Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học phần “ nhiệt học‟‟ vật lý 10 trung học phổ thông (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ DUY SON PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH QUA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN ‘‘NHIỆT HỌC’’ VẬT LÝ 1

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HÀ DUY SON

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH QUA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN ‘‘NHIỆT HỌC’’ VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

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

i

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HÀ DUY SON

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH QUA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN ‘‘NHIỆT HỌC’’ VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 60140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS LÊ VĂN GIÁO

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, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác

Thừa Thiên Huế, ngày 25 tháng 8 năm 2017

Tác giả luận văn

HÀ DUY SON

Demo Version - Select.Pdf SDK

iii

Lời Cảm Ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý 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 lý Trường THPT Lê Lợi, tỉnh Gia Lai, 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 giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Giáo - người 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 25 tháng 8 năm 2017

Tác giả luận văn

HÀ DUY SON

iii

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ 6

MỞ ĐẦU 7

1 Lí do chọn đề tài 7

2 Lịch sử nghiên cứu đề tài 9

3 Mục tiêu đề tài 9

4 Giả thuyết khoa học 10

5 Nhiêm vụ nghiên cứu 10

6 Đối tượng nghiên cứu 10

7 Phạm vi nghiên cứu 10

8 Phương pháp nghiên cứu 10

9 Những đóng góp mới của đề tài 11

10 Cấu trúc của luận văn 11

NỘI DUNG 12

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP VẬT LÝ 12

1.1 DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 12

1.1.1 Các xu hướng tiến cận trong dạy học 12

1.1.2 Năng lực và năng lực học sinh 13

1.1.2.1 Khái niệm năng lực 13

1.1.2.2 Khái niệm năng lực học sinh 15

1.1.2.3 Hệ thống năng lực học sinh 15

1.2 NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 16

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 16

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 17

1.2.3 Các cấp độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề 18

1.3 BÀI TẬP VẬT LÝ 26

1.3.1 Khái niệm bài tập vật lý 26

1.3.2 Phân loại bài tập vật lý 26

1.3.3 Bài tập vật lý trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề 27

1.3.3.1 Vai trò của bài tập vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề 27

1.3.3.2.Tiềm năng của bài tập vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề 27

1.3.3.3 Các dạng bài tập vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề 28

1.4 CÁC BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THÔNG QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ 29

1.4.1 Sử dụng bài tập mở: BT tình huống; BT hộp đen, BT thí nghiệm 29

1.4.2 Sử dụng bài tập trong các bài lên lớp khác nhau: Bài nghiên cứu kiến thức mới, Bài ôn tập hệ thống hóa kiến thức; Bài kiểm tra đánh giá kiến thức tự học và tự học ở nhà 30

1.4.3 Sử dụng hệ thống bài tập từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp 31

1.5 THỰC TRẠNG VỀ VIỆC PHÁT TRIỂN NĂG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP Ở TRƯỜNG THPT HIỆN NAY 32

1.5.1 Mục tiêu điều tra 32

1.5.2 Nội dung và phương pháp điều tra 32

1.5.2.1 Nội dung điều tra 32

1.5.2.2 Phương pháp điều tra 32

1.5.3 Kết quả điều tra 32

1.5.3.1 Kết quả điều tra HS 32

1.5.3.2 Kết quả tham khảo góp ý giáo viên 33

1.6 NGUYÊN NHÂN 35

1.7 GIẢI PHÁP 35

1.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 36

Demo Version - Select.Pdf SDK

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO

HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 37

2.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, NỘI DUNG PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 THPT 37 2.1.1 Đặc điểm chung của phần Nhiệt học 37

2.1.2 Cấu trúc nội dung phần „„Nhiệt học‟‟ Vật lý 10 THPT 39

2.2 KHAI THÁC, XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 40

2.2.1 Yêu cầu của bài tập định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 40

2.2.2 Hệ thống bài tập phần “Nhiệt học” Vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 41

2.3 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC TRONG PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ VỚI HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐÃ XÂY DỰNG 72

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 76

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 78

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 78

3.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 79

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 79

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 79

3.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 79

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 79

3.3.2 Quan sát giờ học 80

3.3.3 Kiểm tra, đánh giá 80

3.4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 80

3.4.1 Đánh giá định tính 80

3.4.2 Đánh giá về năng lực 81

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.4.3 Đánh giá định lượng 82

3.4.4 Các tham số sử dụng 84

3.4.5 Kiểm định giả thuyết thống kê 85

3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 87

KẾT LUẬN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 BT Bài tập

2 BTVL Bài tập vật lý

3 ĐC Đối chứng

4 GQVĐ Giải quyết vấn đề

5 GV Giáo viên

6 HS Học sinh

7 KTM Kiến thức mới

8 SGK Sách giáo khoa

9 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

10 TNg Thực nghiệm

11 THCS Trung học cơ sở

12 THPT Trung học phổ thông

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Trang

BẢNG

Bảng 1.1 Bảng tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh 22

Bảng 1.2 Biểu điểm quan sát biểu hiện năng lực GQVĐ của học sinh 25

Bảng 1.3 Các mức quá trình nhận thức và các bậc trình độ nhận thức 28

Bảng 1.4 Các dạng bài tập và kỹ năng của năng lực GQVĐ 29

Bảng 3.1 Số liệu học sinh các nhóm thực nghiệm và đối chứng 79

Bảng 3.2 Kết quả đánh giá qua bảng điểm quan sát năng lực GQVĐ 81

Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra 82

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất 83

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần xuất tích lũy 83

Bảng 3.6 Tổng hợp các tham số thống kê 84

BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Thống kê điểm Xi 83

Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất 83

Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất tích lũy 84

HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc đa thành tố của năng lực 15

Hình 1.2 Cấu trúc của năng lực GQVĐ 17

Hình 1.3 Đánh giá theo năng lực 19

Hình 1.4 Đánh giá theo năng lực GQVĐ 19

Hình 1.5 Các thành tố của năng lực thực nghiệm 20

SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Hệ thống năng lực của học sinh 16

Sơ đồ 1.2 Cấu trúc của một năng lực 17

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong sự phát triển nhanh chóng của khoa học-công nghệ, sự hội nhập quốc tế, đòi hỏi nhà trường phải đào tạo ra những con người có năng lực đáp ứng với thực tiễn cuộc sống Trong đổi mới giáo dục, người ta rất quan tâm đến bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học ở trường phổ thông, thể hiện đặc biệt rõ nét trong các quan điểm của các nhà giáo dục trong nước và trên thế giới

Tiến sĩ Raja Roy Singh, nhà giáo dục nổi tiếng ở Ấn Độ đã khẳng định: “Để

đáp ứng được những đòi hỏi mới được đặt ra do sự bùng nổ kiến thức và sáng tạo ra kiến thức mới, cần thiết phải phát triển năng lực tư duy, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề một cách sáng tạo Các năng lực này có thể qui gọn là “ năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề ’’”[27]

Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển 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 HS học được cái gì đến chỗ quan tâm HS làm được cái gì qua việc học Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có thể tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục

Luật Giáo dục [20] đã nêu rõ: “Cuộc cách mạng về phương pháp giáo dục

hướng vào người học, rèn luyện và phát triển khả năng suy nghĩ, khả năng giải quyết vấn đề một cách năng động, độc lập, sáng tạo ngay trong quá trình học tập ở nhà trường phổ thông Áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” Một trong những năng lực đầu tiên trong 9 năng lực cơ bản mà “mẫu người” tương lai cần có chính là “năng lực giải quyết vấn đề nảy sinh trong cuộc sống, khoa học công nghệ, ” [15] Thái Duy Tuyên

khi bàn về mục tiêu và phương pháp bồi dưỡng đã chỉ ra: “Giáo dục không chỉ đào

tạo con người có năng lực tuân thủ, mà chủ yếu là những con người có năng lực sáng tạo, biết cách đặt vấn đề, nghiên cứu và giải quyết vấn đề ” [31]

Demo Version - Select.Pdf SDK

Nghị quyết Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương 8 khoá XI về đổi mới căn bản,

toàn diện giáo dục và đào tạo: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo

hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” [9]

Chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực nay còn gọi là dạy học định hướng kết quả đầu ra được bàn đến nhiều từ những năm 90 của thế kỷ 20 và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế Giáo dục định hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học

Trong lĩnh vực nghiên cứu lí luận về các vấn đề của BTVL từ trước đến nay đã

có nhiều công trình của các tác giả như X.E.Camennetxki - V.P.Ôrêkhốp [35], Nguyễn Đức Thâm [24], Phạm Hữu Tòng [26], Nguyễn Thế Khôi [18] Các tác giả đã chỉ ra rằng BTVL có tác dụng giáo dục rất lớn giúp HS hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giáo dục tư tưởng đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp Không chỉ có vậy, các tác giả cũng chỉ ra rằng BTVL có tác dụng tích cực trong việc hình thành KTM cho HS Trong quá trình giải BTVL, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra và phê phán, kết luận nên kiến thức của HS thu được là của chính họ, các em sẽ nắm chắc, hiểu sâu hơn Đồng thời, việc tổ chức cho HS giải BTVL để rút ra KTM sẽ phát huy tính tích cực, làm việc tự lực của các em, rất phù hợp với xu hướng dạy học hiện đại

Việc dạy BTVL ở trường phổ thông giúp HS củng cố được kiến thức lý thuyết, vận dụng giải thích được các hiện tượng thực tế, đồng thời cũng là phương tiện đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS Vì vậy, để quá trình dạy học vật lý phổ thông đạt hiệu quả cao thì việc giảng dạy BTVL cũng phải theo định hướng phát triển năng lực

Trong chương trình Vật lý 10 thì phần “Nhiệt học‟‟ là một trong những phần có nhiều ứng dụng trong thực tiễn và đời sống Như vậy, để dạy học phần này có hiệu quả cao, ngoài việc nghiên cứu về mặt lý thuyết thì việc sử dụng bài tập tình huống, bài tập gắn liền thực tiễn, bài tập hộp đen…với các mức độ khác nhau sẽ góp phần phát triển

tư duy và năng lực GQVĐ cho HS là rất cần thiết

Demo Version - Select.Pdf SDK

Với những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: Phát triển năng lực giải quyết vấn

đề cho học sinh qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học phần “ Nhiệt học‟‟ Vật lý 10 Trung học phổ thông để nghiên cứu

2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Có nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu về năng lực, năng lực GQVĐ trong dạy học ở nhiều môn học khác nhau như: Phạm Minh Hạc, Lâm Quang Thiệp, Nguyễn Huy Tú, Lương Việt Thái, Nguyễn Thị Lan Phương, Nguyễn Thị Tuyết Nga

Đối với môn Vật lý một số luận văn Thạc sỹ nghiên cứu về năng lực GQVĐ như: Vũ Huy Kỳ (2007) với “ Định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy học một số kiến thức chương Các định luật bảo toàn lớp 10 ban cơ bản cho HS dân tộc nội trú ‟‟; Hoàng Trung Hiếu (2010) với “ Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn HS lớp 12 THPT ban KHTN giải bài tập chương Hạt nhân nguyên tử góp phần phát triển NLGQVĐ‟‟; Ngô Thị Thanh Nhàn (2009) với “ Lựa chọn và hướng dẫn giải bài tập chương Điện tích, điện trường nhằm giúp học sinh lớp 11 THPT nắm vững kiến thức

cơ bản, góp phần phát triển NLGQVĐ ‟‟; Đặng Thị Thanh Thuỷ (2012) với “ Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 10 THPT giải hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm - Vật lí 10 nâng cao theo hướng phát triển NLGQVĐ‟‟; Đinh Thị Thu Huệ với “ Sử dụng bài tập trong dạy học chương Chất khí Vật lí 10 theo hướng bồi dưỡng NLGQCĐ cho HS ‟‟

Các công trình, đề tài nghiên về năng lực, năng lực GQVĐ hầu hết các tác giả

đi nghiên cứu sâu về khái niệm, cấu trúc, xây dựng các tiêu chí đánh giá, các mức độ đánh năng lực Đối với các luận văn Thạc sỹ thì chủ yếu là xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ của một chương nào

đó trong chương trình môn học; chưa đề cập đến các năng lực thành tố của năng lực GQVĐ và các giải pháp để phát triển các năng lực thành tố đó thông qua các bài tập cụ thể nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS Vì thế, việc nghiên cứu bổ sung thêm những giải pháp nhằm phát triển các năng lực thành tố của năng lực GQVĐ thông qua bài tập phần “Nhiệt học‟‟ trong chương trình Vật lý 10 THPT là rất cần thiết

3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Xây dựng hệ thống bài tập phần “Nhiệt học” và đề xuất biện pháp sử dụng trong dạy học vật lý theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Demo Version - Select.Pdf SDK