Xây dựng và sử dụng mô hình mắt trong dạy học Vật lý 11 THPT: Phát triển Năng lực Thực nghiệm

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng mô hình mắt trong dạy học Vật lý 11 THPT, phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Khóa luận sư phạm hữu ích.

• Tác giả: Lê Thị Khánh Linh
• Người hướng dẫn: ThS. Lê Thị Xuyến
• Trường học: Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội 2
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt trong dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• prefix.1. Lý do chọn đề tài
• prefix.2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
• prefix.3. Mục đích nghiên cứu
• prefix.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
• prefix.5. Phương pháp nghiên cứu
• prefix.6. Kết quả dự kiến
• prefix.7. Nội dung chính nghiên cứu
• 1. Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm
• 1.1. Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý
• 1.1.1. Khái niệm về năng lực
• 1.1.2. Khái niệm về năng lực thực nghiệm
• 1.1.3. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
• 1.1.4. Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm
• 1.1.5. Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập bộ môn Vật lý
• 1.2. Lý luận về mô hình trong dạy học Vật lý
• 1.2.1. Khái niệm về mô hình
• 1.2.2. Phân loại mô hình trong Vật lý học
• 1.2.3. Chức năng của mô hình trong Vật lý học
• 1.3. Điều tra thực tiễn của việc phát triển NLTN cho học sinh ở THPT
• 1.3.1. Mục đích điều tra
• 1.3.2. Phương pháp điều tra
• 1.3.3. Kết quả điều tra
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. Chương 2: Tổ chức dạy học bài „Mắt‟ thông qua mô hình mắt
• 2.1. Vị trí, tầm quan trọng của bài „Mắt‟ trong chương trình Vật lý phổ thông
• 2.2. Mục tiêu, nội dung kiến thức của bài „Mắt‟
• 2.2.1. Mục tiêu bài học theo hướng tiếp cận và phát triển năng lực thực nghiệm
• 2.2.2. Phân tích nội dung kiến thức bài học
• 2.2.3. Sơ đồ cấu trúc đơn vị kiến thức của bài „Mắt‟
• 2.2.4. Cấu tạo của mắt
• 2.2.5. Cơ chế hoạt động của mắt
• 2.2.6. Sự điều tiết của mắt
• 2.2.7. Một số tật khúc xạ về mắt
• 2.3. Xây dựng mô hình vật chất chức năng của mắt
• 2.4. Thiết kế tiến trình dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT
• 2.4.1. Các hoạt động dạy học
• 2.4.2. Cơ hội hình thành và phát triển các thành tố NLTN của việc sử dụng mô hình trong tiến trình đã xây dựng
• 2.5. Kết luận chương 2
• 3. Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm
• 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Dự kiến thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN CHUNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Hình Mắt Vật Lý 11 NLTN Là Gì

Bài học về Mô hình mắt Vật lý 11 không chỉ đơn thuần là kiến thức sách vở, mà còn là cơ hội vàng để phát triển năng lực thực nghiệm (NLTN) cho học sinh. NLTN không chỉ là khả năng thao tác với dụng cụ, mà còn là khả năng tư duy, phân tích và giải quyết vấn đề dựa trên các thí nghiệm và quan sát. Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015), Năng lực là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí để thực hiện một loại công việc trong một bối cảnh nhất định. [2] Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh giáo dục hiện đại, khi học sinh cần được trang bị những kỹ năng cần thiết để thích ứng với thế giới đầy biến động. Việc sử dụng mô hình mắt trong Vật lý 11 không chỉ giúp học sinh hiểu sâu sắc về cấu tạo và chức năng của mắt, mà còn kích thích sự sáng tạo và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tế. NLTN còn là khả năng thiết kế thí nghiệm Vật lý, khả năng chế tạo một dụng cụ hay thiết bị dựa trên nguyên lý hoạt động để phục vụ quá trình học tập. Năng lực gắn liền với hoạt động nên NLTN đòi hỏi học sinh không những phải hiểu rõ mà còn phải vận dụng đƣợc kiến thức và kỹ năng đƣợc học để thực hiện. Vì vậy, trau dồi NLTN Vật lý cho học sinh là cần thiết. Chương trình giáo dục phổ thông Tổng thể (2017) định nghĩa năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện. Một trong những yếu tố quan trọng để phát triển NLTN là tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học. Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn. Vì thế, trong quá trình học tập bộ môn, nhờ có thí nghiệm mà HS có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lý của các hiện tượng, định luật, quá trình đƣợc nghiên cứu. Từ đó mà khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn [14].

1.1. Năng Lực Thực Nghiệm NLTN Vật Lý Là Gì

NLTN trong Vật lý không chỉ dừng lại ở việc thực hiện các thí nghiệm theo hướng dẫn. Nó còn bao gồm khả năng đặt câu hỏi, xây dựng giả thuyết, thiết kế phương án thí nghiệm, thu thập và phân tích dữ liệu, từ đó rút ra kết luận và áp dụng vào thực tế. NLTN Vật lý đƣợc hiểu là: khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ thuộc lĩnh vực Vật lý và các thuộc tính cá nhân khác để thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong bối cảnh chuyên ngành nhất định nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra. Đó có thể là khả năng thiết kế thí nghiệm Vật lý, khả năng chế tạo một dụng cụ hay thiết bị dựa trên nguyên lý hoạt động để phục vụ quá trình học tập. Năng lực gắn liền với hoạt động nên NLTN đòi hỏi học sinh không những phải hiểu rõ mà còn phải vận dụng đƣợc kiến thức và kỹ năng đƣợc học để thực hiện.

1.2. Vì Sao Cần Phát Triển Năng Lực Thực Nghiệm

Thế kỷ 21 đòi hỏi con người có khả năng tư duy phản biện, sáng tạo và giải quyết vấn đề. NLTN là một trong những yếu tố then chốt để đáp ứng những yêu cầu này. Khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tế, phân tích dữ liệu, và đưa ra quyết định dựa trên bằng chứng là những kỹ năng vô cùng quan trọng trong mọi lĩnh vực của đời sống. Việc phát triển năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh là vô cùng cần thiết, việc này xuất phát từ Hội nghị lần thứ VIII Ban Chấp Hành Trung ƣơng Đảng khóa XI đã khẳng định phải “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trƣờng, định hƣớng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế”.

1.3. Cấu Trúc Của Năng Lực Thực Nghiệm Trong Vật Lý 11

Năng lực thực nghiệm đƣợc cụ thể hóa thành những năng lực thành phần và mỗi năng lực thành phần đó lại đƣợc cụ thể hóa bằng các thành tố liên quan đến kiến thức, kỹ năng … để định hƣớng cho quá trình giảng dạy, kiểm tra và đánh giá ngƣời học. Theo Schecker, H, cấu trúc năng lực thực nghiệm bao gồm các năng lực thành phần: Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đƣa ra các dự đoán, giả thuyết; Năng lực thiết kế các phƣơng án thí nghiệm; Năng lực tiến hành các phƣơng án thí nghiệm đã thiết kế; Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả. Cấu trúc của NLTN có thể bao gồm các thành tố nhƣ sau: 1. Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đƣa ra các dự đoán, giả thuyết 2. Năng lực thiết kế các phƣơng án thí nghiệm 3. Năng lực tiến hành thí nghiệm đã thiết kế và thu thập kết quả thực nghiệm. 4. Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả.

II. Thách Thức Phát Triển NLTN Mô Hình Mắt Vật Lý 11

Việc phát triển NLTN không phải lúc nào cũng dễ dàng. Nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế, thiết kế thí nghiệm, hoặc phân tích dữ liệu. Thêm vào đó, việc thiếu trang thiết bị thí nghiệm, hoặc thời gian thực hành hạn chế cũng là những rào cản lớn. Một trong số đó là do thời lƣợng lên lớp của môn học còn hạn chế nên ngƣời học đôi khi sẽ phải thực hiện nhiệm vụ thí nghiệm ngoài giờ lên lớp. Điều này đòi hỏi ngƣời học cần phải tự tu duy và thực hiện trong điều kiện không có sự giúp đỡ của giáo viên, do đó, việc giao nhiệm vụ thực nghiệm về nhà góp phần quan trọng đối với việc phát triển NLTN cho ngƣời học. Vì thế, giáo viên nên tăng cƣờng giao những nhiệm vụ học tập thực nghiệm về nhà cho ngƣời học tự tìm tòi và sáng tạo. Thách thức lớn là làm sao để học sinh thấy được sự liên hệ giữa lý thuyết và thực hành, làm sao để các em có thể tự tin khám phá và ứng dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tế. Một vấn đề nữa là việc xây dựng mô hình mất nhiều thời gian và công sức (100%). Bên cạnh đó, học sinh chƣa làm quen và chƣa có kỹ năng khai thác thông tin từ mô hình dẫn đến hiệu quả học tập còn chƣa cao (100%).

2.1. Khó Khăn Trong Việc Vận Dụng Kiến Thức Vào Thực Tế

Nhiều học sinh có thể học thuộc các định luật và công thức, nhưng lại lúng túng khi áp dụng chúng vào các tình huống thực tế. Điều này cho thấy sự thiếu hụt trong khả năng tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề. Dựa trên kết quả khảo sát với học sinh, khi đƣợc giao cho các nhiệm vụ liên quan đến thực tế, các em gặp khó khăn trong việc vận dụng linh hoạt, tổng hợp các kiến thức, kỹ năng để giải quyết vấn đề (73.34%) và các em cũng chƣa có các kỹ năng để thực hành giải quyết vấn đề đó (75%).

2.2. Thiếu Hụt Trang Thiết Bị Thí Nghiệm Và Thời Gian Thực Hành

Không phải trường học nào cũng có đầy đủ trang thiết bị thí nghiệm hiện đại. Thêm vào đó, thời gian thực hành trong chương trình học thường bị hạn chế, khiến học sinh không có đủ cơ hội để rèn luyện kỹ năng thực nghiệm. Để khắc phục điều này, nhiều trường học đã chuyển sang sử dụng các phần mềm mô phỏng, hoặc các thí nghiệm ảo. Tuy nhiên, việc thực hành trên các thiết bị thực tế vẫn mang lại những trải nghiệm và kỹ năng không thể thay thế.

2.3. Học Sinh Thụ Động Chưa Có Động Lực Khám Phá

Một số học sinh có tâm lý ngại khó, ngại sai, dẫn đến việc thụ động trong học tập và thiếu động lực khám phá. Các em có xu hướng chỉ học thuộc lòng kiến thức, thay vì chủ động tìm hiểu và ứng dụng. Theo đó, học sinh cũng đã đƣợc tiếp cận và ứng dụng kiến thức vào các nhiệm vụ hợp tập ở mức độ cao hơn, nhƣ là: đƣợc thiết kế phƣơng án thí nghiệm (47.5%), thực hiện tiến hành thí nghiệm (83.34%), đo đạc các thông số ngoài thực tế (30.83%)…

III. Hướng Dẫn Xây Dựng Mô Hình Mắt Vật Lý 11 Đơn Giản

Việc xây dựng mô hình mắt không chỉ là một hoạt động thực hành, mà còn là cơ hội để học sinh hiểu sâu sắc về cấu tạo và chức năng của các bộ phận của mắt. Từ đó, các em có thể liên hệ kiến thức với thực tế, và phát triển tư duy sáng tạo. Mô hình vật chất chức năng của mắt có khả năng „điều tiết‟ nhằm đƣa vào hoạt động giảng dạy. Dụng cụ, nguyên liệu, thiết bị: + Lớp chất trong suốt là màng bọc thực phẩm, có đủ 2 yếu tố cần thiết nhất cho thấu kính nƣớc đó là trong suốt và độ đàn hổi tốt. + Lớp vành nhựa trong, dẻo: cắt ra từ cốc giấy, hoặc miếng nhựa bất kỳ cắt theo hình chữ nhất rồi dán 2 đầu … + Các loại keo, băng dính.

3.1. Vật Liệu Cần Thiết Để Làm Mô Hình Mắt

Để làm mô hình mắt đơn giản, bạn có thể sử dụng các vật liệu dễ kiếm như: hộp giấy, bìa carton, giấy màu, keo dán, kéo, bút chì, compa, và một số vật liệu trong suốt như giấy bóng kính, hoặc mica mỏng. Việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào mức độ phức tạp của mô hình bạn muốn xây dựng. Dùng băng dính 2 mặt để gắn lớp màng bọc vào vành nhựa. Lƣu ý khi gắn cần dính màng bọc càng căng thì thấu kính tạo ra có bán kính cong 2 mặt càng đều. Tiến hành cho nƣớc vào bên trong thấu kính.

3.2. Các Bước Thực Hiện Chi Tiết

Bắt đầu bằng việc vẽ sơ đồ cấu tạo của mắt lên giấy, sau đó cắt các bộ phận ra khỏi bìa carton hoặc giấy màu. Tiếp theo, dán các bộ phận lại với nhau theo đúng vị trí tương ứng. Bạn có thể sử dụng giấy bóng kính hoặc mica mỏng để tạo thành thấu kính và thủy tinh thể. Cuối cùng, trang trí mô hình bằng các màu sắc khác nhau để làm cho nó trở nên sinh động và dễ hiểu hơn. Mô hình vừa thiết kế là mô hình của mắt thƣờng (không mắc tật về mắt) và ở trạng thái khi không điều tiết. Khi bóp vành nhựa tƣơng ứng với quá trình điều tiết của mắt: Khi bóp vành, lƣợng nƣớc chứa trong thấu kính thay đổi độ dày, dẫn đến lớp màng bọc thấu kính đó tăng độ cong hay chính là tiêu cự giảm; quá trình này giống với quá trình cơ vòng của mắt co bóp làm thủy tinh thể phồng lên, tiêu cự của thấu kính mắt giảm xuống để nhìn các vật ở gần. Thả tay ra không bóp nữa, vành và màng phục hồi về trạng thái ban đầu chính là khi mắt đang nhìn vật ở gần và điều tiết để nhìn ra xa (cơ vòng giãn, kéo giãn thể thủy tinh, tiêu cự thấu kính mắt tăng).

IV. Thí Nghiệm Vật Lý 11 Ứng Dụng Mô Hình Mắt

Sau khi xây dựng mô hình, bạn có thể sử dụng nó để thực hiện các thí nghiệm đơn giản, giúp học sinh hiểu rõ hơn về cách mắt hoạt động. Ví dụ, bạn có thể sử dụng mô hình để mô phỏng quá trình điều tiết của mắt, hoặc cách mắt bị ảnh hưởng bởi các tật khúc xạ. Nguyên nhân chủ yếu khi mắt gặp phải các tật khúc xạ là độ cong của thấu kính mắt thay đổi làm tiêu cự của thấu kính mắt thay đổi hay chính là độ tụ thay đổi so với mắt thƣờng, do đó, ảnh của vật không hiện rõ trên võng mạc nhƣ mắt thƣờng.

4.1. Mô Phỏng Quá Trình Điều Tiết Của Mắt

Sử dụng mô hình để mô phỏng quá trình điều tiết của mắt bằng cách thay đổi khoảng cách giữa thấu kính và màn hình. Quan sát sự thay đổi của hình ảnh trên màn hình khi khoảng cách thay đổi. Giải thích tại sao mắt cần điều tiết để nhìn rõ các vật ở các khoảng cách khác nhau.Muốn điều tiết, tiến hành bóp từ từ vành nhựa, lớp nƣớc ở giữa sẽ thay đổi độ dày, từ đó làm thay đổi tiêu cự của thấu kính mắt.

4.2. Mô Phỏng Các Tật Khúc Xạ

Bạn có thể mô phỏng các tật khúc xạ như cận thị, viễn thị bằng cách thay đổi độ cong của thấu kính trong mô hình. Quan sát sự thay đổi của hình ảnh trên màn hình khi độ cong của thấu kính thay đổi. Giải thích tại sao người cận thị và viễn thị cần đeo kính để nhìn rõ. Trên mô hình, để mô tả biện pháp khắc phục này, có thể thay đổi hoàn toàn chất lỏng của thấu kính nƣớc trong mô hình: đổ bỏ phần nƣớc ở thấu kính nƣớc ban đầu và thay nó bằng chất lỏng trong suốt khác có chiết suất phù hợp (nƣớc đƣờng, nƣớc muối …) khi mô tả đối với các tật khác nhau.

V. Lợi Ích Của Việc Phát Triển NLTN Qua Mô Hình Mắt

Việc phát triển NLTN thông qua mô hình mắt mang lại rất nhiều lợi ích cho học sinh. Các em không chỉ hiểu sâu sắc về kiến thức, mà còn phát triển các kỹ năng tư duy, sáng tạo, và giải quyết vấn đề. Theo ý kiến cá nhân của GV, 100% thầy cô đều cho rằng các hoạt động: sử dụng mô hình, thí nghiệm trong quá trình giảng dạy; cho học sinh thực hành trong các tiết thực hành; kiểm tra, đánh giá học sinh bằng các nhiệm vụ nhỏ yêu cầu về tính sáng tạo, vận dụng linh hoạt kiến thức lý thuyết; Hay tổ chức hƣớng dẫn học sinh tiến hành nhiệm vụ thực nghiệm; Hoặc cho học sinh tham gia các hoạt động trải nghiếm sáng tạo … đều giúp học sinh có cơ hội hình thành và phát triển NLTN trong quá trình học tập bộ môn.

5.1. Cải Thiện Khả Năng Tư Duy Phản Biện

Khi thực hiện các thí nghiệm với mô hình, học sinh phải tự đặt câu hỏi, phân tích dữ liệu, và đưa ra kết luận. Điều này giúp các em phát triển khả năng tư duy phản biện và đánh giá thông tin một cách khách quan. Một số học sinh có tâm lý ngại khó, ngại sai, dẫn đến việc thụ động trong học tập và thiếu động lực khám phá. Các em có xu hướng chỉ học thuộc lòng kiến thức, thay vì chủ động tìm hiểu và ứng dụng.

5.2. Kích Thích Sự Sáng Tạo

Việc xây dựng và sử dụng mô hình mắt đòi hỏi học sinh phải có sự sáng tạo và khéo léo. Các em có thể tự do thiết kế và trang trí mô hình theo ý tưởng của mình, tạo ra những sản phẩm độc đáo và mang tính cá nhân. Khi đƣợc giao cho các nhiệm vụ liên quan đến thực tế, các em gặp khó khăn trong việc vận dụng linh hoạt, tổng hợp các kiến thức, kỹ năng để giải quyết vấn đề (73.34%) và các em cũng chƣa có các kỹ năng để thực hành giải quyết vấn đề đó (75%).

5.3. Nâng Cao Khả Năng Giải Quyết Vấn Đề

Khi gặp phải các vấn đề trong quá trình thực hiện thí nghiệm, học sinh phải tự tìm cách giải quyết. Điều này giúp các em phát triển khả năng giải quyết vấn đề và kỹ năng làm việc nhóm, đặc biệt là khả năng tìm hiểu và giải quyết các vấn đề thực tế trong cuộc sống. Rất ít các em học sinh không gặp khó khăn khi học bài „Mắt và các tật của mắt‟, các em gặp khó khăn lớn về việc hình dung, tƣởng tƣợng hình ảnh cấu tạo của mắt để hiểu rõ về các đơn vị kiến thức trong bài học, và từ đó cũng gặp khó khăn khi vận dụng kiến thức để làm những bài tập về mắt hoặc liên quan đến các tật của mắt.

VI. Kết Luận Ứng Dụng Mô Hình Mắt NLTN Tương Lai

Việc ứng dụng mô hình mắt Vật lý 11 không chỉ là một phương pháp giảng dạy hiệu quả, mà còn là một công cụ mạnh mẽ để phát triển NLTN cho học sinh. Để phát huy tối đa tiềm năng của phương pháp này, cần có sự đầu tư về trang thiết bị, thời gian, và sự nhiệt tình của giáo viên. Cần có sự đầu tư về trang thiết bị, thời gian, và sự nhiệt tình của giáo viên. Qua kết quả điều tra và phân tích, mặc dù số lƣợng khảo sát giáo viên có hạn nhƣng chúng tôi nhận thấy đƣợc các thầy cô đều rất quan tâm đến vấn đề dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực cho học sinh, đặc biệt là NLTN trong bộ môn Vật lý là cần thiết và phù hợp.

6.1. Tăng Cường Đầu Tư Về Trang Thiết Bị Và Thời Gian

Các trường học cần được trang bị đầy đủ các thiết bị thí nghiệm hiện đại, và dành nhiều thời gian hơn cho các hoạt động thực hành. Thêm vào đó, cần có sự phối hợp giữa giáo viên và phụ huynh để tạo điều kiện cho học sinh thực hiện các thí nghiệm tại nhà. HS thƣờng xuyên đƣợc giải các bài tập cơ bản (100%) và các thầy cô giáo cũng thƣờng đƣa ra các bài tập giải thích hiện tƣợng cho các em, nhƣ vậy việc giúp cho HS nắm vững kiến tức và vận dụng kiến thức cơ bản rất đƣợc chú trọng.

6.2. Nâng Cao Năng Lực Cho Giáo Viên

Giáo viên cần được đào tạo về các phương pháp giảng dạy hiện đại, và có kiến thức sâu rộng về NLTN. Thêm vào đó, cần có sự trao đổi kinh nghiệm giữa các giáo viên để cùng nhau nâng cao chất lượng giảng dạy. Để thực hiện tốt công việc này, giáo viên cần lƣu ý:Khai thác và sử dụng tối đa các bài học có thể sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm. Khi thực hiện phƣơng pháp này cần phát huy tối đa khả năng của ngƣời học nhƣ đề xuất phƣơng án, nêu vấn đề, sử dụng kiến thức liên quan, kiểm tra đánh giá… qua đó phát triển hầu hết các thành tố của năng lực thành phần 1 của NLTN.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM 1. Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý 1. Khái niệm về năng lực Theo một số nhà giáo dục nƣớc ngoài thì năng lực đƣợc hiểu theo nhiều cách khác nhau: „- Năng lực gồm những kĩ năng và kĩ xảo học đƣợc hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng nhƣ 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 (Weinert, 2001). - Năng lực là khả năng sử dụng các kiến thức và các kĩ năng trong một tình huống có ý nghĩa (Rogiers, 1996).

- Năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ phù hợp với một hoạt động thực tiễn (Barnert, 1992). - Năng lực là khả năng đáp ứng thích hợp và đầy đủ các yêu cầu của một lĩnh vực hoạt động (Từ điển Webster‟s New 20th Century, 1965).‟[12] Theo từ điển Tiếng Việt thì năng lực đƣợc lí giải: „là phẩm chất sinh lí và trình độ chuyên môn tạo cho con ngƣời khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lƣợng cao. 816] Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015): Năng lực là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí. để thực hiện một loại công việc trong một bối cảnh nhất định.

[2] Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông Tổng thể (2017): Năng lực là thuộc tính cá nhân đƣợc hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con ngƣời huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể. [1] 6 download by : [e-mail] Nhƣ vậy, ngƣời ta định nghĩa về năng lực thƣờng quy năng lực về phạm trù khả năng hoặc phạm trù phẩm chất, thuộc tính, hoạt động của con ngƣời. Tuy nhiên, dù tiếp cận với định nghĩa năng lực theo phạm trù nào thì đều có điểm chung là năng lực đƣợc bộc lộ qua hoạt động. Khi muốn đánh giá năng lực của một đối tƣợng, chúng ta có thể quan sát hoạt động giải quyết một nhiệm vụ đặt trong một điều kiện cụ thể của đối tƣợng đó.

Có nghĩa, để xử lý tình huống nhất định đó, đối tƣợng cần phải vận dụng kiến thức, kỹ năng và những thuộc tính cá nhân khác của mình; và điều này có thể quan sát đƣợc qua những hoạt động của chủ thể. Có thể thấy, năng lực là kết quả của sự huy động kiến thức, kỹ năng và thuộc tính cá nhân để giải quyết vấn đề, nhƣng năng lực không phải chính „sự huy động đó‟ hay năng lực không phải hoạt động. Mặt khác, phẩm chất hay thuộc tính đƣợc hiểu là cái vốn có của sự vật hay hiện tƣợng; nhƣng chúng ta lại có thể rèn luyện và phát triển đƣợc năng lực thông qua việc thực hiện nhuần nhuyễn các nhiệm vụ hoặc dựa vào chính tố chất của ngƣời học, điều kiện giáo dục. Điều này cho thấy, việc định nghĩa năng lực theo phạm trù khả năng là hợp lý hơn cả.

Chính vì thế, chúng tôi đƣa ra khái niệm về năng lực: „Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kỹ năng và các phẩm chất cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí … để thực hiện thành công hoạt động nhất định trong điều kiện cụ thể nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra. Khái niệm về năng lực thực nghiệm Theo từ điển Tiếng Việt, khái niệm thực nghiệm đƣợc định nghĩa: „Thực nghiệm là tạo ra những biến đổi nào đó ở sự vật quan sát nhằm nghiên cứu nhứng hiện tƣợng nhất định, kiểm tra một ý kiến hoặc gợi ra những ý kiến mới (nói khái quát)‟ [10-tr. Trong nghiên cứu khoa học, thực nghiệm đƣợc hiểu là quá trình thu thập, phân tích thông tin để kiểm chứng cho một giả thuyết khoa học đã đƣợc đặt ra. Năng lực thực nghiệm cũng là khả năng thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong một bối cảnh nhất định.

[7] Năng lực nói chung sẽ đƣợc biểu hiện qua hoạt động đặt trong các tình huống nhất định. Những năng lực khác nhau sẽ đƣợc biểu hiện trong những tình huống khác nhau; chẳng hạn: năng lực hợp tác nhóm sẽ đƣợc thể hiện qua các hoạt động nhóm, năng lực giải quyết vấn đề đƣợc thể hiện qua hoạt động có các tình 7 download by : [e-mail] huống có vấn đề,… và năng lực thực nghiệm cũng sẽ đƣợc bộc lộ qua các hoạt động thực nghiệm. Do vậy, có thể hiểu: „Năng lực thực nghiệm (NLTN) là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ và các thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí,… để thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong một bối cảnh nhất định nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra.‟ Theo đó, NLTN Vật lý đƣợc hiểu là: „khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ thuộc lĩnh vực Vật lý và các thuộc tính cá nhân khác để thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong bối cảnh chuyên ngành nhất định nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra‟. Đó có thể là khả năng thiết kế thí nghiệm Vật lý, khả năng chế tạo một dụng cụ hay thiết bị dựa trên nguyên lý hoạt động … để phục vụ quá trình học tập.

Năng lực gắn liền với hoạt động nên NLTN đòi hỏi học sinh không những phải hiểu rõ mà còn phải vận dụng đƣợc kiến thức và kỹ năng đƣợc học để thực hiện. Vì vậy, trau dồi NLTN Vật lý cho học sinh là cần thiết. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm Năng lực thực nghiệm đƣợc cụ thể hóa thành những năng lực thành phần và mỗi năng lực thành phần đó lại đƣợc cụ thể hóa bằng các thành tố liên quan đến kiến thức, kỹ năng … để định hƣớng cho quá trình giảng dạy, kiểm tra và đánh giá ngƣời học. Mỗi năng lực thành phần tƣơng ứng đƣợc bộc lộ qua một hoạt động thực nghiệm, các năng lực này đƣợc sắp xếp theo một trình tự sẽ cấu thành nên năng lực thực nghiệm.

& Schecker, H, cấu trúc năng lực thực nghiệm bao gồm các năng lực thành phần: - Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đƣa ra các dự đoán, giả thuyết. - Năng lực thiết kế các phƣơng án thí nghiệm. - Năng lực tiến hành các phƣơng án thí nghiệm đã thiết kế. - Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả.

Có thể cụ thể hóa cấu trúc năng lực thực nghiệm của các tác giả trên và đƣa ra các thành tố của NLTN nhƣ sau: 8 download by : [e-mail] - Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đƣa ra các dự đoán, giả thuyết Năng lực này đƣợc hiểu là khả năng đặt ra câu hỏi trọng tâm về các hiện tƣợng vật lý xung quanh vấn đề cần nghiên cứu, từ đó đƣa ra chính xác vấn đề cần nghiên cứu, sau đó đề xuất, lựa chọn ra dự đoán, giả thuyết hợp lý có thể kiểm tra bằng thực nghiệm. Đó là câu trả lời cho những vấn đề cần nghiên cứu khi quan sát hiện tƣợng, thí nghiệm. - Năng lực thiết kế các phƣơng án thí nghiệm Phƣơng án thí nghiệm là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thí nghiệm trong hoàn cảnh cụ thể để thu đƣợc kết quả mong muốn. [5] Dựa vào những phân tích về những hiện tƣợng vật lý và dự đoán, giả thiết xung quanh vấn đề đƣợc đặt ra, ngƣời học có khả năng đề xuất ra những phƣơng án thí nghiệm, lựa chọn các phƣơng án khả thi nhất và lập đƣợc kế hoạch thực hiện thí nghiệm để thu đƣợc kết quả mong muốn chính là năng lực thiết kế phƣơng án thí nghiệm.

- Năng lực tiến hành các phƣơng án thí nghiệm đã thiết kế Là khả năng ngƣời học lựa chọn, sử dụng hợp lý và hiệu quả các thiết bị, dụng cụ để đƣa ra phƣơng án và lắp ráp đƣợc thí nghiệm; bên cạnh đó, ngƣời học cũng phải có khả năng kiểm tra thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, phát hiện sai sót cũng nhƣ khắc phục sai sót trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Sau đó, ngƣời học quan sát, đọc và ghi chép số liệu trong quá trình tiến hành. - Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả Đây là khả năng ngƣời học có thể xử lý đƣợc các số liệu đã thu đƣợc chính xác sau khi tiến hành thí nghiệm, biểu diễn kết quả thu đƣợc (có thể dƣới nhiều hình thức), biện luận về tính đúng đắn của kết quả phân tích đƣợc và đƣa ra những kết luận có giá trị, đánh giá, đƣa ra biện pháp cải thiện phƣơng án thí nghiệm để có kết quả mong muốn. Cấu trúc của NLTN có thể bao gồm các thành tố nhƣ sau: 9 download by : skknchat@gmail.

Cấu trúc của NLTN Năng lực thành phần Thành tố 1. Năng lực xác định vấn 1. Đặt ra đƣợc các câu hỏi về hiện tƣợng vật đề cần nghiên cứu và đƣa ra các lý xung quanh vấn đề cần nghiên cứu dự đoán, giả thuyết 1. Phát biểu đƣợc vấn đề cần nghiên cứu 1.

Đƣa ra và lựa chọn đƣợc các dự đoán, giả thuyết hợp lý 2. Năng lực thiết kế các 2. Đề xuất đƣợc các phƣơng án thí nghiệm phƣơng án thí nghiệm 2. Lựa chọn đƣợc phƣơng án khả thi và tối ƣu nhất 2.

Lập đƣợc kế hoạch thực hiện thí nghiệm chi tiết 2. Nêu đƣợc nguyên lý hoạt động, sơ đồ nguyên lý của sản phẩm thực nghiệm (nếu có) 3. Năng lực tiến hành thí 3. Lựa chọn đƣợc các dụng cụ, thiết bị cần nghiệm đã thiết kế và thu thập thiết và trình bày đƣợc chức năng, công dụng, kết quả thực nghiệm hoạt động của chúng 3.

Kiểm tra hoạt động và tiến hành một số hiệu chỉnh (nếu cần) của các thiết bị, dụng cụ 3. Lắp ráp đƣợc thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 3. Tiến hành đƣợc thí nghiệm 3. Quan sát, thu thập kết quả thí nghiệm 4.

Năng lực xử lý, phân 4. Xử lý đƣợc các dữ liệu thực nghiệm tích và trình bày kết quả 4. Phân tích đƣợc kết quả thực nghiệm sau khi đã xử lý 4. Biểu diễn đƣợc kết quả thực nghiệm dƣới các dạng khác nhau nhƣ biểu đồ, đồ thị … 4.

Giải thích đƣợc kết quả thực nghiệm thu đƣợc và rút ra đƣợc kết luận khoa học 4. Đƣa ra và tiến hành đƣợc một số đề xuất để giúp giảm sai số phép đo. 10 download by : skknchat@gmail.