Tổ chức dạy học dự án các ứng dụng kỹ thuật của vật lý về âm thanh theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh

Trong môn Vật lý lớp 7, chương “Âm học” xây dựng một số kiến thức liên quan đến môn “Âm nhạc”, giúp cho học sinh hiểu được các kiến thức về âm thanh một cách khoa học, logic.Với mục đích

ÂM THANH THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TIỄN

Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Xuân Quế

Phản biện 1: PGS TS Lê Công Triêm

Phản biện 2: TS Phùng Việt Hải

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học Giáo dục họp tại Trường Đại học Sư

phạm vào ngày 06 tháng 01 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong văn bản “Đổi mới căn bản toàn diện Giáo dục và Đào tạo

2016” có ghi “Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục theo hướng chuẩn hoá, hiện đại hoá, xã hội hoá, dân chủ hoá và hội nhập quốc tế"

và " h t tri n nh nh n u n nh n c nh t n u n nh n c ch t

ư n c o tập trun v o việc đổi ới căn bản v to n diện nền i o dục quốc d n ộ Giáo dục đã nhận ra những hạn chế và nêu rõ

“Chươn trình i o dục c n coi nh th c h nh vận dụn iến th c

“Đầu tư cho i o dục v đ o tạo chư hiệu quả Chính s ch cơ chế tài chính cho giáo dục v đ o tạo chư phù h p Cơ sở vật ch t ĩ thuật còn thiếu và lạc hậu ….Vì vậy các trường học đang cố gắng không

ngừng đổi mới về nội dung cũng như phương pháp dạy học

Hiện nay, đã có nhiều phương pháp dạy học tích cực được nghiên cứu và áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới, và Việt Nam cũng đang từng bước kế thừa những thành quả đó để áp dụng vào nền giáo dục nước nhà Trong đề tài luận văn này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu và vận dụng phương pháp dạy học dự án, một trong những phương pháp có thể phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh Dạy học dự án (DHDA) là một hình thức dạy học quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học định hướng vào người học, quan điểm dạy học định hướng hoạt động và quan điểm dạy học tích hợp DHDA góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, tham gia tích cực vào việc đào tạo năng lực làm việc tự lực, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp, tinh thần trách nhiệm và khả năng cộng tác làm việc của người học

Trong chương trình THCS, để rèn luyện một cách toàn diện cho học sinh, vừa có tư duy logic, tính toán vừa có khả năng thẩm mỹ

và biết yêu cái đẹp, bên cạnh các môn khoa học và xã hội, các em học sinh còn được học âm nhạc và mỹ thuật Trong môn Vật lý lớp 7, chương “Âm học” xây dựng một số kiến thức liên quan đến môn “Âm nhạc”, giúp cho học sinh hiểu được các kiến thức về âm thanh một cách khoa học, logic.Với mục đích giúp học sinh vận dụng lại các kiến thức đã học, rèn luyện kỹ năng GQVĐ, khơi dậy tính tích cực, tự chủ

và đồng thời khiến học sinh cảm nhận được vẻ đẹp của khoa học thì việc tổ chức dạy học dự án sẽ đem lại hiệu quả cao

Với những lí do trên, tôi lựa chọn đề tài: “Tổ chức dạy học

dự án các ứng dụng kĩ thuật của Vật lý về âm thanh theo hướng phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của học sinh”

2 Mục tiêu nghiên cứu :

Nghiên cứu về việc tổ chức dạy học dự án một số nội dung kiến thức trong chương “Âm học”- Vật lý 7, nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức để GQVĐ trong bài học và trong thực tiễn của học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Với mục đích nghiên cứu ở trên, các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

-Nghiên cứu nội dung kiến thức của chương “Âm học”-Vật lý

7

-Nghiên cứu quan điểm dạy học hiện đại trong môn Vật lý, nhất là cơ sở lý luận của dạy học dự án, từ đó vận dụng vào dạy học

dự án trong chương “Âm học”-Vật lý 7

-Nghiên cứu lí luận về phát triển năng lực giải quyết các vấn

đề thực tiễn của học sinh

-Thực nghiệm sự phạm theo tiến trình dạy học đã soạn thảo Thu thập và phân tích kết quả thực nghiệm thu được để đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh thông qua vận dụng kiến thức Vật lý vào việc

thiết kế các ứng dụng kĩ thuật Từ đó rút ra được kinh nghiệm cho bản thân, cũng như đề xuất các ý kiến bổ sung, sửa đổi để có thể góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý ở THCS

4 Đối tư ng và phạm vi nghiên cứu

-Năng lực GQVĐ thực tiễn của học sinh thông qua vận dụng kiến thức, kỹ năng GQVĐ, thiết kế và chế tạo các ứng dụng kỹ thuật

-Hoạt động học của các học sinh ở một số trường THCS thuộc thành phố Đà Nẵng, trong tiến trình dạy học một số kiến thức chương

“Âm học”-Vật lý 7 có vận dụng dạy học dự án

5.Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng cơ sở lý luận về phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn và dạy học dự án để tổ chức các hoạt động thiết kế các ứng dụng kỹ thuật cho học sinh khi dạy một số kiến thức chương “Âm học”-Vật lý 7 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực GQVĐ thực tiễn của học sinh

6 Phương pháp nghiên cứu

Một số phương pháp nghiên cứu để thực hiện các nhiệm vụ trên cụ thể như sau:

-Phương pháp nghiên cứu lí luận:

Nghiên cứu tài liệu về cơ sở lí luận của dạy học dự án để làm

cơ sở định hướng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu cá nhân

Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo từ các nguồn khác để xác định được nội dung kiến thức Vật lý trong chương “Âm học” mà học sinh cần được tiếp thu Nghiên cứu các kiến thức trong môn Âm nhạc ở các lớp 6,7 để rút ra các nội dung mà môn Âm nhạc có thể liên quan đến môn Vật lý

-Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

Tiến hành thực nghiệm sự phạm theo kế hoạch đã định sẵn Phân tích kết quả thu được từ quá trình thực nghiệm sư phạm, so sách

với mục đích nghiên cứu và giả thuyết khoa học, từ đó rút ra kết luận của đề tài

7.Đóng góp của đề tài nghiên cứu

-Đề xuất các nội dung dự án vận dụng kiến thức về âm thanh

để thiết kế chế tạo một số ứng dụng kỹ thuật Vật lý như sáo Panflute, đàn Lyre, đàn Kalimba

- Tổ chức dạy học dự án các nội dung đã đề xuất nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

-Cung cấp thêm tài liệu tham khảo, phục vụ dạy học kiến thức

về âm thanh

-Góp phần đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lý ở THCS theo tinh thần của dạy học hiện đại

8 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Đã có nhiều nghiên cứu về DHDA,những nghiên cứu này đã đóng góp cho lý luận dạy học, cụ thể như sau:

-Năm 2008, tác giả Đỗ Hương Trà và Phùng Việt Hải đã làm

rõ các pha trong tiến trình DHDA, được trình bày trong “Hoạt động học tập trong DHDA và những kết quả thu đư c

-Trong “Các ki u tổ ch c dạy học hiện đại trong Vật lý ở trường trung học phổ thôn năm 2011, tác giả Đỗ hương Trà đã đưa

ra cách phân chia tiến trình DHDA thành 5 giai đoạn Tác giả đã trình bày một cách rõ ràng các bước cần chuẩn bị của GV và HS để tiến hành dự án, bao gồm: triển khai bài học thành dự án, xây dựng bộ câu hỏi định hướng cho dự án và thiết kế dự án

-Năm 2015, tác giả Lê Khoa đã trình bày cách vận dụng phương pháp DHDA để đề xuất một số dự án học tập về sản xuất và

sử dụng điện năng cho học sinh Trung học Phổ thông trong Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục

Bên cạnh đó cũng có một số nghiên cứu về các hoạt động ngoại khóa nhằm phát triển một năng lực cụ thể, chẳng hạn như:

-Luận văn Thạc sĩ “Tổ ch c dạy học chủ đề tích h p STEM

“Côn n hệ n no v đời sốn ở trường trung học cơ sở của tác giả

Nguyễn Thị Tố Khuyên (2016) đã đưa ra cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học tích hợp STEM nhằm phát triển năng lực GQVĐ TT của HS Trung học Cơ sở

-Mới nhất (2017), tác giả Huỳnh Kim Ly đã đề xuất một số thiết kế cho hoạt động ngoại khóa nhằm phát triển năng lực sáng tạo của HS, được trình bày trong Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục

“Tổ ch c hoạt động ngoại khóa về ng dụng kỹ thuật phần “Nhiệt học - Vật ý 8 theo hướng phát huy tính tích c c và phát tri n năn

l c sáng tạo của HS [10]

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1.Năng lực GQVĐ TT

1.1.1Năng lực

1.1.1.1Khái niệm về năng lực

Có nhiều định nghĩa về năng lực, trong khuôn khổ luận văn

này khái niệm năng lực được hiểu như sau “Năn c là khả năn vận dụng các kiến th c ĩ năn với th i độ thích h p đ th c hiện một hoạt động chủ động và trách nhiệm”

V n đề (problem) là một nhiệm vụ đặt ra cho chủ thể, trong

đó chứa đựng những thách thức mà họ khó có thể vượt qua theo cách trực tiếp và rõ ràng

V n đề th c tiễn là một nhiệm vụ đặt ra cho chủ thể, trong đó

những thách thức không phải là những bài toán lý thuyết mà là những thách thức đến từ cuộc sống thực tế, những tình huống thực tế mà họ phải giải quyết một cách trực tiếp tác động vào tình huống đó

Năng lực

Hợp phần 1

Thành tố năng lực 1

1.1.2.2.Khái niệm năng lực GQVĐ

Với đề tài này, tôi chấp nhận khái niệm sau: Năn c GQVĐ

là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, cảm xúc để giải quyết những tình huống vấn

đề mà ở đó không có sẵn qui trình, thủ tục, giải pháp thông thường

1.1.3 Năng lực GQVĐ thực tiễn

1.1.3.1.Khái niệm năng lực GQVĐ thực tiễn

Vấn đề thực tiễn là những vấn đề có thật, đã, đang và sẽ tồn tại trong thực tiễn trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Các ngôn ngữ

mô tả, thông tin liên quan đến vấn đề thực tiễn luôn được trình bày dưới dạng ngôn ngữ đời sống, nguyên thủy, thô ráp

Với phạm vi là các vấn đề thực tiễn, năn c GQVĐ th c tiễn có thể được mở rộng từ định nghĩa của năng lực GQVĐ, đó là khả

năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, kỹ năng cùng với thái độ sẵn sàng tham gia vào giải quyết một vấn đề cụ thể trong tình huống có thật trong cuộc sống để trở thành một công dân tích cực,

có tinh thần xây dựng kèm theo tư duy phê phán

1.1.3.2.Các biểu hiện của năng lực GQVĐ thực tiễn

Để phát triển năng lực GQVĐ TT cần phải xác định các biểu hiện của năng lực đó, theo tôi các biểu hiện đó như sau:

- Phân tích được tình huống cụ thể trong thực tiễn theo cách: chuyển từ tình huống thực tiễn sang tình huống hàn lâm, trong đó, các ngôn ngữ mô tả, thông tin liên quan đến vấn đề thực tiễn đã được trình bày dưới dạng ngôn ngữ khoa học chuyên ngành - Phát hiện được tình huống có vấn đề

- Nêu được vấn đề

- Thu thập thông tin xung quanh vấn đề đó

- Phân tích được những thông tin vừa thu thập

- Tìm ra kiến thức khoa học liên quan đến vấn đề

- Đề xuất giả thiết có thể giải quyết được vấn đề

- Lập kế hoạch để GQVĐ

- Thực hiện kế hoạch GQVĐ

- Đánh giá giải pháp đã GQVĐ

- Đánh giá lại tiến trình và bản thân trong quá trình GQVĐ

1.1.3.3.Cấu trúc của năng lực GQVĐ TT

H p phần

Năng lực

GQVĐ TT

Thành tố năng lực GQVĐ TT Tìm hiểu,

1.1.3.4 Các giai đoạn kiểm tra đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐ TT

Để quan sát sự phát triển năng lực GQVĐ TT và xây dựng được đương phát triển năng lực, tôi triển khai 2 dự án tương ứng với 2 giai đoạn sau:

Gi i đoạn 1: Tiến hành d n đ ki tr năn c đầu vào và phát tri n năn c (tiền ki m)

Đây vừa là giai đoạn để đánh giá năng lực ban đầu của HS, kiểm tra một số kỹ năng, thái độ và kiến thức của HS vừa là giai đoạn cho HS có sự trải nghiệm thực tế để phát triển năng lực GQVĐTT

GV theo sát HS để vừa quan sát các biểu hiện hành vi, đồng thời hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện dự án Hình thức kiểm tra bằng cách vấn đáp trong quá trình trao đổi dự án với HS và quan sát hành vi lúc

HS thực hiện dự án

Gi i đoạn 2: Ki tr năn c đầu ra (hậu ki m)

Giai đoạn này thực hiện như giai đoạn 1, dự án dùng để kiểm tra

có thể có nội dung kiến thức giống như dự án ở giai đoạn 1, hoặc có nội dung kiến thức hoàn toàn khác Trong đề tài này, tôi sẽ tiến hành

dự án ở giai đoạn 2 theo hai cách khác nhau như vừa trình bày 1.2 Dạy học dự án với sự phát triển và đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐ TT của học sinh

Để hoàn thành Dự án, HS phải trải qua các khó khăn, thử thách thực tế HS cần kết hợp một cách linh động và hợp lý giữa kiến thức, kĩ năng và những kinh nghiệm thực tế đã có sẵn, rút ngắn được khoảng cách giữa lý thuyết và thực tế và khiến cho HS cảm thấy tin

tưởng hơn vào những kiến thức mà HS có được từ chương trình học

Dựa vào đặc điểm của Dạy học Dự án (đó là mang định hướng thực tiễn, định hướng hành động, định hướng hứng thú, định hướng sản phẩm, mang tính phức hợp … ) và dựa vào cơ sở lý luận về năng lực GQVĐ thực tiễn ( là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, kỹ năng cùng với thái độ sẵn sang tham gia vào giải quyết một vấn đề cụ thể trong tình huống tình huống có thật trong cuộc sống để trở thành một công dân tích cực, có tinh thần xây dựng kèm theo tư duy phê phán), tôi nhận thấy được rằng: để phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn thì đòi hỏi GV cần tạo ra những hoạt động nhằm nâng cao sự tương tát, sự cọ sát giữa người học và các vấn đề thực tiễn, mà phương pháp Dạy học dự án lại có thể tạo ra môi trường với nhiều thử thách thực tiễn như thế, phù hợp để phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS

Với những khó khăn thực tễ xuất hiện trong dự án, HS sẽ có cơ hội trải nghiệm, rèn luyện, phát triển và đánh giá được năng lực của bản thân Hơn nữa, sản phẩm của Dạy học dự án còn được tạo ra để phục vụ thực tiễn, phù hợp với mục tiêu đưa lý thuyết và thực tế được kéo lại gần

CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ THỰC TIỄN THÔNG QUA TỔ CHỨC DỰ ÁN “CÁC ỨNG DỤNG KỸ

THUẬT CỦA VẬT LÝ VỀ ÂM THANH”

2.1 Các dự án

Nhóm dự án “Các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý về âm thanh” bao gồm 3 dự án:

-Thiết kế và chế tạo nhạc cụ thuộc bộ khí : Panflute

-Thiết kế và chế tạo nhạc cụ thuộc bộ dây: Lyre

-Thiết kế và chế tạo nhạc cụ thuộc bộ gõ: Kalimba

Bên cạnh đó, để đánh giá năng lực GQVĐ TT của HS khi gặp những vấn đề phải sử dụng những kiến thức khác với kiến thức đã sử dụng trong dự án đã thực hiện, tôi đưa ra yêu cầu HS thực hiện dự án

“Thiết kế và chế tạo Chuông báo động”

2.2 Rubric đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐTT của HS đối với từng dự án

Áp dụng cơ sở lý thuyết của năng lực GQVĐTT của HS, thang đo năng lực GQVĐTT , tôi xây dựng các Rubric đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐTT của HS đối với từng dự án Đối với từng hợp phần năng lực, một số thành tố được ưu tiên hơn để đánh giá mức

năng lực của HS, cụ thể như sau:

H p phần năng lực Thành tố năng lực đƣ c ƣu tiên

Tìm hiểu, khám phá

vấn đề thực tiễn

Phát hiện vấn đề thực tiễn Phát biểu vấn đề thực tiễn Thiết lập không gian

học”-Vật lý 7 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực GQVĐ thực

tiễn của học sinh”

3.2.Đối tƣ ng thực nghiệm sự phạm

Tôi tiến hành tổ chức thực nghiệm sư phạm trên 2 nhóm HS của Trung tâm giáo dục Zerobook (Zerobook Education – 132/10 Ông Ích Khiêm, Đà Nẵng)

-Nhóm 1: HS lớp 7 và 8 tại Trung tâm giáo dục Zerobook -Nhóm 2: HS lớp 8 tại trung tâm giáo dục Zerobook

*Hai nhóm HS được chọn có cùng sỉ số là 9 HS mỗi nhóm

*Với hai nhóm HS được chọn, trước đó tôi đã trực tiếp giảng dạy và có ĐG định tính là cả hai nhóm đều tương đương với nhau về trình độ, khả năng học tập cũng như khả năng GQVĐ Hầu như toàn

bộ các em HS chưa tham gia vào hoạt động GQVĐTT trước đó

3.3.Quá trình thực nghiệm sƣ phạm

Để đánh giá mức độ khả thi cũng như hiệu quả của tiến trình dạy học, tôi đã thực hiện thử nghiệm DHDA với nội dung “Chế tạo Panflute” 2 lần như sau:

-Lần 1: Vào tháng 4/2017, tại Trung tâm giáo dục Zerobook, tôi tổ chức dự án cho một nhóm gồm 4 em HS, trong đó có 2 em HS lớp 7, 1

em HS lớp 8 chuyên Văn và 1 em HS lớp 8 chuyên Lý

-Lần 2: Vào tháng 6/2017, tại Trại Hè Toán và Khoa Học – MASSP (Math and Science Summer Program) tổ chức tại Hà Nội, tôi hướng dẫn cho 1 nhóm HS (gọi là nhóm “Vật Lý Sáng Chế”) thực hiện 2 dự

án chế tạo, trong đó có 1 dự án là chế tạo Panflute Nhóm “Vật Lý Sáng Chế” gồm 5 HS tham gia và đến từ 4 tỉnh thành khác nhau : Hải Dương, Thái Bình, Cà Mau và Hà Nội Dự án kéo dài trong 1 tuần và

HS hoạt động liên tục dưới sự hướng dẫn, quan sát của ban tổ chức