CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Các kết quả nghiên cứu về hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lý ở nước ngoài Việc dạy học với TN vật lý đã được các nhà khoa học giáo dục Nga như L. Znamenxki quan tâm và nghiên cứu từ rất sớm.
Trong quyển “Những cơ sở của phương pháp giảng dạy vật lý”, các tác giả đã chỉ rõ các dạng TN, yêu cầu, phương pháp, hình thức tổ chức và kỹ thuật sử dụng TN trong dạy học vật lý, đồng thời cũng nêu ra yêu cầu cần phân biệt rõ phương pháp và kỹ thuật chuẩn bị TN vật lý với phương pháp vận dụng TN vật lý ở trường phổ thông. Một số học giả khác như Usova (1988), Kondrative (1989) cũng đã chỉ ra các KN TN cần hình thành và phát triển ở SV sư phạm vật lý. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về KNDHTN của SV sư phạm chưa được các tác giả đề cập đến [36], [47]. Trong công trình nghiên cứu “Năng lực thực nghiệm của giáo viên vật lý tương lai” của M.C Pavlova (2010), trên cơ sở nghiên cứu các công trình của A.V Bashev và nhiều người khác, M.C Pavlova đã cho thấy sự cần thiết của việc phát triển KN thực nghiệm cho giáo viên vật lý tương lai và với sự phát triển của các tiêu chuẩn Quốc gia về giáo dục, đòi hỏi cụ thể hóa các tiêu chuẩn đó trong từng lĩnh vực chuyên ngành cụ thể.C Pavlova, giáo viên vật lý tương lai cần có các năng lực sau: - Hiểu biết về thiết bị TN và khả năng sử dụng các thiết bị TN ở trường phổ thông.
- Dựa trên kiến thức về phương pháp thực nghiệm để thiết kế các TN sử dụng trong dạy học (dành cho HS nghiên cứu), khả năng bố trí, lắp đặt và tiến hành TN theo thiết kế. - Tổ chức TN biểu diễn, nắm vững các kỹ thuật triển khai và tiến hành các kỹ thuật đó, chỉ ra được mối quan hệ giữa TN với các vấn đề lý thuyết. - Vận dụng được một số PPDH để tổ chức hoạt động học tập của HS với TN. Thông qua nghiên cứu của M.C Pavlova có thể thấy được những năng lực cần hình thành ở SV sư phạm vật lý.
Tuy nhiên, trong nghiên cứu trên, việc xác định và mô tả những KN thành phần của KNDHTN vật lý cần hình thành, phát triển ở SV sư phạm chưa được đề cập đến nhiều. Qua nghiên cứu những hoạt động trong phòng TN của giáo viên và HS, các nhà giáo dục cho rằng, việc sử dụng TN trong dạy học vật lý chưa thực hiện đúng vai trò của 6 nó. Theo Beisenher, cần có khóa học đặc biệt về KN THTN và kỹ thuật chuẩn bị cho giáo viên vật lý tương lai. Tuy nhiên, rất ít công trình nghiên cứu xác định những KN cần rèn luyện cho SV trong các khóa học này [48], [49], [50].
Tại Mỹ, trong công trình nghiên cứu của James and Schaff, Voltmer and James (1982), qua khảo sát ở trường đại học và cao đẳng tại Mỹ, các tác giả xác định 70 KN thực hiện TN cần thiết của giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên và chia thành các nhóm KN TN chung cho các môn khoa học tự nhiên và KN riêng cho các môn cụ thể như hóa học và vật lý. Trong đó, chủ yếu là các KN sử dụng các dụng cụ TN [51]. Trong dự án “Vai trò, đào tạo và chất lượng của giáo viên vật lý phổ thông, 1988” (The Role, Education, and Qualifications of the High School Physics Teacher) của Hội giáo viên vật lý Mỹ, các thành viên của dự án cho rằng: Giáo viên cần học kiến thức vật lý bằng các phương pháp nghiên cứu khoa học, qua đó giáo viên có cơ hội trải nghiệm quá trình tìm tòi, đồng thời rèn luyện các KN TN. Với các KN nền tảng này, giáo viên có thể sử dụng các PPDH để hướng dẫn HS tìm tòi kiến thức.
Đồng thời, cũng cần có khóa học về PPDH vật lý, tăng cường các hoạt động thực hành dạy học như là lập kế hoạch và thực hành dạy học ở trường phổ thông [52]. Trong công trình nghiên cứu “Các KN học tập và giảng dạy các môn khoa học thực nghiệm” của Peter Nonnon (2005) tại Trường Đại học Montreal (Canada) cho thấy một yêu cầu cấp thiết là cải cách chương trình đào tạo giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên, chú trọng việc rèn luyện các KN dạy các môn khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, Peter Nonnon chưa đề cập đến các KNDHTN cần hình thành và phát triển ở SV sư phạm [54]. Hiện nay, nhiều quốc gia đã và đang xây dựng các Chuẩn quốc gia về giáo dục.
Trong các Chuẩn nghề nghiệp cho giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên đều xác định sự cần thiết hình thành và phát triển KN thực nghiệm cho giáo viên. Tuy nhiên, những KN sử dụng TN trong dạy học cần thiết của giáo viên vật lý tương lai chưa được xác định rõ ràng và mô tả cụ thể [50], [51], [52], [53]. Phần lớn các nhà khoa học giáo dục ở Nga và các nước Đông Âu như A.v… theo cách tiếp cận hoạt động để nghiên cứu quá trình dạy học (cách tổ chức, thứ tự qui trình thực hiện các thao tác hoạt động, các dạng hoạt động của quá trình lên lớp, các loại hình giờ lên 7 lớp v.) và đã có nhiều nghiên cứu về quá trình, biện pháp hình thành và phát triển KN nói chung và KN dạy học cho SV sư phạm nói riêng [61], [67]. Theo công trình nghiên cứu “Phát triển các khóa học vật lý trong đào tạo giáo viên theo hướng dẫn “tìm tòi” và thực hành ngoài trời” (Developing an introductory physics course in teacher education using guided inquiry and outdoors approaches) của Oleg Popov và Irina Tevel (2005), các tác giả cho rằng: Hoạt động hướng dẫn THTN cho SV sư phạm ở Nga hiện nay vẫn thực hiện theo các bước nghiêm ngặt và khá giống như cách hướng dẫn nấu ăn (Cookbook lab).
Những đổi mới theo hướng tìm tòi (Inquiry) được nhiều nhà khoa học Nga hưởng ứng, họ cũng nhận thấy rằng cần những khóa học đặc biệt dành cho SV sư phạm vật lý để chuẩn bị dạy học theo hướng này, trong đó đặc biệt chú ý đến phát triển của KN như: xác định mục tiêu, lập kế hoạch, phân tích và đánh giá kết quả của TN. Các tác giả cho rằng: việc tạo ra những tình huống học tập là rất quan trọng và cho SV tự lực giải quyết các vấn đề sẽ có hiệu quả cho việc phát triển KN TN hơn là tiến hành một số lượng lớn TN [47], [48], [49]. Trong nghiên cứu về các hoạt động TN của Kondratiev (1989), tác giả đã phân biệt các mức độ phát triển KN ở hai mức: mức độ cơ bản và mức độ nâng cao. KN cơ bản bao gồm các KN cụ thể của việc thu thập và xử lý dữ liệu như quản lý thiết bị, thực hiện các phép đo, trình bày các kết quả, v.
Những KN này có thể được đào tạo và lặp đi lặp lại để đạt được hình thức algorit các thao tác mà không đòi hỏi nỗ lực tư duy về các yếu tố của hoạt động thực tiễn. Trình độ nâng cao của KN như xác định các vấn đề, xây dựng mục tiêu, đặt ra giả thuyết, lập kế hoạch TN, tìm kiếm phương tiện thay thế, lựa chọn phương pháp phân tích, đánh giá kết quả không thể đạt được hình thức algorit các thao tác. Đây là những KN phát triển trên các KN cơ bản. Do đó, trong khóa học đào tạo giáo viên vật lý cần nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tạo điều kiện cho các SV vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học trong thực tiễn và phát triển các KN nâng cao [25].
Hiện nay, hệ thống giáo dục của Nga và các nước Đông Âu đang có nhiều cải cách và đổi mới. Các mô hình giáo dục theo định hướng dựa trên năng lực, tạo điều kiện tối ưu cho sự phát triển năng lực của người học, nhấn mạnh sự phát triển KN học tập được các nhà khoa học hưởng ứng. Dựa trên tâm lý học hành vi và tâm lý học chức năng, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phát triển KN dạy học cho SV sư phạm. Các PPDH như: dạy học vi mô 8 (Microteaching), nghiên cứu tình huống (Case study), v.
đã được nghiên cứu và áp dụng để tổ chức rèn luyện KN dạy học cho SV. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về phương pháp, hình thức tổ chức THTN nhằm hình thành và phát triển KN sử dụng TN cho SV sư phạm vật lý tương đối ít [35], [57], [58], [60]. Từ những năm 1970, nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Hầu hết các phòng TN theo kiểu “tái tạo” (Cookbook lab), theo nghĩa tương tự như sách hướng dẫn nấu ăn, làm đơn giản và bóp méo hoạt động nghiên cứu khoa học. Các tác giả cho rằng: SV vật lý có khả năng phát triển năng lực nghề nghiệp, nếu họ không chỉ thu nhận kiến thức thông qua các hoạt động THTN, mà còn qua đó phát triển năng lực tìm tòi, nghiên cứu.
Việc nghiên cứu áp dụng mô hình phòng TN theo kiểu “tìm tòi” (Inquiry lab) được nghiên cứu và triển khai ở nhiều trường đại học và trường phổ thông từ những năm 1980 [48], [49], [61]. Theo nghiên cứu của Richard Coughlan báo cáo tại hội thảo chuyên đề vật lý của liên minh Châu Âu năm 2000, qua nghiên cứu việc đào tạo giáo viên vật lý tại các nước Anh, Đức, Đan Mạch, Hy Lạp, Hà Lan, Phần Lan, Pháp, Scotland và một số nước khác, tác giả cho rằng: việc đào tạo giáo viên ở các nước trên đã đặt trọng tâm vào dạy kiến thức vật lý nhiều hơn là rèn luyện các KN dạy học cho giáo viên vật lý tương lai, việc phát triển KN sử dụng TN trong dạy học chỉ dừng lại nhiệm vụ tiến hành TN. Trong công trình nghiên cứu “Vai trò của TN trong dạy học vật lý – tiếp cận quá trình” (Role of Experiments in Physics Instruction – a Process Approach) của E. Từ những năm 1980, ở Mỹ và nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu và áp dụng quan điểm giáo dục và đào tạo dựa trên phát triển năng lực (Competency Based Education and Training) trong đào tạo giáo viên.