SKKN Vận dụng mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT năm 2018

PHẦN I. MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Năm học 2022-2023 có sự thay đổi lớn ở bậc THPT. Các em HS lớp 10 bước vào chương trình giáo dục phổ thông mới (GDPT) năm 2018. Định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục hàn lâm, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động sáng tạo của học sinh. Để thực hiện tốt định hướng trên GV cần thay đổi phương pháp dạy học để HS có thể tự học, tự nghiên cứu tri thức và phát triển năng lực của từng cá nhân. Đó cũng là xu hướng thế giới trong cải cách phương pháp giáo dục và phù hợp với mục tiêu của chương trình GDPT mới năm 2018 theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực học sinh.
Để đáp ứng yêu cầu đổi mới của giáo dục có rất nhiều mô hình, giải pháp được nhà nghiên cứu giáo dục đề xuất.
Mô hình 5E là một trong những mô hình dạy học hiện đại đã đáp ứng được những yêu cầu nêu trên. 5E viết tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (Gắn kết), Explore (Khám phá), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng) và Evaluate (Đánh giá). Mô hình dạy học 5E có tính hệ thống, gồm một chuỗi hoạt động tổ chức theo logic chặt chẽ, từ việc khám phá tri thức khoa học cơ bản đến áp dụng tri thức đó vào thực tiễn.
Vận dụng mô hình 5E trong dạy học đã tạo điều kiện cho HS tham gia khám phá tìm hiểu kiến thức, tự do tư duy sáng tạo và phát biểu ý kiến, HS được tiếp thu kiến thức dưới hình thức trải nghiệm và vận dụng vào đời sống thực tiễn. Từ đó học sinh có cơ hội phát triển năng lực một cách khoa học và bền vững.
Qua nghiên cứu chương trình và thực tiễn dạy học cho thấy, môn Vật lí lớp 10 có khối lượng kiến thức lớn, có nhiều kiến thức gần gũi, thiết thực, dễ áp dụng vào thực tiễn nên khá phù hợp để tổ chức dạy học theo mô hình 5E.
Bên cạnh đó, thế giới đang vận động sang kỉ nguyên số, đòi hỏi nguồn nhân lực có năng lực số, cần được giáo dục sớm từ trong nhà trường. Trường học có thể vận hành tốt hơn, tiếp cận đa dạng nhu cầu người học hơn khi sử dụng công nghệ số.
Nhận thức được những nhu cầu đó, trong những năm qua, Chính phủ, Bộ Giáo dục và đào tạo Việt Nam đã có nhiều quyết sách khởi động chương trình Chuyển đổi số giáo dục trong tổng thể Chiến lược Chuyển đổi số quốc gia. Các trường học, từng giáo viên có trách nhiệm thực hiện thành công chiến lược này. Bộ môn Vật li là một trong những môn có thế mạnh trong việc ứng dụng chuyển đổi số trong dạy học càng cần phải có những bước chuyển mình mạnh mẽ trong việc ứng dụng công nghệ thông tin trong quá trình dạy học cũng như kiểm tra đánh giá học sinh.
Vì vậy, việc vận dụng mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học bộ môn Vật lí ở trường phổ thông là có tính khả thi và hiệu quả, không chỉ tạo môi trường học tập tiên tiến mà còn dựa trên sự tương tác hiệu quả của CNTT đã góp phần phát triển năng lực cho HS, đáp ứng yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông mới.
Chuyên đề “Trái đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT 2018, là chuyên đề mới lạ, khá hấp dẫn cho HS. Việc ứng dụng mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số sẽ nâng cao hiệu quả trong dạy học chuyên đề này.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Vận dụng mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT năm 2018” .
2. Mục đích nghiên cứu
– Nghiên cứu mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học chuyên đề “Trái đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT 2018 nhằm phát huy năng lực HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn Vật lí ở trường THPT.
– Ngoài ra thông qua đề tài giúp bản thân và các đồng nghiệp bồi dưỡng thêm kiến thức để đổi mới PPDH theo công nghệ giáo dục hiện đại.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Sáng kiến này nghiên cứu các nội dung sau đây:
– Nghiên cứu cơ sở lý luận về mô hình 5E và các kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học.
– Khảo sát, đánh giá về thực trạng sử dụng mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học Vật lí trên địa bàn huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An.
– Đề xuất quy trình dạy học theo mô hình 5E và các phần mềm, thiết bị công nghệ… sử dụng trong dạy học chuyên đề “Trái đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT 2018.
– Xây dựng các kế hoạch bài dạy trong chuyên đề “Trái đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT 2018 theo hướng vận dụng mô hình 5E và các kỹ năng chuyển đổi số.
– Tiến hành thực nghiệm sư phạm để xem xét khả năng ứng dụng của đề tài trong việc nâng cao hiệu quả dạy học chuyên đề “Trái đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT 2018.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Mô hình 5E và và kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT năm 2018.
4.2. Phạm vi nghiêm cứu
– Nội dung: Đề tài tập trung nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn dạy học về mô hình 5E và kỹ năng chuyển đổi số. Đề xuất quy trình dạy học theo mô hình 5E, các thiết bị, phần mềm… Xây dựng được các kế hoạch bài dạy trong chuyên đề “Trái đất và bầu trời ” Vật Lí 10 chương trình GDPT năm 2018 theo mô hình 5E.
– Không gian nghiên cứu: Đề tài được triển khai nghiên cứu cho HS khối 10 tại trường THPT Đô Lương 2 và các trường THPT khác trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
– Thời gian nghiên cứu: Đề tài thực hiện trong năm học 2022-2023.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để nghiên cứu đề tài chúng tôi sử dụng các phương pháp sau:
– Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận:
+ Nghiên cứu lý luận về mô hình dạy học 5E và các kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học
– Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Phương pháp điều tra theo bảng hỏi nhằm tìm hiểu thực trạng vận dụng mô hình 5E và các kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học môn Vật lí ở các trường THPT trên địa bàn.
+ Phương pháp quan sát các hoạt động của giáo viên, học sinh trong các giờ học, điều kiện dạy và học của giáo viên và học sinh.
+ Phương pháp phỏng vấn giáo viên và học sinh, các nhà quản lý giáo dục nhằm có được những thông tin về dạy học theo mô hình 5E, làm sáng tỏ những nhận định khách quan của kết quả nghiên cứu.
+ Nghiên cứu các sản phẩm của giáo viên và học sinh (giáo án, phiếu học tập,…).
+ Phương pháp thống kê toán học sử dụng để tính toán các tham số đặc trưng, so sánh kết quả thực nghiệm.
6. Điểm mới trong kết quả nghiên cứu đề tài
– Về lý luận: Phân tích làm sáng tỏ cơ sở lý luận về dạy học theo mô hình 5E và các kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học. Trong đó bao gồm hệ thống các khái niệm liên quan đến dạy học theo mô hình 5E, bản chất, quy trình dạy học và lý thuyết về ứng dụng các phần mềm trong dạy học.
– Về thực tiễn:
+ Đề tài góp phần đánh giá được thực trạng vận dụng mô hình 5E và các kỹ năng chuyển đổi số trong dạy học môn Vật lí ở các trường THPT.
+ Đề xuất được quy trình dạy học theo mô hình 5E trong dạy học Vật lí THPT.
+ Thiết kế một số bài học theo mô hình 5E và vận dụng các kỹ năng chuyển đổi số.
+ Ứng dụng một số phần mềm và thiết bị vào dạy học Vật lí
+ Thông qua sáng kiến này chúng tôi đóng góp thêm với các bạn đồng nghiệp về đổi mới PPDH phát triển phẩm chất, năng lực học sinh.

1. Cơ sở lí luận
PHẦN II. NỘI DUNG

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Trên thế giới
Tại Châu Âu, trung tâm nghiên cứu Chung – JRC (một đơn vị trực thuộc ủy ban Châu Âu) từ năm 2005 đã bắt đầu nghiên cứu về học tập và các kỹ năng cho kỉ nguyên số với mục đích để hỗ trợ, làm chính sách dựa vào bằng chứng nhằm thúc đẩy tiềm năng các công nghệ số để khuyến khích đổi mới sáng tạo trong thực hành giáo dục và đào tạo; cải thiện truy cập tới học tập suốt đời, truyền đạt các kĩ năng và năng lực số mới cần thiết cho mọi người dân để họ có nhiều cơ hội được tuyển dụng làm việc, phát triển cá nhân và hòa nhập xã hội.
Đến năm 2018, 2019 các tổ chức như UNESCO, UNICEF đã có các nghiên cứu sâu hơn về khái niệm năng lực số, khung năng lực số cho GV và HS góp phần phát triển năng lực số cho thời đại công nghệ số hiện nay.
1.1.2. Ở Việt Nam
Trong những năm gần đây vấn đề năng lực số, công nghệ số và chuyển đổi số được quan tâm nhiều hơn. Cụ thể, tháng 7 năm 2021, Bộ giáo dục và đào tạo phối hợp với Đại học công nghệ Swinbure (Úc), mạng lưới Olympia Global Network đã tiến hành hội nghị tập huấn “Giáo dục và công nghệ trong thế kỉ 21” theo hình thức trực tuyến với sự tham gia của các chuyên gia, nhà khoa học, vụ, viện, trường đại học và các thầy cô giáo đến từ 3 tỉnh thành là Hà Nội, Nam Định và Hòa Bình. Tiếp theo đó Bộ Giáo dục đào tạo, các Sở Giáo dục đào tạo tiến hành các đợt tập huấn, hội thảo về vấn đề chuyển đổi số trong giáo dục cho GV các trường đại học, THPT… nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học trong thời đại mới.
Tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam nói chung, trên địa bàn Nghệ An nói riêng chỉ có các tài liệu, đề tài nghiên cứu về phát triển năng lực số cho các doanh nghiệp, sinh viên các trường đại học, cao đẳng và một vài đề tài nghiên cứu về giải pháp nhằm phát triển năng lực số cho GV và HS ở cấp THPT chứ chưa thấy có đề tài nghiên cứu về các kỹ năng chuyển đổi số kết hợp các phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực phẩm chất HS phù hợp với chương trình GDPT mới 2018. Đây cũng là lí do để chúng tôi nghiên cứu đề tài nhằm góp một phần nhỏ làm tăng hiệu quả về phát triển kỹ năng chuyển đổi số kết hợp mô hình 5E trong dạy học cho HS ở cấp THPT.
1.2. Cơ sở lý luận về mô hình dạy học 5E
1.2.1. Khái niệm về tổ chức dạy học theo mô hình 5E
5E là thuật ngữ viết tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Củng cố) và Evaluate (Đánh giá). Mô hình dạy học 5E là mô hình dạy học gồm 5 giai đoạn: gắn kết, khảo sát, giải thích, củng cố và đánh giá. Năm giai đoạn được xây dựng dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó.
1.2.2. Đặc điểm của mô hình dạy học 5E
Đây là quy trình gồm 5 bước như sau:
Bước 1: Tạo sự chú ý (Engage): Để kích thích sự tích cực, chủ động của HS khi tìm hiểu về một nội dung học tập GV phải chuẩn bị trước các đồ dùng học tập tạo sự chú ý hứng thú tìm tòi khám phá ở HS: Ví dụ như chuẩn bị các tranh ảnh, các đoạn phim các thí nghiệm, mẫu vật, bộ câu hỏi định hướng, bài tập tình huống, bảng biểu, số liệu thực tế, các hiện tượng thực tế… có liên quan trực tiếp tới nội dung học tập để HS có thể khám phá và tìm hiểu được nội dung học tập một cách dễ dàng và lý thú.
Bước 2: Khảo sát (Explore): Khi đã có trong tay những đồ dùng dụng cụ học tập, GV phải hướng dẫn HS khảo sát tức là bắt tay vào tìm hiểu những vấn đề có liên quan tới nội dung học tập. Có thể là việc quan sát tranh, phim ảnh hay làm thí nghiệm giải bài tập tình huống, trả lời câu hỏi, phân tích các số liệu các hiện tượng thực tế…vận dụng những kiến thức đã học, những thực tế đã biết và những gợi ý của thầy để hiểu đúng những vấn đề của nội dung học tập.
Bước 3: Giải thích (Exflain): Khi đã có những chính kiến riêng của
mình HS chủ động thảo luận nhóm để có thể giải thích những băn khoăn thắc mắc của mình, của bạn để hiểu rõ hơn và đúng đắn nhất vấn đề của nội dung học tập và xây dựng thành các định nghĩa, khái niệm, quy luật, quá trình…
Bước 4: Phát biểu (Elaborate): Sau khi tìm hiểu nội dung học tập để có thể ghi nhớ, khắc sâu kiến thức GV hướng dẫn cho HS phát biểu vấn đề, ý kiến, nhận định của bản thân, của nhóm, vận dụng kiến thức vào thực tế giải quyết các vấn đề liên quan hay phân tích tổng hợp xâu chuỗi các vấn đề với nhau…phát biểu một mô hình hay một quy trình công nghệ mới dựa vào kiến thức đã thu nhận từ nội dung học tập.
Bước 5: Đánh giá (Evaluation): Khi HS đã được cử phát biểu ý kiến của mình, GV nên để các HS khác đánh giá, bổ sung cho bạn học từ những sai lầm của bạn sau đó GV là người cuối cùng chốt đáp án và định hướng cho HS những đường hướng, cách thức học tập ở các nội dung tiếp theo.
1.3. Cơ sở lý luận về các kỹ năng chuyển đổi số
1.3.1. Khái niệm năng lực số
Đã có nhiều khái niệm được sử dụng khi đề cập đến phát triển năng lực số ở các quốc gia và tổ chức quốc tế, phổ biến là các khái niệm sau: Digital Literacy, Digital Skills, Digital Competences … mỗi khái niệm mang một nghĩa riêng để phù hợp với mục tiêu cụ thể của các nước, các tổ chức. Tuy nhiên, chúng đều hướng đến một mục tiêu chung là phát triển các kĩ năng tìm kiếm, đánh giá, quản lý được thông tin, giao tiếp, hợp tác, giải quyết các vấn đề an toàn, hiệu quả. Từ đó giúp mọi người có thể thành công trên môi trường số.
Năm 2018, Ủy ban Châu Âu sử dụng khái niệm năng lực số: “Năng lực số liên quan đến việc sử dụng cũng như tham gia vào công nghệ số một cách tự tin, chủ động và có trách nhiệm phục vụ cho học tập, làm việc và tham gia vào xã hội. Năng lực số gồm có kiến thức về thông tin và số liệu, truyền thông và hợp tác, kiến thức truyền thông, tạo nội dung số (bao gồm cả lập trình), an toàn (bao gồm cả lợi ích và năng lực số liên quan đến an ninh mạng) và các vấn đề liên quan đến sở hữu trí tuệ, giải quyết vấn đề và tư duy phản biện.
1.3.2. Khung năng lực số
Khung Năng lực số (Digital Literacy Framework) là một tập hợp các năng lực thành phần để nâng cao năng lực của một nhóm đối tượng cụ thể (UNICEF- 2019).
– Khung năng lực số đối với học sinh trung học:
+ Sử dụng các thiết bị số/Device and Software Operation
+ Kĩ năng thông tin và dữ liệu/Information and Data Literacy
+ Giao tiếp và Hợp tác/Communication and Collaboration
+ Tạo nội dung số/Digital Content Creation
+ An toàn kĩ thuật số/Safety
+ Giải quyết vấn đề/Problem-Solving
+ Năng lực định hướng nghề nghiệp/Career-related Competency
– Khung năng lực số đối với giáo viên:
Để quá trình chuyển đổi số được thành công thì không những chúng ta phải quan tâm đến sự phát triển năng lực số cho học sinh mà đối tượng tham gia vào tất cả các khâu của quá trình dạy học trong nhà trường, đó chính là giáo viên. Việc người giáo viên có đủ năng lực để tích hợp, ứng dụng CNTT trong dạy học hay không, điều này ảnh hưởng đến sự hiệu quả, công bằng trong chất lượng giáo dục. Bản thân mỗi người giáo viên phải hết sức chủ động để có thể khai thác các ứng dụng CNTT – TT trong dạy học. Chính người giáo viên là người tạo ra môi trường giáo dục giúp đỡ, hỗ trợ học sinh, tạo cho học sinh tự tin, phát triển các năng lực số và năng lực có liên quan.
1.3.2. Kỹ năng chuyển đổi số
– Kỹ năng chuyển đổi
Theo các tổ chức Quốc tế, bên cạnh năng lực số thì những kĩ năng qua trọng đối với học sinh là những kĩ năng chuyển đổi (Transferable Skills) bao gồm các kỹ năng tư duy bâc cao và kĩ năng sống như: giải quyết vấn đề, hợp tác, sáng tạo, quản lý cảm xúc, thấu hiểu và giao tiếp tạo điều kiện cho trẻ em và thanh thiếu niên trở thành những người học nhanh nhẹn, dễ thích nghi và là những công dân được trang bị để tự điều chỉnh, định hướng khi phải đối mặt với các thách thức cá nhân, học tập, 3 xã hội và kinh tế. Kỹ năng chuyển đổi đi kèm với kiến thức và giá trị nhằm kết nối, củng cố và phát triển các kỹ năng khác cũng như xây dựng kiến thức sâu rộng hơn.