Tổ chức dạy học chương “chất khí” vật lý 10 - Trung học phổ thông theo mô hình 5e nhằm nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức của học sinh

Nội dung text: Tổ chức dạy học chương “chất khí” vật lý 10 - Trung học phổ thông theo mô hình 5e nhằm nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức của học sinh

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 74 (02/2021) No. 74 (02/2021) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO MÔ HÌNH 5E NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC CỦA HỌC SINH Teaching the chapter “Gas” in Physics 10 (high school level) under the 5E model to improve the capacity for student’s knowledge systematization TS. Nguyễn Đăng Thuấn(1), Nguyễn Hoàng Phúc(2) (1)Trường Đại học Sài Gòn (2)Trường THPT chuyên Năng khiếu Thể dục thể thao Nguyễn Thị Định, TP.HCM TÓM TẮT Trong bài báo này, chúng tôi vận dụng mô hình 5E vào tổ chức dạy học chương “Chất khí”- Vật lý 10 ban cơ bản nhằm nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức cho học sinh. Cụ thể: chúng tôi thiết kế các tiến trình dạy học theo mô hình 5E, sau đó xây dựng bài kiểm tra và thang đánh giá khả năng hệ thống hóa tương ứng. Kết quả thực nghiệm cho thấy việc vận dụng mô hình 5E vào việc tổ chức dạy học chương “Chất khí” có tác động nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức của học sinh. Từ khóa: chương “Chất khí” - Vật lý 10, khả năng hệ thống hóa, mô hình 5E ABSTRACT In this article, the 5E model is applied to teaching the chapter “Gas” - Physics 10 to improve the ability to systematize students’ knowledge. Specifically, the teaching processes were designed according to the 5E model, then tests and rating scales were constructed for systematizing the capacities respectively. The experimental results showed that applying the 5E model to teaching the chapter “Gas” has improved the ability to systematize students’ knowledge. Keywords: the chapter “Gas” - Physics 10, systematization capabilities, 5E model 1. Mở đầu của Dewey (khoảng những năm 1930), của Mô hình dạy học 5E được tiến sĩ Hesis và các cộng sự (khoảng những năm Rodger W. Bybee cùng các cộng sự đề 1950). Sau một khoảng thời gian xây dựng xuất vào những năm 1987 khi đang làm và thử nghiệm, mô hình 5E được biết đến việc cho tổ chức giáo dục Nghiên cứu nhiều thông qua một báo cáo vào năm Khung chương trình Dạy Sinh học (BSCS- 2006 với chủ đề The BSCS 5E Intructional Biological Sciences Curriculum Study), có Model: Origins and Effectivess tại Viện trụ sở tại Colorado, Mỹ. Mô hình dựa trên Nghiên cứu Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ lý thuyết kiến tạo nhận thức và có sự kế (NIH - National Institutes of Health). thừa, phát triển các mô hình giáo dục trước Mô hình 5E gồm có 5 giai đoạn tương đó, như của Herbart (những năm 1900), ứng với 5 từ: engagement (gắn kết), Email: phucvatlyhcm@gmail.com 24
2. NGUYỄN ĐĂNG THUẤN - NGUYỄN HOÀNG PHÚC TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN exploration (khảo sát), explanation (giải nhau, từ tiểu học, phổ thông cho đến cả đại thích), elaborate (củng cố) và evaluation học (Nguyễn Thị Loan, 2019; Lê Hải Mỹ (đánh giá). Mỗi giai đoạn có một chức Ngân và Nguyễn Thị Minh Thảo, 2020; Vũ năng sư phạm khác nhau. Chẳng hạn như Thị Minh Nguyệt, 2016; Ngô Thị Phương, giai đoạn gắn kết là giai đoạn tạo hứng thú 2019). Tuy nhiên, những nghiên cứu về mô học tập cho học sinh (HS), gắn kết giữa HS hình 5E còn khá mới mẻ, phần nhiều dừng và bài học. Còn giai đoạn đánh giá mang lại ở các đề tài khoa học, bài viết đăng các nhiệm vụ ghi nhận kết quả và điều chỉnh tạp chí hay kỉ yếu hội thảo mà chưa có sự cho các bài học tiếp theo. liên kết mở rộng (Dương Giáng Thiên Tại Mỹ, mô hình 5E khá phổ biến Hương, 2017; Ngô Thị Phương, 2019). trong các chương trình dạy học khoa học Gần đây, 5E thường được gắn với các chủ (cả chính khóa và ngoại khóa) và đã mang đề dạy học STEM (Lê Hải Mỹ Ngân và lại nhiều hiệu quả. Hiệp hội giáo viên dạy Nguyễn Thị Minh Thảo, 2020), trong khi khoa học tại Mỹ luôn khuyến khích các các đơn vị bài học theo sách giáo khoa vẫn giáo viên (GV) áp dụng mô hình dạy học chưa được áp dụng nhiều. Để góp phần đẩy 5E nếu có thể trong các bài học và các mạnh việc áp dụng mô hình 5E vào dạy chương trình giáo dục phổ thông ở nước học nói chung, chúng tôi tiến hành nghiên này (Nguyễn Thành Hải, 2019). cứu và thử nghiệm mô hình này vào dạy Không những ở Mỹ, các nước trên thế học Vật lý ở trường phổ thông và qua đó giới cũng dần dần áp dụng và thử nghiệm kiểm tra tính hiệu quả của nó. Đồng thời mô hình 5E. Tại Thổ Nhĩ Kì, nhà giáo dục chúng tôi tiến hành soạn thảo tiến trình dạy Ergin đã linh hoạt khi ông sử dụng mô hình học môn Vật lý theo mô hình 5E nhằm 5E cùng với các thiết bị công nghệ, một nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức yếu tố phần nào kích thích sự tò mò ban của HS và tiến hành thực nghiệm để kiểm đầu của HS (Ergin, 2012). Ở Thái Lan cũng chứng giả thuyết. ghi nhận các kết quả tích cực qua một đợt 2. Nội dung nghiên cứu khảo sát 30 HS tiểu học về khả năng suy 2.1. Khả năng hệ thống hóa luận sau khi được học với mô hình 5E. 2.1.1. Khái niệm Kết quả khảo sát cho thấy, 5E có tác - Hệ thống là tổ hợp các yếu tố luôn động tích cực đến khả năng lý luận, động tác động qua lại với nhau theo quan hệ lực bên trong, hành vi và các thành tích học hàng ngang và quan hệ trên dưới để tạo tập của HS (Siwawetkull and Koraneekij, thành một thể thống nhất và tồn tại trong 2020). Hay với bài viết Using visual, một môi trường xác định. embodied, and laguage representaions to - Hệ thống hóa là làm cho các kiến thức teach the 5E instructional model of inquiry về các sự vật, hiện tượng, quan hệ trở nên science, hai tác giả Robyn M. Gillies và có hệ thống (Nguyễn Thị Hòa, 2008) Marry Rafter cũng đã ghi nhận các hiệu quả Vậy khả năng hệ thống hoá kiến thức ban đầu của mô hình 5E ở Australia (Gillies là khả năng hệ thống thông tin trong tài and Rafter, 2020). liệu dưới dạng bảng biểu, bản đồ tư duy Tại Việt Nam, mô hình 5E đã bước hay các hình thức ngắn gọn súc tích khác đầu được các nhà nghiên cứu quan tâm, tìm nhằm lưu trữ thông tin để giải quyết vấn đề hiểu và thử nghiệm ở nhiều cấp học khác khi cần thiết. Khả năng hệ thống hoá kiến 25
3. SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 74 (02/2021) thức là một yếu tố quan trọng trong việc trong tài liệu dưới hình thức bảng biểu, hình thành và phát triển năng lực cho HS, ngắn gọn súc tích. đặc biệt thể hiện rõ ở năng lực tự học. - Hệ thống hóa dưới dạng sơ đồ: liệt 2.1.2. Các biểu hiện kê và lựa chọn được nguồn tài liệu hay, Khả năng hệ thống hóa kiến thức chủ nguồn thông tin hữu ích, đáng tin cậy, có yếu được thể hiện qua ba yếu tố chính sau: giá trị; hệ thống thông tin trong tài liệu - Hệ thống hóa kiến thức dưới dạng liệt dưới dạng bản đồ tư duy, có sự phân tích kê: liệt kê các tài liệu tham khảo có liên đánh giá các nguồn thông tin; tự lực vận quan đến bài học; tóm tắt thông tin trong tài dụng các thông tin thu được để giải quyết liệu thu nhận được; vận dụng các thông tin vấn đề một cách chính xác (Đỗ Hương Trà thu được dưới sự hướng dẫn chi tiết của GV. et al., 2019). - Hệ thống hóa kiến thức dưới dạng 2.1.3 Tiêu chí đánh giá bảng biểu: liệt kê tài liệu hay, nguồn thông Mức độ biểu hiện (M) của mỗi chỉ số tin hữu ích, có giá trị; hệ thống thông tin hình vi được phân thành 4 mức độ khác nhau: Bảng 1. Tiêu chí đánh giá thể hiện qua các mức độ của khả năng hệ thống hóa Khả năng hệ Chỉ số hành vi Mức độ biểu hiện thống hóa 1. Liệt kê - M1: không liệt kê được - M2: liệt kê được nhưng còn nhiều thiết sót - M3: liêt kê được nhưng còn ít thiếu sót - M4: liệt kê được 2. Bảng biểu - M1: không hệ thống dưới dạng bảng biểu được - M2: hệ thống dưới dạng bảng biểu được nhưng còn nhiều thiếu sót - M3: hệ thống dưới dạng bảng biểu được nhưng còn ít thiếu sót - M4: hệ thống được dưới dạng bảng biểu 3. Sơ đồ hóa - M1: không sơ đồ hóa được - M2: sơ đồ hóa được nhưng còn nhiều thiếu sót - M3: sơ đồ hóa được nhưng còn ít thiếu sót - M4: sơ đồ hóa được kiến thức 2.2 Đánh giá khả năng hệ thống hóa Đăng Thuấn, 2017) về thang đánh giá của của học sinh các nhà khoa học giáo dục đi trước, tài liệu 2.2.1 Đề xuất thang đánh giá (Đỗ Hương Trà et al., 2019) về đánh giá Qua nghiên cứu các tài liệu (Nguyễn năng lực, chúng tôi đề xuất thang đánh giá Lâm Đức, 2015; Mai Văn Trinh và Nguyễn khả năng hệ thống hóa của HS như sau: 26
4. NGUYỄN ĐĂNG THUẤN - NGUYỄN HOÀNG PHÚC TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN Bảng 2. Thang đánh giá khả năng hệ thống hóa kiến thức Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Mức độ hệ Không hệ Hệ thống được Hệ thống được nhưng Hệ thống được thống hóa thống được nhưng còn nhiều còn ít thiếu sót thiếu sót Điểm Điểm < 1 1 ≤ Điểm < 2 2 ≤ Điểm < 3 Điểm = 3 2.2.2. Bài kiểm tra đánh giá khả năng hệ thống hóa chương “Chất khí” Bảng 3. Đề và đáp án tương ứng bài kiểm tra khả năng hệ thống hóa chương “Chất khí” Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Không hệ thống Hệ thống được Hệ thống được Hệ thống được được nhưng còn nhưng còn ít nhiều thiếu sót thiếu sót Câu 1. Hệ thống Không hệ thống Hệ thống được Hệ thống được ít Hệ thống được ba đơn vị thường được ít nhất 1 thông nhất 2 thông số cả 3 thông số được sử dụng của số trạng thái trạng thái với 3 trạng thái (mỗi 3 thông số trạng với 3 đơn vị đơn vị thông số với 3 thái (p, V, T) đơn vị) Câu 2. Liệt kê tất Không liệt kê Liệt kê được ít Liệt kê được ít Liệt kê được 8 cả các định luật được nhất 4 định nhất 6 định luật. định luật. Vật lý mà em đã luật. được học trong chương trình Vật lý 10 Câu 3. Vẽ sơ đồ Không vẽ được Vẽ được sơ đồ Vẽ được sơ đồ Vẽ được sơ đồ hệ thống kiến sơ đồ nhưng không (có trọng tâm và (có trọng tâm và thức chương có trọng tâm có ít nhất 3 có nhiều hơn 3 Chất khí nhánh thành nhánh thành phần) phần) Tổng kết điểm Điểm < 1 1 ≤ Điểm < 2 2 ≤ Điểm < 3 Điểm = 3 2.3. Kết quả thực nghiệm mãn yêu cầu của TNSP. Sau khi nghiên 2.3.1. Đối tượng thực nghiệm cứu kết quả học tập môn Vật lý, chúng tôi Việc chọn đối tượng thực nghiệm ảnh chọn lớp TN là lớp 10A11 và lớp ĐC là hưởng trực tiếp đến kết quả của thực lớp 10A5 Trường THPT chuyên Năng nghiệm sư phạm (TNSP). Vì vậy phải chọn khiếu Thể dục thể thao Nguyễn Thị Định sao cho lớp đối chứng (ĐC) và lớp thực (215 đường Hoàng Ngân, phường 16, quận nghiệm (TN) tương đương nhau nhằm thỏa 8, Thành phố Hồ Chí Minh). 27
5. SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 74 (02/2021) Bảng 4. So sánh đối tượng trước khi thực nghiệm sư phạm Đối tượng Lớp TN Lớp ĐC Lớp 10A11 10A5 Sĩ số 37 38 Học lực Vật lý (TBHKI) 5.49 5.17 2.3.2. Khả năng hệ thống hóa Sau quá trình TNSP, chúng tôi thu được kết quả sau: Bảng 5. Tổng hợp kết quả đánh giá khả năng hệ thống hóa kiến thức của học sinh Khả năng hệ thống Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 hóa SL % SL % SL % SL % Thực nghiệm 0 0,00% 15 40,54% 18 48,65% 4 10,81% Đối chứng 0 0,00% 14 36,84% 24 63,16% 0 0,00% Bảng 6. Kết quả trung bình về khả năng hệ thống hóa kiến thức của học sinh Lớp Điểm TB hệ 3 Khả năng hệ thống hóa Thực nghiệm (TN) 2,09 Hệ thống được nhưng còn ít thiếu sót Đối chứng (ĐC) 1,92 Hệ thống được nhưng còn nhiều thiếu sót Lớp TN có điểm trung bình 2.09 nên hẳn lớp ĐC và số HS hệ thống hóa kiến thức thuộc mức ba của thang đánh giá và lớp ĐC nhưng còn thiếu sót ở lớp TN thấp hơn lớp chỉ có 1.92 điểm thuộc mức 2. Số HS hệ ĐC. Điều đó cho chúng tôi thấy HS lớp TN thống hóa được kiến thức ở lớp TN cao hơn có khả năng hệ thống hóa tốt hơn lớp ĐC. 30 25 20 15 TN ĐC 10 5 0 Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Biểu đồ 1. Kết quả đánh giá khả năng hệ thống hóa kiến thức của học sinh lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 28
6. NGUYỄN ĐĂNG THUẤN - NGUYỄN HOÀNG PHÚC TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 2.3.2. Kiểm định giả thuyết thống kê như sau: Muốn kiểm chứng xem kết quả lớp TN x=rep(c(1,2),c(37,38)) cao hơn lớp ĐC có phải là do ngẫu nhiên y=c(tn,dc) hay không, hay là do áp dụng mô hình dạy wilcox.test(y~x,alternative="greater", học 5E mang lại, chúng tôi phân tích số conf.level=0.95) liệu bằng phương pháp kiểm định giả - Bước 5: chúng tôi thu được kết quả thuyết. Trình tự được tiến hành như sau: từ chương trình R như sau: - Bước 1: chọn phép kiểm định phù hợp. Wilcoxon rank sum test with continuity Chúng tôi sử dụng phép kiểm định correction Mann-Whitney hai mẫu độc lập vì dữ liệu data: y by x lớp TN và ĐC không tuân theo các điều W = 871.5, p-value = 0.01835 kiện của kiểm định tham số. - Bước 2: đặt các giả thuyết thống kê, Kết quả cho thấy p=0,01835<0,05 nên chọn mức xác suất chấp nhận . chấp nhận giả thuyết đối H1, bác bỏ giả + Giả thuyết không H0: “Điểm trung thuyết không H0. Vậy sự chênh lệch về điểm bình của lớp TN lớn hơn điểm trung bình trung bình của nhóm TN và nhóm ĐC là do của nhóm ĐC là không có ý nghĩa, với kết quả tác động sư phạm mà có chứ không mức có ý nghĩa ” phải là do ngẫu nhiên với xác xuất đáng tin cậy là 99,5%. + Giả thuyết đối H1: “Điểm trung bình của lớp TN lớn hơn điểm trung bình của 3. Kết luận lớp ĐC một cách có ý nghĩa, với mức có ý Mô hình 5E đã mang lại nhiều tác động nghĩa ” tích cực đến nền giáo dục ở các nước trên thế + Chọn mức xác suất chấp nhận 0,05 giới và đặc biệt là Hoa Kỳ - đất nước sản sinh ra thuật ngữ 5E. Ở Việt Nam, qua một số - Bước 3: thu thập dữ liệu thống kê nghiên cứu trình bày ở trên, chúng ta thấy mô Chúng tôi tiến hành thu thập dữ liệu hình 5E có nhiều khả năng góp phần vào bài thống kê và nhập vào chương trình R như sau: toán đổi mới giáo dục hiện nay. Trong nghiên tn=c(3,2,2,2,3,3,3,2,2,2,2,3,2,3,2,3,2,1 cứu này, chúng tôi thử nghiệm áp dụng mô ,2,1,2,2,1,2,2,1,3,2,2,3,2,3,2,2,2,1,2) hình 5E vào chương “Chất khí” nhằm kiểm dc=c(2,2,1,2,2,2,1,2,1,2,2,3,2,3,2,2,1,2 tra hiệu quả tác dụng của mô hình 5E vào khả ,2,2,2,2,2,2,1,3,1,2,2,2,1,2,2,1,1,2,2,2) năng hệ thống hóa kiến thức của HS. Kết quả - Bước 4: xử lý dữ liệu thống kê bằng nghiên cứu cho thấy, mô hình 5E có tác dụng các phép tính phù hợp nâng cao khả năng hệ thống hóa kiến thức ở Chúng tôi dùng chương trình R cho HS khi được học theo các tiến trình dạy học kiểm định Mann-Whitney với cấu trúc lệnh 5E trong chương “Chất khí”. TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Giáng Thiên Hương. (2017). Dạy học khám phá theo mô hình 5E - Một hướng vận dụng lý thuyết kiến tạo trong dạy học ở tiểu học. Tạp chí Đại học Sư phạm Hà Nội, 62, 112-121. doi: 10.18173/2354-1075.2017-0063. 29
7. SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 74 (02/2021) Đỗ Hương Trà, Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải, Phạm Xuân Huế và Dương Xuân Quý. (2019). Dạy học phát triển năng lực Vật lí trung học phổ thông. Hà Nội: NXB Đại học Sư phạm. Ergin. (2012). Constructivist approach based 5E model and usability instructional physics. Latin-American Journal of Physics Education, 6, 14-20. Doi: 10.12691/education-7-6-5. Gillies and Rafter. (2020). Using visual, embodied, and language representation to teach the 5E intructional model of inquiry science. Teaching and Teacher Education, 87, 1- 9. Retrieved from S0742051X1930157X. Lê Hải Mỹ Ngân và Nguyễn Thị Minh Thảo. (2020). Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM hệ thống cấp nước tự động đơn giản theo quy trình dạy học 6E chương trình trung học cơ sở. Tạp chí Đại học Sư phạm TP.HCM, 02 (17), 254-269. Mai Văn Trinh và Nguyễn Đăng Thuấn. (2017). Xây dựng hệ thống các tiêu chí đánh giá mức độ tích cực trong học tập của học sinh trung học phổ thông. Tạp chí Khoa học Giáo dục, 121, 37-38, 57. Nguyễn Lâm Đức. (2015). Dạy học khái niệm cảm ứng điện từ (Vật lí 11) theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trường phổ thông. Tạp chí Đại học Sư phạm Hà Nội, 60, 102-111. doi: 10.18173/2354-1075.2015-0150. Nguyễn Thành Hải. (2019). Giáo dục Stem/Steam - Từ trải nghiệm thực hành đến tư duy sáng tạo. Thành phố Hồ Chí Minh: NXB Trẻ. Nguyễn Thị Hòa. (2008). Rèn luyện kĩ năng hệ thống hóa kiến thức cho học sinh lớp 11 trung học phổ thông trong dạy học sinh học. Luận văn Thạc sĩ khoa học giáo dục. Chuyên ngành lý luận và phương pháp dạy học Sinh học. Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội. Nguyễn Thị Loan. (2019). Vận dụng chu trình dạy học 5E vào dạy học một số chủ đề Toán nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho sinh viên khối trường cao đẳng kinh tế - kỹ thuật tỉnh Thái Nguyên. Đề tài khoa học và công nghệ cấp đại học, Đại học Thái Nguyên. Ngô Thị Phương. (2019). Vận dụng mô hình 5E trong dạy học chủ đề Ánh sáng môn Khoa học lớp 4. Tạp chí khoa học Quản lý giáo dục, 01 (21), 130-135. Siwawetkull and Koraneekij. (2020). Effect of 5E instructional model on mobile technology to enhance reasoining ability of lower primary school students. Kasetsart Journal of Social Sciences, 41, 40-45. Retrieved from thaijo.org/index.php/kjss/article/view/229138. Vũ Thị Minh Nguyệt. (2016). Vận dụng mô hình 5E trong dạy học khoa học qua khám phá thiết kế kế hoạch bài học. Tạp chí Giáo dục, 384 (02), 60-62. Nhận từ mo-hinh-5e-trong-day-hoc-khoa-hoc-qua-kham-pha-thiet-ke-ke-hoach-bai-hoc- 320.html. Ngày nhận bài: 31/7/2020 Biên tập xong: 15/02/2021 Duyệt đăng: 20/02/2021 30