Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh giáo dục phổ thông Việt Nam chuyển dịch mạnh mẽ từ truyền thụ kiến thức thụ động sang phát triển phẩm chất và năng lực người học, Vật lí là môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi học sinh phải được trực tiếp quan sát, khám phá và kiểm chứng các hiện tượng tự nhiên. Tuy nhiên, ở chương trình Vật lí 12 THPT, bài học "Phóng xạ" thuộc chương Vật lí hạt nhân mang tính trừu tượng rất cao. Thực tế giảng dạy cho thấy phần lớn học sinh đều mặc định rằng các tia phóng xạ không thể quan sát được bằng mắt thường. Đồng thời, sách giáo khoa hiện hành không có bài thực hành thí nghiệm nào cho nội dung này do thiếu thốn thiết bị chuyên dụng và tâm lý lo ngại về an toàn bức xạ. Nhằm khắc phục tình trạng "dạy chay, học chay", việc thiết kế một bộ thí nghiệm tự tạo đơn giản, an toàn để trực quan hóa đường đi của tia phóng xạ và đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh qua hoạt động ngoại khóa là một đòi hỏi cấp thiết.

  • Mục đích nghiên cứu: Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson trong dạy học bài "Phóng xạ" - Vật lí 12 nhằm bồi dưỡng và đánh giá năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông.
  • Giả thuyết khoa học: Nếu tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề “Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson” thì có thể bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh.
  • Đối tượng nghiên cứu:
    • Hoạt động ngoại khóa vật lí dành cho học sinh lớp 12.
    • Quá trình dạy học theo chủ đề “Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson” Vật lí 12 theo hướng đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh.
  • Phạm vi nghiên cứu: Quá trình tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề “Chế tạo và sử dụng buồng sương Wilson” tại Trường THPT Trần Khai Nguyên, Quận 5, TP. Hồ Chí Minh trong học kỳ II năm học 2018–2019 (từ ngày 22/02/2019 đến ngày 20/03/2019).
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của hoạt động ngoại khóa trong dạy học vật lí.
    2. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của năng lực thực nghiệm.
    3. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn thí nghiệm vật lí.
    4. Điều tra thực trạng về việc sử dụng các thí nghiệm liên quan tới chương Vật lí hạt nhân và nguyên tử lớp 12 ở trường THPT.
    5. Phân tích mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, cấu trúc, nội dung và các lưu ý khi dạy học bài "Phóng xạ" - Vật lí 12.
    6. Xây dựng quy trình bồi dưỡng năng lực thực nghiệm thông qua hoạt động ngoại khóa.
    7. Xây dựng nội dung chủ đề hoạt động ngoại khóa.
    8. Xây dựng kế hoạch hoạt động ngoại khóa.
    9. Tiến hành thực nghiệm sư phạm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý luận dạy học thực nghiệm và phương pháp giáo dục hiện đại, kết hợp các văn bản chỉ đạo đổi mới giáo dục phổ thông.

  • Khung lý thuyết và mô hình sử dụng:
    • Lý luận về hoạt động ngoại khóa (HĐNK): Xác định HĐNK là hình thức dạy học tự nguyện ngoài giờ chính khóa, đa dạng về hình thức (hội thi vật lí, tham quan thực tế, câu lạc bộ khoa học) với quy trình tổ chức 4 bước chuẩn mực: Lựa chọn chủ đề $\rightarrow$ Lập kế hoạch $\rightarrow$ Tiến hành hoạt động $\rightarrow$ Báo cáo, rút kinh nghiệm và khen thưởng.
    • Cấu trúc năng lực thực nghiệm (NLTN): NLTN vật lí được xác định là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng thực hành và thái độ tích cực để giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn. Tác giả cấu trúc NLTN thành 4 năng lực thành phần: (1) Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu; (2) Thiết kế phương án thí nghiệm; (3) Tiến hành thí nghiệm và thu thập kết quả; (4) Đánh giá kết quả và rút ra kết luận. Mỗi thành phần được cụ thể hóa thành các chỉ số hành vi và đo lường theo 3 mức độ chất lượng (Mức 1: Chưa đạt/chưa đầy đủ; Mức 2: Đạt mức cơ bản dưới sự hỗ trợ của giáo viên; Mức 3: Độc lập thực hiện chính xác và đầy đủ).
    • Lý thuyết thí nghiệm vật lí: Phân loại thí nghiệm thành thí nghiệm được trang cấp (danh mục tối thiểu của Bộ Giáo dục và Đào tạo) và thí nghiệm tự tạo từ vật liệu phổ thông, đáp ứng yêu cầu sư phạm về tính an toàn, tính trực quan và khả năng lặp lại ổn định.
    • Nguyên lý hoạt động buồng sương Wilson: Dựa trên hiện tượng hơi quá bão hòa của cồn isopropyl 99% tạo bởi gradien nhiệt độ giữa nhiệt độ phòng (phía trên) và đáy làm lạnh bằng đá khô ($CO_2$ rắn). Khi bức xạ hạt (tia $\alpha$) đi qua buồng kín, nó ion hóa các phân tử khí dọc đường đi tạo thành các ion mang điện. Các phân tử hơi cồn ngưng tụ quanh các tâm ion này tạo thành các vệt sương nhìn thấy được dưới ánh sáng đèn pin.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Phân tích, tổng hợp tài liệu lí luận dạy học thí nghiệm, tài liệu hướng dẫn HĐNK và các nghiên cứu về phát triển năng lực học sinh.
    • Phương pháp điều tra, quan sát: Dự giờ, phỏng vấn trực tiếp giáo viên bộ môn và phát phiếu điều tra khảo sát thực trạng đối với giáo viên, học sinh tại Trường THPT Trần Khai Nguyên.
    • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học bài "Phóng xạ" trên lớp và triển khai 3 buổi hoạt động ngoại khóa chế tạo buồng sương Wilson; ghi hình, quan sát tiến trình thao tác và đánh giá NLTN học sinh bằng bảng kiểm quan sát cùng rubric tiêu chí.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu khảo sát từ tổ Vật lí (bao gồm 3 giáo viên trình độ Thạc sĩ) và 30 học sinh lớp 12A1 Trường THPT Trần Khai Nguyên tham gia đợt thực nghiệm từ ngày 22/02/2019 đến ngày 20/03/2019.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hoạt động ngoại khóa ở trường phổ thông

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lí thuyết về HĐNK và NLTN, đồng thời công bố kết quả khảo sát thực trạng tại trường phổ thông:

  • Cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh:
Năng lực thành phần Kiến thức nền tảng Kỹ năng thực hành Thái độ thể hiện
1. Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu Hiểu vấn đề cần giải quyết; nắm vững kiến thức liên quan đến bài học. Thực hiện suy luận logic; huy động tri thức đã có để tìm kết luận cần kiểm nghiệm. Kiên nhẫn, trung thực, hợp tác và tích cực.
2. Thiết kế phương án thí nghiệm Nắm mục đích thí nghiệm, công dụng từng dụng cụ và ý nghĩa từng bước thiết kế. Mô tả cách bố trí; vẽ sơ đồ nguyên lý; dự đoán kết quả thí nghiệm. Chủ động, cẩn thận, hợp tác và tích cực.
3. Tiến hành thí nghiệm và thu thập kết quả Nhận biết các bộ phận thiết bị thực; hiểu trình tự các bước thực hiện theo sơ đồ. Lắp ráp, bố trí thiết bị thành thạo; thao tác chính xác; quan sát, ghi chép và thu thập kết quả. Cẩn thận, trung thực, hợp tác và trách nhiệm.
4. Đánh giá kết quả và rút ra kết luận Nắm rõ các yếu tố chính gây ảnh hưởng đến sai số hoặc kết quả quan sát. Đề xuất phương pháp cải tiến thí nghiệm; rút ra kết luận từ số liệu thu thập. Cẩn thận, trung thực, hợp tác và tích cực.
  • Hệ thống tiêu chí và chỉ số hành vi đánh giá NLTN: Được thiết lập chi tiết qua 4 bảng tiêu chí với 12 chỉ số hành vi, phân định rõ ràng 3 mức độ chất lượng (từ không thực hiện được ở Mức 1 đến thực hiện chính xác, đầy đủ dưới sự hướng dẫn hoặc độc lập ở Mức 3).
  • Thực trạng dạy học tại Trường THPT Trần Khai Nguyên:
    • Về phía nhà trường và giáo viên: Trường có phòng thực hành Vật lí khang trang (có máy khoan, máy cắt mica...), tổ Vật lí có giáo viên giàu kinh nghiệm và 3 Thạc sĩ. Tổ từng tổ chức các HĐNK như Xiếc Vật lí cân bằng, Cuộc thi xe thế năng, Đo chu vi Trái Đất ngày Xuân phân 21/3, Tham quan thủy điện Trị An, Tham quan Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt. Tuy nhiên, phòng thí nghiệm hoàn toàn không có dụng cụ cho chương "Vật lí hạt nhân và nguyên tử", giáo viên chủ yếu giảng giải lý thuyết suông hoặc chiếu video clip minh họa bài "Phóng xạ".
    • Về phía học sinh: Đa số học sinh lớp 12A1 chăm ngoan, có ý thức kỷ luật tốt nhưng quen lối học thụ động, học vẹt công thức để giải bài tập thi cử, thiếu hụt kỹ năng chế tạo và lúng túng khi thao tác với dụng cụ thực tế.

Chương 2: Xây dựng và tổ chức dạy học kiến thức bài “Phóng xạ” Vật lí 12

Chương này trình bày giải pháp kỹ thuật chế tạo buồng sương Wilson tự tạo và quy trình thiết kế hoạt động ngoại khóa:

  • Nghiên cứu kiến thức bài "Phóng xạ" (Thời lượng: 2 tiết): Xác định mục tiêu chuẩn về kiến thức (định nghĩa hiện tượng phóng xạ, phương trình phân rã $\alpha$, $\beta^-$, $\beta^+$, định luật phóng xạ, chu kỳ bán rã, hằng số phân rã, ứng dụng đồng vị phóng xạ), kỹ năng giải bài tập, giải thích hiện tượng và thái độ học tập.
  • Cấu trúc và nguyên lý buồng sương Wilson:
    • Nguyên vật liệu chế tạo: Hộp thủy tinh (hoặc hộp nhựa trong suốt), tấm mica trong suốt làm nắp, mút xốp thấm cồn, cồn isopropyl 99%, nguồn phóng xạ tự nhiên (mẫu đất tự nhiên lấy từ Ninh Thuận), túi nilon đen, đèn pin chiếu sáng, đá khô ($CO_2$ rắn), keo nến và súng bắn keo.
    • Tiến trình thí nghiệm 5 bước:
      1. Dán tấm nilon đen vào mặt trong đáy hộp để tạo phông nền tương phản.
      2. Dán dải mút xốp xung quanh thành trong phía trên của hộp.
      3. Gọt bỏ phần trong của nắp đậy và thay bằng tấm mica trong suốt (nếu nắp đục).
      4. Tẩm lượng cồn isopropyl 99% vừa đủ vào mút xốp, đặt nguồn đất phóng xạ tự nhiên vào chính giữa đáy hộp, dùng keo nến đóng kín nắp hộp.
      5. Đặt buồng sương lên khay đá khô trong không gian tối; chờ 2 phút để tạo trạng thái hơi bão hòa (xuất hiện giọt cồn rơi liên tục); sau 5 phút, dùng đèn pin chiếu xiên để quan sát các vệt sáng (đường đi của hạt phóng xạ) xuất hiện trong bán kính 3–4 cm quanh nguồn.
  • Thiết kế hoạt động ngoại khóa đánh giá NLTN (Quy trình 6 bước):
    • Bước 1: Chọn ngẫu nhiên lớp thực nghiệm 12A1.
    • Bước 2: Dạy lý thuyết bài "Phóng xạ" và giới thiệu nguyên lý buồng sương Wilson.
    • Bước 3: Chia lớp thành 2 nhánh: Nhóm thực nghiệm A (gồm các nhóm nhỏ 1, 2, 3 - mỗi nhóm 3 học sinh) và Nhóm thực nghiệm B (gồm các nhóm nhỏ 4, 5, 6 - mỗi nhóm 3 học sinh).
    • Bước 4: Tổ chức 3 buổi ngoại khóa:
      • Nhiệm vụ A (Nhóm A - 1 buổi, chuẩn bị 5 ngày): Giáo viên cung cấp sẵn toàn bộ vật liệu chuẩn; học sinh dựa vào sơ đồ nguyên lý để tự lắp ráp, vận hành và báo cáo.
      • Nhiệm vụ B (Nhóm B - 2 buổi, chuẩn bị 10 ngày): Học sinh tự tìm kiếm nguyên vật liệu chế tạo ở buổi 1; sau đó tự đánh giá, cải tiến dụng cụ ở buổi 2 để tối ưu hóa kết quả.
    • Bước 5: Học sinh thực hành, thảo luận nhóm dưới sự giám sát của giáo viên.
    • Bước 6: Báo cáo kết quả thí nghiệm, đánh giá NLTN và rút kinh nghiệm.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày tiến trình và kết quả định tính, định lượng từ đợt thực nghiệm tại Trường THPT Trần Khai Nguyên:

  • Kế hoạch triển khai thực nghiệm:
    • Ngày 22/02/2019: Chọn lớp 12A1 (30 học sinh tự nguyện tham gia), chia nhóm A và B, giao nhiệm vụ.
    • Ngày 26/02/2019: Dạy bài "Phóng xạ" trên lớp và giới thiệu thí nghiệm buồng sương Wilson.
    • Ngày 01/03/2019 (Buổi 1): Tiến hành hoạt động ngoại khóa cho Nhóm thực nghiệm A (Nhóm 1, 2, 3).
    • Ngày 07/03/2019 (Buổi 2): Tiến hành hoạt động ngoại khóa cho Nhóm thực nghiệm B lần 1 (Nhóm 4, 5, 6).
    • Ngày 14/03/2019 (Buổi 3): Tiến hành hoạt động ngoại khóa cho Nhóm thực nghiệm B lần 2 (cải tiến).
    • Ngày 20/03/2019: Báo cáo tổng kết và xử lý số liệu đánh giá NLTN.
  • Diễn biến và kết quả thí nghiệm của các nhóm:
Nhóm thực nghiệm Dụng cụ sử dụng Thao tác kỹ thuật chính Hiện tượng quan sát được Nguyên nhân và nhận xét
Nhóm 1 (Nhóm A) Hộp thủy tinh to, đá khô, mica, cồn 99%, mút, nguồn đất Ninh Thuận. Dán nilon đen đáy, dán mút quanh thành, đổ ít cồn vào đáy hộp, đậy nắp, chiếu đèn từ trên miệng hộp. Hầu như không thấy được các vệt phóng xạ. Đổ cồn trực tiếp xuống đáy làm cản trở ngưng tụ; dán keo nắp chưa kín; thao tác vụng về; chưa biết chỉnh góc đèn.
Nhóm 2 (Nhóm A) Hộp thủy tinh to, đá khô, mica, cồn 99%, mút, nguồn đất Ninh Thuận. Dán nilon đen đáy, dán mút quanh thành, đổ cồn vào mút, dùng màng bọc thực phẩm đậy kín, chiếu đèn từ miệng hộp. Thấy được vệt phóng xạ nhưng còn mờ. Màng bọc thực phẩm chưa đảm bảo độ phẳng và kín tuyệt đối; góc chiếu đèn từ trên xuống chưa tối ưu độ tương phản.
Nhóm 3 (Nhóm A) Hộp thủy tinh nhỏ, đá khô, mica, cồn 99%, mút, nguồn đất Ninh Thuận. Dán mút quanh thành, dán nilon đen đáy, tẩm cồn vừa đủ vào mút, dùng súng bắn keo gắn kín nắp mica, chỉnh đèn bên thành. Thấy các vệt phóng xạ rõ ràng, xuất hiện đều quanh nguồn. Thao tác thành thạo; buồng sương nhỏ kín khít; kiểm soát tốt lượng cồn; góc chiếu sáng chuẩn xác.
Nhóm 4 (Nhóm B - Buổi 2) Hộp nhựa to (HS tự chuẩn bị), đá khô, cồn, mút, màng bọc thực phẩm. Dán mút quanh thành, dán nilon đen đáy, tẩm cồn vừa đủ vào mút, bọc màng thực phẩm, chiếu đèn từ trên miệng hộp. Thấy vệt phóng xạ nhưng rất mờ. Hộp nhựa truyền nhiệt lạnh từ đá khô kém hơn thủy tinh; độ trong suốt của nhựa và màng bọc làm giảm tầm nhìn.
Nhóm 5 (Nhóm B - Buổi 2) Hộp nhựa nhỏ (HS tự chuẩn bị), đá khô, cồn, mút, màng bọc thực phẩm. Dán nilon đen đáy, dán mút quanh thành, đổ ít cồn vào mút, bọc màng thực phẩm, chiếu đèn từ trên miệng hộp. Không thấy được vệt phóng xạ. Hộp nhựa không kín; đáy nhựa cách nhiệt làm chậm quá trình bão hòa hơi; chiếu đèn sai vị trí.
Nhóm 6 (Nhóm B - Buổi 2) Hộp nhựa nhỏ (HS tự chuẩn bị), đá khô, cồn, mút, màng bọc thực phẩm. Dán nilon đen đáy, dán mút quanh thành, đổ ít cồn vào mút, đậy nắp hộp kín, chiếu đèn từ thành hộp. Không thấy được vệt phóng xạ. Lượng cồn chưa tối ưu; chất liệu hộp nhựa không phù hợp; chưa tạo được gradien nhiệt độ bão hòa cần thiết.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả nghiên cứu chính:
    • Chế tạo thành công thiết bị buồng sương Wilson tự tạo với chi phí thấp, an toàn, sử dụng mẫu đất phóng xạ tự nhiên lấy từ Ninh Thuận, cho phép quan sát rõ nét đường đi của tia phóng xạ trong bán kính 3–4 cm quanh nguồn sau 5 phút làm lạnh trên đá khô.
    • Xác lập chính xác các điều kiện kỹ thuật then chốt để thí nghiệm thành công: Buồng chứa phải kín tuyệt đối bằng keo nến hoặc nắp mica phẳng; sử dụng cồn isopropyl nồng độ cao (99%); cồn phải được tẩm lượng vừa đủ vào mút xốp gắn ở thành hộp phía trên (tuyệt đối không để đọng cồn tự do ở đáy); đáy hộp bắt buộc phải lót nilon đen và tiếp xúc trực tiếp với đá khô; chiếu đèn pin xiên từ cạnh hộp trong phòng tối.
    • Phân tích rõ sự khác biệt giữa hai hình thức bồi dưỡng NLTN: Nhóm HS được cấp sẵn dụng cụ (Nhóm A) nắm bắt nhanh nhưng thụ động và lúng túng về bản chất công năng thiết bị; Nhóm HS tự tìm kiếm vật liệu (Nhóm B) ban đầu thất bại do chọn sai vật liệu (hộp nhựa, màng bọc) nhưng qua quá trình phát hiện sai sót và tự cải tiến đã phát triển vượt bậc về tư duy thiết kế và kỹ năng thực nghiệm.
  • Giải pháp và kiến nghị của tác giả:
    • Các trường THPT cần đưa hoạt động ngoại khóa theo chuyên đề chế tạo thiết bị khoa học vào kế hoạch năm học nhằm bù đắp sự thiếu hụt thiết bị thực hành cho các phần kiến thức trừu tượng.
    • Giáo viên cần xây dựng bảng chỉ số hành vi và rubric cụ thể để đánh giá quá trình hoạt động của học sinh thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối cùng.
    • Tổ chuyên môn Vật lí có thể chủ động chuẩn bị các vật tư tiêu hao an toàn (đá khô, cồn 99%, mẫu khoáng vật tự nhiên) để triển khai bài học trực quan cho học sinh khối 12.
  • Đóng góp của khóa luận:
    • Giải quyết bài toán trực quan hóa kiến thức bài "Phóng xạ" Vật lí 12 mà sách giáo khoa và danh mục thiết bị dạy học tối thiểu chưa đáp ứng được.
    • Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm gồm 4 tiêu chí, 12 chỉ số hành vi và thang đo 3 mức độ chất lượng có giá trị ứng dụng thực tiễn cao trong dạy học Vật lí phổ thông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Khảo sát và thực nghiệm sư phạm chỉ mới tiến hành trên phạm vi hẹp tại một trường (THPT Trần Khai Nguyên) với mẫu nghiên cứu gồm 30 học sinh lớp 12A1.
    • Mẫu nguồn phóng xạ sử dụng là đất tự nhiên Ninh Thuận có hoạt độ phóng xạ thấp, vệt phóng xạ chỉ quan sát được trong phạm vi bán kính nhỏ (3–4 cm) và đòi hỏi phòng phải tối hoàn toàn.
    • Thí nghiệm phụ thuộc vào vật tư đá khô ($CO_2$ rắn) vốn bay hơi nhanh, khó bảo quản lâu dài trong điều kiện thông thường của phòng thí nghiệm trường học.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng phạm vi thực nghiệm sư phạm sang nhiều trường THPT với các đối tượng học sinh có học lực khác nhau để chuẩn hóa bộ rubric đánh giá NLTN.
    • Nghiên cứu thay thế đá khô bằng hệ thống làm lạnh bán dẫn (sò nóng lạnh Peltier) kết hợp tản nhiệt nước nhằm tạo ra buồng sương Wilson chạy bằng điện, có thể hoạt động ổn định và liên tục trong tiết học chính khóa.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Giáo viên Vật lí THPT: Sử dụng toàn bộ bản thiết kế, quy trình 5 bước lắp ráp buồng sương Wilson và kế hoạch hoạt động ngoại khóa để triển khai giảng dạy bài "Phóng xạ" hoặc sinh hoạt câu lạc bộ STEM/Vật lí.
    • Sinh viên ngành Sư phạm Vật lí: Tham khảo phương pháp luận thiết kế công cụ đánh giá năng lực, cách thức xây dựng rubric 3 mức độ và quy trình triển khai một đề tài thực nghiệm sư phạm hoàn chỉnh.
    • Cán bộ quản lý chuyên môn: Tham khảo mô hình hoạt động ngoại khóa kết hợp chế tạo đồ dùng dạy học tự làm nhằm nâng cao chất lượng dạy học các môn khoa học tự nhiên.
  • Nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Bảng cấu trúc NLTN và bảng chỉ số hành vi 3 mức độ chất lượng (Bảng 1.1 đến Bảng 1.6 trong Chương 1).
    • Quy trình kỹ thuật chế tạo, các lưu ý chống rò khí và kỹ thuật tạo góc chiếu sáng quan sát vệt phóng xạ (Chương 2 và Chương 3).

Câu hỏi thường gặp

  • 1. Bộ buồng sương Wilson trong đề tài sử dụng những nguyên vật liệu cụ thể nào và nguồn phóng xạ lấy từ đâu?
    Bộ thí nghiệm sử dụng hộp thủy tinh trong suốt, tấm mica làm nắp, mút xốp gắn thành hộp, cồn isopropyl 99%, túi nilon đen lót đáy, đèn pin chiếu sáng, súng bắn keo/keo nến làm kín và đá khô ($CO_2$ rắn) làm lạnh. Nguồn phóng xạ được sử dụng là mẫu đất tự nhiên an toàn lấy từ Ninh Thuận.

  • 2. Thời gian và dấu hiệu nhận biết trạng thái bão hòa cũng như vệt phóng xạ trong buồng sương diễn ra như thế nào?
    Sau khi đặt buồng sương lên đá khô khoảng 2 phút, trong hộp xuất hiện các giọt cồn nhỏ rơi liên tục, báo hiệu trạng thái hơi quá bão hòa bắt đầu hình thành. Sau khoảng 5 phút, trong không gian tối dưới ánh đèn pin chiếu xiên, các vệt sáng có độ dài ngắn khác nhau (đường đi của hạt phóng xạ) xuất hiện rõ nét trong bán kính 3–4 cm quanh mẫu đất.

  • 3. Cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh được tác giả chia thành các thành phần nào?
    NLTN được chia thành 4 năng lực thành phần: (1) Năng lực phát hiện vấn đề cần nghiên cứu; (2) Năng lực thiết kế phương án thí nghiệm; (3) Năng lực tiến hành thí nghiệm và thu thập kết quả; (4) Năng lực đánh giá kết quả và rút ra kết luận.

  • 4. Quy mô và thời gian triển khai thực nghiệm sư phạm của đề tài được thực hiện như thế nào?
    Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trên 30 học sinh lớp 12A1 Trường THPT Trần Khai Nguyên (Quận 5, TP.HCM), diễn ra từ ngày 22/02/2019 đến ngày 20/03/2019 qua 3 buổi ngoại khóa chuyên đề.

  • 5. Vì sao ở buổi thực nghiệm đầu tiên của Nhóm B (Nhóm 4, 5, 6), các nhóm hầu như không quan sát được vệt phóng xạ?
    Do học sinh tự chuẩn bị vật liệu và chọn hộp nhựa thay vì hộp thủy tinh (nhựa dẫn nhiệt kém, đáy không đủ lạnh để tạo hơi quá bão hòa), đồng thời dùng màng bọc thực phẩm làm nắp không đủ phẳng và kín, kết hợp với việc chưa biết điều chỉnh góc chiếu đèn pin hợp lý.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Trần Nguyễn Hoàng Duy đã nghiên cứu và chế tạo thành công thiết bị buồng sương Wilson tự tạo từ các nguyên vật liệu đơn giản, an toàn nhằm trực quan hóa đường đi của tia phóng xạ trong dạy học bài "Phóng xạ" Vật lí 12. Tác giả đã xây dựng hoàn chỉnh hệ thống tiêu chí, chỉ số hành vi và thang đo 3 mức độ chất lượng để đánh giá 4 năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm học sinh thông qua hoạt động ngoại khóa. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Trần Khai Nguyên đã chứng minh tính khả thi, hiệu quả của giải pháp kỹ thuật cũng như sự tiến bộ rõ nét của học sinh trong tư duy thiết kế, chế tạo và xử lý tình huống thực nghiệm khoa học.