›

Khóa luận Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học phần “Nhiệt học” - Vật lí 10 THPT

pdf 204 trang thiennha21 16/04/2022 4171
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học phần “Nhiệt học” - Vật lí 10 THPT", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_xay_dung_va_su_dung_cac_bai_tap_thuc_tien_tich_hop.pdf

Nội dung text: Khóa luận Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học phần “Nhiệt học” - Vật lí 10 THPT

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Võ Thị Bích Diễm XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC”- VẬT LÍ 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2018
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Võ Thị Bích Diễm XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC”- VẬT LÍ 10 THPT Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2018
  3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục với đề tài: “Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong dạy học phần “Nhiệt học”- Vật lí 10 THPT” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các nội dung và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác. Tác giả Võ Thị Bích Diễm LỜI CẢM ƠN
  4. Trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ rất nhiều từ quý thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của mình đến: TS. Nguyễn Mạnh Hùng, người đã dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình, sửa lỗi, góp ý, động viên tinh thần cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Phòng Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và tổ bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này. Ban Giám hiệu trường THCS- THPT Tân Phú cùng toàn thể quý thầy cô trong tổ Vật lí và các em học sinh lớp 10A5 đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành quá trình thực nghiệm tại trường. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các anh chị, bạn bè học viên K27 và nhóm Luận Văn gồm anh Huỳnh Minh Hải và chị Hồ Thị Thanh Luông đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được góp ý đáng quý từ thầy, cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn nữa. Xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2018 Tác giả luận văn Võ Thị Bích Diễm MỤC LỤC
  5. Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình Danh mục các sơ đồ MỞ ĐẦU 1 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 5 1.1. Tổng quan 5 1.2. Năng lực GQVĐ 8 1.2.1. Năng lực là gì 8 1.2.2. Giải quyết vấn đề là gì? 16 1.2.3. Năng lực giải quyết vấn đề 16 1.2.4. Phương pháp, hình thức dạy học nâng cao NLGQVĐ. 19 1.3. Bài tập vật lí 23 1.4. Bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 23 1.4.1. Khái niệm bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 23 1.4.2. Phân loại các bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 26 1.4.3. Vai trò của BTVLTTTHLM 28 1.4.4. Phương pháp giải BTVLTTTHLM 30 1.5. Quy trình xây dựng các BTVLTTTHLM 31 1.5.1. Nguyên tắc xây dựng các BTVLTTTHLM 31 1.5.2. Các bước cụ thể xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn 31 1.5.3. Cách sử dụng BTTTTHLM 34 1.6. Các biện pháp nâng cao NLGQVĐ của HS THPT 35 1.7. Khảo sát ý kiến dạy học các BTVLTTTHLM hiện nay và NLGQVĐ của HS 36 1.7.1. Mục đích nghiên cứu thực trạng 36 1.7.2. Các đối tượng nghiên cứu 36 1.7.3. Nội dung nghiên cứu 36
  6. 1.7.4. Phương pháp nghiên cứu 36 1.7.5. Kết quả nghiên cứu thực trạng 37 Chương 2. CÁC BTVLTTTHLM PHẦN NHIỆT HỌC NHẰM NÂNG CAO NLGQVĐ CHO HỌC SINH 41 2.1. Phân tích cấu trúc chương trình phần Nhiệt học và nội dung tich hợp hiện có trong phần Nhiệt học 41 2.1.1. Cấu trúc phần Nhiệt học 41 2.1.2. Tổng quan về phần Nhiệt học 41 2.2. Xây dựng các bài tập vật lí có nội dung thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” – Vật lí 10 THPT 43 2.2.1. Các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”- 43 2.2.2. Tiến trình dạy học bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần Nhiệt học 65 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 102 3.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp và thời gian tiến hành thực nghiệm 102 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm 102 3.1.2. Thời gian, địa điểm, đối tượng thực nghiệm 102 3.1.3. Phương pháp thực nghiệm 102 3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm 103 3.2.1. Công tác chuẩn bị 103 3.2.2. Diễn biến quá trình thực nghiệm 103 3.3. Công cụ đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 107 3.3.1. Đánh giá định tính 107 3.3.2. Đánh giá định lượng 107 3.4. Kết quả định lượng thực nghiệm sư phạm 113 3.4.1. Đánh giá NLGQVĐ qua điểm quá trình 114 3.4.2. Đánh giá NLGQVĐ của HS qua bài tiền kiểm và hậu kiểm 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 PHỤ LỤC
  7. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Thứ tự Các chữ viết tắt Các chữ viết đủ 1 BT Bài tập 4 BTTTTHLM Bài tập thực tiễn tích hợp liên môn 2 BTVL Bài tập vật lý 5 BTVLTTTHLM Bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 3 BTVN Bài tập về nhà 7 GQVĐ Giải quyết vấn đề 6 GV Giáo viên 8 HS Học sinh 9 NLGQVĐ Năng lực giải quyết vấn đề 10 SGK Sách giáo khoa 11 THPT Trung học phổ thông
  8. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các năng lực chung và năng lực riêng theo OECD 10 Bảng 1.2. Các nhóm năng lực chuyên biệt môn Vật lý 11 Bảng 1.3. Các mức độ của NLGQVĐ của HS THPT 17 Bảng 1.4. Các mức độ cụ thể của các thành tố trong NLGQVĐ 18 Bảng 1.5. Quy trình cụ thể xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn 31 Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá bài tập làm nhóm (GV đánh giá) 108 Bảng 3.2. Tiêu chí đánh giá BTVN của HS (TT1) 109 Bảng 3.3. Đánh giá sản phẩm đèn kéo quân (GV đánh giá) 109 Bảng 3.4. Đánh giá thiết kế thí nghiệm sự nở vì nhiệt (GV đánh giá) 110 Bảng 3.5. Đánh giá cho sản phẩm hoa của HS (GV đánh giá) 110 Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá NLGQVĐ trong bài tập 1 tiền- hậu kiểm 111 Bảng 3.7. Tiêu chí đánh giá NLGQVĐ trong bài tập 1 tiền- hậu kiểm 112 Bảng 3.8. Quy đổi điểm kiểm tra và mức NLGQVĐ 113 Bảng 3.9. Điểm bài tập nhóm (GV đánh giá) 114 Bảng 3.10. Thống kê điểm BTVN của HS 114 Bảng 3.11. Tổng hợp điểm đánh giá lẫn nhau của HS 115 Bảng 3.12. Thống kê điểm quá trình của HS 115 Bảng 3.13. Điểm số bài tiền kiểm- hậu kiểm của HS 117 Bảng 3.14. Thống kê số HS đạt mức độ I,II của NLGQVĐ trong BT 1 118 Bảng 3.15. Thống kê số HS đạt mức độ I,II của NLGQVĐ trong BT 2 118
  9. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Các pha trong tiến trình dạy học nêu và giải quyết vấn đề 20 Hình 1.2. Kĩ thuật khăn trải bàn gốc 22 Hình 1.3. Bài tập phụ lục mô tả than chì và kim cương 35 Hình 1.4. Biểu đồ tròn khảo sát lợi thế của BTTTTHLM để phát triển năng lực cho HS 37 Hình 1.5. Biểu đồ cột khảo sát việc vận dụng BTTTTHLM vào các khâu của quá trình dạy học 38 Hình 1.6. Biểu đồ tròn khảo sát lợi thế năng lực có thể phát triển cho cho HS khi sử dụng BTTTTHLM 38 Hình 1.7. Biểu đồ cột khảo sát việc vận dụng BTTTTHLM vào dạy học 38 Hình 2.1. Lồng đèn kéo quân 43 Hình 2.2. Sơ đồ nhận nhiệt sinh công theo nguyên lý II 45 Hình 2.3. Bình chữa cháy CO2 46 Hình 2.4. Các bước sử dụng bình cứu hỏa 50 Hình 2.5. Cấu tạo bên trong của cá chép 51 Hình 2.6. Mô phỏng thí nghiệm sự thay đổi mực nước khi cá bơi 51 Hình 2.7. Khe hở giữa các thanh ray 54 Hình 2.8. Cột điện cao thế ở Việt Nam 58 Hình 2.9. Cây và cấu tạo rễ cây 60 Hình 2.10. Hình cách tạo ra hoa hồng bảy màu 64 Hình 3.1. Bong bóng “Galaxy” 1 Hình 3.2. Cấu tạo và chức năng của phổi 6 Hình 3.3. Đỉnh Langbiang của Đà Lạt 10 Hình 3.4. Đồ thị biễu diễn mực nước biển trong các nằm 1880-2000 13 Hình 3.5. Cấu tạo bóng đèn dây tóc 17 Hình 3.6. Ấp trứng gà và sưởi ấm lợn trong chăn nuôi 19 Hình 3.7. Người thợ rèn ngồi bên cạnh bếp lửa 19 Hình 3.8. Nồi áp suất 21 Hình 3.9. Sơ đồ cấu tạo động cơ đốt trong 24
  10. Hình 3.10. Than chì và kim cương 27 Hình 3.11.Cấu trúc tinh thể kim cương 30 Hình 3.12. Cấu trúc tinh thể than chì 30 Hình 3.13. Mô tả đúc đồng (cắt ra từ clip) 31 Hình 3.14. Hạt sương đọng trên lá buổi sớm mai 34 Hình 3.15. Ngọn đèn dầu đang cháy 36 Hình 3.16. Dự báo thời tiết chụp từ màn hình điện thoại 39 Hình 3.17. Cấu tạo của gluco và fructozo 47 Hình 3.18. Cấu tạo hòa học của mantozo và saccarozo 48 Hình 3.19. Động cơ đốt ngoài- động cơ đốt trong 48 Hình 3.20. Bình gas trong gia đình 52 Hình 3.21. Người thổi bong bóng 60 Hình 3.22. Cột điện cao thế 61
  11. DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Khái niệm bài tập thực tiễn tích hợp liên môn 26 Sơ đồ 1.2. Phân loại BTVLTTTHLM 27 Sơ đồ 2.1. Cấu trúc phần nhiệt học 41
  12. 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong thế kỉ 21 này, thế kỉ của sự bùng nổ công nghệ thông tin, thế kỉ của những bước tiến vĩ đại của con người trong kĩ thuật công nghệ, ứng dụng khoa học và sự phát triển không ngừng của tri thức nhân loại, thế hệ công dân 4.0. Trong điều kiện đó, con người phải ngày càng nỗ lực, cố gắng hơn nữa để phát triển một cách toàn diện nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển mạnh mẽ của đời sống xã hội. Đây cũng chính là một khó khăn, một thách thức đối với ngành giáo dục ở các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam ta. Sự đổi mới giáo dục, đổi mới tư duy giáo dục chính là công việc cần thiết hàng đầu hiện nay. Ở nước ta cũng như các nước khác trên thế giới, mục đích giáo dục hiện nay không chỉ dừng lại đơn thuần ở việc truyền thụ kiến thức, kĩ năng kinh nghiệm của tổ tiên loài người tích lũy qua hàng triệu năm cho HS nữa, mà còn là bồi dưỡng, nâng cao những khả năng tự lực, tích cực, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề để đáp ứng với những sự thay đổi vượt bật trong đời sống xã hội hiện nay. Những cách thức quan trọng để thực hiện chính là tạo cho HS một điều kiện, một cơ hội trở thành chủ thể của hoạt động nhận thức để từ đó phát triển tư duy phát hiện vấn đề trên nền những kiến thức cơ bản, tổng hợp đã có để có thể giải quyết được các vấn đề đặt ra, từ đó chiếm lĩnh kiến thức và phát triển trí tuệ hơn. Vật lí là một trong những môn khoa học tự nhiên của chương trình THPT, nghiên cứu vật chất và những tính chất liên quan đến quá trình chuyển đổi, vận động của vật chất: dạng chuyển động, các quá trình biến đổi, quá trình tương tác Kiến thức vật lí là một sợi dây gắn kết một cách chặt chẽ với thực tế đời sống, kết hợp với các bộ môn khoa học tự nhiên khác tạo nên một thể thống nhất, hài hòa tương trợ lẫn nhau của tri thức nhân loại. Vật lí đi từ những ngóc ngách vi mô tới những hiện tượng vĩ mô trong đời sống của chúng ta. Dạy học Vật lí là quá trình tổ chức các hoạt động dạy và học nhằm giúp HS nhận thức kiến thức vật lí, hình thành tư duy vật lí và cao hơn là vận dụng được vào trong thực tiễn đời sống xã hội. Mục đích của giáo dục là nhằm đào tạo thế hệ trẻ phát triển một cách toàn diện, hoàn thiện nhân cách, nắm vững tri thức khoa học cơ bản phù hợp
  13. 2 với thực tiễn phát triển của đất nước. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề để phù hợp với yêu cầu của đời sống xã hội đối với người lao động; phù hợp với quyền lợi, nguyện vọng, năng lực của mỗi cá nhân. Sự phát triển đa dạng cá nhân sẽ dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng, toàn diện, hài hòa của xã hội. Trong những nghiên cứu giáo dục gần đây đã cho thấy rằng giáo dục phổ thông ở nước ta đã đạt nhiều kết quả nổi bật trong thời gian gần đây: quy mô, chất lượng giáo dục ngày càng tăng và có nhiều chuyển biến tích cực; chuyên môn của đội ngũ giáo viên ngày càng cao, cơ sở vật chất kĩ thuật không ngừng được củng cố, tăng cường và phát huy có hiệu quả. Bên cạnh đó, vẫn còn một số vấn đề đáng quan tâm. Đó là đa số HS còn gặp rất nhiều khó khăn khi vận dụng kiến thức đã học vào đời sống, các em còn chưa biết kiến thức đã học để làm gì ngoài việc thi đại học, thậm chí kiến thức đó có đúng thật hay không, có vận dụng được gì trong đời sống hay không? Đứng trước những vấn đề trong đời sống, các em chưa biết phải giải quyết như thế nào. Riêng ở bộ môn Vật lí, đa số HS sau khi học hết chương trình THPT vẫn không biết sử dụng các dụng cụ, thiết bị đo lường trong vật lí, không giải thích được hiện tượng tự nhiên, không biết vận dụng kiến thức vật lí đã học vào trong thực tiễn đời sống và sản xuất và thậm chí không hiểu rõ việc học nhiều bộ môn khoa học trong lúc học ở trường để làm gì. Đứng trước tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá, Bộ giáo dục và đào tạo đã chỉ đạo đổi mới các hoạt động dạy học nhằm tạo ra sự chuyển biến tích cực trong giáo dục hiện nay. Một trong những hoạt động đó chính là đề ra và xây dựng dạy học theo hướng dạy học tích hợp: tích hợp khoa học tự nhiên và tích hợp khoa học xã hội. Vật lí là một bộ môn khoa học tự nhiên và do đó cũng nằm trong chương trình tích hợp khoa học tự nhiên. Dạy học tích hợp xây dựng kiến thức liên hệ tới thực tiễn giúp người học có cách nhìn khái quát hơn vể thế giới xung quanh từ đó tình thành tư duy thực tiễn. Bên cạnh việc xây dựng một chương trình học mới thì cũng phát triển một quy cách kiểm tra đánh giá riêng cho quá trình dạy học này cho phù hợp. Theo xu thế đó, vấn đề đặt ra là cần có các bài tập phù hợp để tham gia vào quá trình kiểm tra đánh giá và góp phần rèn luyện kĩ năng tư duy phát hiện và giải quyết vấn đề thực tiễn tích hợp cho học sinh, do vậy một hệ thống bài tập
  14. 3 tích hợp thực tiễn là vô cùng cần thiết. Chương trình Vật lí 10 THPT có hai phần: Cơ học và Nhiệt học. Trong đó, Nhiệt học nghiên cứu các trạng thái của các vật chất: rắn, lỏng, khí và sự chuyển thể từ cấu trúc phân tử của nó. Kiến thức phần này khá trừu tượng và khó hiểu dẫn đến HS khó tiếp thu. Vì vậy, người dạy học cần có những phương pháp, hình thức, kĩ thuật dạy học tích cực, trực quan, các bài tập thực tiễn tích hợp để HS hứng thú với bài học và tiếp thu kiến thức một cách tự nhiên nhất. Thông qua bài học, HS vừa có thể mở rộng kiến thức đời sống vừa liên hệ kiến thức đã học trong chương trình, hoặc cũng có thể tự tìm được kiến thức tự nhiên và xã hội mới để có thể giải quyết một vấn đề giáo viên đưa ra, từ đó rèn luyện cho HS khả năng tư duy, phát hiện và vận dụng linh hoạt các kiến thức tích hợp giải quyết một vấn đề thực tiễn đời sống. Với mong muốn HS sẽ nâng cao được năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và vận dụng được vào trong thực tiễn đời sống xã hội, phù hợp với mục đích giáo dục, phù hợp với sự phát triển của đời sống xã hội, tôi đã xây dựng đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP THỰC TIỄN TÍCH HỢP LIÊN MÔN TRONG DẠY HỌC PHẦN “NHIỆT HỌC” - VẬT LÍ 10 THPT ” 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” Vật lí 10 THPT nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 3. Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng được các bài tập thực tiễn tích hợp phần “Nhiệt học” theo hướng nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. - Xây dựng được quy trình xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Xây dựng tiến trình dạy học một số bài tập thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” để nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Kiểm tra đánh giá, chỉnh sửa quy trình và các tiến trình dạy học đã đề xuất. 3. Giả thuyết nghiên cứu Nếu xây dựng được các bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học” -Vật lí 10 và sử dụng chúng một cách thích hợp, đáp ứng được các yêu cầu về
  15. 4 mặt sư phạm vào quá trình dạy học thì sẽ nâng cao được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Từ những mục tiêu nghiên cứu cụ thể, đề ra những nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Tìm hiểu khái niệm về năng lực, năng lực giải quyết vấn đề; các tiêu chí, cấu trúc, mức độ biểu hiện, công cụ đánh giá của năng lực giải quyết vấn đề của HS THPT. - Tìm hiểu các khái niệm về thực tiễn, bài tập, bài tập thực tiễn, bài tập thực tiễn tích hợp liên môn; vai trò của các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Phân tích chương trình vật lí 10 về kiến thức trong phần “Nhiệt học”, từ đó xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Tìm hiểu về phương pháp, cách thức xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp dựa trên hệ thống bài tập đã có. - Xây dựng quy trình xây dựng, sử dụng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn. - Tiến hành xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp phần “Nhiệt học” gắn liền hơn với thực tiễn đời sống. - Xây dựng tiến trình dạy học và cách thức tổ chức dạy học các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”. - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết của đề tài. 5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu: phương pháp này được sử dụng trong việc thu thập tài liệu cho đề tài như thu thập sách giáo khoa các bộ môn của chương trình phổ thông, sách tham khảo Vật lí 10 phần “Nhiệt học”; các đề kiểm tra định kì của các trường THPT; sáng kiến kinh nghiệm của giáo viên; các tài liệu khoa học – kĩ thuật- công nghệ liên quan đến phần “Nhiệt học”; bài báo và xử lí, chọn lọc thông tin, kiến thức phù hợp với đề tài. - Thực nghiệm sư phạm: là quá trình đưa các tiến trình dạy học chứa các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn đã được xây dựng vào trong thực nghiệm ở trường THPT tương ứng với những nhiệm vụ nghiên cứu đề ra. - Phương pháp quan sát: phương pháp này được sử dụng trong quá trình thực nghiệm sư phạm, quan sát sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong quá
  16. 5 trình thực nghiệm. - Phương pháp đánh giá năng lực qua bài tiền kiểm và hậu kiểm: phương pháp này sử dụng hai bài tiền kiểm và hậu kiểm để đánh giá mức độ nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của HS qua các tiến trình đã thực nghiệm. - Phương pháp thống kê - vẽ đồ thị: phương pháp này được sử dụng để xử lí kết quả thực nghiệm và so sánh được mức phát triển của năng lực. 6. Đóng góp của đề tài - Xây dựng một hệ thống cơ sở lí luận về việc xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”. - Xây dựng được các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học” và phương pháp xây dựng và sử dụng các bài tập này nhằm hỗ trợ quá trình dạy học kiến thức vật lí nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho HS lớp 10 THPT. - Tạo nền tảng kiến thức, mở ra cơ hội cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo về vấn đề xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn cho chương trình vật lí THPT. Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan
  17. 6 Vật lí là một bộ môn khoa học tự nhiên gắn bó mật thiết với đời sống của con người. Kiến thức vật lí giúp giải thích các vấn đề xung quanh đời sống và việc ứng dụng kiến thức vật lí làm nâng cao chất lượng cuộc sống của con người. Bài tập vật lí (BTVL) giúp học sinh (HS) nắm vững được quy luật vận động của thế giới vật chất, hiểu rõ những quy luật ấy và biết phân tích, vận dụng quy luật ấy vào thực tiễn. Thế nhưng, các BTVL hiện nay khá là cứng nhắc, thiên về tính toán; ngôn từ khoa học không có tính mới mẻ cũng không nêu rõ các ứng dụng của cuộc sống thực tế. Do đó, cần phải đưa tính thực tiễn ứng dụng vào ngay trong đề BTVL, để HS thấy được sự gần gũi mật thiết của hiện tượng hay của định luật đó trong đời sống. BTVL không còn là một bài toán vật lí thuần túy mà nó là một nhiệm vụ khoa học tổng hợp vừa tự nhiên vừa xã hội (một câu chuyện, một mẩu tin, một sự kiện, hay một kiến thức khoa học); vừa kiến thức, vừa kĩ năng, vừa phát triển đạo đức, sáng tạo cho HS. Với tính thực tiễn của mình, việc giải bài tập (BT) của HS sẽ trở nên nhẹ nhàng, tự tiếp thu, không phải là một quá trình chèn ép, nhồi nhét kiến thức mà đó là sự ghi nhớ tự nhiên. Đến một lúc nào đó, sự thay đổi về “lượng” sẽ dẫn đến sự thay đổi về “chất”. Chính HS sẽ có một chất mới trong tư duy, chất mới trong kiến thức, chất mới trong năng lực cá nhân; nâng cao việc tự tìm tòi, liên hệ và góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ). Hiện nay, trong đề thi tại mỗi trường cũng như các đề thi trong các kì thi lớn như olympic vật lí, đề thi quốc gia, yếu tố thực tiễn được đưa vào khai thác triệt để. HS phổ thông chưa thể làm quen với bài tập như vậy trong quá trình học do đó sinh ra tâm lý sợ đề dài, ngán đọc đề. Để trao cho HS một “thói quen” hình thành nên “tính cách”, ta nên cho HS làm quen với cấu trúc đề như thế trong suốt quá trình học tập từ trước. Việc xây dựng bài tập thực tiễn tích hợp này trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Trong khi tích hợp kiến thức giáo viên (GV) có thể lồng ghép, liên hệ với các kiến thức của các môn học khác để cho HS thấy được tính thực tiễn cũng như mối liên hệ giữa các môn khoa học tự nhiên nhằm nâng cao năng lực của HS; tạo nên cách nhìn đa chiều, đa diện cho HS trong các vấn đề thực tiễn cũng như việc áp dụng tổng hợp các kiến thức đã học được để các em có thể giải quyết một vấn đề gặp phải trong cuộc sống.
  18. 7 Không chỉ dạy vật lí mà còn truyền cho các em những bài học kinh nghiệm trong cuộc sống. Đã có một số đề tài nghiên cứu về bài tập thực tiễn vật lí nhằm nâng cao năng lực cho HS những năm gần đây: - “Xây dựng và sử dụng bài tập vật lí có nội dung thực tiễn trong dạy học chương Mắt và các dụng cụ quang học (Vật lí 11) nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh” (Chu Đình Tuyến, 2013). - “Sử dụng bài tập có nội dung thực tế trong dạy học phần Nhiệt học (Vật lí 10 THPT) theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh” (Đặng Văn Minh, 2014). - “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn chương Chất khí (Vật lí 10 Trung học Phổ Thông) nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh” (Dương Duy Minh, 2017). - “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễn chương Cơ học chất lưu (Vật lí 10) nhằm phát triển NLGQVĐ của học sinh” (Nguyễn Minh Ngọc, 2017). Và nhiều đề tài khác nữa Trong những đề tài trên, các tác giả khai thác tính thực tiễn của bài tập vật lí trong giảng dạy nhằm nâng cao năng lực cho HS và đã có những kết quả nhất định nhưng chưa có một công trình nghiên cứu nào về bài tập thực tiễn tích hợp liên môn (BTTTTHLM). Tiếp nối sự phát triển nghiên cứu của các đề tài trên đây, tác giả xây dựng các BTTTTHLM này với mong muốn đóng góp công sức của mình vào kho tàng tài liệu dạy học cho GV và HS, góp phần nâng cao năng lực của HS hiện nay. Thông qua luận văn này, tác giả muốn xây dựng các BTTTTHLM và tiến trình sử dụng một số BTTTTHLM gắn liền với thực tiễn, đặt trong mối liên hệ với các môn học khác nhằm nâng cao NLGQVĐ cho HS; đồng thời giáo dục đạo đức, kĩ năng sống cho HS. Khi dạy học BTTTTHLM, tác giả sử dụng các phương pháp, hình thức dạy học tích cực; không chỉ nâng cao kiến thức, rèn luyện kĩ năng cho HS mà còn phát triển năng lực cần thiết quan trọng cho việc học tập suốt đời của HS sau này như:
  19. 8 NLGQVĐ, tinh thần tự học, sáng tạo và kĩ năng tính toán, kĩ năng hoạt động nhóm tập thể cho HS, 1.2. Năng lực GQVĐ 1.2.1. Năng lực là gì 1.2.1.1. Khái niệm năng lực Từ điển Tiếng Việt (trang 639) đã viết rằng: - Khi nói tới năng lực của đối tượng nào đó: “Năng lực là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó”. - Khi nói tới năng lực của con người: “Năng lực là phẩm chất tâm lý và sinh lý tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động nào đó với chất lượng cao”. Theo Tâm lý học: “Năng lực là tổ hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo cho hoạt động có kết quả tốt”. Trong nhiều tài liệu khác, các tác giả đều nêu lên các quan điểm riêng của mình về năng lực, như: - “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” (Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường, 2005). - “Năng lực là một tích hợp những khả năng cho phép nhận biết một tình huống và đáp ứng với tình huống đó một cách thích hợp và một cách tự nhiên” (Xavier Roegiers, 1996). - “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” (Nguyễn Trọng Khanh, 2011). Tất cả khái niệm trên của các tác giả đều có nội hàm khá giống nhau, có khái niệm mang tính tổng quát, có khái niệm cụ thể, chi tiết. Dựa trên những khái niệm này, với sự phù hợp với chủ đề nghiên cứu của đề tài về năng lực của học sinh, tôi xin đề xuất: “Năng lực là toàn bộ những khả năng của cá nhân dựa trên kiến thức, kĩ năng
  20. 9 sẵn có hoặc được tích lũy trong quá trình học tập, rèn luyện để thực hiện thành công một hoạt động nhất định nào đó một cách có hiệu quả trong từng tình huống, điều kiện cụ thể”. 1.2.1.2. Cấu trúc năng lực Với định nghĩa năng lực mà tôi đưa ra trên đây, mang tính chất tổng quát do đó việc đánh giá năng lực của HS cũng vấp phải những vấn đề khó khăn nhất định. Vì vậy, ta cần chia nhỏ vấn đề nghiên cứu này thành các năng lực thành tố đặt trong các điều kiện và hoàn cảnh yêu cầu cụ thể để làm rõ thêm về định nghĩa năng lực. Cấu trúc chung của các năng lực thành phần được chia thành 4 năng lực chính (Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường, 2005): Năng lực chuyên môn (professional competency): là khả năng thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyện môn một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn, trong đó bao gồm cả khả năng tư duy lô-gic, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khả năng nhận biết các mối quan hệ hệ thống và quá trình. Năng lực chuyên môn hiểu theo nghĩa hẹp có nghĩa là năng lực “nội dung chuyên môn”, theo nghĩa rộng bao gồm cả phương pháp chuyên môn. Năng lực phương pháp (methodical competency): là khả năng đối với những hành động có kế hoạch, định hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề. Năng lực phương pháp bao gồm năng lực phương pháp chung và phương pháp chuyên môn. Trung tâm của phương pháp nhận thức là những khả năng tiếp nhận, xử lí, đánh giá, truyền thụ và trình bày tri thức. Năng lực xã hội (Social competency): là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống xã hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau trong sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác. Năng lực cá thể (individual competency): là khả năng xác định, đánh giá được những cơ hội phát triển cũng như giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu cá
  21. 10 nhân, xây dựng, thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân, những quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ chi phối các ứng xử và hành vi. Mô hình về cấu trúc năng lực được trình bày ở trên của tác giả Nguyễn Văn Cường là cấu trúc chung cho từng lĩnh vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau. Rõ ràng, trong bản thân khái niệm năng lực đã bao gồm cả tri thức chuyên môn và năng lực phương pháp; năng lực đã được đánh giá trong cộng đồng tập thể và cũng có cả năng lực riêng lẻ của từng cá nhân trong cộng đồng ấy. Các năng lực này không tách rời nhau, chúng bổ sung thêm cho nhau và năng lực cụ thể của HS cũng bao gồm tất cả những năng lực này. Việc nâng cao năng lực của HS trong đề tài cũng chính là việc nâng cao những năng lực thành tố ấy. 1.2.1.3. Những năng lực quan trọng cần phát triển cho HS trong khi học Vật lý Trong chương trình giáo dục hiện nay của các nước OECD, năng lực phân thành 2 nhóm chính: năng lực chung và năng lực riêng (năng lực chuyên biệt) được trình bày theo bảng sau (OECD, 2002): Bảng 1.1. Các năng lực chung và năng lực riêng theo OECD Năng lực chung Năng lực riêng Năng lực chung là năng lực trong một phạm vi Năng lực riêng (năng lực chuyên rộng, tạo tiền đề và là cơ sở cần thiết trong nhiều lĩnh biệt hay năng lực chuyên môn) là sự vực hoạt động khác nhau. kết hợp độc đáo các thuộc tính Người có năng lực nhận thức cao sẽ có thể tiếp thu chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu của nhiều loại kiến thức khác nhau, do đó có thể học tập một lĩnh vực hoạt động chuyên môn tốt nhiều môn học khác nhau. và là điều kiện cho hoạt động này Người có năng lực hành động, thao tác tốt sẽ có đạt kết quả tốt. khả năng thành thạo nhiều ngành nghề khác nhau. Ví dụ như năng lực riêng cho Năng lực chung là năng lực cơ bản, thiết yếu để môn Vật lí. Năng lực này là năng lực con người có thể sống và làm việc bình thường trong cụ thể, chuyên biệt được hình thành xã hội. và phát triển do môn Vật lý, mang Năng lực này được hình thành ở người học trong đặc thù tính chất, yêu cầu rèn luyện nhiều môn học, liên quan đến nhiều môn học, do vậy của bộ môn. hệ thống giáo dục Việt Nam có chuẩn khung năng lực chung cho HS ở các cấp học.
  22. 11 Hai năng lực này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, năng lực chuyên biệt phải dựa trên nền tảng của năng lực chung, từ năng lực chung kết hợp với tính đặc thù chuyên biệt của bộ môn mà đề ra chuẩn năng lực riêng cho bộ môn đó. Việc phát triển năng lực chuyên biệt cho bộ môn cũng chính là góp phần hoàn thiện, phát triển năng lực chung cho người học. Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (tháng 7/2015), các nhà nghiên cứu đã xác định 8 năng lực chung cơ bản cần hình thành và phát triển của HS bao gồm (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2015). - Năng lực tự học; - NLGQVĐ và sáng tạo; - Năng lực thẩm mỹ; - Năng lực thể chất; - Năng lực giao tiếp; - Năng lực hợp tác; - Năng lực tính toán; - Năng lực công nghệ thông tin và truyền thông. Các năng lực này cùng với mức độ phát triển từng năng lực khác nhau ở mỗi cấp bậc học được quy định cụ thể trong chương trình giáo dục phổ thông. Tác giả Phạm Xuân Quế đã nói rằng: “Môn Vật lí hình giúp hình thành các năng lực sau: NLGQVĐ, năng lực hợp tác, năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực tự học, năng lực sáng tạo, ” (Phạm Xuân Quế, et al., 2014). Trong đó, năng lực chuyên biệt môn Vật lí được tác giả nêu ra như sau: Bảng 1.2. Các nhóm năng lực chuyên biệt môn Vật lí Nhóm năng lực Năng lực thành phần môn vật lý thành phần HS có thể: - Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, Nhóm năng lực thành nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lý; phần liên quan đến sử - Trình bày được mối liên hệ giữa các kiến thức vật lý dụng kiến thức vật lý. - Sử dụng các kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập; - Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp, .) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn.
  23. 12 Nhóm năng lực Năng lực thành phần môn vật lý thành phần HS có thể: - Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí; - Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó; Nhóm năng lực thành - Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác phần về phương pháp nhau đẩ GQVĐ trong học tập vật lí; (tập trung vào năng - Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lực thực nghiệm và lí; năng lực mô hình - Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí; hóa) - Đề xuất các giả thuyết, suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được; - Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí thí nghiệm và rút ra nhận xét. - Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này. HS có thể: - Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và cách diễn tả đặc thù vật lí; - Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành); - Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau; - Mô tả cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật Nhóm năng lực thành và công nghệ; phần trao đổi thông - Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động vật lí của mình (nghe tin giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm, ); - Trình bày các kết quả từ hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm, ) một cách phù hợp; - Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí. - Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí.
  24. 13 Nhóm năng lực Năng lực thành phần môn vật lý thành phần HS có thể: - Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ của cá nhân trong học tập vật lí; - Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân; - Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm trong Nhóm năng lực thành các trường hợp cụ thể trong môn vật lí và ngoài môn vật lí; phần liên quan đến cá - So sánh và đánh giá được – dưới khía cạnh vật lí – các giải pháp nhân kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường; - Sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại; - Nhận ra được ảnh hưởng của vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử. Dựa trên những năng lực thành phần và biểu hiện cụ thể của nó mà tác giả nêu ra trong bảng trên, một yêu cầu đưa ra cho người dạy học là phải làm thế nào để đánh giá đúng và đủ năng lực của HS một cách hợp lí và chính xác nhất. Chúng ta cần có phương pháp, hình thức đánh giá, thước đo và thang đo năng lực hợp lý. 1.2.1.4. Phương pháp đánh giá năng lực Khi đã hiểu rõ các năng lực, các yếu tố cấu thành năng lực cũng như các năng lực cần thiết nâng cao cho HS trong quá trình dạy học ta cũng cần có phương pháp, hình thức đánh giá sự phát triển năng lực của HS một cách cụ thể để từ đó nhằm xác định được bài học kinh nghiệm, xây dựng có hệ thống kiến thức và phương pháp, chương trình giảng dạy cho phù hợp để nâng cao năng lực cụ thể cho HS. Các phương pháp đánh giá này cần được đưa ra và kiểm chứng mức độ phù hợp, bởi khi đưa ra một phương pháp hoặc một tài liệu, tiến trình dạy học thì phải xác định được mục tiêu của tiến trình là gì, cả về kiến thức và năng lực. Không thể áp dụng một cách đánh giá chung cho mọi năng lực riêng biệt được. Mọi sự đánh giá đều không thể dựa trên một khuôn mẫu chung hay những cách đánh giá truyền thống qua khả
  25. 14 năng ghi nhớ, đánh giá qua chỉ một bài kiểm tra, Bởi khi đánh giá sai thì không chỉ không đem lại hiệu quả giáo dục mà còn gây nhầm lẫn cũng như khó định hướng cho HS phát triển năng lực cụ thể. Chỉ có đánh giá đúng, phù hợp, kịp thời mới tạo thành động lực cho sự phát triển của HS. Chúng ta không thể đánh giá năng lực của một con cá qua khả năng leo cây của nó được mà chúng ta cần xây dựng một hệ thống phương pháp, hình thức đánh giá đa dạng, hiệu quả và được xem xét dựa trên biểu hiện, tính phù hợp với năng lực được đề xuất, cụ thể ở đây là NLGQVĐ. Trong luận văn của mình, tôi sẽ sử dụng một số phương pháp, hình thức đánh giá sau đây Đánh giá qua quan sát Đánh giá qua quan sát nghĩa là bằng việc quan sát mà đánh giá các hành động, thao tác, động cơ, các hành vi, kỹ năng thực hành và kỹ năng nhận thức. Cụ thể như cách đưa ra vấn đề, phương án GQVĐ, cách thực hiện GQVĐ trong một tình huống cụ thể được đưa ra cho HS. Để đánh giá qua quan sát, GV cần tiến hành các hoạt động sau đây: - Trước khi tiến hành quan sát HS, GV cần phải có kế hoạch chuẩn bị cho quá trình quan sát của mình: mục tiêu, đối tượng, nội dung quan sát, yêu cầu quan sát, phạm vi quan sát. - Xây dựng tiêu chí quan sát cụ thể cho từng phần trong kế hoạch cho phù hợp với NLGQVĐ. - Xây dựng công cụ dùng cho quá trình quan sát: phiếu quan sát, bảng biểu theo nội dung quan sát được đề xuất. - Thực hiện quan sát và ghi chú lại tất cả sự việc diễn ra trong suốt quá trình quan sát HS theo các tiến trình dạy học. - Tổng kết quan sát và thống kê lại số liệu thu thập được đồng thời xử lí, đánh giá, rút bài học kinh nghiệm cho những lần quan sát tiếp theo. Đánh giá qua hồ sơ học tập Hồ sơ học tập (HSHT) giống như một nhật kí hoạt động của HS, ghi lại quá trình tiến bộ của HS, trong đó có thông tin cá nhân, sở thích. HS sẽ tự ghi chú về bản thân mình qua những điểm mạnh, điểm yếu, tự theo dõi diễn biến kết quả học tập, tự
  26. 15 đánh giá năng lực của bản thân trên cơ sở những tiêu chí mà GV đưa ra để thực hiện mục tiêu cụ thể của quá trình học tập. HS tự nhận ra sự tiến bộ hoặc những điểm, nội dung còn chưa tiến bộ của mình. Sản phẩm học tập của HS cũng như những vấn đề chưa hiểu rõ từ đó tìm nguyên nhân và cách khắc phục trong quá trình học tập sắp tới. GV cần phải đọc và nhắc nhở các em viết hồ sơ học tập thường xuyên để từ đó có đánh giá nhận xét cũng như đề xuất, cân chỉnh những phương pháp phù hợp trong dạy học. Tự đánh giá Tự đánh giá là một hình thức mà HS tự liên hệ phần nội dung nhiệm vụ mà HS đã hoàn thành với các mục tiêu của quá trình học cụ thể mà GV đưa ra. HS sẽ học và vận dụng cách đánh giá sự nỗ lực và tiến bộ cá nhân bản thân, nhìn nhận lại quá trình học tập rèn luyện và phát hiện ra những điều cần thay đổi, rút kinh nghiệm để hoàn thiện bản thân. Đánh giá về đồng đẳng Đánh giá đồng đẳng là hình thức đánh giá quá trình trong đó các nhóm HS trong lớp sẽ đánh giá hoạt động thực hiện nội dung học tập lẫn nhau dựa theo các tiêu chí đã được GV định sẵn. Đánh giá đồng đẳng giúp phát triển kĩ năng hợp tác, giao tiếp trong tập thể. Nó cho phép HS chủ động, tích cực tham gia nhiều hơn vào quá trình học tập và thể hiện thành thục kĩ năng tự đánh giá. Qua đó, HS sẽ tự mình chiếm lĩnh hoặc trải nghiệm cách áp dụng các tiêu chí đánh giá một cách khách quan. Từ đó, góp phần nâng cao phẩm chất HS về sự trung thực, công bằng, tính linh hoạt, phát triển trí tưởng tượng, thấu hiểu, đồng cảm biết nhìn nhận vai trò của mình trong tập thể cũng như góp phần nâng cao NLGQVĐ. Đánh giá qua bài kiểm tra (dùng giấy viết) Phương pháp kiểm tra giấy viết này được áp dụng đối với HS ở cuối mỗi bài học hoặc cuối mỗi giai đoạn trong suốt quá trình học tập. Bài kiểm tra có giới hạn khoảng thời gian quy định, trong đó thể hiện nội dung của bài học do GV đưa ra theo chuẩn nội dung môn học, phần kiến thức cụ thể, kĩ năng cần thiết để có thể đánh giá trình độ kiến thức, kĩ năng chung của HS cũng như của cá nhân trong tập thể. Từ đó, GV điều chỉnh hoạt động dạy học phù hợp với mục tiêu dạy học đưa ra.
  27. 16 Trong luận văn này, tôi sử dụng chủ yếu hình thức đánh giá đồng đẳng và đánh giá qua bài kiểm tra tiền kiểm và hậu kiểm để đánh giá mức độ nâng cao NLGQVĐ của HS. 1.2.2. Giải quyết vấn đề là gì? 1.2.2.1. Khái niệm giải quyết vấn đề “Giải quyết vấn đề (GQVĐ) là hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế” (Nguyễn Cảnh Toàn, Nguyễn Kì, Vũ Văn Tảo, Lê Khánh Bằng, 2004). 1.2.2.2. Kỹ năng GQVĐ Trong giáo dục hiện nay, người ta thường nói nhiều về kĩ năng: kĩ năng sống, kĩ năng mềm, và cách nâng cao kĩ năng cho HS. Với cách nói mang góc nhìn, kiến thức chủ quan của các tác giả thì kỹ năng GQVĐ vẫn là năng lực cá nhân được hình thành khi ta áp dụng kiến thức vào thực tiễn một cách nhuần nhuyễn, lặp đi lặp lại, có chủ đích nhằm đạt được kết quả nhất định trong công việc, học tập và cuộc sống. 1.2.3. Năng lực giải quyết vấn đề 1.2.3.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Trong đánh giá PISA, 2012 đã định nghĩa NLGQVĐ như sau: “Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây dựng” (PISA,2012). Tôi cho rằng: “Năng lực giải quyết vấn đề là toàn bộ những khả năng của cá nhân dựa trên kiến thức, kĩ năng sẵn có tích lũy được trong quá trình học tập, rèn luyện để phát hiện vấn đề, đề ra giải pháp và lựa chọn thực hiện giải pháp nhằm giải quyết một vấn đề đặt ra một cách có hiệu quả trong từng tình huống cụ thể”. 1.2.3.2. Ý nghĩa của việc nâng cao năng lực giải quyết vấn đề Tình huống có vấn đề mà GV đưa ra là tình huống trong đó chứa các mâu thuẫn về mặt nhận thức cho HS. Thông qua vấn đề đó, HS trong quá trình tìm cách giải quyết sẽ tự tiếp cận được tri thức, lĩnh hội nó cùng với những kĩ năng và phương pháp mà
  28. 17 trong quá trình GQVĐ đó HS đạt được. Nó vừa phát huy tính tích cực, khả năng tư duy của HS kèm theo những kĩ năng cần thiết tùy theo mức độ tự lực của HS. Việc này có ý nghĩa quan trọng trong quá trình giáo dục hiện nay, khi mà kiến thức khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển mạnh mẽ, lượng tri thức chứa đựng trong SGK, kiến thức xã hội không ngừng đổi mới và hơn nữa việc giáo dục phát triển HS không dựa trên nền tảng kiến thức mà còn là kĩ năng vận dụng trong đời sống. 1.2.3.3. Dấu hiệu của năng lực giải quyết vấn đề Tôi cho rằng, năng lực GQVĐ có những dấu hiệu nhận biết tương ứng với mức phát triển sau đây: - Nhận biết được tình huống gặp phải, nêu rõ tình huống có vấn đề - Xác định được nội dung kiến thức, thông tin liên quan đến vấn đề - Đề xuất được phương án, giải pháp thực hiện vấn đề - Lựa chọn được phương án, giải pháp giải quyết, giải thích được việc lựa chọn phương án và thực hiện nó - Đánh giá được ưu nhược điểm của phương án, giải pháp đưa ra và vận dụng được trong tình huống tương tự khác. 1.2.3.4. Biểu hiện cụ thể của các thành tố năng lực giải quyết vấn đề NLGQVĐ gồm có những biểu hiện cụ thể qua các hành vi sau đây (Lê Thị Thu Hiền, 2016). Bảng 1.3. Các hành vi của NLGQVĐ HS THPT Thành tố Một số hành vi cá nhân HS THPT Tìm hiểu vấn Nhận biết vấn đề; xác định, giải thích các thông tin ban đầu và trung gian, đề tương tác với vấn đề; chia sẻ sự am hiểu vấn đề với người khác. Lựa chọn, sắp xếp, tích hợp thông tin với kiến thức đã học (lĩnh vực, môn Thiết lập học, chủ đề); xác định thông tin trung gian qua đồ thị, bảng biểu, mô tả, ; không gian xác định cách thức, quy trình, chiến lược giải quyết; thống nhất cách hành vấn đề động.
  29. 18 Lập kế hoạch: thiết lập tiến trình thực hiện (thu thập dữ liệu, thảo luận, xin ý kiến, giải quyết các mục tiêu, xem xét lại giải pháp, ); thời điểm giải Lập kế hoạch quyết từng mục tiêu; và phân bổ các nguồn lực (tài nguyên, nhân lực, kinh và thực hiện phí, phương tiện, ). giải pháp Thực hiện kế hoạch: thực hiện và trình bày giải pháp; điều chỉnh kế hoạch để phù hợp với thực tiễn và không gian vấn đề khi có sự thay đổi; tổ chức và duy trì hiệu quả hoạt động nhóm khi thực hiện giải pháp. Đánh giá và Đánh giá giải pháp đã thực hiện; phản ánh, suy ngẫm về giải pháp đã thực phản ánh giải hiện; đánh giá, xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu nhận được; pháp đề xuất giải quyết cho những vấn đề tương tự. 1.2.3.5. Các mức độ cụ thể ứng với các thành tố của NLGQVĐ Các thành tố của NLGQVĐ tương ứng với các mức độ biểu hiện của năng lực được trình bày dưới đây (Lê Thị Thu Hiền, 2016). Bảng 1.4. Các mức độ cụ thể của các thành tố trong NLGQVĐ Các mức độ Thành tố Mức I Mức II Mức III Thu nhận thông tin Phân tích được tình Phân tích được tình huống Phát hiện và từ tình huống, nhận huống trong học tập; trong học tập, trong cuộc làm rõ vấn ra những vấn đề phát hiện và nêu được sống; phát hiện và nêu được đề đơn giản và đặt tình huống có vấn đề tình huống có vấn đề trong được câu hỏi. trong học tập. học tập, trong cuộc sống. Xác định được và biết Thu thập và làm rõ các thông Nêu được cách tìm hiểu các thông tin tin có liên quan đến vấn đề; Đề xuất, lựa thức GQVĐ đơn liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được chọn giải giản theo hướng đề xuất được giải một số giải pháp giải quyết pháp dẫn. pháp giải quyết vấn vấn đề; lựa chọn được giải đề. pháp phù hợp nhất. Thực hiện, Thực hiện giải pháp Thực hiện và đánh giá giải đánh giá GQVĐ và nhận ra sự pháp giải quyết vấn đề; suy Tiến hành GQVĐ giải pháp phù hợp hay không ngẫm về cách thức và tiến theo hướng dẫn. giải quyết phù hợp của giải pháp trình GQVĐ để điều chỉnh và vấn đề thực hiện. vận dụng trong bối cảnh mới.
  30. 19 Để nâng cao được NLGQVĐ của HS, trong quá trình dạy học, người GV cần phải sử dụng các phương pháp, hình thức dạy học tích cực, phù hợp với năng lực nhận thức của HS mới có thể nâng cao được NLGQVĐ 1.2.4. Phương pháp, hình thức dạy học nâng cao NLGQVĐ 1.2.4.1. Các phương pháp, hình thức dạy học tích cực Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là dạy học theo hướng tích cực (dạy học tích cực) chính là phát huy được tính tích cực trong nhận thức của học sinh. Nói cách khác là “dạy học lấy hoạt động của người học làm trung tâm”. Không chỉ tích cực hóa hoạt động của HS về mặt trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện kỹ năng, năng lực cho HS. Để dạy học tích cực, GV cần trang bị cho mình các phương pháp dạy học tích cực để đạt được mục tiêu dạy học đề ra. Phương pháp dạy học tích cực có nghĩa là một phương pháp, hình thức mà nó đưa ra những hoạt động dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học, hướng tới việc tăng cường hoạt động học tập, khơi gợi sự tích cực trong hoạt động nhận thức, hành động của người học; được thực hiện trên cơ sở kết hợp giữa hoạt động cá nhân và hoạt động hợp tác, trong mối quan hệ tương tác giữa thầy-trò, trò-trò trong môi trường học tập thân thiện, an toàn. 1.2.4.2. Các phương pháp, hình thức dạy học tích cực nâng cao NLGQVĐ cho HS THPT Bên cạnh những phương pháp, hình thức dạy học truyền thống như thuyết trình, đàm thoại, thí nghiệm biểu diễn cần tăng cường nhiều hơn nữa các phương pháp, hình thức dạy học mới và có thể sử dụng phối hợp các phương pháp và hình thức dạy học đó để làm nâng cao vai trò của người học, giúp phát triển năng lực của người học một cách đồng bộ, hiệu quả và tự nhiên nhất. Có một số phương pháp, hình thức dạy học mà tôi cho rằng có thể nâng cao NLGQVĐ cho HS như sau: “Dạy học nêu và GQVĐ là quan điểm dạy học nhằm phát triển năng lực tư duy, khả năng nhận biết và giải quyết vấn đề. HS được đặt trong một tình huống có vấn đề, đó là tình huống chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, thông qua việc GQVĐ, giúp HS lĩnh hội tri thức, kĩ năng và phương pháp nhận thức” (Phạm Hữu Tòng, 2004). Quả tim của
  31. 20 phương pháp này đó chính là tình huống có vấn đề. Phương pháp dạy học nêu và GQVĐ có tác dụng nâng cao NLGQVĐ cho HS. Tác giả Phạm Hữu Tòng cho rằng trong tiến trình dạy học nêu và GQVĐ bao gồm các pha được thể hiện ở hình 1.4: Hình 1.1. Các pha trong tiến trình dạy học nêu và giải quyết vấn đề Trong pha thứ nhất, GV giao cho HS một BT tiềm ẩn tình huống có vấn đề. Các tình huống có vấn đề đặt ra trong đề bài phải gắn liền với thực tiễn. HS sẽ quan tâm đến đề bài GV đặt ra, nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ. HS sẽ cảm thấy bất ổn tri thức trong đề bài, ý thức được vấn đề đặt ra. Dưới sự hướng dẫn của GV, vấn đề được phát biểu. GV hướng dẫn HS thực hiện các bước mở đầu của bài toán. Trong pha thứ hai, HS sẽ độc lập suy nghĩ, thảo luận nhóm để xác lập các mối liên hệ cơ bản của dữ kiện đề cho và kết quả cần tìm. Trong quá trình thực hiện các bước trên, GV có nhiệm vụ định hướng hành động của HS phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học và giải quyết các vấn đề thứ cấp khi cần thiết. GV hướng dẫn HS kiểm tra đầy đủ các thông tin, dữ kiện, đáp số của bài toán, nếu không có gì sai sót thì đưa ra kết luận cho bài toán. Trong pha thứ ba, HS sẽ tranh luận, bảo vệ kết quả tìm ra được. GV sẽ giúp hoàn thiện, chỉnh sửa kết quả HS. Qua pha thứ ba này thì HS đã tự mình ghi nhận kiến thức
  32. 21 mới và có thể vận dụng để giải quyết những bài toán tương tự hoặc mở rộng tiếp theo. Dạy học theo tình huống là hình thức dạy học dựa trên tình huống có thật hoặc giống như thật, đòi hỏi người học phải tìm hiểu, suy nghĩ, đề ra được quyết định thích hợp nhất. Được tổ chức theo những chủ đề phức hợp gắn với các tình huống thực tế của cuộc sống và nghề nghiệp. Quá trình dạy học được tổ chức trong một môi trường được tạo điều kiện xây dựng tri thức trong mối quan hệ của cá nhân và trong mối quan hệ xã hội, giúp người học làm quen với cách giải quyết tình huống cụ thể ngay trong quá trình học tập ở trường. Dạy học theo trạm là cách thức tổ chức dạy học chú trọng vào việc tổ chức nội dung dạy học thành từng nhiệm vụ nhận thức độc lập của các nhóm HS khác nhau. HS có thể thực hiện nhiệm vụ theo cặp, theo nhóm hoặc hoạt động cá nhân theo một thứ tự linh hoạt. Tổ chức dạy học theo trạm với nội dung có sự phân hóa và độc lập đồng thời phải có hướng dẫn cụ thể, chi tiết hay là khái quát, định hướng chung thông qua hệ thống phiếu trợ giúp. Nếu bài học có nhiều kiến thức logic kết nối lại với nhau thì phải tổ chức thành nhiều trạm. Hình thức tổ chức dạy học này, cùng với việc thực hiện nhiệm vụ học tập cụ thể sẽ nâng cao được NLGQVĐ cho HS. Dạy học dự án là một phương pháp, hình thức dạy học trong đó HS thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp gắn liền với thực tiễn, kết hợp lý thuyết với thực hành, tự lập kế hoạch, tự động thực hiện và đánh giá kết quả dựa trên những định hướng của GV. Những nhiệm vụ định hướng của GV được người học thực hiện với tính tự lực cao trong suốt quá trình học tập. Hình thức dạy học này chủ yếu tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm, kết quả dự án là những sản phẩm cụ thể. Hình thức này phù hợp cho việc nâng cao NLGQVĐ cho HS. Tuy nhiên, yêu cầu về cơ sở vật chất cũng như đội ngũ GV và sự kết hợp nhiều kiến thức mở rộng trong lĩnh vực khác khiến hình thức này chiếm thời gian và công sức rất lớn. Bàn tay nặn bột là một phương pháp dạy học tích cực bằng các thí nghiệm tìm tòi nghiên cứu để chính các em HS tò mò và tự tìm ra câu trả lời, hình thành kiến thức cho các vấn đề được đặt ra trong cuộc sống thông qua tiến hành thí nghiệm, quan sát, nghiên cứu tài liệu hay điều tra Phương pháp này làm cho HS chủ động tích cực trong quá trình tìm hiểu tri thức, tự lĩnh hội dưới sự hướng dẫn của GV.
  33. 22 Các kĩ thuật dạy học khác như: khăn trải bàn, mảnh ghép, ổ bi, KWL, bể cá, tia chớp, hỏi chuyên gia, hoặc là kết hợp đa dạng các hình thức, phương pháp kĩ thuật với nhau trong cùng một tiết học để giảng dạy các đơn vị kiến thức khác nhau và cả phương pháp tổng kết bài học. Trong khuôn khổ của đề tài, tôi sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn biến thể để tổ chức hoạt động của HS cũng như theo dõi hoạt động của cá nhân trong vai trò đóng góp đối với hoạt động chung của cả nhóm. Kĩ thuật này giúp cho hoạt động nhóm trở nên hiệu quả hơn, bằng cách mỗi HS đều phải đưa ra ý kiến của mình về chủ đề hoặc một vấn đề được GV đưa ra trong bài học, không ỷ lại được vào các bạn khác. Hình 1.2. Kĩ thuật khăn trải bàn gốc Với kĩ thuật khăn trải bàn biến thể, GV có thể đánh giá được mỗi thành viên trong nhóm. Kĩ thuật khăn trải bàn gốc chỉ có 4 góc, có nghĩa là mỗi nhóm không quá 4 thành viên. Như vậy câu hỏi đặt ra là nếu GV muốn chia nhóm với số thành viên nhiều hơn thì sao, lúc này tôi sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn biến thể sử dụng giấy sticky note. Các thành viên trong nhóm đều trình bày ý kiến của mình về chủ đề bằng cách viết vào giấy note và dán vào một nửa của khăn trải bàn. Sau đó, cả nhóm thống nhất lại và ghi vào nửa bên còn lại của khăn trải. Bằng cách này, GV có thể xem xét và chấm điểm hoạt động của từng thành viên trong nhóm bên cạnh việc đánh giá kết quả hoạt động chung của cả nhóm. Không có một phương pháp, hình thức dạy học nào có thể phù hợp với mọi mục tiêu và mọi nội dung dạy học. Mỗi phương pháp, hình thức dạy học có những ưu, nhựơc điểm và cách thức sử dụng riêng mới mang lại hiệu quả tốt nhất. Vì vậy việc phối hợp đa dạng các phương pháp và hình thức, kĩ thuật dạy học trong toàn bộ quá trình dạy học là một điều tất yếu cần thiết để truyền tải được nội dung kiến thức và phát huy tính tích cực cũng như nâng cao NLGQVĐ cho HS.
  34. 23 1.3. Bài tập vật lí Theo từ điển Tiếng Việt: “Bài tập có nghĩa là thứ đưa ra cho HS để tập vận dụng những điều đã học. BTVL là một nhiệm vụ (gồm câu hỏi và bài toán) liên quan đến Vật lí mà HS phải sử dụng các kiến thức, kĩ năng và kinh nghiệm của bản thân để hoàn thành. Theo X.E. Camennetxki và V.P.Ôrêkhốp “Trong thực tế dạy học, BTVL được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở của các định luật và các phương pháp Vật lý ”. Tác giả Đỗ Hương Trà cho rằng vai trò của BT: “Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải BT” (Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách, 2009). Theo các tài liệu giáo khoa và các giáo trình phương pháp giảng dạy vật lí, BTVL được hiểu là những bài luyện tập được lựa chọn và sắp xếp một cách có hệ thống phù hợp với mục đích dạy học là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành khái niệm, thông qua đó phát triển tư duy và rèn luyện cho HS kĩ năng ứng dụng kiến thức vật lí đã học vào thực tiễn. Tác giả Đỗ Hương Trà nhấn mạnh: “Cả hai ý nghĩa khác nhau của BTVL là vận dụng kiến thức và hình thành kiến thức mới đều có mặt” (Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách, 2009). 1.4. Bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 1.4.1. Khái niệm bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn 1.4.1.1. Khái niệm thực tiễn Triết học cho rằng: “Thực tiễn là hoạt động vật chất có mục đích, mang tính lịch sử-xã hội của con người nhằm cải tạo tự nhiên và xã hội là hình thức hoạt động đặc thù của con người”. Trong một khuôn nghĩa hẹp hơn, phù hợp với đề tài, tôi cho rằng: “Thực tiễn là những thứ gần gũi, gắn liền với cuộc sống xung quanh con người mà con người có thể cảm nhận nó bằng các giác quan của mình và đem lại ý nghĩa cho cuộc sống của con người”.
  35. 24 Trong quá trình dạy học vật lí, thực tiễn được xem như là những sự kiện, hoạt động, tính chất, diễn ra xung quanh cuộc sống con người. Dưới định hướng của GV, HS tìm hiểu những giá trị thực tiễn xung quanh, gắn bó ấy với mong muốn khám phá nó, hiểu rõ nó từ đó hình thành kiến thức mới, vận dụng vào cuộc sống, nâng cao năng lực của HS. 1.4.1.2. Vai trò của thực tiễn Tại sao chúng ta lại cần tính thực tiễn trong BT vì đó chính là vai trò của thực tiễn đối với nhận thức của HS. Nó kích thích, hình thành và làm cụ thể, rõ ràng hóa tri thức trong cuộc sống thành nhận thức của HS một cách tự nhiên nhất. Chỉ có khi HS cảm nhận được: sờ nắn, làm được, nhìn thấy được, hiểu được, thì nó mới trở thành nhận thức của HS. Thực tiễn là cơ sở, động lực của quá trình nhận thức Quá trình hình thành nhận thức của HS là một quá trình tham gia hoạt động học tập, tác động vào yếu tố khách quan xung quanh để từ đó nhận ra được tính chất, thuộc tính của vật chất đời sống, hình thành tri thức. Trong quá trình dạy học Vật lí, HS nhận thức được thông qua quá trình tham gia thí nghiệm, tạo ra thí nghiệm, giải BTVL, tự giải quyết các vấn đề, tình huống mà người dạy học đưa ra dựa trên kinh nghiệm, tri thức sẵn có của bản thân mà ngày càng mở rộng thế giới tri thức. Thực tiễn là mục đích của quá trình nhận thức. Mục đích của thực tiễn cũng chính là đích đến của đời sống, con người nhận ra tự nhiên, cải biến tự nhiên cho phù hợp với những mong muốn phục vụ cuộc sống của con người. Trong quá trình dạy học Vật lí, sau khi nhận thức được vấn đề, HS chiếm lĩnh được tri thức sẽ tự mình giải quyết được những vấn đề, tình huống hay bài tập mang tính tương tự một cách chủ động và tự nhiên thành thục trong cuộc sống của bản thân. Thực tiễn là tiêu chuẩn của quá trình nhận thức Trong quá trình dạy học vật lý, HS luôn luôn đặt ra những câu hỏi vui tươi, sáng tạo mang tính tương tự, đôi lúc không chính xác nhưng lại chứng tỏ bản thân có sự
  36. 25 liên hệ sâu sắc, có sự nghi ngờ, có giả thuyết, có mâu thuẫn đấu tranh chống lại. Việc GV giải thích cặn kẽ hay gợi mở vấn đề cho HS tự trả lời câu hỏi của mình cũng là một cách để HS chiếm lĩnh tri thức. Chính sự sáng tạo, tinh nghịch hay những câu hỏi tự nhiên như thế cũng là một cách HS tự làm chủ kiến thức của mình, sâu sắc hóa nội dung tri thức, tìm ra điều đặc biệt chống lại quy luật mà từ đó hình thành quy luật mới, góp phần nâng cao NLGQVĐ cho HS. 1.2.4.2. Khái niệm tích hợp Tích hợp có nghĩa là sự hợp nhất, sự hòa nhập, sự kết hợp. Đó là sự hợp nhất hay nhất thể hóa các bộ phận khác nhau để đưa tới một đối tượng mới như là một thể thống nhất dựa trên những nét bản chất của các thành phần đối tượng chứ không phải là phép cộng giản đơn những thuộc tính của các thành phần ấy. Như vậy tích hợp có hai tính chất cơ bản, liên hệ mật thiết với nhau và quy định lẫn nhau, đó là tính liên kết và tính vẹn toàn (Đỗ Hương Trà, et al.,2015). Trong nội dung đề tài của mình, tôi sử dụng cụm từ “tích hợp” cho nội dung của BT, không tích hợp trong phương pháp dạy học tích hợp mà chỉ khai thác phần nội dung của các môn học khác trong cùng một chủ đề có liên quan. Sử dụng “tích hợp” ở đây bởi vì một câu hỏi BT đưa ra cần có nhiều hơn kiến thức của một bộ môn vật lý, do đó tính liên kết về nội dung kiến thức cần phải được khai thác ở nhiều phân môn để có được nội dung câu hỏi rành mạch và hiệu quả hơn. 1.2.4.3. Khái niệm liên môn- vận dụng kiến thức liên môn Về quan điểm "liên môn" GS.TS.Trần Bá Hoành, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam cho rằng: “Nội dung học tập được thiết kế thành một chuỗi vấn đề, tình huống đòi hỏi muốn giải quyết phải huy động tổng hợp kiến thức kĩ năng của những môn học khác nhau” (Trần Bá Hoành, 2006). Về việc vận dụng kiến thức liên môn: Với các môn học khác nhau, mối quan hệ giữa các môn học trong chủ đề được hình dung như một sơ đồ mạng nhện. Như vậy nội dung các môn học vẫn được phát triển riêng rẽ để đảm bảo tính hệ thống; mặt khác vẫn thể hiện sự liên kết giữa các môn học khác nhau qua việc vận dụng các kiến thức liên môn trong một chủ đề hội tụ (Đỗ Hương Trà, 2015).
  37. 26 1.2.4.4. Khái niệm bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn Từ các khái niệm trên, ta có thể cho rằng bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn (BTVLTTTHLM) là những nhiệm vụ người HS phải làm được GV yêu cầu mà nó đã được chọn lọc, sắp xếp một cách có hệ thống gắn liền với thực tiễn đời sống; có sự kết hợp, thống nhất với nội dung của các bộ môn học khác nhưng vẫn đảm bảo nội dung kiến thức chính của vật lí và được sử dụng ở những giai đoạn khác nhau trong quá trình dạy học vật lí; nhằm giúp HS xây dựng kiến thức mới, củng cố kiến thức đã có, phát triển tư duy vật lí và rèn luyện kĩ năng ứng dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề có tính phức hợp. BTTTTHLM có thể biểu diễn thành một sơ đồ bạch tuột như sau: Sơ đồ 1.1. Khái niệm bài tập thực tiễn tích hợp liên môn Đầu của bạch tuột là vấn đề thực tiễn trung tâm, là nguồn khơi gợi ý tưởng của bài tập. Tương ứng với nội dung của bài tập là các chân của bạch tuột:1-Vật lý, 2-Hóa học, 3-Sinh học, 4-Địa lý, 5-Lịch sử, 6-Công nghệ, 7-Giáo dục công dân, 8-Hướng nghiệp. Sơ đồ này cho thấy vai trò của thực tiễn quyết định đến nội dung của BT. Từ nội dung BT thuộc các phân môn dưới chân của bạch tuột cũng đóng góp một phần quan trọng để GQVĐ đưa ra. Chúng có mối quan hệ với nhau về mặt nội dung kiến thức. Nội dung các môn học đều hướng chung đến vấn đề đưa ra ở đầu bài hoặc một bộ phận kiến thức nhỏ có liên quan mật thiết tới vấn đề đã nêu. 1.4.2. Phân loại các bài tập vật lí thực tiễn tích hợp liên môn Dựa trên khái niệm mà tôi đưa ra về BTVLTTTHLM và những cách phân loại thông thường của BTVL, tôi xin đưa ra các phân loại cho các BTVLTTTHLM như sau:
  38. 27 Sơ đồ 1.2. Phân loại BTVLTTTHLM 1.4.2.1. Dựa vào cách cho điều kiện của đề bài - BT dựa trên một tình huống thực tiễn cụ thể Từ một tình huống thực tiễn mà GV yêu cầu HS giải quyết các vấn đề đưa ra, dựa trên việc tìm tòi kiến thức kết hợp với kiến thức có sẵn của HS. Từ tình huống đó, HS phải tìm tòi kiến thức không chỉ có của bộ môn vật lí mà còn thuộc những bộ môn khoa học khác. Nó có thể là những BT yêu cầu HS phải sáng tạo, phải đề xuất ý tưởng, phải tạo ra sản phẩm. - BT phối hợp kiến thức Đây là dạng bài tập mà người GV đưa ra cho HS dưới dạng BT tổng quát trong đó các thành phần câu hỏi có tính tổng hợp kiến thức các bộ môn. Phần nội dung chính được nêu ra trên đề bài, sau đó các câu hỏi nhỏ là tổng hợp các kiến thức liên môn theo từng môn học khác được phân theo các ý hỏi khác nhau nhưng vẫn thuộc chung một chủ đề mà đề bài đưa ra. 1.4.2.2. Dựa vào mức độ phát triển tư duy của học sinh Theo mức độ phát triển tư duy của HS, có thể chia ra thành BT luyện tập- vận dụng, BT sáng tạo-giải thích (BT giải thích, BT sáng tạo) - BT luyện tập-vận dụng thực tiễn tích hợp liên môn Là loại BT mà việc giải chúng không đòi hỏi tư duy sáng tạo của HS, chủ yếu chỉ yêu cầu HS nắm vững cách giải đối với một loại BTTTTHLM nhất định đã được chỉ dẫn và rèn luyện thao tác giải chúng một cách linh hoạt, góp phần nắm vững kiến thức và nâng cao kĩ năng giải BT. - BT sáng tạo, giải thích thực tiễn tích hợp liên môn
  39. 28 Trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học, HS bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ, không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học. BTVLTTTHLM giải thích: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi "tại sao". BTVLTTTHLM sáng tạo: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi "như thế nào". 1.4.2.3. Dựa vào hình thức BT của HS Theo hình thức bài tập của HS, BTVLTTTHLM có thể chia làm hai loại: - BT tự luận thực tiễn tích hợp liên môn: Đó là những bài yêu cầu HS giải thích, tính toán và hoàn thành theo một logic cụ thể. Nó bao gồm những loại bài đã trình bày ở trên. - BT trắc nghiệm khách quan thực tiễn tích hợp liên môn: Là loại BT cho câu hỏi và đáp án. Các đáp án có thể là đúng, gần đúng hoặc sai. Nhiệm vụ của HS là tìm ra câu trả lời đúng nhất, cũng có khi đó là những câu bỏ lửng yêu cầu điền vào những chỗ trống để có câu trả lời đúng. Bài tập loại này gồm: Câu đúng- sai: câu hỏi là một phát biểu, câu trả lời là một trong hai lựa chọn; Câu nhiều lựa chọn: một câu hỏi, nhiều phương án lựa chọn, yêu cầu HS tìm câu trả lời đúng nhất; Câu điền khuyết: nội dung trong câu bị bỏ lửng, yêu cầu HS điền từ ngữ hoặc công thức đúng vào chỗ bị bỏ trống; Câu ghép hình thức: nội dung của các câu được chia thành hai phần, HS phải tìm các phần phù hợp để ghép thành câu đúng. 1.4.3. Vai trò của BTVLTTTHLM Trong quá trình dạy học vật lí, tương tự như các BTVL khác, BTVLTTTHLM có vai trò quan trọng đặc biệt, chúng được sử dụng theo những mục đích khác nhau: 1.4.3.1. BTVLTTTHLM giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức Thông qua việc giải BTVLTTTHLM, HS có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn về những khái niệm vật lí, những định luật vật lí, hiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và vận dụng vào những trường hợp thực tiễn cụ thể,
  40. 29 trong mối liên hệ đối với các kiến thức liên quan khác, làm cho HS có cái nhìn tổng quan, liên kết, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học. 1.4.3.2. BTVLTTTHLM là phương tiện nghiên cứu kiến thức mới Nếu các BTVLTTTHLM được sử dụng khéo léo trong việc nêu ra những vấn đề mới phát sinh trong quá trình giải thì có thể dẫn HS đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích vấn đề từ bài tập mà phát hiện ra. Nếu giải quyết được những vấn đề đặt ra ấy thì HS sẽ tự mình tìm ra tri thức mới và đó cũng chính những bất cập đó là những bước rèn luyện để HS tự mình chiếm lĩnh kiến thức bằng những tình huống có vấn đề. 1.4.3.3. BTVLTTTHLM có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp Các BTVLTTTHLM có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong đời sống như: khoa học kĩ thuật, giao thông vận tải, năng lượng, môi trường từ đó sẽ tạo điều kiện để HS liên hệ lí thuyết với thực hành, vừa rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề cụ thể của cuộc sống, giúp HS định hướng được nghề nghiệp trong tương lai. 1.4.3.4. Giải BTVLTTTHLM là phương tiện giúp phát triển tư duy cho học sinh Trong quá trình giải bài tập, đòi hỏi HS phải phân tích các điều kiện của đề bài: đề cho nội dung gì? Câu hỏi ra sao? Vấn đề nào đã được đưa ra? Yêu cầu buộc chính HS đó phải tự tái hiện lại kiến thức đã học có liên quan; phải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa để xác định mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho; tiến hành tính toán; có khi phải làm thí nghiệm, đo đạc; kiểm tra và đánh giá sau đó kết luận vấn đề. Vì thế, BTVLTTTHLM là phương tiện rất tốt để phát triển năng lực tư duy, NLGQVĐ cho HS. 1.4.3.5. BTVLTTTHLM là phương tiện kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của học sinh Khi giải BTVLTTTHLM, HS phải nhớ lại kiến thức đã học và phải vận dụng được kiến thức đó để giải quyết bài tập. Do đó, thông qua các bài kiểm tra có sử dụng BTVLTTTHLM, GV có thể đánh giá được mức độ nắm vững kiến thức của HS, đánh
  41. 30 giá được năng lực, kĩ năng làm BT của HS từ đó có có thể điều chỉnh nội dung, phương pháp dạy học, giúp quá trình dạy học hiệu quả hơn. 1.4.3.6. BTVLTTTHLM góp phần nâng cao NLGQVĐ cho HS Một vai trò không nhỏ của BTVLTTTHLM là góp phần nâng cao NLGQVĐ cho HS bằng cách đưa HS vào những tình huống có vấn đề, làm HS phải tự mình suy nghĩ phân tích tình huống, tự mình đưa ra giải pháp và thực hiện giải pháp đó dưới sự hướng dẫn của GV. Những BTVLTTTHLM kích thích óc tìm tòi của HS, kích thích khả năng tiềm tàng của HS từ đó hình thành nên năng lực bên trong của HS một cách tự nhiên nhất, cụ thể là NLGQVĐ. 1.4.3.7. BTVLTTTHLM góp phần thay đổi thế giới quan khoa học của HS, cho HS cơ hội biết đến những quan điểm tiên tiến, phát minh hiện đại, nắm kiến thức về nền văn minh thế giới Khi giảng dạy vật lý, GV luôn gắn những kiến thức muốn truyền thụ cùa của mình với lịch sử phát minh ra kiến thức đó, làm HS hứng thú, mày mò, yêu khoa học và có những hiểu biết cơ bản về lịch sử khoa học cùng với tên của các nhà khoa học. Việc gắn nội dung BTVL với thực tiễn đời sống hằng ngày với thế giới quan khoa học xung quanh, kích thích HS có hứng thú và đam mê khoa học, rèn luyện khả năng quan sát, góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho HS. 1.4.4. Phương pháp giải BTVLTTTHLM Thực hiện giải BTVLTTTHLM theo các bước sau: - Bước 1: Xác định dạng BT gặp phải theo các cách phân loại trên. - Bước 2: Xác định nội dung yêu cầu của đề bài: vấn đề đưa ra, nội dung của vấn đề (tóm tắt đề, yêu cầu của đề). - Bước 3: Xác định kiến thức liên quan, không gian xung quanh vấn đề có thể vận dụng vào để GQVĐ (hiện tượng vật lí nào, công thức áp dụng nào, ) - Bước 4: Đề xuất các giải pháp dựa trên những nội dung tìm hiểu ở trước đó, tiến hành lựa chọn giải pháp thực hiện cho vấn đề được xem là tối ưu nhất (đưa ra phương án giải BT). - Bước 5: Thực hiện phương án đã chọn để GQVĐ (giải BT theo giải pháp đã đưa ra).
  42. 31 - Bước 6: Đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp thực hiện và xác định đã giải quyết triệt để vấn đề chưa, bài học kinh nghiệm rút ra được trong suốt quá trình giải BT (kết luận bài giải hoặc đưa ra cách giải khác). 1.5. Quy trình xây dựng các BTVLTTTHLM 1.5.1. Nguyên tắc xây dựng các BTVLTTTHLM Việc xây dựng hệ thống BTTTTHLM phải dựa trên các tiêu chí sau: - Mục đích của các BT phải phù hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng ở phần Nhiệt học. - Mục tiêu BT không chỉ là mục tiêu riêng của bộ môn vật lí mà phải có mục tiêu về nội dung kiến thức ở bộ môn khác. - Các dữ kiện trong đề bài phải rõ ràng, phù hợp với thực tiễn đời sống, có sự tích hợp nội dung với các vấn đề ở môn học khác có liên quan. - Các BT phải đảm bảo phát huy khả năng tìm tòi và vận dụng nhiều kiến thức để GQVĐ đặt ra trong bài, từ đó nâng cao NLGQVĐ cho HS. - Các BT phải có tính khả thi, sử dụng được ở mọi giai đoạn trong quá trình dạy học. 1.5.2. Các bước cụ thể xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn Bảng 1.5. Quy trình cụ thể xây dựng các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn Bước Cụ thể Bước 1: Xác định Mục đích của việc xây dựng hệ thống BT thực tiễn tích hợp mục đích của hệ liên môn phần Nhiệt học (Vật lí 10 THPT) nhằm nâng cao thống BT cần xây NLGQVĐ của HS trong quá trình học tập phần Nhiệt học. dựng Bước 2: Xác định nội Để xây dựng hệ thống BT phù hợp với mục đích đề ra, cần dung hệ thống BT phải trả lời các câu hỏi sau: nhằm thỏa mãn mục - Tình huống thực tiễn nào được đặt ra trong BT, nó đích đề ra tích hợp được nội dung của những môn học nào, kiến thức tích hợp là kiến thức gì, nằm ở đâu trong chương trình học?
  43. 32 Bước Cụ thể - Các câu hỏi đặt ra trong BT được sử dụng như thế nào ở những giai đoạn nào trong quá trình dạy học? - Mối quan hệ giữa kiến thức mới cần được khám phá và kiến thức cũ hoặc mối quan hệ giữa kiến thức đã học và tình huống thực tiễn là gì, tính liên môn trong kiến thức thể hiện như thế nào? - BT có thực sự phù hợp với mục đích nâng cao NLGQVĐ của HS hay không? Nâng cao năng lực này ở mức độ nào? - Những phương tiện (dụng cụ thí nghiệm, PPT, bảng biểu, sơ đồ, phiếu học tập ) nào cần có để hỗ trợ trong quá trình dạy học các BT này? Bước 3: Xác định cụ Xác định BTTTTHLM được sử dụng ở giai đoạn nào trong thể cách sử dụng các các giai đoạn của quá trình dạy học: BTTTTHLM đã xây 1. Mở đầu bài học dựng 2. Xây dựng kiến thức mới 3. Củng cố, vận dụng Nghiên cứu hệ thống BT trong SGK, sách BT, sách tham Bước 4: Thu thập khảo, đề cương vật lí phần Nhiệt học ở một số trường THPT thông tin để xây dựng hiện nay nhằm xác định những dạng BT đang được giảng nội dung các dạy hiện tại ở các trường THPT. BTTTTHLM Thu thập thông tin về những ứng dụng thực tiễn có liên quan đến nội dung chủ đề BT đã xác định để giúp cho HS cảm thấy gần gũi, hứng thú, tình huống thực tiễn có vấn đề góp phần nâng cao NLGQVĐ của HS. Tham khảo SGK các bộ môn khác trong chương trình THCS- THPT có chung kiến thức liên quan đến nội dung
  44. 33 Bước Cụ thể chủ đề của BT đã chọn lựa: sinh, hóa, địa và lựa chọn nội dung phù hợp để đưa vào BT. Tham khảo các giáo trình về PPDH bộ môn Vật lí để lựa chọn phương pháp, kĩ thuật, hình thức dạy học phù hợp. Tham khảo các tiến trình dạy học có nội dung tích hợp có sử dụng hệ thống BT một cách hiệu quả, triệt để, khai thác hết toàn bộ nội dung. Bước 5: Tiến hành Soạn nội dung BT: xây dựng các - Xây dựng phần dẫn, tình huống của BT, phác thảo BTTTTHLM nội dung cơ bản chủ đề của BT. - Dựa trên những dạng BT, các BT hiện có, tiến hành chỉnh sửa và đưa các yếu tố thực tiễn vào nhằm giúp cho đề bài gần gũi hơn với thực tiễn đời sống sao cho phù hợp với năng lực của HS, tạo tiền đề cho NLGQVĐ của HS. - Thêm vào các câu hỏi liên quan ở các bộ môn khác cùng chủ đề tích hợp, có nội dung phù hợp nằm cùng chương trình đào tạo có liên quan đến nội dung chung của phần dẫn. - Tăng cường các BT nâng cao NLGQVĐ đặt ra cho HS nhằm phát huy khả năng tích cực tìm tòi, nghiên cứu đưa ra giải pháp và thực hiện giải pháp của HS trong quá trình học tập. Sắp xếp, phân loại BT theo trình tự hợp lí theo hướng phát triển NLGQVĐ. Xây dựng đáp án, quy trình, tiến trình dạy học sử dụng các BT một cách hợp lí, cụ thể, khoa học.
  45. 34 Bước Cụ thể Bước 6: Trao đổi Sau khi xây dựng xong các BTTTTHLM, tiến hành trao đổi thông tin tham khảo ý với đồng nghiệp đang trực tiếp giảng dạy ở các trường kiến với các đồng THPT liên quan đến những môn tích hợp trong đề tài về nghiệp tính khả thi, phương pháp sử dụng, bước sử dụng, tính chính xác, tính khoa học trước khi thực nghiệm. Bước 7: Thực Việc thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng lại giả thuyết đề nghiệm, chỉnh sửa, bổ tài nghiên cứu đặt ra từ đó chỉnh sửa, bổ sung các BT hay sung các kiến thức bộ môn khác liên quan cho phù hợp với thực tiễn dạy học ở các trường THPT và sự phù hợp với việc nâng cao NLGQVĐ cho HS. 1.5.3. Cách sử dụng BTTTTHLM Như đã trình bày trong các bước xây dựng BTTTTHLM, trong bước 3 ta phải xác định cụ thể cách sử dụng các BTTTTHLM đã xây dựng, bằng cách đặt câu hỏi cho bài tập của mình: “BTTTTHLM được sử dụng ở giai đoạn nào trong quá trình dạy học?”; trong giai đoạn mở đầu bài học, trong giai đoạn xây dựng kiến thức mới hay trong lúc củng cố vận dụng bài học. Tương ứng với từng giai đoạn sử dụng trong bài học mà ta điều chỉnh nội dung, ý hỏi cho phù hợp với mục đích dạy học. Nếu trong giai đoạn mở đầu bài học thì nên lựa chọn một BTTTTHLM mang tính đặt ra vấn đề, gợi mở vấn đề hoặc một tình huống gây nảy sinh vấn đề, đặc biệt tình huống này có thể gây hứng thú cho HS. Khi HS hứng thú với bài học ta mới có thể đưa lượng kiến thức mới vào bài. Cụ thể như một bài tập trong phụ lục như sau:
  46. 35 Hình 1.3. Bài tập phụ lục mô tả than chì và kim cương Trong bài tập này, ta có thể xây dựng một câu hỏi khác. Ví dụ như: “Điều gì làm kim cương khác biệt so với than chì?”. Đây là một bài tập mở đầu bài học. Nếu bài tập này được sử dụng trong giai đoạn củng cố vận dụng nội dung bài học ta lại chuyển câu hỏi thành: “Dựa vào sự khác biệt về cấu trúc tinh thể của than chì và kim cương, em hãy giải thích sự ảnh hưởng của cấu trúc tinh thể lên tính chất vật lí của chúng?”. Nếu bài tập này được sử dụng để xây dựng kiến thức mới, ta phải xác định kiến thức mới ở đây là kiến thức gì? Nội dung muốn xây dựng là nội dung gì? Trong bài tập này, kiến thức mới muốn xây dựng là cấu trúc tinh thể hoặc chất rắn kết tinh chẳng hạn, thì ta phải đưa hình ảnh của những cấu trúc tinh thể của cả hai chất lên, HS quan sát và lại đặt câu hỏi: “Cấu trúc này là của kim cương và than chì, em hãy quan sát và mô tả hình ảnh cấu trúc này?”. Từ đó ta xây dựng kiến thức về cấu trúc tinh thể và về chất rắn kết tinh. Như vậy một BTTTTHLM có thể dùng trong mọi giai đoạn của quá trình dạy học vật lý. Khi xây dựng tiến trình, phụ thuộc vào việc GV chọn lựa hình thức vận dụng của bài tập này như thế nào. Ngay cả bài tập này cũng có thể mở đầu trong bộ môn Hóa học hoặc trong môn GDCD về tính đoàn kết trong tập thể. Như vậy, trong việc sử dụng BTTTTHLM tùy thuộc vào tính linh hoạt của GV và việc chọn giai đoạn áp dụng trong tiến trình dạy học. 1.6. Các biện pháp nâng cao NLGQVĐ của HS THPT - Tiến hành đổi mới phương pháp, hình thức dạy học tăng cường tính tích cực trong nội dung dạy học.
  47. 36 - Xây dựng giáo án và các BT mang tính tích cực- sáng tạo, khơi nguồn động cơ, tính tích cực, chủ động học tập cho HS. - Tổ chức các hoạt động ngoài nhà trường như các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, cuộc thi sáng tạo; sản phẩm ứng dụng, sáng tạo, - Xây dựng hoạt động học tập trong tương tác của HS- HS, HS -GV để thể hiện rõ vai trò hợp tác trao đổi trong quá trình học tập. - Trang bị cho HS tri thức cần thiết cho việc tự học: kĩ năng tìm kiếm thông tin, kĩ năng học hiểu thông tin, tóm tắt thông tin và ghi nhớ thông tin, - Đánh giá đủ, đúng năng lực của HS thông qua hoạt động và ứng dụng các phương pháp kĩ thuật phù hợp để điều chỉnh. - Thường xuyên họp bàn, thảo luận, đề xuất thay đổi phương án tích cực cũng như cập nhật thông tin phát triển của khoa học công nghệ kĩ thuật hiện tại. - Thực hiện đồng thời các biện pháp trên. 1.7. Khảo sát ý kiến dạy học các BTVLTTTHLM hiện nay và NLGQVĐ của HS 1.7.1. Mục đích nghiên cứu thực trạng Khái niệm về BTTTTHLM hiện nay khá mới mẻ, hầu như chưa có một công trình nghiên cứu nào trước đây trình bày về dạng BT này. Do đó, tôi tiến hành khảo sát mong muốn, suy nghĩ của GV đối với dạng BT này nhằm làm nền tảng định hướng cho nghiên cứu cũng như làm động lực thôi thúc tôi hoàn thành luận văn này. Bên cạnh việc khảo sát ý kiến của các GV về dạng bài tập, tôi cũng tiến hành khảo sát HS THPT lớp 10 về thực trạng dạy- học NLGQVĐ. 1.7.2. Các đối tượng nghiên cứu GV thuộc các trường THPT và HS lớp 10 trường THCS-THPT Tân Phú 1.7.3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu ý kiến của GV về các BTTTTHLM. Nghiên cứu cụ thể thực trạng bồi dưỡng NLGQVĐ trong dạy học cho HS; khảo sát các biểu hiện NLGQVĐ của HS. 1.7.4. Phương pháp nghiên cứu Dùng google form để tham khảo ý kiến của các GV về dạng BT mới- BTVLTTTHLM. Links google form:
  48. 37 C6Zlxy8/edit?c=0&w=1 Phát và thu phiếu điều tra qua HS về điều tra thực trạng dạy-học môn Vật lí ở trường THPT hiện nay. 1.7.5. Kết quả nghiên cứu thực trạng Do những đề tài trước đây đều khảo sát GV về quá trình giảng dạy trong việc nâng cao NLGQVĐ cho HS, nên trong giới hạn đề tài của mình, tôi khảo sát những nội dung liên quan đến BTTTTHLM để tham khảo ý kiến của GV về vấn đề áp dụng và những suy nghĩ bước đầu của các GV về các bài tập này trong nâng cao năng lực của HS. Tôi thu được kết quả như sau: - Trong khảo sát 60 GV về BTVLTTTHLM, với câu hỏi về lợi thế áp dụng của dạng BT này, thầy cô cho rằng BT này có thể mang lại chủ yếu tập trung vào tính thực tiễn và tích hợp của nội dung. Hình 1.4. Biểu đồ tròn khảo sát lợi thế của BTTTTHLM để phát triển năng lực cho HS - Khi đặt câu hỏi về việc áp dụng BT này vào khâu nào của quá trình giảng dạy thì đến 39% các thầy cô cho rằng trong BT vận dụng. Ngoài ra trong kiểm tra đánh giá và trong mở đầu bài học cũng như nghiên cứu kiến thức mới cũng chiếm tỉ lệ cao.
  49. 38 Hình 1.5. Biểu đồ cột khảo sát việc vận dụng BTTTTHLM vào các khâu của quá trình dạy học - Trong câu hỏi về năng lực nào của HS được nâng cao khi học dạng BT này các thầy cô cho rằng NLGQVĐ là năng lực phát triển rõ rệt nhất cùng với năng lực phân tích, tổng hợp so sánh. Hình 1.6. Biểu đồ tròn khảo sát lợi thế năng lực có thể phát triển cho cho HS khi sử dụng BTTTTHLM - Khi đặt câu hỏi về việc áp dụng dạng BT này trong bộ môn giảng dạy của mình thì các thầy cô hầu hết đều cho rằng có thể vận dụng được. Hình 1.7. Biểu đồ cột khảo sát việc vận dụng BTTTTHLM vào dạy học
  50. 39 Kết luận: Dựa theo khảo sát thì các BTTTTHLM sẽ có thể nâng cao NLGQVĐ của HS và các GV cũng có mong muốn áp dụng việc dạy học các BT này trong quá trình dạy học cho HS. Dưới khảo sát trên, kết quả này vừa là niềm tin vừa là động lực để tôi tiếp tục xây dựng hoàn thiện đề tài của mình. 1.7.5.1. Kết quả điều tra HS Vấn đề khảo sát HS tôi tiến hành khảo sát 6 lớp 10 (tổng số 221 HS) của trường THCS- THPT Tân Phú dựa theo bảng câu hỏi (phụ lục 2) đã nêu và kết quả được tổng kết lại như sau: - Đối với câu hỏi 1, có 96/221 HS chọn mức độ thường xuyên chiếm 43,43%, 125/221 HS chọn mức độ thỉnh thoảng chiếm 56,57%, không HS nào chọn mức độ chưa bao giờ. Điều này chứng tỏ trong dạy học, thầy cô giáo thường xuyên đưa ra những tình huống có vấn đề để gợi mở bài học cho HS. - Đối với câu hỏi 4, có 125/97 HS chọn phương án 4 chiếm 56,56%, 53/221 HS chọn phương án 1 chiếm 23,98%, 24/221 HS chọn phương án 2 chiếm 10,86%, 19/221 HS chọn phương án 4 chiếm 8,60%. Điều này chứng tỏ HS có kết hợp giữa nhiều nguồn thông tin khác nhau để tìm kiếm kiến thức GQVĐ. - Đối với câu hỏi 7, có 162/221 HS chọn phương án 3 chiếm 73,30%, 12/221 HS chọn phương án 1 chiếm 5,43%, 29/221 HS chọn phương án 2 chiếm 13,12%, 18/221 HS chọn phương án 4 chiếm 8,15%. Điều này chứng tỏ rằng phần đông HS đã biết đúng cách GQVĐ. - Đối với các câu hỏi còn lại, phần đông HS vẫn chọn các phương án ngay cả khi đề xuất hay tìm cách GQVĐ vẫn là dựa chủ yếu vào gợi ý của GV. Từ sau khảo sát này, tôi đưa ra nhận xét như sau: GV đã đưa việc dạy học nâng cao NLGQVĐ cho HS lồng ghép vào trong bài học của mình dưới dạng các tình huống để HS phát triển được năng lực phát hiện vấn đề, tuy nhiên khả năng giải quyết BT của các em vẫn còn tập trung phần lớn ở sự hướng dẫn của GV và để HS có thể tự giải quyết các BT đưa ra thì chúng ta cần phải áp dụng các PPDH hiệu quả, xây dựng các BT hỗ trợ nhằm nâng cao NLGQVĐ cho HS.
  51. 40 Kết luận chương 1 Như trình bày ở chương 1, tôi đã làm rõ những cơ sở lý luận của đề tài như sau: - Khái niệm về năng lực, NLGQVĐ của HS, các năng lực cần thiết của HS. - Phân tích sâu hơn về NLGQVĐ của HS: các mức độ, các biểu hiện, các năng lực thành phần, các phương pháp đánh giá năng lực - Các hình thức, phương pháp dạy học phù hợp với nội dung kiến thức của BTTTTHLM cũng như mục tiêu nâng cao NLGQVĐ cho HS. - Khái quát về khái niệm BT, BTVL, BTTTTHLM và vai trò ứng dụng của nó trong quá trình dạy học vật lí ở trường THPT. - Khảo sát thực trạng dạy học NLGQVĐ của HS, sự quan tâm mong muốn cũng như phần nội dung đáp ứng của đề tài với mong muốn của quý thầy cô giáo đối với các BTTTTHLM. - Dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết đầy đủ và xây dựng những khái niệm mới về các BTTTTHLM, cũng như mục tiêu phát triển NLGQVĐ cho HS THPT, chúng tôi tiến hành xây dựng tiến trình dạy học kiến thức phần Nhiệt học Vật lí 10 THPT sẽ được trình bày ở chương 2.
  52. 41 Chương 2. CÁC BTVLTTTHLM PHẦN NHIỆT HỌC NHẰM NÂNG CAO NLGQVĐ CHO HỌC SINH 2.1. Phân tích cấu trúc chương trình phần Nhiệt học và nội dung tich hợp hiện có trong phần Nhiệt học 2.1.1. Cấu trúc phần Nhiệt học Sơ đồ cấu trúc chung của phần Nhiệt học Sơ đồ 2.1. Cấu trúc phần nhiệt học 2.1.2. Tổng quan về phần Nhiệt học Nhiệt học nghiên cứu tính chất vật lí của hệ vĩ mô trên cơ sở phân tích những biến đổi năng lượng có thể có của hệ mà không nói đến cấu trúc vi mô của chúng. Dựa vào thuyết động học phân tử, giải thích sự cấu thành các trạng thái của vật chất: rắn, lỏng khí; cũng từ đó nêu lên các tính chất của lần lượt các trạng thái dựa vào cấu tạo phân tử của nó. Nhiệt học là một bộ phận quan trọng trong bốn đại cương chính của vật lí phổ thông: cơ, nhiệt, điện, quang, nó vừa quan trọng lại vừa gần gũi với cuộc sống xung quanh chúng ta. Do đó việc tìm những yếu tố thực tiễn trong bài toán nhiệt học sẽ thuận lợi hơn, đồng thời từ tính gần gũi đó mà tăng thêm sự hứng thú, khám phá, tìm tòi và tinh thần tự học góp phần nâng cao NLGQVĐ cho HS. Khi đi nghiên cứu thêm về chất khí, SGK trình bày rõ các đẳng quá trình đối với khí lí tưởng cũng như có sự so sánh cơ bản giữa khí thực và khí lí tưởng; quá trình biến đổi trạng thái của khối khí khi mà các thông số trạng thái của nó p,V,T biến đổi
  53. 42 qua các quá trình. Cách trình bày phần kiến thức nhiệt học trong chất khí hiện nay theo cách quy nạp: từ các đẳng quá trình suy ra được phương trình trạng thái khí lí tưởng. Trong phần Nhiệt học trong chương trình có trình bày về nội năng và sự biến đổi nội năng cũng như các nguyên lý của nhiệt động lực học để HS làm quen với năng lượng và biến đổi năng lượng nhiệt. Sau đó hướng dẫn HS tìm hiểu các hiện tượng liên quan đến các trạng thái vật chất còn lại đó chính là lỏng và rắn và cả đặc tính cơ học của chúng. Chương trình của SGK trình bày hướng HS đi từ nguồn gốc của nhiệt học từ vi mô đến các trạng thái vật chất cơ bản. Tuy nhiên, lượng kiến thức truyền đạt còn hạn chế vì chỉ nêu kiến thức vật lí đơn thuần, ít ví dụ và BTTT cũng như hệ thống BT trong phần nhiệt học chưa có sự liên hệ thực tế. Khiến lượng kiến thức và bài tập trở nên khô cứng, xa rời, không gần gũi với quá trình nhận thức của HS; đồng thời việc rèn luyện kĩ năng tính toán cũng không thể phát huy được NLGQVĐ cho HS. Kiến thức phần Nhiệt học vô cùng gần gũi và mật thiết trong đời sống của HS, từ không khí nơi các em đang hít thở cho đến động cơ đưa các em đến trường, thức ăn của các em ăn hằng ngày Nhiệt học có mặt hầu hết trong đời sống, cho nên việc hiểu về nó để hiểu biết về cuộc sống, khám phá xung quanh cuộc sống của các em trở nên quan trọng cần thiết hơn bao giờ hết. Mục tiêu dạy học của chương trình mới yêu cầu HS không chỉ tiếp thu kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng, phải được phát triển toàn diện. Song song bên cạnh tiết học kiến thức thì việc giải bài tập là vô cùng quan trọng với sự phát triển của HS. Từ bài tập HS có thể học hỏi nhiều kiến thức gần gũi thân thuộc, làm HS hứng thú và cảm nhận ngay được vấn đề của cuộc sống. Học xong có thể vận dụng được ngay. Đồng thời tính tích hợp trong bài tập được thể hiện rõ làm cho HS không chỉ hiểu vật lý mà còn biết những vấn đề nhân văn, xã hội ngay trên một đề bài vật lý. Với kiến thức liên hệ trong BTTTTHLM, HS học được nhiều hơn chỉ một bộ môn, hình thành trong bản thân các em sự liên hệ, liên kết giữa kiến thức các môn. Thông qua một bài tập, HS vận dụng toàn bộ tư duy khoa học tự nhiên, tư duy khoa học xã hội cùng lúc, tạo cho các em tâm lý sẵn sàng, xác định được vấn đề trong những yêu cầu được nêu ra cũng như các kĩ năng, kĩ thuật để giải một bài tập. Sự kết
  54. 43 hợp các môn trong đề bài cũng nhằm năng cao năng lực phỏng đoán, đề xuất để đưa ra phương pháp và lựa chọn phương pháp vào giải quyết một vấn đề tích hợp. Sau khi phân tích cấu trúc Phần Nhiệt học- vật lí 10 THPT, tôi tiến hành biên soạn 23 BTTTTHLM dưới đây. 2.2. Xây dựng các bài tập vật lí có nội dung thực tiễn tích hợp liên môn trong phần “Nhiệt học” – Vật lí 10 THPT 2.2.1. Các bài tập thực tiễn tích hợp liên môn phần “Nhiệt học”- Bài 1: Người ta cho rằng đèn kéo quân là một loại lồng đèn có thể xoay vòng khi thắp nến, thường xuất hiện trong rằm Trung thu của trẻ em Việt Nam. Đèn này là một bằng chứng cho những giá trị truyền thống văn hóa lịch sử lâu đời, là hình ảnh của những đoàn quân xung trận, Hình 2.1. Lồng đèn kéo quân cũng là lí do xuất phát của tên đèn. Nó (Trích: hoạt động dựa trên nguyên lý II nhiệt động lực học. 1. Trung thu là một trong những ngày Tết của trẻ em Việt Nam, em hãy thuyết minh về ngày Tết này. 2. Đèn kéo quân là loại đèn khi thắp nến bên trong thì phần khung đèn sẽ quay tạo ra những hình ảnh đẹp mắt, dựa vào hiểu biết của mình, em hãy giải thích nguyên lý cấu tạo và hoạt động của đèn kéo quân? 3. Trình bày hai cách phát biểu nội dung nguyên lý II nhiệt động lực học? 4. Vẽ sơ đồ thể hiện sự nhận nhiệt và sinh công của động cơ nhiệt theo nguyên lý II NĐLH. 5. Bằng vỏ lon nước ngọt và vật dụng đơn giản em hãy chế tạo một lồng đèn kéo quân. Tích hợp kiến thức - Nguyên lý II Nhiệt động lực học (Vật lí 10) - Thuyết minh ngày Tết Trung Thu Việt Nam (Ngữ văn 9)
  55. 44 Loại BT: BT luyện tập vận dụng thực tiễn tích hợp liên môn ở câu 2, 3, 4 BT sáng tạo, giải thích thực tiễn tích hợp liên môn: 1, 5 Định hướng nâng cao năng lực cho HS + NLGQVĐ cho HS: Mức độ Nội dung Phân tích đúng nội dung đã cho trong đề bài toán Tóm tắt đúng đề bài toán yêu cầu Xác định đúng yêu cầu cần tìm của bài toán Phát hiện và 1. Thuyết minh về ngày Tết Trung Thu 2. Nguyên lý II nhiệt động lực học làm rõ vấn đề 3. Vẽ sơ đồ nhận nhiệt sinh công của đèn kéo quân dựa vào nguyên lý II 4. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của đèn kéo quân 5. Chế tạo lồng đèn kéo quân Xác định nội dung kiến thức liên hệ môn học khác: môn văn (thể loại văn thuyết minh và cách trình bày sản phẩm powerpoint thuyết trình) Đề xuất phương án giải bài toán: Đề xuất và lựa 1. Sử dụng cách làm bài văn thuyết minh để trình bày về đèn kéo quân chọn giải pháp 4. Dựa vào chuyển động của đèn kéo quân khi có luồng khí nóng đốt đèn và nguyên lý nhiệt động lực học để giải thích 5. Đưa ra giải pháp, lựa chọn nguyên vật liệu và đề xuất phương án thiết kế đèn kéo quân. Lựa chọn phương án thích hợp để giải Thực hiện và Vận dụng giải được các bài tập hoàn chỉnh đánh giá giải Đánh giá giải pháp thực hiện về việc làm đèn kéo quân: chất liệu, ưu nhược điểm, cải tiến, tính thẫm mĩ. pháp + Năng lực hợp tác: thảo luận nhóm về bài thuyết trình ngày Tết trung thu và giải thích chuyển động nhiệt của đèn kéo quân; cách thức làm lồng đèn kéo quân, thực hiện các giai đoạn làm lồng đèn. + Năng lực sử dụng ngôn ngữ: trình bày được nội dung thảo luận nhóm, trình bày được suy nghĩ của cá nhân. Gợi ý sử dụng BT
  56. 45 + BT được được sử dụng để mở đầu hoặc trong giai đoạn củng cố vận dụng nội dung bài học: “Các nguyên lí của nhiệt động lực học” + BT có thể giáo dục ý thức giữ gìn văn hóa dân tộc, ngày hội của trẻ em Việt Nam. Hướng dẫn giải BT 1. Dàn ý về nội dung của bài thuyết trình Tết Trung thu của trẻ em Việt Nam - Lịch sử ra đời - Món ăn đặc trưng cho tết Trung thu - Tục lệ trong rằm tháng 8 - Các loại lồng đèn - Ý nghĩa của ngày Tết này trong năm 2. Hai cách phát biểu nội dung nguyên lý II nhiệt động lực học: Cách phát biểu của Clau-di-ut: “Nhiệt không thể từ truyền từ một vật sang vật nóng hơn”. Cách phát biểu của Các-nô: “Động cơ nhiệt không thề chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học”. 3. Sơ đồ thể hiện sự nhận nhiệt và sinh công của động cơ nhiệt theo nguyên lý II NĐLH. Hình 2.2. Sơ đồ nhận nhiệt sinh công theo nguyên lý II (Trích: 4. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của đèn kéo quân: - Nguồn nóng: đèn đặt ở dưới chân của đèn (nến hoặc đèn dầu)
  57. 46 - Bộ phận phát động: vật trung gian (luồn không khí bên trong), thiết bị phát động (cánh tản nhiệt) - Nguồn lạnh: không khí lạnh bên ngoài. 5. Chế tạo đèn kéo quân - Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu: lon nước ngọt, giá đỡ, cây nến, giấy màu, vật trang trí - Bước 2: Cắt các phần của động cơ, uốn thanh kim loại, thiết kế giấy dán - Bước 3: Ghép động cơ và chạy thử - Bước 4: Chỉnh sửa kĩ thuật và thẩm mỹ cho động cơ. Links tham khảo cho HS: 1. 2. 3. Bài 2: Bình CO2 chữa cháy chất lỏng, khí, thiết bị điện. Trên bình thường ghi rõ CO2, hoặc MT2, MT3, MT5. Khi mở van, do có sự chênh lệch về áp suất, CO2 dạng lỏng thoát ra ngoài và chuyển thành dạng bọt rắn, lạnh – 780C làm loãng nồng độ hỗn hợp hơi khí cháy và làm lạnh vùng cháy Hình 2.3. Bình chữa cháy CO2 dẫn tới triệt tiêu đám cháy. (Trích: 1. Em hãy nêu tính chất vật lí và hóa học của CO2. Tính chất nào được sử dụng trong bình chữa cháy? 2. Một bình cứu hỏa có thể tích 40 lít chứa 3,96 kg khí CO2. Khối lượng riêng của khí ở điều kiện chuẩn (00C, 1 atm) là 1,98 kg/m3. Nhiệt độ tối đa được ghi trên nhãn bình cứu hỏa là 550C. Số chỉ trên đồng hồ đo áp không được vượt qua giá trị nào để không xảy ra sự cố? 0 3. Để hóa lỏng khí CO2 ở nhiệt độ 20 C, ta cần phải đưa khí CO2 về áp suất 56 atm. Muốn có một bình chứa 4 lít khí CO2 đã được hóa lỏng thì phải cần ít nhất bao 0 nhiêu lít khí CO2 ở nhiệt độ 30 C và áp suất 1 atm? (Bỏ qua sự chuyển thể từ khí thành
  58. 47 lỏng). 4. Em hãy tìm hiểu và trình bày cách sử dụng bình cứu hỏa CO2 cũng như những lưu ý khi sử dụng an toàn để dập tắt đám cháy và giải thích tại sao phải làm như vậy? 5. Bằng kiến thức vật lí của mình, em hãy giải thích tại sao người ta thường bảo quản bình cứu hỏa tại nơi bóng râm, chỗ khuất, mát mẻ? Tích hợp kiến thức - Phương trình trạng thái của khí lí tưởng (Vật lí 10) - Tính chất của Cacbon (Hóa học 9,10) Loại BT: BT luyện tập vận dụng thực tiễn tích hợp liên môn ở câu 2, 3 BT sáng tạo, giải thích thực tiễn tích hợp liên môn: 1, 4, 5 Định hướng nâng cao năng lực cho HS + NLGQVĐ cho HS: Mức độ Nội dung Phân tích đúng nội dung đã cho trong đề bài toán Tóm tắt đúng đề bài toán yêu cầu Xác định đúng yêu cầu cần tìm của bài toán Phát hiện và 1. Tính chất của khí CO2 dùng trong bình chữa cháy làm rõ vấn đề 2. Số chỉ của đồng hồ đo áp (áp suất) 3. Thể tích khí CO2 4. Cách sử dụng bình cứu hỏa 5. Giải thích nơi đặt bình CO2 Xác định nội dung kiến thức liên hệ môn học khác: hóa học (tính chất của CO2) Đề xuất phương án giải bài toán: 2. Tính thể tích bằng công thức khối lượng riêng, áp dụng phương Đề xuất và trình trạng thái khí lí tưởng để tính áp suất lựa chọn giải 3. Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng để tính thể tích pháp 4. Kiến thức phòng cháy chữa cháy, kĩ năng sử dụng bình cứu hỏa 5. Vận dụng định luật cho quá trình tích (thể tích bình không đổi) giải thích khi nhiệt độ tăng thì áp suất tăng Lựa chọn phương án thích hợp để giải Thực hiện và Vận dụng giải được các bài tập hoàn chỉnh đánh giá giải Cách giải khác cho bài toán pháp Kết luận về kết quả thu được từ việc giải bài toán
  59. 48 + Năng lực tính toán: vận dụng các phép tính giải bài toán cụ thể, vận dụng công thức D=m/V đã học ở lớp 6. + Năng lực hợp tác: thảo luận nhóm các cách phòng tránh sự cố cháy nổ bình gas. + Năng lực giao tiếp: trình bày được nội dung thảo luận nhóm, trình bày được suy nghĩ của cá nhân. Loại BT: BT luyện tập- vận dụng thực tiễn tích hợp liên môn: 1, 2, 3 BT sáng tạo- giải thích thực tiễn tích hợp liên môn: 1, 4, 5 Gợi ý sử dụng BT + BT được được sử dụng để mở đầu hoặc trong giai đoạn củng cố vận dụng nội dung bài học: “Phương trình trạng thái khí lí tưởng” hoặc có thể dùng trong ôn tập cuối chương. + BT có thể cung cấp kiến thức về bình cứu hỏa cho HS, giáo dục HS cách sử dụng bình cứu hỏa, giúp HS có ý thức bảo vệ an toàn phòng cháy chữa cháy trong đời sống. + BT có thể dùng để ôn tập kiến thức hóa học về CO2. Hướng dẫn giải BT 1. Tính chất vật lí và hóa học của CO2. Cấu tạo của CO2 là O=C=O. Tính chất vật lý Là khí không màu, vị hơi chua. Tan ít trong nước. Không duy trì sự cháy và sự sống. CO2 khi bị làm lạnh đột ngột là thành phần chính của nước đá khô. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm. Tính chất hoá học o CO2 là oxit axit: CO2 tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu): CO2 + H2O ↔ H2CO3 0 o CO2 tác dụng với oxit bazơ → muối: CaO + CO2  t CaCO3 o CO2 tác dụng với dung dịch bazơ → muối + (H2O) NaOH + CO2 → NaHCO3 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
  60. 49 o CO2 bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và tác dụng được với các chất khử mạnh: 0 2CO2 t  2CO + O2 CO2 + 2Mg 2MgO + C CO2 + C 2CO o CO2 còn được dùng để sản xuất ure: CO2 + 2NH3 → NH4O - CO - NH2 (amoni cacbamat) 0 NH4O - CO - NH2 180;  Cat200  H2O + (NH2)2CO 2. Ở điều kiện chuẩn (00C, 1 atm), thể tích khí là: mm113,96 3 DVm 1 2 VD1 1,98 p1 1atm p2 ? 3 3 V1 2m  V2 40l 0,04m T1 273K T2 55 273 328K 0 Gọi p2 là áp suất khí trong bình ở 55 C. Áp ụd ng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có: p1 Vp 12 Vp 21 V1 T2 1 2 328 ppatm22 60,07 . TTTV121 2 273 0,04 3.Thể tích khí CO2 cần tìm là: p1 1atm p2 56atm hoalong V1 ?  V2 4l T 30 273 303K T 20 273 293K 1 2 Áp ụd ng phương trình trạng thái khí lí tưởng, ta có: p1 Vp 12 Vp 22 V2 1 T 56 4 303 Vl1 231,65 TTT122 1 p 293 1 4. Cách sử dụng bình cứu hỏa: - Khi phát hiện ra cháy, nhanh chóng di chuyển bình tới gần điểm cháy, giật chốt hãm, hướng vòi phun vào càng gần gốc lửa càng tốt. - Bóp chặt van để khí CO2 tự phun ra dập lửa.
  61. 50 Hình 2.4. Các bước sử dụng bình cứu hỏa (Trích: Chú ý khi sử dụng bình cứu hỏa CO2 - Trước khi phun ở phòng kín, phải báo cho mọi người ra hết khỏi phòng, phải dự trù lối thoát ra sau khi phun khí CO2 vì khi phun thì sẽ tạo ra chất CO rất độc. - Vì bình chữa cháy CO2 có nhiều loại nên cần phải đọc hướng dẫn, nắm kỹ tính năng tác dụng của từng loại bình để bố trí dập các đám cháy cho phù hợp. - Khi phun phải cầm bình thẳng đứng, đứng ở đầu hướng gió (cháy ngoài); đứng gần cửa ra vào (cháy trong), phải phun tắt hẳn lửa mới ngừng phun. - Khi dập các đám cháy chất lỏng phải phun bao phủ lên bề mặt cháy, tránh phun trực tiếp xuống chất lỏng đề phòng chúng bắn ra ngoài, cháy to hơn. - Đề phòng bỏng lạnh, chỉ được cầm vào phần nhựa, cao su trên vòi và loa phun, đòn bẩy, khi phun xong tránh cầm bình trực tiếp. 5. Bình cứu hỏa là loại bình có cấu tạo kín bằng kim loại để khí trong bình không thoát ra ngoài, quá trình biến đổi trạng thái khí trong bình là quá trình đẳng tích. Khi đặt bình ở ngoài trời nắng, nhiệt độ môi trường tăng dần từ sớm cho tới trưa sẽ dẫn đến nhiệt độ khí trong bình tăng dần lên. Theo định luật Sác-lơ, nhiệt độ khí tăng sẽ làm áp suất trong bình tăng theo. Khi áp suất tăng vượt qua ngưỡng giới hạn quy định bởi nhà sản xuất thì bình sẽ bị nổ. Bài 3: Cá chép có bóng hơi thông với thực quản bằng một ống ngắn giúp cá chìm, nổi trong nước dễ dàng. Nó hình dạng như một chiếc túi chứa không khí giúp cá có thể lơ lửng ở một độ sâu nhất định mà không cần phải bơi. Bong
  62. 51 bóng cá cũng có tác dụng giữ thăng bằng cho cá khi bơi và có thể coi tương tự như phổi cá. Hình 2.5. Cấu tạo bên trong của cá chép (Trích: sách giáo khoa sinh học 7) 1. Cá chép hô hấp qua bộ phận nào của cơ thể? Vai trò của bong bóng cá là gì? 2. Vào những ngày trời nắng, cá thường ngoi lên trên mặt nước để thở, bằng kiến thức của mình, em hãy giải thích hiện tượng này? Áp dụng vào việc đề ra giải pháp trong việc nuôi cá cảnh trong những ngày trời nắng. 3. Trong một thí nghiệm như hình vẽ Hình 2.6. Mô phỏng thí nghiệm sự thay đổi mực nước khi cá bơi (Trích: sách giáo khoa sinh học 7) Em hãy giải thích tại sao mực nước lại dâng lên khi cá bơi lên trên? 4. Khi kéo lưới đánh cá, ngư dân thường kéo lưới khá chậm lên bờ, ích lợi điều này mang lại. Hãy giải thích? 5. Một con cá đang lặn sâu dưới nước thì nhả ra bọt khí có thể tích 1,5 cm3 tại nơi có áp suất gấp đôi áp suất khí quyển và nhiệt độ 170C. Hỏi khi bọt khí này nổi lên mặt nước thì nó có thể tích bao nhiêu? Biết nhiệt độ trên bề mặt là 270 C.
  63. 52 Tích hợp kiến thức - Quá trình đẳng nhiệt (Vật lí 10) - Cấu tạo của cá chép, hô hấp của động vật (Sinh học 7,10) Loại BT: BT luyện tập vận dụng thực tiễn tích hợp liên môn: 5 BT sáng tạo, giải thích thực tiễn tích hợp liên môn: 1, 2, 3, 4 Định hướng nâng cao năng lực cho HS + NLGQVĐ cho HS: Mức độ Nội dung Phân tích đúng nội dung đã cho trong đề bài toán Tóm tắt đúng đề bài toán yêu cầu Xác định đúng yêu cầu cần tìm của bài toán Phát hiện và 1. Bộ phận hô hấp của cơ thể cá làm rõ vấn đề 2. Giải thích hiện tượng cá ngoi lên thở trong ngày nắng. Đề xuất biện pháp cải thiện lượng ô-xi trong nước 3. Giải thích mực nước dâng khi cá bơi lên trên 4. Xác định thể tích bọt khí Xác định nội dung kiến thức liên hệ môn học khác: sinh học (cấu tạo hệ hô hấp của cá bằng mang, bong bóng cá) Đề xuất phương án giải bài toán: 2. Sử dụng kiến thức của khi nhiệt độ cao có sự bốc hơi, oxi trong nước ít dần. Từ đó đề ra giải pháp về cách nuôi cá Đề xuất và 3. Dưa vào thể tích bong bóng cá tăng giảm khi bơi lên và định luật lựa chọn giải về quá trình đẳng nhiệt để giải thích pháp 4. Vận dụng kiến thức đã giải thích ở câu 3 để nêu lên hậu quả và cách thay đổi để phù hợp 5. Áp dụng công thức về phương trình trạng thái khí lí tưởng để giải Lựa chọn phương án thích hợp để giải Thực hiện và Vận dụng giải được các bài tập hoàn chỉnh đánh giá giải Kết luận chung về phương pháp giải bài toán giải thích pháp
  64. 53 + Năng lực tính toán: vận dụng các phép tính giải bài toán cụ thể. + Năng lực hợp tác: thảo luận nhóm về cấu tạo của cá, giải thích các tình huống câu hỏi đưa ra, vận dụng vào để giải bài tập chất khí. + Năng lực giao tiếp: trình bày được nội dung thảo luận nhóm, trình bày được suy nghĩ của cá nhân. Gợi ý sử dụng BT + BT được được sử dụng để mở đầu hoặc trong giai đoạn củng cố, vận dụng nội dung bài học: “ Định luật Bôi-lơ Ma- ri-ốt”, “Phương trình trạng thái khí lí tưởng” + BT giúp HS có thể giải thích một số hiện tượng liên quan đến sinh học của loài cá và hướng dẫn HS cách chăm sóc cá trong ngày nắng. Hướng dẫn giải BT 1. Cá chép hô hấp qua bộ phận là mang, không phải qua bong bóng cá. 2. Cá thở bằng việc trao đổi khí ô-xi trong nước, vào những ngày nắng lượng ô- xi trong nước theo sự bốc hơi nước mà bay đi, làm lượng ô-xi trong nước ít đi; cũng như vào những ngày nắng, các loài tảo biển phát triển mạnh, dùng rất nhiều ô-xi trong nước, do đó nước không còn đủ ô-xi để thở nên cá đã ngoi lên mặt nước để sử dụng lượng ô-xi trong không khí. 3. Khi cá bơi lên- mực nước dâng lên chứng tỏ thể tích của cá tăng lên. Khi cá bơi xuống- mực nước hạ xuống chứng tỏ thể tích của cá giảm đi. Cơ quan trong cơ thể cá có thể làm thay đổi thể tích của cá chính là bong bóng cá. Khi cá di chuyển từ dưới nước lên, áp suất chất lỏng tác dụng lên cá sẽ giảm. Để cân bằng áp suất bên ngoài, áp suất khí trong bong bóng cá sẽ giảm. Giả sử thân nhiệt của cá không đổi (quá trình đẳng nhiệt) thì thể tích khí trong bong bóng cá sẽ tăng lên. Thể tích cá tăng lên theo, tăng phần thể tích chiếm chỗ trong nước, từ đó mực nước dâng lên. 4. Nếu ngư dân kéo cá lên quá nhanh, thể tích khí trong bong bóng cá sẽ tăng nhanh đột ngột làm vỡ bong bóng cá khiến cá chết. Do đó khi kéo lưới, ngư dân kéo từ từ để cá có thể thay đổi thể tích bong bóng ứng với sự thay đổi của môi trường và