Sử dụng phần mềm toán học mathematica trong giảng dạy bài tập chương điện tích điện trường vật lí 11 nhằm tăng tính tích cực trong quá trình nhận thức của học sinh

Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” [8].Trong thực tiễn dạy học, có nhiều kiến thức, kĩ năng của các lĩnh vựckhông có mặt trong tài liệu giáo khoa như

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN VĂN Ý

TỔ CHỨC DẠY HỌC TÍCH HỢP CHỦ ĐỀ

“DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – VẬT LÍ 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍCHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÍ)

MÃ SỐ: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Hương Trà

HÀ NỘI – 2014

Em xin được bày tỏ lòng kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.

Đỗ Hương Trà, người đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt nhiều kinh nghiệmquý báu cho em, giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em cũng xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Ban Giám hiệu và tổ

Lý – Công nghệ - trường THPT Liễn Sơn – Vĩnh Phúc tạo điều kiện cho Tôiđiều tra, khảo sát, thực nghiệm để có dữ liệu viết luận văn

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên,giúp đỡ để em có thể hoàn thành tốt luận văn

Một lần nữa, em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 26 tháng 11 năm 2014

Học viên

Nguyễn Văn Ý

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

Viết tắt Viết thành câu

MỤC LỤC

Lời cảm ơn……… i

Danh mục các chữ cái viết tắt……… ….ii

Mục lục……… ……iii

Danh mục các bảng……… ………vi

Danh mục các biểu đồ, hình vẽ……… ………vii

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC TÍCH HỢP 7

1.1 Lịch sử nghiên cứu về dạy học tích hợp 7

1.2 Dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 8

1.2.1 Khái niệm cơ bản về dạy học 8

1.2.2 Dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 9 1.3 Dạy học tích hợp 11

1.3.1 Cơ sở của dạy học tích hợp 11

1.3.2 Định nghĩa dạy học tích hợp 12

1.3.3 Đặc điểm của dạy học tích hợp 13

1.3.4 Các mức độ tích hợp 14

1.3.5 Các nguyên tắc và các bước xây dựng chủ đề tích hợp 16

1.3.6 Dạy học tích hợp và việc phát triển các năng lực 18

1.4 Dạy học theo chủ đề 19

1.4.1.Dạy học theo chủ đề 19

1.4.2.Mục tiêu của dạy học theo chủ đề 20

1.4.3 Đặc điểm của dạy học theo chủ đề 20

1.4.4 Các giai đoạn tổ chức dạy học theo chủ đề 21

1.5 Thực tiễn dạy học Vật lý, dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” ở trường THPT 22

1.5.1 Về tình hình giảng dạy của giáo viên 22

1.5.2 Về tình hình học của học sinh 22

Kết luận chương 1 23

Chương 2:THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÍCH HỢP CHỦ ĐỀ

“DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – VẬT LÝ 11 24

2.1 Phân tích nội dung chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” 24

2.1.1 Nội dung kiến thức chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân ” trong chương trình Vật lí 11 – THPT 24

2.1.2 Một số đặc điểm khi nghiên cứu tích hợp chủ đề “ Dòng điện trong chất điện phân” 28

2.1.3 Mối quan hệ giữa kiến thức chủ đề “ Dòng điện trong chất điện phân”– Vật lí 11 với các kiến thức thuộc các môn học khác. 28

2.2 Tổ chức dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”-Vật lí 11 29

2.2.1.Xây dựng nội dung kiến thức tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân-Vật lí 11” 29

2.2.2 Mục tiêu dạy học 30

2.2.3 Bộ câu hỏi định hướng dạy học chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” 32

2.2.4 Xây dựng tiến trình dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” 33

Kết luận chương 2 51

Chương 3:THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 52

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 52

3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 52

3.2.1 Đối tượng 52

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 52

3.3 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 53

3.3.1 Chuẩn bị trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm 53

3.3.2 Diễn biến của các giờ dạy trong quá trình thực nghiệm 54

3.4 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 56

3.4.1 Phân tích định tính 56

3.4.2 Phân tích định lượng 57

Kết luận chương 3 60

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ: 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 64

PHỤ LỤC 66

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Thống kê kết quả kiểm tra sau thực nghiệm của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng……… 67Bảng 3.2: Đánh giá kết quả kiểm tra sau thực nghiệm của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ……… 67

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ tương tác giữa các yếu tố của dạy học 9Biểu đồ 3.1: So sánh kết quả kiểm tra sau thực nghiệm giữa lớp thực nghiệm

và lớp đối chứng……… 68

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Mọi sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và xã hội đều ít nhiều có mối liên

hệ với nhau; nhiều sự vật, hiện tượng có những điểm tương đồng và cùng mộtnguồn cội,… các tình huống xảy ra trong cuộc sống bao giờ cũng là những tìnhhuống tích hợp, do vậy, không thể giải quyết một vấn đề và nhiệm vụ nào của

lí luận và thực tiễn mà lại không sử dụng tổng hợp và phối hợp kinh nghiệm kĩnăng của nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau Tích hợp trong nhà trường sẽgiúp học sinh (HS) học tập thông minh và vận dụng sáng tạo kiến thức, kĩ năng

và phương pháp một cách toàn diện, hài hòa và hợp lí để giải quyết các tìnhhuống khác nhau và mới mẻ trong cuộc sống hiện đại

Trong dạy học (DH) các bộ môn, tích hợp được hiểu là sự kết hợp, tổ hợp cácnội dung từ các môn học, lĩnh vực học tập khác nhau (Theo cách hiểu truyềnthống từ trước tới nay) thành một “môn học” mới hoặc lồng ghép các nội dungcần thiết vào những nội dung vốn có của môn học, ví dụ: lồng ghép nội dunggiáo dục (GD) dân số, GD môi trường, GD an toàn giao thông trong các mônhọc Đạo đức, Tiếng Việt hay Tự nhiên và xã hội… xây dựng môn học tích hợp

từ các môn học truyền thống

Tích hợp là một trong những quan điểm GD đã trở thành xu thế trongviệc xác định nội dung DH trong nhà trường phổ thông và trong xây dựngchương trình môn học ở nhiều nước trên thế giới Quan điểm tích hợp đượcxây dựng trên cơ sở những quan niệm tích cực về quá trình học tập và quá trìnhDH

Thực tiễn ở nhiều nước đã chứng tỏ rằng, việc thực hiện quan điểm tíchhợp trong GD và DH sẽ giúp phát triển những năng lực giải quyết những vấn

đề phức tạp và làm cho việc học tập trở nên ý nghĩa hơn đối với HS so với việccác môn học, các mặt GD được thực hiện riêng rẽ Tích hợp là một trongnhững quan điểm GD nhằm nâng cao năng lực của người học, giúp đào tạonhững người có đầy đủ phẩm chất và năng lực để giải quyết các vấn đề của

cuộc sống hiện đại Nhiều nước trong khu vực Châu Á và trên thế giới đã thựchiện quan điểm tích hợp trong DH và cho rằng quan điểm này đã đem lại hiệuquả nhất định.

Để tạo ra nguồn nhân lực cho quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoáđất nước, giáo dục phổ thông giữ vai trò quan trọng Mục tiêu của giáo dục phổ

thông được quy định trong Điều 27, luật Giáo dục năm 2009 quy định: “Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và 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 học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ

Tổ quốc” [16].

Để thực hiện được mục tiêu này cần có phương pháp đào tạo phù hợp

Khoản 2, Điều 28 trong luật Giáo dục năm 2009 có nêu: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [16].

Để thúc đẩy sự phát triển của giáo dục và đào tạo Nghị quyết Hội nghịTrung ương 8 khóa XI về Định hướng đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và

đào tạo đã đưa ra nhiệm vụ và giải pháp “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng

bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học; 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” [8].

Trong thực tiễn dạy học, có nhiều kiến thức, kĩ năng của các lĩnh vựckhông có mặt trong tài liệu giáo khoa nhưng cần trang bị cho HS để họ có thểđối mặt với những thách thức của cuộc sống mặt khác, có một số kiến giữa cácmôn học đang bij chồng chéo, lặp lại, do đó cần tích hợp giáo dục các kiếnthức và kĩ năng đó thông qua các môn học ( tích hợp nội môn) nhằm tránhđược sự trùng lặp không cần thiết về nội dung giữa các môn học (tích hợp liênmôn)…

Dạy học tích hợp không những có tác dụng tích cực tới người học màbản thân giáo viên đứng lớp như chúng tôi, cũng phải thay đổi để hoàn thiệnhơn đáp ứng được yêu cầu của việc đổi mới phương pháp dạy học

Dạy học tích hợp đã được nhiều nhà nghiên cứu giáo dục cũng như cácgiáo viên đang trực tiếp giảng dạy quan tâm, tuy nhiên ở nước ta việc dạy họctích hợp ở bậc trung học phổ thông (THPT) vẫn đang trong quá trình biên soạn,thử nghiệm chương trình, và được kỳ vọng làm thay đổi nền giáo dục nước nhàsau năm 2015

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi nghiên cứu đề tài “Tổ chức dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”- Vật lí 11”, với hy

vọng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

2 Mục đích nghiên cứu

Tổ chức dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” Vật

lí 11 nhằm rèn cho học sinh năng lực giải quyết các vấn đề của thực tiễn, củacộng đồng xã hội

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh và dạy học tích hợp

Phân tích nội dung, xác định mục tiêu dạy học tích hợp chủ đề “Dòng 3

điện trong chất điện phân” ở lớp 11 THPT.

Điều tra thực tiễn

Thiết kế dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” ở lớp

11 THPT theo quan điểm dạy học theo chủ đề

Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độphù hợp, tính khả thi và hiệu quả của các tiến trình dạy học đã thiết kế

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

4.1 Khách thể nghiên cứu

Các nội dung kiến thức tích hợp trong chủ đề “Dòng điện trong chất điệnphân” ở lớp 11 THPT

4.2 Đối tượng nghiên cứu

Thiết kế các phương án dạy học tích hợp chủ đề dòng điện trong chất điệnphân – Vật lý 11

Mẫu khảo sát: Học sinh lớp 11 trường THPT Liễn Sơn – Vĩnh Phúc

5 Vấn đề nghiên cứu

Tổ chức dạy học tích hợp nội dung kiến thức phần dòng điện trongchất điện phân – Vật lý 11 như thế nào để học sinh có được năng lực giải quyếtcác vấn đề của thực tiễn, của cộng đồng xã hội?

6 Giả thuyết khoa học

Dựa trên cơ sở lí luận của dạy học tích hợp, có thể tổ chức được các nộidung dạy học tích hợp chủ đề “dòng điện trong chất điện phân’’ – Vật lý 11nhằm rèn cho học sinh năng lực giải quyết các vấn đề của thực tiễn, của cộngđồng xã hội

7 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế phương án dạy học tích hợp nội dung chủ đề “dòngđiện trong chất điện phân’’ – Vật lý 11

Các nghiên cứu khảo sát được tiến hành ở lớp 11A3, 11A4, 11A5,11A6, trường THPT Liễn Sơn – Vĩnh Phúc

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

8.1 Ý nghĩa lý luận của đề tài

Hệ thống hoá được cơ sở lý luận của việc dạy học tích hợp và xác địnhđược những kiến thức trùng lặp với bộ môn khác từ đó xây dựng được phương

án dạy học tích hợp trong dạy học vật lí

8.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu tham khảo cho việc dạy học tíchhợp chủ đề “dòng điện trong chất điện phân’’ – Vật lý 11

Phương án dạy học tích hợp nội dung kiến thức chủ đề “dòng điệntrong chất điện phân’’ – Vật lý 11, rèn năng lực giải quyết các vấn đề củathực tiễn, của cộng đồng xã hội ở HS

9 Phương pháp nghiên cứu

9.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận

Đọc sách báo, tài liệu, các công trình nghiên cứu có liên quan, từ đó phân tích, tổng hợp, vận dụng để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

9.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Điều tra bằng phiếu: để tìm hiểu thực tế dạy học các kiến thức liênmôn đối với một số giáo viên bộ môn Sinh học, Vật lý ở trường THPT Liễn Sơn nhằmxác định kiến thức sự trùng lặp, liên quan đến nội dung kiến thức về dòng điện trong chấtđiện phân

+ Trao đổi trực tiếp với giáo viên Vật lý, Sinh học về mục tiêu và phươngpháp dạy học để từ đó vận dụng cho việc dạy học tích hợp sao cho có hiệu quả

9.3 Nhóm phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành dạy học thực nghiệm để kiểm nghiệm giả thuyết khoa

học 9.4 Nhóm phương pháp xử lý thông tin

Định lượng, định tính, thống kê và phân tích thống kê

10 Cấu trúc luận văn

5

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chínhcủa luận văn được trình bày trong 03 chương Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học tích hợp.

Chương 2: Thiết kế các phương án dạy học tích hợp nội dung kiến thức chủ đề

“dòng điện trong chất điện phân’’ – Vật lý 11 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC TÍCH HỢP

1.1 Lịch sử nghiên cứu về dạy học tích hợpTích hợp là một trong những quan điểm giáo dục đã trở thành xu thếtrong việc xác định nội dung dạy học trong nhà trường phổ thông và trong xâydựng chương trình môn học ở nhiều nước trên thế giới Ở nước ta tích hợp đãđược thể hiện rõ nét ở cấp tiểu học VD: Dự án mô hình trường học mới ở lớp 2(sách thử nghiệm) học sinh được học theo các chủ đề: Con người và sức khỏe,

xã hội, tự nhiên “phương hướng nhằm phối hợp một cách tối ưu các quá trìnhhọc tập riêng rẽ các môn học, phân môn khác nhau theo những hình thức, môhình, cấp độ khác nhau nhằm đáp ứng mục tiêu, mục đích và yêu cầu khácnhau” Ở cấp THPT, dạy học tích hợp đa số mới dừng lại ở công tác chuẩn bịcủa giáo viên( yêu cầu hoặc thi soạn giáo án tích hợp) Thực tế đã có nhiềucông trình nghiên cứu, vận dụng DHTH vào quá trình dạy học, điển hình làmột số công trình nghiên cứu sau:

+Tác giả Vũ Thanh Hà(2008), Vận dụng tư tưởng tích hợp sư phạm vàodạy học một số kiến thức về “Hạt nhân nguyên tử- Vật lí 12” nhằm nâng caochất lượng giáo dục học sinh Luận văn …

+ Tác giả Nguyễn Thị Hoàn trong luận văn thạc sĩ (2009) với đề tài “Tíchhợp các kiến thức về sản xuất điện năng khi dạy một số bài học Vật lý(chương trình vàsách giáo khoa cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng giáo dục kỹ thuật tổng hợp-hướngnghiệp cho học sinh THPT”

+Tác giả Cao Thị Thặng(2010), Vận dụng quan điểm tích hợp trong việcphát triển chương trình giáo dục Việt Nam giai đoạn sau 2015, Đề tài nghiêncứu khoa học

Tác giả Phạm Minh Hải trong luận văn thạc sĩ (2013) với đề tài “Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Vật lý 12”

Ở các nghiên cứu trên các tác giả đã vận dụng của quan điểm dạy học tíchhợp để đổi mới phương pháp, phối hợp các hình thức dạy học nhằm phát huy tính tíchcực, tự lực, chủ động sáng tạo của học sinh trong quá trình nhận thức Mức tích hợpmang tính liên môn chưa cao.

1.2 Dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.2.1 Khái niệm cơ bản về dạy học

Học sinh lĩnh hội kinh nghiệm xã hội nhờ sự tiếp xúc với người lớn.Nhưng sự tiếp xúc của HS với người lớn có hiệu quả tốt với điều kiện là sự tiếpxúc đó phải được tổ chức đặc biệt chặt chẽ thông qua hoạt động dạy học Theo

lý luận dạy học thì dạy học là một bộ phận của quá trình sư phạm tổng thể, làmột trong những con đường để thực hiện mục đích giáo dục Quá trình dạy họcđược tổ chức trong nhà trường, bằng phương pháp sư phạm đặc biệt nhằmtrang bị cho học sinh hệ thống kiến thức khoa học và hình thành hệ thống kỹnăng vận dụng kiến thức vào thực tiễn [20, tr 52,53] Như vậy dạy học là mộttrong những con đường ngắn nhất để thực hiện mục đích giá dục

Dạy học trong nhà trường có những ưu điểm mà các con đường giáo dục kháckhông có được Đó là quá trình dạy học trong nhà trường được tiến hành bởinhững bởi những nhà sư phạm, những người đã được trang bị những kiến thức

về chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm và tâm sinh lý lứa tuổi Dạy học trong nhàtrường, học sinh được phát triển toàn diện năng lực của bản thân, ngoài hoạtđộng học các em còn được tham gia vào các hoạt động khác như văn nghệ, thểdục thể thao, lao động… Nội dung dạy học trong nhà trườngđược chọn lọc, cótính định hướng, phương pháp dạy học phù hợp với lứa tuổi, phù hợp với trình

độ nhận thức và có các phương tiện kỹ thuật phục vụ cho quá trình dạy học.Hoạt động học tập của học sinh ở nhà trường rất phong phú và đa dạng: họcchính khóa, học ngoại khóa, ôn tập củng cố kiến thức và tự học… Tóm lại,hoạt động dạy học là hoạt động chuyên biệt của người dạy(người được đào tạonghề dạy học), là quá trình tổ chức và điều khiển hoạt động của người họcnhằm giúp họ lĩnh hội nền văn hóa xã hội, tạo

ra sự phát triển tâm lý, hình thành và hoàn thiện phát triển nhân cách bản thânngười học.

Trong quá trình dạy học, mối quan hệ cơ bản thứ nhất trong quá trìnhdạy học là mối quan hệ biện chứng giữa dạy và học Dạy và học có mối quan

hệ tương hỗ bổ sung cho nhau, có những yếu tố bổ sung cho nhau, trong quátrình dạy học người dạy tác động đến người học và người học tác động trở lạingười dạy Mâu thuẫn giữa vai trò lãnh đạo, điều khiển của người dạy và yêucầu về sự tích cực độc lập của người học, người học vừa có vị thế là đối tượngcủa sự lãnh đạo và dạy học của người dạy nhưng cũng là chủ thể của quá trìnhtiếp thu kiến thức cho bản thân mình Mối quan hệ cơ bản thứ hai của quá trìnhdạy học là mối quan hệ biện chứng giữa nội dung và phương pháp dạy học.Quan hệ giữa nội dung và phương pháp là mối quan hệ tác động qua lại : từ nộidung đến phương pháp và từ phương pháp đến nội dung Nội dung dạy học quyđịnh phương pháp dạy học và phương pháp dạy học xử lí nội dung dạy học,phương pháp là sự vận động của nội dung [9, tr 51-53] Với hai mối liên hệ cơbản trên ta thấy trong qua trình dạy học các mối liên hệ tương tác giữa ngườidạy, người học, nội dung và phương pháp được thể hiện qua sơ đồ sau :

Hình 1.1 Sơ đồ tương tác giữa các yếu tố của dạy học

1.2.2 Dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Dạy học định hướng phát triển năng lực về bản chất là cần và coi trọngthực hiện mục tiêu dạy học hiện tại ở các mức độ cao hơn, thông qua việc yêucầu HS vận dụng kiến thức, kĩ năng một cách tự tin hiệu quả và thích hợp

trong hoàn cảnh phức hợp và có biến đổi, trong học tập cả trong nhà trường vàngoài nhà trường, trong đời sống thực tiễn.

1.2.2.1 Năng lực và năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc tiếng La tinh

„competentia“ Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu nhiều nghĩa khác

nhau Năng lực được hiểu như sự thành thạo, khả năng thực hiện của cá nhânđối với một công việc Khái niệm năng lực được dùng ở đây là đối tượng củatâm lý, giáo dục học

Năng lực cũng hàm chứa trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ, ýchí và trách nhiệm xã hội để có thể sử dụng một cách thành công và có tráchnhiệm các giải pháp trong những tình huống thay đổi [13, tr 7]

1.2.3.2 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của bản thân người học tự giảiquyết những vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng, áp dụng kiến thức đã lĩnhhội vào những tình huống, những hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xungquanh và có khả năng biến đổi nó Năng lực giải quyết vấn đề thể hiện phẩmchất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động để thoả mãn nhu cầuchiếm lĩnh tri thức

Năng lực của học sinh phổ thông là khả năng làm chủ hệ thống các kiếnthức, kỹ năng, thái độ …phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng mộtcách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quảnhững vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống Năng lực của học sinh

là một cấu trúc động (trừu tượng), có tính mở, đa thành tố, đa tầng bậc, hàmchứa trong nó không chỉ là kiến thức, kĩ năng …mà còn cả niềm tin, giá trị,tinh thần xã hội… thể hiện ở tính sẵn sàng hành động của các em trong môitrường học tập phổ thông và những điều kiện thực tế thay đổi của xã hội [13]

Khi hình thành năng lực cho HS cần lưu ý:

+ Tạo cho HS nhiều tình huống tương đương để tránh cho HS chỉ tái hiện những điều đã học, để HS biểu lộ được năng lực giải quyết một tình huống

+ Để hình thành một năng lực cần đặt học sinh vào một bối cảnh thực màmuốn giải quyết vấn đề cần phải vận dụng phức hợp các kiến thức của nhiều môn họckhác nhau.

Vì vậy trong luận văn này chúng tôi đã vận dụng DHTH để “Tổ chứcdạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”- Vật lí 11”, nhằmphát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

Phạm trù “phát triển”: Theo triết học duy vật biện chứng, những sự thay đổi về lượng có thể dẫn đến sự thay đổi về chất Việc tích hợp hai hay nhiều hơn hai yếu tố dẫn đến hiệu quả không chỉ là cộng lại hiệu quả của từng yếu tố

mà còn có sự thay đổi về chất của các yếu tố đó nói chung Các yếu tố ở đây thuộc các thành tố của dạy học tích hợp

1.3.1.2 Cơ sở sinh lí thần kinh

Trong hoạt động của vỏ não có hoạt động tổng hợp các kích thích, cácphản ứng… Đây chính là cơ sở sinh lí thần kinh của dạy hoc tích hợp Tronghoạt động tư duy của người học, cần rèn cho HS tư duy có căn cứ Tư duy vàlập luận có căn cứ phải đòi hỏi phải có cả tư duy phân kì lẫn tư duy hội tụ

Tư duy phân kì đặt HS ở nhiều bối cảnh với các ý tưởng khác nhau, xem xét dữliệu dưới các góc độ khác nhau

Tư duy hội tụ đòi hỏi phải sử dụng lập luận để phân tích dữ liệu dưới cácgóc độ khác nhau

Dạy học các kiến thức đơn lẻ không giúp hình thành ở người học tư duy

có căn cứ, do vậy, việc tạo ra các liên kết trong hệ thống các kiến thức sẽ giúphình thành ở HS tư duy này

1.3.2 Định nghĩa dạy học tích hợp

Tích hợp (Tiếng Anh, tiếng Đức: Integration) có nguồn gốc từ tiếngLatinh: Integration với nghĩa: xác lập cái chung, cái toàn thể, cái thống nhấttrên cơ sở những bộ phận riêng lẻ

Theo từ điển Tiếng Anh - Anh (Oxford Advanced Learner’s Dictionary),

từ Integration có nghĩa là kết hợp những phần, những bộ phận với nhau trongmột tổng thể Những phần, những bộ phận có thể khác nhau nhưng tích hợpvới nhau

Tích hợp (integration) có nghĩa là sự hợp nhất, sự hòa nhập, sự kết hợp.Nội hàm khoa học khái niệm tích hợp có thể hiểu một cách khái quát là sự hợpnhất hay nhất thể hóa các bộ phận khác nhau để đưa tới một đối tượng mới như

là một thể thống nhất trên những nét bản chất nhất của các thành phần đốitượng, chứ không phải là phép cộng giản đơn những thuộc tính của các thànhphần ấy

Như vậy tích hợp có hai tính chất cơ bản, liên hệ mật thiết với nhau, quiđịnh lẫn nhau, đó là tính liên kết và tính toàn vẹn Nhờ có tính liên kết, mà cóthể tạo nên một thực thể toàn vẹn trong đó không cần phân chia giữa các thànhphần kết hợp Tính toàn vẹn dựa trên sự thống nhất nội tại các thành phần liênkết, chứ không phải sự sắp đặt các thành phần bên cạnh nhau Không thể gọi làtích hợp nếu các tri thức, kĩ năng không có sự liên kết, phối hợp với nhau tronglĩnh hội nội dung hoặc giải quyết một vấn đề tình huống

Trên thế giới, tích hợp đã trở thành một trào lưu sư phạm hiện đại Bêncạnh các trào lưu sư phạm theo mục tiêu, giải quyết vấn đề, phân hóa , tươngtác…trào lưu sư phạm tích hợp xuất phát từ quan niệm về quá trình học tập Đó

là toàn thể các quá trình học tập góp phần hình thành ở học sinh những nănglực rõ rang, khả năng phối hợp những kiến thức riêng rẽ đã học thành

một hệ thống kiến thức được kết hợp một cách nhuần nhuyễn và chặt chẽ Kháiniệm năng lực ở đây được hiểu là một khái niệm tích hợp bao hàm cả nhữngnội dung, những hoạt động cần thực hiện và cả những tình huống trong đó diễn

ra các hoạt động theo ý nghĩa đó, năng lực được định nghĩa là sự tích hợp các

kĩ năng( các hoạt động) tác động một cách thích hợp và tự nhiên lên các nộidung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết những vấn đề do tìnhhuống này đặt ra

1.3.3 Đặc điểm của dạy học tích hợp

Khoa học ở thế kỉ XX đã chuyển từ phân tích cấu trúc sang tổng hợp hệthống làm xuất hiện các liên ngành Cho nên xu thế dạy học trong nhà trường làphải làm sao cho kiến thức của học sinh phải xác thực và toàn diện Quá trìnhdạy học phải làm sao liên kết, tổng hợp hóa các tri thức đồng thời thay thế “tưduy cơ giới cổ điển” bằng “tư duy hệ thống” Theo Xavier Rogiers, nếu nhàtrường chỉ quan tâm dạy cho học sinh các khái niệm một cách rời rạc thì nguy

cơ sẽ hình thành ở học sinh các suy luận khép kín, sẽ hình thành những conngười “mù chức năng”, nghĩa là những người đã lĩnh hội kiến thức nhưngkhông có khả năng sử dụng những kiến thức đó hàng ngày

Dạy học tích hợp làm cho quá trình học tập có ý nghĩa bằng cách gắnquá trình học tập với cuộc sống hằng ngày, không làm tách biệt “thế giới nhàtrường” với cuộc sống Dạy học tích hợp dạy học sinh sử dụng kiến thức trongtình huống một cách tự lực, sáng tạo Dạy học tích hợp không chỉ quan tâmđánh giá những kiến thức đã học, mà chủ yếu đánh giá khả năng vận dụng kiếnthức trong các tình huống đời sống thực tế

Mang tính phức hợp: nội dung tích hợp có sự kết hợp tri thức của nhiềulĩnh vực hoặc nhiều môn học khác nhau nhằm giải quyết một vấn đề mang tínhphức hợp Dạy học tích hợp vượt lên trên các nội dung của môn học

Dạy học tích hợp làm cho các quá trình học tập mang tính mục đích rõrệt Phân biệt cái cốt yếu với cái ít quan trọng hơn vì dạy học tích hợp phải

lựa chọn kiến thức, kĩ năng quan trọng và dành thời gian cùng các giải pháphợp lí đối với các quá trình học tập của học sinh.

Dạy học tích hợp là một trong các quan điểm giáo dục nhằm năng caonăng lực của người học, giúp đào tạo những người có đầy đủ phẩm chất vànăng lực để giải quyết các vấn đề của cuộc sống hiện tại

Dạy học tích hợp còn là tư tưởng, lí thuyết giáo dục hướng vào sự pháttriển toàn diện người học theo mục tiêu giáo dục

Một nội dung nào đó được kết hợp vào chương trình đã có sẵn Ví dụ, ởmột trường THPT của bang Illinois (Mỹ) đã kết hợp các nghiên cứu về toàncầu hóa vào chương trình của nhà trường Điều này sẽ giúp cho học sinh hiểusâu hơn các vấn đề của thế giới từ nhiều góc nhìn khác nhau

- Đa môn (multidisciplinary):

Ở đây các môn học là riêng biệt nhưng có những liên kết có chủ đích giữa và trong từng môn học Có thể sơ đồ hóa như sau:

Khi học sinh học/ nghiên cứu về một vấn đề nào đó, các em đồng thời đượctiếp cận từ nhiều bộ môn khác nhau Ví dụ, khi học sinh nghiên cứu về cuộcnội chiến của Mỹ ở môn lịch sử và đồng thời các em được đọc câu

chuyện về Biểu hiện của lòng dũng cảm ở môn Tiếng Anh Chủ đề nội chiến cóthể có ở môn Nghệ thuật, Âm nhạc và các môn học khác Đôi khi được gọi làchương trình song song Cùng một vấn đề được dạy ở nhiều môn cùng một lúc.

Từ cách tiếp cận đa môn này giáo viên không cần thay đổi nhiều lắm nộidung giảng dạy bộ môn của mình Nội dung và đánh giá vẫn nguyên theo bộmôn Chỉ có học sinh được mong đợi là tạo ra các kết nối giữa các lĩnh vực bộmôn, tức là các em sẽ giải quyết vấn đề dựa trên kiến thức thu được của nhiều

bộ môn khác nhau

Đôi khi cách tiếp cận đa môn đã tạo ra những liên kết rất mạnh và khi đóthì những liên kết bộ môn bị mờ đi và chương trình chuyển sang lãnh địa liên môn - Liên môn (interdisciplinary):

Chương trình liên môn tạo ra những kết nối giữa các môn học Chươngtrình cũng xoay quanh các chủ đề/ vấn đề chung, nhưng các khái niệm hoặccác kĩ năng liên môn được nhấn mạnh giữa các môn chứ không phải trong từngmôn riêng biệt

Ví dụ: môn Lịch sử và môn Địa lý được xây dựng ở lớp 4, 5 gồm haiphần mang tên phân môn riêng là Lịch sử, Địa lý

Chương trình và sách giáo khoa các môn khoa học của Pháp gồm: mônLí- Hóa, môn Sinh- Địa chất (hoặc môn Khoa học về Trái đất)

Chương trình môn Khoa học của bang Kentucky (Hoa Kì) gồm có cácchủ điểm: Khoa học Vật thể (physical science) gồm Vật lí và Vật lý; Khoa họcTrái đất- Không gian; Khoa học cuộc sống (Life science) - Xuyên môn(transdisciplinary)

Cách tiếp cận này bắt đầu bằng ngữ cảnh cuộc sống thực (real- lifecontext) Nó không bắt đầu bằng môn học hay bằng những khái niệm hoặc kĩnăng chung Điều quan tâm nhất ở đây là sự phù hợp đối với học sinh Điểmkhác nhau duy nhất so với liên môn là ở chỗ chúng bắt đầu bằng ngữ cảnh cuộcsống thực và sở thích của học sinh

Ví dụ, một trường quốc tế của Mĩ có 460 học sinh ở bang Texas có mụcđích là cung cấp cho học sinh những kiến thức và kĩ năng khoa học để làm việctrong ngữ cảnh toàn cầu hóa và “làm thay đổi thế giới” Nhà trường đã đưa ramột chương trình học tích hợp phong phú, học sinh lựa chọn vấn đề quốc tế vàtiến hành thu thập nghiên cứu, chuẩn bị trang Web thông tin, thiết kế và thựchiện dự án nghiên cứu, phục vụ và trình bày kết quả trước một Hội đồng nhữngngười am hiểu của cộng đồng Các chủ đề đa dạng có thể là tình trạng vô gia

cư hay lạm dụng chất gây nghiện ở trẻ vị thành niên…Một vài phương phápgiảng dạy mang tính truyền thống Tuy nhiên tất cả học sinh phải đi thámhiểm Mỗi nhóm/ lớp phải tham gia trực tiếp một nơi nào đó để học/ nghiêncứu các vấn đề quốc tế Ví dụ, như người mới vào nghề các em đến nhà gaQuốc tế Heifer ở Arkansas và sống ở đó 4 ngày để trải nghiệm những tháchthức về nhu cầu kinh tế và học về sự phát triển bền vững

Ở Việt Nam, môn Tự nhiên- Xã hội được xây dựng mới gồm các chủ đề từlớp 1 đến lớp 3 là: Con người và sức khỏe, Xã hội , Tự nhiên Môn Khoa học được xây dựng

ở lớp 4, 5 gồm các chủ đề: Con người và sức khỏe, Vật chất và năng lượng, Thực vật vàđộng vật, Môi trường và tài nguyên thiên nhiên

Nói tóm lại, dạy học tích hợp ở cấp THPT là một khái niệm còn tươngđối mới, đang được cụ thể hóa ở nhiều cấp độ khác nhau trong các chươngtrình giáo dục Tùy theo vấn đề, nội dung cũng như nhu cầu thực tế và trình độgiáo viên mà mức độ tích hợp trong giảng dạy là khác nhau Có những nộidung chỉ tích hợp trong một môn học như dạy học theo chủ đề mà chúng tôiđang thực hiện

1.3.5 Các nguyên tắc và các bước xây dựng chủ đề tích hợp

+ Những môn học đủ gần nhau về bản chất và mục tiêu hoặc những môn học có nội dung bổ sung cho nhau.

+ Đối tượng môn học và phương pháp nghiên cứu giống hoặc gần nhau.+ Nội dung các môn học được xây dựng trên cơ sở những lí thuyết và quyluật chung

+ Nội dung các môn học này làm cơ sở để hiểu nội dung các môn học kia

và ngược lại

+ Phù hợp với năng lực hiện có của học sinh

-Phù hợp với điều kiện khách quan của trường học hiện nay

- Đảm bảo để tổ chức cho học sinh học tập tích cực, giúp học sinh khai thác kiến thức môn học, phát hiện một số kỹ năng, năng lực chung

- Gắn với thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh

VD1, kiến thức “ Sự điện li được ứng dụng trong việc bón phân cho cây trồng, hòa phân đạm amoni(NH 4 NO 3 , NH 4 Cl) vào nước sẽ cho hiệu quả cao hơn khi bón phân đạm trực tiếp, do phân được hòa tan điện li thành ion cây dễ hấp thụ.

VD2 Hiện nay phân đạm là loại phân bón hóa học được dùng phổ biến

để bón cho rau xanh cần có lưu ý gì khi sử dụng loại phân bón này? Cần bón

đủ liều lượng cho từng loại rau theo quy trình kỹ thuật, tránh bón phân đạm quá mức sẽ làm tồn dư nitơ trong rau Hàm lượng đạm ( NO3 ) ở mức bình thường khi hấp thụ vào cơ thể con người không gây ngộ độc Nó chỉ gây hại khi hàm lượng đó vượt quá ngưỡng cho phép Bởi trong hệ tiêu hóa của con người khi hấp thụ NO3 nó chuyển thành NO 2 là một trong những chất chuyển biến Hemoglobin (chất vận chuyển Oxi cho máu) chở thành Methahemoglobin (là chất không hoạt động); nếu ở mức độ cao nó dẫn đến triệu chứng suy giảm

hô hấp của tế bào và làm tăng phát triển của khối u Đặc biệt trong cơ thể người nếu hàm lượng NO3 cao nó sẽ kết hợp với amin bậc 2,3 để trở thành Nitroamin là tiền đề gây ra bệnh ung thư Vì vậy tổ chức Y tế thế giới khuyến cáo hàm lượng NO3 trong sản phẩm dau tươi sống không

vượt quá 300mg/kg rau tươi Tuy nhiên tùy loại rau khác nhau thì hàm lượng

NO3 được phép khác nhau.

1.3.5.2 Các bước xây dựng chủ đề tích hợp:

Bước 1: Tổ chức lại nội dung học thành các chủ đề tích hợp: Phân tíchnội dung chương trình của các môn học để tìm ra những nội dung chung cóliên quan với nhau, bổ sung, hỗ trợ cho nhau nhưng lại được trình bày riêngbiệt ở mỗi bộ môn

Bước 2: Lựa chọn nội dung gắn với thực tiễn đời sống và phù hợp vớinăng lực của học sinh

Bước 3: Đề xuất và tiến hành xây dựng một số chủ đề cụ thể

Bước 4: Điều chỉnh các chủ đề sau khi thực nghiệm

- Phải sáng tạo và linh hoạt khi lựa chọn phương pháp dạy học phù hợpvới mỗi chủ đề tích hợp Các phương pháp thường được sử dụng đó là: Phương pháp dạyhọc theo dự án, Phương pháp dạy học trên cơ sở vấn đề, Phương pháp dạy học theo chủđề…

1.3.6 Dạy học tích hợp và việc phát triển các năng lực

Các thành phần năng lực Các trụ cột GD của UNESO

Học để chung sốngNăng lực xã hội

Giáo dục định hướng phát triển năng lực không chỉ nhằm mục tiêu pháttriển năng lực chuyên môn bao gồm tri thức, kỹ năng chuyên môn mà còn pháttriển năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể Những nănglực này không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ Năng lực hành độngđược hình thành trên cơ sở có sự kết hợp với các năng lực này [6, tr 19]

Dạy học theo chủ đề tích hợp đã tiếp cận lý thuyết hoạt động để thiết kế

tổ chức dạy học hướng đến các năng lực trên Bản chất của kiểu dạy học này làngười học phải hoạt động cả tay chân và trí óc để tạo ra một sản phẩm hoạtđộng Hoạt động học tập này là một hoạt động có tính trọn vẹn

Khi giải quyết các tình huống thực tiễn, đó là lúc người học cần phải vậndụng kiến thức liên ngành và các mức độ khác nhau của năng lực thành phần.VD: Tại sao thường phải gữi nguyên hiện trường trong các vụ tai nan giaothông? Tìm hiểu nguyên nhân của vụ tai nạn một cách khác quan như do đi lấnphần đường, do không làm chủ được tốc độ, do bia rượu, do mất phanh, Hìnhthành năng lực HS cần có các tri thức chuyên, môn, các kỹ năng chuyên môn,người học phải xây dựng kế hoạch học tập, thu thập xử lý, đánh giá, trình bàythông tin và các phương pháp chuyên môn Thông qua làm việc nhóm, họccách ứng xử , tinh thần trách nhiện, khả năng giải quyết xung đột Hình thànhnăng lực cá nhân thông qua việc tự trải nghiệm, tự đánh giá

1.4 Dạy học theo chủ đề

1.4.1.Dạy học theo chủ đề

Là mô hình dạy học mà nội dung học được xây dựng thành các chủ đề

có ý nghĩa thực tiễn và thể hiện mối liên hệ liên môn, liên lĩnh vực để HS có thể phát triển các ý tưởng một cách toàn diện Dạy học theo chủ đề không chỉ đặt mục tiêu lĩnh hội những kiến thức trong khuôn khổ chương trình học như quan niệm truyền thống, mà là mục tiêu phát triển hiểu biết khoa học Điều này tạo nên sự khác biệt cơ bản của chiến lược dạy học này với dạy học theo quan niệm truyền thống [19, tr 181]

1.4.2.Mục tiêu của dạy học theo chủ đề

-Sự phát triển hiểu biết khoa học: Dạy học theo chủ đề không chỉ đạtmục tiêu lĩnh hội kiến thức trong khuôn khổ chương trình như quan điểmtruyền thống, mà là mục tiêu phát triển hiểu biết khoa học.Trên nền tảng kiếnthức trong chương trình, dạy học theo chủ đề giúp HS có cơ hội tiếp cận vớinhững tiến bộ của khoa học, kĩ thuật, công nghệ xung quanh các vấn đề liênquan đến nội dung học làm cho kiến thức của HS được học gần với thực tiễn

mà HS dang sống, gần với nhu cầu hiểu biết của HS, giúp họ tìm được ý nghĩacủa việc học và mong muốn vận dụng kiến thức vào thực tiễn xung quanhmình

-Hiểu biết về tiến trình khoa học và rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn

đề theo tiến trình khoa học (phát hiện vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện giảipháp và trình bày kết quả

- Rèn luyện các kĩ năng tư duy bậc cao như phân tích- tổng hợp, đánh giá,sáng tạo

-Rèn luyện các kĩ năng sống và làm việc như: ngôn ngữ, giao tiếp, hợp tác

1.4.3 Đặc điểm của dạy học theo chủ đề

-Mang tính tích hợp: Sự tích hợp ở đây được hiểu là sự sắp xếp, phatrộn, đan xen vào một hoạt động, một chức năng hoặc một thể thống nhất Tíchtích hợp được thể hiện ở tích hợp trong một môn học và tích hợp liên môn

VD, tích hợp kiến thức của các môn Vật lí, Vật lý, Sinh học để dạy học chủ đề “ Thuyết điện li”: Tại sao trời rét đậm không nên bón phân đạm? Trời rét đậm không nên bón phân đạm cho cây vì phân đạm tan trong nước thu nhiệt làm nhiệt độ hạ, cây không hấp thụ được, có trường hợp cây còn ngộ độc

và chết.

- Mang tính thực tiễn

VD, bài “ Pin điện hóa” gắn liền với các vấn đề: các hiện tượng về sự

ăn mòn điện hóa, bảo vệ môi trường, sức khỏe con người,

- Mang tính hợp tác: Vì hình thức hoạt động chủ yếu là theo nhóm nên tính hợp tác giữa các giáo viên thể hiện rất rõ

- Phát huy tốt tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS và tạo điều kiện tốtcho họ được rèn luyện kĩ năng tư duy bậc cao ( phân tích, tổng hợp, đánh giá), giúp họcsinh tiếp cận với tiến trình khoa học trong giải quyết vấn đề

1.4.4 Các giai đoạn tổ chức dạy học theo chủ đề

Chọn chủ đề, xác đinh ý tưởng tổ chức chủ đề ( ý nghĩa thực tiễn, ý nghĩa khoa học của chủ đề …) có thể mô tả dưới dạng sơ đồ tư duy

Xác định mục tiêu của chủ đề ( mục tiêu nhận thức và mục tiêu nhân văn)

Xây dựng bộ câu hỏi định hướng( gồm các câu hỏi khái quát, câu hỏi bài học và câu hỏi nội dung)

Xây dựng các bài tập trước, trong và sau khi học chủ đề, giao cho học sinh

và chuẩn bị tài liệu hỗ trợ học sinh; Xây dựng các tiêu chí đánh giá quá trình và đánh giá kết quả học tập của học sinh

Tổ chức các nhóm học tập để thực hiện các bài tập được giao

Tổ chức học tập trên lớp để các nhóm trình bày, thảo luận, thống nhất kết quả học tập

Đánh giá quá trình và đánh giá kết quả học tập của học sinh dựa trên

những tiêu chí đã xây dựng

Như vậy dạy học theo chủ đã chú trọng đến các phương pháp nhằm tạo

cơ hội, điều kiện cho người học tích cực, chủ động, đặc biệt quan tâm đến

quan điểm kiến tạo trong dạy học, coi quá trình học là quá trình giải quyết cáctình huống thực tiễn đích thực trên cơ sở kiến thức được học [19, tr 184,192]1.5 Thực tiễn dạy học Vật lý, dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất

điện phân” ở trường THPTMục đích và phương pháp điều tra : Để có cơ sở thực tiễn cho việc thựchiện đề tài, tôi đã dự giờ và tìm hiểu vở ghi của học sinh một số trường THPTtại tỉnh Vĩnh Phúc, phỏng vấn 25 GV ở các bộ môn Vật lý, Hóa học, Sinh học

và 80 HS, thu được kết quả:

1.5.1 Về tình hình giảng dạy của giáo viên

Phương pháp giảng dạy thường là phương pháp thuyết trình, người thầy

là trung tâm của hoạt động dạy học Dự giờ đánh giá vẫn chú trọng nhiều tớikiến thức chính xác khoa học mà chưa chú ý nhiều tới hoạt động của trò Giảnggiải kiến thức trọng tâm cô đọng làm sao làm bài thi đạt điểm cao Các phươngpháp dạy học hiện đại cũng đã được áp dụng nhưng chưa đồng đều giữa các

GV, chưa thường xuyên

Việc kiểm tra đánh giá theo chuẩn kiến thức của từng môn học, học sinhchỉ cần học thuộc phương pháp và áp dụng vào làm bài, mức độ sáng tạo thấp

Áp lực về điểm: Điểm thi chuyên đề, điểm thi khảo sát, nên đa số giáoviên dạy để học sinh khắc sâu kiến thức SGK và rèn luyện kĩ làm bài tập Tíchhợp kiến thức giữa các môn học sở vẫn tiếp tục chỉ đạo, hàng năm vẫn tổ chứccho giáo viên thi soạn giáo án tích hợp và được đông đảo giáo viên hưởng ứng

1.5.2 Về tình hình học của học sinh

Có đến 80% HS đặt mục tiêu của học tập là thi ĐH – CĐ nên tình trạnghọc lệch cao, Có 45% HS cho rằng học mà không vận dụng thì coi như khônghọc, tuy nhiên vận dụng của các em đa phần tập trung vào luyện thi ĐH vàtranh thủ đi học thêm để bổ xung kiến thức rèn kỹ năng giải nhanh Có khoảng61% HS cho biết kiến thức học trên lớp là xa rời thực tế, chỉ dùng để kiểm tra

và làm bài thi Có khoảng 85% HS cảm thấy rất thích thú khi được học theochủ đề

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Có thể nói không có một phương pháp dạy học nào là vạn năng, không cómột phương pháp nào là tối ưu Để đạt được hiệu quả dạy học giáo viên phảibiết sử dụng phối hợp nhiều phương pháp dạy học Giáo viên cần căn cứ vàođiều kiện cụ thể, đặc điểm học sinh, nội dung kiến thức để lựa chọn phươngpháp dạy học thích hợp sao cho có thể phát triển được hoạt động nhận thức tíchcực, tự lực, sáng tạo của học sinh

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn của việc vận dụng quan điểmtích hợp vào trong dạy học Chúng tôi nhận thấy rằng việc lựa chọn nội dungkiến thức có liên quan đến nhiều môn học để tổ chức thành các chủ đề tích hợpthực sự mang lại nhiều lợi ích thiết thực: tránh được sự trùng lặp trong việcgiảng dạy các kiến thức, tiết kiệm thời gian, hơn nữa lại dễ dàng hơn để gắnkết lí thuyết với thực tiễn

Tất cả cơ sở lí luận và thực tiễn trên sẽ giúp tôi vận dụng để xây dựng tàiliệu và tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”-Vật lí 11”, với hy vọng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

CHƯƠNG 2THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÍCH HỢP CHỦ ĐỀ

“DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – VẬT LÝ 112.1 Phân tích nội dung chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”

2.1.1 Nội dung kiến thức chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân ” trong chương trình Vật lí 11 – THPT

Trong bài “Dòng điện trong chất điện phân” của chương trình Vật lí 11,học sinh được nghiên cứu các kiến thức liên quan đến thuyết điện li, bản chấtdòng điện trong chất điện phân, các hiện tượng diễn ra ở điện cực, các định luậtFa-ra-đây, các ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễn cuộc sống

Nội dung các kiến thức của chủ đề “ Dòng điện trong chất điện phân” cụthể như sau:

- Trong dung dịch, các axit, bazơ và muối bị phân li thành ion: Anionmang điện âm là gốc axit hoặc nhóm (OH-), còn cation mang điện dương là ion kim loại,ion H+ hoặc một số nhóm nguyên tử khác

+Bản chất dòng điện trong chất điện phân:

- Dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường

- Độ dẫn điện của các chất điện li khác nhau là khác nhau: Khi nhiệt độtăng thì độ dẫn điện tăng; độ dẫn điện còn phụ thuộc vào nồng độ chất điện li

- Ăn mòn kim loại là một quá trình xẩy ra phản ứng oxi hóa khử trên mặtgiới hạn tiếp xúc giữa kim loại và môi trường chất điện li nó gắn liền chuyển kim loạithành ion kim loại đồng thời kèm theo sự khử một thành phần của môi trường sinh ra mộtdòng điện Trong quá trình xẩy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa luôn xuất hiện phản ứnganot và phản ứng catot gắn liền với sự trao đổi electron của phản ứng oxi hóa Dòngelectron này được truyền từ anot sang catot và sinh ra dòng điện

24

- Cầu muối có tác dụng làm kín mạch điện: Hai cốc thủy tinh, một cốcchứa 50 ml dung dịch CuSO4 1M, cốc kia chứa 50 ml dung dịch ZnSO4 1M Nhúng một

lá Cu (Đồng) vào dung dịch CuSO4, một lá Zn (Kẽm)vào dung dịch ZnSO4 Nối hai dungdịch bằng một hình chữ U đựng dung dịch Na2SO4 (hoặc KNO3) Ống này được gọi làcầu muối Thiết bị nói trên được gọi là pin điện hóa vì khi nối hai lá kim loại bằng mộtdây dẫn sẽ đo được một dòng điện đi từ lá Cu (điện cực +) đến lá Zn (điện cực –)

Di chuyển ion SO2-4 từ cực dương sang cực âm, Cầu muối di chuyển ion

để mạch kín; cầu muối là thủy tinh xôp 2 mặt; Khi hết muối đồng Pin ngừnghoạt động; Cu là kim loại yếu hơn nên bị đẩy ra và bám vào điện cực, Znnhường e nên tan vào trong dung dịch Zn2+ sang dung dịch để trung hòađiện tích

Mạ Zn lên Fe do Zn là kim loại mạnh hơn Fe (Zn là cực âm bị ăn mòn) bảo vệ Fe; Zn bền với môi trường nên bảo vệ kim loại tốt hơn các kim loại khác Các định luật Fa-ra-đây:

- Định luật Fa-ra-đây thứ nhất Khối lượng vật chất được giải phóng ra

ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó

m = kq = kIt

k là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực

25

- Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố

tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó Hệ số tỉ lệ 1/F, trong đó F gọi là số Fa

-ra - đây

+ Một số ứng dụng của Dòng điện trong chất điện phân:

- Luyện nhôm: Dùng dòng điện cực mạnh,với sự có mặt của Cryolith(Na3AlF6) và các muối Florua (để hạ nhiệt độ nóng chảy của Oxit nhôm Al2O3

từ 20540C xuống 9500C), thực hiện điện phân Al2O3 nóng chảy ở 9590C, tạo ranhôm kim loại Các bước quy trình điện phân như sau: 1 Bể điện phân thường

là hình hộp chữ nhật Đáy bể lót than chì, nối với cực âm (-) Khối than chì ởphía trên là cực dương (+), nhúng vào chất lỏng điện phân Giữa 2 cực điệnphân là bể chứa chất điện phân

Alumin nóng chảy trong Criolit Dưới tác dụng của dòng điện một chiều,

Al2O3 nóng chảy bị điện phân, tạo ra Al kim loại: 2Al2O3= 4Al + 3O2

Nhôm được tách ra và tập trung ở đáy bể, O2 bay ra phía cực dương (c)tạo ra hỗn hợp khí CO và CO2 bay ra ngoài 2 Cực dương: Quá trình điện phântiến hành ở 9500C , cực (+) bằng than chì bị ăn mòn nên phải định kì, cho thêm

hồ than và ấn cực dương xuống

+ Với điện phân có màng ngăn, hai sản phẩm thu được đồng thời vớiNaOH là Cl2 và H2 Với điện phân không có màng ngăn, sản phẩm tạo thành là nước Gia-ven có ý nghĩa trong đời sống sinh hoạt và công nghiệp giấy, vải,…

+Mạ điện: Dùng phương pháp điện phân để kết tủa trên lớp kim loại hoặchợp kim mỏng, để chống sự ăn mòn, trang trí bề mặt, tăng tính dẫn điện, tăngkích thước, tăng độ cứng bề mặt

- Trong mạ điện, yếu tố quan trọng nhất không phải là tiết kiệm nănglượng, tăng hiệu suất mà là chất lượng mạ Vì vậy, phải tìm thành phần dungdịch, điều kiện điện phân, để đảm bảo lớp mạ có những tính chất sau:

- Bám chắc vào kim loại nền, không bong

- Lớp mạ có kết tinh nhỏ mịn, độ xốp nhỏ, độ bóng, dẻo, cứng phải cao

- Khi đặt một hiệu điện thế vào 2 điện cực đó, kim loại sẽ kết thành mộtlớp trên khuôn đúc, dày hay mỏng là tùy thuộc vào thời gian điện phân Sau đóngười ta tách lớp kim loại ra khỏi khuôn và được vật cần đúc Muốn vậy, người

ta chế tạo mẫu vật, chẳng hạn bằng nhôm rồi mạ lên nó lớp đồng có chiều dàycần thiết, sau đó hòa tan mẫu vật trong axit clohidric hay kiềm, nhôm tan đi đểlại sản phẩm bằng đồng có hình dạng và chiều dày mong muốn

2.1.2 Một số đặc điểm khi nghiên cứu tích hợp chủ đề “ Dòng điện trong chất điện phân”

Trong thực tế cuộc sống có nhiều hiện tượng mà chúng ta không hiểu hoặcchủ quan Ví dụ: Bình nóng lạnh rò điện ra nước; hiện tượng người dân ngăn cảnthợ điện chặt phát cây dưới đường dây điện; dùng điện bẫy chuột, đánh cá Nhữnghiện tượng trên đều bị chi phối bởi dòng điện trong chất điện phân

Cùng kiến thức về thuyết điện li: Đối với vật lý thí nghiệm chứng tỏ chấtđiện li dẫn điện thì mạch điện dùng Ampe kế, còn đối với hóa học 11 ban cơbản bài 1 dùng bóng đèn thay cho Ampe kế dẫn tới độ tin cậy của hai thínghiệm khác nhau SGK vật lý 11 không yêu cầu giáo viên dạy về thuyết điện

li, mà coi như kiến thức đó học sinh đã được học ở những bài đầu của SGKhóa học 11

Pin và Acquy thì chương trình lý 11 đã giảm tải chuyển thành phần đọcthêm; Trong SGK hóa học ban cơ bản cũng không nói tới, SGK hóa 12 nângcao trong bài 20 học sinh được học về pin điện hóa và cầu muối

Có nhiều hiện tượng thực tế liên quan tới sự ăn mòn kim loại học sinhđược học ở bài 20 SGK hóa 12 ban cơ bản, bài 23 SGK hóa 12 nâng cao

2.1.3 Mối quan hệ giữa kiến thức chủ đề “ Dòng điện trong chất điện

phân”–Vật lí 11 với các kiến thức thuộc các môn học khác

Dòng điện trong chất điện phân có nhiều ảnh hưởng trong tự nhiên vàcuộc sống Đây cũng là cơ sở để nghiên cứu trong các lĩnh vực Hóa học , Sinhhọc Đối với môn Hóa học, khi nhiệt độ tăng thì độ dẫn điện của chất điện lităng; độ dẫn điện còn phụ thuộc vào nồng độ chất điện li

Khi nhúng một tấm kim loại vào nước, dưới tác dụng của lưỡng cựcnước, từ bề mặt kim loại tiếp xúc với nước và các ion kim loại được chuyểnvào mặt nước Việc chuyển đó gây nên bới xu hướng của hệ muốn đạt đếntrạng thái hỗn loạn nhất Tấm kim loại vì thế có dư electron và tích điện âm.Các ion kim loại ở trong nước bị tấm kim loại tích điện âm đó hút trở lại vàmột cân bằng động được thiết lập nhanh chóng, nghĩa là tốc độ chuyển ion

dương từ tấm kim loại vào nước bằng tốc độ chuyển chuyển ion dương từ nướcvào tấm kim loại

Kim loại( ở tấm kim loại) ion kim loại (hidrat hóa) + electron(ở tấm kimloại)

Do lực hút tĩnh điện, các ion kim loại trong dung dịch được sắp xếp ở lớpnước tiếp xúc với tấm kim loại và một lớp điện kép được tạo thành Giữa kim loại

và và dung dịch bao quanh kim loại sinh ra một hiệu điện thế cân bằng gọi là thếđiện hóa kim loại Thế điện hóa của các kim loại khác nhau là khác nhau

Nếu nhúng kim loại vào dung dịch muối của kim loại đó, thì thế của nó

bị biến đổi Hệ gồm một tấm kim loại nhúng trong dung dịch muối của kimloại đó được gọi là điện cực và hiệu điện thế cân bằng sinh ra giữa mặt kimloại và lớp dung dịch bao quanh kim loại được gọi là thế điện cực

Đối với môn Sinh học, sự truyền xung thần kinh được xem là yếu tố sinhthái có ảnh hưởng lớn nhất đối với sự vận động của động vật, và con người.Điện áp ngoài cưỡng bức tạo ra dòng điện đã truyền trong cơ thể người có thểkhôi phục lại chức năng của một số dây thần kinh hình thành nên ngành y họcchâm cứu, đồng thời nếu cường độ lớn sự cưỡng bức này sẽ làm cho bơm Na,

Ka không hoạt động dẫn đến thần kinh bị tê liệt, não không chỉ đạo được hoạtđộng Nghiên cứu này đã được ứng dụng trong quy tắc về an toàn lao độngtrong ngành điện lực và viễn thông

Từ mối quan hệ kiến thức của các môn học trong cùng chương trìnhtrung học phổ thông, ta có thể tổ chức cho HS học tập theo chủ đề bằngphương pháp DHTH liên môn nhằm phát huy được khả năng vận dụng kiếnthức để giải quyết các tình huống thực tế của HS

2.2 Tổ chức dạy học tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”-Vật lí

11 2.2.1.Xây dựng nội dung kiến thức tích hợp chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân-Vật lí 11”

Dòng điện trong chất điện phân

Bản chất dòng Định luật Fa- Pin và ắc Sự điện phân

Sự ăn mònđiện phân

kim loại

mạ điện

2.2.2 Mục tiêu dạy học

2.2.2.1.Kiến thức

+ Môn Vật lí

- Nêu được bản chất dòng điện trong chất điện phân Từ đó liên hệ được

với các kiến thức liên hệ với thực tế

- Phát biểu được định luật Fa-ra-đây, vận dụng giải thích được một số

ứng dụng của định luật

-Viết được công thức định luật Fa-ra-đây và vận dụng giải một số bài toán liên quan tới mạ điện.

+ Môn Sinh học

- Nêu được tác dụng sinh lý của dòng điện sự ảnh hưởng điện đối với sự

truyền xung thần kinh

+Môn Hóa học

- Nêu được thuyết điện ly, phản ứng oxi hóa khử

- Nêu được bản chất của phản ứng oxi hóa khử, vận dụng giải thích hiện

tượng cực dương tan

Địa chỉ nội dung tích hợp

Lớp

oxi hóa khử

11 Bài 7 Dòng điện Bài 1 Sự điện li Bài 28 Điện thế

không đổi Nguồn Bài 3 Sự điện li nghỉ

Bài 14 Dòng điện Chất chỉ thị axit – hoạt động và sự

2.2.2.2 Kĩ năng

-Vận dụng được các công thức của định luật Fa –ra-đây về hiện tượngđiện phân để giải các bài tập đơn giản

-Giải thích được bản chất dòng điện trong chất điện phân

-Lập được phương trình của phản ứng oxi hóa khử, phân biệt được phảnứng oxi hóa khử

- Rèn kỹ năng quan sát, thực hành, so sánh, khả năng lập luận logic

2.2.2.3 Phát triển tư duy

-Tư duy phân tích, tổng hợp (lựa chọn, tổng hợp các dữ liệu để giải quyết nhiệm vụ, vấn đề), đánh giá (tranh luận giữa các thành viên trong nhóm).-Tư duy logic: liên kết các kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết vấn đề.

-Tư duy biện chứng: chấp nhận, phân tích các phương án giải quyết củacác nhóm khác

2.2.3 Bộ câu hỏi định hướng dạy học chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân”

Câu hỏi khái quát

Theo em nguyên nhân dẫn điện của các dung dịch axit, bazơ và muối trongnước là gì? Hãy kể một số hiện tượng thực tế liên quan tới sự dẫn điện củacác dung dịch này?

Câu hỏi bài học

1- cho biết nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch?

2- Khái niệm sự điện li, phương trình điện li?

3 Theo em điều kiện điện trường để các hạt mang điện chuyển động tạo thành dòng điện trong các chất điện li khác nhau có khác nhau không?

4- Viết phương trình điện li của các chất: HNO3, KOH, Ba(OH)2, Al2(SO4)3Câu hỏi nội dung

1- Thế nào là sự điện li, chất điện li, chất điện li mạnh, chất điện li yếu?

2- Nhìn vào bảng tính tan của axit, bazơ, muối cho nhận xét về sự điện li của các chất trong bản hệ thống tuần hoàn?