Tổ chức dạy học chương “động lực học chất điểm” – vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm working model

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --- PHẠM XUÂN MINH TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” -VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM WORK

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

PHẠM XUÂN MINH

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” -VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

TỰ HỌC CỦA HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM

WORKING MODEL

LUẬN VĂN THẠC SĨ

LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Đà Nẵng – Năm 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

PHẠM XUÂN MINH

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” -VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

TỰ HỌC CỦA HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT III TÓM TẮT ĐỀ TÀI VII SUMMARY VIII DANH MỤC CÁC BẢNG IX DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ X

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 3

3 Mục tiêu nghiên cứu 4

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

5 Giả thuyết khoa học 5

6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

7 Phương pháp nghiên cứu 5

8 Đóng góp của luận văn 6

9 Cấu trúc luận văn 6

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM VẬT LÝ MÔ PHỎNG 7

1.1 Phát triển năng lực tự học của học sinh trong dạy học vật lý 7

1.1.1 Khái niệm năng lực 7

1.1.2 Phân loại năng lực 7

1.1.3 Đặc điểm của năng lực tự học 8

1.1.4 Các biện pháp nâng cao năng lực tự học 13

1.1.5 Dạy học vật lý theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh 17

1.2 Dạy học vật lý thông qua sử dụng phần mềm Working Model 21

1.2.1 Giới thiệu phần mềm Working Model 21

1.2.2 Vai trò của phần mềm Working Model trong dạy học phát triển năng lực HS 22

1.2.3 Phát triển năng lực tự học của học sinh khi dạy học vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model 22

1.3 Thực trạng sử dụng phần mềm Working Model trong dạy học vật lý phát triển năng lực tự học của học sinh 23 1.3.1 Thực trạng về vấn đề sử dụng phần mềm WM hỗ trợ dạy học môn Vật lý 23

1.3.2 Thực trạng dạy học theo hướng phát triển NLTH của HS với sự hỗ trợ của

phần mềm WM 24

1.3.3 Nguyên nhân của thực trạng 25

1.4 Biện pháp sử dụng phần mềm Working Model phát triển năng lực tự học của học sinh 26

1.4.1 Hướng dẫn cho HS nghiên cứu tài liệu về phần mềm WM 27

1.4.2 Hướng dẫn cho HS kỹ năng thu thập thông tin với sự hỗ trợ phần mềm WM 27 1.4.3 Hướng dẫn HS kỹ năng xử lý thông tin (phân tích, so sánh, tổng hợp) với sự hỗ trợ của phần mềm WM 28

1.4.4 Tổ chức cho học sinh cách truyền đạt thông tin với sự hỗ trợ phần mềm WM 29

1.4.5 Hướng dẫn học sinh tự kiểm tra, đánh giá và tự đánh giá với sự hỗ trợ WM 29

1.4.6 Hướng dẫn HS thực hiện công việc được giao với sự hỗ trợ phần mềm WM 30

1.5 Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model 31

1.5.1 Quy trình thiết kế bài dạy học theo hướng phát triển năng lực tự học cho HS với sự hỗ trợ của phần mềm WM 31

1.5.2 Quy trình tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực tự học cho HS với sự hỗ trợ của phần mềm WM 34

1.6 Tiêu chí đánh giá năng lực tự học với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model 38

1.6.1 Một số công cụ đánh giá 38

1.6.2 Một số phương pháp đánh giá năng lực 39

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 50

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÝ 10” THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM WORKING MODEL 51

2.1 Mục tiêu dạy học của chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 51

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 51

2.1.2 Đặc điểm kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 52

2.1.3 Một số khó khăn trong việc dạy học phát triển năng lực tự học của học sinh qua dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 52

2.2 Phân tích nội dung kiến thức của chương có thể phát triển năng lực tự học của học sinh 53

2.3 Thiết kế mô phỏng một số thí nghiệm phần “Động lực học chất điểm” với phần mềm Working Model 54

2.3.1 Ý tưởng sư phạm 54

2.3.2 Các bước thiết kế thí nghiệm mô phỏng trên phần mềm Working Model 55

2.3.3 Thiết kế một số thí nghiệm đơn giản trên phần mềm Working Model 55

Bảng 2.1 Thí nghiệm mô phỏng Working Model 60

2.4 Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm – Vật lý 10” với sự hỗ trợ phần mềm Working Model theo hướng phát triển năng lực tự học 61

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 105

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 106

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 106

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 106

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 106

3.2 Đối tượng, nội dung thực nghiệm sư phạm 107

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 107

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 107

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 107

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 107

3.3.2 Phương pháp tiến hành 107

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 108

3.4.1 Đánh giá định tính diễn biến lớp học theo tiến trình dạy học giữa thực nghiệm lần 1 và lần 2 108

3.4.2 Đánh giá sự phát triển NL của HS bằng Rubric 109

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 126

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

1.7 Rubric đánh giá NLTH với sự hỗ trợ của phần mềm WM 42 2.1 Thí nghiệm đơn giản mô phỏng Working Model 60

3.2 Kết quả thực nghiệm của một số HS lớp TNg1 110 3.3 Kết quả thực nghiệm của một số HS lớp TNg2 111 3.4 Thống kê kết quả đánh giá một số NLTH của nhóm 1 và 2 qua

3.9 Bảng phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm TNg1 và TNg2 123

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Số hiệu

1.5 Quy trình tổ chức dạy học theo phát triển NLTH với sự hỗ trợ của

2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chương “Động lực học chất điểm” 51

3.1 Kết quả đánh giá NLTH của cá nhân HS Yến, Quân, Phúc, Thư qua

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thời đại của cuộc cách mạng khoa học công nghệ Cuộc cách mạng này đang phát triển như vũ bão, thúc đẩy nhiều lĩnh vực, có bước tiến mạnh mẽ và đang mở ra nhiều triển vọng lớn lao khi loài người bước vào thế kỷ XXI

Công nghệ thông tin là một thành tựu lớn của cuộc cách mạng khoa học công nghệ hiện nay Nó thâm nhập và chi phối hầu hết các lĩnh vực nghiên cứu khoa học, ứng dụng công nghệ trong sản xuất, giáo dục và đào tạo, các hoạt động chính trị - xã hội khác Trong giáo dục – đào tạo, công nghệ thông tin được sử dụng vào hầu hết các môn học Hiệu quả rõ rệt là chất lượng giáo dục tăng lên cả về mặt lý thuyết và thực hành Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giáo dục đã trở thành mối ưu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia trên thế giới Sự bùng nổ tri thức cùng với các vấn đề giao lưu hội nhập quốc tế khiến mỗi chúng ta phải biết tận dụng những thành tựu của khoa học công nghệ đặc biệt là sự ra đời của mạng máy tính toàn cầu (Internet) giúp chúng ta biết lựa chọn các phương pháp học tập cho phù hợp Các chuyên gia giáo dục đều cho rằng, khi đưa CNTT vào nhà trường sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong giáo dục dẫn đến những thay đổi trong cả nội dung và phương pháp dạy và học Sự bùng nổ của internet, sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứng và phần mềm cho phép chúng ra có thể ứng dụng rất nhiều khả năng của máy vi tính vào lĩnh vực cuộc sống nói chung và trong giáo dục nói riêng Bên cạnh đó việc dạy học của chúng ta đang từng bước có những thay đổi đáng kể cả về nội dung và hình thức, cách tổ chức và phương pháp Cùng với đó là việc nghiên cứu các phương tiện dạy học nhằm hỗ trợ hoạt động của giáo viên và học sinh trong từng bài cụ thể

Hiện nay, Việt Nam đang phấn đấu tiến đến xây dựng một nền kinh tế tri thức Nền kinh tế tri thức đòi hỏi nền giáo dục phải là nền giáo dục tiên tiến Trong nền giáo dục đó thì PPDH phải phát huy được tính tích cực, chủ động của người học để tạo ra những người lao động có khả năng sáng tạo, thích ứng nhanh với môi trường sống Do vậy, đổi mới nội dung và phương pháp dạy học là một vấn đề mang tính thời sự

Nghị quyết Hội nghị lần thứ 2 của Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII

đã ghi rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thống một chiều, rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học; từng bước áp dụng các

phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại trong quá trình dạy học” [1]

Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8 của Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa XI đã ghi rõ về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo “…tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại, theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo kiến thức, kỹ năng của người học, khắc phục cách truyền thụ, diễn đạt 1 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 trao đổi tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy và học…” [2]

Nghị quyết Đại hội đại biểu thứ IX Đảng: “Đổi mới phương pháp dạy và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại khoá, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay” [3]

Luật Giáo dục (2019), tại Khoản 3 Điều 30 về yêu cầu nội dung, phương pháp giáo dục phổ thông khẳng định: “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 trưng từng môn học, lớp học và đặc điểm đối tượng học sinh; bồi dưỡng phương pháp tự học, hứng thú học tập, kỹ năng hợp tác, khả năng tư duy độc lập; phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực của người học; tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông vào quá trính giáo dục.”

Trong nhà trường, nhiều bộ môn sử dụng và khai thác rất hiệu quả các bài giảng điện tử và các phần mềm hỗ trợ Riêng đối với môn Vật lý, ngoài việc sử dụng các bài giảng điện tử còn cần có phần mềm chuyên dụng cho Vật lý, một trong số đó là phần mềm Working Model Việc học chủ yếu là học chay, ít sử dụng thí nghiệm Mặc khác, việc sử dụng thí nghiệm truyền thống rất khó thành công, nhất là trong phạm vi giờ học nên việc sử dụng các thí nghiệm ảo, dùng các phần mềm dạy học có mô phỏng thí nghiệm là điều hết sức cần thiết Phần mềm Working Model không đòi hỏi chúng ta phải có khả năng lập trình cao Phần mềm có khả năng đáp ứng đầy đủ các tính năng của một phần mềm mô phỏng Nó được dùng để mô phỏng các kết cấu tĩnh hoặc có thể phân tích động lực học cho các hệ thống cơ học Trong dạy học vật lý, sự hỗ trợ của phần mềm là vô cùng cần thiết, các thí nghiệm cơ học tĩnh hoặc động được thiết

kế dễ dàng Trong các quá trình cơ học biến đổi nhanh, Working Model còn cho phép

xem ảnh hoạt nghiệm của chúng, chính điều này cho ta biết một cách trực quan quỹ đạo chuyển động của vật

Với lý do trên, đề tài nghiên cứu được chọn là : Tổ chức dạy học chương

“Động lực học chất điểm” – Vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Trong thời gian qua, đã có nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng của phần mềm Working Model Ví dụ như:

+ Đề tài nghiên cứu khoa học “Ứng dụng phần mềm mô phỏng Working Model 2D mô phỏng quá trình làm việc của máy đào một gầu truyền động thủy lực” của sinh viên Dương Mạnh Hùng lớp xây dựng A – K45 [8] Đề tài đã nghiên cứu: về việc ứng dụng phần mềm mô phỏng Working Model 2D cho chương trình bậc cao đẳng, đại học nhưng đề tài chưa ứng dụng thí nghiệm mô phỏng trong tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh ở cấp trung học phổ thông cho môn vật lý

+ Chuyên đề “Sử dụng phần mềm Working Model để mô phỏng các hiện tượng vật lý” của giáo viên vật lý Trần Nhật Trung trường THPT Vịnh Xuân [23] Đề tài sử dụng phần mềm Working Model để mô phỏng các hiện tượng vật lý nhưng đề tài chưa

sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh

+ “Khai thác và sử dụng phần mềm Working Model trong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông” (Huỳnh Thị Đức Hạnh, 2006) [9] Đề tài đã khai thác được tính năng và sử dụng phần mềm Working Model để dạy vật lý nhưng đề tài chưa

sử dụng thí nghiệm đã khai thác trong tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh

+ “Nghiên cứu khai thác Working Model thiết kế cơ học vật lý 10 trung học phổ thông” của Hoàng Trọng Phú [10] Đề tài đã khai thác được tính năng của phần mềm Working Model để thiết kế phần cơ học vật lý 10 nhưng đề tài chưa sử dụng thí nghiệm đã khai thác việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh

+ Đề tài “Ứng dụng của phần mềm Working Model trong dạy học vật lý phần bài tập động lực học chất điểm, Nguyễn Đình Ngọc, 2012, ĐHSP Thái Nguyên” [14]

Đề tài đã nghiên cứu về việc ứng dụng phần mềm Working Model trong phần bài tập

nhằm phát huy tính tích cực, tư duy cho học sinh nhưng đề tài chưa nghiên cứu tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh

+ Luận văn thạc sĩ “Sử dụng phần mềm Working Model hỗ trợ dạy học chương

“Động lực học chất điểm (Vật lý 10 cơ bản) theo hướng phát huy tính tích cực cho học sinh ở Trung tâm Giáo dục thường xuyên” (Chử Văn Quyền, 2015)… [7] Đề tài đã nghiên cứu về việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model nhưng đề tài mới áp đối với học sinh ở Trung tâm Giáo dục thường xuyên và chưa nghiên cứu tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh

Các công trình nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở ứng dụng trong các lĩnh vực như xây dựng, chế tạo máy móc, hiện tượng vật lý, dạy học ở trường trung học phổ thông Nhưng qua thực tế cho thấy phần mềm còn có khả năng đáp ứng đầy đủ các tính năng cần thiết của trong dạy học vật lý để phát triển năng lực cho học sinh giúp học sinh dễ dàng tiếp thu các định luật, tính chất vật lý mà các đề tài trước đây chưa nghiên cứu

3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình tổ chức dạy học phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model và vận dụng được vào dạy học chương

“Động lực học chất điểm” Vật lý 10

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra ở trên Nhiệm vụ nghiên cứu gồm:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận, tài liệu tham khảo về năng lực tự học và đề xuất được quy trình, biện pháp tổ chức dạy học trong từng giai đoạn

- Nghiên cứu việc sử dụng phần mềm dạy học trong vật lý trên máy vi tính

- Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT và đề xuất được quy trình sử dụng phần mềm Working Model trong dạy học chương này

- Thiết kế một số bài giảng dạy học cụ thể của chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực tự học cho học sinh

- Tìm hiểu, khảo sát phiếu thực trạng dạy học theo định hướng phát triển NLTH

- Thực nghiệm sư phạm, đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học nói trên

5 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model và vận dụng vào được trong tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực tự học của học sinh, qua

đó nâng cao kết quả học tập của học sinh

6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: hiệu quả của việc tổ chức dạy học phát triển năng lực

tự học với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model

- Phạm vi nghiên cứu: phát triển năng lực tự học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT cho học sinh trường THPT Ông Ích Khiêm – TP Đà Nẵng

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận:

+ Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các văn bản của nhà nước và tài liệu của

Bộ Giáo dục và Đào tạo về dạy học phát triển năng lực

+ Nghiên cứu cơ sở lý luận, tài liệu liên quan đến NL của HS đặc biệt là NLTH + Nghiên cứu nội dung chương trình vật lý 10 chương “Động lực học chất điểm”

+ Nghiên cứu tài liệu về phần mềm Working Model sử dụng trong dạy học Vật

lý

+ Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

+ Điều tra, phân tích kết quả về việc dạy và học kiến thức chương “Động lực học chất điểm” – Vật lý 10

+ Lấy ý kiến của giáo viên,học sinh về thực trạng dạy học phát triển năng lực của học sinh thông qua các thí nghiệm mô phỏng vật lý

7.3 Phương pháp thống kê toán học:

+ Thống kê kết quả điều tra, bài kiểm tra để đánh giá sự khác biệt trong kết quả học tập của lớp đối chứng và lớp thực nghiệm

+ Sử dụng phương pháp toán học nhằm xử lý số liệu

7.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm:

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông theo tiến trình dạy học

đã soạn thảo có sử dụng phần mềm Working Model để kiểm tra giả thuyết khoa học và đánh giá hiệu quả của đề tài

8 Đóng góp của luận văn

- Góp phần bổ sung thêm cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học

- Đề xuất được tiến trình dạy học cụ thể đối với từng kiến thức chương “Động lực học chất điểm” theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận chung, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, phần nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn về việc tổ chức dạy học phát triển năng

lực tự học của học sinh thông qua việc sử dụng phần mềm thí nghiệm vật lý mô phỏng

Chương 2 Xây dựng và tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm”

nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG

PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM VẬT LÝ MÔ PHỎNG 1.1 Phát triển năng lực tự học của học sinh trong dạy học vật lý

1.1.1 Khái niệm năng lực

Hiện nay đã có nhiều tác giả đưa ra các định nghĩa khác nhau về năng lực

Trong từ điển Hán Việt của Nguyễn Lân: “Năng lực là khả năng đảm nhận công

việc và thực hiện tốt công việc đó nhờ có phẩm chất đạo đức và trình độ chuyên môn

[15]

Theo OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) (2002) đã xác định: “Năng lực

là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” [5]

Theo tác giả Nguyễn Anh Tuấn (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh) thì: “Năng lực là một thuộc tính tâm lý phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu

tố như tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm” [17]

Có thể nhận thấy điểm chung của các cách hiểu trên về khái niệm năng lực chính

là khả năng có thể vận dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ vào các tình huống cụ thể trong cuộc sống để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra một cách hiệu quả nhất

1.1.2 Phân loại năng lực

Phân loại NL là một vấn đề rất phức tạp Tùy theo quan điểm mà người ta chia năng lực thành các dạng khác nhau Tuy nhiên, phổ biến nhất vẫn là phân thành 2 dạng chính: NL chung (hay còn gọi là NL xuyên chương trình) và NL riêng (hay còn gọi là

NL chuyên biệt)

+ NL chung: là NL cơ bản, thiết yếu để con người có thể sống và làm việc bình thường trong xã hội NL này hình thành và phát triển do nhiều môn học, liên quan đến nhiều môn học

+ NL riêng: là NL cụ thể, chuyên biệt được hình thành và phát triển do một lĩnh vực hay môn học nào đó

Mặc dù quan điểm tiếp cận vấn đề, phạm vi khác nhau nhưng cách thức phân loại trên chú trọng tới các NL nghề nghiệp đặc thù mà mỗi người cần có để lao động trong một lĩnh vực ngành, nghề nào đó bên cạnh những NL chung mà xã hội đòi hỏi ở mỗi

cá nhân Việc phân loại không chỉ có cơ sở triết học, giáo dục học, tâm lý học mà còn phù hợp với thực tiễn cuộc sống của mỗi người

Trong chương trình giáo dục phổ thông ở Việt Nam đã chỉ rõ cần hình thành và phát triển các NL chung sau đây cho HS: NL tự chủ và tự học; NL giao tiếp và hợp tác; NL giải quyết vấn đề và sáng tạo [4]

1.1.3 Đặc điểm của năng lực tự học

1.1.3.1 Khái niệm năng lực tự học

Hoạt động TH muốn diễn ra thực sự thì yêu cầu cần thiết là phải hình thành ở người học NLTH Chỉ khi đã có được NLTH trong bản thân, người học mới tự hình tiến hành việc học một cách tự chủ, độc lập, sáng tạo như đòi hỏi của giáo dục đào tạo ngày nay

Theo Lê Công Triêm, NLTH là khả năng tự mình tìm tòi, nhận thức và vận dụng kiến thức vào tình huống mới hoặc tương tự với chất lượng cao [11]

NLTH, tự nghiên cứu tạo cho người học một sự sẵn sàng về tâm lý tiếp nhận Người học đinh hướng được nhu cầu học tập của mình; ý thức được yêu cầu của xã hội, cộng đồng đối với việc học tập Người học sẽ phấn đấu thõa mãn nhu cầu nhận thức bằng thái độ nghiêm túc học tập

NLTH cũng là một khả năng, một phẩm chất sinh lý của con người, vừa như là cái tự nhiên bẩm sinh, vừa như là sản phẩm của lịch sử NLTH là cái vốn có của mỗi con người nhưng phải được đào tạo, phải được rèn luyện trong hoạt động thực tiễn mới trở thành một sức mạnh thật sự của người học

Tóm lại, NLTH là khả năng tự mình tìm kiếm, thu thập thông tin, xử lý thông tin

và vận dụng kiến thức vào tình huống cụ thể để giải quyết có hiệu quả các vấn đề trong học tập và trong cuộc sống, mang đến sự phát triển cho người học

Để phát triển được NLTH, người học nên chia quá trình học thành 3 giai đoạn:

BẢNG 1.1 CÁC GIAI ĐOẠN DẠY HỌC THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NLTH

1 Trước khi đến

lớp

HS thực hiện kế hoạch tự học trước khi đến lớp bao gồm:

- HS chuẩn bị nội dung bài cũ

- Xác định nội dung cần học

- Lập kế hoạch tự học: theo mẫu hoặc tự lập

- Cài đặt, tìm hiểu và chuẩn bị trước phần mềm WM

- Thu thập thông tin: đọc bài mới trước, tự tìm hiểu kiến thức mới từ các nguồn tài liệu khác nhau…rồi phân tích, xử lý thông tin và chuẩn bị bài báo cáo kết quả học tập ở nhà theo cá nhân/nhóm

2 Trên lớp học

- HS trả lời kiến thức cũ (nếu có): tái hiện kiến thức đã học

- HS báo cáo kết quả học tập ở nhà và đặt câu hỏi thắc mắc về kiến thức mới (nếu có)

- HS tham gia thảo luận nhóm về bài mới

- HS tự tiến hành TN hoặc tự trình bày, tự thay đổi thông số TN theo nhóm/cá nhân

- HS rút ra kết luận, nội dung cần học

- HS vận dụng kiến thức đã học để giải thích, giải bài tập,…

- HS tự đánh giá và đánh giá đồng phẳng

3 Sau khi về nhà

- HS hoàn thành nhiệm vụ được giao theo nhóm/cá nhân

- HS vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn (nếu có)

- Tìm hiểu kiến thức mở rộng từ các nguồn tài liệu khác nhau, từ Internet,…

1.1.3.2 Các thành tố của năng lực tự học

NLTH được thể hiện qua việc chủ thể tự xác định đúng đắn động cơ học tập, có

khả năng tự quản lý việc học, có thái độ tích cực trong các hoạt động, điều chỉnh hoạt động học tập và đánh giá kết quả học tập của chính mình có thể độc lập làm việc hoặc làm việc hợp tác với người khác NLTH tồn tại và phát triển thông qua hoạt động TH

NLTH có thể phát triển được và mỗi cá nhân khác nhau có NLTH khác nhau Để hình thành và phát triển NLTH thì mỗi cá nhân phải có NL thành tố sau:

BẢNG 1.2 THÀNH TỐ NĂNG LỰC TỰ HỌC Giai

do niềm yêu thích của bản thân, để có thể TH lâu dài và bền vững [24] Với tính năng này, chúng tôi đã đề xuất thành công NLTH là xác định động cơ, mục đích học tập

HS phân chia công việc hợp lý, sử dụng thời gian cho từng công việc sao cho khoa học Với tính năng này, chúng tôi

đã đề xuất thành công NLTH là lập kế hoạch, điều chỉnh

và thực hiện kế hoạch học tập (ký hiệu LK)

lý xảy ra, đòi hỏi người học phải sử dụng một loạt các thao tác trí tuệ như phân tích, so sánh,…để giải thích Đồng thời

HS phải tự rèn luyện các thao tác trên phần mềm WM để

hỗ trợ việc thực hiện TN

Với tính năng này, chúng tôi đã đề xuất thành công NLTH

là thực hiện kế hoạch tự học (ký hiệu TK)

Trên lớp

học

Làm việc theo nhóm (LV)

Khi được giao nhiệm vụ, HS tổ chức làm việc nhóm, thực hiện các nhiệm vụ HS tự giác phân chia công việc các thành viên, tìm tài liệu từ các nguồn khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ đặt ra Với tính năng này, chúng tôi đã

đề xuất thành công NLTH là làm việc theo nhóm (ký hiệu

tự kiểm tra, đánh giá và tự điều chỉnh hoạt động tự học (ký

hiệu DG)

Sau khi

về nhà

Thực hiện công việc được giao

hiệu CV)

1.1.3.3 Các biểu hiện của năng lực tự học

Tác giả Taylor khi nghiên cứu về vấn đề TH của HS trong trường phổ thông đã xác định người tự học là người có động cơ học tập và bền bỉ, có tính độc lập, kỷ luật,

tự tin và biết định hướng mục tiêu, có kỹ năng hoạt động phù hợp Tác giả đã phân tích

có ba yếu tố cơ bản của người tự học đó là thái độ, tính cách và kỹ năng Theo ông NLTH có những biểu hiện sau: [25]

Hình 1.1 Biểu hiện năng lực theo Taylor

Theo chương trình giáo dục phổ thông mà Bộ Giáo dục và Đào tạo đã công bố vào năm 2018 và xác định có 10 năng lực của HS đó là: [4]

Trong đó biểu hiệu của NL tự chủ và tự học ở cấp THPT như sau: [4]

Bảng 1.3 Biểu hiện NLTH cấp THPT theo Bộ giáo dục và Đào tạo

- Tự nhận ra và điều chỉnh được những sai sót, hạn chế của bản thân trong quá trình học tập; suy ngẫm cách học của mình, rút kinh nghiệm để có thể vận dụng vào các tình huống khác; biết tự điều chỉnh cách học

- Biết thường xuyên tu dưỡng theo mục tiêu phấn đầu cá nhân và các giá trị công dân

1.1.4 Các biện pháp nâng cao năng lực tự học

Biện pháp 1: Tạo niềm tin và hứng thú học tập cho HS

a) Nội dung: Theo tâm lý học, các thành phần bên trong thái độ học tập của

người học là nền tảng quan trọng nhất cho việc hình thành và phát triển NLTH Với

HS phổ thông có ý thức tự giác trong tự học mới hình thành, nên GV là người biết nhen nhóm, thắp sáng niềm tin, tạo hứng thú và động cơ tự học cho HS

b) Cách thực hiện: Để tạo niềm tin và hứng thú cho HS khi tự học, GV có thể tổ

chức hoạt động nhóm Khi tham gia hoạt động nhóm, mỗi HS có một sở trường, một thế mạnh riêng, họ sẽ hỗ trợ, học tập lẫn nhau GV có thể giao những nhiệm vụ phù hợp, vừa sức với HS Trong quá trình dạy học trên lớp, GV có thể sử dụng các chiến lược như dạy học giải quyết vấn đề, dạy học theo góc, dạy học theo trạm,…

Chẳng hạn, khi dạy học về các định luật Niu-tơn, GV tổ chức cho HS giải thích các hiện tượng gần gũi trong đời sống của họ như người ngồi trong xe ngã về phía trước hoặc phía sau khi xe thay đổi tốc độ,…

c) Hiệu quả: giúp người học tự ý thức được tầm quan trọng của tự học, có niềm

tin vào bản thân thì việc tự học mới trở thành sở thích, đam mê, tự giác mà không cần

có sự thúc giục của yếu tố bên ngoài

Biện pháp 2: Hướng dẫn HS xây dựng kế hoạch tự học của HS

a) Nội dung: GV yêu cầu HS đối chiếu với kiến thức, kỹ năng mà bản thân đã

tích lũy được với chuẩn kiến thức, kỹ năng môn Vật lý, yêu cầu HS tự xác định mục tiêu cũng như nhiệm vụ tự học phù hợp với điều kiện cá nhân Sau đó, GV giúp đỡ HS xây dựng kế hoạch tự học một cách phù hợp

b) Cách thực hiện:

- Lên danh sách những việc cần làm: việc này giúp HS không bỏ sót công việc,

đồng thời có thể giúp HS biết được việc nào quan trọng hơn Vì thế HS nên ghi chi tiết công việc cần làm cho mỗi môn học trong tuần Sau đó, HS nên sắp xếp các công việc này lại theo thứ tự giảm dần về mức độ quan trọng; HS nên chia thời gian trong ngày của mình càng cụ thể càng tốt và dự định thời gian để hoàn thành mỗi công việc

- Sắp xếp công việc khoa học và hợp lý: Sau khi đã xác định được trọng tâm,

phải sắp xếp công việc cho hợp lý về logic nội dung cũng như về thời gian Thông qua việc lập kế hoạch sẽ phân chia sử dụng thời gian cho từng công việc sao cho khoa học

và hợp lý, giúp HS làm chủ được quỹ thời gian và không quên các việc sẽ phải làm, không bị động trước rất nhiều các tài liệu cần phải đọc và các nhiệm vụ mà GV giao

- Lập bảng biểu kế hoạch: HS lên cho mình một kế hoạch bằng công cụ sơ đồ

tư duy hoặc trên giấy A4…

Ví dụ: Mẫu Kế hoạch tự học ở nhà

1 Mục đích: giáo viên cung cấp

2 Nhiệm vụ cá nhân: giáo viên cung cấp

3 Kế hoạch tự học:

4 Tự đánh giá việc hoàn thành kế hoạch tự học:………

5 Rút kinh nghiệm và biện pháp khắc phục cho bản thân:………

c) Hiệu quả: Việc xây dựng kế hoạch sẽ giúp HS phân chia công việc hợp lý, sử

dụng thời gian khoa học, giúp HS làm chủ được quỹ thời gian và không quên các việc

sẽ phải làm, không bị động trước rất nhiều các tư liệu cần phải đọc và các công việc phải hoàn thành Kế hoạch càng chi tiết, càng rõ ràng thì việc tự học càng đạt hiệu quả cao và nâng cao được kết quả học tập

Biện pháp 3: Hướng dẫn và tăng cường tổ chức làm việc theo nhóm

a) Nội dung: Hiện nay, có rất nhiều PPDH được GV lựa chọn, với cùng một nội

dung nhưng tùy thuộc vào phương pháp sử dụng thì sẽ có những hiệu quả khác nhau Làm việc theo nhóm là một trong những PPDH được áp dụng phổ biến nhằm phát huy được tính tích cực của người học Phương pháp hoạt động nhóm giúp các thành viên trong nhóm chia sẻ các băn khoăn, kinh nghiệm của bản thân, cùng nhau xây dựng nhận thức mới Bài học trở thành quá trình học hỏi lẫn nhau chứ không phải là sự tiếp nhận thụ động từ giáo viên

b) Cách thực hiện:

- Làm việc chung cả lớp

- Làm việc theo nhóm

- Tổng kết trước lớp

c) Hiệu quả: Làm việc theo nhóm nâng cao được tính trách nhiệm của từng

thành viên trong nhóm Các thành viên trong nhóm biết được sự phụ thuộc lẫn nhau, vì vậy mỗi thành viên trong nhóm tự ý thức được phải cố gắng hết mình không phải chỉ

vì thành tích cá nhân mà còn vì nhiệm vụ của cả nhóm Chính vì vậy việc sử dụng

PPDH theo nhóm là một trong những biện pháp góp phần phát triển NLTH của HS Biện pháp 4: Sử dụng các kỹ thuật dạy học tích cực

a) Nội dung: Để nâng cao hiệu quả dạy học, người dạy cần kết hợp giữa các

phương pháp đặc thù với các kỹ thuật dạy học tích cực như khăn trải bàn, bản đồ tư duy,…để có thể phát huy tối đa NLTH của HS Kỹ thuật dạy học là những biện pháp, cách thức hành động của GV và HS trong các tình huống, hành động nhỏ nhằm thực hiện và điều chỉnh quá trình dạy học

b) Cách thực hiện: GV có thể kết hợp giữa phương pháp dạy học hiện đại đặc

biệt là dạy học theo nhóm và lồng ghép các kỹ thuật phù hợp cho mỗi tiết học, bài học

c) Hiệu quả: các kỹ thuật dạy học tích cực là những kỹ thuật dạy học có ý nghĩa

đặc biệt trong việc phát huy sự tham gia tích cực của HS vào quá trình dạy học, kích thích tư duy, sự sáng tạo và sự cộng tác làm việc của HS từ đó có thể phát triển NLTH của HS

Biện pháp 5: Phát triển năng lực nghe giảng và ghi chép bài của HS

a) Nội dung: Nghe giảng là một năng lực quan trọng, nghe giảng giúp HS tiếp

thu nội dung cơ bản của bài học Kết quả nghe giảng thể hiện trình độ tiếp nhận vấn đề cũng như trình độ TH của HS Để có thể nghe giảng và tiếp thu bài tốt, yêu cầu HS cần đọc, nghiên cứu nội dung bài học trước, xác định nội dung nào cần tập trung nghe để hiểu, nội dung nào cần ghi đầy, nội dung nào cần ghi tóm tắt Ghi chép là một thao tác phổ biến trong hoạt động học tập của HS Tuy nhiên, ghi chép cũng gắn liền với sự hiểu biết và trình độ lĩnh hội của người học Nếu không hiểu bài thì không thể ghi chép tốt được

b) Cách thực hiện:

- Ghi chép nhanh những dẫn dắt của GV trong các bài giảng;

- Phải vừa nghe giảng, vừa ghi chép vì thời lượng dành cho dạy học trên lớp là ngắn, GV thường giảng nhanh do đó HS nghe giảng và chỉ ghi chép những phần kiến thức phần trọng tâm, một hiện tượng vật lý theo hướng mới, còn những kiến thức đã

có trong sách giáo khoa thì có thể đánh dấu;

- Dùng ngôn ngữ và ghi theo cách hiểu của mình để vừa dễ hiểu và ghi nhanh;

- Điều chỉnh lại bài sau khi đọc lại bài và suy nghĩ theo cách hiểu của mình

c) Hiệu quả: việc rèn luyện kỹ năng ghi chép, tóm tắt thông tin theo cách hiểu

của HS sẽ giúp phát triển NL nghe giảng và ghi chép cho HS từ đó phát triển NLTH của HS

Biện pháp 6: Phát triển NL lựa chọn, đọc tài liệu tham khảo và khai thác

kiến thức của HS

a) Nội dung: Để nâng cao NLTH của HS, cần bồi dưỡng cho HS NL lựa chọn và

đọc tài liệu có liên quan đến môn học, bài học

b) Cách thực hiện:

- Lựa chọn tài liệu học tập phù hợp với trình độ của mình và chương trình học;

- Tóm tắt được nội dung chính của tài liệu, ghi lại những điều chưa hiểu;

- Kỹ năng đọc tài liệu: vừa đọc, vừa ghi và có cách ghi nhớ được những điều đã học, so sánh được với những kiến thức đã học;

- Vừa đọc vừa thẩm định những điều đang đọc

c) Hiệu quả: Khi biết hệ thống hóa, khái quát hóa các tài liệu đã học được theo

cách riêng của mình, đặc biệt bổ sung những điều đọc được vào hệ thống tri thức đã có của bản thân thì HS sẽ có thói quen của một nhà nghiên cứu khoa học, có thể tự học,

tự khám phá tri thức từ các nguồn tài liệu

Biện pháp 7: Bồi dưỡng NL tự kiểm tra, đánh giá và tự đánh giá kết quả

a) Nội dung: Ngoài đánh giá của GV, HS cần phải thường xuyên thực hiện tự

đánh giá kết quả tự học của mình để bản thân HS biết được NL của mình rồi tự điều chỉnh hành vi, hoạt động học tập

b) Cách thực hiện: GV có thể thiết kế các đề kiểm tra kèm theo đáp án để HS tự

làm và tự thực hiện đánh giá kết quả bài làm của mình GV cũng có thể ra đề dưới dạng các bài báo cáo, seminar và yêu cầu HS thực hiện, tự chấm điểm sản phẩm của mình và chấm điểm của các nhóm khác

c) Hiệu quả: thông qua hoạt động tự đánh giá, HS sẽ tích cực, chủ động trong

quá trình chiếm lĩnh tri thức và phát triển được NLTH

Tóm lại, để nâng cao chất lượng dạy học, phải đảm bảo ba khâu thống nhất với nhau: nội dung chương trình, phương pháp giảng dạy của GV và tự học của HS GV

có nhiệm vụ bồi dưỡng cho HS các phương pháp nắm tri thức phù hợp với mục đích

và đặc điểm của môn học Còn sự thành công trong quá trình giảng dạy là HS biết cách tự học Nếu phát triển được NLTH của HS sẽ góp phần nâng cao kết quả học tập

1.1.5 Dạy học vật lý theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh

Để thực hiện tốt mục tiêu về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, cần phải đổi mới về PPDH theo hướng phát triển NL của người học Đổi mới PPDH đang thực hiện từ chương trình giáo dục nội dung theo cách truyền thống sang tiếp cận

NL người học, từ vấn đề HS học được cái gì đến vấn đề HS vận dụng được cái gì Để đảm bảo được điều đó, phải chuyển từ PPDH “truyền thụ một chiều” sang PPDH vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành NL và phẩm chất Để thực hiện điều này, đối với bộ môn Vật lý, GV cần phải tăng cường việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển NLTH, đổi mới quan hệ thầy – trò theo hướng cộng tác nhằm phát triển NL

xã hội Căn cứ vào các biện pháp chung ở trên, chúng tôi đưa ra một số biện pháp cho dạy học vật lý theo hướng phát triển NLTH của HS như sau:

1.1.5.1 Hướng dẫn HS tổ chức các hoạt động tự học

Cùng với các việc tạo niềm tin, hứng thú tự học thì việc hướng dẫn HS biết cách

tổ chức tự học là nhân tố quan trọng cho sự thành công của tự học Để tổ chức được

TH thì GV cần hướng dẫn cho HS xây dựng kế hoạch TH đối với mỗi hoạt động khác nhau như:

- Hoạt động tự học Vật lý trên lớp:

+ GV tổ chức cho HS trao đổi theo nhóm những tài liệu đã tìm hiểu tại nhà; + GV tổ chức cho HS nghiên cứu bài mới ở lớp: kết hợp giữa PPDH hiện đại với kỹ thuật dạy học tích cực

- Hoạt động tự học Vật lý ở nhà:

+ GV giao nhiệm vụ tự học về nhà: để HS tự củng cố, hiểu sâu, hoàn thiện kiến thức, rèn các kỹ năng, kỹ xảo học tập và giáo dục tư tưởng tình cảm cho HS Nếu tổ chức tốt hoạt động tự học ở nhà sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở phổ thông;

+ GV thường xuyên kiểm tra bài làm ở nhà của HS để nâng cao ý thức, trách nhiệm của HS; khối lượng nhiệm vụ GV giao về nhà cho HS cần đảm bảo vừa đủ, vừa sức với HS

- Hoạt động tự học Vật lý ngoại khóa:

+ GV giao cho HS nhiệm vụ HS: làm việc với tài liệu tham khảo và các nguồn kiến thức khác nhau HS phải tự ôn luyện kiến thức, đọc sách, sưu tầm hình ảnh, video, thí nghiệm, tài liệu chuẩn bị cho ngoại khóa, tự vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học vào thực tiễn;

+ GV tổ chức cho HS trình bày những hiểu biết của mình về một vấn đề nào đó, trình bày các báo cáo khoa học phù hợp với trình độ và yêu cầu học tập của bản thân

1.1.5.2 Hướng dẫn HS thực hiện hoạt động học tập trong DHVL

- GV hướng dẫn HS thực hiện kế hoạch:

+ Từ nội dung bài học, xác định nội dung kiến thức cốt lõi, trọng tâm;

+ Xác định hình thức tổ chức hoạt động tự học: hướng dẫn trực tiếp/ hướng dẫn gián tiếp, thực hiện theo cá nhân/ nhóm;

+ Xác định tài liệu chính, tài liệu tham khảo ứng với mỗi nội dung;

+ Xác định thời gian thực hiện, cách thức đánh giá ứng với mỗi nội dung (gửi sản phẩm về qua mail cho GV hoặc báo cáo trực tiếp);

+ HS thực hiện theo trình tự đã hướng dẫn

- Thu thập thông tin (kiến thức vật lý): từ các tài liệu, tranh ảnh, mẫu vật,

video,… liên quan đến nội dung cần học: tìm sách ở thư viện, sử dụng từ khóa để tìm trên mạng Việc thu thập thông tin cần có sự chọn lọc cao thì mới mang lại hiệu quả cho việc tự học

- Xử lý thông tin và hoàn thành công việc được giao:

+ HS tự so sánh, phân tích, tổng hợp,…;

+ Xây dựng biểu đồ, đồ thị, bảng biểu rồi tự rút kết luận;

+ Sắp xếp hệ thống hóa và trình bày kết luận theo cách hợp lý, khoa học

1.1.5.3 Tổ chức cho HS làm việc theo nhóm trong DHVL

Phân công trong nhóm

Cá nhân làm việc độc lập trao đổi hoặc tổ chức thảo luận nhóm

Cử đại diện hoặc phân công trình bày kết quả làm việc nhóm

Tổng kết trước

lớp

Các nhóm lần lượt báo cáo kết quả Thảo luận chung

GV tổng kết, đặt vấn đề cho bài tiếp theo

1.1.5.4 Sử dụng các phương tiện học tập trong DHVL

Phương tiện học tập là điều kiện không thể thiếu trong các hoạt động dạy học cũng như tự học của HS Trong học tập Vật lý, để việc sử dụng phương tiện hỗ trợ đặc biệt là phần mềm hỗ trợ đạt hiệu quả cao, trong quá trình dạy học GV cần hướng dẫn cho HS sử dụng các loại phương tiện học tập khác nhau GV cần hướng dẫn HS tự học với các phương tiện hiện đại như máy vi tính, phần mềm trên các thiết bị, internet,…giúp HS học tập đạt hiệu quả cao hơn vì chúng giúp HS thu thập, lưu trữ thông tin, trình diễn thông tin,… Ngoài ra, GV cần hướng dẫn HS sử dụng sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, các thiết bị thí nghiệm, sử dụng phần mềm hỗ trợ,… để khai thác, xử lý các thông tin [16]

Chẳng hạn, để HS làm việc với máy tính có cài đặt phần mềm hỗ trợ như WM,

GV cần giới thiệu về tài liệu hoặc địa chỉ tin cậy để HS tiếp cận với phần mềm; cần hướng dẫn HS cách cài đặt, thao tác và mô tả hiện tượng vật lý Ngoài ra, trước khi HS thao tác với phần mềm WM cần nêu yêu cầu mà HS phải đạt được khi làm việc với phần mềm để HS có sự định hướng

1.1.5.5 Hoạt động tự kiểm tra, đánh giá kết quả tự học của HS trong DHVL

Hoạt động tự kiểm tra, đánh giá kết quả tự học cần tổ chức dưới nhiều hình thức khác nhau và cần phối hợp giữa các hình thức đó với nhau trong quá trình dạy học

Trong DHVL ở trường phổ thông, sau mỗi bài học HS cần trả lời hệ thống câu hỏi và bài tập trong sách giáo khoa hoặc do GV giao thêm ứng với phần kiến thức tự học tương ứng; hoặc yêu cầu HS tái hiện lại các nội dung kiến thức đã biết bằng nhiều cách như tái hiện bằng sơ đồ, bằng hệ thống bảng biểu, bản đồ tư duy,… Ngoài ra, qua nhiều lần thực hiện như thế này, kỹ năng tự kiểm tra, đánh giá của HS ngày càng được củng cố và phát triển, từ đó có thể tự điều chỉnh phương pháp học tập được hiệu quả hơn

1.1.5.6 Hướng dẫn HS kỹ năng thực hành với phần mềm hỗ trợ trong DHVL

Rèn luyện cho HS khả năng thực hành TN thực cũng thao tác sử dụng phần mềm mô phỏng đơn giản Đối với phần mềm mô phỏng thay thế TN khó thành công sẽ giúp HS thao tác nhanh chóng, tiết kiệm thời gian Trước tiên, GV hướng dẫn tìm hiểu tài liệu về phần mềm cần học rồi hướng dẫn HS thao tác thực hành và từ đó tự HS có thể thay đổi thông số để hiểu rõ hơn các hiện tượng, định luật trong quá trình DHVL

Tóm lại, NLTH của HS trong dạy học vật lý có vị trí quan trọng trong thực hiện mục tiêu bộ môn, góp phần đào tạo những người lao động năng động sáng tạo, có năng lực tự chủ Do đó, trong quá trình dạy học vật lý nói riêng, dạy học ở trường phổ thông nói chung GV cần sự định hướng, chỉ dẫn, tạo niềm đam mê cho HS giúp HS tự giác

tự lập trong học tập Từ đó, việc tự học mới trở thành thói quen, nhu cầu của người học và góp phần nâng cao kết quả học tập của bản thân; chất lượng đào tạo của nhà trường

1.2 Dạy học vật lý thông qua sử dụng phần mềm Working Model

1.2.1 Giới thiệu phần mềm Working Model

1.2.1.1 Đặc điểm

WM là phần mềm chuyên dụng thỏa mãn các tính năng cần thiết của bộ phần mềm mô phỏng, nó được dùng để mô phỏng các hệ thống cơ học, động học, động lực học trên không gian 2D và có thể trên cả 3D…[7]

1.2.1.4 Những tính năng nỗi bật của WM

WM phù hợp với phương pháp dạy học bậc trung học tạo điều kiện thuận lợi

trong việc sử dụng và có khả năng hỗ trợ các hình thức dạy học theo nhóm và học tập

ở nhà

WM có thể phân tích thiết kế, đo đạc các đại lượng vật lý ở bất kỳ đối tượng

nào trong hệ thống, xem kết quả xuất hiện dưới dạng vectơ, giá trị số hay đồ thị Ngoài

ra nó còn cung cấp các công cụ liên kết các đối tượng Tạo các vật thể và khai báo các đặc trưng như khối lượng, lực, chiều dài, mô phỏng quá trình tiếp xúc, va chạm, ma sát…

1.2.2 Vai trò của phần mềm Working Model trong dạy học phát triển năng lực

HS

Vật lý là môn khoa học mang tính thực nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm thực

và ảo trong dạy học là điều không thể thiếu Thí nghiệm góp phần làm sáng tỏ thế giới quan khoa học cũng như niềm tin vào khoa học của HS Với sự hỗ trợ của phần mềm

WM trong dạy học phát triển năng lực của HS thì:

- Trong suốt quá trình học tập, HS không ngừng thực hiện các hoạt động tư duy, thông qua việc dạy học GV không chỉ truyền thụ kiến thức cho HS mà còn phát triển

NL của HS Vì vậy việc trang bị cho HS một công cụ hỗ trợ cho hoạt động tư duy là thực sự cần thiết Phần mềm WM là phần mềm hỗ trợ có thể thực hiện một số thí nghiệm, đặc biệt là thí nghiệm về cơ học góp phần phát triển NLTH của HS

- Trong quá trình dạy học phần cơ học, truyền đạt tri thức thì có những vấn đề mà

GV không thể truyền đạt bằng lời, khi đó GV có thể sử dụng phần mềm WM thì sẽ nhanh chóng giúp HS phát hiện vấn đề cần giải quyết Khi sử dụng phần mềm WM tạo tình huống sẽ tạo cái mới cho HS, kích thích sự tò mò, hứng thú, muốn được tự tìm hiểu và khám phá từ đó phát triển được NLTH của HS Sau khi giải quyết vấn đề, HS

có thể tự mình thay đổi thông số của sử dụng phần mềm WM để kiểm tra lại tính đúng đắn của giả thuyết khi đó HS sẽ muốn tìm hiểu kỹ hơn từ đó có thể khắc sâu kiến thức

- Phần mềm WM có thể sử dụng trong các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học từ khâu đề xuất giả thuyết, làm TN kiểm tra giả thuyết và kiểm tra đánh giá NLTH của HS Vì vậy, sử dụng phần mềm WM phát huy tối đa khả năng tư duy của HS, phát triển NLTH trên mỗi sản phẩm của phần mềm

1.2.3 Phát triển năng lực tự học của học sinh khi dạy học vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm Working Model

WM tạo ra môi trường ảo trong máy tính, cho phép ta xây dựng các mô phỏng

về hiện tượng vật lý để nghiên cứu chi tiết các quá trình cơ học biến đổi nhanh trong trường trọng lực, động học, tĩnh học trong các tình huống giả sử lý tưởng Qua thực tế với sự hỗ trợ của phần mềm, cho thấy nó có khả năng đáp ứng đầy đủ các tính năng cần thiết của một phần mềm mô phỏng Trong dạy học Vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm, các quá trình cơ học biến đổi nhanh và thí nghiệm cơ học đơn giản được thiết

kế dễ dàng

Trong các quá trình cơ học biến đổi nhanh WM cho phép người học tương tác, thay đổi thông số của các đối tưởng cần khảo sát Vì vậy, HS có thể quan sát các quá trình cơ học dưới nhiều khía cạnh khác nhau như lực tác dụng, tọa độ, vận tốc, quỹ đạo chuyển động,… Kết hợp giữa máy chiếu và TN mô phỏng hiện tượng vật lý được xây dựng dựa trên phần mềm WM cho phép GV và HS tương tác với nhau để khám phá bản chất của hiện tượng dễ dàng và sinh động hơn, kích thích khả năng tư duy và sáng tạo của HS HS tự mình có thể thay đổi thông số qua đó có thể hình thành NLTH cho mình

Khi học và thao tác trên phần mềm WM và máy chiếu giúp cho HS vận dụng được nhiều kiến thức và kỹ năng khác nhau trong đó có kiến thức tin học; kỹ năng quan sát, thu nhận và xử lý thông tin;… Phần mềm không chỉ hỗ trợ cho GV và HS nghiên cứu về tính chất, định luật vật lý bên cạnh đó phần mềm còn giúp cho GV và

HS kiểm chứng định lượng lại một số bài tập đơn giản HS được làm bài tập và kiểm

chứng lại các kết quả trên phần mềm WM, giúp cho HS thấy mối liên hệ nhất định giữa các công thức và hiện tượng vật lý so với cách dạy học truyền thống thì HS sinh động hơn

1.3 Thực trạng sử dụng phần mềm Working Model trong dạy học vật lý phát triển năng lực tự học của học sinh

Để tìm hiểu thực trạng NLTH của HS và phát triển NLTH của HS trong dạy

học vật lý ở trường phổ thông hiện nay, chúng tôi tiến hành phát phiếu thăm dò 15

GV vật lý và 40 HS của trường THPT Ông Ích Khiêm – Huyện Hòa Vang – Thành phố Đà Nẵng bước đầu chúng tôi thu được một số kết quả về thực trạng dạy học theo hướng phát triển NLTH của HS với sự hỗ trợ của phần mềm WM ở trường THPT trong dạy học môn Vật lý Với nội dung và kết quả điều tra ý kiến GV và HS được trình bày ở phụ lục 4

1.3.1 Thực trạng về vấn đề sử dụng phần mềm WM hỗ trợ dạy học môn Vật lý

Qua thăm dò, điều tra thì thực trạng của vấn đề sử dụng phần mềm WM để hỗ trợ phát triển NLTH của HS ở trường THPT vẫn còn nhiều hạn chế và chúng tôi nhận thấy đa số đều đánh giá cao việc sử dụng phần mềm WM vào quá trình tự học của HS trên lớp và ở nhà Nhưng GV vẫn chưa quan tâm đến sử dụng phần mềm WM để phát triển NLTH của HS (12/15 tức là 80% GV chọn có thỉnh thoảng sử dụng phẩn mềm

WM trong dạy học, 30/40 tức 75% HS chọn rất thỉnh thoảng thầy cô có sử dụng phần mềm WM)

1.3.2 Thực trạng dạy học theo hướng phát triển NLTH của HS với sự hỗ trợ của phần mềm WM

Hầu hết HS được hỏi có suy nghĩ là phát triển NLTH vật lý là quan trọng và rất quan trọng (97,5%) Mặc dù nhận thức được rằng NLTH là quan trọng, tuy nhiên con

số thu được đã cho thấy NLTH của HS hiện nay vẫn còn yếu

Bảng 1.4 Những việc HS thường làm trong thời gian rãnh Mức độ

Nội dung

Rất thường xuyên

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Rất ít khi

Không bao giờ

Đọc sách, tài liệu tham

Bảng 1.5 Lƣợng thời gian học sinh dành cho quá trình tự học

Từ điều tra cho thấy cần có sự cân đối giữa hoạt động học tập và giải trí mà một trong những cách như thế là tìm ra một phương pháp học phù hợp với bản thân, phù hợp khả năng, phù hợp với xu thế hiện tại Tất cả GV được hỏi đều khẳng định phát triển NLTH của HS là rất cần thiết Mặc dù nhận thức được tầm quan trọng đó nhưng việc tổ chức dạy học lâu nay vẫn chưa thể phát triển được NLTH của HS, nhiều GV tỏ

ra lúng túng trong cách phát triển NLTH của HS Khi được hỏi về quy trình tổ chức dạy học phát triển NL thành tố của NLTH thì hầu hết GV lại đưa ra các biện pháp truyền thống như tăng cường sử dụng thí nghiệm (có khi thực hiện được hoặc không),

mà chưa đề ra được quy trình tổ chức dạy học phát triển NL thành tố của NLTH Còn khi được hỏi về nguồn tài liệu để học ở nhà thì đa số các em chỉ dừng ở học trong SGK, SBT; còn tham khảo tài liệu trên mạng thì quá nhiều chưa biết cách chọn lọc thông tin còn sử dụng phần mềm hỗ trợ WM, bạn bè và thầy cô chưa nhiều Vậy nguyên nhân của thực trạng hiện nay do đâu?

1.3.3 Nguyên nhân của thực trạng

Để tìm hướng khắc phục, góp phần phát triển NLTH của HS qua đó nâng cao

kết quả học tập, theo chúng tôi cần xác định các nguyên nhân cơ bản của thực trạng trên

1.3.3.1 Về phía giáo viên

Thực tế dạy học cho thấy, với thời gian 45 phút cho một tiết học, GV dành thời

gian cho việc tổ chức các hoạt động nhận thức cho HS là không nhiều Thông thường,

GV mất một khoảng thời gian nhất định để ổn định lớp, kiểm tra bài cũ và củng cố bài học nên chỉ còn khoảng 35 phút dành cho việc lĩnh hội kiến thức mới Với khoảng

thời gian này, GV cần phải đảm bảo dạy HS một lượng không nhỏ kiến thức mới nên khó mà tổ chức cho HS thảo luận, liên hệ kiến thức vừa lĩnh hội với liên hệ thực tế đời sống Nếu có, GV cũng chỉ có thể liệt kê các sự vật, hiện tượng liên quan mà không thể phân tích, giải thích các sự vật, hiện tượng một cách đầy đủ và sâu sắc được Việc áp dụng các PPDH tích cực trong quá trình dạy học của GV vẫn còn nhiều hạn chế chưa phát huy được tính tích cực của HS Nhiều GV vẫn quen lối dạy

cũ, ngại đổi mới PPDH mà thường chú trọng về truyền đạt kiến thức cho HS hơn là phát triển NL người học Nên nhiều GV ít chú ý đến việc giới thiệu cho HS nắm bắt phương pháp, rèn luyện kỹ năng hay dạy học HS cách tự học thông qua việc tổ chức

DH theo các phương pháp này Còn việc kiểm tra, đánh giá trong dạy học chủ yếu còn nặng về kiến thức [22]

1.3.3.2 Về phía học sinh

HS nắm quá nhiều kiến thức nên HS cảm thấy thiếu hứng thú, động cơ học tập

và không thể phát triển được NLTH Phần lớn HS chưa ý thức được tầm quan trọng cũng như sự cần thiết của NLTH Chỉ có một số ít HS nhận thức được rằng NLTH là một trong những năng lực không thể thiếu trong học tập cũng như trong cuộc sống

Đa số HS chưa biết về NLTH cũng như chưa biết nó để làm gì và làm thế nào

để đạt hiệu quả cao trong quá trình học tập Vì vậy, đa số HS vẫn chép bài và học bài một cách máy móc, không nhớ được lâu và kết quả không cao

Từ thực trạng trên và yêu cầu của xã hội hiện nay, tôi nhận thấy sự cần thiết phải thực hiện đề tài nhằm phát triển NLTH của HS trong quá trình dạy và học ở trường phổ thông nhằm nâng cao kết quả học tập, tự nghiên cứu của HS

1.4 Biện pháp sử dụng phần mềm Working Model phát triển năng lực tự học của học sinh

Đối với môn Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, hầu hết kiến thức vật lý đều gắn liền với thực tế nên việc ứng dụng công nghệ thông tin nói chung và sử dụng phần mềm hỗ trợ WM nói riêng vào dạy học vật lý là một hướng đi thích hợp và mang tính cấp thiết [18]

Quá trình DH không chỉ là quá trình truyền đạt kiến thức mà nhiệm vụ của quá trình DH là phải làm cho HS hình thành và phát triển năng lực đặc biệt là NLTH, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, biết được những kỹ năng mới phù hợp với yêu cầu thực

tiễn hiện nay Do đó, GV cần có biện pháp để phát triển NL của HS với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học một cách hợp lý Do có những tính năng ưu việt của phần mềm

WM trong dạy học vật lý có thể hỗ trợ quá trình tự học, nâng cao kết quả học tập của học sinh

Dựa trên các biện pháp chung trên, chúng tôi đưa ra một số biện pháp sử dụng phần mềm WM để phát triển NLTH của HS

1.4.1 Hướng dẫn cho HS nghiên cứu tài liệu về phần mềm WM

a) Nội dụng: Phần mềm WM là phần mềm đã được xây dựng nhằm hỗ trợ cho

quá trình tự học, từ tìm tòi của HS và thay thế được các TN thực khó thực hiện thành công Với máy tính hoặc điện thoại thông minh có kết nối Internet có thể đáp ứng được yêu cầu tự tìm tòi thông tin vì đây là nguồn tài nguyên thông tin vô tận Trong khi đó, nếu GV biết cách khai thác thông tin qua mạng Internet thì bài học trên lớp sẽ đạt hiệu quả cao hơn

b) Cách thực hiện:

- Đọc thông tin trên mạng để cài đặt phần mềm trên máy tính;

- Tìm hiểu tài liệu trên mạng về các thao tác thực hiện TN sẵn có, thay đổi thông số vật lý tùy ý Các tư liệu đó chủ yếu gồm các hình ảnh, video cài đặt và sử dụng phần mềm WM, video minh họa các quá trình vật lý bằng phần mềm WM,…;

- Tìm kiếm tài liệu để nghiên cứu các chức năng cơ bản từ đó có thể thiết lập một TN đơn giản

c) Hiệu quả: Phần mềm WM làm cho các định luật vật lý, các lực cơ học trở nên

sống động hơn, các cấu trúc vi mô, mô hình vật lý trở nên gần gũi hơn… Vì mang tính trực quan nên chúng có thể kích thích sự đam mê, hứng thú học tập, đồng thời hỗ trợ rất tốt cho hoạt động nhận thức của HS

1.4.2 Hướng dẫn cho HS kỹ năng thu thập thông tin với sự hỗ trợ phần mềm

WM

a) Nội dung: Ưu điểm của phần mềm WM là khả năng lặp lại các thao tác tùy ý

và nhanh, chậm các hiện tượng vật lý cần nghiên cứu Từ đó, HS có thể xem lại nhiều lần để thu thập thêm thông tin cần thiết mà HS chưa kịp quan sát để giải quyết nhiệm

vụ học tập, góp phần quyết định kết quả cần nghiên cứu

c) Hiệu quả: Phần mềm WM có thể hỗ trợ cho HS về những việc cần làm để thu

thập thông tin một cách khả quan nhất mà các em có thể

1.4.3 Hướng dẫn HS kỹ năng xử lý thông tin (phân tích, so sánh, tổng hợp) với

sự hỗ trợ của phần mềm WM

a) Nội dung: Phần mềm WM hỗ trợ giúp GV chuẩn bị thí nghiệm khó thực hiện

bằng thí nghiệm thật, tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và không gian để GV có nhiều cơ hội trao đổi với HS Khi HS đã ý thức được vấn đề, phần mềm WM có nhiệm vụ hỗ trợ cho việc phát triển NLTH của HS Vì quá trình tự học không chỉ là thu nhận tri thức mà cần biết biến những tri thức này thành tri thức của riêng bản thân người học Từ đó, kỹ năng xử lý thông tin sẽ được hình thành và phát triển

b) Cách thực hiện:

- HS phân tích những thông tin thu thập được và sắp xếp thông tin phù hợp với từng loại kiến thức cũng như phù hợp với mục đích nghiên cứu; [20]

- Khả năng lập luận, đưa ra giả thuyết;

- Lập phương án TN, lựa chọn dụng cụ TN để kiểm tra giả thuyết, quan sát đo lường, tiến hành xử lý số liệu, vẽ đồ thị, đưa ra nhận xét,…;

- HS so sánh, đối chiếu, tổng hợp và rút ra kết luận

Ví dụ: Trong TN, có thể sử dụng phần mềm WM để lập phương án TN, lựa chọn

dụng cụ, bố trí TN, tiến hành TN để thu thập và xử lý số liệu Khi dạy phần “Định luật III Niuton”, GV cho HS quan sát TN mô phỏng bằng phần mềm WM về mối liên hệ giữa các lực khi vật tương tác với nhau Qua quan sát và thực hiện TN, HS có thể phân tích, suy luận để giải quyết vấn đề

c) Hiệu quả: WM hỗ trợ việc xử lý thông tin nhanh chóng và chính xác của HS