Tổng quan luận án

Đề tài luận án tiến sĩ "Bồi dưỡng năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí của học sinh thông qua dạy học phân hoá một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT" do nghiên cứu sinh Lê Ngọc Diệp thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Đỗ Hương Trà tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, thuộc chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 môn Vật lí xác định mục tiêu phát triển năng lực vật lí của học sinh, trong đó các yêu cầu cần đạt về nhận thức vật lí gắn liền với các hành động ngôn ngữ như: nhận biết, trình bày, tìm từ khóa, sử dụng thuật ngữ khoa học, kết nối thông tin logic, giải thích, nhận ra điểm sai và lập dàn ý. Ngôn ngữ vật lí (NNVL) đóng vai trò là phương tiện giao tiếp và công cụ tư duy của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức vật lí. Tuy nhiên, thực tế dạy học tại các trường trung học phổ thông miền núi cho thấy học sinh còn gặp nhiều rào cản về khả năng diễn đạt tiếng Việt, dẫn đến khó khăn khi tiếp cận và sử dụng ngôn ngữ khoa học nói chung và NNVL nói riêng. Bên cạnh đó, các nghiên cứu trong nước về dạy học phân hóa (DHPH) chủ yếu tập trung vào phân loại đối tượng theo phong cách học tập hoặc mức độ nhận thức đơn lẻ, chưa xây dựng được quy trình dạy học phân hóa vi mô kết hợp hệ thống biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL cho học sinh trung học phổ thông.

Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất các nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL, vận dụng cùng lý luận dạy học phân hóa để tổ chức dạy học một số nội dung kiến thức về Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn trong chương trình Vật lí 10 THPT.

Giả thuyết khoa học

Nếu xác định được các nguyên tắc, biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL và vận dụng lí luận về dạy học phân hóa thì có thể tổ chức dạy học một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT giúp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL của học sinh.

Nhiệm vụ nghiên cứu

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về NNVL, bồi dưỡng ngôn ngữ trong dạy học vật lí; xác định thành phần, chỉ số hành vi của năng lực sử dụng NNVL; đề xuất các nguyên tắc, biện pháp bồi dưỡng và công cụ đánh giá tương ứng; nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học phân hóa và xây dựng quy trình tổ chức dạy học phân hóa nhằm bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL.
  2. Nghiên cứu thực tiễn về nhận thức của giáo viên vật lí về bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL và dạy học phân hóa; khảo sát thực tế sử dụng NNVL cùng nhu cầu, hứng thú của học sinh lớp 10 THPT tại địa bàn miền núi.
  3. Thiết kế tiến trình dạy học phân hóa một số nội dung về Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL.
  4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm giả thuyết khoa học và đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các nguyên tắc, biện pháp và kế hoạch dạy học đã đề xuất.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: NNVL, năng lực sử dụng NNVL của học sinh trung học phổ thông; hoạt động dạy và học một số nội dung về Động lực học chất điểm, Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT.
  • Phạm vi không gian: Khảo sát và triển khai thực nghiệm sư phạm tại các trường trung học phổ thông trên địa bàn tỉnh miền núi Sơn La (gồm Trường Tiểu học - THCS - THPT Chu Văn An và Trường Phổ thông Dân tộc Nội trú huyện Sông Mã).
  • Phạm vi nội dung: Tập trung vào một số bài học thuộc mạch kiến thức Động lực học chất điểm (Lực đàn hồi, Lực ma sát, Lực hướng tâm) và Cân bằng của vật rắn (Vật rắn cân bằng dưới tác dụng của hai lực và ba lực không song song, Các dạng cân bằng của vật rắn) thuộc chương trình Vật lí 10 THPT.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế

  • Về ngôn ngữ trong dạy học khoa học và vật lí:

    • Sutton (1992, 1996) nghiên cứu vai trò của ngôn ngữ như một hệ thống diễn giải tạo ra hiểu biết mới và hệ thống ghi nhãn truyền tải thông tin khoa học, nhấn mạnh việc sử dụng phép ẩn dụ trong tư duy khoa học.
    • Chomsky (1995) nêu quan điểm về khả năng nhận thức bẩm sinh của trẻ em trong tiếp thu ngôn ngữ tự nhiên, làm cơ sở phân biệt giữa môi trường tiếp thu ngôn ngữ tự nhiên và rèn luyện ngôn ngữ khoa học.
    • Vollmer (2010) mô tả các hoạt động ngôn ngữ trong lớp học khoa học dựa trên khung CEFR với các mã hóa: tiếp nhận (R), sản sinh (P), tương tác (I), lời nói (O) và chữ viết (W).
    • Halliday (2004) xây dựng Khung ngôn ngữ chức năng hệ thống (SFL), phân tích cấu trúc mệnh đề gồm Quá trình (Process), Phương tiện (Medium), Tác nhân (Agent) và Hoàn cảnh (Circumstances). Khung này được Seah (2011) vận dụng để phân tích bài viết khoa học của học sinh về chủ đề Trạng thái vật chất (States of Matter).
    • Quílez (2019) phân loại các thuật ngữ phi kỹ thuật (non-technical terms) thành ba nhóm: từ ngữ khoa học chung, thuật ngữ đại diện tổng hợp và các từ ngữ liên kết logic.
    • Chi, Slotta và de Leeuw (1994) cùng nghiên cứu của Brookes và Etkina đề xuất lý thuyết chuyển đổi khái niệm qua 3 phạm trù bản thể học (vật chất, quy trình, trạng thái) và phân tích phép ẩn dụ trong cơ học Newton, nhiệt động lực học.
    • Henderson và Wellington (1998) đề xuất các chiến lược hỗ trợ học sinh qua nghe, nói, đọc định hướng và viết khoa học.
    • Harlow và Otero (2006) phân tích video dạy học đẩy xe trên đường ray, chỉ ra sự khác biệt và mối liên hệ giữa quá trình hiểu khái niệm vật lí và phát triển diễn ngôn vật lí.
    • Phương pháp Bàn tay nặn bột (La main à la pâte - LAMAP) và Phòng thí nghiệm Exploratorium (Mỹ) đề xuất 8 nguyên tắc cùng 2 biện pháp cốt lõi: Nói chuyện khoa học (Science talk) và Viết khoa học (Science writing).
    • Gibbons (2002) và Jimenez-Silva & Gomez (2011) phát triển mô hình "Chế độ liên tục" (The mode continuum) gồm 4 giai đoạn chuyển từ ngôn ngữ nói sang viết qua các thí nghiệm vật lí (như thí nghiệm Con lắc ngẫu nhiên - Chaotic Pendulum).
    • Về đánh giá ngôn ngữ khoa học: Khung tham chiếu CEFR (Hội đồng Châu Âu), Khung 5 bậc ACTFL, bài kiểm tra TOSLS (Test of Scientific Literacy Skills) của Cara Gormally và cộng sự (2012) với 9 kỹ năng đọc viết khoa học, và khung đánh giá năng lực đọc hiểu của PISA (OECD, 2015).
  • Về dạy học phân hóa:

    • Lịch sử nghiên cứu từ Carleton W. Washburne (1952), Louis Legrand (1986), Philippe Meirieu (2004).
    • Carol Ann Tomlinson (2001, 2009, 2017) hệ thống hóa 7 đặc điểm của lớp học phân hóa, nhấn mạnh việc điều chỉnh nội dung (content), quy trình (process) và sản phẩm (product) theo mức độ sẵn sàng, hứng thú và hồ sơ học tập của học sinh.
    • Diane Heacox (2012) xác định 3 đặc trưng: tính chặt chẽ, tính phù hợp và tính linh hoạt.
    • Oaksford (2001) xây dựng chu trình học tập phân hóa; Gregory và Chapman (2012) đề xuất quy trình lập kế hoạch dạy học phân hóa gồm 6 bước.
    • Các nghiên cứu thực nghiệm của Margo A. Mastropieri và cộng sự (2006), Yeh-uh Hsueh Chen (2007), Anssi Sakari Roiha (2012) áp dụng dạy học phân hóa trong giáo dục khoa học và các lớp học tích hợp ngôn ngữ (CLIL).

Các hướng nghiên cứu trong nước

  • Nghiên cứu về ngôn ngữ trong dạy học bộ môn: Phương pháp LAMAP đưa vào Việt Nam giai đoạn 2000-2002; Nguyễn Văn Thuận (2004), Nguyễn Hữu Hậu (2011), Vũ Thị Bình (2016) nghiên cứu năng lực ngôn ngữ, biểu diễn và giao tiếp toán học; Hoàng Thị Chiên (2004), Lê Huy Hoàng (2018) nghiên cứu hệ thống ngôn ngữ và quy trình rèn luyện ngôn ngữ hóa học; Phạm Thị Ngọc Thắng (2003) đề xuất rèn luyện thuật ngữ và 4 dạng lập luận vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THCS dân tộc nội trú; Nguyễn Thị Thủy (2018) phát triển ngôn ngữ nói, viết qua dạy học phần Nhiệt học.
  • Nghiên cứu về dạy học phân hóa: Tôn Thân (2006) phân định phân hóa ngoài (vĩ mô) và phân hóa trong (vi mô), đề xuất 9 giải pháp dạy học phân hóa; Đỗ Thị Quỳnh Mai (2015) thiết kế hệ thống bài tập phân hóa môn Hóa học; Nguyễn Hữu Khánh (2016) phân hóa dạy học môn Sinh học; Nguyễn Thị Thu Anh (2017) áp dụng mô hình VARK và thuyết đa trí tuệ trong dạy học Địa lí 10; Bùi Thị Hạnh Lâm (2020), Trương Thị Bích (2015) nghiên cứu các nguyên tắc dạy học phân hóa.

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Mặc dù các công trình trước đã khẳng định vai trò của ngôn ngữ và dạy học phân hóa, nhưng chưa có công trình nào đi sâu xác định cấu trúc thành phần, bảng chỉ số hành vi cụ thể của năng lực sử dụng NNVL ở cấp THPT, đồng thời chưa xây dựng quy trình kết hợp dạy học phân hóa vi mô nhằm bồi dưỡng năng lực này cho đối tượng học sinh miền núi chịu rào cản ngôn ngữ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và các khái niệm cốt lõi

  1. Ngôn ngữ vật lí và cấu trúc thành phần:
    • NNVL là một bộ phận của ngôn ngữ khoa học, thực hiện hai chức năng: công cụ giao tiếp và phương tiện tư duy trong nhận thức vật lí.
    • Luận án phân loại từ vựng khoa học theo 4 cấp độ trừu tượng của Jerry Wellington và Jonathan Osborne (2001):
Mức độ Loại từ vựng Mô tả và ví dụ
Mức 1 Danh từ khoa học (Naming words) Gắn với đối tượng, vật thể, hiện tượng quan sát trực tiếp (phấn hoa, nhụy hoa, thanh quản...).
Mức 2 Quá trình/quy trình khoa học (Process words) Biểu thị các quá trình xảy ra trong tự nhiên/khoa học (chưng cất, bốc hơi, đông đặc, rơi xuống...).
Mức 3 Khái niệm/thuật ngữ khoa học (Concept words) Biểu thị các khái niệm trừu tượng thuộc đối tượng nghiên cứu (lực, công, năng lượng, nhiệt độ, nhiệt năng...).
Mức 4 Ký hiệu và biểu tượng toán học (Mathematical words/symbols) Mức độ trừu tượng cao nhất, gồm các biểu thức, phương trình, ký hiệu toán học đại diện cho bản chất vật lí.
  • Ba thành phần cấu thành NNVL:
    • Thuật ngữ vật lí (TNVL): Các danh từ trừu tượng mang ngữ nghĩa vật lí thông qua phép ẩn dụ bản thể học (ví dụ: lực là tác nhân tương tác, động năng là dạng năng lượng).
    • Mệnh đề vật lí: Tập hợp các TNVL kết hợp với thuật ngữ phi kỹ thuật (từ liên kết logic, từ chỉ quan hệ nhân quả) và tuân theo cấu trúc ngữ pháp chức năng hệ thống SFL gồm Quá trình (Process), Phương tiện (Medium), Tác nhân (Agent), Hoàn cảnh (Circumstances) cùng các quy tắc suy luận quy nạp, diễn dịch, tương tự.
    • Biểu diễn vật lí (BDVL): Việc sử dụng hệ thống ký hiệu, công thức, đồ thị, hình vẽ, giản đồ vectơ (như cộng vận tốc, tổng hợp lực, định luật véc tơ). BDVL khác biểu diễn toán học thuần túy ở chỗ luôn chứa đựng ngữ nghĩa và điều kiện thực nghiệm vật lí.
  1. Mối quan hệ giữa NNVL và ngôn ngữ toán học: Luận án vận dụng quan điểm của Redish & Kuo (2014) và mô hình của Joseph B., thể hiện qua chu trình 4 bước: mô hình hóa (modeling) $\rightarrow$ xử lý toán học (processing) $\rightarrow$ giải thích ý nghĩa vật lí (interpreting) $\rightarrow$ đánh giá giới hạn mô hình (evaluating).

  2. Hệ thống nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL:

Nhóm nội dung Chi tiết các nội dung do luận án xác lập
4 Nguyên tắc bồi dưỡng 1. Bồi dưỡng ngôn ngữ vật lí gắn liền bối cảnh học tập vật lí.
2. Tổ chức các hoạt động giao tiếp có sử dụng NNVL.
3. Chú ý tới khả năng ngôn ngữ hiện có của học sinh và có biện pháp đánh giá thường xuyên sự phát triển ngôn ngữ.
4. Liên kết giữa hai hình thức sử dụng NNVL nói và viết.
4 Biện pháp bồi dưỡng 1. Sử dụng kết hợp các hình thức vấn đáp, thảo luận tạo điều kiện giao tiếp NNVL.
2. Sử dụng các trải nghiệm, tình huống vật lí gắn với đời sống hàng ngày của học sinh.
3. Sử dụng các hình thức hướng dẫn và luyện tập khác nhau phù hợp với từng đối tượng học sinh.
4. Sử dụng phối hợp nhiều hình thức đánh giá nhằm chỉnh sửa sai lầm của học sinh khi dùng NNVL.
  1. Dạy học phân hóa vi mô: Thực hiện phân hóa trong lớp học thông qua điều chỉnh nội dung học tập, tiến trình học tập và sản phẩm học tập; kết hợp linh hoạt các hình thức dạy học toàn lớp, dạy học nhóm và làm việc cá nhân.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành về giáo dục học, tâm lý học, phương pháp dạy học vật lí, lý thuyết ngôn ngữ chức năng và dạy học phân hóa.
  • Phương pháp điều tra, khảo sát: Sử dụng bảng hỏi, phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp giáo viên vật lí và học sinh lớp 10 THPT tại Sơn La nhằm đánh giá thực trạng nhận thức về NNVL, dạy học phân hóa và nhu cầu học tập.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành 2 vòng thực nghiệm sư phạm (vòng 1 và vòng 2 sau hiệu chỉnh) tại các lớp thực nghiệm để kiểm chứng tính hiệu quả của các kế hoạch bài dạy.
  • Phương pháp thống kê toán học: Phân tích định lượng kết quả các bài kiểm tra đọc, viết trước và sau thực nghiệm bằng phần mềm thống kê; tính toán các tham số thống kê mô tả (điểm trung bình, độ lệch chuẩn, phương sai), kiểm tra độ tin cậy của thang đo bằng hệ số Cronbach's Alpha; phân tích định tính các sản phẩm học tập, phiếu học tập cá nhân và video hoạt động nhóm.

Nguồn tư liệu và dữ liệu nghiên cứu

  • Hệ thống văn bản chỉ đạo đổi mới giáo dục, Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 môn Vật lí, sách giáo khoa Vật lí 10.
  • Số liệu khảo sát thực trạng từ đội ngũ giáo viên THPT và học sinh khối 10 tỉnh Sơn La.
  • Bộ dữ liệu thực nghiệm sư phạm: bài kiểm tra trước tác động, bài kiểm tra kết thúc Chương 2 (Động lực học chất điểm) và Chương 3 (Cân bằng của vật rắn), phiếu học tập cá nhân (HS QQT, HS BTT, HS MTS), video ghi hình quá trình thảo luận nhóm, sản phẩm đồ chơi vật lí tự chế tạo (Chú hề, Con chuồn chuồn cân bằng, Con lật đật).

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Chương này tổng thuật toàn diện các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về:

  • Vai trò của ngôn ngữ khoa học và việc bồi dưỡng ngôn ngữ trong dạy học khoa học, dạy học vật lí (nghiên cứu của Sutton, Chomsky, Vollmer, Halliday, Seah, Quílez, Chi, Henderson & Wellington, Harlow & Otero, LAMAP, Exploratorium, Gibbons, Jimenez-Silva & Gomez).
  • Các khung đánh giá năng lực ngôn ngữ quốc tế (CEFR, ACTFL, TOSLS, PISA).
  • Cơ sở lý luận của dạy học phân hóa từ các tác giả phương Tây (Tomlinson, Heacox, Oaksford, Gregory & Chapman, Mastropieri, Roiha) và các tác giả trong nước (Tôn Thân, Đỗ Thị Quỳnh Mai, Nguyễn Hữu Khánh, Nguyễn Thị Thu Anh).
  • Xác định khoảng trống khoa học: sự thiếu vắng một quy trình dạy học phân hóa vi mô môn Vật lí nhằm rèn luyện và đánh giá năng lực sử dụng NNVL cho học sinh vùng khó khăn, miền núi.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ VẬT LÍ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHÂN HÓA Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Chương 2 tập trung giải quyết các nội dung lý luận và khảo sát thực tiễn:

  • Phân tích bản chất của NNVL, 3 thành phần (TNVL, Mệnh đề vật lí, Biểu diễn vật lí) và mối quan hệ giữa NNVL với ngôn ngữ toán học.
  • Xác lập cấu trúc năng lực sử dụng NNVL, xây dựng bảng mô tả các chỉ số hành vi và các mức độ biểu hiện tương ứng.
  • Đề xuất 4 nguyên tắc và 4 biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL.
  • Xây dựng quy trình lập kế hoạch dạy học phân hóa nhằm bồi dưỡng NNVL gồm các bước: đánh giá ban đầu $\rightarrow$ xác định mục tiêu và tiêu chuẩn $\rightarrow$ thiết kế nội dung, tiến trình và nhiệm vụ phân hóa $\rightarrow$ tổ chức thực hiện linh hoạt $\rightarrow$ đánh giá quá trình và tổng kết.
  • Trình bày kết quả điều tra thực tiễn tại tỉnh Sơn La: làm rõ nhận thức của giáo viên về NNVL, mức độ vận dụng dạy học phân hóa, rào cản ngôn ngữ của học sinh miền núi và mức độ hứng thú đối với các hoạt động học tập thực hành, trải nghiệm.

CHƯƠNG 3: BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SỬ DỤNG NGÔN NGỮ VẬT LÍ THÔNG QUA DẠY HỌC PHÂN HÓA MỘT SỐ NỘI DUNG VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM, CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN – VẬT LÍ 10 THPT

Chương 3 trình bày việc thiết kế tiến trình dạy học phân hóa cụ thể:

  • Phân tích cấu trúc kiến thức thuộc mạch Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT.
  • Thiết kế hệ thống kế hoạch bài dạy phân hóa tích hợp các biện pháp rèn luyện NNVL:
    1. Bài "Lực đàn hồi": Xây dựng tình huống thực nghiệm khảo sát độ biến dạng của lò xo, dây cao su; phân hóa nhiệm vụ vẽ đồ thị và diễn đạt quy luật bằng lời, viết.
    2. Bài "Lực ma sát": Phân hóa phiếu học tập trong phân tích lực ma sát trượt, ma sát nghỉ; rèn luyện sử dụng thuật ngữ chính xác qua bài toán thực tế.
    3. Bài "Lực hướng tâm": Hướng dẫn học sinh mô tả chuyển động tròn đều bằng sơ đồ vectơ lực và mệnh đề quan hệ nhân quả.
    4. Nhiệm vụ tổng kết kiến thức Động lực học chất điểm: Giao nhiệm vụ tổng kết bằng sơ đồ và bài viết khoa học có phân hóa theo mức độ nhận thức.
    5. Bài "Vật rắn cân bằng dưới tác dụng của hai lực và ba lực không song song": Tổ chức hoạt động thực nghiệm, phân tích điều kiện cân bằng bằng phương pháp tổng hợp lực trên hình vẽ.
    6. Bài "Các dạng cân bằng của vật rắn": Tích hợp hoạt động trải nghiệm chế tạo các đồ chơi cân bằng (Chú hề, Con chuồn chuồn cân bằng, Con lật đật) và yêu cầu học sinh giải thích nguyên tắc hoạt động bằng NNVL nói và viết.
    7. Nhiệm vụ tổng kết kiến thức Cân bằng của vật rắn: Hệ thống hóa kiến thức thông qua phiếu bài tập phân hóa.

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Chương 4 mô tả toàn bộ quá trình triển khai và đánh giá thực nghiệm:

  • Tổ chức thực nghiệm: Tiến hành 2 vòng thực nghiệm sư phạm tại Trường Tiểu học - THCS - THPT Chu Văn An và Trường Phổ thông Dân tộc Nội trú huyện Sông Mã (tỉnh Sơn La).
  • Thực nghiệm vòng 1: Ghi nhận diễn biến các giờ dạy, thu thập dữ liệu bài kiểm tra và phiếu học tập; phân tích những hạn chế về thời lượng và độ khó của phiếu học tập để tiến hành hiệu chỉnh.
  • Hiệu chỉnh sau vòng 1: Bổ sung giàn giáo ngôn ngữ trong phiếu học tập, điều chỉnh mức độ phân hóa bài tập và cân đối thời gian giữa hoạt động thảo luận nhóm với hoạt động viết báo cáo cá nhân.
  • Thực nghiệm vòng 2: Triển khai các kế hoạch bài dạy đã hiệu chỉnh; thu thập dữ liệu kiểm tra Chương 2 và Chương 3; tính toán hệ số tin cậy Cronbach's Alpha; phân tích phổ điểm, so sánh kết quả học tập; phân tích chi tiết sự tiến bộ qua các chỉ số hành vi NNVL của các trường hợp học sinh tiêu biểu (HS QQT, HS BTT, HS MTS).

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lí luận

  1. Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lý luận về NNVL trong dạy học vật lí ở trường phổ thông; phân định rõ 3 thành phần cấu thành NNVL (TNVL, Mệnh đề vật lí, Biểu diễn vật lí) và mối quan hệ tương hỗ với ngôn ngữ toán học.
  2. Xây dựng cấu trúc năng lực sử dụng NNVL gồm hệ thống các chỉ số hành vi chi tiết và các mức độ biểu hiện (nghe, nói, đọc, viết) phù hợp với học sinh trung học phổ thông.
  3. Đề xuất hệ thống 4 nguyên tắc và 4 biện pháp sư phạm cụ thể nhằm bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL cho học sinh.
  4. Xây dựng quy trình lập kế hoạch và tổ chức dạy học phân hóa vi mô có tích hợp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL.

Đóng góp về mặt thực tiễn

  1. Phân tích thực trạng dạy học vật lí, nhận thức của giáo viên về NNVL, mức độ thực hiện dạy học phân hóa và những rào cản ngôn ngữ của học sinh lớp 10 tại các trường THPT miền núi tỉnh Sơn La.
  2. Thiết kế hoàn chỉnh bộ kế hoạch bài dạy phân hóa cho các nội dung thuộc mạch kiến thức Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn (Vật lí 10), kèm theo hệ thống phiếu học tập phân hóa, bài tập và hướng dẫn chế tạo đồ chơi vật lí phục vụ bồi dưỡng NNVL.
  3. Kiểm nghiệm thực tế qua 2 vòng thực nghiệm sư phạm, cung cấp các bằng chứng định lượng (điểm kiểm tra, hệ số Cronbach's Alpha) và định tính (phiếu học tập, video, sản phẩm tự chế tạo) chứng minh tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đề xuất.

Kiến nghị sư phạm

  • Đối với giáo viên vật lí: Cần chủ động đánh giá mức độ sẵn sàng và rào cản ngôn ngữ của học sinh trước khi lên lớp; vận dụng linh hoạt các biện pháp chuyển từ ngôn ngữ nói sang ngôn ngữ viết; kết hợp đa dạng các hình thức biểu diễn trực quan và trải nghiệm chế tạo sản phẩm học tập.
  • Đối với tổ chuyên môn và nhà trường: Cần xây dựng các chủ đề dạy học phân hóa vi mô trong kế hoạch giáo dục môn học; tạo điều kiện về thiết bị thí nghiệm và thời gian để học sinh được tăng cường trao đổi, thảo luận khoa học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Địa bàn khảo sát và thực nghiệm sư phạm chỉ mới giới hạn tại hai trường trung học phổ thông thuộc tỉnh miền núi Sơn La.
  • Nội dung can thiệp sư phạm mới dừng lại ở một số bài học thuộc mạch kiến thức Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn trong chương trình Vật lí 10 THPT.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng phạm vi thực nghiệm sư phạm sang các địa bàn khác nhau (vùng đồng bằng, đô thị, các trường chuyên) để đối chiếu, so sánh mức độ phát triển NNVL của các nhóm đối tượng học sinh đa dạng.
  • Mở rộng việc thiết kế tiến trình dạy học phân hóa nhằm bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL sang các mạch kiến thức khác của chương trình Vật lí cấp THPT như Điện học, Quang học, Nhiệt học, Vật lí hạt nhân ở các khối lớp 11 và 12.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với các nhóm đối tượng sau:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí: Tham khảo khung lý thuyết về năng lực sử dụng NNVL, bảng chỉ số hành vi, công cụ đánh giá năng lực ngôn ngữ chuyên ngành và phương pháp thiết kế nghiên cứu thực nghiệm sư phạm 2 vòng.
  • Giáo viên Vật lí tại các trường trung học phổ thông (đặc biệt là các trường vùng miền núi, vùng có đông học sinh dân tộc thiểu số): Tham khảo trực tiếp hệ thống kế hoạch bài dạy phân hóa (bài Lực đàn hồi, Lực ma sát, Lực hướng tâm, Cân bằng vật rắn), các kỹ thuật thiết kế phiếu học tập hỗ trợ ngôn ngữ, và phương pháp hướng dẫn học sinh chế tạo đồ chơi vật lí (chú hề, con chuồn chuồn, con lật đật) gắn liền với bài học.
  • Cán bộ quản lý giáo dục, chuyên viên chỉ đạo môn Vật lí tại các Sở/Phòng Giáo dục và Đào tạo: Tham khảo định hướng tổ chức dạy học phân hóa vi mô đáp ứng mục tiêu phát triển phẩm chất, năng lực của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.

Câu hỏi thường gặp

1. Năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí của học sinh gồm những thành phần cơ bản nào theo xác định của luận án?

Theo luận án, NNVL gồm 3 thành phần chính: (1) Thuật ngữ vật lí (các danh từ trừu tượng mang ngữ nghĩa ẩn dụ bản thể học), (2) Mệnh đề vật lí (cấu trúc ngữ pháp chức năng SFL gồm Quá trình, Phương tiện, Tác nhân, Hoàn cảnh kết hợp các thuật ngữ phi kỹ thuật để suy luận), và (3) Biểu diễn vật lí (sử dụng ký hiệu, công thức, đồ thị, hình vẽ, sơ đồ vectơ mang ý nghĩa vật lí). Năng lực sử dụng NNVL là khả năng làm chủ và vận dụng 3 thành phần này trong các hoạt động nghe, nói, đọc, viết ở bối cảnh học tập vật lí.

2. Luận án đề xuất bao nhiêu nguyên tắc và biện pháp bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL?

Luận án đề xuất hệ thống gồm 4 nguyên tắc: (1) Bồi dưỡng gắn liền bối cảnh học tập vật lí, (2) Tổ chức hoạt động giao tiếp có sử dụng NNVL, (3) Chú ý khả năng ngôn ngữ hiện có và đánh giá thường xuyên, (4) Liên kết giữa hai hình thức nói và viết; cùng 4 biện pháp sư phạm: (1) Kết hợp vấn đáp, thảo luận, (2) Sử dụng trải nghiệm và tình huống thực tế, (3) Sử dụng đa dạng hình thức hướng dẫn và luyện tập phù hợp, (4) Phối hợp nhiều hình thức đánh giá để chỉnh sửa sai lầm ngôn ngữ của học sinh.

3. Những nội dung kiến thức cụ thể nào trong chương trình Vật lí 10 được lựa chọn để thiết kế tiến trình dạy học?

Luận án lựa chọn 5 bài học và 2 nhiệm vụ tổng kết thuộc hai chủ đề:

  • Chủ đề Động lực học chất điểm: Bài "Lực đàn hồi", Bài "Lực ma sát", Bài "Lực hướng tâm" và nhiệm vụ tổng kết về nhà.
  • Chủ đề Cân bằng của vật rắn: Bài "Vật rắn cân bằng dưới tác dụng của hai lực và ba lực không song song", Bài "Các dạng cân bằng của vật rắn" (kèm hoạt động chế tạo Chú hề, Con chuồn chuồn cân bằng, Con lật đật) và nhiệm vụ tổng kết về nhà.

4. Quá trình thực nghiệm sư phạm được tiến hành ở đâu và theo quy trình như thế nào?

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường Tiểu học - THCS - THPT Chu Văn An (thành phố Sơn La) và Trường Phổ thông Dân tộc Nội trú huyện Sông Mã (tỉnh Sơn La) qua 2 vòng:

  • Vòng 1: Triển khai dạy học thực nghiệm, đánh giá kết quả, phát hiện hạn chế về thời gian và độ khó của phiếu học tập.
  • Vòng 2: Hiệu chỉnh kế hoạch bài dạy, bổ sung giàn giáo ngôn ngữ trong phiếu học tập, triển khai thực nghiệm và kiểm tra đánh giá định lượng, định tính đối với toàn bộ học sinh và từng trường hợp điển hình.

5. Những công cụ và kỹ thuật nào được sử dụng để xử lý dữ liệu thực nghiệm sư phạm?

Luận án sử dụng phương pháp thống kê mô tả (tính điểm trung bình, độ lệch chuẩn, phương sai, vẽ biểu đồ phổ điểm), kiểm tra độ tin cậy của bài kiểm tra bằng hệ số Cronbach's Alpha, kết hợp phân tích định tính qua phiếu học tập cá nhân (HS QQT, HS BTT, HS MTS), đánh giá sản phẩm tự chế tạo và quan sát diễn biến hoạt động nhóm qua video.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Lê Ngọc Diệp đã giải quyết vấn đề bồi dưỡng năng lực sử dụng NNVL cho học sinh trung học phổ thông miền núi thông qua việc xây dựng cơ sở lý luận, xác định cấu trúc chỉ số hành vi của năng lực và đề xuất hệ thống nguyên tắc, biện pháp sư phạm đồng bộ. Việc kết hợp dạy học phân hóa vi mô với tiến trình rèn luyện ngôn ngữ từ nói sang viết đã tạo điều kiện cho học sinh vượt qua rào cản diễn đạt, nâng cao hiệu quả chiếm lĩnh kiến thức trong các nội dung Động lực học chất điểm và Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10 THPT. Kết quả thực nghiệm sư phạm hai vòng tại tỉnh Sơn La đã cung cấp minh chứng khoa học xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết nghiên cứu và tính khả thi của các kế hoạch bài dạy được đề xuất.