Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN VĂN ĐIỂN XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP “NHIỆT ĐỘ VÀ SỰ SỐNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN ĐIỂN

XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP “NHIỆT ĐỘ VÀ SỰ SỐNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 60140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ THANH HUY

Thừa Thiên Huế, năm 2017 Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép

sử dụng và chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác

Thừa Thiên Huế, ngày 16 tháng 09 năm 2017

Tác giả luận văn

NGUYỄN VĂN ĐIỂN

Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm cùng quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lí Trường THPT Lao Bảo, tỉnh Quảng Trị, đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Lê Thanh Huy

- người thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học cho tác giả trong suốt quá trình hình thành và hoàn chỉnh luận văn

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân và bạn bè

đã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn này

Thừa Thiên Huế, ngày 16 tháng 09 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Điển

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục các chữ viết tắt trong luận văn 5

Danh mục bảng 6

Danh mục hình, đồ thị 7

MỞ ĐẦU 8

1 Lí do chọn đề tài 8

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 10

3 Mục tiêu nghiên cứu 11

4 Giả thuyết khoa học 11

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

6 Đối tượng nghiên cứu 11

7 Phạm vi nghiên cứu 12

8 Phương pháp nghiên cứu 12

9 Đóng góp mới của đề tài 12

10 Cấu trúc luận văn 13

NỘI DUNG 14

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 14

1.1 Năng lực 14

1.1.1 Khái niệm năng lực 14

1.1.2 Đặc đi m năng lực 15

1.1.3 Năng lực giải quyết vấn đề 16

1.1.4 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề 16

1.2 Tích hợp 20

1.2.1 Khái niệm tích hợp 20

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.2.2 Khái niệm dạy học tích hợp 21

1.2.3 Sự cần thiết phải tổ chức dạy học tích hợp 22

1.2.4 Các nguyên tắc tích hợp trong dạy học 23

1.2.5 Các mức độ tích hợp trong dạy học 24

1.2.5.1 Tích hợp nội môn (tích hợp trong một môn học) 24

1.2.5.2 Tích hợp đa môn (lồng ghép, liên hệ) 25

1.2.5.3 Tích hợp liên môn 25

1.2.5.4 Tích hợp xuyên môn (hòa trộn) 26

1.3 Dạy học tích hợp theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề 27

1.4 Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề tích hợp theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề 28

1.4.1 Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề 28

1.4.2 Quy trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp hợp theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề 32

1.5 Điều tra thực tiễn về tình hình dạy và học các kiến thức thuộc chủ đề “Nhiệt độ và sự sống” 35

1.6 Kết luận chương 1 37

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP “NHIỆT ĐỘ VÀ SỰ SỐNG” THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THPT 38

2.1 Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề 38

2.1.1 Xác định chủ đề 38

2.1.2 Xác định các vấn đề cần giải quyết 38

2.1.3 Thu thập và xử lí thông tin về chủ đề tích hợp 38

2.1.3.1 Khái niệm, bản chất, đơn vị của nhiệt 38

2.1.3.2 Lịch sử hình thành thang đo nhiệt 42

2.1.3.3 Sự truyền nhiệt 45

2.1.3.4 Nhiệt lượng, nhiệt dung 46

Demo Version - Select.Pdf SDK

2.1.3.5 Sự giãn nở vì nhiệt 47

2.1.4 Xác định các kiến thức cần thiết đ giải quyết các vấn đề 49

2.1.5 Xác định các nội dung dạy học 49

2.2 Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề 51

2.2.1 Xác định mục tiêu dạy học của chủ đề 51

2.2.2 Lập kế hoạch dạy học 52

2.2.3 Tri n khai dạy học chủ đề tích hợp 53

2.2.3.1 Nội dung 1: Em làm bác sĩ 53

2.2.3.2 Nội dung 2: Em làm kĩ sư 64

2.2.4 Tổ chức dạy học và đánh giá chủ đề 77

2.3 Xác định tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề được hình thành cho học sinh trong chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” 78

2.4 Kết luận chương 2 81

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích, nhiệm vụ của việc thực nghiệm sư phạm 83

3.1.1 Mục đích 83

3.1.2 Nhiệm vụ 83

3.2 Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 83

3.2.1 Đối tượng 83

3.2.2 Nội dung 84

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 84

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 84

3.3.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 84

3.3.2.1 Quan sát 84

3.3.2.2 Ki m tra đánh giá 85

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 86

3.4.1 Đánh giá định tính 86

3.4.2 Đánh giá định lượng 86

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.5 Kết luận chương 3 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC P1

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

4 DHTH Dạy học tích hợp

6 GQVĐ Giải quyết vấn đề

8 HĐDH Hoạt động dạy học

12 PPDH Phương pháp dạy học

13 TNSP Thực nghiệm sư phạm

16 THPT Trung học phổ thông

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực GQVĐ của HS 17

Bảng 2.1 Một vài đi m cố định trong thang nhiệt giai Kelvin 43

Bảng 2.2 Kế hoạch dạy học 52

Bảng 2.3 Năng lực cần hình thành cho học sinh 54

Bảng 2.4 Phân công nhiệm vụ thực hiện dự án 55

Bảng 2.5 Bộ tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ 78

Bảng 3.1 Số liệu HS được chọn mẫu 84

Bảng 3.2 Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của HS đối với lớp CCH 87

Bảng 3.3 Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của HS đối với lớp đã CH 88

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá của HS 89

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá tổng hợp các nhóm 90

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình

Hình 1.1 Sơ đồ xương cá 25

Hình 1.2 Sơ đồ mạng nhện 25

Hình 1.3 Sơ đồ các bước xây dựng chủ đề tích hợp 29

Hình 1.4 Sơ đồ các bước tổ chức dạy học chủ đề tích hợp 32

Hình 2.1 Thang đo nhiệt 42

Hình 2.2 Bức xạ Mặt trời 46

Đồ thị Bi u đồ 3.1 Đồ thị phân phối mức độ của các nhóm CCH 87

Bi u đồ 3.2 Đồ thị phân phối mức độ của các nhóm CH 88

Bi u đồ 3.3 Đồ thị phân phối đi m của các lớp 90

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuy n từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến quan tâm học sinh vận dụng được cái gì qua việc học Đ đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuy n từ phương pháp dạy học nặng về truyền thụ kiến thức sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuy n cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về ki m tra trí nhớ sang đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả đánh giá kết quả học tập với đánh giá trong quá trình học tập đ có th tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục

Nhiều văn kiện, chính sách liên quan đến vấn đề trên đã được Đảng và Nhà nước ban hành Chiến lược phát tri n giáo dục giai đoạn 2011 - 2020 ban hành kèm theo Quyết định 711/QĐ-TTg ngày 13/6/2012 của Thủ tướng Chính phủ chỉ rõ:

“Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của người học" và "Đổi mới kì thi tốt nghiệp trung học phổ thông, kì thi tuyển sinh đại học, cao đẳng theo hướng đảm bảo thiết thực, hiệu quả, khách quan và công bằng, kết hợp kết quả kiểm tra, đánh giá trong quá trình giáo dục với kết quả thi”[2]

Nghị quyết số 44/NQ-CP, ngày 09/6/2014 Ban hành chương trình hành động của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI về đổi mới căn bản toàn diện giáo

dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã chỉ thị: “Đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế” và “Phát triển nhanh nguồn nhân lực, nhất là nguồn nhân lực chất lượng cao, tập trung vào việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục quốc dân”[17]

Trong thời kỳ đổi mới, hội nhập của Đất nước hiện nay, nhiệm vụ của Giáo dục phổ thông là đào tạo những con người mới, những người lao động tri thức, có

Demo Version - Select.Pdf SDK

năng lực thực hành, tự chủ, năng động, sáng tạo, sẵn sàng tham gia vào lao động sản xuất Đ thực hiện nhiệm vụ đó, Bộ giáo dục và đào tạo đã xây dựng chương trình giáo dục tổng th đổi mới theo định hướng phát tri n năng lực học sinh Trong

đó quán triệt sâu sắc quan đi m tích hợp và phân hóa ngay trong thiết kế chương trình các cấp học, ngành học và trong tổ chức dạy học Vật lí học là khoa học thực nghiệm, kiến thức của môn học là cơ sở của nhiều ngành kinh tế khác nhau, có mối liên hệ rất chặt chẽ với thực tiễn, kỹ thuật và đời sống Các kiến thức Vật lí được vận dụng vào quá trình lao động sản xuất, vào kĩ thuật công nghệ và bảo vệ môi trường sống của chúng ta Bên cạnh đó, trong xu thế phát tri n và hội nhập hiện nay cũng xuất hiện nhiều vấn đề mà đ giải quyết nó đòi hỏi phải vận dụng kiến thức liên môn, liên ngành, kiến thức tích hợp

Mục đích của việc phát tri n năng lực của học sinh suy cho cùng cũng đ học sinh giải quyết vấn đề trong thực tiễn Chính vì vậy, năng lực giải quyết vấn đề rất quan trọng và cần phải bồi dưỡng Trong quá trình dạy học, GV có vai trò định hướng hoạt động nhận thức cho học sinh, hấp dẫn học sinh giải quyết vấn đề thực tế bằng kiến thức trong nhà trường, đưa kiến thức hàn lâm vào thực tiễn cuộc sống, hỗ trợ học sinh trong việc phát hiện vấn đề, nghiên cứu vấn đề và tìm câu trả lời cho vấn đề Trong quá trình đó học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức, rèn khả năng tự lập, sáng tạo và kĩ năng giải quyết vấn đề

Trong những năm gần đây, giáo dục nước ta đặc biệt chú trọng đến quan

đi m dạy học tích hợp, quan đi m này trở thành xu thế trong việc xác định nội dung dạy học ở trường phổ thông và trong xây dựng chương trình môn học của các bậc học Quan đi m dạy học tích hợp được xây dựng trên cơ sở những quan niệm tích cực về quá trình học tập và dạy học Thực tiễn ở nhiều nước đã cho thấy việc thực hiện quan đi m tích hợp trong giáo dục và dạy học sẽ giúp phát tri n những năng lực giải quyết vấn đề phức tạp và làm cho việc học tập trở nên ý nghĩa hơn đối với học sinh so với việc các môn học, các mặt giáo dục thực hiện riêng lẻ Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp dạy học tích hợp ở Việt Nam chưa thường xuyên và chưa đều khắp, từ đó dẫn đến hiệu quả đạt được chưa cao

Demo Version - Select.Pdf SDK

Với những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài: Xây dựng

và tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Trong những năm gần đây, dạy học tích hợp là một vấn đề được các đề tài nghiên cứu khoa học quan tâm và tìm hi u Không ít các bài báo khoa học liên quan

đã được các tác giả như: Đỗ Mạnh Cường, Lê Thanh Huy, Cao Văn Sâm, Nguyễn Văn Tuấn… nghiên cứu và đăng tải trên các tạp chí Những nghiên cứu đó đã đề cập đến sự cần thiết phải vận dụng quan đi m tích hợp trong dạy học, các phương thức tích hợp cũng như các biện pháp trong tổ chức dạy học tích hợp nói chung và trong từng môn học, từng cấp học cụ th nói riêng Nhiều nghiên cứu đã tìm hi u sâu vào việc dạy học tích hợp qua từng bộ môn cụ th như Sinh học, hóa học… Đối với bộ môn Vật lí, vấn đề tích hợp các nội dung vào dạy học cũng đã được nghiên cứu bởi một số tác giả với các đề tài cụ th , như:

“Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học một số kiến thức về Hạt nhân nguyên tử lớp 12 nhằm nâng cao chất lượng giáo dục học sinh” – Luận văn

Thạc sĩ của tác giả Vũ Thị Thanh Hà, Thái Nguyên 2008 Trong đề tài, tác giả đã hệ thống hóa các cơ sở lý luận và thực tiễn việc vận dụng quan đi m tích hợp trong giáo dục, đồng thời tác giả đã vận dụng quan đi m tích hợp vào việc xây dựng tiến trình dạy học và tổ chức dạy học phần kiến thức về Hạt nhân nguyên tử lớp 12

“Tổ chức dạy học tích hợp các kiến thức về môi trường vào chương Hạt nhân Nguyên tử Vật lí 12 THPT” – Luận văn Thạc sĩ của Lê Khánh Loan, Huế

2013 Tác giả đề tài đã xây dựng được tiến trình dạy học tích hợp giáo dục môi trường vào chương “Hạt nhân nguyên tử” lớp 12 THPT Trong đề tài tác giả đã phân tích rõ các tác động của hạt nhân và các quá trình phân rã ảnh hưởng đến môi trường, từ đó giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho HS

“Tổ chức dạy học chương “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” Vật lí 10 THPT theo hướng tích hợp giáo dục ứng phó biến đổi khí hậu” – Luận văn Thạc sĩ

của Phạm Thị Bình Long, Huế 2014 Tác giả của đề tài đã xây dựng được tiến trình dạy học tích hợp giáo dục ứng phó biến đổi khí hậu trong chương “Chất rắn và chất

Demo Version - Select.Pdf SDK

lỏng Sự chuy n th ” Trong đề tài, tác giả đã nêu rõ tác hại của biến đổi khí hậu, chỉ ra tính cấp bách của việc giáo dục tích hợp biến đổi khí hậu cho học sinh, đồng thời đã tiến hành thực nghiệm sư phạm và kết luận được việc vận dụng quan đi m tích hợp rất quan trọng trong giáo dục

Các nghiên cứu của các tác giả đã làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn của quan

đi m dạy học tích hợp trong Giáo dục, các nghiên cứu cũng đã đưa ra các đề xuất tiến trình chung cho dạy học tích hợp Trong đề tài này, chúng tôi sẽ kế thừa những kết quả nghiên cứu của các công trình nghiên cứu trước đây, đồng thời sẽ nghiên cứu và xây dựng tiến trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực học sinh trung học phổ thông

3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “Nhiệt

độ và sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề tích hợp

“Nhiệt độ và sự sống” một cách hợp lý và khoa học thì sẽ phát tri n được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT, qua đó nâng cao chất lượng dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức chủ đề tích hợp theo định hướng phát tri n năng lực trong trường phổ thông

Nghiên cứu đề xuất quy trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và

sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực của học sinh trung học phổ thông

Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực của học sinh trung học phổ thông

Tiến hành thực nghiệm sư phạm đ đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài

6 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học về chủ đề tích hợp “Nhiệt độ và sự sống” theo định hướng phát tri n năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trường trung học phổ thông

Demo Version - Select.Pdf SDK