Luận án tiến sĩ đề xuất biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông

Luận án tiến sĩ giáo dục nghiên cứu đề xuất biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Lê Thá Xuyền
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Xuân Quý
• Trường học: Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Biện Pháp Nâng Cao Năng Lực Thực Nghiệm Cho Học Sinh Trong Dạy Học Vật Lý
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC BẢNG
• MỤC LỤC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Các nghiên cứu và cấu trúc của năng lực thực nghiệm
• 1.2. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm theo Mayer (2007)
• 1.3. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm theo NAEP (2008)
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CẤU TRÚC NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG HỌC TẬP VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG VÀ NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH VÀ DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT VÀ THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM CÁC BIỆN PHÁP BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lý

Năng lực thực nghiệm là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình dạy học vật lý. Nó không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng thực hành cần thiết cho việc nghiên cứu khoa học. Theo các nghiên cứu, năng lực thực nghiệm bao gồm khả năng thiết kế thí nghiệm, thu thập và phân tích dữ liệu, cũng như rút ra kết luận từ các kết quả thực nghiệm. Việc phát triển năng lực này không chỉ giúp học sinh có được kiến thức vững chắc mà còn hình thành tư duy khoa học và khả năng giải quyết vấn đề. "Năng lực thực nghiệm góp phần quan trọng trong việc hình thành tư duy phản biện và khả năng sáng tạo của học sinh".

1.1. Khái niệm và vai trò của năng lực thực nghiệm

Năng lực thực nghiệm được định nghĩa là khả năng thực hiện các hoạt động thực nghiệm trong quá trình học tập. Vai trò của năng lực này không chỉ dừng lại ở việc thực hiện thí nghiệm mà còn bao gồm khả năng áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn. Học sinh có năng lực thực nghiệm tốt sẽ có khả năng tự tin hơn trong việc giải quyết các vấn đề thực tiễn. "Năng lực thực nghiệm không chỉ là một phần của giáo dục STEM mà còn là nền tảng cho sự phát triển toàn diện của học sinh".

II. Thực trạng năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lý

Thực trạng năng lực thực nghiệm của học sinh hiện nay cho thấy nhiều vấn đề cần được cải thiện. Nhiều học sinh vẫn còn thiếu kỹ năng thực hành và khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Các nghiên cứu cho thấy rằng, mặc dù học sinh có thể nắm vững lý thuyết, nhưng khi thực hiện thí nghiệm, họ thường gặp khó khăn trong việc thiết kế và thực hiện các bước thí nghiệm. "Thực trạng này cho thấy cần có những biện pháp giáo dục phù hợp để nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh".

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng lực thực nghiệm

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng lực thực nghiệm của học sinh, bao gồm phương pháp giảng dạy, tài liệu học tập và môi trường học tập. Phương pháp giảng dạy truyền thống thường không khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động thực nghiệm. Hơn nữa, thiếu trang thiết bị và tài liệu hỗ trợ cũng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc học sinh không thể phát triển năng lực thực nghiệm. "Cần có sự đầu tư vào cơ sở vật chất và cải tiến phương pháp giảng dạy để nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh".

III. Biện pháp nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh

Để nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học vật lý, cần áp dụng một số biện pháp giáo dục hiệu quả. Một trong những biện pháp quan trọng là xây dựng các bài học thực nghiệm gắn liền với thực tiễn. Việc này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về lý thuyết mà còn tạo cơ hội cho họ thực hành và rèn luyện kỹ năng. "Các hoạt động thực nghiệm cần được thiết kế sao cho phù hợp với đặc điểm và nhu cầu của học sinh".

3.1. Xây dựng chương trình học thực nghiệm

Chương trình học thực nghiệm cần được xây dựng dựa trên các nguyên tắc giáo dục hiện đại, trong đó chú trọng đến việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Các bài học nên bao gồm các hoạt động thực hành, thí nghiệm và dự án khoa học. "Chương trình học cần tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào các hoạt động thực nghiệm một cách chủ động và sáng tạo".

3.2. Đào tạo giáo viên

Để nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh, giáo viên cũng cần được đào tạo bài bản về phương pháp giảng dạy thực nghiệm. Việc này không chỉ giúp giáo viên có thêm kiến thức mà còn tạo động lực cho họ trong việc áp dụng các phương pháp giảng dạy mới. "Giáo viên là người hướng dẫn và tạo điều kiện cho học sinh phát triển năng lực thực nghiệm, do đó cần có sự đầu tư vào đào tạo giáo viên".

IV. Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh là một phần quan trọng trong quá trình dạy học. Việc đánh giá không chỉ giúp xác định mức độ hiểu biết của học sinh mà còn giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp giảng dạy. Các hình thức đánh giá có thể bao gồm kiểm tra thực hành, dự án khoa học và các bài thuyết trình. "Đánh giá năng lực thực nghiệm cần được thực hiện một cách thường xuyên và liên tục để đảm bảo học sinh có cơ hội phát triển".

4.1. Các phương pháp đánh giá

Có nhiều phương pháp đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh, bao gồm đánh giá qua thí nghiệm, dự án và bài kiểm tra. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Việc lựa chọn phương pháp đánh giá phù hợp sẽ giúp giáo viên có cái nhìn tổng quát về năng lực thực nghiệm của học sinh. "Đánh giá cần được thực hiện một cách công bằng và khách quan để phản ánh đúng năng lực của học sinh".

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯ÞNG Đ¾I HâC S¯ PH¾M HÀ NàI LÊ THà XUY¾N ĐÀ XUÀT BIâN PHÁP BâI D¯âNG NNG LþC THþC NGHIâM CĂA HâC SINH TRONG D¾Y HâC VÂT LÍ à TR¯ÞNG TRUNG HâC PHä THÔNG LUÂN ÁN TI¾N SĨ KHOA HâC GIÁO DĀC Hà Nái, 2024 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯ÞNG Đ¾I HâC S¯ PH¾M HÀ NàI LÊ THà XUY¾N ĐÀ XUÀT BIâN PHÁP BâI D¯âNG NNG LþC THþC NGHIâM CĂA HâC SINH TRONG D¾Y HâC VÂT LÍ à TR¯ÞNG TRUNG HâC PHä THÔNG CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUÂN VÀ PH¯¡NG PHÁP D¾Y HâC Bà MÔN VÂT LÍ Mà Sà: 9.11 LUÂN ÁN TI¾N SĨ KHOA HâC GIÁO DĀC NG¯ÞI H¯âNG DÀN KHOA HâC: PGS.TS PH¾M XUÂN QU¾ Hà Nái, 2024 i LÞI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cÿu cāa riêng tôi. Các k¿t qu¿ nghiên cÿu trong luÁn án là trung thực và ch°a tÿng đ°ÿc ai công bố trên b¿t kì công trình khoa học nào. Hà Nội, tháng 2 năm 2024 Tác gi¿ Lê Thá Xuy¿n ii LÞI CKM ¡N LuÁn án đ°ÿc hoàn thành t¿i Bộ môn Ph°¢ng pháp d¿y học VÁt lý, Khoa VÁt lý, Tr°ßng Đ¿i học S° ph¿m Hà Nội. Trong quá trình nghiên cÿu, tôi đã nhÁn đ°ÿc sự giúp đỡ vô cùng quý báu cāa các tÁp thß và cá nhân.

Tôi xin đ°ÿc bày tỏ lòng bi¿t ¢n vô cùng sâu s¿c tßi PGS.TS Ph¿m Xuân Qu¿ đã chß b¿o, h°ßng d¿n tôi tÁn tình trong suốt quá trình học tÁp và nghiên cÿu. Tôi xin đ°ÿc chân thành c¿m ¢n các th¿y cô trong tổ Bộ môn Ph°¢ng pháp d¿y học VÁt lý, Khoa VÁt lý, Tr°ßng Đ¿i học S° ph¿m Hà Nội đã chß b¿o, góp ý giúp tôi hoàn thißn luÁn án. Tôi xin trân trọng c¿m ¢n Ban Giám hißu, Phòng Sau Đ¿i học, Khoa VÁt lý, Tr°ßng ĐHSP Hà Nội đã t¿o điÁu kißn thuÁn lÿi cho tôi trong suốt quá trình học tÁp, nghiên cÿu và hoàn thành luÁn án. Tôi xin chân thành c¿m ¢n Ban Giám hißu, các nhà Khoa học, các th¿y cô giáo và các em học sinh ß các Tr°ßng THPT đã giúp tôi hoàn thißn kh¿o sát, thực nghißm.

Tôi xin gửi lßi c¿m ¢n sâu s¿c tßi Ban Giám hißu Tr°ßng ĐHSP Hà Nội 2, Ban Chā nhißm Khoa VÁt lý, cùng toàn thß các th¿y cô giáo Khoa VÁt lý Tr°ßng ĐHSP Hà Nội 2, gia đình, đồng nghißp, b¿n bè, đã động viên vÁ tinh th¿n và t¿o điÁu kißn thuÁn lÿi vÁ thßi gian đß tôi hoàn thành luÁn án này. Tác gi¿ luÃn án Lê Thá Xuy¿n iii MĀC LĀC L£I CAM ĐOAN. ii MwC LwC. iii DANH MwC C䄃ĀC CwM T¯ VIËT TT.

vi DANH MwC BKNG. vii DANH MwC H䤃NH. Lk do chọn đÁ tài. Mÿc đkch nghiên cÿu.

Gi¿ thuy¿t nghiên cÿu. Nhißm vÿ nghiên cÿu. Đối t°ÿng và ph¿m vi nghiên cÿu. Ph°¢ng pháp nghiên cÿu.

Tång quan các vÁn đÁ nghiên cąu. Các nghiên cąu vÁ cÁu trúc căa nng lÿc thÿc nghiãm. Các nghiên cąu vÁ phát trißn nng lÿc thÿc nghiãm. Các nghiên cąu vÁ đánh giá nng lÿc thÿc nghiãm.

17 TIËU KËT CH¯¡NG 1. Xây dÿng cÁu trúc nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh trong hãc tÃp vÃt lí á tr°ßng trung hãc phå thông. Quan niãm vÁ nng lÿc. Quan niãm vÁ nng lÿc thÿc nghiãm.

Quan niãm vÁ ho¿t đáng thÿc nghiãm. ĐÁ xuÁt các thành tá và chß sá hành vi thuác nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh trong hãc tÃp vÃt lí. ĐÁ xÁt tiêu chí chÁt l°ÿng căa các chß sá hành vi thuác nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh trong hãc tÃp vÃt lí. Hoàn thiãn khung nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh trong hãc tÃp vÃt lí dÿa trên ý ki¿n chuyên gia.

Xin ý ki¿n chuyên gia vÁ khung năng lực thực nghißm đã đÁ xu¿t. ĐiÁu chßnh khung năng lực thực nghißm sau khi xin thực hißn ý ki¿n chuyên gia. 36 TIËU KËT CH¯¡NG 2. Thÿc tr¿ng vÁ nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh và d¿y hãc phát trißn nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh trong d¿y hãc vÃt lí.

Kh¿o sát thÿc tr¿ng d¿y hãc phát trißn nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh. Xây dÿng bài đánh giá nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh. Nội dung bài đánh giá năng lực thực nghißm. ĐiÁu chßnh nội dung bài đánh giá sau khi xin ý ki¿n các bên liên quan và thử nghißm nhóm nhỏ.

Trißn khai đánh giá. Phân tích k¿t qu¿ đánh giá. 72 TIËU KËT CH¯¡NG 3. ĐÁ xuÁt và thÿc nghiãm s° ph¿m các biãn pháp bãi d°ãng nng lÿc thÿc nghiãm căa hãc sinh.

Nguyên t¿c đÁ xuÁt biãn pháp bãi d°ãng nng lÿc thÿc nghiãm cho HS. Các biãn pháp bãi d°ãng chß sá hành vi căa nng lÿc thÿc nghiãm. Bißn pháp 1: Xây dựng nhißm vÿ thực nghißm nằm trong vùng phát trißn g¿n và dựa trên đặc tr°ng cāa tÿng chß số hành vi. Bißn pháp 2: Sử dÿng kißu h°ßng d¿n khái quát ch°¢ng trình hóa tổ chÿc cho HS gi¿i quy¿t các nhißm vÿ thực nghißm.

Bißn pháp 3: Thực hißn quy trình bồi d°ỡng hành vi theo h°ßng tổ chÿc luyßn tÁp các thao tác đ¢n lẻ đ¿n luyßn tÁp toàn bộ hành vi. Xác đánh các chß sá hành vi c¿n bãi d°ãng. Bãi d°ãng chß sá hành vi 2. Nội hàm và tiêu chk đánh giá chß số hành vi 2.

Bißn pháp bồi d°ỡng chß số hành vi 2. Thực nghißm s° ph¿m đánh giá hißu qu¿ khi bồi d°ỡng chß số hành vi 2. Bãi d°ãng chß sá hành vi 3. Nội hàm và tiêu chk đánh giá chß số hành vi 3.

Bißn pháp bồi d°ỡng chß số hành vi 3. Thực nghißm s° ph¿m đánh giá hißu qu¿ khi bồi d°ỡng chß số hành vi 3. 129 TIËU KËT CH¯¡NG 4 .146 KËT LUÀN VÀ ĐÀ NGHk .147 DANH MwC C䄃ĀC CÔNG TR䤃NH CĀA T䄃ĀC GIK .149 TÀI LIëU THAM KHKO .118 vi DANH MĀC CÁC CĀM T¯ VI¾T TT Ch³ vi¿t t¿t Đãc là GD&ĐT Giáo dÿc và Đào t¿o CG Chuyên gia GV Gi¿ng viên GiV Giáo viên HS Học sinh HV Hành vi MT Mÿc tiêu NLTN Năng lực thực nghißm ĐHSP Đ¿i học S° ph¿m THPT Trung học phổ thông TN Thí nghißm PT Phổ thông vii DANH MĀC BKNG B¿ng 1. C¿u trúc cāa năng lực thực nghißm theo Mayer (2007).

C¿u trúc cāa năng lực thực nghißm theo NAEP (2008). C¿u trúc cāa năng lực thực nghißm theo HarmoS (2008). C¿u trúc cāa năng lực thực nghißm trong APU (1988). C¿u trúc cāa năng lực thực nghißm theo Schreiber et al (2009).

C¿u trúc năng lực thực nghißm theo nhóm tác gi¿ thuộc ĐHSP Hà Nội. Lißt kê các ho¿t động thực nghißm. Mÿc tiêu xin ý ki¿n chuyên gia. B¿ng thống kê k¿t qu¿ đßnh l°ÿng cho 4 câu hỏi đ¿u cāa phi¿u xin ý ki¿n chuyên gia.

Các thành tố và các chß số hành vi đã điÁu chßnh. B¿ng mô t¿ c¿u trúc hành vi NLTN cāa HS đã điÁu chßnh. B¿ng mô t¿ tiêu chí ch¿t l°ÿng cho các chß số hành vi. B¿ng mô t¿ mÿc tiêu kh¿o sát tình tr¿ng d¿y học phát trißn NLTN.

B¿ng thống kê nhißm vÿ d¿y học cāa GiV liên quan đ¿n phát trißn NLTN. ĐÁ xu¿t công cÿ đánh giá các chß số hành vi cāa NLTN vÁt lk đối vßi HSPT. B¿ng mô t¿ tóm t¿t, dÿng cÿ và các hình thÿc kißm tra. B¿ng mô t¿ nội dung điÁu chßnh đÁ và đáp án dựa trên góp ý cāa nhà Khoa học.

B¿ng mô t¿ nội dung điÁu chßnh đÁ và rubric dựa trên góp ý cāa chuyên gia giáo dÿc. B¿ng mô t¿ nội dung điÁu chßnh đÁ và đáp án dựa trên góp ý cāa GiV PT. B¿ng mô t¿ mối liên hß giữa phi¿u vi¿t và câu hỏi trong các đÁ. B¿ng mô t¿ các chß số hành vi không t°¢ng quan.

B¿ng rà soát các mÿc tiêu đß xác đßnh các hành vi c¿n bồi d°ỡng. B¿ng mô t¿ mÿc độ đánh giá các thao tác bên trong hành vi 2.3 B¿ng thống kê số l°ÿng HS TNSP vßi hành vi 2. K¿ ho¿ch thực nghißm bồi d°ỡng hành vi 2. B¿ng tóm t¿t nội dung thẻ hỗ trÿ.

B¿ng thống kê lo¿i thẻ HS sử dÿng đß hỗ trÿ. B¿ng mô t¿ các mÿc độ đánh giá các thao tác bên trong cāa hành vi 3. B¿ng mô t¿ phân lo¿i các nhißm vÿ nhằm trang bß nÁn t¿ng ki¿n thÿc xử lí dữ lißu thực nghißm. B¿ng thống kê số l°ÿng HS TNSP vßi hành vi 3.

B¿ng k¿ ho¿ch thực nghißm s° ph¿m vßi hành vi 3. B¿ng thống kê số l°ÿng HS đ¿t các mÿc cāa tÿng thao tác trong 3.144 ix DANH MĀC H䤃NH Hình 1. Mô hình phân tkch kĩ năng gi¿i quy¿t v¿n đÁ bằng thực nghißm. Mô hình mô t¿ quá trình thực nghißm.

Quy trình thực hißn dự án khoa học. Các bißu đồ thống kê số l°ÿng chuyên gia đánh giá mÿc độ hÿp lí cāa các dißn đ¿t cho tÿng tiêu chí ch¿t l°ÿng cāa các chß số hành vi. Bißu đồ mô t¿ phân bố nguồn sử dÿng thí nghißm. Bißu đồ mô t¿ t¿n su¿t GiV yêu c¿u HS thực hißn các hành vi thuộc NLTN trong các giß d¿y VÁt lý.

Bißu đồ thống kê các lo¿i giß d¿y vÁt lí GiV có yêu c¿u HS thực hißn các hành vi cāa NLTN. Bißu đồ thống kê ý ki¿n đánh giá cāa GiV vÁ mÿc độ khó khăn khi HS thực hißn các hành vi cāa NLTN. Quy trình xây dựng bài đánh giá NLTN cāa HS. S¢ đồ mô t¿ trình tự và công vißc trißn khai đánh giá.

Bißu đồ so sánh đißm trung bình cāa các chß số hành vi. Ma trÁn xoay trong phép phân tích EFA. Quy trình tổ chÿc bồi d°ỡng chß số hành vi. S¢ đồ thß hißn vai trò GiV và HS khi vân dÿng các bißn pháp đã đÁ xu¿t.

Hình mô t¿ nhißm vÿ thăm dò 2. Sự ti¿n trißn trong câu tr¿ lßi cāa HS Hg khi dùng thẻ hỗ trÿ. Sự thay đổi mÿc trong các thao tác nhỏ cāa hành vi 2. S¿n phẩm cāa 2 nhóm trong nhißm vÿ xử lí dữ lißu thô.

Ví dÿ minh họa cho một số câu tr¿ lßi ph¿n xử lí sai số. Lí do chãn đÁ tài Đào t¿o theo ti¿p cÁn năng lực đang là mÿc tiêu ti¿p cÁn cāa t¿t c¿ các nhà tr°ßng trong giai đo¿n hißn nay. NÁn giáo dÿc th¿ gißi đang h°ßng tßi chuẩn bß nguồn nhân lực ch¿t l°ÿng cho t°¢ng lai chknh là những ng°ßi học có phẩm ch¿t và năng lực tốt.