Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh giáo dục phổ thông Việt Nam chuyển giao mô hình từ tiếp cận nội dung (quan tâm học sinh học được những gì) sang tiếp cận năng lực (chú trọng học sinh làm được những gì), Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Chương trình Giáo dục phổ thông (CT GDPT) tổng thể và Chương trình môn học mới vào ngày 26/12/2018. Việc chuyển đổi này đặt ra yêu cầu bắt buộc đối với công tác giảng dạy ở bậc trung học phổ thông (THPT) là phải áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, phát triển phẩm chất và năng lực cho người học.

Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu vận dụng chiến lược dạy học nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học cơ học Vật lý 10 theo định hướng phát triển năng lực, đáp ứng Chương trình giáo dục phổ thông mới (2018)" được thực hiện tại Khoa Sư phạm Tự nhiên - Trường Đại học Phạm Văn Đồng vào tháng 05/2019. Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ thực tế sinh viên ngành Sư phạm Vật lý năm thứ tư đang được đào tạo theo chương trình hiện hành, nhưng sau khi tốt nghiệp sẽ trực tiếp giảng dạy theo CT GDPT 2018 mới (bắt đầu lộ trình triển khai từ năm học 2020-2021). Đồng thời, thực tế dạy học Vật lý tại trường phổ thông thời điểm nghiên cứu vẫn tồn tại tình trạng "dạy chay, học chay", truyền thụ một chiều, nặng về áp dụng công thức thuần túy và thiếu gắn kết với thí nghiệm thực hành.

Nghiên cứu xác định 3 mục tiêu cụ thể:

  1. Xác định những điểm mới của CT GDPT tổng thể và CT GDPT môn Vật lý mới (2018) so với CT GDPT hiện hành.
  2. Đề xuất tiến trình dạy học nêu và giải quyết vấn đề (GQVĐ) theo định hướng phát triển năng lực và vận dụng vào dạy học một số bài phần Cơ học Vật lý 10 nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, rèn luyện kỹ năng cho học sinh.
  3. Xây dựng một số giáo án có vận dụng chiến lược dạy học nêu và GQVĐ theo định hướng phát triển năng lực đáp ứng CT GDPT mới nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lý ở trường THPT.

Để hiện thực hóa các mục tiêu trên, đề tài thực hiện 5 nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Tìm hiểu về CT GDPT tổng thể và CT GDPT môn Vật lý mới (2018), so sánh điểm khác biệt căn bản với chương trình hiện hành.
  2. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc đổi mới phương pháp dạy học Vật lý, trọng tâm là phương pháp dạy học nêu và GQVĐ.
  3. Tìm hiểu về năng lực học sinh và các năng lực cần phát triển trong môn Vật lý phổ thông.
  4. Nghiên cứu chương trình Vật lý THPT (tập trung vào khối 10), xây dựng tiến trình dạy học và hệ thống giáo án phần Cơ học Vật lý 10.
  5. Thử nghiệm tiếp cận dạy học môn Vật lý theo định hướng phát triển năng lực tại trường phổ thông.
  • Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học Vật lý ở trường THPT trên cơ sở chiến lược dạy học nêu và GQVĐ gắn với các định hướng của CT GDPT mới (2018).
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Về nội dung kiến thức: Tập trung chủ yếu vào phần Cơ học trong chương trình Vật lý 10.
    • Về không gian và thời gian: Tiếp cận dạy học thực tiễn tại một số lớp thuộc Trường THPT số 2 Nghĩa Hành và Trường THPT Trần Quang Diệu, tỉnh Quảng Ngãi trong đợt Thực tập Sư phạm năm học 2018-2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nền tảng dựa trên các căn cứ pháp lý, khung lý thuyết sư phạm và phương pháp nghiên cứu chuyên ngành:

  • Cơ sở pháp lý và văn bản chỉ đạo: Chiến lược phát triển giáo dục 2009-2020; Điều 28 Luật Giáo dục; Nghị quyết số 29-NQ/TW (Hội nghị Trung ương 8 khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09/6/2014 ban hành Chương trình hành động của Chính phủ.
  • Khung lý thuyết về năng lực: Tác giả tổng hợp quan niệm về năng lực của các nhà tâm lý học, giáo dục học (A. Rudich, Consmovici, A.N. Leontiev, Từ điển tiếng Việt) và định nghĩa chính thức trong CT GDPT tổng thể (2018). Năng lực học sinh gồm 5 phẩm chất chủ yếu (yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm), 3 nhóm năng lực chung (tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo) cùng 7 năng lực chuyên môn. Riêng năng lực đặc thù môn Vật lý gồm 3 thành tố: (1) Nhận thức vật lý, (2) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lý, (3) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.
  • Chiến lược dạy học nêu và giải quyết vấn đề: Dựa trên quan điểm của V. Okôn và Nguyễn Ngọc Bảo, đề tài xác định dạy học nêu và GQVĐ là quan điểm dạy học mà giáo viên tạo lập tình huống có vấn đề, định hướng học sinh tự giác, tích cực phát hiện và giải quyết mâu thuẫn nhận thức để chiếm lĩnh tri thức mới.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp, so sánh các văn kiện, nghị quyết của Đảng, văn bản pháp quy của Bộ Giáo dục và Đào tạo, các tài liệu giáo trình và công trình khoa học sư phạm có liên quan.
    • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Khảo sát thực trạng dạy học môn Vật lý; tiến hành dự giờ, quan sát quá trình học tập của học sinh; tổ chức dạy học thử nghiệm một số bài học theo tiến trình sư phạm đã thiết kế tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc vận dụng chiến lược dạy học nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý theo định hướng phát triển năng lực

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về đổi mới giáo dục phổ thông, làm rõ những điểm khác biệt căn bản giữa chương trình định hướng nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực năm 2018.

Tiêu chí so sánh Chương trình hiện hành (tiếp cận nội dung) Chương trình mới 2018 (tiếp cận năng lực)
Mục tiêu giáo dục Chú trọng cung cấp tri thức, kỹ năng và thái độ rời rạc; quan tâm học sinh "học được gì". Hình thành 5 phẩm chất và 10 năng lực cốt lõi; chú trọng học sinh "làm được gì".
Phương pháp dạy học Giáo viên truyền thụ một chiều; học sinh tiếp thu thụ động kiến thức quy định sẵn. Giáo viên tổ chức, hướng dẫn; học sinh chủ động, tự lực hoạt động kiến tạo tri thức.
Hình thức tổ chức Chủ yếu dạy lý thuyết trên lớp, thí nghiệm đóng khung trong phòng học. Đa dạng hóa: Ngoại khóa, trải nghiệm sáng tạo, nghiên cứu khoa học, ứng dụng CNTT.
Kiểm tra, đánh giá Đánh giá khả năng ghi nhớ và tái hiện kiến thức; chủ yếu bằng điểm số cuối kỳ. Đánh giá năng lực đầu ra, kỹ năng vận dụng thực tiễn; kết hợp chặt chẽ đánh giá quá trình.

Tác giả đề xuất 6 nguyên tắc phát triển năng lực cho học sinh trong dạy học Vật lý:

  1. Chương trình lấy việc học làm gốc, lấy người học làm chủ thể của quá trình dạy học.
  2. Kiến thức và năng lực bổ sung cho nhau.
  3. Chỉ dạy học những vấn đề cốt lõi.
  4. Học tích hợp.
  5. Mở cửa trường phổ thông ra thế giới bên ngoài.
  6. Đánh giá thúc đẩy quá trình học.

Đồng thời, đề tài tổng kết 6 biện pháp sư phạm điển hình: Dạy học theo nhóm; Dạy học theo dự án; Sử dụng sơ đồ, bảng biểu; Sử dụng bản đồ tư duy (mindmap); Dạy học theo góc; Sử dụng các kỹ thuật dạy học tích cực (động não, tia chớp, bể cá).

Về mặt quy trình, tác giả chuẩn hóa tiến trình tổ chức dạy học nêu và GQVĐ qua 3 giai đoạn và 6 bước thực hiện:

  • Giai đoạn 1: Đặt vấn đề (Nêu vấn đề)
    • Bước 1: Giới thiệu tình huống có vấn đề (thông qua mâu thuẫn nhận thức thuộc các kiểu tình thế: lựa chọn, bất ngờ, bế tắc, không phù hợp, phán xét, đối lập).
    • Bước 2: Làm sáng tỏ vấn đề bằng hệ thống câu hỏi gợi mở.
  • Giai đoạn 2: Giải quyết vấn đề
    • Bước 1: Đề xuất các ý tưởng, giả thuyết.
    • Bước 2: Xác định các kiến thức cần cho việc giải quyết vấn đề.
    • Bước 3: Tìm hiểu các kiến thức mới có liên quan (tra cứu tài liệu, thảo luận nhóm).
    • Bước 4: Kiểm nghiệm, đánh giá ý tưởng, giả thuyết (qua lập luận lý thuyết hoặc thực nghiệm).
  • Giai đoạn 3: Kiểm tra cách giải quyết vấn đề, kết luận vấn đề
    • Trình bày kết quả, chuẩn hóa kiến thức và rút ra kết luận chung.

Đánh giá thực trạng dạy học Vật lý tại các trường THPT cho thấy việc truyền thụ kiến thức vẫn mang nặng tính thuyết trình một chiều, dạy "chay" thiếu thí nghiệm trực quan, kiểm tra đánh giá thiên về học thuộc lý thuyết và áp dụng công thức thuần túy, chưa rèn luyện kỹ năng giải quyết tình huống thực tiễn.

Chương 2: Thiết kế bài dạy học phần Cơ học Vật lý 10 THPT, theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh

Nội dung chương 2 tập trung phân tích cấu trúc chương trình Cơ học lớp 10 (gồm 4 mảng kiến thức: Động học chất điểm, Động lực học chất điểm, Cân bằng và chuyển động của vật rắn, Các định luật bảo toàn). Tác giả đề xuất quy trình 5 bước thiết kế bài học định hướng phát triển năng lực:

  • Bước 1: Xác định nội hàm các năng lực chung và năng lực chuyên môn môn Vật lý cần hình thành.
  • Bước 2: Xác định hệ thống kỹ năng, mức độ kiến thức và thái độ tương ứng với từng năng lực.
  • Bước 3: Xây dựng bộ công cụ kiểm tra, đánh giá theo các cấp độ.
  • Bước 4: Thiết kế tiến trình dạy học và lựa chọn phương pháp, thiết bị phù hợp.
  • Bước 5: Tổ chức thực hiện dạy học theo tiến trình đã xây dựng.

Đề tài áp dụng quy trình trên để thiết kế giáo án chi tiết cho 3 bài học thuộc phần Cơ học Vật lý 10:

  1. Bài 1: Ba định luật Niutơn (thời lượng 2 tiết).
  2. Bài 2: Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn.
  3. Bài 3: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc.

Cấu trúc giáo án bài "Ba định luật Niutơn" được thiết kế thông qua chuỗi 7 hoạt động học tập:

  • Hoạt động 1 (Khởi động - 5 phút): Tạo tình huống có vấn đề từ câu hỏi thực tế "Có phải lực là nguyên nhân duy trì chuyển động hay không?" thông qua thí nghiệm kéo hộp gỗ trên mặt phẳng ngang.
  • Hoạt động 2 (Hình thành kiến thức - 10 phút): Tìm hiểu định luật I Niutơn thông qua phân tích thí nghiệm lịch sử của Galilê trên máng nghiêng và khái niệm quán tính.
  • Hoạt động 3 (Hình thành kiến thức - 10 phút): Tìm hiểu định luật II Niutơn ($F = ma$) qua thí nghiệm tác dụng lực lên xe lăn khi có tải và không tải.
  • Hoạt động 4 (Hình thành kiến thức - 20 phút): Tìm hiểu mối quan hệ giữa khối lượng, mức quán tính, trọng lực ($P = mg$) và nội dung Định luật III Niutơn ($\vec{F}{BA} = -\vec{F}{AB}$) qua thí nghiệm va chạm giữa hai hòn bi.
  • Hoạt động 5 (Hình thành kiến thức - 10 phút): Phân tích các đặc điểm của cặp lực và phản lực (cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều, đặt vào hai vật khác nhau).
  • Hoạt động 6 (Luyện tập - 30 phút): Hệ thống hóa kiến thức qua phiếu học tập gồm 10 bài tập định tính và định lượng (như giải thích hiện tượng xe máy đâm vào đuôi xe tải khi phanh gấp do quán tính, tính lực phát động, tính khối lượng va chạm).
  • Hoạt động 7 (Vận dụng, tìm tòi mở rộng - 5 phút): Giao nhiệm vụ thực tế và bài tập về nhà.

Kèm theo giáo án là hệ thống công cụ đánh giá gồm 8 bài tập tự luận và 8 câu hỏi trắc nghiệm định hướng phát triển năng lực tính toán và vận dụng thực tiễn.

Chương 3: Tiếp cận dạy học thực tiễn ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh

Chương 3 trình bày việc triển khai áp dụng thử nghiệm các bài dạy đã thiết kế vào thực tế giảng dạy tại các lớp học thuộc Trường THPT số 2 Nghĩa Hành và Trường THPT Trần Quang Diệu (tỉnh Quảng Ngãi) trong kỳ Thực tập Sư phạm năm học 2018-2019. Nội dung chương tập trung đánh giá khả năng tiếp nhận nhiệm vụ nhận thức của học sinh, mức độ hứng thú khi tham gia giải quyết các tình huống có vấn đề và hiệu quả hình thành năng lực tự học, làm việc nhóm thông qua các giáo án đã thiết kế.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả lý luận: Hệ thống hóa toàn diện các yêu cầu của CT GDPT mới (2018) đối với môn Vật lý; làm rõ cấu trúc năng lực Vật lý (nhận thức, tìm hiểu thế giới tự nhiên, vận dụng kiến thức); xây dựng hoàn chỉnh mô hình quy trình dạy học nêu và GQVĐ gồm 3 giai đoạn, 6 bước gắn liền với 6 nguyên tắc và 6 biện pháp sư phạm.
  • Kết quả thực tiễn:
    • Đề xuất quy trình 5 bước thiết kế bài học phát triển năng lực môn Vật lý.
    • Xây dựng 3 bộ giáo án chi tiết thuộc phần Cơ học Vật lý 10, trong đó bài "Ba định luật Niutơn" được phân bố chi tiết thành chuỗi 7 hoạt động với thời lượng 90 phút (2 tiết).
    • Biên soạn bộ câu hỏi đánh giá năng lực gồm 10 bài tập phiếu học tập, 8 bài toán tự luận và 8 câu hỏi trắc nghiệm khách quan có nội dung gắn với các tình huống kỹ thuật và đời sống thực tế.
    • Thử nghiệm tiếp cận dạy học tại 2 trường THPT ở Quảng Ngãi trong năm học 2018-2019.
  • Đóng góp của đề tài: Khóa luận là công trình nghiên cứu đón đầu việc thực hiện CT GDPT mới 2018 tại địa phương, hỗ trợ sinh viên sư phạm chuyển đổi phương pháp giảng dạy từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực trước khi tốt nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Do điều kiện thời gian hạn hẹp, nguồn tài liệu hướng dẫn thực hiện CT GDPT 2018 tại thời điểm đầu năm 2019 còn hạn chế; nhóm nghiên cứu là sinh viên năm thứ tư chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn giảng dạy chính thức tại trường phổ thông; phạm vi thử nghiệm mới dừng lại ở một số lớp tại 2 trường THPT trong thời gian thực tập sư phạm.
  • Hướng phát triển: Tiếp tục mở rộng thiết kế tiến trình dạy học nêu và GQVĐ cho toàn bộ các chương còn lại của chương trình Vật lý 10 cũng như chương trình Vật lý 11 và 12 theo CT GDPT mới; mở rộng quy mô thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng định lượng hiệu quả phát triển từng thành tố năng lực chuyên biệt của học sinh.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Sư phạm Vật lý chuẩn bị cho các đợt kiến tập, thực tập sư phạm và chuyển đổi phương pháp dạy học theo CT GDPT 2018.
  • Giáo viên môn Vật lý tại các trường THPT cần nguồn tư liệu tham khảo về cấu trúc bài dạy phát triển năng lực, các tình huống tạo mâu thuẫn nhận thức và hệ thống bài tập thực tế phần Cơ học lớp 10.
  • Cán bộ quản lý chuyên môn và nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lý.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận xác định năng lực đặc thù của môn Vật lý theo CT GDPT 2018 gồm những thành tố nào?
Năng lực đặc thù môn Vật lý gồm 3 thành tố: (1) Nhận thức vật lý (nhận biết, trình bày, so sánh, phân tích các quy luật, hiện tượng); (2) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lý (đề xuất vấn đề, đặt giả thuyết, lập và thực hiện kế hoạch, báo cáo kết quả); (3) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học vào thực tiễn đời sống và bảo vệ môi trường.

2. Quy trình tổ chức dạy học nêu và giải quyết vấn đề của đề tài gồm mấy giai đoạn và bước cụ thể nào?
Quy trình gồm 3 giai đoạn:

  • Giai đoạn 1 (Đặt vấn đề): Gồm Bước 1 (Giới thiệu tình huống có vấn đề) và Bước 2 (Làm sáng tỏ vấn đề).
  • Giai đoạn 2 (Giải quyết vấn đề): Gồm Bước 1 (Đề xuất ý tưởng, giả thuyết), Bước 2 (Xác định kiến thức cần có), Bước 3 (Tìm hiểu kiến thức mới), Bước 4 (Kiểm nghiệm, đánh giá ý tưởng, giả thuyết).
  • Giai đoạn 3 (Kiểm tra và kết luận): Kiểm tra cách giải quyết, báo cáo kết quả và rút ra kết luận.

3. Đề tài đã xây dựng chi tiết giáo án cho những bài học cụ thể nào trong phần Cơ học Vật lý 10?
Đề tài xây dựng giáo án cho 3 bài học: (1) Ba định luật Niutơn; (2) Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn; (3) Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc.

4. Nội dung thử nghiệm thực tế của khóa luận được tiến hành tại các cơ sở giáo dục nào?
Hoạt động tiếp cận dạy học thực tiễn được tiến hành tại một số lớp học thuộc Trường THPT số 2 Nghĩa Hành và Trường THPT Trần Quang Diệu thuộc tỉnh Quảng Ngãi trong đợt Thực tập Sư phạm năm học 2018-2019.

Kết luận

Khóa luận đã làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn của việc đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lý theo định hướng phát triển năng lực đáp ứng CT GDPT mới (2018). Bằng việc chuẩn hóa quy trình dạy học nêu và giải quyết vấn đề qua 3 giai đoạn và xây dựng hệ thống giáo án thực nghiệm cho phần Cơ học lớp 10, đề tài đã cụ thể hóa đường lối đổi mới giáo dục vào bài giảng thực tế. Đây là tài liệu nghiên cứu sư phạm có giá trị ứng dụng rõ nét cho sinh viên ngành sư phạm và giáo viên Vật lý phổ thông trong giai đoạn chuyển đổi chương trình giáo dục.