Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đặt trọng tâm vào việc phát triển phẩm chất và năng lực của người học nhằm đáp ứng yêu cầu của bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới. Trong hệ thống các năng lực cốt lõi, năng lực giao tiếp và hợp tác (GT - HT) là một trong ba năng lực chung cần được bồi dưỡng xuyên suốt qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục. Đối với môn Vật lí, chương trình được xây dựng theo hướng mở, xác định nhiều yêu cầu cần đạt đòi hỏi học sinh phải chủ động trao đổi, thảo luận nhóm để lĩnh hội tri thức khoa học.
Tuy nhiên, khảo sát thực trạng của Nguyễn Thị Thu Thúy (2020) cho thấy phần lớn giáo viên Vật lí đã nhận thức đúng về vai trò của các kĩ thuật dạy học tích cực nhưng việc áp dụng chưa trở thành thói quen. Hoạt động chủ yếu của học sinh trên lớp vẫn dừng lại ở việc đọc sách giáo khoa, ghi chép và tóm tắt thụ động. Mặt khác, các nghiên cứu trước đây về dạy học nhóm thường chỉ chú trọng vào năng lực hợp tác đơn lẻ mà chưa gắn kết đồng bộ với năng lực giao tiếp. Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Anh Huy (chuyên ngành Sư phạm Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Lê Hải Mỹ Ngân vào tháng 4 năm 2024) tập trung giải quyết vấn đề này.
Mục đích nghiên cứu của đề tài là thiết kế và tổ chức dạy học mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất” thuộc chương trình Vật lí 10 theo phương pháp dạy học nhóm kết hợp các kĩ thuật dạy học tích cực nhằm bồi dưỡng năng lực GT - HT cho học sinh.
Đề tài xác định 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về phương pháp dạy học nhóm, các kĩ thuật dạy học tích cực và cấu trúc năng lực GT - HT của học sinh.
- Đề xuất các biện pháp sư phạm nhằm bồi dưỡng năng lực GT - HT cho học sinh trong dạy học nhóm môn Vật lí.
- Phân tích cấu trúc kiến thức và yêu cầu cần đạt của mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất” trong chương trình Vật lí 10.
- Thiết kế kế hoạch bài dạy cho toàn bộ mạch nội dung, tích hợp các biện pháp bồi dưỡng năng lực đã đề xuất.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm một phần của đề tài và đánh giá kết quả thực nghiệm.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học theo nhóm kết hợp sử dụng các kĩ thuật dạy học tích cực nhằm bồi dưỡng năng lực GT - HT cho học sinh.
- Phạm vi nghiên cứu: Mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất” trong môn Vật lí 10 (thời lượng phân phối 10 tiết); thực nghiệm sư phạm được tiến hành trên đối tượng học sinh lớp 10 tại một trường trung học phổ thông trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.
- Giả thuyết khoa học: Nếu tổ chức dạy học mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất” môn Vật lí 10 dựa trên phương pháp dạy học nhóm kết hợp các kĩ thuật dạy học tích cực thì có thể bồi dưỡng năng lực GT - HT cho học sinh.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Về khung lý thuyết, tác giả tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước. Các công trình trước năm 2018 (Lê Thị Thu Hiền, 2015; Thi Anh Đạt, 2017; Quách Nguyễn Bảo Liêm, 2021) tập trung vào năng lực hợp tác. Từ sau khi ban hành Chương trình 2018, các nghiên cứu (Tạ Thị Mỹ Hạnh, 2021; Nguyễn Thị Kim Ánh & Mai Hà Phương Uyên, 2022; Dwi Yulianti và cộng sự, 2020) mở rộng sang năng lực GT - HT phối hợp.
Để xây dựng cấu trúc năng lực GT - HT, đề tài đối chiếu bảng cấu trúc năng lực tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018) với mô hình 3 thành tố của Nguyễn Duy Đông (2018) và mô hình 5 thành tố của Jill E. Nemiro. Trên cơ sở đó, tác giả xác lập khung năng lực GT - HT gồm 6 thành tố và các chỉ số hành vi tương ứng. Trong điều kiện tổ chức nhóm tạm thời tại lớp học, tác giả tập trung tác động vào 3 biểu hiện hành vi cốt lõi:
- [1.1] Trình bày thông tin: Sử dụng lời văn kết hợp công thức, hình vẽ, sơ đồ để trình bày ý tưởng khoa học rõ ràng, dễ hiểu.
- [1.2] Trao đổi thông tin: Nhận xét, thảo luận trật tự, đúng trọng tâm vấn đề bằng ngôn từ có tính chất xây dựng.
- [4.1] Xác định nhu cầu và khả năng của các thành viên trong nhóm: Nhận biết năng lực cá nhân để phân chia công việc phù hợp.
Về phương pháp dạy học nhóm, đề tài vận dụng mô hình tiến trình 3 giai đoạn của Nguyễn Văn Cường và Bernd Meier (2016): Nhập đề, Làm việc nhóm và Đánh giá. Đồng thời, đề tài tích hợp 5 thành tố hợp tác theo Marjan Laal (2013), bao gồm: sự phụ thuộc tích cực (mục tiêu, vai trò, nhiệm vụ, môi trường, phần thưởng, đối thủ), trách nhiệm cá nhân, đánh giá quá trình hoạt động nhóm (theo mô hình 3 bước của Sue Sutherland, 2019), kĩ năng xã hội (Marilyn, 1999; Santiago, 2018) và tương tác thúc đẩy (Selma, 2020).
Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm hai nhóm:
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành về giáo dục học, tâm lý học và phương pháp dạy học Vật lí; đối chiếu chương trình giáo dục phổ thông.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thiết kế giáo án, tổ chức dạy học thực tế, ghi nhận biên bản quan sát, thu thập sản phẩm học tập và đánh giá sự biến đổi hành vi của học sinh thông qua bảng kiểm mức độ.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Cơ sở lí luận của đề tài
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về năng lực GT - HT, bản chất của dạy học nhóm và các kĩ thuật dạy học tích cực (chia sẻ nhóm đôi, khăn trải bàn, công đoạn, sơ đồ tư duy theo định hướng của Nguyễn Lăng Bình, Đỗ Hương Trà và Huỳnh Văn Sơn). Tác giả đã thực hiện các cải tiến thực tiễn: đối với kĩ thuật khăn trải bàn, thay vì viết lên mép giấy khổ lớn gây bất tiện khi lưu trữ, học sinh viết câu trả lời cá nhân vào giấy trắng rồi tổng hợp vào giấy màu trung tâm; đối với sơ đồ tư duy, bổ sung khâu phân chia nhiệm vụ theo tiêu đề để tránh tình trạng học sinh khá giỏi làm thay toàn bộ nhóm.
Trọng tâm của chương là việc đề xuất hệ thống 3 biện pháp sư phạm nhằm bồi dưỡng năng lực GT - HT:
- Biện pháp 1: Thiết kế nhiệm vụ học tập có độ phức tạp cao đòi hỏi phối hợp trí tuệ (kiểu 1a) hoặc cấu trúc gồm chuỗi nhiều câu hỏi (kiểu 1b) nhằm kích thích sự phụ thuộc tích cực giữa các thành viên.
- Biện pháp 2: Sử dụng 4 kĩ thuật dạy học tích cực kết hợp hai kĩ thuật hỗ trợ: kĩ thuật (2a) kiểm tra bài làm cá nhân ngẫu nhiên nhằm nâng cao trách nhiệm cá nhân; kĩ thuật (2b) sử dụng phiếu “Giới thiệu bản thân” (đánh giá mức độ phù hợp với các vai trò: nhóm trưởng, thư kí, họa sĩ, báo cáo viên bằng thang điểm số sao) để rèn luyện kĩ năng xác định năng lực và phân công vai trò.
- Biện pháp 3: Áp dụng chiến thuật Bắc giàn giáo (Scaffolding Strategy) theo định hướng giảm dần mức độ hỗ trợ của giáo viên (Lê Thị Thanh Hải, 2022). Quy trình gồm 3 mức: Lần 1, cung cấp cả các bước thảo luận và tranh thảo luận mẫu có lời thoại gợi ý; Lần 2, chỉ cung cấp các bước quy trình thảo luận; Lần 3, học sinh tự vận hành thảo luận nhóm mà không cần hướng dẫn chi tiết.
Chương 2. Thiết kế kế hoạch dạy học mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất”
Tác giả phân tích yêu cầu cần đạt của mạch nội dung (thời lượng 10 tiết) trong chương trình Vật lí 10, phân định thành 3 nhánh kiến thức: Công và năng lượng, Động năng và thế năng, Công suất và hiệu suất. Trên cơ sở đó, tác giả thiết kế kế hoạch bài dạy chi tiết cho 4 bài học:
- Bài “Công cơ học” (1 tiết): Hoạt động hình thành công thức tính công áp dụng kĩ thuật chia sẻ nhóm đôi kết hợp tranh mẫu lần 1; hoạt động luyện tập tính công của trọng lực trên mặt phẳng nghiêng (hòn đá khối lượng 5 kg trượt trên dốc dài 20 m cao 10 m và dốc dài $10\sqrt{2}$ m cao 10 m) áp dụng kĩ thuật công đoạn lần 1.
- Bài “Công suất” (1 tiết): Hoạt động mở đầu so sánh tốc độ sinh công của máy kéo áp dụng chia sẻ nhóm đôi lần 2 (chỉ cung cấp quy trình); hoạt động luyện tập vận dụng công thức $P = F \cdot v$ vẽ sơ đồ tư duy phân tích thông số máy bay Boeing 747 (Boeing 747-100 với tốc độ hành trình 249,75 m/s, lực đẩy động cơ 206.925 N) áp dụng kĩ thuật sơ đồ tư duy lần 1 kết hợp phiếu giới thiệu bản thân và tranh mẫu.
- Bài “Hiệu suất” (1 tiết): Hoạt động mở đầu phân loại năng lượng toàn phần, có ích, hao phí áp dụng kĩ thuật khăn trải bàn cải tiến lần 1; hoạt động luyện tập vẽ sơ đồ giới thiệu thông số pa lăng điện hãng Stronger áp dụng kĩ thuật sơ đồ tư duy lần 2 (chỉ cung cấp các bước).
- Bài “Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng” (3 tiết): Gồm chuỗi 10 hoạt động dạy học, trong đó hoạt động vận dụng yêu cầu thiết kế sơ đồ búa máy đóng cọc hãng Geoquip tích hợp tính toán độ cao nâng búa dựa trên định luật bảo toàn cơ năng.
Chương này cũng thiết lập bảng tiêu chí đánh giá mức độ biểu hiện hành vi của học sinh gồm các thang đo định tính và định lượng cho 3 chỉ số hành vi [1.1], [1.2] và [4.1].
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
Tác giả triển khai thực nghiệm sư phạm đối với hai bài học: “Công suất” và “Hiệu suất” tại trường trung học phổ thông. Tiến trình thực nghiệm tập trung quan sát, ghi nhận dữ liệu tại Hoạt động 1 và Hoạt động 3 của mỗi bài học nhằm kiểm chứng tác động của chiến thuật bắc giàn giáo và các kĩ thuật dạy học tích cực.
Nội dung phân tích thực nghiệm bao gồm:
- Đánh giá định tính: Dựa trên các sản phẩm học tập thực tế của học sinh như kết quả giải phiếu học tập số 2, số 3, bảng tính công suất động cơ máy bay Boeing 747, bảng tính hiệu suất hệ pa lăng, các bản sơ đồ tư duy và phiếu giới thiệu bản thân. Các dữ liệu cho thấy học sinh đã biết phân chia vai trò rõ ràng, thư kí ghi chép và họa sĩ phác thảo, các thành viên sử dụng mẫu câu thảo luận mang tính đóng góp, lắng nghe ý kiến phản biện của bạn học.
- Đánh giá định lượng: Phân tích thông qua 4 bảng số liệu quan sát mức độ biểu hiện hành vi (Bảng 3.9, 3.10, 3.11, 3.12). Dữ liệu đối chiếu giữa các nhóm cho thấy sự gia tăng rõ rệt về tần suất và chất lượng các hành vi trao đổi thông tin đúng trọng tâm, trình bày bài bản và sự chủ động phân chia nhiệm vụ khi chuyển từ bài “Công suất” sang bài “Hiệu suất”, tương ứng với quá trình giảm dần mức độ hỗ trợ từ phía giáo viên.
| Hoạt động thực nghiệm |
Kĩ thuật áp dụng |
Mức độ bắc giàn giáo |
Công cụ hỗ trợ |
Trọng tâm đánh giá |
| Hoạt động 1 - Bài Công suất |
Chia sẻ nhóm đôi |
Lần 2 (giảm hỗ trợ) |
Phiếu học tập số 2, quy trình thảo luận |
Trao đổi thông tin [1.2] |
| Hoạt động 3 - Bài Công suất |
Sơ đồ tư duy |
Lần 1 (hỗ trợ đầy đủ) |
Phiếu giới thiệu bản thân, tranh mẫu, thông số Boeing 747 |
Trình bày [1.1], Phân vai [4.1] |
| Hoạt động 1 - Bài Hiệu suất |
Khăn trải bàn |
Lần 1 (hỗ trợ đầy đủ) |
Giấy trắng, giấy màu, tranh mẫu, video pa lăng |
Trao đổi [1.2], Phân vai [4.1] |
| Hoạt động 3 - Bài Hiệu suất |
Sơ đồ tư duy |
Lần 2 (giảm hỗ trợ) |
Bảng thông số pa lăng Stronger, quy trình các bước |
Trình bày [1.1], Trao đổi [1.2] |
Kết quả và đóng góp
Về kết quả nghiên cứu, khóa luận đã chứng minh tính hiệu quả của các biện pháp bồi dưỡng đề xuất thông qua các dữ liệu thực nghiệm sư phạm:
- Học sinh cải thiện rõ rệt chỉ số [1.1] (Trình bày thông tin): Thể hiện qua các sản phẩm sơ đồ tư duy về máy bay Boeing 747 và pa lăng Stronger; học sinh biết kết hợp văn bản, số liệu tính toán vật lí, công thức và màu sắc một cách trực quan, khoa học.
- Cải thiện chỉ số [1.2] (Trao đổi thông tin): Học sinh chuyển từ trạng thái thụ động hoặc tranh cãi mất trật tự sang thảo luận có định hướng, biết lắng nghe và sử dụng các câu từ tương tác mang tính xây dựng nhờ sự định hướng ban đầu của tranh thảo luận mẫu.
- Cải thiện chỉ số [4.1] (Xác định nhu cầu và khả năng của người hợp tác): Công cụ phiếu “Giới thiệu bản thân” giúp các nhóm phân công đúng người đúng việc (người viết nhanh làm thư kí, người vẽ tốt làm họa sĩ, người tự tin làm báo cáo viên), loại bỏ tình trạng đùn đẩy công việc hoặc một học sinh khá giỏi làm thay toàn bộ.
Về giải pháp đề xuất, đề tài đóng góp quy trình 3 giai đoạn của chiến thuật bắc giàn giáo gắn với tranh thảo luận mẫu và hai cải tiến kĩ thuật dạy học (khăn trải bàn dùng giấy rời kết hợp giấy màu, sơ đồ tư duy có phân công tiêu đề cá nhân trước khi vẽ chung).
Về đóng góp học thuật, khóa luận đã cụ thể hóa các mục tiêu phẩm chất, năng lực chung của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 thành các tiêu chí hành vi đo lường được trong từng hoạt động học tập môn Vật lí lớp 10, cung cấp bộ hồ sơ kế hoạch bài dạy chi tiết kèm phụ lục tranh minh họa hoàn chỉnh cho mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất”.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số hạn chế dựa trên phạm vi và điều kiện thực hiện:
- Phạm vi thực nghiệm sư phạm mới chỉ tiến hành trên một phần của đề tài (gồm hai bài học “Công suất” và “Hiệu suất”) do hạn chế về quỹ thời gian thực tập sư phạm tại trường phổ thông; hai bài còn lại chưa được kiểm chứng thực tế trọn vẹn.
- Đối tượng thực nghiệm mới triển khai tại một trường trung học phổ thông trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh, chưa có điều kiện mở rộng đối chứng trên nhiều đối tượng học sinh ở các khu vực địa bàn khác nhau.
- Thời lượng mỗi tiết học (45 phút) tương đối ngắn, gây áp lực thời gian khi triển khai các hoạt động nhóm phức tạp như vẽ sơ đồ tư duy.
Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả định hướng:
- Mở rộng triển khai thực nghiệm toàn diện toàn bộ mạch nội dung 10 tiết, bao gồm cả bài “Công cơ học” và bài “Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng”.
- Tiếp tục vận dụng mô hình biện pháp này sang các mạch nội dung khác trong chương trình Vật lí 10, 11 và 12 theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
- Nghiên cứu sâu hơn về các công cụ đánh giá định lượng năng lực GT - HT trong các dự án học tập kéo dài ngoài không gian lớp học.
Giá trị tham khảo
Khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực đối với:
- Giáo viên giảng dạy môn Vật lí cấp trung học phổ thông: Cung cấp 4 giáo án bài dạy được thiết kế bám sát yêu cầu cần đạt của Chương trình 2018, có thể áp dụng trực tiếp vào giảng dạy thực tế.
- Sinh viên, học viên ngành Sư phạm Vật lí và Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn: Cung cấp phương pháp tích hợp kĩ thuật dạy học tích cực, phương pháp bắc giàn giáo và cách xây dựng công cụ đánh giá hành vi năng lực.
- Điểm tham khảo giá trị nhất trong văn bản là hệ thống phụ lục: bộ tranh hướng dẫn thảo luận mẫu trực quan hóa lời thoại giao tiếp cho học sinh (Phụ lục 4) và mẫu phiếu “Giới thiệu bản thân” hỗ trợ phân vai nhóm (Phụ lục 2).
Câu hỏi thường gặp
Đề tài tập trung bồi dưỡng những chỉ số hành vi cụ thể nào của năng lực giao tiếp và hợp tác?
Trong điều kiện tổ chức nhóm tạm thời tại lớp học, tác giả tập trung vào 3 chỉ số hành vi: [1.1] Trình bày thông tin (kết hợp lời văn, công thức, hình vẽ, sơ đồ); [1.2] Trao đổi thông tin (nhận xét, thảo luận trật tự, đúng trọng tâm, dùng từ ngữ xây dựng); và [4.1] Xác định nhu cầu và khả năng của các thành viên trong nhóm (phân chia công việc phù hợp với năng lực).
Chiến thuật Bắc giàn giáo (Scaffolding Strategy) được triển khai qua các mức độ nào?
Chiến thuật được thực hiện qua quy trình giảm dần sự hỗ trợ của giáo viên qua 3 lần sử dụng kĩ thuật: Lần 1 cung cấp cả quy trình các bước thảo luận và tranh thảo luận mẫu có lời thoại gợi ý; Lần 2 chỉ cung cấp các bước thảo luận mà không cung cấp tranh mẫu; Lần 3 học sinh tiến hành thảo luận độc lập mà không cần hướng dẫn bổ sung.
Kĩ thuật khăn trải bàn được tác giả cải tiến như thế nào so với quy trình truyền thống?
Tác giả thay đổi hình thức trình bày: thay vì học sinh viết câu trả lời cá nhân lên các cạnh của một tờ giấy khổ lớn gây bất tiện chỗ ngồi và khó lưu trữ bài làm, học sinh sẽ trình bày ý kiến cá nhân ra các tờ giấy trắng riêng lẻ, sau đó nhóm trưởng chỉ đạo thảo luận để thư kí tổng hợp đáp án chung của nhóm vào tờ giấy màu đặt ở giữa.
Nhiệm vụ học tập phức tạp (kiểu 1a) trong các bài học gắn liền với đối tượng thực tế nào?
Nhiệm vụ phức tạp được thiết kế gắn liền với các đối tượng kỹ thuật thực tế: tính toán công suất và vận tốc của 4 biến thể máy bay Boeing 747 (bài “Công suất”); tính toán công suất toàn phần, công suất có ích và hiệu suất của 4 dòng pa lăng điện hãng Stronger (bài “Hiệu suất”); và xác định độ cao nâng búa đóng cọc của 4 dòng búa máy hãng Geoquip (bài “Động năng và thế năng”).
Phiếu “Giới thiệu bản thân” có cấu trúc và chức năng gì trong dạy học nhóm?
Phiếu liệt kê 4 vai trò làm việc nhóm kèm kĩ năng tương ứng (nhóm trưởng - biết chỉ đạo, đôn đốc; thư kí - viết nhanh, cẩn thận; họa sĩ - vẽ đẹp, trang trí tốt; báo cáo viên - nói rõ ràng, tự tin). Học sinh tự đánh giá mức độ phù hợp của bản thân bằng cách tô số lượng dấu sao, làm căn cứ giúp nhóm phân chia công việc nhanh chóng và chính xác.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Anh Huy đã giải quyết thành công vấn đề bồi dưỡng năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh lớp 10 thông qua phương pháp dạy học nhóm kết hợp kĩ thuật dạy học tích cực trong mạch nội dung “Công, năng lượng, công suất”. Công trình nổi bật ở việc đề xuất quy trình bắc giàn giáo trực quan hóa bằng tranh mẫu, cải tiến các kĩ thuật dạy học quen thuộc và sử dụng phiếu phân vai để nâng cao trách nhiệm cá nhân. Kết quả thực nghiệm sư phạm đã xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao cho việc đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lí theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.