SKKN Dạy học dự án tích hợp liên môn Vật lí – Công nghệ, chủ đề Động cơ nhiệt trong Vật lí 10 THPT

A. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong nền văn minh có trình độ khoa học kỷ thuật phát triển rực rỡ, tất cả đều bắt nguồn từ sự sáng tạo, mối liên kết chặt chẽ và sự tương hộ lẫn nhau. Nước Việt Nam muốn phát triển giàu mạnh, sánh vai với các nước tiên tiến trên thế giới thì phải có nguồn nhân lực sáng tạo, điều này được xác định rõ trong luật giáo dục điều 27.1 “Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục được học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động tham gia xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc”.
Dạy học tích hợp theo chủ đề là một mô hình dạy học trong đó nội dung kiến thức được tổ chức tích hợp thành các chủ đề dạy học làm cho nội dung kiến thức trở nên hấp dẫn và có ý nghĩa trong cuộc sống. Nhờ vậy dạy học sẽ đạt được mục đích rèn luyện cho người học kĩ năng giải quyết vấn đề đa dạng của thực tiễn. Đây là một mô hình dạy học phù hợp với mục tiêu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, đáp ứng yêu cầu học tập trong thế kỉ XXI.
Tích hợp liên môn được hiểu là sự kết hợp một cách hữu cơ và có hệ thống những mức độ khác nhau của kiến thức, kĩ năng thuộc các nội dung dạy học khác nhau thành một nội dung thống nhất được dựa trên cơ sở các mối liên hệ giữa lý luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó.
Đối với môn Vật lí và môn Công nghệ có nhiều nội dung liên quan trực tiếp với nhau, kiến thức của các môn đó hỗ trợ cho nhau trong việc giải quyết một vấn đề thực tiến. Đối với chương trình hiện nay của môn Vật lí và môn Công nghệ có nhiều phần trùng nhau. Đặc biệt là đối với các ứng dụng kỹ thuật như các ứng dụng: máy nhiệt, máy điện, sóng vô tuyến… Việc tích hợp các nội dung trên với nhau thành những chủ đề tích hợp sẽ làm cho hoạt động học tập trở nên hấp dẫn học sinh, được giải quyết các vấn đề mang tính thực tiễn. Với cách làm này học sinh vừa nắm được kiến thức lý thuyết vừa rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức để giải quyết các cơ chế hoạt động, cấu tạo của các thiết bị kỹ thuật vừa rèn luyện kĩ năng vận hành, bảo dưỡng, sử dụng các thiết bị đảm bảo sự phát triển bền vững trong nền kinh tế công nghiệp hóa và tự động hóa các dây chuyền hoạt động.
Chủ đề Động cơ nhiệt (ĐCN) thuộc nội dung chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” của Vật lí lớp 10 và chương 5 “Đại cương về động cơ đốt trong”, chương 6 “Cấu tạo của động cơ đốt trong, chương 7 “Ứng dụng của động cơ đốt trong” của môn Công nghệ lớp 11. Việc xây dựng chủ đề tích hợp đối với hai môn học này nhất là phần ĐCN sẽ mang lại thuận lợi hơn về lôgic nội dung kiến thức cũng như việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Hơn nữa việc tích hợp kiến thức của chủ đề này ở Vật lí và Công nghệ lại với nhau sẽ có được phương pháp dạy tích cực hơn và sẽ mang lại hiệu quả cao hơn, từ đó các người học có thể tạo ra các sản phẩm đáp ứng đầy đủ hơn cho nhu cầu thực tiễn. Bên cạnh đó việc tích hợp này sẽ giúp rút ngắn được thời gian học về lý thuyết và có nhiều thời gian hơn cho việc người học có thể vận dụng để tạo ra các sản phẩm chứ không chỉ học lý thuyết suông.
Mặt khác dạy học dự án là một mô hình dạy học, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, có tạo ra các sản phẩm có thể giới thiệu. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao trong toàn bộ quá trình học tập, từ việc xác định mục đích, lập kế họach, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện. Trong việc dạy học theo dự án thì hoạt động chủ yếu được tập trung vào người học, chủ yếu các hoạt động làm việc theo nhóm và giáo viên tổ chức đánh giá kết quả hoạt động của nhóm. Mô hình này hoàn toàn phù hợp cho việc triển khai dạy học chủ đề “Động cơ nhiệt”.
Từ những lý do trên tôi lựa chọn đề tài: “Dạy học dự án tích hợp liên môn Vật lí – Công nghệ, chủ đề Động cơ nhiệt trong Vật lí 10 THPT”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và thử nghiệm kế hoạch dạy học dự án chủ đề “Động cơ nhiệt” tích hợp mục tiêu dạy học của môn Vật lí 10 và môn Công nghệ lớp 11 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu
– Lý luận về dạy học tích hợp liên môn và dạy học dự án.
– Quá trình dạy học môn Vật lí và môn Công nghệ ở trường THPT.
* Phạm vi nghiên cứu
Dạy học chủ đề Động cơ nhiệt thuộc Vật lí 10 và Công nghệ 11.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu tích hợp mục tiêu dạy học về Động cơ nhiệt thuộc môn Vật lí 10 và môn Công nghệ 11 thành một chủ đề trong môn Vật lí và áp dụng mô hình dạy học dự án cho chủ đề này sẽ nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
– Hệ thống hóa cơ sở lý luận về dạy học dự án và dạy học tích hợp liên môn.
– Phân tích mục tiêu, nội dung dạy học chủ đề Động cơ nhiệt thuộc môn Vật lí 10 và môn Công nghệ 11 THPT.
– Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề Động cơ nhiệt theo hình thức dạy học dự án tích hợp được mục tiêu dạy học chủ đề này của môn Vật lí và môn Công nghệ.
– Thực nghiệm sư phạm tại một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An; quay phim tiết học nghiệm thu dự án.
6. Phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp nghiên cứu lý luận.
* Phương pháp điều tra quan sát.
* Phương pháp thực nghiệm sư phạm. * Phương pháp thống kê toán học.
7. Đóng góp mới của đề tài
– Về mặt lý luận:
Đề xuất quy trình dạy học tích hợp liên môn Vật lý – Công nghệ bằng dạy học dự án.
– Về mặt ứng dụng:
Xây dựng được bộ hồ sơ dạy học tích hợp liên môn Vật lý – Công nghệ chủ đề Động cơ nhiệt bằng dạy học dự án và thực nghiệm sư phạm. Từ đó chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của dạy học tích hợp liên môn bằng dạy học dự án trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông.
8. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, sáng kiến gồm có 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận về dạy học tích hợp liên môn Vật Lý – Công nghệ bằng dạy học dự án
Chương 2: Xây dựng kế hoạch dạy học dự án tích hợp liên môn Vật lý – Công
nghệ chủ đề động cơ nhiệt Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP LIÊN MÔN VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ BẰNG DẠY HỌC DỰ ÁN
1.1. Dạy học tích hợp
1.1.1. Khái niệm dạy học tích hợp
Dạy học tích hợp là hoạt động liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một hoạt động dạy học. Một số hướng tích hợp có thể thực hiên như:
– Tích hợp các bộ môn: Quá trình xích gần và liên kết các ngành khoa học lại với nhau trên cơ sở của những nhân tố, những quy luật giống nhau, chung cho các bộ môn, ngược lại với quá trình phân hóa chúng.
– Tích hợp dọc: Kiểu tích hợp trên cơ sở liên kết hai hoặc nhiều môn học thuộc cùng một lĩnh vực hoặc một số lĩnh vực gần nhau.
– Tích hợp ngang: Kiểu tích hợp trên cơ sở liên kết các đối tượng học tập, nghiên cứu thuộc các lĩnh vực khoa học khác nhau.
– Tích hợp chương trình: Tiến hành liên kết hợp nhất nội dung của các môn học có nguồn tri thức khoa học và có những quy luật chung gần gũi nhau.
– Tích hợp kiến thức: Hành động liên kết, nối liền các tri thức khoa học khác nhau thành một tập hợp kiến thức thống nhất.
– Tích hợp kĩ năng: Hành động liên kết rèn luyện hai hoặc nhiều kĩ năng thuộc cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực gần nhau để nắm vững một thể. Có thể có tích hợp hoàn toàn hoặc tích hợp một phần của các môn khoa học tự nhiên như Vật lí, Hóa học, Sinh học, Địa lí, Công nghệ… Cũng có thể tích hợp một phần của hai hay ba môn thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên như: Vật lí – Hóa học, Vật lí – Công nghệ, Hóa học – Sinh học, Vật lí – Sinh học…
– Liên hợp: Có sự phối hợp chặt chẽ về nội dung và phương pháp, kế hoạch, bài giảng của các môn học tích hợp nhưng mỗi môn vẫn đặt trong một