PHỤ LỤC

II. PHẦN NỘI DUNG

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL 2.1. Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí 2.1.1. Khái niệm năng lực Phạm trù năng lực (NL) được hiểu theo nhiều cách khác nhau, có nhiều thuật ngữ được sử dụng cùng nghĩa NL như: Competence; Ability; Efficiency... chúng mang hàm ý chỉ NL hành động, được dùng nhiều nhất là Competence có nghĩa là: có khả năng thực hiện thành công một công việc nào đó. Chương trình giáo dục phổ thông mới (2018), NL được định nghĩa:“Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể”. Trong định nghĩa trên, NL có các thuộc tính sau: + NL là thuộc tính của cá nhân. + NL được coi là khả năng của cá nhân khi đối diện với những vấn đề mới, những tình huống chưa từng giải quyết. + NL được bộc lộ ra bên ngoài thông qua các biểu hiện về kiến thức, kĩ năng (hành vi) trong và sau khi giải quyết các vấn đề học tập. 2.1.2. Năng lực thực nghiệm của học sinh Trong đề tài này, NLTN của HS trong học tập VL là người học huy động kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm đã có thực hiện thao tác tư duy lí thuyết và thực nghiệm/thực hành để tìm câu trả lời cho vấn đề; qua đó người học thu nhận được kiến thức, kĩ năng mới. NLTN + Nhận thức vật lí + Tiến trình nhận thức theo con đường TNg + Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học Hình 1.1. Cấu trúc năng lực thực nghiệm

Bối cảnh Kiến thức

(tình huống) + Kiến thức khoa học + Cá nhân + Địa phương + Quốc gia + Toàn cầu

Thái độ

+ Hứng thú với khoa học + Trách nhiệm bảo vệ môi trường

Đặc trưng của NLTN gắn với khả năng hành động, vì vậy HS phải nhận ra DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL được, giải thích được, thực hiện được, vận dụng được kiến thức VL vào thực tiễn, bối cảnh thực chứ không dừng lại ở mức độ hiểu. Kĩ năng thực hành đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển NLTN cho người học. Do đó, trong quá trình bồi dưỡng NLTN cho HS, GV cần chú ý đến việc phát triển các kĩ năng thực hành cho HS trong tiến trình dạy học. Trong nghiên cứu này đề xuất các thành tố của NLTN trong dạy học VL như sau: nhận thức vật lí; tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (tiến trình phương pháp TNg); vận dụng kiến thức kĩ năng đã học. Cụ thể như sau: - Nhận thức VL: 1/Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật, quá trình VL; 2/Trình bày được các hiện tượng, quá trình VL và đặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá trình VL; 3/Sử dụng được thuật ngữ khoa học, kết nối được thông tin, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học; 4/So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình VL theo các tiêu chí khác nhau. 5/Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng. - Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (tiến trình khoa học): 1/Đề xuất vấn đề liên quan đến vật lí; 2/Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết; 3/Lập kế hoạch thực hiện bằng TNg; 4/Thực hiện kế hoạch bằng việc tiến hành các TN kiểm chứng; 5/Viết, trình bày báo cáo và thảo luận; 6/Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp. - Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: 1/Giải thích, chứng minh được một vấn đề thực tiễn; 2/Đánh giá, phản biện được ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn; 3/ Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất và thực hiện được một số phương pháp hay biện pháp mới. Việc chia NLTN ra các thành tố, các thành phần có tính tương đối, bởi một NL thành tố lại bao gồm nhiều NL thành phần; giữa các NL thành tố, các NL thành

phần còn có sự lồng ghép, giao thoa với nhau trong tiến trình học tập. DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL 2.1.3 Các biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí * Biểu hiện năng lực Vật lí của học sinh Theo chương trình môn Vật lí trong Chương trình giáo dục phổ thông mới 2018, NL Vật lí của học sinh gồm ba năng thành phần với những biểu hiện cụ thể như sau (bảng 1.1): Bảng 1.1. Biểu hiện năng lực vật lí của học sinh Năng lực thành phần Biểu hiện của học sinh Nhận thức VL

+ Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật và quá trình VL; Trình bày được các hiện tượng, quá trình VL; đặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá trình VL bằng các hình thức biểu đạt như: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ. + So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình VL theo các tiêu chí khác nhau; Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng. + Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được nhận thức hoặc lời giải thích; Đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận. + Nhận ra được một số ngành nghề phù hợp với thiên hướng của bản thân.

Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí + Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề; Phân tích được bối cảnh để đề xuất được vấn đề nhờ kết nối tri thức, kinh nghiệm đã có và dùng ngôn ngữ của mình để biểu đạt vấn đề đã đề xuất. + Phân tích vấn đề để nêu được phán đoán; Xây dựng và phát biểu được giả thuyết cần tìm hiểu; Xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; Lựa chọn được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, tra cứu tư liệu); + Lập được kế hoạch triển khai tìm hiểu; Tìm hiểu được một số hiện tượng, quá trình, gần gũi trong đời sống và trong thế

giới tự nhiên theo tiến trình; DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL + Sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự đoán, lí giải các chứng cứ, rút ra các kết luận; + Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá được kết quả dựa trên phân tích, xử lí các dữ liệu bằng các tham số thống kê đơn giản; + So sánh được kết quả với giả thuyết; giải thích, rút ra được kết luận và điều chỉnh khi cần thiết; Sử dụng ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt được quá trình và kết quả tìm hiểu; + Viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; Hợp tác được với đối tác bằng thái độ tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giải trình, phản biện, bảo vệ được kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục; + Đưa ra được quyết định xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu; Đề xuất được ý kiến khuyến nghị vận dụng kết quả tìm hiểu, nghiên cứu, hoặc vấn đề nghiên cứu tiếp. Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

+ Giải thích, chứng minh được một vấn đề thực tiễn; Đánh giá, phản biện được ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn. + Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất và thực hiện được một số phương pháp hay biện pháp mới. + Nêu được giải pháp và thực hiện được một số giải pháp để bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu; Có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững.

Ngoài ra, thông qua quá trình dạy học VL sẽ góp phần hình thành và phát triển 3 NL chung và các NL ứng với các môn học khác. * Biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập môn Vật lí

Nghiên cứu biểu hiện NL của học sinh, phương pháp sử dụng TN trong dạy học phát triển NLTN cho học sinh và phạm vi nghiên cứu của sáng kiến, thì biểu hiện NLTN của học sinh trong học tập môn Vật lí như bảng 1.2.

Bảng 1.2. Biểu hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong học môn Vật lí

NL

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL thành phần Biểu hiện của học sinh Mô tả và giải thích các TN, hiện tượng VL

+ Mô tả và giải thích được các TN Vật lí và hiện tượng diễn ra trong tự nhiên. + Giải thích được mối quan hệ nhân quả giữa các đại lượng cần đo và phát biểu được mối quan hệ đó. + Giải thích được nguyên nhân sai số, các kết quả trong các TN học tập. + Mô tả và giải thích được các ứng dụng kĩ thuật có liên quan đến kiến thức Vật lí.

Thiết kế và thực hiện giải pháp theo tiến trình khoa học VL + Nhận ra vấn đề (câu hỏi) khoa học có thể nghiên cứu, phát biểu được vấn đề. Nêu giả thuyết khoa học. + Suy ra được hệ quả có thể kiểm tra bằng TN + Thiết kế được phương án TN khả thi; + Lựa chọn được dụng cụ phù hợp với phương án TN; + Biết lắp ráp, tiến hành TN. + Thu thập thông tin thu được cốt lõi theo từng nhiệm vụ.

Báo cáo, trình bày kết quả việc thực hiện giải pháp + Trình bày được kết quả TN. + Biết phân tích, tính toán kết quả từ các dữ liệu TN. + Biết sử dụng kết quả TN để biện luận tính đúng đắn của kết luận khoa học (kiến thức Vật lí mới).

Giải quyết vấn đề được trình bày ở trên có thể theo hai cách: 1/ Giải quyết vấn đề bằng suy luận lí thuyết, kiểm tra bằng TNg (sử dụng TN nghiên cứu kiểm chứng); 2/ Giải quyết vấn bằng con đường TNg (sử dụng TN). Do đó, việc lựa chọn, sắp xếp các biểu hiện NLTN của học sinh trong học tập Vật lí phụ thuộc vào cách thức sử dụng TN trong hoạt động giải quyết vấn đề (thực hiện giải pháp).

2.2. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm góp phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm 2.2.1. Thí nghiệm Vật lí

Trong nghiên cứu khoa học nói chung, đặc biệt trong nghiên cứu VL thì TN DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL đóng vai trò hết sức quan trọng, sau đây là những luận điểm về TN VL. * Thí nghiệm trong nghiên cứu Vật lí Trong nghiên cứu khoa học Vật lí làm TN là sự tác động có chủ định, của con người vào đối tượng của thực tại khách quan. Thông qua phân tích các yếu tố và điều kiện mà trong đó đã diễn ra các tác động và kết quả của các tác động, ta có thể thu được tri thức mới. Cách thức phối hợp hai hoạt động hợp lý gọi là phương pháp nghiên cứu Vật lí bằng con đường TNg. * Thí nghiệm trong dạy học Vật lí Khác với TN của nhà khoa học, TN trong dạy học Vật lí được sử dụng với tư cách là một công cụ sư phạm hơn là vai trò của một TN tìm tòi - phát minh khoa học. Các TN này, phục vụ cho một mục đích Sư phạm nào đó của GV, là phương tiện trực quan, đơn giản hóa quá trình Vật lí, hỗ trợ cho học sinh định hướng tư duy, khái quát hóa, tìm ra những dấu hiệu bản chất bên trong sự vật, hiện tượng Vật lí. Rèn luyện kiến thức, kĩ năng cho học sinh thông qua việc hướng dẫn các em, kiểm chứng hay “phát minh lại” các định luật, quy luật Vật lí mà loài người (thầy giáo) đã biết. 2.2.2. Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí TN trong dạy học Vật lý THPT thường có ba loại: TN biểu diễn; TN thực tập; bài tập TN. * Thí nghiệm biểu diễn Thí nghiệm biểu diễn thường được GV sử dụng ở trên lớp, để hỗ trợ học sinh trong học kiến thức mới hoặc củng cố, mở rộng kiến thức, kĩ năng. TN biểu diễn gồm ba loại: a) Thí nghiệm mở đầu: sử dụng trong hoạt động tạo tình huống có vấn đề, gây hứng thú, nhu cầu nhận thức, hỗ trợ học sinh xác định vấn đề cần nghiên cứu. b) Thí nghiệm nghiên cứu: là TN được sử dụng trong tiến trình dạy học xây dựng kiến thức mới hoặc kiểm chứng lại một định luật, hiện tượng Vật lí, gồm hai loại: TN nghiên cứu khảo sát và TN nghiên cứu kiểm chứng. TN nghiên cứu khảo

sát, là TN cung cấp những cứ liệu TNg, để kiểm tra hệ quả suy ra từ giả thuyết (dự DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL đoán), xác nhận sự đúng/sai của dự đoán; TN nghiên cứu kiểm chứng, là TN nhằm kiểm chứng lại những kết quả đã được xây dựng dựa trên suy luận bằng lí thuyết, để khẳng định sự chính xác của các kết quả này [13]. c) Thí nghiệm củng cố kiến thức: là TN sử dụng các kiến thức VL học sinh đã được học để mô tả biểu hiện của kiến thức VL trong tự nhiên, các ứng dụng trong sản xuất, đời sống hàng ngày, qua đó củng cố, làm sâu sắc kiến thức đã học, bồi dưỡng NL vận dụng kiến thức VL vào thực tiễn cho học sinh. * Thí nghiệm thực tập TN thực tập là loại TN do học sinh tự tiến hành, trên lớp học, trong phòng TN với sự tự lực làm việc cao hoặc ngoài nhà trường, dưới hình thức bài tập ở nhà để củng cố, mở rộng kiến thức. TN thực tập gồm có hai loại: a) Thí nghiệm trực diện: là loại TN do học sinh thực hiện trên lớp, sử dụng chủ yếu trong tiến trình dạy học xây dựng kiến thức mới được thực hiện dưới dạng TN khảo sát hoặc minh họa. TN trực diện có thể tổ chức đồng loạt theo nhóm nhỏ hoặc cá thể. b) Thí nghiệm thực hành: TN có thể có nội dung định tính hay định lượng, để kiểm nghiệm lại các định luật, các qui tắc đã học. Do được tiến hành sau khi học sinh đã học xong một chương, một phần của chương trình, nên TN thực hành Vật lí thường có nội dung phong phú, mỗi bài TN thực hành thường từ 2 đến 3 tiết, với cùng một nội dung hay với các nội dung khác nhau. Khi tiến hành các TN thực hành học sinh phải tự lực thực hiện các giai đoạn của quá trình TN, thực hiện nhiều thao tác, tiến hành nhiều phép đo, xử lí nhiều số liệu để kiểm chứng lại các kết luận trong giờ học kiến thức mới. Vì vậy, TN thực hành có nhiều tác dụng trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho học sinh. TN thực hành có thể được tổ chức dưới một trong hai hình thức là TN thực hành đồng loạt và TN thực hành cá thể. Với TN thực hành đồng loạt, tất cả các nhóm học sinh tiến hành những TN như nhau với dụng cụ giống nhau theo cùng một mục đích. Với TN thực hành cá thể có thể có nhiều phương án khác nhau, trong đó các nhóm học sinh tiến hành TN về những đề tài khác nhau với các dụng cụ khác nhau nhằm đạt được những mục đích khác 11

nhau hoặc về cùng một đề tài theo cùng một mục đích nhưng với các dụng cụ, DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL phương pháp đo khác nhau, nhằm giải quyết các nhiệm vụ khác nhau. * Bài tập thí nghiệm Là một loại bài tập mà GV giao cho từng học sinh hoặc nhóm học sinh thực hiện ở nhà. BTTN có vai trò quan trọng trong dạy học phát triển NL sáng tạo, NL phương pháp nghiên cứu Vật lí, NL vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Các BTTN được học sinh tiến hành trong điều kiện không có sự trợ giúp, kiểm tra trực tiếp của GV. Vì vậy, loại TN này, đòi hỏi học sinh phải có tính tự lực, tự giác, sáng tạo cao. Khi thực hiện BTTN, học sinh phải sử dụng những dụng cụ thông dụng trong đời sống, các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền để chế tạo dụng cụ TN. Chính việc làm này, đã tạo cơ hội cho học sinh phát huy khả năng sáng tạo của mình trong thiết kế chế tạo và sử dụng TN. Mặt khác, học sinh phải tự biết kết hợp giữa suy luận lí thuyết và tiến hành TNg mới có thể thu được những số liệu cần thiết để giải quyết nhiệm vụ học tập, qua đó, phát triển NL sáng tạo, NL phương pháp nghiên cứu Vật lí cho học sinh. 2.2.3. Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học phát triển NLTN cho học sinh Chu trình sáng tạo khoa học được V.G. Razumôpxki đề xuất gồm 4 giai đoạn (hình vẽ 1.2). Theo chu trình này, nhà khoa học phải quan sát hiện tượng Vật lí xảy ra trong tự nhiên hoặc làm TN phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu (sự kiện khởi đầu), từ đó xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng (giả thuyết); suy luận rút ra các hệ quả có thể kiểm tra được bằng TN. Hình 1.2. Chu trình sáng tạo theo Razumôpxki Mô hình giả định trừu tượng

Các hệ quả có thể kiểm tra được Những sự kiện khởi đầu TN kiểm tra

Sau đó, tiến hành TNg kiểm tra hệ quả đó. Nếu những kết quả kiểm tra bằng DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL TNg, phù hợp với hệ quả suy ra từ giả thuyết, thì giả thuyết được xác nhận là đúng đắn, nó trở thành nguồn tri thức mới, lí thuyết mới. Nếu những kết quả thu được từ TNg không phù hợp với những hệ quả rút ra từ giả thuyết thì phải xem xét lại mô hình giả thuyết, chỉnh lí lại hoặc sửa đổi nó và lặp lại chu trình nghiên cứu. Chu trình sáng tạo khoa học không khép kín, mà luôn được mở rộng cùng với sự phát triển của khoa học. Khác với nhà khoa học, để phát triển NLTN của mình, học sinh không thể tự mình thực hiện được chu trình sáng tạo như các nhà khoa học đã làm, mà cần có sự hỗ trợ của GV và thiết bị TN. Vì vậy, TN trong dạy học phát triển NLTN Vật lí cho học sinh có vai trò như sau: a) Hỗ trợ học sinh xây dựng dự đoán (giả thuyết khoa học) Thông thường, đối tượng nghiên cứu nằm ngoài “vùng phát triển gần” của phần lớn học sinh, nếu không có sự hỗ trợ có thể dẫn đến những suy đoán ngộ nhận, dự đoán vu vơ, nêu dự đoán không có căn cứ khoa học, thậm chí học sinh rơi vào tình trạng bế tắc. Với sự hỗ trợ của TN, học sinh quan sát được những dấu hiệu định tính, bước đầu suy đoán về mối quan hệ nhân quả giữa các đại lượng Vật lí, từ đó, khái quát hóa xây dựng mô hình giả thuyết, nêu ra được dự đoán có căn cứ khoa học. b) Phương tiện kiểm tra sự đúng đắn của dự đoán bằng thực nghiệm Dự đoán tuy đã có căn cứ khoa học, nhưng không chắc chắn vì không được suy ra từ những kiến thức đã biết. Muốn biết dự đoán có chính xác hay không, phù hợp với thực tại khách quan hay không? thì bắt buộc phải làm các TN để kiểm tra. Khi kết quả TN phù hợp với dự đoán, thì điều dự đoán hay giả thuyết đó trở thành chân lí, kiến thức khoa học. Nếu không phù hợp, thì phải sửa đổi dự đoán hoặc xây dựng dự đoán mới. TN thường không kiểm tra trực tiếp dự đoán mà kiểm tra gián tiếp hệ quả suy ra từ dự đoán. Một dự đoán có thể được suy luận ra nhiều hệ quả trong các điều kiện khác nhau. Khi chúng ta kiểm tra bằng TN được nhiều hệ quả thì điều dự đoán càng có giá trị cao. Vì tính đa dạng của dự đoán và mới mẻ, nên

TN để kiểm tra dự đoán cũng là mới mẻ, chưa từng có. Tính mới của TN kiểm tra DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL thể hiện ở nhiều mặt: như thiết kế phương án TN; lựa chọn dụng cụ lắp ráp TN; sử dụng phương tiện, thiết bị dạy học mới; sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu, đo lường mới... 2.3. Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí 2.3.1. Nguyên tắc xây dựng thí nghiệm Trong dạy học VL ở trường phổ thông, TN được sử dụng với tư cách là một phương tiện dạy học, phục vụ cho một mục đích sư phạm nào đó của GV, làm dụng cụ cho học sinh tập nghiên cứu, tìm tòi và khám phá khoa học. Do đó, xây dựng TN cần đảm bảo các nguyên tắc cơ bản sau: a) Phù hợp với chương trình dạy học, trình độ nhận thức của học sinh: Theo chương trình VL phổ thông mới (2018), Để phát triển NLTN cho học sinh các thiết bị TN phải thực hiện được các phép đo chính xác, khả thi. b) Đảm bảo dạy học phát triển NLTN cho học sinh: Cần phải đa dạng hoá các hoạt động học và luyện tập của học sinh qua hệ thống các TN từ đơn giản đến phức tạp, phù hợp với mức độ hình thành kiến thức, kĩ năng phát triển NLTN cho học sinh. c) Đảm bảo tính thực tiễn, khả thi: TN phải đảm bảo tính sư phạm, thẩm mĩ, khoa học, chính xác, có độ ổn định cao, cho kết quả rõ ràng, dễ quan sát, làm TN trong thời gian ngắn, an toàn khi sử dụng; Chế tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ lắp ghép, giá thành hợp lí, đáp ứng được mục tiêu dạy học. 2.3.2. Quy trình xây dựng thí nghiệm Bước 1:Tìm hiểu thực tế sử dụng và nhu cầu TN ở trường phổ thông Điều tra, phỏng vấn GV và học sinh, dự giờ, quan sát hoạt động dạy và học ở trường phổ thông, theo định hướng dạy học phát triển NL, phân tích tìm ra những ưu điểm, hạn chế của các thiết bị TN, cách thức sử dụng chúng ở trường phổ thông, nhu cầu cần thiết phải xây dựng, hoàn thiện thiết bị TN nào? Dự kiến phương án xây dựng và sử dụng TN. Bước 2: Xây dựng thí nghiệm Thu thập thông tin liên quan đến thiết bị của các bài TN dự kiến xây dựng.

Căn cứ vào điều kiện thực tế, yêu cầu cần đạt được của mục tiêu dạy học của bài DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL học/ chủ đề, tiến hành chế tạo thiết bị mới, hoàn thiện các TN sẵn có. Xây dựng quy trình sử dụng TN vừa chế tạo trong dạy học. Bước 3: Tiến hành thử nghiệm Tổ chức dạy TNg, sơ bộ đánh giá kết quả dạy TNg, tính khả thi của việc xây dựng và sử dụng TN. Tìm ra những hạn chế của thiết bị TN và quy trình sử dụng để hoàn thiện TN. Bước 4: Hoàn thiện thiết bị TN Phân tích các kết quả dạy thử nghiệm, đối chiếu với các tiêu chí, mục đích thiết kế, chế tạo TN. nêu ra các hạn chế cần khắc phục. Từ đó, tìm ra cách điều chỉnh, bổ sung hoàn thiện TN. 2.3.3. Quy trình dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh Trong nghiên cứu này, khi dạy kiến thức mới chúng tôi lựa chọn dạy học giải quyết vấn đề kết hợp với phương pháp TNg trong dạy học VL. * Lựa chọn phương pháp dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong học tập Vật lí Dạy học theo phương pháp TNg được nhiều nhà giáo dục quan tâm vận dụng nhằm tạo lập cho HS làm quen với phương pháp, con đường tìm hiểu thế giới tự nhiên đối với các môn khoa học mang yếu tố TNg. Các giai đoạn của tiến trình dạy học được mô tả như sau: a) Làm xuất hiện tình huống có vấn đề: Tình huống xuất hiện bằng việc GV kể một câu chuyện có chứa vấn đề, hoặc biểu diễn một TN, giới thiệu mô hình, tranh vẽ hoặc vấn đề được phát triển từ hoạt động trước đó hay kiến thức nền HS đã được học…dựa vào kiến thức, kĩ năng, vốn kinh nghiệm của HS đã có để nêu câu hỏi, nhiệm vụ học tập, từ đó làm nảy sinh ở các em mâu thuẫn nhận thức, tạo được ở các em sự hứng thú. Khi ở HS có nhu cầu, hứng thú nhận thức thì trong ý thức của học xuất hiện động cơ thúc đẩy hoạt động, qua đó thôi thúc người học phát hiện vấn đề bằng cách phát biểu thành lời hoặc nêu các câu hỏi nghiên cứu. b) Tổ chức tìm tòi, khám phá chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng: + Đề xuất giả thuyết (Hình thành câu trả lời dự đoán cho vấn đề vừa phát

hiện): trong hoạt động này, GV yêu cầu HS dựa vào các kết quả quan sát được DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL cũng như các thuộc tính đơn giản, mang tính khái quát, các mô hình xây dựng được…, từ đó nêu câu trả lời cho vấn đề nghiên cứu dưới dạng giả thuyết. + Suy ra hệ quả: Giả thuyết là một dự đoán trừu tượng, muốn kiểm tra giả thuyết thì phải tìm ra các biểu hiện của nó ở trong thực tiễn. Cần phải tiến hành suy luận logic hay suy luận toán học để suy ra hệ quả: Dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối liên hệ giữa các đại lượng VL mà nó có thể kiểm tra trong thực tế bằng việc có thể quan sát hay đo được. GV hướng dẫn HS bằng các phương pháp nhận thức: phương pháp tương tự, công thức toán và các quy luật đã học để rút ra hệ quả cần kiểm tra. Trong giai đoạn này, GV cần cung cấp thêm kiến thức, sử dụng các lập luận để HS vượt qua những biến đổi, suy luận phức tạp, từ đó rút ra hệ quả để có thể sử dụng TN kiểm tra ngay trong bài học. + Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả: Xây dựng và thực hiện một phương án TN để kiểm tra hệ quả dự đoán ở trên lớp có phù hợp với kết quả TNg hay không. Nếu kết quả phù hợp thì giả thuyết nói trên trở thành chân lí, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới. + Thực hiện thí nghiệm kiểm tra: Xây dựng và thực hiện một phương án TN để kiểm tra hệ quả dự đoán ở trên lớp có phù hợp với kết quả TNg hay không, đồng thời tổ chức HS thực hiện làm TN theo các bước của phương án đã đề xuất. Kết thúc hoạt động làm TN, giáo viên yêu cầu các nhóm lần lượt báo cáo trước lớp thông qua bảng phụ, phiếu học tập. Khi một nhóm tiến hành báo cáo, thì tổ chức các nhóm còn lại nhận xét, đánh giá, bổ sung kết quả. + Khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết: Sau khi thực hiện các TN kiểm chứng, HS nêu các kết luận, đồng thời bảo vệ kết quả TNg có được, nếu kết quả TNg phù hợp hệ quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lí, nếu không phù hợp thì phải tiến hành xây dựng giả thuyết mới. Trong hoạt động này, GV là người đóng vai trò hướng dẫn, định hướng, bổ sung, sửa chữa các ý kiến HS. + Xác nhận kiến thức mới, vận dụng kiến thức: HS vận dụng kiến thức đã được lĩnh hội một cách sáng tạo, qua đó làm cho việc thông hiểu kiến thức trở nên sâu sắc, GV cần sử dụng các bài tập vận dụng trong sách giáo khoa và sách

bài tập VL, tìm tòi các ứng dụng cụ thể gần gũi trong đời sống hàng ngày để DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL chuyển thành các bài tập cho HS, khuyến khích HS làm các bài tập TN, chế tạo các thiết bị đơn giản, đồ chơi, vận dụng các kiến thức thu nhận được để giải thích hoặc dự đoán một số hiện tượng trong thực tế, nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật. * Đề xuất quy trình dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh khi dạy học bài học/ chủ đề trong môn Vật lí Để bồi dưỡng NLTN cho người học trong dạy học môn VL ở trường phổ thông khi dạy học một bài hoặc chủ đề, chúng tôi đề xuất các bước sau: + Bước 1: Xác định mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, thái độ cùng NLTN theo các tiêu chí của bài học/ chủ đề. Căn cứ vào mục tiêu của bài học theo chuẩn kiến thức, kĩ năng, bổ sung các mục tiêu theo định hướng phát triển NLTN như: Đề xuất vấn đề; Phán đoán và xây dựng giả thuyết; Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch bằng việc tiến hành các TN kiểm chứng; Viết, trình bày báo cáo và thảo luận; Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp. + Bước 2: Lựa chọn phương tiện, tổ chức nội dung của bài học/chủ đề theo các hoạt động phù hợp với định hướng dạy học bồi dưỡng NLTN theo đường hướng rõ ràng. Trong mỗi hoạt động cần xây dựng các tình huống có vấn đề (cấp bài, chuyển tiếp nội dung). Cần cụ thể hóa các mục tiêu nhận thức thành các tình huống, các hoạt động nhận thức phải đạt được những gì? Mức độ NL nào. + Bước 3: Thiết kế và thực hiện các bài học: Căn cứ vào nội dung cụ thể, mục tiêu của bài học, sự đáp ứng của phương tiện dạy học và học liệu, không gian lớp học, GV phân chia thực hiện bài học theo các hoạt động, sử dụng các tình huống có vấn đề và hoạch định cách thức dạy học bồi dưỡng NLTN dựa trên các phương tiện dạy học đã chuẩn bị. + Bước 4. Kiểm tra đánh giá kết quả dạy học bồi dưỡng NLTN: Sử dụng các tiêu chí (trên cơ sở các thành tố của NLTN), tiến hành đánh giá cụ thể hoạt động của HS trong học tập. Rút kinh nghiệm, hoàn thiện quy trình để vận dụng hiệu quả trong dạy học VL.

2.4. Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học với thí

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL nghiệm vật lí 2.4.1. Các phương thức đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí Năng lực của học sinh được phát triển theo một quá trình từ thấp đến cao. Vì vậy, để nhận biết được mức độ phát triển NL của học sinh, trong đánh giá phải chú trọng việc đánh giá quá trình, đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng vào giải quyết nhiệm học tập cả trong và sau khi học. Và cuối cùng là đánh giá khả năng của người học vận dụng kiến thức, kĩ năng, thái độ vào giải quyết tình huống thực tiễn. a) Đánh giá thông qua bảng kiểm tra quan sát Đánh giá qua quan sát là phương pháp thu thập thông tin về đối tượng cần đánh giá, trên cơ sở quan sát trực tiếp các hoạt động học của học sinh, thu thập dữ liệu để phân tích, đánh giá mức độ đạt được của việc TNg so với mục đích nghiên cứu. Đánh giá NL của học sinh qua quan sát là đánh giá các thao tác, hành vi, thái độ, kĩ năng thực hành, kĩ năng nhận thức, cách thức giải quyết vấn đề trong một tình huống cụ thể. Các bước tiến hành quan sát đánh giá: Bước 1. Chuẩn bị: Xây dựng thang đánh giá: là bảng các tiêu chí về kiến thức, kĩ năng, thái độ (chỉ số hành vi) của học sinh, được nhóm theo các thành phần NL và lượng giá bằng thang đo theo điểm số. Bước 2. Tiến hành quan sát để thu thập dữ liệu: Quan sát trực tiếp bằng việc sử dụng phiếu quan sát kết hợp với bảng tiêu chí, gán các điểm số theo từng tiêu chí cho nhóm hoặc cho cá nhân học sinh. Bước 3. Phân tích và đánh giá kết quả quan sát: Đánh giá những nhược điểm, cần khắc phục ở khâu chuẩn bị và tiến trình quan sát, xem xét quy trình quan sát có yếu tố nào có thể gây ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả đánh giá. Căn cứ vào điểm số của các bài kiểm tra kết hợp với quan sát quá trình học của học sinh, xếp loại NLTN cho học sinh theo 3 mức độ, tương ứng với điểm số: 18

Mức 3 (điểm 5 - 6); Mức 2 (điểm 7 - 8); Mức 1 (điểm 9 - 10). DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL b) Đánh giá đồng đẳng (quá trình hợp tác học tập) Đánh giá đồng đẳng là một loại hình đánh giá, trong đó học sinh cùng với GV tham gia vào việc đánh giá sản phẩm, công việc của bạn học cùng nhóm, lớp. Bước 1: GV chấm điểm cho các nhóm học sinh Căn cứ vào nội dung kiến thức cần dạy, cách thức học sinh sẽ sử dụng TN giải quyết nhiệm vụ học tập GV dự kiến các thành tố năng lực khoa học cần hình thành và phát triển cho học sinh (mục tiêu dạy học), phân tích thành các tiêu chí về kiến thức, kĩ năng, thái độ cần đạt được để chấm điểm cho các nhóm học sinh. Dưới đây là một thí dụ có tính khái quát về việc lập phiếu đánh giá học sinh giải bài tập TN (khi dạy một bài cụ thể, GV phải gắn điểm số cho từng tiêu chí): Bước 2: Các thành viên trong nhóm đánh giá chéo nhau + Mỗi thành viên trong nhóm được nhận phiếu theo mẫu (phụ lục) + Mỗi học sinh tự đánh giá các thành viên trong nhóm tham gia công việc với các mức điểm tối đa như sau: Bảng 1.3. Học sinh tự đánh giá các thành viên trong nhóm tham gia công việc với các mức điểm tối đa STT Tiêu chí Điểm số 1 Hoàn thành 90 đến 100% công việc 9-10 điểm 2 Hoàn thành 70% đến 80% công việc 7- 8 điểm 3 Hoàn thành 50% -60% công việc 5- 6 điểm 4 Hoàn thành dưới 50% công việc 4 - 1 điểm 5 Không hoàn thành công việc 0 điểm Bước 3: GV chấm điểm cho từng cá nhân học sinh theo trọng số.

* Để đánh giá NL của học sinh, các thành tố NL được mô tả theo các tiêu DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL chí, các tiêu chí này là những biểu hiện về kiến thức, kĩ năng, thái độ của học sinh trong hoạt động giải quyết vấn đề học tập, nó được mô tả bằng một động từ (bảng 1.4). Bảng 1.4. Các động từ mô tả tiêu chí đánh giá theo chương trình giáo dục phổ thông 2018 Mức độ Động từ mô tả mức độ Biết

- Nhận biết được sự vật và hiện tượng của tự nhiên; - Kể tên được sự vật và hiện tượng của tự nhiên; - Phát biểu được sự vật và hiện tượng của tự nhiên; - Nêu lên được sự vật và hiện tượng của tự nhiên; - Trình bày được các sự kiện, đặc điểm, vai trò của các đối tượng và các quá trình của tự nhiên bằng các hình thức biểu đạt như ngôn ngữ nói, viết, công thức, sơ đồ, biểu đồ,...; Hiểu

- Phân loại được các vật, sự vật theo các tiêu chí khác nhau; - Phân tích được các đặc điểm của một đối tượng, sự vật, quá trình theo một logic nhất định; - So sánh, lựa chọn được các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình dựa theo các tiêu chí; - Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng; Vận dụng

- Nhận ra được điểm sai và chỉnh sửa được điểm sai đó; - Chứng minh được các vấn đề trong thực tiễn bằng các dẫn chứng khoa học; - Đề xuất được vấn đề, đặt được câu hỏi cho vấn đề tìm hiểu; - Lập được dàn ý, tìm được từ khoá; sử dụng được ngôn ngữ khoa học khi viết báo cáo và trình bày các văn bản khoa học; - Lập được kế hoạch và thực hiện được (tiến hành được) kế hoạch tìm hiểu tự nhiên; - Ra quyết định, đề xuất được ý kiến cho vấn đề đã tìm hiểu;

2.5. Thực trạng về dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo định hướng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh 2.5.1. Mục tiêu và phương pháp điều tra

Điều tra thực trạng về dạy học phát triển NL; Cách thức sử dụng TN trong DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL dạy học theo định hướng phát triển NLTN cho HS; Những thuận lợi và khó khăn của GV và học sinh khi sử dụng TN trong dạy và học phát triển NL cho học sinh; Tìm ra những nguyên nhân dẫn đến thực trạng để nghiên cứu các cách thức xây dựng và sử dụng TN trong dạy học VL nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS; Để tìm hiểu thực trạng dạy học có sử dụng thiết bị thí nghiệm và việc bồi dưỡng NLTN trong dạy học VL. Tôi đã tiến hành điều tra bằng việc phát phiếu thăm dò cho 40 GV dạy VL tại 4 trường THPT ở Thanh Chương: THPT Thanh Chương 1, THPT Nguyễn Cảnh Chân, THPT Cát Ngạn và THPT Đặng Thúc Hứa ở Thanh Chương và 154 HS của trường THPT Thanh Chương I. 2.5.2. Phân tích kết quả điều tra Phân tích kết quả từ phiếu điều tra cho thấy: Kết quả khảo sát từ GV về thực trạng NLTN của HS cho thấy: NLTN của HS trong học tập VL hiện nay vẫn còn rất hạn chế, kỹ năng thực hiện TNg của các em chưa được định hình. Khi được hỏi về việc đề xuất phương án TN trong tiến trình TNg thì có tới 85% GV đều cho rằng các phương án TN được đề xuất từ GV hoặc thực hiện theo các phương án cho sẵn trong sách giáo khoa. Đa số HS không đề xuất được phương án TN. Các GV dạy học VL phản hồi qua điều tra và thăm dò thì tất cả đều cho rằng việc rèn luyện cho HS các kỹ năng trong TNg là rất quan trọng. Tuy nhiên, khi hỏi về quy trình bồi dưỡng NLTN trong dạy học VL thì nhiều GV lại tỏ ra lúng túng, không mô tả được các bước cũng như yêu cầu của quy trình này. Kết quả điều tra cũng cho thấy, các TN được sử dụng trên lớp là TN biểu diễn do GV thực hiện, HS ít được tự làm cũng như hiếm có cơ hội được tiếp xúc, thao tác trực tiếp với các dụng cụ TN. Có tới 67,5% GV sử dụng TN biểu diễn trong dạy học, hầu như không tổ chức cho các em làm các TN đồng loạt, thực hành. Nguyên nhân chủ yếu của thực trạng này là do thời gian hạn chế, dụng cụ TN thiếu hoặc hư hỏng, sai số nhiều... Qua trao đổi với HS, chúng tôi thu nhận được các kết quả: nhiều TN các em không được trực làm, nếu thực hiện thì GV là người biểu diễn, HS quan sát hiện

tượng rồi rút ra nhận xét, thậm chí một số bài thực hành (bắt buộc) trong chương DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL trình, nhiều thầy cô khi hướng dẫn làm TN bỏ qua nhiều bước, thậm chí một số bài thực hiện rất sơ sài. Khi được hỏi về việc lập kế hoạch TN, các em cho biết sau mỗi bài thực hành TN, GV chỉ yêu cầu viết báo cáo TN theo mẫu bài thực hành có sẵn trong sách giáo khoa. Do đó, các HS không có cơ hội đề xuất phương án TN. Kết quả điều tra cũng cho thấy: nhiều GV vẫn chưa thực sự chú ý đến việc bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy và học VL. Một số ít GV đã có quan tâm đến việc này nhưng chưa nhiều hoặc đang lúng túng trong khâu tổ chức và tiến hành quy trình bồi dưỡng. Đó chính là nguyên nhân dẫn đến NLTN của HS ở các trường THPT vẫn còn nhiều hạn chế. Tóm lại, thông qua kết quả tìm hiểu thực trạng cho thấy rằng NLTN của HS trong các trường phổ thông vẫn còn rất hạn chế. Vì vậy, cần có những biện pháp, cách thức thiết thực để bồi dưỡng NLTN trong dạy học VL và nâng cao NLTN cho HS, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay. Về các bộ TN về “Dòng điện trong các môi trường” (Vật lí 11) ở các nhà trường phổ thông như sau: TN 1: Nghiên cứu hiện tượng nhiệt điện Ưu điểm: Quan sát rất rõ dòng điện xuất hiện khi đốt nóng một đầu của cặp nhiệt điện. Nhược điểm: Bộ TN về hiện tượng nhiệt điện chỉ khảo sát định tính về hiện tượng nhiệt điện, GV dừng lại ở việc thông báo cho học sinh biết khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu cặp nhiệt điện thì kim điện kế lệch khỏi vị trí 0 (mV) nghĩa là, có xuất hiện dòng điện - gọi là dòng nhiệt điện. TN 2: Dòng điện trong chất điện phân Ưu điểm: TN tương đối rõ về hiện tượng dương cực tan; TN khảo sát Định luật Ôm rất rõ, học sinh vẽ được đồ thị U(I) là một đường thẳng. Nhược điểm: Bộ TN thực tế không có hai cực bằng chì, chỉ có một cặp cực bằng đồng; Phải bổ sung thêm biến trở con chạy để làm TN này; Nên có cân chính xác để xác định lượng đồng bám trên catốt, có đồng hồ đo thời gian xảy ra hiện tượng.

TN 3: Dòng điện trong chất khí DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Ưu điểm: Sơ đồ TN rất rõ, sát với sơ đồ trong SGK Nhược điểm: TN định tính, cho học sinh quan sát thấy có dòng điện xuất hiện khi trong không khí có hạt tải điện. TN chưa nhạy, do hai bản kim loại tích điện chưa tốt và bị ảnh hưởng do độ ẩm của không khí. Khắc phục bằng cách thay hai tấm kim loại diện tích lớn hơn. Kết quả điều tra cho thấy, bộ TN về “dòng điện trong các môi trường” còn nhiều TN định tính, chủ yếu là TN biểu diễn của GV, các TN thực hành dùng đồng hồ hiện số DT 9208A có độ nhạy không cao, sai số phép đo do thao tác khá lớn, học sinh khó thu thập số liệu và vẽ đồ thị, chưa có TN sử dụng làm bài tập. Để tăng cường các hoạt động học và luyện tập, bồi dưỡng kiến thức, kĩ năng - phát triển NLTN cho học sinh, ngoài việc hoàn thiện các thiết bị hiện có, cần chế tạo mới các TN sử dụng trong xây dựng kiến thức mới; TN thực hành trên phòng TN; TN sử dụng làm bài tập TN sáng tạo (TN ở nhà). Thống kê kết quả của một số nghiên cứu về thực trạng dạy học môn Vật lí ở trường THPT hiện nay, các tác giả có chung một nhận xét là: Đa số GV vẫn dạy học theo lối truyền thụ một chiều, thầy giảng giải, trò ghi chép, thông báo suy diễn lí thuyết tìm ra công thức sau đó rèn luyện cho học sinh kĩ năng vận dụng công thức vào giải bài tập trắc nghiệm, sao cho đủ nội dung kiến thức theo quy định của phân phối chương trình, đề bài kiểm tra, đánh giá chủ yếu là kiểm tra khả năng ghi nhớ, tái tạo kiến thức. Theo chúng tôi, có hai nguyên nhân cơ bản: Về khách quan,cách đánh giá kết quả giáo dục ở trường phổ thông hiện nay, nặng về tái tạo kiến thức,chưa quan tâm đến đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Về chủ quan, với chương trình dạy học “định hướng nội dung” hiện hành, chưa chú trọng đầy đủ đến chủ thể người học, cũng như khả năng vận dụng tri thức của học sinh vào giải quyết các tình huống học tập và thực tiễn. Cho nên, việc dạy học ở các trường phổ thông coi trọng dạy nội dung kiến thức hơn là dạy cho học sinh các kiến thức, kĩ năng về phương pháp giải quyết vấn đề trong học tập. Kết quả điều tra từ học sinh: Qua trao đổi trực tiếp và thu thập thông tin từ