Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Chương trình Giáo dục phổ thông (GDPT) 2018 ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo đánh dấu sự chuyển dịch căn bản từ nền giáo dục truyền thụ kiến thức sang mô hình phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực người học. Trong chương trình GDPT môn Vật lí 2018, mục tiêu cốt lõi là hình thành và phát triển năng lực vật lí thông qua 3 thành phần: nhận thức vật lí, tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí, và vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. Để hiện thực hóa mục tiêu này, Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH ngày 18/12/2020 yêu cầu đổi mới phương pháp tổ chức dạy học và xây dựng kế hoạch bài dạy theo hướng lấy học sinh làm trung tâm, giáo viên giữ vai trò định hướng, hỗ trợ.

Phương pháp dạy học khám phá (Inquiry-Based Learning - IBL) là phương pháp dạy học tích cực, cho phép học sinh chủ động đặt câu hỏi, thu thập dữ liệu và tự kiến tạo tri thức. Nội dung "Mô tả sóng" thuộc mạch nội dung "Sóng" trong chương trình Vật lí lớp 11 có tính trực quan, gắn liền với nhiều hiện tượng thực tiễn, phù hợp để triển khai phương pháp IBL kết hợp với các công cụ đánh giá năng lực.

Khóa luận xác định mục tiêu và hệ thống nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Mục đích nghiên cứu: Tổ chức dạy học khám phá nội dung “Mô tả sóng” thuộc mạch nội dung “Sóng” trong Chương trình GDPT 2018 nhằm phát triển năng lực vật lí cho học sinh lớp 11, đáp ứng định hướng đổi mới phương pháp dạy học.
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học khám phá và năng lực vật lí.
    • Xây dựng tiêu chí chất lượng ứng với từng biểu hiện của năng lực vật lí trong Chương trình GDPT môn Vật lí 2018 và đề xuất các biện pháp phát triển năng lực vật lí cho học sinh trung học phổ thông.
    • Phân tích yêu cầu cần đạt của nội dung "Mô tả sóng", thiết lập ma trận phẩm chất - năng lực và xác định mục tiêu bài dạy.
    • Lựa chọn nội dung kiến thức, kỹ thuật dạy học tích cực (khăn trải bàn, phòng tranh...) phù hợp với phương pháp dạy học khám phá.
    • Xây dựng hệ thống học liệu (phiếu học tập, tài liệu hướng dẫn mẫu) và học liệu số.
    • Thiết kế kế hoạch bài dạy chi tiết nội dung "Mô tả sóng" theo khung hướng dẫn của Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH.
    • Xây dựng công cụ đánh giá năng lực, phẩm chất (bảng kiểm, thang đo rubric).
    • Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế.
  3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
    • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình tổ chức dạy học khám phá nội dung "Mô tả sóng" nhằm phát triển năng lực vật lí cho học sinh lớp 11 trung học phổ thông (hướng đến đối tượng đã học nội dung Dao động điều hòa).
    • Phạm vi nghiên cứu: Mạch nội dung "Mô tả sóng" thuộc chủ đề "Sóng" trong Chương trình GDPT 2018 môn Vật lí lớp 11; tập trung đánh giá phẩm chất chăm chỉ, năng lực tự chủ - tự học, giao tiếp - hợp tác và 3 thành phần năng lực vật lí.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nền tảng nghiên cứu dựa trên các hệ thống lý luận và văn bản quy phạm:

  • Khung lý thuyết:
    • Lý thuyết kiến tạo: Dựa trên các nghiên cứu của Jean Piaget (quá trình đồng hóa và điều chỉnh) và Jerome Bruner (người học kiến tạo tri thức chủ động thông qua khám phá), kết hợp cơ sở triết học duy vật biện chứng về phản ánh thế giới khách quan và lý thuyết hành vi tạo tác của B. Skinner trong việc thiết kế tình huống kích thích tìm tòi.
    • Cấu trúc năng lực và năng lực vật lí: Khái niệm năng lực theo chuẩn OECD (2002), Denyse Tremblay, Weinert F.E, Từ điển Bách khoa Việt Nam (2003) và định nghĩa năng lực vật lí của Nguyễn Văn Biên (2016). Cấu trúc năng lực vật lí theo Chương trình GDPT 2018 gồm 3 thành phần: Nhận thức vật lí (VL1 - 7 biểu hiện), Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (VL2 - 6 biểu hiện), Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học (VL3 - 4 biểu hiện).
    • Dạy học khám phá (IBL): Hệ thống hóa quan điểm của Jerome Bruner, Lê Hải Mỹ Ngân (2013), Nguyễn Thị Hạnh Thúy (2011), Mai Văn Tiến (2014) và tài liệu bồi dưỡng giáo viên của Bộ Giáo dục và Đào tạo (ETEP, 2020). Tác giả tổng hợp chu trình khám phá 6 giai đoạn: (1) Đặt câu hỏi khám phá; (2) Tìm tòi và nghiên cứu; (3) Tổng hợp thông tin và hình thành hiểu biết; (4) Thảo luận; (5) Phản hồi và đánh giá; (6) Khai thác.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tế đã sử dụng:
    • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp tài liệu sư phạm, chương trình giáo dục 2018, tài liệu môn Vật lí; phương pháp giả thuyết khoa học.
    • Phương pháp điều tra: Khảo sát bằng phiếu hỏi đối với học sinh lớp 11 về mức độ hứng thú/hiểu biết trước bài học và mức độ hiệu quả của phương pháp IBL sau thực nghiệm.
    • Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến đóng góp từ các nhà nghiên cứu phương pháp dạy học Vật lí và giáo viên phổ thông về cấu trúc kế hoạch bài dạy.
    • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học trực tiếp tại lớp 11A4, trường THPT Lương Văn Can (TP. Hồ Chí Minh), kết hợp quan sát, quay phim/chụp ảnh, chấm sản phẩm học tập (poster, phiếu học tập), đánh giá qua bảng kiểm và rubric.
  • Nguồn dữ liệu: Văn bản Chương trình GDPT tổng thể và môn Vật lí 2018 (Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT), Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH; phiếu khảo sát, kết quả bài kiểm tra trước và sau bài học, thang rubric và bảng kiểm đánh giá hành vi của học sinh lớp 11A4.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về đổi mới giáo dục, lý thuyết kiến tạo và phương pháp dạy học khám phá:

  1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu: Phân tích các công trình đi trước về IBL trong môn Vật lí tại Việt Nam như Trần Thị Thu Trang (2010 - dạy chương "Sóng cơ" lớp 12 nâng cao), Lê Hải Mỹ Ngân (2013 - dạy chương "Chất khí" và "Cơ sở của nhiệt động lực học" lớp 10), Mai Văn Tiến (2014 - dạy "Động lực học chất điểm" lớp 10). Tác giả chỉ ra khoảng trống: các đề tài trước chủ yếu xây dựng tiến trình chung trên Chương trình 2006, chưa chi tiết hóa kế hoạch bài dạy theo Công văn 5512 và chưa gắn cụ thể với hệ thống biểu hiện năng lực của Chương trình 2018.
  2. Lý thuyết kiến tạo và dạy học khám phá: Phân tích cơ sở triết học, tâm lý học (Piaget, Bruner, Skinner); làm rõ cấu trúc chu trình kiến tạo tri thức mới. Định nghĩa rõ sự khác biệt giữa "mô hình dạy học" và "phương pháp dạy học", xác lập chu trình khám phá 6 giai đoạn và tiến trình dạy học khám phá 3 giai đoạn (Chuẩn bị của giáo viên gồm 5 bước; Tổ chức dạy học gồm 4 bước: giao nhiệm vụ, thực hiện nhiệm vụ, báo cáo/thảo luận, kết luận/nhận định/đánh giá; Rút kinh nghiệm và cải tiến).
  3. Cấu trúc tiêu chí chất lượng và biện pháp sư phạm: Xây dựng khung 3 mức chất lượng cho các biểu hiện năng lực vật lí (Mức 3: học sinh tự lực tìm tòi, giáo viên tham vấn; Mức 2: học sinh thực hiện dưới sự trợ giúp một phần; Mức 1: học sinh thực hiện dưới sự hướng dẫn hoàn toàn). Đề xuất 12 biện pháp sư phạm cụ thể (BP1.1 đến BP3.3) để phát triển từng thành phần năng lực vật lí.
Nhóm năng lực Mã biện pháp Nội dung biện pháp sư phạm cốt lõi
Nhận thức vật lí (VL1) BP1.1 - BP1.5 Xây dựng hoạt động theo yêu cầu cần đạt; đặt câu hỏi liên hệ kiến thức cũ - mới qua ứng dụng CNTT (Quizizz, Kahoot); khai thác tài liệu trực quan (video, tranh ảnh); tổ chức tự đánh giá/đánh giá đồng đẳng; lồng ghép định hướng nghề nghiệp.
Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (VL2) BP2.1 - BP2.4 Xây dựng hệ thống học liệu/hướng dẫn thí nghiệm; định hướng tư duy qua câu hỏi dẫn dắt; tổ chức thảo luận nhóm với kỹ thuật dạy học (khăn trải bàn, XYZ, chạy trạm); tổ chức báo cáo, phản biện bằng kỹ thuật phòng tranh, 3 lần.
Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học (VL3) BP3.1 - BP3.3 Lựa chọn tình huống thực tiễn gần gũi; tổ chức dạy học dự án chế tạo mô hình/sản phẩm; chia sẻ sản phẩm học tập trên mạng xã hội và tổ chức triển lãm khoa học.

Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học khám phá nội dung “Mô tả sóng” thuộc mạch nội dung “Sóng” trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh lớp 11

Chương 2 tập trung thiết kế chương trình và công cụ dạy học cụ thể cho bài học:

  1. Hệ thống bảng mã hóa: Xây dựng bảng mã hóa chi tiết cho các phẩm chất chủ yếu (Yêu nước: YN1-YN4; Nhân ái: NA1-NA2; Chăm chỉ: CC1-CC2; Trung thực: TT1-TT3; Trách nhiệm: TN1-TN4), năng lực chung (Tự chủ và tự học: TC&TH1-TC&TH6; Giao tiếp và hợp tác: GT&HT1; Giải quyết vấn đề và sáng tạo: GQVĐ&ST) và năng lực vật lí (VL1.1-VL1.7, VL2.1-VL2.6, VL3.1-VL3.4).
  2. Phân tích nội dung chương trình: So sánh Chương trình GDPT Vật lí 2018 với Chương trình 2006 về phương pháp tiếp cận và nội dung "Mô tả sóng". Xác lập sơ đồ cấu trúc nội dung kiến thức (khái niệm sóng, các đại lượng đặc trưng của sóng: biên độ, chu kỳ, tần số, bước sóng, tốc độ truyền sóng; đồ thị dao động điều hòa và đồ thị dịch chuyển - khoảng cách).
  3. Thiết kế Kế hoạch bài dạy (KHBD): Xây dựng kế hoạch bài dạy theo cấu trúc chuẩn của Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH cho nội dung "Mô tả sóng", phân bổ qua các hoạt động học tập cụ thể, tích hợp kỹ thuật dạy học khăn trải bàn, kỹ thuật phòng tranh, thiết kế phiếu học tập, tài liệu hướng dẫn mẫu và bảng kiểm/rubric đánh giá kết quả thực hiện.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai dạy thực tế và phân tích số liệu:

  1. Tổ chức thực nghiệm: Tiến hành tại lớp 11A4 trường THPT Lương Văn Can, TP. Hồ Chí Minh với sự phối hợp của giáo viên hướng dẫn thực tập sư phạm Châu Hoàng Gia. Tiến trình gồm các khâu chuẩn bị học liệu, giao nhiệm vụ khám phá, tổ chức cho học sinh làm việc nhóm, vẽ poster báo cáo, thảo luận và đánh giá đồng đẳng.
  2. Phân tích định tính từng hoạt động: Nhận xét chi tiết diễn biến từ Hoạt động 1 đến Hoạt động 5 (từ khâu tạo tình huống, hình thành khái niệm sóng, khảo sát đồ thị li độ - thời gian, đồ thị dịch chuyển - khoảng cách, đến vận dụng).
  3. Phân tích định lượng:
    • Đối chiếu số liệu thống kê bài kiểm tra của học sinh trước và sau bài học để xác định mức độ tăng trưởng kiến thức.
    • Đánh giá mức độ tự lực và năng lực đạt được của học sinh thông qua sơ đồ mạng nhện (phân tích điển cứu đối với 3 học sinh đại diện: HS1, HS2, HS3).
    • Đánh giá sự phát triển biểu hiện năng lực nhận thức vật lí (VL1.1) qua biểu đồ cột theo dõi học sinh (HS5) xuyên suốt 5 hoạt động học.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể và đóng góp học thuật sau:

  • Kết quả nghiên cứu:
    • Xác lập bảng tiêu chí đánh giá chất lượng 3 mức độ cho toàn bộ các biểu hiện của 3 thành phần năng lực vật lí trong Chương trình GDPT 2018.
    • Xây dựng hoàn chỉnh 12 biện pháp sư phạm hỗ trợ phát triển năng lực vật lí cho học sinh cấp THPT.
    • Biên soạn kế hoạch bài dạy chi tiết nội dung "Mô tả sóng" (Vật lí 11) cấu trúc chuẩn theo Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH, vận dụng tiến trình dạy học khám phá 3 giai đoạn/6 bước.
    • Xây dựng bộ học liệu gồm phiếu học tập, tài liệu hướng dẫn mẫu và các công cụ đo lường (bảng kiểm quan sát, rubric đánh giá thảo luận nhóm, rubric đánh giá poster, bài kiểm tra trước và sau bài học).
    • Thu thập và phân tích dữ liệu thực nghiệm sư phạm tại lớp 11A4 THPT Lương Văn Can, ghi nhận sự tiến bộ về mức độ nhận thức và khả năng tự lực thông qua bảng thống kê điểm kiểm tra, sơ đồ mạng nhện và biểu đồ theo dõi biểu hiện hành vi.
  • Đóng góp của đề tài:
    • Về mặt lý luận: Hệ thống hóa và cụ thể hóa cơ sở lý luận của phương pháp dạy học khám phá gắn liền với yêu cầu cần đạt về phẩm chất, năng lực của Chương trình GDPT môn Vật lí 2018.
    • Về mặt thực tiễn: Cung cấp một bộ hồ sơ dạy học hoàn chỉnh cho nội dung "Mô tả sóng", đóng vai trò là tài liệu tham khảo thực tế cho giáo viên phổ thông khi thiết kế bài dạy tích cực theo chương trình mới; tạo tiền đề phương pháp cho các nghiên cứu tiếp theo về dạy học khám phá trong môn Vật lí.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Phương pháp dạy học khám phá đòi hỏi nhiều thời gian chuẩn bị học liệu, thiết kế tình huống và phân bổ thời lượng tiết học; đòi hỏi giáo viên phải có năng lực chuyên môn vững vàng, khả năng quản lý lớp học và xử lý linh hoạt các tình huống bất ngờ.
    • Hiệu quả dạy học phụ thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất, thiết bị kết nối mạng Internet và nguồn tài liệu tham khảo của nhà trường và học sinh.
    • Phương pháp phát huy thuận lợi nhất ở nhóm học sinh khá, giỏi, có tinh thần tự giác; với học sinh có học lực trung bình hoặc yếu, giáo viên phải can thiệp và hỗ trợ nhiều hơn.
    • Phạm vi thực nghiệm sư phạm chỉ mới được tiến hành trên một lớp học cụ thể (lớp 11A4, THPT Lương Văn Can, TP. Hồ Chí Minh) trong phạm vi một bài học đơn lẻ ("Mô tả sóng").
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Mở rộng thiết kế tiến trình dạy học khám phá cho toàn bộ các nội dung còn lại thuộc mạch "Sóng" và các mạch nội dung khác của chương trình Vật lí THPT (mô hình hệ vật lí, năng lượng, lực và trường).
    • Triển khai thực nghiệm sư phạm trên diện rộng ở nhiều trường THPT với điều kiện cơ sở vật chất và đối tượng học sinh đa dạng hơn để kiểm chứng toàn diện tính hiệu quả của phương pháp.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận mang lại giá trị tham khảo chuyên môn cho các đối tượng sau:

  • Sinh viên ngành Sư phạm Vật lý và học viên cao học chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lý: Tham khảo khung cơ sở lý thuyết kiến tạo, cách thức mã hóa phẩm chất - năng lực, phương pháp xây dựng tiêu chí chất lượng 3 mức độ, và quy trình thiết kế bài dạy khám phá IBL kết hợp với Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH.
  • Giáo viên Vật lý tại các trường THPT: Sử dụng trực tiếp kế hoạch bài dạy "Mô tả sóng", hệ thống phiếu học tập, tài liệu hướng dẫn mẫu, cùng các công cụ đánh giá (rubric, bảng kiểm, phiếu tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng) khi triển khai giảng dạy môn Vật lí lớp 11 theo Chương trình GDPT 2018.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận phân chia năng lực vật lí thành những thành phần nào và có bao nhiêu biểu hiện hành vi?
Khóa luận căn cứ theo Chương trình GDPT môn Vật lí 2018 để phân chia năng lực vật lí thành 3 thành phần với tổng cộng 17 biểu hiện hành vi: Nhận thức vật lí (VL1 - 7 biểu hiện), Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (VL2 - 6 biểu hiện), và Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học (VL3 - 4 biểu hiện).

2. Tiêu chí chất lượng đánh giá năng lực vật lí trong khóa luận được phân thành những mức độ nào?
Tác giả xây dựng khung tiêu chí chất lượng gồm 3 mức độ dựa trên mức độ tự lực của học sinh: Mức 3 (học sinh chủ động tự tìm tòi, khám phá; giáo viên chỉ đóng vai trò tham vấn), Mức 2 (học sinh tìm ra kiến thức dưới sự giúp đỡ một phần của giáo viên), Mức 1 (học sinh nhận biết hoặc tìm ra kiến thức dưới sự hướng dẫn hoàn toàn của giáo viên).

3. Chu trình dạy học khám phá (IBL) được tác giả tổng hợp và áp dụng gồm các giai đoạn nào?
Chu trình khám phá gồm 6 giai đoạn: (1) Đặt câu hỏi khám phá; (2) Tìm tòi và nghiên cứu; (3) Tổng hợp thông tin và hình thành hiểu biết; (4) Thảo luận; (5) Phản hồi và đánh giá; (6) Khai thác (dẫn dắt sang vấn đề tiếp theo).

4. Kế hoạch bài dạy trong khóa luận được thiết kế cho nội dung kiến thức nào và tuân thủ văn bản hướng dẫn nào?
Kế hoạch bài dạy được thiết kế chi tiết cho nội dung "Mô tả sóng" thuộc mạch nội dung "Sóng" trong Chương trình GDPT 2018 môn Vật lí lớp 11, tuân thủ đúng khung cấu trúc quy định tại Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH ban hành ngày 18/12/2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo.

5. Đề tài đã sử dụng những kỹ thuật dạy học tích cực và công cụ đánh giá nào trong thực nghiệm sư phạm?
Khóa luận đã sử dụng các kỹ thuật dạy học tích cực như kỹ thuật khăn trải bàn, kỹ thuật phòng tranh, kết hợp hoạt động cá nhân và thảo luận nhóm làm poster; sử dụng các công cụ đánh giá gồm phiếu học tập, bảng kiểm quan sát hoạt động của giáo viên và học sinh, rubric đánh giá sản phẩm poster, bảng tự đánh giá/đánh giá đồng đẳng, cùng đề kiểm tra trước và sau buổi học.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trịnh Hoàng Kim Ngân đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về lý thuyết kiến tạo và phương pháp dạy học khám phá nhằm đáp ứng mục tiêu phát triển năng lực vật lí theo Chương trình GDPT 2018. Đề tài đã xây dựng thành công kế hoạch bài dạy chi tiết cùng bộ công cụ đánh giá chuẩn hóa cho nội dung "Mô tả sóng" môn Vật lí lớp 11 theo khung hướng dẫn của Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Lương Văn Can bước đầu xác nhận tính khả thi, hiệu quả sư phạm và giá trị ứng dụng thực tiễn của tiến trình dạy học đã đề xuất.