Luận án: Phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho sinh viên kỹ thuật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ---------------------- TRẦN NGỌC DŨNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO SINH VIÊN NGÀNH KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ---------------------- TRẦN NGỌC DŨNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO SINH VIÊN NGÀNH KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC PHẦN NHIỆT HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: 1. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC 2. NGUYỄN THỊ NHỊ NGHỆ AN – 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.Nguyễn Đình Thước và PGS.TS Nguyễn Thị Nhị. Các số liệu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào.

Nghệ An, tháng 3 năm 2020 Tác giả Trần Ngọc Dũng ii LỜI CẢM ƠN Bằng tất cả tấm lòng và sự tôn kính của mình tác giả xin cám ơn gửi lời tri ân tới PGS.Nguyễn Đình Thước và PGS.Nguyễn Thị Nhị, người đã định hướng đề tài, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án bằng tất cả sự tận tâm và nhiệt huyết của mình. Tác giả luận án xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban Lãnh đạo Viện Sư phạm Tự nhiên và Bộ môn LL&PPDH Vật lí - Trường Đại học Vinh; Ban Giám hiệu Trường Sỹ quan Kỹ thuật Quân sự đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các nhà khoa học của chuyên ngành LL&PPDH Vật lý đã có những ý kiến đóng góp cho tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luận án. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, người thân đã hết lòng giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành luận án.

Nghệ An, tháng 3 năm 2020 Tác giả Trần Ngọc Dũng iii CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN TT Từ viết tắt Từ viết đầy đủ 1 ĐC Đối chứng 2 ĐG Đánh giá 3 ĐH Đại học 4 GQVĐ GQVĐ 5 GV Giảng viên 6 KN Kỹ năng 7 KQHT Kết quả học tập 8 NL Năng lực 9 NXB Nhà xuất bản 10 PP Phương pháp 11 PPDH Phương pháp dạy học 12 SV Sinh viên 13 TC Tiêu chí 14 TN Thực nghiệm 15 TNSP Thực nghiệm sư phạm iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN. iii DANH MỤC CÁC BẢNG. vii MỞ ĐẦU.

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Các kết quả nghiên cứu về dạy học phát triển NL GQVĐ ở nước ngoài. Các kết quả nghiên cứu về dạy học phát triển NL GQVĐ ở Việt Nam. Những vấn đề tiếp tục nghiên cứu.

19 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN PHÁT TRIỂN NL PHÁT HIỆN VÀ GQVĐ CỦA SINH VIÊN KĨ THUẬT TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG. Hoạt động dạy và hoạt động học trong quá trình dạy học đại học. Quá trình dạy học đại học. Hoạt động dạy và hoạt động học ở đại học.

Khái niệm NL. Một số quan niệm về NL. Các đặc trưng cơ bản của NL. Cấu trúc NL.

NL phát hiện và GQVĐ của SV trong dạy học Vật lí đại cương. Khái niệm NL phát hiện và GQVĐ. Cấu trúc NL phát hiện và GQVĐ trong dạy Vật lí đại cương. Đánh giá NL phát hiện và GQVĐ của SV trong học tập Vật lí đại cương.

Dạy học GQVĐ trong môn học Vật lí đại cương cho SV đại học. Khái niệm “Vấn đề” và “Tình huống có vấn đề” trong dạy học. Dạy học GQVĐ. Cấu trúc của dạy học GQVĐ.

Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề. Dạy học GQVĐ thực hiện mục tiêu phát triển NL của SV trong học tập Vật lí đại cương. Thực trạng dạy học Vật lí đại cương trong các trường đại học quân đội theo hướng phát triển NL phát hiện và GQVĐ. Mục đích điều tra.

Đối tượng điều tra. Phương pháp điều tra. Kết quả điều tra thực trạng. Nhận định kết quả điều tra.

Đề xuất những biện pháp sư phạm nhằm phát triển NL phát hiện và GQVĐ của SV trong quá trình dạy học Vật lí đại cương. Cơ sở khoa học của các biện pháp. Định hướng xây dựng các biện pháp. Nguyên tắc xây dựng các biện pháp.

Biện pháp sư phạm phát triển NL phát hiện và GQVĐ cho SV trong dạy học Vật lí đại cương. Quy trình sử dụng các biện pháp phát triển NL phát hiện và GQVĐ cho SV trong quá trình dạy học phần Nhiệt học Vật lí đại cương. 62 Kết luận chương 2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN NHIỆT HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.

Phân tích chương trình Vật lí đại cương dành cho SV ngành kĩ thuật. Mục tiêu của chương trình Vật lí đại cương theo đề cương chi tiết môn học hiện hành. Vị trí của phần Nhiệt học trong chương trình Vật lí đại cương. Hướng dẫn SV tự học, tự nghiên cứu nội dung học tập phần Nhiệt học.

Thuyết động học phân tử chất khí và các định luật phân bố. Nguyên lí thứ nhất nhiệt động lực học. Nguyên lí thứ hai nhiệt động lực học. Chuẩn bị điều kiện dạy học GQVĐ những kiến thức phần Nhiệt học.

Thiết kế tình huống có vấn đề dùng cho dạy học GQVĐ. Xây dựng bài tập vấn đề dùng để dạy học phần Nhiệt học. Chuẩn bị các phương tiện cho dạy học GQVĐ phần Nhiệt học. Soạn thảo kế hoạch dạy học phần Nhiệt học theo định hướng phát triển NL phát hiện và GQVĐ.

103 Kết luận chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm. Mục đích thực nghiệm sư phạm.

Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm. Đối tượng thực nghiệm sư phạm. Nội dung thực nghiệm sư phạm vòng 1 và vòng 2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.

Thực nghiệm sư phạm vòng 1. Thời gian và nội dung thực nghiệm sư phạm vòng 1. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1. Thực nghiệm sư phạm vòng 2.

Mục đích thực nghiệm sư phạm vòng 2. Nội dung thực nghiệm sư phạm. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2. Kết quả chung về thực nghiệm sư phạm.

Kết quả định tính về thực nghiệm sư phạm. Kết quả định lượng về thực nghiệm sư phạm. 158 Kết luận chương 4. 168 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

170 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ. 171 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 172 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Thang đo đánh giá NL phát hiện và GQVĐ.

Thang đo NL phát hiện và GQVĐ theo mức độ các tiêu chí. Phân phối nội dung, thời gian dạy học của phần Nhiệt học trong chương trình Vật lí đại cương theo chương trình hiện hành .2 Nhiệt dung phân tử gam các chất khí ( ). Xác định tỷ số nhiệt dung phân tử Cp/Cv của chất khí. Số liệu khảo sát hiện tượng nhiệt điện, lấy mẫu nhiệt kế cặp nhiệt kim loại.

Xác định đương lượng nước K của bình nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng c của mẫu vật rắn. Lớp thực nghiệm và đối chứng trong 2 vòng TNSP. Nội dung dạy học thực nghiệm sư phạm.

So sánh tiến trình giải bài tập và quá trình GQVĐ. Bảng thang đo mức độ theo tiêu chí NL phát hiện vấn đề của SV làm bài kiểm tra. Bảng thang đo mức độ theo tiêu chí NL tìm giải pháp và thực hiện giải pháp của SV làm bài kiểm tra. Bảng thang đo mức độ theo tiêu chí NL trình bày giải pháp và kết quả của SV làm bài kiểm tra.

Bảng thang đo mức độ theo tiêu chí NL đánh giá giải pháp và kết quả của SV làm bài kiểm tra. Tổng hợp kết quả đánh giá NL phát hiện và GQVĐ của SV thông qua các NL thành tố. Kết quả bài kiểm tra của SV lớp đối chứng và thực nghiệm. Phân loại kết quả làm bài kiểm tra của lớp ĐC và TN.

Bảng tần suất của lớp đối chứng và thực nghiệm. Bảng tần số lũy tích hội tụ lùi. Bảng tham chiếu T – test. Bảng so sánh theo chuẩn Cohen.

So sánh dữ liệu giữa hai lớp thực nghiệm và đối chứng. 166 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 2. Cấu trúc quá trình dạy học đại học [64]. Cấu trúc của tâm lí hoạt động [60, tr.

Hệ thống phân bậc các nhu cầu của Maslow. Sơ đồ cấu trúc NL phát hiện và GQVĐ. Sơ đồ các bước triển khai dạy học GQVĐ. Biểu diễn quá trình đẳng tích.

Biểu diễn quá trình đẳng áp. Biểu diễn quá trình đẳng nhiệt. Biểu diễn quá trình đoạn nhiệt. Quá trình biến đổi không thuận nghịch.

Thành phần thiết bị bộ thí nghiệm đo tỷ số Cp/Cv .7: Thành phần thiết bị bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng nhiệt điện, lấy mẫu nhiệt kế cặp nhiệt kim loại .8: Thành phần thiết bị bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng nhiệt điện, lấy mẫu nhiệt kế cặp nhiệt kim loại .9: Mô phỏng chuyển động của piston trong xylanh.10: Mô phỏng một số máy nhiệt theo các chu trình. Mô phỏng công tác của động cơ 4 kỳ. Mô phỏng cấu tạo của động cơ 4 kỳ. Mô phỏng piston chuyển động trong xylanh.

Công phụ thuộc vào quá trình. Hình vẽ bài tập 1. Hình vẽ bài tập 2. Hình vẽ bài tập 3.

Hình vẽ bài tập 4. Hình vẽ cấu tạo máy hơi nước. Mặt cắt của động cơ đốt trong. Sơ đồ nguyên lí máy làm lạnh dùng khí ép.

Chu trình Carnot thuận. Sơ đồ làm mát bằng két nước. Hiệu suất của chu trình thuận nghịch. Biểu đồ biểu diễn các tiêu chí ứng với các mức độ (NL thành tố phát hiện vấn đề).

Biểu đồ biểu diễn các tiêu chí ứng với các mức độ (NL thành tố tìm và thực hiện giải pháp GQVĐ đạt kết quả). Biểu đồ biểu diễn các tiêu chí ứng với các mức độ (NL thành tố trình bày giải pháp và kết quả) .