Xây dựng một số chủ đề tích hợp kiến thức vật lí y học sinh học bậc trung học phổ thông

Việc xây dựng các chuyên đề tích hợp liên môn để tổ chức các hoạtđộng dạy học không chỉ tối ưu hóa hoạt động học tập của học sinh mà còn là cơ sở đểrèn luyện, phát triển năng lực của học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÍ

XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC

BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Người thực hiện: LƯU BÍCH NGỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS ĐỖ VĂN NĂNG

TP HỒ CHÍ MINH, 2019

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS Đỗ Văn Năng –

người đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu vàhoàn thiện khóa luận này

Tôi trân trọng cảm ơn Trường, phòng Đào tạo, các thầy cô trong khoa Vật lí –Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thựchiện khóa luận này

Tôi rất hạnh phúc, biết ơn và sẽ nổ lực hơn nữa để xứng đáng với tình yêuthương, sự giúp đỡ của gia đình, đặc biệt là những lời động viên của bạn bè trongsuốt thời gian tôi thực hiện khóa luận này

TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 4 năm 2019

SINH VIÊN

Lưu Bích Ngọc

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Các lực tác dụng lên bàn chân 25

Hình 2.2.Biểu diễn điểm tựa nằm giữa lực phát động và lực cản 32

Hình 2.3.Biểu diễn điểm đặt của lực cản nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của lực phát động 32

Hình 2.4.Biểu diễn điểm đặt của lực phát động nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của cản 33

Hình 2.5.Biểu diễn lực tác dụng lên vật, làm dịch chuyển vật một đoạn MN 33

Hình 2.6.Sự thay đổi thể tích của phổi khi hít thở 40

Hình 2.7.Sự trao đổi khí ở phổi và ở tế bào 41

Hình 2.8.Bọt khí trong mạch máu 43

Hình 3.1.Đồ thị về mức độ phù hợp của kiến thức tích hợp Vật lí - Y học -Sinh học đối với học sinh Trung học phổ thông 66

Hình 3.2.Đồ thị thể hiện mức độ liên kết giữa các kiến thức thuộc 3 lĩnh vực Vật lí – Y học – Sinh học trong các chủ đề tích hợp 67

Hình 3.3.Đồ thị thể hiện mức độ phổ biến của các kiến thức trong các chủ đề tích hợp 68

Hình 3.4.Đồ thị về mức độ cần thiết của việc học tích hợp kiến thức ở 3 lĩnh vực Vật lí – Y học – Sinh học 69

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

III GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

IV ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

VI PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Chương 1 CƠ SỞ XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1 Tổng quan về dạy học tích hợp

1.1.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp

1.1.2 Các hình thức tích hợp

1.1.3 Mục tiêu của dạy học tích hợp

1.1.4 Các đặc trưng cơ bản của dạy học tích hợp

1.1.5 Quy trình xây dựng bài học tích hợp

1.2 Nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp ở trường phổ thông

1.2.1 Đảm bảo mục tiêu giáo dục, hình thành và phát triển năng lực cần thiết cho người học

1.2.2 Đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội, mang tính thiết thực, có y nghĩa cho người học

1.2.3 Đảm bảo tính khoa học và tiếp cận những thành tựu của khoa học kĩ thuật, đồng thời vừa sức với học sinh

1.2.4 Đảm bảo tính giáo dục và giáo dục vì sự phát triển bền vững

1.2.5 Tăng tính hành động, tính thực tiễn, quan tâm tới những vấn đề mang tính xã hội của địa phương

1.2.6 Việc xây dựng các chủ đề/ bài học tích hợp dựa trên chương trình hiện hành 10

1.3 Thực trạng của dạy học tích hợp 10

1.3.1 Xu hướng dạy học tích hợp trên thế giới 10

1.3.2 Thực trạng của dạy học tích hợp ở Việt Nam 12

1.3.3 Dạy học tích hợp trong môn Vật lí bậc Trung học phổ thông 13

1.4 Đặc điểm về hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông 15

1.5 Quy trình xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông 17

1.5.1 Tìm hiểu kiến thức Vật lí Y Sinh 17

1.5.2 Lựa chọn kiến thức phù hợp với chương trình Vật lí và Sinh học bậc Trung học phổ thông 17

1.5.3 Lựa chọn kiến thức Y học và các kĩ năng phù hợp với 4 nội dung kiến thức đã xây dựng 18

1.5.4 Xác định mục tiêu dạy học cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học 19

1.5.5 Xây dựng cấu trúc nội dung cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học 20

1.5.6 Thiết kế nội dung cụ thể từng chủ đề 20

1.5.7 Thực nghiệm kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức Vật ly – Y học – Sinh học bậc trung học phổ thông 22

Chương 2 MỘT SỐ CHỦ ĐỂ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 23

2.1 CHỦ ĐỀ 1: SỰ VẬN ĐỘNG CỦA CƠ THỂ 23

2.1.1 HỆ VẬN ĐỘNG 23

2.1.2 CÁC LỰC LIÊN QUAN ĐẾN SỰ VẬN ĐỘNG 24

2.1.3 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA CƠ THỂ 30

2.1.4 CÔNG 33

2.1.5 VẬN ĐỘNG CƠ THỂ 35

2.2 CHỦ ĐỀ 2: HOẠT ĐỘNG HÔ HẤP 37

2.2.1 HỆ HÔ HẤP 37

2.2.2 HOẠT ĐỘNG TRAO ĐỔI KHÍ 39

2.2.3 KIẾN THỨC Y KHOA 41

2.2.4 KĨ NĂNG ỨNG PHÓ VỚI MỘT SỐ TAI NẠN

2.3 CHỦ ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN

2.3.1 DÒNG ĐIỆN

2.3.2 DÒNG ĐIỆN VÀ CƠ THỂ

2.3.3 SÉT

2.4 CHỦ ĐỀ 4: PHÓNG XẠ VÀ UNG THƯ

2.4.1 PHÓNG XẠ

2.4.2 UNG THƯ

Chương 3 THỰC NGHIỆM KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CÁC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

3.1 Mục tiêu thực nghiệm

3.2 Phạm vi và đối tượng thực nghiệm

3.3 Tiến trình thực nghiệm

3.3.1Lập phiếu kiểm tra, đánh giá tài liệu các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc THPT cho từng đối tượng thực nghiệm

3.3.2Lấy y kiến kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức

3.4 Kết quả thực nghiệm

3.5 Kết luận

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

A KẾT LUẬN

B.HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

C KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Thực hiện Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về giáo dục, ngành Giáodục và Đào tạo đã và đang triển khai thực hiện chương trình hành động đổi mới cănbản, toàn diện nâng cao chất lượng nguồn nhân lực nhằm đáp ứng yêu cầu của côngcuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, hội nhập kinh tế quốc tế của đất nước [6] Trong

đó, định hướng dạy học tích hợp là một trong những xu hướng dạy học tất yếu và phùhợp với định hướng đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục theo hướng phát triển nănglực người học [6] Việc xây dựng các chuyên đề tích hợp liên môn để tổ chức các hoạtđộng dạy học không chỉ tối ưu hóa hoạt động học tập của học sinh mà còn là cơ sở đểrèn luyện, phát triển năng lực của học sinh thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ gắnliền với thực tiễn trong các chuyên đề tích hợp liên môn

Vật lí là môn khoa học có nhiều nội dung kiến thức gắn liền với thực tiễn vàcác môn khoa học khác như Hóa học, Sinh học,…Vì thế, nhiều nước trên thế giới đãxây dựng chương trình Vật ly dưới dạng tích hợp các kiến thức khoa học khác thànhmôn chung là Khoa học Mỗi nước có cách chọn các chủ đề tích hợp và cách tíchhợp đặc trưng, nhưng điểm chung là đều thể hiện các kiến thức khoa học cơ bản của

3 môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học với các chủ đề gần gũi, thiết thực với cuộcsống hiện tại và tương lai Ở Singapore, học sinh được học môn Khoa học ở Tiểuhọc và ở Trung học cơ sở qua 5 chủ đề: Đa dạng; Chu trình; Hệ thống; Tương tác vàNăng lượng [17] Các chủ đề này gồm các nội dung khoa học cơ bản của 3 môn họcVật lí, Hóa học và Sinh học được tích hợp ở mức độ xuyên môn và dần phân hóathành các môn học riêng rẽ: Vật lí, Hóa học, Sinh học ở bậc Trung học phổ thông ỞAnh, một số cuốn sách giáo khoa như Checkpoint, Science Forcus, Science Success,

… [17] thường có các chủ đề về Vật lí, Hóa học và Sinh học xen kẽ và có các chủ

đề tích hợp liên môn

Trên thế giới đã có nhiều quốc gia xây dựng chương trình dạy học môn Vật lytheo hướng tích hợp kiến thức như: Nhật Bản, Hàn Quốc, ngay cả các nước láng giềngCampuchia, Lào,…[6] Hiện nay, Việt Nam cũng đã và đang tích cực xây dựng các

chủ đề kiến thức tích hợp các môn học với nhau Nhiều giáo viên đã tích hợp cáckiến thức có nét tương đồng giữa các môn học với nhau để xây dựng thành một chủ

để dạy học Một số chủ đề tích hợp được áp dụng ở các trường phổ thông ở ViệtNam như: tích hợp kiến thức về môn Vật lí, Hóa học, Sinh học trong chủ đề về

“Môi trường”; tích hợp liên môn môn Vật ly và Công nghệ để dạy về “Động cơnhiệt”; tích hợp kiến thức Vật lí về Mắt và kiến thức về Sinh học thành chủ đề về

“Mắt và bảo vệ mắt”, tích hợp kiến thức giữa Vật lí và Sinh học để xây dựng chủ đề

về “Âm thanh”,…[16] Bên cạnh việc tích hợp giữa các môn học với nhau, cũng cónhiều quan tâm về việc tích hợp kiến thức Vật lí, Sinh học, Y học nhưng chưa nhiều,chưa có đủ cơ sở khoa học và tính thống nhất

Trên cơ sở tích hợp các kiến thức các môn Khoa học ở một số nước trên thếgiới và một số chủ đề tích hợp kiến thức ở Việt Nam, nghiên cứu này sẽ kế thừa vàphát huy thêm về nội dung tích hợp kiến thức giữa môn Vật lí với các kiến thứckhác ở một khía cạnh mới là về Y học – Sinh học, góp phần đa dạng hóa nội dungtích hợp kiến thức ở bậc Trung học phổ thông

Các kiến thức về Vật lí , Y học , Sinh học có sự liên quan và có thể kết nối lạivới nhau để tạo thành những chủ đề kiến thức gần gũi và thiết thực trong cuộc sống.Hơn nữa, việc đưa kiến thức Y khoa vào dạy học là điều rất cần thiết cho học sinhngày nay Chính vì thế, việc nghiên cứu “Xây dựng xây dựng các chủ đê tích hợpkiến thức Vật lí - Y học – Sinh bậc Trung học phổ thông” là nghiên cứu cần thiết

- Xây dựng được các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậcTrung học phổ thông để củng cố kiến thức Vật lí và Sinh học, bổ sung cáckiến thức Y học và các kĩ năng cần thiết trong cuộc sống

Nếu chỉ ra và sử dụng được các dấu hiệu, đặc điểm cần thiết của các chủ đề tíchhợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông thì sẽ xây dựng đượccác chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông, gópphần đa dạng nội dung tích hợp trong môn Vật lí với các môn học khác

IV ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Kiến thức về các lĩnh vực: Vật lí, y học, sinh học

- Nghiên cứu cơ sở ly luận và thực tiễn về dạy học tích hợp

- Nghiên cứu các kiến thức về Vật lí, Sinh học, Y học

- Xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học phù hợp với bậc Trung học phổ thông

- Khảo sát, lấy y kiến để tiến hành kiểm tra, đánh giá mức độ phù hợp vớikhả năng nhận thức và nhu cầu học tập của học sinh phổ thông về các chủ đềtích hợp đã xây dựng

- Nội dung nghiên cứu: kiến thức Vật lí, Sinh học Trung học phổ thông; kiến thức Y học

Chương 1 CƠ SỞ XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ –

1.1 Tổng quan về dạy học tích hợp

1.1.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp

1.1.1.1 Khái niệm tích hợp

Tích hợp (Intergration) có nguồn gốc từ tiếng Latin với nghĩa là xác lập thànhmột cái chung, cái toàn thể, cái thống nhất trên cơ sở thống nhất những bộ phậnriêng lẻ [1] Nội hàm khoa học khái niệm tích hợp có thể hiểu một cách khái quát là

sự hợp nhất các bộ phận khác nhau để đưa tới một đối tượng mới như là một thểthống nhất trên những nét bản chất nhất của các thành phần đối tượng, chứ khôngphải là phép cộng đơn giản những thuộc tính của các thành phần ấy [8]

Tích hợp có hai tính chất cơ bản, liên hệ mật thiết với nhau, quy định lẫnnhau, đó là tính liên kết và tính toàn vẹn Nhờ có tính liên kết mà có thể tạo nên mộtthực thể toàn vẹn, trong đó không cần phân chia giữa các thành phần kết hợp Tínhtoàn vẹn dựa trên sự thống nhất nội tại các thành phần kết hợp, chứ không phải sựlắp đặt các thành phần bên cạnh nhau Không thể gọi là tích hợp nếu các tri thức, kĩnăng không có sự liên kết, phối hợp với nhau trong lĩnh hội nội dung hoặc giảiquyết một tình huống [1]

1.1.1.2 Khái niệm dạy học tích hợp

Một số quan niệm về dạy học tích hợp được đưa ra ở Việt Nam như:

Theo Từ điển Giáo dục học: Dạy học tích hợp là hành động liên kết các đốitượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khácnhau trong cùng một kế hoạch dạy học [1]

Theo quan điểm của Ban chỉ đạo đổi mới chương trình, sách giáo khoa saunăm 2015 cho rằng: Dạy học tích hợp được hiểu là giáo viên tổ chức để học sinhhuy động đồng thời các kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằmgiải quyết các nhiệm vụ học tập, thông qua đó hình thành những kiến thức, kĩ năngmới, từ đó phát triển những năng lực cần thiết [2]

Như vậy, dạy học tích hợp có thể hiểu đó là một quan điểm dạy học nhằm hìnhthành và phát triển ở học sinh những năng lực cần thiết trong đó có năng lực vậndụng kiến thức để giải quyết có hiệu quả các tình huống thực tiễn.

1.1.2 Các hình thức tích hợp

Theo D’Hainaut, có bốn phương thức khác nhau để tích hợp các môn học: tíchhợp đơn môn, tích hợp đa môn, tích hợp liên môn, tích hợp xuyên môn [5]

1.1.2.1 Tích hợp đơn môn (Intradisciplinary)

Hình thức tích hợp đơn môn dựa trên sự thống nhất nội tại của một số tư tưởngtrong nội bộ môn học [5] Trong cách tiếp cận này, giáo viên giúp học sinh tìm kiếm

sự kết nối kiến thức, kĩ năng giữa các chủ đề trong một môn học Ví dụ: trong mônHóa học, khi dạy bài “Hợp chất của Cacbon”, giáo viên thường tích hợp với nộidung dạy về Hiệu ứng nhà kính

1.1.2.2 Tích hợp liên môn (Interdisciplinary)

Tích hợp liên môn là hình thức phối hợp của nhiều môn học để nghiên cứu vàgiải quyết một tình huống, tạo ra kết nối giữa nhiều môn học Việc dạy học tích hợpliên môn có thể tiến hành với một số chủ đề trong việc dạy một số kiến thức nào đóhoặc ta cũng có thể liên kết các môn học liên quan với nhau để hình thành môn họcmới [5] Ví dụ môn Khoa học tự nhiên được tích hợp bởi các môn Vật lí, Hóa học,Sinh học,…

Trong tích hợp liên môn, một số nội dung có thể mang đặc trưng riêng củatừng môn học, nhưng cũng có các nội dung hòa vào nhau và không phân biệt rõ làthuộc lĩnh vực khoa học nào [36] Tích hợp theo hình thức liên môn đòi hỏi học sinhphải huy động tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực khoa học để giải quyết một vấn

đề nào đó

1.1.2.3 Tích hợp đa môn (Multidisciplinary)

Tích hợp đa môn là hình thức dạy học theo các môn học riêng lẽ nhưng các mônhọc đều có một chủ đề chung Trong phương thức tích hợp này, cấu trúc từng môn họcvẫn được giữ nguyên nhưng giữa chúng có sự kết nối với nhau để thu được nội dungkiến thức hoàn chỉnh Ví dụ như chủ đề về “Phòng chống tác hại của thuốc lá”

được xây dựng chung bởi các môn như Hóa học, Sinh học, Giáo dục công dân,…chủ đề “Bảo vệ môi trường tự nhiên” được xây dựng chung bởi môn Địa lí, Sử học,Văn học, Hóa học, Sinh học, Vật lí,… [36].

1.1.2.4 Tích hợp xuyên môn (Transdisciplinary)

Tích hợp xuyên môn hướng vào phát triển những kĩ năng mà học sinh có thể

sử dụng trong các môn học thông qua giải quyết các tình huống Trong cách tiếpcận này, nội dung dạy học được thiết kế nhằm phát triển kĩ năng sống, kĩ năng mônhọc trong bối cảnh thực tế cuộc sống [36] Hình thức tích hợp này được tiến hànhdưới nhiều phương pháp dạy học mới như dạy học theo dự án, dạy học theo trạm,

Ví dụ dự án “Nước trong cuộc sống”, trong đó học sinh vận dụng kiến thức củanhiều môn học như Hóa học, Vật lí, Sinh học, Địa lí, để trả lời các vấn đề cungquanh chủ đề nước

1.1.3 Mục tiêu của dạy học tích hợp

Dạy học tích hợp nhấn mạnh các mục tiêu cơ bản sau: [1]

Thực hiện môn học tích hợp, các quá trình học tập không bị cô lập với cuộcsống hằng ngày, các kiến thức gắn liền với kinh nghiệm sống và gắn với các tìnhhuống thực tiễn của học sinh Khi đó, việc dạy các kiến thức không chỉ là lí thuyết

mà còn được vận dụng cho cuộc sống thực tiễn Mặt khác, kiến thức sẽ không lạchậu do thường xuyên cập nhật với cuộc sống Như vậy, khi đánh giá học sinh, ngoàikiến thức ta cũng có thể đánh giá khả năng vận dụng kiến thức trong các tình huốngthực tiễn

Thực hiện dạy học tích hợp giúp xác định rõ mục tiêu, phân biệt các cốt yếu vàcái ít quan trọng hơn khi lựa chọn nội dung Một số nội dung học tập quan trọnghơn vì chúng thiết thực với cuộc sống hằng ngày và làm cơ sở cho quá trình học tậptiếp theo

 Lập mối liên hệ giữa các khái niệm đã học và tránh trùng lập kiến

thức

Dạy học tích hợp giúp thiết lập mối liên hệ giữa các khái niệm trong cùng mônhọc hoặc giữa các môn học Đồng thời, dạy học tích hợp giúp tránh những kiếnthức, kĩ năng, nội dung trùng lặp khi nghiên cứu riêng lẽ từng môn, nhưng lại cónhững nội dung mới mà nếu học theo từng môn riêng lẽ sẽ không có được Do đó,vừa tiết kiệm thời gian, vừa có thể phát triển năng lực xuyên môn cho học sinhthông qua giải quyết các vấn đề phức hợp

Dạy học tích hợp tạo ra các tình huống học tập để học sinh vận dụng kiến thứcmột cách sáng tạo Vì vậy, dạy học tích hợp không chú trọng việc đánh giá kiến thức

mà học sinh đã lĩnh hội mà quan tâm đến việc đánh giá học sinh vận dụng kiến thức

đã lĩnh hội vào các tình huống thực tiễn như thế nào Thực tiễn nhiều nước đã chứngtỏ rằng, thực hiện quan điểm dạy học tích hợp sẽ giúp phát triển năng lực giải quyếtvấn đề cho học sinh và làm cho việc học tập trở nên có y nghĩa hơn

1.1.4 Các đặc trưng cơ bản của dạy học tích hợp

Dạy học tích hợp có các đặc trưng sau đây: [1]

 Thiết lập các mối quan hệ một cách logic giữa các kiến thức, kĩ năng khác nhau để thực hiện một hoạt động phức hợp

quá trình học tập vào một tình huống có y nghĩa, gắn với cuốc sống hằngngày của học sinh

 Tìm cách làm cho quá trình học tập mang tính mục đích rõ rệt, thông qua các năng lực học tập của học sinh

 Giảm tải kiến thức không có giá trị sử dụng, tăng truyền tải kiến thức

có ích và thiết thực cho học sinh

1.1.5 Quy trình xây dựng bài học tích hợp

 Rà soát chương trình, sách giáo khoa để tìm ra các nội dung dạy học gầngiống nhau, có liên quan chặt chẽ với nhau trong các môn học của chương

trình, sách giáo khoa hiện hành; những nội dung liên quan đến thời sự của địa phương, đất nước để xây dựng bào học tích hợp [1]

học tự nhiên hay Khoa học xã hội,…[1]

thái độ, định hướng năng lực hình thành [1]

kiến, mục tiêu, đặc điểm tâm sinh lí và yếu tố vùng miền để xây dựng nộidung phù hợp [1]

nhằm phát huy tính tích cực của người học) [1]

1.2 Nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp ở trường phổ thông

Nội dung phần nguyên tắc lực chọn nội dung tích hợp ở trường phổ

thông được viết dựa trên tài liệu tham khảo [1]

1.2.1 Đảm bảo mục tiêu giáo dục, hình thành và phát triển năng lực cần thiết

cho người học

Theo luật giáo dục năm 2005, mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp họcsinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kĩ năng cơ bản,phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách conngười 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 dựngbảo về Tổ quốc

Thực hiện đổi mới của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, phát triểnnăng lực của người học được chú trọng Những năng lực cốt lõi được đề cập trongchương trình:

 Năng lực chung: năng lực giao tiếp, hợp tác; năng lực giải quyết vấn

đề và sáng tạo; năng lực tự học,

nhiên và xã hội, năng lực công nghệ,

 Năng lực đặc biệt: năng khiếu của học sinh.

Như vậy, việc chọn lựa các nội dung bài học, chủ đề tích hợp phải hướng tớiviệc phát triển năng lực cần thiết cho học sinh để đáp ứng nhu cầu phát triển đấtnước trong giai đoạn mới

1.2.2 Đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội, mang tính thiết thực, có y

nghĩa cho người học

Để phấn đấu trở thành quốc gia công nghiệp hiện đại trong bối cảnh hội nhậpquốc tế, đòi hỏi đất nước cần có nguồn nhân lực có trình độ và chất lượng cao Để đápứng yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao đòi hỏi việc đào tạo phải chú trọng pháttriển năng lực đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề mang tính tổng hợp cho người học.Việc lựa chọn nội dung bài học, chủ đề tích hợp cần tinh giản kiến thức hàn lâm, cầnlựa chọn những kiến thức thiết thực, có y nghĩa và gắn bó với cuộc sống của người học,đáp ứng những thay đổi của xã hội trong giai đoạn toàn cầu hóa

1.2.3 Đảm bảo tính khoa học và tiếp cận những thành tựu của khoa học kĩ

thuật, đồng thời vừa sức với học sinh

Xã hội ngày càng phát triển không ngừng, tiến bộ đi lên từng ngày Vì thế,việc xây dựng các bài học, chủ đề tích hợp vừa đảm bảo tính khoa học, vừa tiếp cậnnhững thành tựu mới của khoa học kĩ thuật nhưng phải phù hợp với khả năng nhânthức của người học Vì vậy, cần tinh giản các kiến thức hàn lâm, tăng cường kiếnthức thực tiễn để người học có cơ hội trải nghiệm và khám phá tri thức

1.2.4 Đảm bảo tính giáo dục và giáo dục vì sự phát triển bền vững

Bên cạnh các kiến thức về thế giới xung quanh, việc bồi dưỡng những phẩm chấtcủa người công dân trong xã hội hiện đại như lòng yêu nước, tôn trọng và tuân thủpháp luật,, là điều không thể thiếu trong xã hội và thời đại toàn cầu hóa ngày nay

Thời đại toàn cầu hóa và phát triển bền vững không chỉ tạo ra cơ hội mà cònđặt ra thách thức với giáo dục Để xã hội phát triển bền vững thì cần phải có nềngiáo dục phát triển bền vững

1.2.5 Tăng tính hành động, tính thực tiễn, quan tâm tới những vấn đề mang

tính xã hội của địa phương

Mọi khoa học đều là kết quả nhận thức của con người trong quá trình hoạtđộng thực tiễn Vì thế, xây dựng nội dung bài học, chủ đề tích hợp cần tăng cườngtính vận dụng, thực tiễn nhằm rèn luyện cho học sinh kĩ năng vận dụng kiến thứcvào giải quyết vấn đề thực tiễn

Ngoài ra, chúng ta cần quan tâm đến các vấn đề mang tính xã hội của địaphương, nhằm giúp học sinh biết thêm những kiến thức đời sống xã hội

1.2.6 Việc xây dựng các chủ đề/ bài học tích hợp dựa trên chương trình hiện

hành

Các bài học, chủ đề tích hợp cần dựa trên nội dung trong chương trình giáodục để từ đó xây dựng thêm nội dung bài học, chủ đề tích hợp có y nghĩa đối vớicuộc sống học sinh

1.3 Thực trạng của dạy học tích hợp

1.3.1 Xu hướng dạy học tích hợp trên thế giới

Dạy học tích hợp là xu hướng dạy học mang lại kết quả cao đối với các quốc giaphát triển cách đây rất nhiều năm và mang lại nhiều kết quả vượt bậc trong nền giáodục của họ Xu hướng dạy học tích hợp được bắt đầu quan tâm đặc biệt ở Mỹ và cácnước Châu Âu từ những năm 1960 của thế kỉ XX Vào những năm 1970-1980 cách tiếpcận tích hợp bắt đầu được quan tâm ở Châu Á trong đó có Việt Nam [5]

Theo thống kê của UNESCO, từ năm 1960 đến năm 1974 trong số 392 chươngtrình được điều tra có 208 chương trình môn khoa học thể hiện quan điểm tích hợp

ở những mức độ khác nhau [8]

Một số chương trình giáo dục ở các nước đã tích hợp các kiến thức Khoa học

tự nhiên, xã hội thành môn chung gọi là “Khoa học” và môn “Nghiên cứu xã hội”với các chủ đề liên môn về các lĩnh vực như: Khoa học đời sống, Khoa học xã hội,Khoa học môi trường,

Khả năng, mức độ tích hợp của hệ thống tri thức khoa học tự nhiên và xã hội cũng khác nhau ở từng cấp học, từng quốc gia Cụ thể như: [8]

Cấp tiểu học: mức độ tích hợp liên môn và xuyên môn được thực hiện

ởcấp tiểu học Qua các chủ đề kiến thức các em sẽ được tìm hiểu về thế giớixung quanh và nhận thấy thế giới luôn vận động, các sự vật hiện tượng đan xen

và tác động lẫn nhau Ví dụ chương trình nôn Khoa học ở cấp tiểu học ởSingapore được chia thành 5 chủ đề: Sự đa dạng; Chu trình; Hệ thống; Tươngtác; Năng lượng Ở Hàn Quốc, môn Khoa học được chia thành các chủ đề như:Chất; Chuyển động và năng lượng; Cuộc sống; Trái Đất,

Cấp Trung học cơ sở:

thực hiện chủ yếu ở các nước phát triển như Hoa Kì, Singapore, và một sốnước đang phát triển như Thái Lan, Philipine Một số nước phát triển khácthực hiện mức độ tích hợp liên môn như Pháp, Đức, Anh,

Tích hợp thực hiện qua việc loại bỏ những nội dung trùng lặp và khai khác sự hỗtrợ giữa các bộ môn

các chủ đề dạy học về Ô nhiễm không khí, Năng lượng,

Địa, theo các chủ đề có liên quan giữa các môn học với nhau

Singapore, Thái Lan,… gồm những chủ đề Khoa học xuyên suốt từ Tiểu học đếnTrung học cơ sở

dung môn học cần mang tính chuyên môn cao nên chủ yếu tích hợp trong nội

bộ môn học hoặc lồng ghép các vấn đề vào các môn học

Tóm lại, ta thấy dạy học tích hợp đã trở thành một xu hướng đã và đang đượcquan tâm ở các quốc gia trên thế giới Mỗi quốc gia có những chương trình giáo dụctích hợp riêng, song nó đều hướng tới mục đích đem lại hiệu quả cao trong quá trìnhdạy học Vì thế, Việt Nam cần kế thừa và phát huy hơn nữa xu hướng dạy học tíchhợp trong chương trình giáo dục hiện nay.

1.3.2 Thực trạng của dạy học tích hợp ở Việt Nam

Quan điểm dạy học tích hợp ở Việt Nam đã được quan tâm từ nhiều năm nay

và được triển khai tốt ở bậc tiểu học Môn Tự nhiên và Xã hội từ lớp Một đến lớpNăm được xây dựng theo quan điểm tích hợp Môn học này được xây dựng theo cácchủ đề Từ lớp Một đến lớp Ba gồm 7 chủ đề: Gia đình, Trường học, Quê hương,Thực Vật, Động Vật, Cơ thể con người, Bầu trời và Trái Đất Ở lớp Bốn và lớp Nămđược chia thành 3 môn học nhỏ hơn là Khoa học, Địa lí và Lịch sử Trong đó, mônkhoa học được tích hợp liên môn giữa các môn tự nhiên: Sinh học, Vật lí, Hóa học,

…Như vậy, quan điểm dạy học tích hợp được triển khai mạnh mẽ ở giai đoạn từ lớpMột đến lớp Ba Giai đoạn từ lớp Bốn đến lớp Năm các môn Lịch sử, Địa lí vẫnchưa được áp dụng chương trình tích hợp

phân hóa cao nên các môn học được tách thành các môn riêng biệt như Vật lí, Hóahọc, Sinh học, Địa lí, Lịch Sử, Công nghệ,…Bên cạnh đó, thực hiện theo xu hướngđổi mới của chương trình giáo dục (giai đoạn sau năm 2015), ở cấp Trung học cơ sở

và Trung học phổ thông tăng cường tích hợp trong nội bộ môn học và lồng ghép cácvấn đề về giáo dục môi trường, biến đổi khí hậu, kĩ năng sống,… vào chương trìnhdạy học Một số nghiên cứu đề tài dạy học chủ đề tích hợp đã được các giáo viênxây dựng vào trong chương trình học của từng môn học như:

- Tác giả Trần Viết Thụ (1997) trong công trình nghiên cứu “Vận dụngnguyên tắc liên môn khi dạy các vấn đề văn hóa trong Sách giáo khoa trongLịch sử Trung học phổ thông” đã vận dụng kiến thức Văn học, Địa lí, Chínhtrị vào giảng dạy bộ môn Lịch sử theo quan điểm liên môn [8]

- Tác giả Lê Trọng Sơn với công trình “Vận dụng tích hợp giáo dục dân sốqua dạy học phần Sinh người ở lớp 9 Trung học cơ sở” tác giả đã nhấn mạnhviệc tích hợp kiến thức dân số vào môn Sinh học lớp 9 [8].

được xây dựng trong các môn học như Hóa học, Vật lí, Giáo dục công dân,Ngữ Văn,…

Tuy nhiên vẫn còn một số bất cập trong xu hướng dạy học tích hợp trongchương trình giáo dục tích hợp ở Việt Nam hiện nay Có thể nói đến đội ngũ giáoviên, trước đây giáo viên chỉ được đào tạo trong việc dạy học đơn môn, vì thế sẽ tạo

ra những khó khăn cho giáo viên trong việc dạy học tích hợp Bên cạnh đó vẫn cònthiếu về cơ sở vật chất, phương tiện trong dạy học để đáp ứng việc dạy học pháttriển năng lực cho học sinh Ngoài ra, do chương trình sách giáo khoa và chươngtrình đào tạo chưa đáp ứng đủ thời gian và điều kiện để giáo viên tổ chức dạy họctheo hướng tích hợp Vì thế, giáo viên chỉ có thể tích hợp các kiến thức thông quaviệc lồng ghép các kiến thức tạo thành các chủ đề dạy học về Môi trường, biến đổikhí hậu, sử dụng năng lượng,…

Như vậy, quan điểm dạy học tích hợp ở Việt Nam đã được quan tâm từ hơn 40năm và đến nay vẫn đang được quan tâm phát triển ở các cấp học Tuy nhiên để xuhướng dạy học tích hợp trở nên có hiệu quả cao cần phải có sự quan tâm từ các cấplãnh đạo trong việc đầu tư về đội ngũ chuyên gia nghiên cứu về dạy học tích hợp;

cơ sở vật chất, thiết bị; biên soạn tài liệu thích hợp và bồi dưỡng đội ngũ giáo viêntiếp cận với các xu hướng dạy học mới

1.3.3 Dạy học tích hợp trong môn Vật lí bậc Trung học phổ thông

1.3.3.1 Thực trạng dạy học môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông

Vật lí là một trong những môn học mà phần lớn học sinh đánh giá là khó và khôkhan trong trường Trung học phổ thông Theo kết quả khảo sát với 45 học sinh Trunghọc phổ thông, số lượng học sinh học Vật lí bằng cách nghe thầy cô giảng lí thuyết

trong sách giáo khoa và làm bài tập chiếm 60,9% 39,1% học sinh còn lại có tham

khảo thêm trên Internet, sách báo,…và đi học thêm Dựa vào số liệu khảo sát ở trên,

ta thấy rằng cách tiếp cận các kiến thức Vật lí mở rộng và thú vị của học sinh vẫn cònhạn chế, chủ yếu học sinh tiếp cận kiến thức thông qua việc học theo sách giáo khoa vàlàm bài tập Vì vậy, các em có cảm giác kiến thức Vật lí khá khô khan, không thú vị và

ít có ứng dụng trong thực tế Điều này dẫn đến một số bộ phận học sinh không muốnhọc Vật lí và ngày càng xa rời với những giá trị thực tiễn của môn học này

Bên cạnh việc tiếp cận các kiến thức Vật lí mở rộng và thú vị trong cuộc sốngcủa học sinh còn hạn chế, nguyên nhân dẫn đến tình trạng học sinh không thích họcmôn Vật lí ta có thể nhắc tới là cơ sở vật chất còn hạn chế trong quá trình dạy họchiện tại Điều này khiến cho học sinh ít có cơ hội tiếp xúc với thực nghiệm, tìm hiểu

về sâu hơn về các hiện tượng và nâng cao tư duy sáng tạo cho học sinh

Ngoài ra, vấn đề về kiểm tra đánh giá cũng là một trong những nguyên nhâncần quan tâm đến Xu hướng ra đề thi vẫn theo lối mòn với những bài tập về tínhtoán, chưa gắn liền với những vấn đề thực tiễn Vì thế học sinh thường học để đốiphó với kiến thức chứ không phải học để lĩnh hội kiến thức

Như vậy để học sinh hiểu được vai trò và y nghĩa thực tiễn khi học Vật lí, giúpcác em khơi dậy niềm đam mê với môn học và trở thành con người phát triển toàndiện, một trong những yếu tố quan trọng cần phải thay đổi là phương pháp dạy củagiáo viên Giáo viên cần có tư duy đổi mới, gắn kiến thức Vật lí với cuộc sống thực

tế của học sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức tích lũy được vào cuộc sống thựctế

1.3.3.2 Nhu cầu học tập theo xu hướng dạy học tích hợp của học sinh Trung

học phổ thông

Một số kết quả nhận được sau cuộc khảo sát với 45 học sinh Trung học phổthông như sau:

Đối với môn Vật lí, phần lớn các em cho rằng các môn học mà thầy (cô) đã lồng

ghép vào môn Vật lí đó Toán học chiếm 40%, Hóa học chiếm 33%, Sinh học chiếm

12%, 15% là các môn học như Văn học, Giáo dục công dân,…Một số kiến thức mà

các em cho rằng đó là sự tích hợp giữa các kiến thức với nhau như: Sử dụng các côngthức bên Toán học để giải các bài tập Vật lí, công thức tính số mol bên Hóa học, …

Như vậy, khái niệm về dạy học tích hợp đối với học sinh Trung học phổ thông vẫnchưa được phổ biến rộng rãi, các em chỉ được biết đến dạy học tích hợp dưới dạng

“có sự liên quan giữa các kiến thức của các môn học với nhau”

Khi học kiến thức Vật lí có tích hợp với các môn học khác, đa số học sinh đều

có cảm nhận là thích thú với môn học, cảm thấy môn học có nhiều ứng dụng trong

cuộc sống hơn Cụ thể là: 47% y kiến cảm thấy thích thú với môn Vật lí vì Vật lí có nhiều ứng dụng trong thực tế; 39% y kiến cảm thấy thích thú và tò mò với các kiến thức tích hợp; 14% y kiến còn lại cảm thấy bình thường hoặc hơi khó hiểu Phần

lớn các em đều có đề xuất nên tích hợp môn Vật lí với các môn học khác, trong đó

51% học sinh đề nghị cần có tài liệu tham khảo để các em có thể tiếp cận với kiến

thức của nhiều lĩnh vực có liên quan với nhau hơn

1.3.3.3 Một số nghiên cứu về dạy học tích hợp trong môn Vật lí

Nhằm đáp ứng yêu cầu thay đổi phương pháp trong dạy học Vật lí để khơi dậyniềm đam mê học tập đối với môn Vật lí cho học sinh, một số nghiên cứu đã đượcxây dựng Trong đó có những nghiên cứu về vấn đề dạy học tích hợp môn Vật lí bậcTrung học phổ thông với các đề tài như: Đề tài “Vận dụng tư tưởng sư phạm tíchhợp trong dạy học một số vấn đề về Chất khí và cơ sở Nhiệt động lực học Vật lí lớp

10 nhằm phát triển hứng thú và năng lực vận dụng kiến thức của học sinh; “Tíchhợp giáo dục Bảo vệ môi trường trong dạy học Vật lí 12”; “Tích hợp giáo dục Antoàn vệ sinh lao động trong dạy học Vật lí”; “Tổ chức dạy học tích hợp chủ đề Dòngđiện xoay chiều và cuộc sống”; “Tổ chức dạy học tích hợp Sự nhìn của Mắt”; “Tổchức dạy học tích hợp “Ánh sáng”,… [3]

Như vậy, ở các môn học trong chương trình giáo dục phổ thông nói chung vàmôn Vật lí nói riêng đã và đang xây dựng nội dung theo xu hướng tích hợp với cácchủ đề tích hợp khác nhau Tuy nhiên vẫn còn hạn chế về mặt nội dung tích hợp.Trong khóa luận này, tôi sẽ tích hợp kiến thức ở góc cạnh mới - giữa Vật lí – Y học -Sinh học để xây dựng các chủ đề tích hợp phù hợp với bậc Trung học phổ thông

1.4 Đặc điểm về hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông

Phần nội dung về đặc điểm hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông được viết dựa vào tài liệu tham khảo [3]

Học sinh Trung học phổ thông là giai đoạn đầu của tuổi thanh niên Đây là giaiđoạn cơ thể phát triển một cách hài hòa và cân đối Đặc biệt là sự phát triển của hệthần kinh với những thay đổi quan trọng về cấu trúc và cả chức năng của não Vìthế, hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông có những thay đổi đáng

kể so với lứa tuổi thiếu niên

Hoạt động học tập là hoạt động chủ đạo đối với học sinh Trung học phổ thông.Các em cũng dần có y thức cao trong việc học tập của mình Bên cạnh đó, các hứngthú và khuynh hướng học tập của học sinh trở nên xác định và thể hiện rõ ràng hơn.Các em thường bắt đầu có hứng thú với một số môn học nhất định Các em sẽ dành

sự quan tâm, chú y đến môn học đó nhiều hơn và dần có thái độ mờ nhạt với nhữngmôn mình không chú trọng đến Hứng thú trong học tập ở lứa tuổi học sinh Trunghọc phổ thông gắn liền với xu hướng nghề nghiệp của các em Chọn nghề là nét tâm

lí đặc trưng ở lứa tuổi này Nó có tác dụng thúc đẩy sự nổ lực trong học tập để đạtđược mục tiêu nghề nghiệp của các em

Yêu cầu học tập ở bậc Trung học phổ thông đòi hỏi học sinh cần có khả năngnhận thức cao hơn so với các cấp dưới Sự phát triển của cơ thể và hệ thần kinh đãtạo điều kiện cho sự phát triển năng lực trí tuệ cho học sinh Tri giác của học sinhTrung học phổ thông là tri giác có mục đích, có suy xét và có hệ thống Khi quan sátmột đối tượng nào đó, học sinh có thể nhận biết được yếu tố nào đóng vai trò quantrọng và chủ yếu hơn Các em thường tìm hiểu mục đích và y nghĩa của đối tượngmình quan sát Khả năng ghi nhớ của học sinh cũng phát triển mạnh đặc biệt là ghinhớ có chủ định và ghi nhớ có y nghĩa Các em biết chủ động tìm cách ghi nhớ bàihọc theo cách riêng, chủ động sắp xếp và tổ chức việc học sao cho hợp lí nhất Điềunày đã tạo nên tính logic và tính hệ thống trong nhận thức của học sinh Hoạt động

tư duy của học sinh Trung học phổ thông phát triển mạnh Khả năng tư duy trừutượng và tư duy lí luận phát triển, tạo cơ sở để giải quyết các yêu cầu trong học tập

và hình thành thế giới quan khoa học cho các em

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều học sinh chưa có kĩ năng học tập cũng như chưa pháthuy hết năng lực của bản thân Vì vậy, giáo viên cần hướng dẫn, giúp các em phát

huy hết khả năng của bản thân và giúp các em nhận thấy y nghĩa của giáo dục, của các môn học đối với cuộc sống.

1.5 Quy trình xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông

1.5.1 Tìm hiểu kiến thức Vật lí Y Sinh

Vật lí Y Sinh là môn học nghiên cứu liên ngành có mục đích nghiên cứu các

cơ chế của sự sống trên cơ sở các quy luật và phương tiện kĩ thuật của Vật lí học.Dựa vào các quy luật Vật lí và các phương tiện kĩ thuật để phát hiện và làm sáng tỏbản chất, cơ chế, động lực của các hiện tượng và các quá trình xảy ra trong tổ chứcsống từ mức độ phân tử, tế bào, mô đến cơ thể; nghiên cứu tác động và ảnh hưởngcủa các tác nhân Vật lí lên cấu trúc và chức năng sinh lí trên cơ thể; tìm hiểu nguyên

lí chung của các phương pháp kĩ thuật Y – Sinh tiên tiến

Một số kiến thức Lí sinh được trình bày trong các giáo trình “Bài giảng Vật lí –

Y sinh” của các trường Đại học Y dược như:

- Các hiện tượng vận chuyển trao đổi chất

1.5.2 Lựa chọn kiến thức phù hợp với chương trình Vật lí và Sinh học bậc

Trung học phổ thông

Trong các kiến thức Lí Sinh đã nêu ở trên, các kiến thức Vật lí và Sinh học phù

hợp với chương trình phổ thông sau:

Kiến thức Vật lí được chọn lựa gồm:

- Phần cơ học: các loại lực (trọng lực, lực ma sát, lực đàn hồi), quy tắcmomen lực đối với trục quay cố định, công

- Phần nhiệt học: các định luật về chất khí

- Phần điện học: dòng điện trong các môi trường

Kiến thức Sinh học được chọn lựa gồm:

1.5.3 Lựa chọn kiến thức Y học và các kĩ năng phù hợp với 4 nội dung kiến

thức đã xây dựng

Nội dung 1 nói về sự vận động của cơ thể, vì thế kiến thức về rèn luyện sứckhỏe qua việc vận động cơ thể như tập thể dục, ; lợi ích của việc vận động và cáclưu y khi vận động là phù hợp khi được kết hợp vào cùng một chủ đề

Nội dung 2 nói về hoạt động hô hấp và các định luật của chất khí Một số kiếnthức Y học có liên quan đến 2 nội dung trên như: cách luyện tập hít thở đúng cách

và tốt cho cơ thể; lưu y khi đi bơi đi lặn (dựa vào định luật Boyle – Mariotte) Bêncạnh đó, một số kĩ năng liên quan đến hoạt động của phổi được đưa vào nội dungnày như: kĩ năng ứng phó khi ngạt nước, ngạt khói

Nội dung 3 nói về dòng điện, điện sinh học Các kiến thức Y học được đưa vàonhư tác dụng của dòng điện đối với cơ thể và các kĩ năng như quy trình cứu ngườikhi bị điện giật và ảnh hưởng khi bị sét đánh

Nội dung 4 nói về phóng xạ Nội dung này được ứng dụng rộng rãi trong lĩnhvực Y học đặc biệt là về Ung thư Ung thư hiện nay là vấn đề rất phổ biến, tuy nhiên

để hiểu về chúng thì không phải ai cũng hiểu đúng Vì thế tôi đã đưa một số kiếnthức cơ bản về Ung thư vào nội dung này

Dựa vào 4 nội dung đã nêu ở trên, 4 chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học –Sinh học tương ứng được xây dựng là:

Chủ đề 1: Sự vận động của cơ thể

Chủ đề 2: Hoạt động hô hấp

Chủ đề 3: Dòng điện

Chủ đề 4: Phóng xạ và Ung thư

1.5.4 Xác định mục tiêu dạy học cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y

học – Sinh học

- Mở rộng kiến thức Vật lí trong lĩnh vực Y học, Sinh học

- Cung cấp các kiến thức trong lĩnh vực Y học

1.5.4.2 Kĩ năng

- Nâng cao kĩ năng giải quyết các vấn đề trong các tình huống xảy ra tai nạn

1.5.5 Xây dựng cấu trúc nội dung cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y

học – Sinh học

Cấu trúc các chủ đề gồm các phần:

hợp

dung của từng chủ đề tích hợp

1.5.6 Thiết kế nội dung cụ thể từng chủ đề

3 Chuyển động quay của cơ thể

1 Hệ hô hấp

2 Hoạt động trao đổi khí

3 Cơ chế hít thở và trao đổi khí trong hoạt hộng hô hấp

4 Kiến thức Y khoa

5 Kĩ năng ứng phó với một số tai nạn

1.5.7 Thực nghiệm kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức Vật ly –

Y học – Sinh học bậc trung học phổ thông

Tiến hành việc khảo sát và đánh giá tài liệu với hai đối tượng chính là học sinh

và giáo viên ở trường THPT

Chương 2 MỘT SỐ CHỦ ĐỂ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC –

SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 CHỦ ĐỀ 1: SỰ VẬN ĐỘNG CỦA CƠ THỂ

2.1.1 HỆ VẬN ĐỘNG

Hệ vận động là một trong các hệ cấu tạo nên cơ thể con người, nó giúp cơ thể

di chuyển tìm kiếm thức ăn cũng như bảo vệ cơ thể Hệ vận động được cấu tạo bởi 2

hệ nhỏ hơn là hệ xương khớp và hệ cơ

2.1.1.1 Hệ xương khớp

Bộ xương người chia làm 3 phần:

- Xương chi: gồm xương chi trên (tay) và xương chi dưới (chân)

Cơ thể con người trưởng thành có 206 xương Mỗi xương có kích thước, hìnhdáng khác nhau Có 4 loại xương:

- Xương dài: xương cánh tay, xương đùi, xương cẳng chân,

- Xương ngắn: xương đốt sống, xương cổ tay, xương cổ chân,

- Xương dẹt: xương bả vai, xương cánh chậu,

Các xương kết nối với nhau bởi hệ thống dây chằn tạo thành các khớp

Hệ thống xương khớp được nuôi dưỡng bởi các mạch máu, không tự vận động được mà phải thông qua hệ cơ.

2.1.1.2 Hệ cơ

Cơ có 3 loại: cơ vân, cơ trơn và cơ tim

- Cơ trơn: tập hợp các cơ trơn bao quanh thành mạch máu, các cơ quan nội tạng như dạ dày, ruột,

- Cơ tim: cấu tạo nên thành tim

các thao tác khéo léo, tinh tế Cơ vân bám trực tiếp vào xương hoặc bám vàoxương thông qua gân Do đó khi bị tổn thương cơ hoặc gân ảnh hưởng đếnquá trình vận động của cơ thể

Cơ vân vận động theo chủ y của chúng ta, còn cơ trơn và cơ tim vận động tự động do hệ thần kinh thực vật chi phối

Hệ cơ cũng được nuôi dưỡng bởi mạch máu, khi mạch máu bị tổn thương dẫnđến cơ bị teo, xơ hóa cơ hoặc hoại tử cơ

2.1.2 CÁC LỰC LIÊN QUAN ĐẾN SỰ VẬN ĐỘNG

2.1.2.1 Trọng lực

a Trọng lực trong vật lí

Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó

Thường lấy giá trị = 9.8 / 2

b Trọng lực trong cơ thể

Cơ thể con người là một hệ phức tạp với nhiều bộ phận có đặc tính cấu tạo vàhoạt động khác nhau Trọng lực của cơ thể có điểm đặt tại trọng tâm của cơ thể Tuynhiên, trọng tâm của cơ thể lại thay đổi theo những tư thế (vị trí) khác nhau khi hoạtđộng như đứng, nằm, ngồi

⃗⃗⃗⃗

Khi đứng, cơ thể ép lên bàn chân một lực ′ có độ lớn bằng trọng lượng của cơ thể Đồng thời bàn chân cũng chịu một phản lực ⃗ do mặt đất tác dụng lên Khi đó, mạch máu ở bàn chân bị ép lại làm cho máu hạn chế lưu thông Nếu đứng một thời gian lâu và từ từ để bàn chân không bị ép lại, mạch máu trở lại hình dạng ban

c Kiến thức y khoa

Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [11], [22], [23], [29]

Dưới tác dụng của trọng lực, một số bộ phận sẽ gây ra những áp lực khácnhau lên các bộ phận khác trong cơ thể Điều này có thể làm kích thích hoạt độngđồng thời gây nên những ảnh hưởng xấu đến hoạt động của các bộ phận khác trong

cơ thể Đặc biệt là ở tư thế khi ngủ, áp lực của các bộ phận lên nhau ảnh hưởng trựctiếp đến sức khỏe của hệ tim mạch, hệ hô hấp,…

Giấc ngủ là một trong những điều quan trọng đối với sức khỏe Vì thế, nếu có

tư thế ngủ phù hợp sẽ rất tốt đối với sức khỏe và ngược lại, nếu tư thế ngủ khôngphù hợp sẽ trở thành nhân tố đe dọa đến sức khỏe của chúng ta

- Ở tư thế nằm sấp: vùng bụng, ngực, dây chằn ở chân sẽ chịu tác dụng của

toàn bộ áp lực từ cơ thể Vùng ngực bị đè nén gây ảnh hưởng xấu đến hoạt

động của phổi, tuần hoàn máu và hoạt động của tim Các cơ quan nội tạng ởvùng bụng cũng bị cản trở hoạt động Ở vùng mặt, da cũng chịu tác dụng củalực gây nên những nếp nhăn Vùng xương cổ bị vặn sang một bên trong thờigian lâu cũng gây nên các bệnh về đốt sống cổ

- Ở tư thế nằm ngửa: cột sống sẽ chịu tác dụng của trọng lực toàn bộ cơ thể, gây

ảnh hưởng đến cột sống Ở tư thế này, ta có thói quen đặt tay lên ngực Điều này sẽ khiến cho hoạt động của tim bị cản trở

- Ở tư thế nằm nghiêng: Đây là tư thế giúp cho cơ thể có được chế độ nghỉ

ngơi tốt nhất Ở tư thế này, tim và phổi không bị chèn ép nhiều nên chúng

hoạt động rất thuận lợi Đồng thời tư thế nằm nghiêng cũng làm giảm áp lựclên xương sống

Để giúp máu lưu thông lên não tốt hơn, ta nên đặt chiếc gối dưới đầu gối.Dưới tác dụng của trọng lực, máu sẽ dễ dàng lưu thông về phía não hơn Để có giấcngủ tốt cho cơ thể, ta nên thay đổi tư thế ngủ luân phiên nhằm giảm áp lực lên một

cơ quan hay bộ phận của cơ thể trong thời gian dài

2.1.2.2 Lực đàn hồi của lò xo Lực co rút của cơ

a Lực đàn hồi của lò xo

Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào vậttiếp xúc hay gắn với nó làm nó bị biến dạng Khi lò xo bị dãn, lực đàn hồi của lò xohướng vào trong, khi lò xo bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài

Định luât Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận

với độ biến dạng của lò xo.

b Lực co rút của cơ

 Đặc tính của cơ [4]

Tính co thắt: là khả năng cơ co ngắn lại khi nó nhận đủ kích thích Chiều dài cơ khi co lại khoảng 50% − 70% chiều dài khi cơ nghỉ.

Tính kéo dãn: giống với lò xo, cơ dãn ra khi có ngoại lực tác dụng hoặc bị tác

dụng của các cơ quan khác Mức độ kéo dãn của cơ phụ thuộc vào các mô liên kết

và mô bên trong cơ

Tính đàn hồi của cơ: là khả năng sợi cơ trở về chiều dài ở trạng thái nghỉ khi

không còn bị kéo dãn Tính đàn hồi của cơ phụ thuộc chủ yếu vào các mô liên kếttrong cơ hơn là bản chất của sợi cơ Tính đàn hồi tạo nên lực co rút của cơ

 Lực co rút của cơ [4]

Sự co dãn có điều kiện của cơ làm thay đổi chiều dài của nó làm phát sinh ra lực khá mạnh Trong cơ thể chiều dài của cơ chỉ có thể biến đổi từ giá trị 0 lúc nghỉ

ngơi đến giá trị khi co rút Khác với lực đàn hồi của lò xo, lực co rút của cơ đượcxác định bởi công thức:

: chiều dài cơ ở thời điểm co cơ (m)

0 : chiều dài cơ lúc nghỉ ngơi (m)

: chiều dài cơ khi co rút (m)

Luyện tập thể thao hay tập Gym, giúp cơ thể sản sinh nhiều cơ hơn và giúp cơ săn chắc Vì vậy, với người có số lượng cơ nhiều, khi vận động sẽ cảm thấy ít mệt hơn người có số lượng cơ ít Trung bình 1 2 cơ khi co rút sinh ra 1 lực khoảng 0.3 , khi đó cơ thể sẽ tốn ít công hơn để thực hiện công việc [2].

2.1.2.3 Lực ma sát

a Trong vật lí

Trong chuyển động của các vật thường xuất hiện 3 loại lực ma sát: ma sáttrượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ

 Lực ma sát trượt

Xuất hiện khi một vật trượt lên bề mặt tiếp xúc với vật khác Ví dụ như kéo cái bàn trên mặt sàn nhà,…

Đặc điểm:

- Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của một vật đang trượt trên một bề mặt

- Có hướng ngược với hướng của vận tốc

- Có độ lớn tỉ lệ với áp lực

Trong đó:

: hệ số ma sát trượt (phụ thuộc vào vật liệu và tính trạng của hai mặt tiếp xúc.

: áp lực lên mặt tiếp xúc (N)

: lực ma sát trượt (N)

 Lực ma sát lăn

Xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt của vật khác Ví dụ như bánh xe lăn trênđường,

Đặc điểm:

- Xuất hiện ở chỗ tiếp xúc của vật với bề mặt tiếp xúc của vật với bề mặt mà vật lăn trên đó để cản trở chuyển động lăn

- Lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt

 Lực ma sát nghi

Xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng làm cho vật có xu hướng chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát để chuyển động được

Đặc điểm:

- Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật với bề mặt để giữ cho vật đứng yên trên

bề mặt đó khi bị một ngoại lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc

- Có độ lớn cực đại, lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt

b Lực ma sát trong cơ thể

Lực ma sát trong cơ thể xuất hiện ở các khớp xương (khớp gối, khớp khuỷutay,…) khi vận động Ngoài ra còn có ma sát giữa máu chảy với thành mạch, gọi là

ma sát nhớt

Ta thấy trên bàn tay hay bàn chân có rất nhiều vân tay, điều đó làm tăng độ

tăng hệ số ma sát 

lực ma sát nghỉ tăng Điều nàygiúp ta dễ dàng cầm, nắm các vật mà không bị trượt

Bên cạnh tăng ma sát có lợi, cơ thể cũng có cơ chế giảm ma sát có hại Ma sát

có hại xuất hiện ở các khớp Vì thế, các dịch khớp có tác dụng làm giảm ma sát cóhại trong cơ thể

2.1.3 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA CƠ THỂ

2.1.3.1 Quy tắc momen lực trong Vật ly

a Momen của lực đối với một trục quay

Momen của lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn

b Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

(quy tắc momen)

Muốn cho một vật rắn có trục quay cố định cân bằng thì tổng momen của cáclực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng momen củacác lực có khuynh hướng làm vật quay theo ngược chiều kim đồng hồ

Nếu ta quy ước momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ có giá trịdương, cùng chiều kim đồng hồ có giá trị âm, thì ta có thể viết điều kiện trên dướidạng đại số sau đây:

2.1.3.2 Chuyển động quay và điều kiện cân bằng của cơ thể

a Nguyên tắc

Cơ thể chúng ta có rất nhiều xương được nối với nhau thông qua các khớp.Mỗi khớp xương có vai trò như trục quay cố định, vì thế một số loại xương (bộphận) của cơ thể có thể chuyển động quay quanh khớp Chuyển động của quay cơthể hoạt động chủ yếu theo nguyên tắc đòn bẩy Trong đó lực phát động là lực của

cơ sinh ra, lực cản là trọng lực của phần cơ thể bị quay, điểm tựa là các khớp xương.Khi các bộ phận của cơ thể cân bằng, tức là đòn bẩy cân bằng Khi đó ta cóđiều kiện cân bằng:

= = .

=

Trong đó:

, : cánh tay đòn từ giá của ⃗ , đến trục quay của khớp xương

: lực của cơ bắp ( )

: trọng lực của phần cơ thể bị quay ( )

b Các dạng chuyển động quay của cơ thể [4]

 Dạng 1: điểm tựa nằm giữa điểm đặt của lực cản và lực phát động

Đầu của chúng ta có thể quay điểm tựa - điểm nằm ở trong khớp chẩm đội(gần đốt sống cổ thứ nhất) Đầu được giữ cân bằng nhờ vào lực phát động – lực của

cơ gáy Momen của lực cơ gáy cân bằng với momen do trọng lực của đầu (cókhuynh hướng gục về phía trước)

⃗⃗

⃗⃗

Hình 2.2.Biểu diễn điểm tựa nằm giữa lực phát động và lực cản

 Dạng 2: điểm đặt của lực cản nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của lực phát động

Trường hợp chúng ta đứng một chân và nhón gót chân là ví dụ của loại này Khi

ấy điểm tựa là đầu mút của xương bàn chân, lực cản P là trọng lực của cơ thể tác dụngqua các xương cẳng chân và đặt ở phía trước lực phát động; lực phát động là do các cơdép và cơ sinh đôi tạo ra, đặt ở điểm mà gân Achiles bám vào xương gót

 Dạng 3: điểm đặt của lực phát động ở giữa điểm tựa và điểm đặt của lực cản

Loại đòn bẩy này khá phổ biến trong cơ thể, ví dụ như trường hợp gấp cẳngtay vào cánh tay Điểm tựa là một điểm trong khớp khuỷu, lực phát động là lực cơbắp bám vào xương của cẳng tay, lực cản P là trọng lực của cẳng tay, bàn tay và vậtnặng ở bàn tay

2.1.4.1 Trong vật lí

Hình 2.5.Biểu diễn lực tác dụng lên vật, làm dịch chuyển vật một

đoạn MN

Công thực hiện bởi một lực không đổi là đại lượng đo bằng tích độ lớn hình chiếu của lực trên phương chuyển động và quãng đường vật dịch chuyển

=

2.1.4.2 Trong cơ thể

a Công sinh ra trong hô hấp [4]