Tổng quan luận án
Đề tài luận án tiến sĩ khoa học giáo dục "Đề xuất biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường Trung học phổ thông" được tác giả Lê Thị Xuyến thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Phạm Xuân Quế, thuộc chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí (mã số: 9.11).
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 (ban hành kèm theo Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT) xác định mục tiêu chuyển dịch từ định hướng nội dung sang phát triển phẩm chất và năng lực người học, trong đó năng lực thực nghiệm là năng lực chuyên biệt cốt lõi của môn Vật lí. Trong nghiên cứu vật lí, thực nghiệm là phương pháp nhận thức quan trọng để kiểm chứng mô hình lí thuyết hoặc phát hiện các hiện tượng mới. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu trước đây tại Việt Nam và trên thế giới thường tập trung nhiều vào khâu thực hiện thao tác đo đạc thực hành, chưa phân định tường minh các hành vi thuộc thành tố lập kế hoạch, chưa gắn liền với đặc trưng riêng của từng chỉ số hành vi và chưa dựa trên hiện trạng khó khăn thực tế của học sinh phổ thông khi thực hiện các thao tác thực nghiệm.
Mục tiêu nghiên cứu
Dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn về năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí và các lí luận về dạy học phát triển năng lực, luận án đề xuất các biện pháp bồi dưỡng chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm cho học sinh trong học tập môn Vật lí ở trường trung học phổ thông.
Giả thuyết nghiên cứu
Nếu xác định được cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí ở trường trung học phổ thông, xác định được thực trạng năng lực thực nghiệm của học sinh thì dựa trên các lí luận về tâm lí học phát triển, lí luận về dạy học Vật lí và lí luận về phát triển kĩ năng/hành vi có thể đề xuất được biện pháp bồi dưỡng các chỉ số hành vi thuộc năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí ở trường trung học phổ thông.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Văn bản luận án xác định 6 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Nghiên cứu tài liệu tổng quan liên quan tới cấu trúc, biện pháp phát triển và đánh giá năng lực thực nghiệm.
- Xây dựng cấu trúc năng lực thực nghiệm trong học tập Vật lí của học sinh Việt Nam thông qua phân tích hoạt động thực nghiệm và xin ý kiến chuyên gia.
- Khảo sát thực trạng dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh ở một số trường phổ thông.
- Xây dựng công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm trong học tập Vật lí của học sinh lớp 10, thử nghiệm và triển khai đánh giá để phát hiện khó khăn, thiếu sót của học sinh.
- Hệ thống hóa cơ sở lí luận về tâm lí học phát triển, dạy học vật lí và phát triển kĩ năng/hành vi để đề xuất các biện pháp bồi dưỡng hành vi năng lực thực nghiệm.
- Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất đối với một số chỉ số hành vi.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí ở trường phổ thông.
- Phạm vi nghiên cứu: Tiến hành nghiên cứu và đề xuất các biện pháp nhằm bồi dưỡng hành vi của năng lực thực nghiệm đối với học sinh học Vật lí lớp 10 ở Việt Nam, tập trung vào mạch kiến thức Cơ học tại địa bàn thành phố Phúc Yên.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu về cấu trúc năng lực thực nghiệm
Các mô hình năng lực thực nghiệm trên thế giới được xây dựng chủ yếu theo hai hướng tiếp cận chính:
- Tiếp cận dựa trên các thành phần cơ sở (kiến thức): Mayer (2007) xác định năng lực thực nghiệm gồm kiến thức khoa học, tư duy khoa học và kĩ năng thực hành; Khung đánh giá NAEP (2008) chia thành sử dụng nghiên cứu khoa học và sử dụng thiết kế công nghệ.
- Tiếp cận dựa trên quá trình: Khung HarmoS (2008), APU (1988) và Schreiber et al. (2009) (phát triển từ mô hình của Klahr và Hammann) chia thành 3 thành tố: Lập kế hoạch, Thực hiện, Đánh giá với 11 chỉ số hành vi. Nghiên cứu của Eickhorst et al. (2012) khẳng định việc tạo giả thuyết không thuộc năng lực thực nghiệm cốt lõi.
Tại Việt Nam, các nghiên cứu của Đinh Anh Tuấn tiếp cận theo ba thành phần kiến thức - kĩ năng - thái độ; Nguyễn Ngọc Anh đề xuất 8 thành tố phỏng theo chu trình giải quyết vấn đề; Trương Xuân Cảnh, Nguyễn Tiến Lộc, Lý Thị Thu Phương, Xaypaseuth Vylaychit và Nguyễn Văn Biên đề xuất 4-5 thành tố với 18 chỉ số hành vi. Nhóm tác giả Trường ĐHSP Hà Nội và Lê Anh Đức đưa ra cấu trúc không bao gồm thành phần đề xuất giả thuyết.
Các hướng nghiên cứu về biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm
Nhiều tác giả đã đề xuất các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm:
- Tăng cường sử dụng thí nghiệm tự tạo, dạy học nêu và giải quyết vấn đề (Nguyễn Tiến Lộc, Đinh Anh Tuấn, Xaypaseuth Vylaychit, Lê Anh Đức).
- Đặt câu hỏi định hướng trước giờ thực hành (Vũ Bảo).
- Xây dựng bài tập thực nghiệm (Trương Xuân Cảnh, Nguyễn Ngọc Anh), chuyên đề thí nghiệm mở (Nguyễn Văn Biên), phối hợp phương tiện trực quan (Vũ Tiến Tình).
- Sử dụng thí nghiệm tương tác trên màn hình (Phạm Xuân Quế).
- Cải thiện cấu trúc phòng thí nghiệm và đa dạng hóa nhiệm vụ thực hành từ cơ bản đến phức tạp (Susan S. Mathew và Joshua Earnest, Kamilah Radin Salim).
Các hướng nghiên cứu về đánh giá năng lực thực nghiệm
Nghiên cứu của Shavelson (1999) chỉ ra điểm ghi chép nhật kí thí nghiệm tương quan cao ($r = 0{,}7$) với điểm quan sát thực hành trực tiếp, trong khi bài kiểm tra viết ($r = 0{,}46$) và mô phỏng ($r = 0{,}3$) đạt tương quan thấp. Nico Schreiber, Heike Theyßen và Horst Schecker (2009, 2012) ghi nhận bài kiểm tra viết và mô phỏng đều có tương quan thấp ($r < 0{,}3$) với kiểm tra thực hành thực tế. Nghiên cứu của Neumann (2004), Gott và Duggan (2002) cũng chỉ ra tính tốn kém của đánh giá thực hành và sự chi phối của nội dung kiến thức vật lí đối với biểu hiện năng lực.
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết
Luận án chỉ ra các nghiên cứu trước đây chưa có sự thống nhất về cấu trúc thành tố (đặc biệt là vị trí của khâu đề xuất giả thuyết), các biện pháp sư phạm đề xuất còn mang tính khái quát, chưa đi sâu vào đặc trưng riêng của từng chỉ số hành vi cụ thể và chưa căn cứ trên hiện trạng thiếu sót của học sinh. Luận án tập trung xây dựng khung chỉ số hành vi tường minh, phát hiện các điểm nghẽn thao tác của học sinh lớp 10 và thiết kế biện pháp bồi dưỡng chuyên biệt theo hướng phân rã hành vi và hỗ trợ chương trình hóa.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khái niệm
- Khái niệm năng lực: Luận án tổng hợp quan niệm từ Weinert (2001), Griffin (2015), Chương trình GDPT 2018, Từ điển Tâm lý học (Vũ Dũng), Từ điển Triết học (M.I. Uđin) để xác định năng lực là thuộc tính cá nhân tiềm ẩn, được bộc lộ qua phương thức, quá trình và kết quả giải quyết nhiệm vụ trong bối cảnh cụ thể.
- Khái niệm năng lực thực nghiệm (sau điều chỉnh chuyên gia): "Năng lực thực nghiệm của học sinh là khả năng xác định mục đích thực nghiệm, lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá hoạt động thực nghiệm trong giải quyết nhiệm vụ học tập nhờ áp dụng các kiến thức, kĩ năng và huy động các thuộc tính cá nhân khác của họ."
- Khái niệm hoạt động thực nghiệm: Phân tích từ định nghĩa của Hoàng Phê, Bell và chu trình nhận thức khoa học. Luận án phân định rõ: trong nghiên cứu vật lí, việc đề xuất giả thuyết là hoạt động của nhà lí thuyết, còn việc suy luận ra các hệ quả kiểm nghiệm được, thiết kế phương án, thu thập, xử lí số liệu và rút ra kết luận mới là phạm vi hoạt động của nhà thực nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu
Luận án phối hợp các phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tổng quan tài liệu trong nước và quốc tế, xác lập cơ sở lí luận và khung cấu trúc năng lực.
- Phương pháp khảo sát thực tiễn: Sử dụng phiếu hỏi và nghiên cứu giáo án của giáo viên; áp dụng bài kiểm tra viết kết hợp thực hành để khảo sát học sinh lớp 10.
- Phương pháp xin ý kiến chuyên gia: Xin ý kiến qua phiếu khảo sát gửi tới 48 chuyên gia (thu về 18 phiếu hợp lệ gồm 13 giảng viên phương pháp dạy học và 5 giảng viên thực hành) kết hợp tổ chức 02 buổi seminar chuyên môn.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành theo hình thức nghiên cứu trường hợp (case study), theo dõi sự tiến triển của học sinh theo từng thao tác hành vi thông qua hệ thống thẻ hỗ trợ.
- Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng thống kê mô tả, phân tích nhân tố khám phá (EFA), ma trận xoay để xử lí số liệu khảo sát thực trạng và đánh giá năng lực học sinh.
Nguồn tư liệu và dữ liệu
Dữ liệu khảo sát từ giáo viên dạy Vật lí ở trường THPT; bài làm kiểm tra năng lực thực nghiệm phần Cơ học của học sinh lớp 10 tại các trường THPT thuộc thành phố Phúc Yên; biên bản quan sát, phiếu học tập và video ghi nhận quá trình thực nghiệm sư phạm.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương 1 hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước theo 3 mảng nội dung chính:
- Cấu trúc năng lực thực nghiệm: Phân tích các mô hình của TIMSS (1997), APU (1988), Mayer (2007), HarmoS (2008), NAEP (2008), Schreiber et al. (2009), Eickhorst et al. (2012) và các tác giả Việt Nam. Luận án nhận định các mô hình tiếp cận theo quá trình có ưu thế hơn trong dạy học và đánh giá, nhưng cần làm rõ các hành vi trong khâu lập kế hoạch.
- Biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm: Tổng hợp các biện pháp sử dụng thí nghiệm tự tạo, bài tập thực nghiệm, thí nghiệm mở, phương tiện trực quan và thí nghiệm tương tác. Luận án chỉ ra điểm hạn chế là các biện pháp chưa gắn với đặc trưng riêng của từng chỉ số hành vi.
- Đánh giá năng lực thực nghiệm: Phân tích ưu nhược điểm của 3 công cụ (kiểm tra viết, phần mềm mô phỏng, thí nghiệm thực). Luận án rút ra kết luận: bài kiểm tra viết chỉ đánh giá được tư duy, bài mô phỏng hỗ trợ thiết kế nhưng chỉ có thí nghiệm thực mới phản ánh chính xác kĩ năng thao tác.
Chương 2. Xây dựng cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập Vật lí ở trường trung học phổ thông
Dựa trên việc mô phỏng hoạt động của nhà vật lí thực nghiệm, luận án đề xuất cấu trúc năng lực thực nghiệm gồm 4 thành tố và 15 chỉ số hành vi ban đầu. Sau khi xin ý kiến 18 chuyên gia và tổ chức 2 seminar, cấu trúc được điều chỉnh hoàn thiện thành 4 thành tố và 16 chỉ số hành vi:
| Thành tố |
Chỉ số hành vi |
| 1. Xác định mục đích thực nghiệm |
1.1. Đề xuất hiện tượng/quá trình cần nghiên cứu liên quan đến xác định mục đích thực nghiệm 1.2. Lập luận để xác định mục đích thực nghiệm 1.3. Phát biểu mục đích thực nghiệm |
| 2. Lập kế hoạch thực nghiệm |
2.1. Xác định các dữ liệu định tính và định lượng cần thu thập 2.2. Dự kiến các dụng cụ/thiết bị thí nghiệm 2.3. Dự kiến phương án bố trí, lắp ráp thiết bị thí nghiệm 2.4. Dự kiến các bước tiến hành thí nghiệm 2.5. Dự kiến cách thức thu thập dữ liệu 2.6. Dự kiến các bước xử lý dữ liệu |
| 3. Thực hiện kế hoạch thực nghiệm |
3.1. Lựa chọn, xây dựng (nếu cần) các dụng cụ/thiết bị thí nghiệm 3.2. Bố trí lắp ráp các dụng cụ/thiết bị thí nghiệm 3.3. Tiến hành thí nghiệm 3.4. Thu thập dữ liệu thí nghiệm 3.5. Xử lí dữ liệu và biểu diễn kết quả |
| 4. Rút ra kết luận, đánh giá và đề xuất cải tiến |
4.1. Rút ra các kết luận vật lí 4.2. Đánh giá và đề xuất cải tiến |
Luận án xây dựng khung tiêu chí chất lượng cho từng chỉ số hành vi theo 4 mức độ:
- Mức A: Thực hiện được một phần chất lượng hành vi trong bối cảnh nhiệm vụ quen thuộc.
- Mức B: Thực hiện trọn vẹn chất lượng hành vi trong bối cảnh nhiệm vụ quen thuộc.
- Mức C: Thực hiện trọn vẹn chất lượng hành vi trong bối cảnh quen thuộc và một phần trong bối cảnh mới.
- Mức D: Thực hiện trọn vẹn chất lượng hành vi trong bối cảnh nhiệm vụ mới.
Kết quả thống kê định lượng từ 18 chuyên gia (gồm 1 GS, 3 PGS, 10 TS, 4 ThS) ghi nhận mức độ đồng thuận cao:
| Nội dung xin ý kiến chuyên gia |
Hợp lí / Đầy đủ |
Khá hợp lí / Khá đầy đủ |
Chưa hợp lí |
| Quan niệm về năng lực thực nghiệm |
45% |
44% |
11% |
| Cách tiếp cận xây dựng cấu trúc |
44% |
56% |
0% |
| Hệ thống thành tố và chỉ số hành vi |
56% |
44% |
0% |
| Cơ sở đề xuất các mức độ chất lượng |
56% |
39% |
5% |
Chương 3. Thực trạng về năng lực thực nghiệm của học sinh và dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí
Chương 3 trình bày quy trình khảo sát thực trạng trên giáo viên và học sinh:
- Khảo sát giáo viên: Phân tích tần suất giáo viên yêu cầu học sinh thực hiện các hành vi thuộc năng lực thực nghiệm, các loại giờ dạy có sử dụng thí nghiệm và những khó khăn giáo viên nhận định về phía học sinh.
- Xây dựng công cụ đánh giá: Thiết kế bài kiểm tra viết kết hợp thực hành và rubric đánh giá năng lực thực nghiệm phần Cơ học lớp 10; điều chỉnh đề kiểm tra và đáp án dựa trên góp ý của các nhà khoa học, chuyên gia giáo dục và giáo viên phổ thông; thử nghiệm trên nhóm nhỏ trước khi triển khai chính thức.
- Kết quả đánh giá học sinh: Triển khai đánh giá học sinh lớp 10 tại thành phố Phúc Yên sau khi hoàn thành phần Cơ học. Phân tích điểm trung bình cho thấy học sinh gặp khó khăn lớn ở các hành vi lập kế hoạch và xử lí dữ liệu. Phân tích nhân tố khám phá (EFA) và ma trận xoay chỉ ra các chỉ số hành vi không tương quan chặt chẽ với nhau, phản ánh sự phát triển không đồng đều giữa các thao tác tư duy và thao tác thực hành. Hai chỉ số hành vi học sinh gặp nhiều thiếu sót nhất được xác định là:
- Chỉ số hành vi 2.4: Dự kiến các bước tiến hành thí nghiệm.
- Chỉ số hành vi 3.5: Xử lí dữ liệu và biểu diễn kết quả.
Chương 4. Đề xuất và thực nghiệm sư phạm các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh
Luận án xác lập 03 nguyên tắc sư phạm:
- Đảm bảo tính khoa học và tính đặc trưng của phương pháp thực nghiệm trong Vật lí.
- Dựa trên vùng phát triển gần của học sinh và đặc trưng của từng chỉ số hành vi.
- Kết hợp giữa rèn luyện thao tác đơn lẻ và tích hợp toàn bộ hành vi.
Trên cơ sở đó, luận án đề xuất 03 biện pháp chung:
- Biện pháp 1: Xây dựng nhiệm vụ thực nghiệm nằm trong vùng phát triển gần và dựa trên đặc trưng của từng chỉ số hành vi.
- Biện pháp 2: Sử dụng kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa (thông qua hệ thống thẻ hỗ trợ) tổ chức cho học sinh giải quyết nhiệm vụ thực nghiệm.
- Biện pháp 3: Thực hiện quy trình bồi dưỡng hành vi theo hướng tổ chức luyện tập các thao tác đơn lẻ đến luyện tập toàn bộ hành vi.
Luận án triển khai bồi dưỡng và thực nghiệm sư phạm chuyên sâu đối với 2 hành vi:
- Bồi dưỡng chỉ số hành vi 2.4 (Dự kiến các bước tiến hành thí nghiệm): Phân rã hành vi thành các thao tác nhỏ (xác định trình tự tác động, bố trí dụng cụ, kiểm soát biến số); thiết kế hệ thống thẻ hỗ trợ chương trình hóa; thực nghiệm sư phạm theo dõi tiến trình chuyển biến của học sinh, ghi nhận sự nâng mức rõ rệt từ mức A/B lên mức C/D trong các câu trả lời khi giải quyết nhiệm vụ thăm dò.
- Bồi dưỡng chỉ số hành vi 3.5 (Xử lí dữ liệu và biểu diễn kết quả): Thiết kế chuỗi nhiệm vụ trang bị nền tảng xử lí dữ liệu thô, tính toán sai số, lập bảng số liệu và vẽ đồ thị; thực nghiệm sư phạm ghi nhận số lượng học sinh đạt các mức chất lượng cao tăng lên sau quá trình bồi dưỡng có định hướng.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt lí luận
- Xác lập khung cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông trong môn Vật lí gồm 4 thành tố và 16 chỉ số hành vi tường minh, dựa trên việc mô phỏng quá trình nhận thức của nhà vật lí thực nghiệm và loại bỏ thành tố đề xuất giả thuyết ra khỏi năng lực thực nghiệm cốt lõi.
- Xây dựng hệ thống tiêu chí chất lượng cho 16 chỉ số hành vi theo 4 mức độ (A, B, C, D) dựa trên hai trục dấu hiệu: tính hoàn thiện của hành vi và độ phức tạp của bối cảnh nhiệm vụ (quen thuộc hay mới).
- Đề xuất hệ thống 03 nguyên tắc và 03 biện pháp sư phạm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm dựa trên lí thuyết vùng phát triển gần, hướng dẫn khái quát chương trình hóa và quy trình luyện tập từ thao tác đơn lẻ đến hành vi toàn vẹn.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Cung cấp bức tranh thực trạng về năng lực thực nghiệm của học sinh lớp 10 THPT tại địa bàn thành phố Phúc Yên; chỉ ra các điểm nghẽn thao tác cụ thể của học sinh ở khâu dự kiến tiến trình thí nghiệm và xử lí số liệu thực nghiệm.
- Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm phần Cơ học lớp 10 gồm bài kiểm tra, bảng ma trận và rubric chấm điểm đã được kiểm định chuyên gia.
- Thiết kế hệ thống nhiệm vụ thực nghiệm và các bộ thẻ hỗ trợ chương trình hóa cho hai chỉ số hành vi 2.4 và 3.5.
- Thực nghiệm sư phạm bước đầu kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất trong việc nâng cao mức chất lượng hành vi thực nghiệm của học sinh.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đối với giáo viên Vật lí THPT: Cần nắm vững cấu trúc phân rã các chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm; không chỉ chú trọng kết quả đo đạc mà cần tổ chức cho học sinh tập dượt lập kế hoạch, dự kiến tiến trình và xử lí số liệu; áp dụng kĩ thuật thẻ hỗ trợ để cá nhân hóa sự trợ giúp trong giờ học thực hành.
- Đối với các cơ sở đào tạo giáo viên: Cần đưa khung năng lực thực nghiệm và quy trình bồi dưỡng chỉ số hành vi vào chương trình học phần Phương pháp dạy học Vật lí và Thí nghiệm Vật lí ở trường sư phạm.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm mới được triển khai trong phạm vi một số trường trung học phổ thông trên địa bàn thành phố Phúc Yên.
- Nội dung công cụ đánh giá và các nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm tập trung chủ yếu vào phần kiến thức Cơ học lớp 10.
- Thực nghiệm sư phạm chuyên sâu mới chỉ tập trung kiểm chứng trực tiếp trên 02 chỉ số hành vi (2.4 và 3.5) theo hình thức nghiên cứu trường hợp nhóm nhỏ, chưa triển khai thực nghiệm đồng thời cho toàn bộ 16 chỉ số hành vi trên diện rộng.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Mở rộng việc thiết kế các nhiệm vụ bồi dưỡng và thẻ hỗ trợ cho 14 chỉ số hành vi còn lại trong khung cấu trúc.
- Ứng dụng khung năng lực và quy trình bồi dưỡng vào các mạch nội dung kiến thức khác của chương trình Vật lí THPT như Nhiệt học, Điện từ học, Quang học và Vật lí hạt nhân ở các khối lớp 11 và 12.
- Triển khai thực nghiệm sư phạm đối chứng trên quy mô mẫu rộng hơn tại nhiều địa phương khác nhau để tiếp tục kiểm định tính phổ quát của các biện pháp.
Giá trị tham khảo
- Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí/Khoa học tự nhiên: Luận án cung cấp cơ sở lí luận chặt chẽ về cách phân tích chu trình nhận thức khoa học để xác lập khung chỉ số hành vi năng lực chuyên biệt, cùng quy trình kiểm định chuyên gia và xử lí thống kê nhân tố (EFA).
- Đối với giảng viên các trường Đại học Sư phạm: Cung cấp tài liệu tham khảo cho việc thiết kế học phần Lí luận dạy học Vật lí, Rèn luyện nghiệp vụ sư phạm và Thí nghiệm thực hành Vật lí.
- Đối với giáo viên Vật lí và cán bộ quản lí chuyên môn tại trường THPT: Khung 16 chỉ số hành vi, bảng rubric 4 mức độ (A, B, C, D) và kĩ thuật sử dụng thẻ hỗ trợ chương trình hóa là tài liệu hướng dẫn trực tiếp cho việc đổi mới phương pháp dạy học thực hành và kiểm tra đánh giá theo Chương trình GDPT 2018.
Câu hỏi thường gặp
1. Khung cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh THPT do luận án đề xuất gồm những thành tố nào?
Cấu trúc hoàn chỉnh sau khi xin ý kiến chuyên gia gồm 4 thành tố và 16 chỉ số hành vi:
- Xác định mục đích thực nghiệm (3 chỉ số hành vi: 1.1, 1.2, 1.3).
- Lập kế hoạch thực nghiệm (6 chỉ số hành vi: 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6).
- Thực hiện kế hoạch thực nghiệm (5 chỉ số hành vi: 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5).
- Rút ra kết luận, đánh giá và đề xuất cải tiến (2 chỉ số hành vi: 4.1, 4.2).
2. Vì sao luận án không đưa hành vi "đề xuất giả thuyết" vào cấu trúc năng lực thực nghiệm?
Qua phân tích tiến trình nghiên cứu vật lí và đối sánh với các công trình của Schreiber et al. (2009) và Eickhorst et al. (2012), luận án xác định đề xuất giả thuyết lí thuyết là nhiệm vụ của nhà vật lí lí thuyết. Nhà vật lí thực nghiệm tiếp nhận giả thuyết, suy luận logic ra các hệ quả cụ thể để kiểm nghiệm, sau đó thiết kế và tiến hành thí nghiệm. Việc loại bỏ hành vi đề xuất giả thuyết giúp phân định rõ bản chất của năng lực thực nghiệm và tạo thuận lợi cho việc thiết kế công cụ đánh giá thao tác thực nghiệm.
3. Tiêu chí phân chia 4 mức độ chất lượng (A, B, C, D) của các chỉ số hành vi dựa trên căn cứ nào?
Luận án dựa trên hai dấu hiệu chính: tính hoàn thiện của hành vi và độ phức tạp của bối cảnh nhiệm vụ:
- Mức A: Thực hiện được một phần chất lượng hành vi trong bối cảnh nhiệm vụ quen thuộc.
- Mức B: Thực hiện trọn vẹn chất lượng hành vi trong bối cảnh nhiệm vụ quen thuộc.
- Mức C: Thực hiện trọn vẹn trong bối cảnh quen thuộc và một phần trong bối cảnh mới/phức tạp.
- Mức D: Thực hiện trọn vẹn chất lượng hành vi trong bối cảnh nhiệm vụ mới.
4. Luận án đề xuất những biện pháp sư phạm cốt lõi nào để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh?
Luận án đề xuất 03 biện pháp sư phạm:
- Xây dựng nhiệm vụ thực nghiệm nằm trong vùng phát triển gần và dựa trên đặc trưng của từng chỉ số hành vi.
- Sử dụng kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa (thông qua hệ thống thẻ hỗ trợ từng bước) để tổ chức cho học sinh giải quyết nhiệm vụ.
- Thực hiện quy trình bồi dưỡng theo hướng tổ chức luyện tập các thao tác đơn lẻ trước khi luyện tập tích hợp toàn bộ hành vi.
5. Hai chỉ số hành vi nào được luận án lựa chọn để thực nghiệm sư phạm chuyên sâu?
Qua khảo sát thực trạng học sinh lớp 10 tại Phúc Yên bằng phân tích EFA và điểm trung bình, luận án phát hiện học sinh gặp khó khăn và thiếu sót nhiều nhất ở hai hành vi: Chỉ số 2.4 (Dự kiến các bước tiến hành thí nghiệm) và Chỉ số 3.5 (Xử lí dữ liệu và biểu diễn kết quả). Do đó, tác giả đã thiết kế hệ thống thẻ hỗ trợ và nhiệm vụ chuyên biệt để tiến hành thực nghiệm sư phạm bồi dưỡng cho 2 chỉ số hành vi này.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Thị Xuyến đã giải quyết tường minh vấn đề xác định cấu trúc và đề xuất biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí lớp 10 THPT. Bằng cách tiếp cận mô phỏng hoạt động của nhà vật lí thực nghiệm, công trình đã xây dựng khung 4 thành tố, 16 chỉ số hành vi kèm tiêu chí chất lượng 4 mức độ được kiểm định qua 18 chuyên gia. Hệ thống 03 nguyên tắc, 03 biện pháp sư phạm và kĩ thuật sử dụng thẻ hỗ trợ chương trình hóa đối với hai hành vi 2.4 và 3.5 đã được kiểm chứng qua thực nghiệm sư phạm, cung cấp tài liệu tham khảo học thuật và ứng dụng thực tiễn cho việc dạy học phát triển năng lực Vật lí theo Chương trình GDPT 2018.