CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1. Năng lực thực nghiệm 1. Khái niệm năng lực Theo từ điển giáo khoa tiếng việt: "Năng lực là khả năng làm tốt công việc, nhờ có phẩm chất đạo đức và trình độ chuyên môn". Weinert (2001) định nghĩa: "Năng lực là khả năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt".
[5] Trong chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực, khái niệm năng lực được sử dụng rất phổ biến. Năng lực liên quan đến bình diện mục tiêu của dạy học: mục tiêu dạy học được mô tả thông qua các năng lực cần hình thành. Tùy vào các mục đích yêu cầu khác nhau của từng bộ môn, từng ngành học mà có các tiêu chuẩn đánh giá khác nhau. Đặc biệt ngành giáo dục thì kết quả sau khi ra trường là tiêu chuẩn quan trọng nhất, cần quan tâm nhất.
Năng lực được đánh giá theo chuẩn đầu ra của quá trình học tập là: - Năng lực tự học - Năng lực giải quyết vấn đề - Năng lực sáng tạo - Năng lực tự quản lý - Năng lực giao tiếp - Năng lực hợp tác - Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Năng lực sử dụng ngôn ngữ - Năng lực tính toán Tóm lại, năng lực là khả năng cá nhân có thể vận dụng các kiến thức, kỹ năng, thái độ một cách linh hoạt, có tổ chức và tác động một cách tự nhiên lên những tình huống cụ thể để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra với tinh thần trách nhiệm cao và thực hiện thành công nhiệm vụ đó, 10 12. Khái niệm thực nghiệm Theo Đại Từ điển Tiếng Việt (Nguyễn Như Ý, 1999), thực nghiệm là tạo ra những biến đổi nhất định của sự vật để xem xét những hiện tượng nào đó hoặc kiểm tra tính đúng sai của các lý thuyết, của những ý kiến hoặc gợi ra những ý kiến mới. Theo Từ điển Giáo dục học (Bùi Hiền, 2013), thực nghiệm là phương pháp nghiên cứu khoa học nhằm theo dõi, quan sát, kiểm tra, đánh giá kết quả thu được theo giả thuyết đã nêu bằng cách tạo ra những điều kiện nhất định cho sự vật, hiện tượng được đưa vào thử. Trong nghiên cứu khoa học, thực nghiệm được hiểu là quá trình thu thập, phân tích thông tin để kiểm chứng cho một giả thuyết khoa học đã được đặt ra.
[5] Căn cứ theo logic quá trình, chúng tôi xác định quá trình hoạt động thực nghiệm cấu trúc: đề xuất giả thuyết thực nghiệm → thiết kế phương án thực nghiệm → tiến hành thực nghiệm và thu thập kết quả thực nghiệm → phân tích kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận khoa học. Trong dạy học, việc tiến hành thu thập dữ liệu để làm cơ sở kết luận cho giả thuyết thực nghiệm không nhất thiết đòi hỏi học sinh phải trực tiếp tiến hành các thực nghiệm trên đối tượng thật để thu thập dữ liệu mà có thể tổ chức cho học sinh so sánh, phân tích, suy luận…dựa trên các tình huống của bài tập thực nghiệm giả định, từ đó có cơ sở để kết luận cho giả thuyết thực nghiệm. Khái niệm năng lực thực nghiệm Trong từ điển Tiếng Việt khái niệm năng lực thực nghiệm được định nghĩa là “khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống”. Từ khái niệm năng lực và khái niệm thực nghiệm, có thể định nghĩa: Năng lực thực nghiệm là khả năng vận dụng phối hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ vào trong các điều kiện ngoại cảnh (khách quan) khác nhau để giải quyết các vấn đề thực tiễn một cách có hiệu quả nhất.
Xét theo sự chuyên môn hóa, năng lực gồm có hai loại: năng lực chung và năng lực chuyên biệt. Năng lực chung là những năng lực cần thiết cho nhiều hoạt động khác nhau, năng lực chuyên biệt là những năng lực có tính chuyên môn nhằm đáp ứng nhu cầu của một lĩnh vực chuyên biệt nào đó. Năng lực thực nghiệm vật lí là một trong những năng lực chuyên biệt của bộ môn vật lí. Năng lực thực nghiệm vật lí có thể hiểu là khả năng vận dụng các kiến thức, kỹ năng thực nghiệm trong lĩnh vực vật lí cùng với thái độ tích cực để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn.
Đó có thể là khả năng lý giải được một hiện tượng vật lí, thực hiện thành công một TN vật lí, hay khả năng chế tạo các dụng cụ thí nghiệm hoạt động dựa trên các nguyên tắc vật lí để phục vụ cuộc sống. Trong quá trình học tập ở trường phổ thông thì bồi dưỡng NLTN cho HS là việc hết sức cần thiết. Như vậy, NLTN gắn với khả năng hành động, nghĩa là đòi hỏi HS phải giải thích được, làm được, vận dụng được kiến thức lí thuyết vào thực tiễn chứ không chỉ dừng lại ở hiểu. Mặt khác, quá trình bồi dưỡng NLTN lại dựa trên cơ sở sự phát triển các kiến thức, kỹ năng, thái độ.
Tuy nhiên với ý nghĩa nhấn mạnh đến khả năng thực hiện, khả năng hành động thì việc phát triển các kỹ năng thực nghiệm sẽ là yếu tố quan trọng nhất đến sự hình thành và phát triển NLTN. Mặt khác các kỹ năng thực nghiệm vật lí mà học sinh được rèn luyện ở trường phổ thông chính là các kỹ năng trình bày kiến thức về các hiện tượng, định luật, đại lượng, nguyên lý vật lí, các phép đo, các hằng số vật lí, trình bày được mối quan hệ giữa các đại lượng, vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. Nếu hệ thống các kỹ năng này được rèn luyện tốt thì HS sẽ dễ 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dàng vận dụng chúng để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Với quan điểm này, đề tài sẽ tập trung vào việc bồi dưỡng các kỹ năng về NLTN cho HS trong quá trình dạy học vật lí ở trường THPT, 2, 3, 10, 12.
Cấu trúc của năng lực thực nghiệm Mỗi yếu tố cấu trúc của năng lực thực nghiệm chúng tôi gọi là một năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm vì mỗi yếu tố đó đã phản ánh một quá trình hoạt động để tạo ra một sản phẩm có tính trọn vẹn nhất định của quá trình thực nghiệm. Các năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm được sắp xếp theo một logic cấu thành năng lực thực nghiệm và nó chính là logic của quá trình hoạt động thực nghiệm. Do đó, cũng có thể quan niệm mỗi năng lực thành phần là một tiêu chí của năng lực thực nghiệm. Năng lực thực nghiệm có cấu trúc gồm các năng lực thành phần sau: năng lực hình thành giả thuyết thực nghiệm; năng lực thiết kế phương án thực nghiệm; năng lực tiến hành thực nghiệm và thu thập kết quả thực nghiệm; năng lực phân tích kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận.
Năng lực hình thành giả thuyết thực nghiệm Khái niệm Giả thuyết thực nghiệm là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định về bản chất sự vật được đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ. Năng lực hình thành giả thuyết thực nghiệm là khả năng người học đưa ra những nhận định sơ bộ hay kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật. Các hành động cần thực hiện Quá trình hình thành giả thuyết thực nghiệm có thể được thực hiện theo logic các hành động sau: Tiếp cận vấn đề thực nghiệm → Làm xuất hiện các liên tưởng → Đặt các câu hỏi nghiên cứu liên quan đến các liên tưởng → Phân tích, sàng lọc các câu hỏi để hình thành giả thuyết thực nghiệm. Trong dạy học, giả thuyết thực nghiệm được người học đưa ra có thể đúng hoặc có thể sai.
Tuy nhiên, giáo viên nên yêu cầu học sinh có những suy luận logic trên cơ sở lý thuyết đã biết để hình thành giả thuyết thực nghiệm. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mức độ bồi dưỡng năng lực hình thành giả thuyết thực nghiệm Căn cứ vào từng nội dung thực nghiệm và năng lực của người học, giáo viên sẽ đưa ra các nhiệm vụ ở các mức độ khác nhau để tổ chức bồi dưỡng năng lực hình thành giả thuyết thực nghiệm cho người học. Trong việc tổ chức bồi dưỡng năng lực hình thành giả thuyết thực nghiệm cho người học, chúng tôi chia thành 2 mức độ chính, cụ thể như sau: - Mức độ cơ bản: Học sinh xác định giả thuyết thực nghiệm từ phương án thực nghiệm cho trước. Giáo viên cung cấp cho học sinh một phương án tiến hành thực nghiệm hoàn chỉnh (dưới dạng mô tả bằng kênh chữ, kênh hình hoặc các video…).
Sau đó yêu cầu học sinh phân tích phương án thực nghiệm và xác định giả thuyết cho thực nghiệm đó. Việc yêu cầu người học phân tích phương án thực nghiệm hoàn chỉnh cho trước để xác định giả thuyết của thực nghiệm giúp người học vừa củng cố kiến thức về giả thuyết thực nghiệm, vừa rèn luyện kĩ năng hình thành giả thuyết thực nghiệm. - Mức độ nâng cao: Học sinh xác định giả thuyết thực nghiệm từ vấn đề khoa học cho trước. Học sinh được tiếp cận với vấn đề khoa học và từ vấn đề khoa học được tiếp cận, học sinh phải phân tích, suy luận, … để đưa ra giả thuyết thực nghiệm.
Năng lực thiết kế phương án thực nghiệm Khái niệm - Phương án thực nghiệm là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thực nghiệm trong hoàn cảnh, điều kiện nhất định nào đó để thu được kết quả thực nghiệm mong muốn. - Năng lực thiết kế phương án thực nghiệm là khả năng người học đề xuất được các yếu tố cần thiết cho việc triển khai thực nghiệm; bố trí thực nghiệm và xác định được quy trình tiến hành thực nghiệm để thu được kết quả mong muốn. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các hành động cần thực hiện Từ giả thuyết thực nghiệm đã có, để thiết kế được phương án thực nghiệm, người học cần: - Xác định được biến độc lập, biến phụ thuộc và các yếu tố cố định trong thực nghiệm. - Xác định và lựa chọn được đối tượng thực nghiệm.