sinh tiếp nhận được

2.2 Xây dựng chủ đề: Ứng dụng của phương trình bậc nhất một ẩn trong các bài toán liên quan đến phương trình cân bằng nhiệt.

Bước 1: Lựa chọn chủ đề và nội dung tích hợp

Từ cấp học tiểu học, học sinh bước đầu được làm quen với các bài toán cólời văn Để giải các bài toán này học sinh làm theo cách lập luận đơn giản, theotừng phép tính Ở cấp THCS từ lớp 8 các bài toán có lời văn không đơn giản nữa

mà nó là căn cứ để lập ra phương trình Việc làm ra kết quả, đáp số đúng phụthuộc vào kỹ năng giải phương trình và phụ thuộc vào việc lập phương trìnhđúng từ đề bài đã cho

Vấn đề giải toán bằng cách lập phương trình ở lớp 8 được trình bày kháiquát, đưa thành một mục lí thuyết trong các nội dung về phương trình và bấtphương trình Xuất phát từ đề bài đưa ra học sinh đều có phương trình lập được

là phương trình bậc nhất một ẩn Đề bài cho không phải là những phương trình

có sẵn mà là một đoạn văn mô tả mối quan hệ giữa các đại lượng, học sinh phảichuyển đổi được mối quan hệ giữa các đại lượng được mô tả bằng lời văn sangmối quan hệ toán học Đặc biệt, nội dung của các bài toán này, hầu hết đều gắn

bó với các hoạt động thực tế của con người, xã hội hoặc tự nhiên,…

Điểm mới của CTGDPT môn Toán năm 2018 không còn trình bày đếnkhái niệm phương trình tương đương và các phép biến đổi tương đương phươngtrình Cùng với đó nội dung chương trình môn Toán 8 ở các bộ sách hiện hànhchưa xét đến phương trình tích và phương trình chứa ẩn ở mẫu đưa về phươngtrình bậc nhất, chú trọng đến ứng dụng của phương trình bậc nhất một ẩn trong

thực tiễn, phù hợp với quan điểm chung của CTGDPT môn Toán là tinh giản(giảm tính hàn lâm), thiết thực (tăng tính thực tiễn).

Khi xây dựng các chủ đề liên quan đến nội dung này cần lưu ý là kĩ nănggiải phương trình bậc nhất một ẩn dạng và các phương trình đưa được

về dạng Người giáo viên cần giúp học sinh vận dụng thành thạo cácquy tắc bỏ dấu ngoặc, quy tắc nhân hai vế của phương trình với một số kháckhông, quy tắc chuyển vế để đưa được phương trình về dạng từ đó cóthể giải được Đặc biệt do chương trình GDPT môn Toán năm 2018 không cònđưa vào các khái niệm phương trình tương đương và các phép biến đổi tươngđương, do đó khi giảng dạy không sử dụng kí hiệu khi thực hiện biến đổiphương trình, các biến đổi phải để thành một dòng riêng

Phương trình bậc nhất một ẩn có thể được ứng dụng để giải quyết các bàitoán liên quan đến thực tiễn, qua đó giáo viên có thể rèn luyện được kĩ năng môhình hóa toán học từ đó vận dụng được cách giải phương trình bậc nhất một ẩn

để giải quyết các bài toán thực tế đó Qua nghiên cứu nội dung về phương trìnhbậc nhất một ẩn có thể được ứng dụng để giải các bài toán liên quan đến kiếnthức Vật lí như sau:

- Bài toán về chuyển động :

Ví dụ: Gia đình bạn Mai muốn tham dự lễ hội du lịch thác bản Dốc ở Cao bằngnên đã dùng ô tô di chuyển từ Hà Nội đến Thanh Hóa với vận tốc 60km/h lúc đi.Khi kết thúc lễ hội,trên đường về cũng trên quãng đường đó ô tô chạy với vậntốc 50km/h nên thời gian về nhiều hơn thời gian đi là 30 phút Tính quãngđường Hà Nội – Hải Phòng

GiảiGọi quãng đường từ Hà Nội đến Thanh Hóa là

Thời gian ô tô đi: (giờ)

Thời gian ô tô về: (giờ)

Vì thời gian về nhiều hơn thời gian đi là 30 phút = (giờ), nên ta cóphương trình:

Giải phương trình ta được (thỏa mãn điều kiện)

Vậy quãng đường Hà Nội – Hải Phòng là 150 km

- Bài toán về khối lượng riêng

Ví dụ: Khi thực hiện đổ rượu và nước rồi trộn đều thu được 5kg hỗn hợp, người

ta thấy tổng thể tích hỗn hợp giảm đi 4,5% thể tích tổng cộng của rượu vànước.Hỏi khối lượng nước có trong hỗn hợp là bao nhiêu khối lượng riêng củahỗn hợp là 937kg/m3,khối lượng riêng của rượu là 800kg/m3, khối lượng riêngcủa nước là 1000kg/m3

GiảiGọi khối lượng của nước có trong hỗn hợp là

Khối lượng của rượu có trong hỗn hợp là

Thể tích nước trong hỗn hợp là

Thể tích rượu có trong hỗn hợp là

Thể tích của hỗn hợp sau khi trộn là

Thể tích hỗn hợp giảm 4,5% thể tích tổng cộng của rượu và nước tức là thểtích của hỗn hợp bằng 95,5% tổng thể tích của rượu và nước

Theo bài ra ta có phương trình:

(thỏa mãn điều kiện)Vậy khối lượng của nước có trong hỗn hợp là 2,6 (kg)

- Bài toán về Áp suất chất lỏng – Bình thông nhau

Ví dụ: Bình thông nhau chứa thủy ngân, khi đổ thêm vào một nhánh axit

sunfuaric và nhánh còn lại đổ thêm nước Khi mặt thoáng của nước cao hơn mặtthoáng của axit sunfuaric 10cm thì mực thủy ngân ở hai nhánh ngang nhau.Chọn điểm tính áp suất tại A và B như hình vẽ, tính độ cao của cột nước.Biếttrọng lượng riêng của axit sunfuaric và của nước lần lượt là d1 = 18000N/m3 và

d2 = 10000N/m3

Gọi chiều cao của cột nước là

Chiều cao của cột axit sunfuaric là

Áp suất tại A là:

Áp suất tại B là:

Theo bài ra ta có phương trình:

(thỏa mãn điều kiện)

Vậy chiều cao của cột nước là 22,5cm

- Bài toán về Phương trình cân bằng nhiệt

Ví dụ : Giấm ăn ngoài tác dụng tăng thêm hương vị cho món ăn, giấm còn đượcbiết đến là chất tẩy rửa hoàn toàn tự nhiên Bạn Lan dùng giấm để lau kính cửa

số theo công thức: Dùng 1kg dấm ăn ở nhiệt độ 300C và 1kg nước nóng ở nhiệt

độ 800C Hỏi nhiệt độ của hỗn hợp khi cân bằng là bao nhiêu? Biết nhiệt dungriêng của nước và giấm ăn lần lượt là 4200J/kg.K, 2400J/kg.K

Gọi nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp nước và giấm ăn là

Nhiệt lượng do nước tỏa ra là:

Nhiệt lượng do giấm thu vào là:

Theo bài ra ta có phương trình:

(thỏa mãn điều kiện)Vậy nhiệt độ của hỗn hợp khi cân bằng là 61,80C

Qua nghiên cứu các nội dung gần gũi có nội dung liên quan đến nhau giữamôn Toán lớp 8 với kiến thức Vật lí chúng tôi lựa chọn chủ đề: Ứng dụng củaphương trình bậc nhất một ẩn và các bài toán liên quan đến phương trình cânbằng nhiệt

Bước 2: Xác định mục tiêu tích hợp.

- Học sinh được củng cố lại các bước giải bài toán bằng cách lập phươngtrình bậc nhất một ẩn: Phân tích bài toán, chọn ẩn, biểu diễn các đại lượng chưabiết, lập phương trình, đối chiếu điều kiện của ẩn, giải bài toán

- Biết sử dụng tích hợp kiến thức phân môn, liên môn để giải quyết bàitoán, nội dung, yêu cầu đặt ra trong các bài toán liên quan đến phương trình cânbằng nhiệt

- Rèn luyện kỹ năng phân tích, kỹ năng chọn ẩn và biểu diễn các đại lượngchưa biết theo ẩn và theo các đại lượng đã biết, kỹ năng lập phương trình, kỹnăng biến đổi và giải phương trình bậc nhất một ẩn.

- Hình thành ở học sinh năng lực tự học, tính toán, năng lực sử dụng ngônngữ toán học, năng lực sáng tạo, năng lực tư duy logic, hợp tác nhóm

Bước 3: Dự kiến thời gian thực hiện

- Thời điểm dạy học: Sau khi học xong Giải bài toán bằng cách lập phươngtrình, các tiết học sẽ diễn ra trong 3 tiết học tự chọn vào buổi chiều

Bước 4: Xây dựng nội dung và kế hoạch tổ chức dạy học chủ đề tích hợp liên môn.

- Xây dựng nội dung kiến thức cụ thể:

1 Phương trình bậc nhất một ẩn

Có dạng với là hai số thực đã cho , là ẩn

2 Các bước giải bài toán bằng cách lập phương trình

Bước 1: Lập phương trình

- Đặt ẩn số và điều kiện cho ẩn phù hợp

- Biểu diễn các dữ kiện bài toán chưa biết thông qua ẩn và các đại lượng đã biết

- Lập phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng

Bước 2: Giải phương trình đã lập

Bước 3: Kiểm tra điều kiện và đưa ra kết luận của bài toán

3 Kiến thức Vật lí liên quan

3.1 Nguyên lý truyền nhiệt

▫ Nếu chỉ có hai vật trao đổi nhiệt thì:

+ Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.+ Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì dừnglại

+ Nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật kia thu vào

3.2 Công thức nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào

+ Nhiệt lượng của một vật thu vào đề nóng lên: Qthu = mcΔt = mc(t2 – t1)+ Nhiệt lượng của một vật tỏa ra để lạnh đi: Qtỏa = mcΔt = mc(t1 – t2)

Trong đó:

Q thu và Q tỏa là nhiệt lượng, đơn vị là J

m là khối lượng của vật, đơn vị là kg

c là nhiệt dung riêng của chất làm vật, đơn vị là J/kg.K

Δt là độ tăng hay giảm nhiệt độ, đơn vị 0 C hoặc K

t 1 , t 2  tương ứng là nhiệt độ lúc đầu và sau

▪ Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi

▪ Nhiệt lượng vật cần thu vào đề nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độtăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật

3.3. Phương trình cân bằng nhiệt.

Bài toán 1: Ngâm chân bằng nước nóng là một phương pháp chăm sóc sức khỏe

tốt, làm giãn mạch máu ở vùng bàn chân, thúc đẩy lưu thông máu, giảm căngthẳng, giúp trị chứng mất ngủ Bạn Lan thường pha nước ngâm chân cho bố mẹ.Nước ngâm chân thích hợp có nhiệt độ vào khoảng 42-450C Hỏi Lan cần lấybao nhiêu kg nước sôi 1000C pha với bao nhiêu kg nước ở nhiệt độ phòng 250C

để có đủ 15 kg nước ở 450C dành cho bố mẹ? Biết khối lượng riêng của nước là

1000 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt vớichậu và môi trường

GiảiGọi khối lượng nước sôi cần dùng là

Khối lượng nước ở nhiệt độ phòng là

Nhiệt lượng nước ở nhiệt độ phòng thu vào là:

Nhiệt lượng nước sôi tỏa ra là:

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên ta có phương trình