Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông theo hướng phát triển năng lực học sinh, việc bồi dưỡng năng lực thành tố nhận thức Vật lí trở thành một yêu cầu cấp thiết. Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo, chương trình môn Vật lí 2018 nhấn mạnh phát triển năng lực Vật lí, trong đó năng lực thành tố nhận thức Vật lí là nền tảng quan trọng giúp học sinh hiểu và vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn. Tuy nhiên, thực trạng dạy học hiện nay còn nhiều khó khăn, đặc biệt trong việc tổ chức hoạt động trải nghiệm nhằm bồi dưỡng năng lực này. Khảo sát tại trường TH – THCS – THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm (Tây Ninh) cho thấy 100% giáo viên đánh giá hoạt động trải nghiệm là rất cần thiết, nhưng chưa có giáo viên nào tổ chức thường xuyên do hạn chế về thời gian, cơ sở vật chất và tài liệu tham khảo.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng và thực nghiệm tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học một số kiến thức chuyên đề “Trái đất và bầu trời” môn Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng năng lực thành tố nhận thức Vật lí cho học sinh. Nghiên cứu tập trung vào đối tượng học sinh lớp 10 tại trường Nguyễn Bỉnh Khiêm, tỉnh Tây Ninh, trong năm học 2022-2023. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học Vật lí, nâng cao năng lực nhận thức khoa học của học sinh, đồng thời đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Năng lực thành tố nhận thức Vật lí được định nghĩa là khả năng vận dụng có ý thức, tư duy các kiến thức, kỹ năng, thái độ để nhận biết, phân tích, giải thích các hiện tượng vật lí và nhận diện các ngành nghề liên quan. Cấu trúc năng lực này bao gồm các hành vi: nhận biết đối tượng, trình bày hiện tượng, tìm từ khóa và sử dụng thuật ngữ khoa học, so sánh phân tích hiện tượng, giải thích quan hệ, nhận ra và chỉnh sửa sai sót.

Lý thuyết học tập trải nghiệm của David Kolb (1984) được vận dụng làm nền tảng cho việc tổ chức hoạt động trải nghiệm. Chu trình học tập trải nghiệm gồm bốn giai đoạn: kinh nghiệm cụ thể, quan sát phản ánh, khái niệm hóa và thử nghiệm tích cực. Các mô hình học tập trải nghiệm của John Dewey và Kurt Lewin cũng được tham khảo để thiết kế hoạt động học tập phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí học sinh trung học phổ thông.

Hoạt động trải nghiệm được hiểu là hoạt động giáo dục bắt buộc do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho học sinh tiếp cận thực tế, tích lũy kinh nghiệm và phát triển năng lực. Các phương thức tổ chức hoạt động trải nghiệm gồm khám phá, thể nghiệm tương tác, cống hiến và nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp lí luận và thực tiễn. Về lí luận, tác giả khảo sát các tài liệu, chương trình giáo dục phổ thông 2018, các lý thuyết về năng lực và học tập trải nghiệm. Về thực tiễn, nghiên cứu tiến hành khảo sát 59 giáo viên và 50 học sinh tại trường Nguyễn Bỉnh Khiêm bằng phiếu khảo sát và phỏng vấn nhằm đánh giá thực trạng tổ chức hoạt động trải nghiệm và bồi dưỡng năng lực nhận thức Vật lí.

Tiến trình nghiên cứu gồm ba giai đoạn: xây dựng cơ sở lí luận và thiết kế tiến trình dạy học; thiết kế các phiếu nhiệm vụ và rubric đánh giá năng lực; thực nghiệm sư phạm với 25 học sinh lớp 10A1 trong 3 buổi học, thu thập và phân tích dữ liệu bằng phương pháp thống kê mô tả và đánh giá định tính. Cỡ mẫu được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện, phù hợp với điều kiện thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng tổ chức hoạt động trải nghiệm còn hạn chế: 100% giáo viên đánh giá hoạt động trải nghiệm rất cần thiết nhưng không có giáo viên nào tổ chức thường xuyên. Nguyên nhân chính là do thiếu thời gian (chiếm khoảng 60%), cơ sở vật chất chưa đảm bảo và thiếu tài liệu tham khảo chất lượng.

  2. Học sinh có nhu cầu và hứng thú cao với hoạt động trải nghiệm: 100% học sinh cho rằng hoạt động trải nghiệm rất cần thiết trong học tập môn Vật lí, đặc biệt yêu thích các hoạt động như tham quan thực địa, hội thi, trò chơi và đóng kịch. Hơn 80% học sinh nhận thấy hoạt động trải nghiệm giúp kiến thức được khắc sâu và có ý nghĩa hơn.

  3. Hiệu quả của tiến trình dạy học qua hoạt động trải nghiệm: Qua thực nghiệm sư phạm với 25 học sinh, kết quả đánh giá năng lực thành tố nhận thức Vật lí cho thấy sự cải thiện rõ rệt ở tất cả các hành vi. Tỉ lệ học sinh đạt mức độ cao (mức 3) tăng từ khoảng 30-40% buổi đầu lên trên 80% buổi cuối. Các hành vi như nhận biết, trình bày, so sánh, giải thích và chỉnh sửa sai sót đều có sự tiến bộ đáng kể.

  4. Tiến trình dạy học phù hợp và khả thi: Tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm theo chu trình học tập trải nghiệm của Kolb được thiết kế phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí học sinh lớp 10, có thể áp dụng rộng rãi. Thời lượng mỗi chủ đề khoảng 90 phút trên lớp, chủ đề đầu tiên có thêm 1 tuần trải nghiệm tại nhà.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy hoạt động trải nghiệm là phương pháp hiệu quả để bồi dưỡng năng lực thành tố nhận thức Vật lí, phù hợp với quan điểm đổi mới giáo dục phát triển năng lực. Việc tổ chức hoạt động trải nghiệm giúp học sinh chủ động xây dựng kiến thức mới, phát triển tư duy phản biện và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với mô hình học tập trải nghiệm của Kolb và các nghiên cứu về phát triển năng lực khoa học qua hoạt động thực hành. Tuy nhiên, khó khăn về điều kiện thực tế và năng lực giáo viên vẫn là rào cản cần khắc phục. Việc xây dựng tài liệu hướng dẫn, phiếu nhiệm vụ và rubric đánh giá cụ thể là đóng góp quan trọng giúp giáo viên tổ chức hiệu quả hoạt động trải nghiệm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tần suất các mức độ hành vi năng lực qua từng buổi học, bảng thống kê số lượng học sinh đạt từng mức độ, và sơ đồ thể hiện tiến trình phát triển năng lực cá nhân học sinh.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học Vật lí: Các trường THPT cần xây dựng kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm thường xuyên, đặc biệt với các chuyên đề như “Trái đất và bầu trời” để bồi dưỡng năng lực nhận thức Vật lí cho học sinh.

  2. Nâng cao năng lực giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn, bồi dưỡng chuyên môn về phương pháp dạy học trải nghiệm, thiết kế phiếu nhiệm vụ và sử dụng rubric đánh giá năng lực nhằm giúp giáo viên tự tin và hiệu quả trong tổ chức hoạt động trải nghiệm.

  3. Cải thiện cơ sở vật chất và trang thiết bị: Đảm bảo phòng học bộ môn, máy chiếu, máy tính kết nối internet, bản đồ sao quay, mô hình vật lí và các thiết bị hỗ trợ khác để hoạt động trải nghiệm diễn ra thuận lợi, sinh động.

  4. Phát triển tài liệu tham khảo và học liệu: Xây dựng và cung cấp các bộ tài liệu, phiếu nhiệm vụ, hướng dẫn tổ chức hoạt động trải nghiệm chất lượng, phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông 2018 và đặc điểm học sinh địa phương.

  5. Khuyến khích sự tham gia của học sinh: Tạo môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh chủ động, sáng tạo trong các hoạt động trải nghiệm, đồng thời kết hợp đánh giá đa chiều (giáo viên, học sinh, phụ huynh) để nâng cao hiệu quả học tập.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên môn Vật lí THPT: Nghiên cứu cung cấp phương pháp tổ chức hoạt động trải nghiệm cụ thể, công cụ đánh giá năng lực giúp giáo viên đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao hiệu quả giảng dạy.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch phát triển giáo dục theo hướng phát triển năng lực học sinh, đầu tư cơ sở vật chất và tổ chức tập huấn giáo viên.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Vật lí: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc nghiên cứu, thực hành phương pháp dạy học tích cực, học tập trải nghiệm và đánh giá năng lực học sinh.

  4. Chuyên gia phát triển chương trình giáo dục: Cung cấp cơ sở thực tiễn và lý thuyết để thiết kế chương trình, tài liệu dạy học phù hợp với định hướng phát triển năng lực trong giáo dục phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

  1. Hoạt động trải nghiệm là gì và tại sao cần thiết trong dạy học Vật lí?
    Hoạt động trải nghiệm là quá trình học tập qua thực hành, khám phá thực tế dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Nó giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức, tư duy phản biện và vận dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó nâng cao hiệu quả học tập môn Vật lí.

  2. Năng lực thành tố nhận thức Vật lí gồm những biểu hiện hành vi nào?
    Bao gồm nhận biết đối tượng, trình bày hiện tượng, tìm từ khóa và sử dụng thuật ngữ khoa học, so sánh phân tích hiện tượng, giải thích quan hệ, nhận ra và chỉnh sửa sai sót, đồng thời nhận biết các ngành nghề liên quan đến Vật lí.

  3. Chu trình học tập trải nghiệm của David Kolb được áp dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    Chu trình gồm bốn giai đoạn: kinh nghiệm cụ thể, quan sát phản ánh, khái niệm hóa và thử nghiệm tích cực. Nghiên cứu thiết kế hoạt động trải nghiệm theo từng giai đoạn này để học sinh tự xây dựng kiến thức mới và phát triển năng lực.

  4. Khó khăn chính khi tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học là gì?
    Bao gồm thiếu thời gian, cơ sở vật chất chưa đảm bảo, thiếu tài liệu tham khảo, sĩ số lớp đông và giáo viên chưa được đào tạo đầy đủ về phương pháp dạy học tích cực.

  5. Làm thế nào để đánh giá năng lực thành tố nhận thức Vật lí của học sinh?
    Sử dụng rubric đánh giá với các tiêu chí cụ thể cho từng hành vi năng lực, kết hợp quan sát, phỏng vấn, kiểm tra viết và đánh giá sản phẩm học tập để phản ánh toàn diện sự phát triển năng lực của học sinh.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng và thực nghiệm thành công tiến trình tổ chức hoạt động trải nghiệm trong dạy học chuyên đề “Trái đất và bầu trời” môn Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng năng lực thành tố nhận thức Vật lí cho học sinh.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về các biểu hiện hành vi năng lực nhận thức Vật lí của học sinh sau khi tham gia hoạt động trải nghiệm.
  • Tiến trình dạy học phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí học sinh THPT và có tính khả thi trong điều kiện thực tế.
  • Nghiên cứu góp phần đổi mới phương pháp dạy học Vật lí theo hướng phát triển năng lực, đồng thời cung cấp công cụ đánh giá cụ thể, thiết thực cho giáo viên.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả tổ chức hoạt động trải nghiệm, khuyến nghị mở rộng nghiên cứu và ứng dụng trong giáo dục phổ thông.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT và giáo viên môn Vật lí nên áp dụng tiến trình và công cụ đánh giá này để nâng cao chất lượng dạy học, đồng thời phối hợp với nhà quản lý giáo dục để cải thiện điều kiện tổ chức hoạt động trải nghiệm.