Luận án tiến sĩ tổ chức dạy học chương các định luật bảo toàn vật lí 10 thpt theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh

Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổ chức dạy học chương Các định luật bảo toàn Vật lý 10 THPT theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.

• Tác giả: Đỗ Hùng Dũng
• Người hướng dẫn: TS. Phan Gia Anh Vũ
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Lý Luận Và Phương Pháp Dạy Học Bộ Môn Vật Lí
• Đề tài: Tổ Chức Dạy Học Định Luật Bảo Toàn Vật Lí 10 THPT Theo Định Hướng Phát Triển Năng Lực Sáng Tạo
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• Lý do chọn đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu
• Giả thuyết khoa học
• Nhiệm vụ nghiên cứu
• Đối tượng nghiên cứu
• Phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Những đóng góp mới của luận án
• Cấu trúc luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Các nghiên cứu về năng lực và năng lực sáng tạo
• 1.1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.1.2. Các nghiên cứu ở trong nước
• 1.2. Các nghiên cứu về tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
• 1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.2.2. Các nghiên cứu ở trong nước
• 1.3. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HS TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
• 2.1. Năng lực và sự phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông
• 2.1.1. Khái niệm năng lực
• 2.1.2. Các loại năng lực cốt lõi của học sinh
• 2.1.3. Mô hình cấu trúc năng lực
• 2.1.4. Năng lực của học sinh trung học phổ thông và sự phát triển năng lực của học sinh trung học phổ thông
• 2.2. Sáng tạo - Năng lực sáng tạo và sự phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông
• 2.2.1. Khái niệm sáng tạo
• 2.2.2. Khái niệm năng lực sáng tạo
• 2.2.3. Phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong quá trình dạy học vật lí
• 2.2.4. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh
• 2.2.5. Cấu trúc của năng lực sáng tạo
• 2.3. Khảo sát thực trạng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí ở một số trường trung học phổ thông hiện nay
• 2.3.1. Mô tả quá trình khảo sát, điều tra
• 2.3.2. Kết quả khảo sát, điều tra
• 2.3.3. Nhận xét và đánh giá thực trạng
• 2.4. Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông trong dạy học vật lí
• 2.4.1. Định hướng và nguyên tắc đề xuất các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
• 2.4.2. Các biện pháp được lựa chọn nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
• 2.5. Quy trình tổ chức dạy học tích cực trong dạy học vật lí góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho HS
• 2.5.1. Nguyên tắc xây dựng quy trình
• 2.5.2. Quy trình tổ chức dạy học tích cực trong dạy học vật lí góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
• 3.1. Một số vấn đề chung về chương trình vật lí trung học phổ thông
• 3.1.1. Đặc điểm của chương trình vật lí trung học phổ thông
• 3.1.2. Đặc điểm của môn học vật lí trung học phổ thông
• 3.1.3. Mục tiêu của chương trình vật lí trung học phổ thông
• 3.1.4. Nội dung kiến thức phần cơ học trong chương trình Vật lí trung học phổ thông
• 3.2. Một số vấn đề chung về chương “Các định luật bảo toàn”, Vật lí 10 trung học phổ thông
• 3.2.1. Vị trí, tầm quan trọng của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình Vật lí 10 trung học phổ thông
• 3.2.2. Phân tích cấu trúc và nội dung kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” chương trình vật lí 10 trung học phổ thông
• 3.2.3. Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lí 10
• 3.2.4. Phân tích bài học và định hướng sử dụng các phương pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”
• 3.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá mức độ năng lực sáng tạo của học sinh
• 3.3.1. Yêu cầu bộ công cụ đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh
• 3.3.2. Xây dựng bộ công cụ đánh giá cụ thể
• 3.4. Xây dựng một số tiến trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”
• 3.4.1. Đánh giá thực trạng dạy học chương “Các định luật bảo toàn”
• 3.4.2. Quy trình thiết kế tiến trình dạy học theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh
• 3.4.3. Một số tiến trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1. Thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.1.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm
• 4.1.3. Phương pháp thực nghiệm
• 4.1.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.2.1. Mục đích – nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.2.2. Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm
• 4.2.3. Phương pháp thực nghiệm
• 4.2.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.3. Kết luận chương 4
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phát triển năng lực sáng tạo

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, việc phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh (HS) trở thành một yêu cầu cấp thiết. Giáo dục THPT cần chú trọng đến việc trang bị cho HS không chỉ kiến thức mà còn kỹ năng và khả năng tư duy sáng tạo. Theo đó, định luật bảo toàn trong chương trình vật lý 10 là một nội dung quan trọng, giúp HS không chỉ hiểu về các quy luật vật lý mà còn phát triển khả năng sáng tạo thông qua việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc tổ chức dạy học theo hướng này sẽ tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích HS tham gia vào các hoạt động thực nghiệm, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục.

1.1. Khái niệm năng lực sáng tạo

Năng lực sáng tạo được hiểu là khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề một cách độc đáo và hiệu quả. Trong dạy học, việc phát triển năng lực sáng tạo cho HS không chỉ giúp các em nắm vững kiến thức mà còn hình thành khả năng tư duy phản biện và sáng tạo. Điều này đặc biệt quan trọng trong môn vật lý, nơi mà việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn là cần thiết để hiểu sâu hơn về các hiện tượng tự nhiên.

1.2. Tầm quan trọng của dạy học vật lý

Môn vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành năng lực sáng tạo cho HS. Chương trình vật lý 10 không chỉ cung cấp kiến thức cơ bản mà còn tạo cơ hội cho HS thực hành và trải nghiệm. Việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực sáng tạo sẽ giúp HS không chỉ học thuộc lòng mà còn hiểu và áp dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó nâng cao khả năng tư duy và giải quyết vấn đề.

II. Phương pháp dạy học tích cực

Việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học chương các định luật bảo toàn là một trong những cách hiệu quả để phát triển năng lực sáng tạo cho HS. Các phương pháp này bao gồm: dạy học dự án, giải quyết vấn đề, và thí nghiệm thực hành. Những phương pháp này không chỉ tạo ra sự hứng thú cho HS mà còn khuyến khích các em tham gia tích cực vào quá trình học tập. Theo nghiên cứu, khi HS tham gia vào các hoạt động học tập chủ động, họ sẽ phát triển được kỹ năng tư duy và khả năng sáng tạo tốt hơn.

2.1. Dạy học dự án

Dạy học dự án là một phương pháp giúp HS thực hiện các nhiệm vụ cụ thể trong một khoảng thời gian nhất định. Qua đó, HS có cơ hội để vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, từ đó phát triển năng lực sáng tạo. Phương pháp này khuyến khích HS làm việc nhóm, trao đổi ý tưởng và tìm kiếm giải pháp cho các vấn đề thực tế.

2.2. Giải quyết vấn đề

Giải quyết vấn đề là một phương pháp dạy học giúp HS phát triển kỹ năng phân tích và tư duy phản biện. Khi HS được đặt vào tình huống cần giải quyết, họ sẽ phải tư duy sáng tạo để tìm ra giải pháp. Phương pháp này không chỉ giúp HS nắm vững kiến thức mà còn phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

III. Thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm là một bước quan trọng để kiểm chứng tính khả thi của các phương pháp dạy học được đề xuất. Qua thực nghiệm, có thể đánh giá được mức độ phát triển năng lực sáng tạo của HS sau khi áp dụng các phương pháp dạy học tích cực. Kết quả từ các thực nghiệm cho thấy, việc áp dụng các phương pháp này không chỉ nâng cao chất lượng giáo dục mà còn giúp HS phát triển toàn diện hơn.

3.1. Thiết kế thực nghiệm

Thiết kế thực nghiệm cần được thực hiện một cách khoa học, bao gồm việc xác định đối tượng, nội dung và phương pháp thực nghiệm. Mục tiêu là đánh giá hiệu quả của các phương pháp dạy học tích cực trong việc phát triển năng lực sáng tạo cho HS. Kết quả thực nghiệm sẽ cung cấp những thông tin quý giá cho việc điều chỉnh và cải tiến phương pháp dạy học.

3.2. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy, HS tham gia vào các hoạt động dạy học tích cực có sự tiến bộ rõ rệt về năng lực sáng tạo. Sự hứng thú và tích cực trong học tập của HS tăng lên, đồng thời khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn cũng được cải thiện. Điều này chứng tỏ rằng, việc phát triển năng lực sáng tạo thông qua dạy học là hoàn toàn khả thi và cần thiết.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển của khoa học công nghệ, sự bùng nổ thông tin và nền kinh tế dựa vào tri thức của thế kỷ XXI, giáo dục đòi hỏi phải chuyển dịch từ phương thức truyền thụ kiến thức thụ động sang phát triển năng lực và năng lực sáng tạo của người học. Tại Việt Nam, các chủ trương chính sách như Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương 8 (khóa XI), Chiến lược phát triển giáo dục 2011–2020, Luật Giáo dục 2019 và Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đều nhấn mạnh mục tiêu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của học sinh.

Môn Vật lí thuộc nhóm khoa học tự nhiên, có vai trò quan trọng trong việc hình thành thế giới quan khoa học, tư duy logic và kỹ năng thực nghiệm. Trong chương trình Vật lí lớp 10, chương "Các định luật bảo toàn" có nội dung phong phú, gắn liền với nhiều hiện tượng thực tiễn, tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tham gia các hoạt động trải nghiệm, làm thí nghiệm kiểm chứng và giải quyết vấn đề. Tuy nhiên, thực tiễn dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông nhìn chung vẫn còn nặng về trang bị lý thuyết hàn lâm, kiểm tra đánh giá thiên về ghi nhớ kiến thức hơn là phát triển năng lực hành động và năng lực sáng tạo. Khoảng trống nghiên cứu mà đề tài hướng tới là việc thiếu vắng các biện pháp sư phạm cụ thể, một quy trình dạy học tích cực hoàn chỉnh và bộ công cụ đánh giá định lượng – định tính mức độ phát triển năng lực sáng tạo của học sinh khi học tập chương "Các định luật bảo toàn" Vật lí 10.

Mục tiêu và giả thuyết nghiên cứu

• Mục tiêu nghiên cứu: Lựa chọn được các biện pháp dạy học tích cực, xây dựng được quy trình tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh và vận dụng vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 trung học phổ thông nhằm góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
• Giả thuyết khoa học: Nếu lựa chọn được các biện pháp dạy học tích cực phù hợp và xây dựng được quy trình tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh và vận dụng vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 trung học phổ thông thì sẽ góp phần phát triển được năng lực sáng tạo của học sinh, qua đó nâng cao kết quả học tập phần Cơ học vật lí lớp 10 trung học phổ thông.

Nhiệm vụ nghiên cứu

Văn bản luận án xác định 07 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về vấn đề phát triển năng lực, năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông.
2. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh.
3. Xây dựng các biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí.
4. Nghiên cứu thực trạng về vấn đề tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí ở các trường trung học phổ thông hiện nay.
5. Nghiên cứu chương trình, nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 trung học phổ thông.
6. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài thuộc chương “Các định luật bảo toàn” theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh dựa trên các biện pháp đã lựa chọn.
7. Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm giả thuyết và đánh giá tính khả thi, hiệu quả của đề tài.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
• Phạm vi về kiến thức: Hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo toàn” thuộc phần Cơ học, chương trình Vật lí 10 trung học phổ thông.
• Phạm vi về địa bàn: Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại một số trường trung học phổ thông trên địa bàn tỉnh Đồng Nai (gồm Trường THPT Thực hành Sư phạm và Trường THPT Nguyễn Trãi).
• Phạm vi về thời gian: Quá trình chuẩn bị, nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm sư phạm được triển khai từ năm học 2018 đến năm học 2021. Đây là giai đoạn chuyển tiếp khi Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 nhưng vẫn đang áp dụng song song Chương trình Giáo dục phổ thông 2006.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu ngoài nước

Vấn đề năng lực (competence/competency/literacy) và năng lực sáng tạo được tác giả tổng thuật qua nhiều giai đoạn:

• Về bản chất năng lực: F. Ganton (1869) tiếp cận năng lực dưới góc độ tâm lý học cá nhân; P. A. Rudik (1980) xem xét năng lực là tính chất tâm sinh lý chi phối tiếp thu tri thức, kỹ năng; J. Coolahan, A. Cosmovici và A. N. Leonchiev (1989) tiếp cận năng lực gắn liền với hoạt động; Báo cáo của Trung tâm nghiên cứu Châu Âu về việc làm và lao động (2005) và Chương trình giáo dục Quebec – Canada (2004) định nghĩa năng lực là sự tích hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ để giải quyết nhiệm vụ phức hợp; Chương trình PISA tiếp cận năng lực thông qua việc vận dụng kiến thức, kỹ năng vào các bối cảnh thực tiễn đời sống.
• Về cơ chế sáng tạo và não bộ: Jeff Brown và Mark Fenske nghiên cứu phương pháp truy xuất thông tin của não bộ liên quan đến sáng tạo; Shelley Carson (Đại học Harvard) trong tác phẩm Bộ não sáng tạo của bạn chỉ ra 6 bước cải thiện khả năng sáng tạo gồm: Thu nhận (thông tin), Hình dung tưởng tượng, Nối kết, Lý luận, Đánh giá, Đắm mình vào ý tưởng; Villalba (2008), Uraban (1995), Lubart (2004) và L. S. Vygotsky định nghĩa sáng tạo và năng lực sáng tạo gắn liền với tư duy phân kỳ nhằm tạo ra sản phẩm mới, hữu ích.
• Về phương pháp dạy học tích cực phát triển sáng tạo: Quan điểm của I. Ia. Lerner (Liên Xô), W. Okoń (Ba Lan), B. F. Skinner (Mỹ); Robert J. Sternberg và Wendy M. Williams nghiên cứu sự cân bằng giữa khả năng tổng hợp, phân tích và thực tế; J. Bruner xây dựng mô hình dạy học khám phá; Christine và cộng sự nghiên cứu sự tự tin sáng tạo của giáo viên và học sinh; Penick, Reid & King, Yamamoto Kaoru nghiên cứu tư duy sáng tạo trong lớp học; Chương trình giáo dục phổ thông của Úc (2012) đề cao tư duy phê phán và sáng tạo trong 7 năng lực chung.
• Về dạy học sáng tạo trong môn Vật lí: V. G. Razumôxki (1975) xây dựng "Chu trình sáng tạo khoa học" trong nghiên cứu vật lí gồm 4 giai đoạn và đề xuất hai dạng bài tập sáng tạo (nghiên cứu và thiết kế); Maria Dinicaa và cộng sự nghiên cứu việc sử dụng phương pháp trực quan để cân bằng chức năng bán cầu não; Novinta Nurulsari và cộng sự đề xuất chiến lược dàn giáo mềm 6E (khám phá thực tế, thu hút qua web, thử nghiệm loại suy, xây dựng dữ liệu qua nhiều đại diện, đặt câu hỏi, phản hồi); Josip Slisko nghiên cứu học tập vật lí tích cực thông qua quan sát, mô tả, giải thích và dự đoán.

Các hướng nghiên cứu trong nước

Tác giả điểm lại hệ thống công trình nghiên cứu trong nước trên nhiều phân môn:

• Về cơ sở lý luận năng lực: Các công trình của Phạm Minh Hạc, Phạm Viết Vượng, Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước, Đặng Thành Hưng, Hoàng Hòa Bình, Đinh Quang Báo (2013), Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường (2014), Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn, Nguyễn Thị Minh Phương.
• Về phương pháp luận sáng tạo và TRIZ: Phan Dũng với các công trình ứng dụng Lý thuyết giải quyết vấn đề sáng tạo (TRIZ) tại Việt Nam từ năm 1977 và thành lập Trung tâm Sáng tạo Khoa học - Kỹ thuật năm 1991; Nguyễn Văn Lê (1998) với Cơ sở khoa học của sự sáng tạo; Nguyễn Minh Triết (2001) với Đánh thức tiềm năng sáng tạo; Nguyễn Cảnh Toàn (2005) với Khơi dậy tiềm năng sáng tạo.
• Phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học môn Toán: Nguyễn Thị Hương Trang (2002) nghiên cứu rèn luyện năng lực giải toán cho học sinh khá giỏi THPT qua tiến trình 5 bước và 9 biện pháp; Nguyễn Văn Quang (2005) đề xuất 7 biện pháp phát triển tư duy sáng tạo qua chủ đề đa giác ở THCS; Nguyễn Quang Hòe (2011) đề xuất 4 biện pháp bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho sinh viên sư phạm Toán; Đặng Thị Thu Huệ (2019) xác định biểu hiện năng lực sáng tạo và đề xuất 4 biện pháp sư phạm trong dạy học Toán THCS.
• Phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học môn Hóa học: Trần Thị Thu Huệ (2011) đề xuất 3 biện pháp (dạy học theo góc, hợp đồng, dự án); Nguyễn Thị Hồng Gấm (2012) đề xuất 4 biện pháp cho sinh viên cao đẳng sư phạm; Đinh Thị Hồng Minh (2013) nghiên cứu năng lực độc lập sáng tạo của sinh viên đại học kỹ thuật; Phạm Thị Bích Đào (2015) xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo trong dạy học Hóa học hữu cơ nâng cao THPT.
• Phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học môn Vật lí: Nguyễn Văn Hòa (2002) xây dựng 6 giai đoạn nhận thức theo phương pháp thực nghiệm và 6 biện pháp dạy học; Ngô Thị Bích Thảo (2003) nghiên cứu rèn luyện năng lực sáng tạo trong cơ học 8 THCS qua 3 giải pháp và 5 biện pháp; Vũ Thị Minh (2011) vận dụng 10 nguyên tắc TRIZ vào bài tập sáng tạo vật lí; Chu Thị Trà, Nguyễn Ngọc Hương Mỹ, Bùi Thị Hồng Liên, Dương Thị Dung, Nguyễn Xuân Thái, Vũ Anh Dũng (2018), Nguyễn Trường Sa (2020); Nguyễn Văn Phương (2017) xác định 10 biểu hiện, 8 nguyên tắc tổ chức hoạt động sáng tạo, thang đo 5 mức độ và chiến lược giải bài tập sáng tạo 5 bước.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Mặc dù các công trình đi trước đã xác lập nền tảng lý thuyết về năng lực và tư duy sáng tạo, phần lớn nghiên cứu trong môn Vật lí tập trung vào rèn luyện tư duy logic, phương pháp thực nghiệm chung hoặc hệ thống bài tập đơn lẻ. Chưa có công trình nào xây dựng đồng bộ: (1) Hệ thống 04 biện pháp sư phạm kết hợp quy trình tổ chức dạy học tích cực cụ thể, (2) Bộ công cụ đánh giá chi tiết hóa thành tố, chỉ báo hành vi và tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo, và (3) Thiết kế chi tiết các tiến trình dạy học áp dụng trực tiếp cho nội dung chương "Các định luật bảo toàn" Vật lí 10 THPT trong giai đoạn đổi mới chương trình giáo dục.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm cốt lõi

1. Khái niệm năng lực (Competency): Luận án tiếp cận năng lực là khả năng thực hiện có hiệu quả một hoạt động nào đó trong những điều kiện cụ thể một cách có kiến thức, có kỹ năng chứ không phải làm một cách máy móc, rập khuôn. Cấu trúc năng lực chung được tham chiếu theo mô hình ASK (Knowledge – Skill – Attitude) và Chương trình GDPT 2018 (3 năng lực chung: tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo; 7 năng lực chuyên môn).
2. Khái niệm sáng tạo và năng lực sáng tạo:
   • Sáng tạo: Là hoạt động của con người đề ra ý tưởng mới, cái mới, độc đáo, hữu ích, phù hợp với điều kiện sẵn có dựa trên kinh nghiệm, tri thức, kỹ năng, kỹ xảo của cá nhân đó.
   • Năng lực sáng tạo: Là năng lực tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cách mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới trong một lĩnh vực hoạt động cụ thể.
3. Chu trình sáng tạo khoa học của V. G. Razumôxki: Mô hình gồm 4 giai đoạn nhận thức: (1) Khái quát hóa sự kiện khởi đầu $\rightarrow$ (2) Xây dựng mô hình giả thuyết $\rightarrow$ (3) Rút ra hệ quả logic $\rightarrow$ (4) Kiểm tra bằng thực nghiệm. Hai khâu đòi hỏi năng lực sáng tạo cao nhất là từ sự kiện khởi đầu đến mô hình giả thuyết và từ hệ quả lý thuyết đến đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp văn kiện giáo dục của Đảng, Nhà nước; nghiên cứu lý luận dạy học, tâm lý học sáng tạo, thuyết TRIZ; phân tích cấu trúc chương trình, sách giáo khoa và tài liệu chuyên ngành Vật lí 10.
• Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
  • Điều tra bằng phiếu hỏi đối với giáo viên THPT về nhận thức, hình thức tổ chức dạy học và biện pháp phát triển năng lực sáng tạo.
  • Điều tra bằng phiếu hỏi đối với học sinh THPT về nhận thức và nhu cầu phương pháp học tập phát triển năng lực sáng tạo.
  • Phương pháp chuyên gia và trao đổi học thuật với đồng nghiệp.
• Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm 2 vòng (Vòng 1 và Vòng 2) tại các trường THPT tỉnh Đồng Nai, bố trí các cặp lớp Thực nghiệm (TN) và Đối chứng (ĐC) tương đương nhau về trình độ đầu vào.
• Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng các công thức thống kê trong giáo dục học để xử lý định lượng kết quả: tính điểm trung bình ($\bar{X}$), độ lệch chuẩn ($S$), lập bảng phân phối tần số, phân phối tần suất, tần suất lũy tích, vẽ biểu đồ phân phối điểm số của các bài kiểm tra 15 phút, 45 phút và kiểm định giả thuyết thống kê.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương này tổng kết toàn diện lịch sử nghiên cứu về năng lực và năng lực sáng tạo trên thế giới và tại Việt Nam. Tác giả phân tích các trào lưu nghiên cứu tâm lý học nhận thức, các lý thuyết giáo dục hiện đại về dạy học giải quyết vấn đề, dạy học khám phá và dạy học dự án. Chương 1 chỉ rõ rằng việc nghiên cứu phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong môn Vật lí đã được triển khai ở một số cấp học nhưng còn thiếu các tài liệu hướng dẫn cụ thể về mặt phương pháp dạy học gắn với nội dung chương "Các định luật bảo toàn" lớp 10, từ đó xác lập tính cấp thiết và nhiệm vụ của luận án.

Chương 2: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông trong dạy học vật lí

Chương 2 làm rõ các khái niệm công cụ, cấu trúc năng lực sáng tạo và thực trạng giáo dục phổ thông:

• Cấu trúc năng lực sáng tạo: Xác định các thành tố, biểu hiện hành vi và tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo trong học tập vật lí (Bảng 2.1 và Bảng 2.2).
• Khảo sát thực trạng: Trình bày kết quả điều tra bằng phiếu hỏi đối với cán bộ, giáo viên và học sinh tại một số trường THPT (Bảng 2.3 đến Bảng 2.8). Kết quả khảo sát cho thấy đa số giáo viên nhận thức được tầm quan trọng của việc phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh nhưng việc áp dụng trong thực tế còn hạn chế do áp lực thi cử, thiếu thời gian và thiếu tài liệu hướng dẫn tiến trình dạy học cụ thể.
• Đề xuất 04 biện pháp sư phạm:
  1. Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế) trong dạy học vật lí.
  2. Tổ chức dạy học giải quyết vấn đề gắn với thực tiễn nhằm kích thích tư duy sáng tạo.
  3. Ứng dụng phương pháp dạy học dự án và hoạt động trải nghiệm thực hành, chế tạo thiết bị thí nghiệm.
  4. Sử dụng phối hợp các kỹ thuật dạy học tích cực (bản đồ tư duy, kỹ thuật khăn trải bàn, kỹ thuật mảnh ghép).
• Quy trình tổ chức dạy học tích cực: Xây dựng quy trình gồm các bước sư phạm rõ ràng nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí (Sơ đồ 2.5).

Chương 3: Tổ chức dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí 10 trung học phổ thông

Chương này tập trung vào thiết kế sư phạm chuyên biệt cho nội dung kiến thức:

• Phân tích chương trình và nội dung: Phân tích vị trí, cấu trúc kiến thức chương "Các định luật bảo toàn" (Động lượng - Định luật bảo toàn động lượng, Công và Công suất, Động năng, Thế năng, Định luật bảo toàn cơ năng) theo Sơ đồ 3.1; xác định mục tiêu kiến thức, kỹ năng và cơ hội phát triển năng lực sáng tạo.
• Xây dựng bộ công cụ đánh giá: Thiết kế bảng tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo (Bảng 3.2), phiếu hỏi học sinh (Bảng 3.3), phiếu tự đánh giá và đánh giá chéo sản phẩm nhóm (Bảng 3.4), bảng kiểm quan sát của giáo viên.
• Thiết kế tiến trình dạy học: Soạn thảo các kế hoạch bài dạy chi tiết minh họa cho việc vận dụng 4 biện pháp và quy trình dạy học đã xây dựng, áp dụng cho các bài học cụ thể trong chương "Các định luật bảo toàn".

Nhóm bài học / Chủ đề	Phương pháp & Biện pháp dạy học định hướng	Sản phẩm sáng tạo dự kiến của học sinh
Động lượng – Định luật bảo toàn động lượng	Dạy học giải quyết vấn đề kết hợp bài tập nghiên cứu và thí nghiệm khảo sát va chạm	Bản thiết kế mô hình chuyển động bằng phản lực (tên lửa nước, thuyền phản lực mini)
Công và Công suất	Dạy học tích cực kết hợp bài tập thực tiễn	Phương án tối ưu hóa lực kéo và tính toán công suất thiết bị trong đời sống
Cơ năng & Định luật bảo toàn cơ năng	Dạy học dự án kết hợp thực hành thiết kế, chế tạo	Chế tạo mô hình tàu lượn siêu tốc mini, con lắc chuyển hóa năng lượng

Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

Chương 4 trình bày quá trình và kết quả thực nghiệm sư phạm qua hai vòng:

• Thực nghiệm sư phạm Vòng 1: Triển khai tại mẫu thực nghiệm nhằm kiểm tra tính khả thi của các giáo án đã thiết kế, điều chỉnh các tiêu chí đánh giá và phương án tổ chức lớp học (Bảng 4.1).
• Thực nghiệm sư phạm Vòng 2: Tiến hành chính thức trên 6 lớp thực nghiệm (TN1 đến TN6) và các lớp đối chứng tương ứng tại Trường THPT Thực hành Sư phạm và Trường THPT Nguyễn Trãi – Đồng Nai (Bảng 4.2).
• Đánh giá năng lực sáng tạo định tính và sự tiến bộ: Đánh giá học sinh qua 3 giai đoạn (đầu kỳ, giữa kỳ, cuối kỳ) thông qua phiếu quan sát giờ học (Bảng 4.3), điểm tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau (Bảng 4.4), hệ số đóng góp cá nhân (Bảng 4.5), điểm đánh giá của giáo viên đối với nhóm (Bảng 4.6), và tổng hợp điểm năng lực sáng tạo cá nhân (Bảng 4.7). Sự tiến bộ của học sinh các lớp TN qua 3 giai đoạn được biểu diễn từ Biểu đồ 4.1 đến Biểu đồ 4.6.
• Đánh giá kết quả kiểm tra định lượng: Phân tích điểm số bài kiểm tra đầu vào (Bảng 4.8 – 4.11; Biểu đồ 4.7, 4.8), bài kiểm tra 15 phút (Bảng 4.12 – 4.17; Biểu đồ 4.9, 4.10) và bài kiểm tra 45 phút (Bảng 4.18 – 4.23; Biểu đồ 4.11, 4.12). Tổng hợp kết quả 2 bài kiểm tra được trình bày tại các Bảng 4.24 – 4.28 và Biểu đồ 4.13, 4.14.

Các nhóm dữ liệu đánh giá thực nghiệm	Công cụ và nguồn dữ liệu thu thập	Chỉ số / Tham số thống kê thể hiện
Đánh giá mức độ Năng lực sáng tạo	Phiếu quan sát giờ học, phiếu đánh giá chéo nhóm, phiếu chấm sản phẩm của GV	Tổng điểm NLST cá nhân, hệ số đóng góp qua 3 giai đoạn (Biểu đồ 4.1 – 4.6)
Kiểm tra đầu vào (tương đương)	Đề kiểm tra khảo sát chất lượng ban đầu của các lớp TN và ĐC	Tần số điểm số $X_i$, tần suất %, tần suất tích lũy %, điểm trung bình $\bar{X}$, độ lệch chuẩn $S$
Bài kiểm tra 15 phút & 45 phút	Đề kiểm tra định kỳ kiến thức chương "Các định luật bảo toàn"	Tỷ lệ phân loại học lực (Giỏi, Khá, Trung bình, Yếu), đường cong phân phối tần suất lũy tích

Kết quả xử lý số liệu cho thấy điểm trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng, tỷ lệ học sinh đạt loại khá giỏi ở các lớp thực nghiệm cao hơn, đường phân phối tần suất lũy tích của nhóm thực nghiệm luôn nằm lệch về phía bên phải so với nhóm đối chứng, khẳng định hiệu quả của các biện pháp dạy học đã đề xuất.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận

• Hệ thống hóa, bổ sung và làm rõ thêm cơ sở lý luận về việc tổ chức dạy học nhằm góp phần phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông trong môn Vật lí.
• Xây dựng được hệ thống 04 biện pháp sư phạm nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học vật lí.
• Xây dựng được quy trình tổ chức dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí.

Đóng góp về mặt thực tiễn

• Phân tích, đánh giá khách quan thực trạng tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong môn Vật lí tại các trường trung học phổ thông trên địa bàn khảo sát.
• Xây dựng bộ công cụ đánh giá mức độ phát triển năng lực sáng tạo của học sinh (tiêu chí đánh giá, bảng kiểm quan sát, phiếu tự đánh giá, phiếu đánh giá sản phẩm).
• Soạn thảo hệ thống tiến trình dạy học cụ thể cho chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo và đã tiến hành áp dụng thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT tỉnh Đồng Nai.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi nội dung chương "Các định luật bảo toàn" môn Vật lí lớp 10 THPT. Về địa bàn thực nghiệm, nghiên cứu mới chỉ tiến hành tại một số trường THPT thuộc tỉnh Đồng Nai (THPT Thực hành Sư phạm, THPT Nguyễn Trãi) trong bối cảnh giáo dục giai đoạn 2018–2021 khi Chương trình GDPT 2018 đang trong giai đoạn bắt đầu triển khai song song với chương trình 2006.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng việc xây dựng quy trình và biện pháp phát triển năng lực sáng tạo sang các chương khác của môn Vật lí THPT (các phần Nhiệt học, Điện học, Quang học); tiếp tục áp dụng và kiểm nghiệm đồng bộ bộ công cụ đánh giá khi Chương trình GDPT 2018 và sách giáo khoa mới được triển khai đại trà trên phạm vi toàn quốc.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí: Luận án cung cấp khung lý thuyết về năng lực sáng tạo, cấu trúc biểu hiện hành vi và phương pháp luận thiết kế công cụ đánh giá năng lực tích hợp định tính – định lượng.
• Đối với giáo viên Vật lí THPT: Hệ thống tiến trình bài dạy mẫu của chương "Các định luật bảo toàn", các dạng bài tập nghiên cứu, bài tập thiết kế và hướng dẫn tổ chức dạy học dự án là tài liệu tham khảo trực tiếp phục vụ đổi mới phương pháp giảng dạy theo Chương trình GDPT 2018.
• Đối với các trường sư phạm và cán bộ quản lý giáo dục: Quy trình tổ chức dạy học tích cực và hệ thống tiêu chí đánh giá có thể được sử dụng làm tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho sinh viên sư phạm và giáo viên trung học phổ thông.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án định nghĩa năng lực sáng tạo của học sinh THPT như thế nào?

Luận án thống nhất quan điểm: Năng lực sáng tạo là năng lực tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cách mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới trong một lĩnh vực hoạt động cụ thể.

2. Chu trình sáng tạo khoa học của V. G. Razumôxki được cấu trúc gồm những giai đoạn nào?

Chu trình sáng tạo của Razumôxki gồm 4 giai đoạn nhận thức liên hoàn và mở rộng: (1) Khái quát hóa các sự kiện khởi đầu $\rightarrow$ (2) Xây dựng mô hình giả thuyết $\rightarrow$ (3) Rút ra hệ quả logic $\rightarrow$ (4) Kiểm tra bằng thực nghiệm.

3. Tác giả đã tiến hành thực nghiệm sư phạm ở đâu và trong khoảng thời gian nào?

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành qua 2 vòng tại Trường THPT Thực hành Sư phạm và Trường THPT Nguyễn Trãi thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai trong khoảng thời gian từ năm học 2018 đến năm học 2021.

4. Bốn biện pháp phát triển năng lực sáng tạo được đề xuất trong luận án là gì?

Tác giả đề xuất 04 biện pháp sư phạm:

1. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo (nghiên cứu và thiết kế) trong dạy học vật lí.
2. Tổ chức dạy học giải quyết vấn đề gắn với các hiện tượng và tình huống thực tiễn.
3. Tổ chức dạy học dự án và hoạt động trải nghiệm thực hành, chế tạo mô hình vật lí.
4. Sử dụng phối hợp các kỹ thuật dạy học tích cực để kích thích sự tham gia và tư duy của học sinh.

5. Bộ công cụ đánh giá năng lực sáng tạo trong luận án bao gồm những thành phần nào?

Bộ công cụ gồm: Bảng các tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo với các chỉ báo hành vi, Phiếu quan sát giờ học của giáo viên, Phiếu hỏi học sinh, Phiếu tự đánh giá và đánh giá chéo của học sinh trong nhóm, Bảng điểm đánh giá sản phẩm và các đề kiểm tra định kỳ (15 phút, 45 phút) được xử lý bằng thống kê toán học.

---

Kết luận

Luận án của tác giả Đỗ Hùng Dũng đã hệ thống hóa và làm rõ cơ sở lý luận về phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông thông qua môn Vật lí. Công trình đã xây dựng thành công 04 biện pháp dạy học tích cực, một quy trình tổ chức dạy học hoàn chỉnh và bộ công cụ đánh giá năng lực sáng tạo áp dụng vào chương "Các định luật bảo toàn" Vật lí 10. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại tỉnh Đồng Nai từ năm học 2018 đến 2021 đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp đề xuất trong việc nâng cao năng lực sáng tạo và chất lượng học tập bộ môn của học sinh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu về năng lực và năng lực sáng tạo 1. Các nghiên cứu ở nước ngoài Khái niệm NL (competence) có nguồn gốc tiếng Latinh “competentia” có nghĩa là “gặp gỡ” [85].

Hiện nay, đã có rất nhiều công trình, đề tài nghiên cứu về NL, khái niệm NL được sử dụng với nhiều thuật ngữ tiếng Anh khác nhau như competence, capacity, ability, possibility, literacy. Do đó, khái niệm NL được hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau. Dưới góc độ tâm lý học, NL trở thành đối tượng nghiên cứu chuyên sâu trong các công trình của F. Trong nghiên cứu của mình, F.

Ganton cho rằng NL có những biểu hiện như tính nhạy bén, chắc chắn, sâu sắc và dễ dàng trong quá trình lĩnh hội một hoạt động nào đó. Người có NL là người đạt hiệu suất và chất lượng hoạt động cao trong các hoàn cảnh khách quan và chủ quan như nhau. NL gắn bó chặt chẽ với tính định hướng chung của nhân cách [31]. Rudich, NL đó là tính chất tâm sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu các kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định [31].

NL của con người không chỉ là kết quả của sự phát triển và giáo dục mà còn là kết quả của quá trình hoạt động. Khi xét ở góc độ hoạt động, J.Coolahan cho rằng: NL được xem như là “Những khả năng cơ bản dựa trên cơ sở tri thức, kinh nghiệm, các giá trị và thiên hướng của một con người được phát triển thông qua thực hành giáo dục” [102], A. Cosmovici “Năng lực là tổ hợp đặc điểm của cá nhân, giải thích sự khác biệt giữa người này với người khác ở khả năng đạt được những kiến thức và hành vi nhất định” [91]. Leonchiev cho rằng “Năng lực là đặc điểm cá nhân quy định việc thực hiện thành công một hoạt động nhất định”[98].

Báo cáo của Trung tâm nghiên cứu Châu Âu về việc làm và lao động (2005) đưa ra khái niệm “Năng lực là tổ hợp những phẩm chất về thể chất và trí tuệ giúp ích cho việc hoàn thành một công việc với mức độ chính xác nào đó” [15]. Như vậy, NL luôn bị chi phối bởi bối cảnh cụ thể mà trong đó các NL được đòi hỏi. Sự tích hợp của kiến thức, kĩ năng, thái độ sẽ làm nên khả năng thực hiện một công việc, một hoạt động cụ thể. 8 luan an Theo PISA, thuật ngữ NL (literacy) bao hàm cả kiến thức, kĩ năng và qui trình nhận thức, các mảng NL gồm: NL đọc hiểu, NL toán học, NL khoa học và NL giải quyết vấn đề.

Tổ chức này cũng nhấn mạnh đến việc sử dụng kiến thức, kĩ năng tích lũy được ở trường học vào bối cảnh, tình huống thực trong đời sống nhằm góp phần thay đổi thái độ của người học. Để đánh giá kết quả học tập theo hướng tiếp cận NL của người học, PISA có cách tiếp cận rộng hơn về việc đánh giá kiến thức, kĩ năng, thái độ của HS, đó là hướng tới đánh giá các NL sử dụng kiến thức vào giải quyết các nhiệm vụ và thách thức thường nhật. Cách tiếp cận bao quát và thực tiễn này giúp PISA phản ánh kịp thời các thay đổi trong quá trình phát triển, cụ thể hơn đó là phương thức dựa trên mô hình học tập suốt đời, trong đó việc tích lũy các kiến thức và kĩ năng mới cần thiết để thích nghi trong một thế giới luôn thay đổi và một quá trình diễn ra suốt đời, không chỉ bó hẹp trong phạm vi trường học [22].