Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục với đề tài "Phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học một số kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí trung học phổ thông" do nghiên cứu sinh Nguyễn Ngọc Anh thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Đình Thước, thuộc chuyên ngành Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí (mã số: 9140111) tại Trường Đại học Vinh (bảo vệ năm 2022).
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Bối cảnh cách mạng khoa học và công nghệ đòi hỏi người lao động phải có năng lực nghề nghiệp, khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề sáng tạo trong những tình huống biến đổi. Chương trình giáo dục truyền thống bộc lộ bất cập như quá tải kiến thức, giảng dạy truyền thụ một chiều, nặng về lý thuyết hàn lâm, tạo ra hiện tượng "người mù chữ chức năng" – tức những người lĩnh hội được kiến thức nhưng không có khả năng vận dụng vào thực tiễn đời sống.
Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 chuyển dịch trọng tâm sang hình thành phẩm chất và phát triển năng lực người học, trong đó môn Vật lí THPT mang bản chất là một môn khoa học thực nghiệm. Nội dung phần "Điện học - Điện từ học" có nhiều ứng dụng kỹ thuật thực tế nhưng lại mang tính trừu tượng cao, gây khó khăn cho học sinh trong tiếp thu. Tuy nhiên, việc vận dụng phương pháp thực nghiệm trong nhà trường phổ thông vẫn gặp nhiều trở ngại, thiếu tính hệ thống trong thiết kế tiến trình dạy học, bài tập thí nghiệm và công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm chuyên biệt.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu tổng quát là nghiên cứu đề xuất và áp dụng các biện pháp dạy học để phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí trung học phổ thông.
Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định gồm 6 nội dung:
- Nghiên cứu năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí.
- Nghiên cứu hoạt động dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
- Nghiên cứu thực trạng dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT.
- Nghiên cứu đề xuất các biện pháp dạy học Vật lí phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
- Áp dụng các biện pháp dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh vào quá trình dạy học phần "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11 THPT.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT.
Ba câu hỏi nghiên cứu cốt lõi mà luận án đặt ra bao gồm:
- Năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông trong học tập Vật lí có cấu trúc như thế nào?
- Cần có những biện pháp nào để dạy học Vật lí phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trung học phổ thông?
- Phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí THPT phần "Điện học - Điện từ học" cụ thể như thế nào?
Giả thuyết khoa học
Nếu đề xuất được các biện pháp tổ chức hoạt động học tập, rèn luyện giải quyết vấn đề bằng phương pháp thực nghiệm và vận dụng các biện pháp đó vào quá trình dạy học phần "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11 trung học phổ thông thì sẽ phát triển được năng lực thực nghiệm của học sinh.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Vật lí ở trường THPT theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
- Phạm vi nghiên cứu: Phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học phần "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11 THPT.
- Phạm vi không gian và thời gian: Khảo sát thực trạng được thực hiện trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh tại 18 trường THPT (thuộc 3 vùng: thành thị, đồng bằng, miền núi) trong 2 năm học: 2017-2018 và 2018-2019; thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh năm học 2020-2021 và 2021-2022.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu lý luận và thực tiễn trước đây
Luận án đã tổng quan hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến năng lực, phương pháp thực nghiệm và dạy học Vật lí:
- Quan niệm về năng lực:
- Tiếp cận theo khả năng: Denyse Trembley, F. E. Weinert (2001).
- Tiếp cận theo tâm lý - hoạt động: P. A. Rudik, A. G. Covaliop, N. S. Laytex.
- Các nghiên cứu tại Việt Nam: Nguyễn Ngọc Bích (2000), Hoàng Hoà Bình (2015), Nguyễn Lăng Bình, Đỗ Hương Trà, Nguyễn Phương Hồng, Cao Thị Thặng (2010), Nguyễn Lâm Đức (2016), Đặng Thành Hưng (2012), Nguyễn Lan Phương (2015), Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước (2019), Phạm Hữu Tòng (2004), Đỗ Hương Trà, Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải, Phạm Xuân Quế, Dương Xuân Quý (2019).
- Quan niệm về năng lực thực nghiệm:
- Nghiên cứu quốc tế: Nico Schreiber, Heike Theyßen và Horst Schecker (2009) xem năng lực thực nghiệm là năng lực đặc thù của môn Vật lí và sử dụng bài tập thí nghiệm làm công cụ rèn luyện; các chuẩn giáo dục quốc gia của Anh, Hoa Kỳ, Cộng hòa Liên bang Nga và nghiên cứu đánh giá chất lượng học tự nhiên tại 20 quốc gia.
- Nghiên cứu trong nước: Phạm Hữu Tòng (2004) xác định năng lực thực nghiệm là năng lực nghĩ ra phương án thí nghiệm khả thi để đề xuất hoặc kiểm tra giả thuyết và thực hành thí nghiệm thành công; Phạm Thị Phú và Nguyễn Đình Thước (2019); Xaypaseuth Vylaychit (2019).
- Các hướng nghiên cứu về dạy học Vật lí tại Việt Nam:
- Hướng 1: Bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học và phương pháp thực nghiệm: Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (2001), Nguyễn Thị Hồng Việt (1993), Phạm Thị Phú (1998).
- Hướng 2: Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm thực, thí nghiệm tự tạo: Đặng Minh Chưởng (2011), Cao Tiến Khoa (2014), Hà Duyên Tùng (2014), Nguyễn Hoàng Anh (2015), Nguyễn Viết Thanh Minh (2016), Võ Hoàng Ngọc (2008), Trần Thị Ngọc Ánh (2017).
- Hướng 3: Ứng dụng công nghệ thông tin và máy vi tính hỗ trợ thí nghiệm: Phạm Xuân Quế (2007), Trần Huy Hoàng (2006), Nguyễn Thị Nhị (2011).
Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn
Mặc dù các công trình đi trước đã tiếp cận phương pháp thực nghiệm dưới nhiều góc độ (thiết bị tự tạo, ứng dụng CNTT, chu trình nhận thức), nhưng chưa có nghiên cứu nào xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh từ cấu trúc thành tố, bảng chỉ số hành vi, thang đo định lượng cho đến việc thiết kế đồng bộ các biện pháp sư phạm, bài tập thí nghiệm và kế hoạch bài học cho phần kiến thức "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11 THPT nhằm phát triển năng lực thực nghiệm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết
- Lý thuyết hoạt động: Luận án vận dụng cấu trúc hoạt động học của A. N. Leontiev gồm 6 thành phần: Động cơ $\leftrightarrow$ Hoạt động; Mục đích $\leftrightarrow$ Hành động; Phương tiện, điều kiện $\leftrightarrow$ Thao tác. Hoạt động học hướng vào làm biến đổi chính bản thân người học thông qua hoạt động tự lực.
- Nhận thức luận triết học: Quy luật nhận thức của V. I. Lenin ("Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn").
- Phương pháp thực nghiệm vật lí: Theo nghĩa đầy đủ (nghĩa rộng) từ Spaski và Galilei, gồm 6 giai đoạn nhận thức: Đặt vấn đề $\rightarrow$ Đề xuất giả thuyết $\rightarrow$ Suy ra hệ quả lô-gic $\rightarrow$ Lập phương án thí nghiệm kiểm tra $\rightarrow$ Tiến hành thí nghiệm, xử lý số liệu $\rightarrow$ Rút ra kết luận.
- Khái niệm năng lực thực nghiệm trong luận án: Là thuộc tính tâm lý cá nhân được hình thành, phát triển qua quá trình học tập, rèn luyện, cho phép chủ thể có khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và thái độ của mình để giải quyết vấn đề bằng phương pháp thực nghiệm đạt kết quả mong muốn trong điều kiện cụ thể.
Cấu trúc và Thang đo năng lực thực nghiệm
Cấu trúc năng lực thực nghiệm được tác giả xây dựng gồm 8 năng lực thành tố và các tiêu chí hành vi cụ thể:
| STT |
Năng lực thành tố |
Biểu hiện hành vi (HV) |
| 1 |
Phát hiện vấn đề |
Đặt được câu hỏi về hiện tượng tự nhiên (diễn biến, điều kiện, đại lượng mô tả, cách đo, mối quan hệ giữa các đại lượng, nguyên nhân). |
| 2 |
Đề xuất giả thuyết/dự đoán |
Nêu được ý tưởng giải quyết vấn đề / câu trả lời giả định cho vấn đề đặt ra. |
| 3 |
Suy ra hệ quả lô-gic |
Suy luận lô-gic, suy luận toán học từ giả thuyết/dự đoán có hệ quả kiểm tra được bằng thí nghiệm. |
| 4 |
Xây dựng phương án thí nghiệm (PATN) kiểm tra |
Thiết kế sơ đồ thí nghiệm, mô tả sơ đồ, dụng cụ vật liệu, cách bố trí, cách thu thập và xử lý số liệu thí nghiệm. |
| 5 |
Bố trí thí nghiệm |
Lựa chọn thiết bị, lắp đặt thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo lường. |
| 6 |
Thực hiện thí nghiệm |
Thực hiện thí nghiệm đúng quy trình, đạt hiệu quả, bảo đảm an toàn. |
| 7 |
Thu thập và xử lý số liệu |
Mô tả hiện tượng, đọc số liệu, ghi chép sắp xếp số liệu, tính toán xử lý sai số đúng quy trình tương ứng với thiết bị đo đạc, quan sát. |
| 8 |
Rút ra kết luận |
Nhận xét tính đúng đắn của giả thuyết/ý tưởng; rút ra kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu; bình luận, đánh giá về phương pháp giải quyết vấn đề. |
Thang đo năng lực thực nghiệm được định lượng hóa theo 4 mức độ (MĐ):
- Mức độ 1 (0 – 4,9 điểm - Không đạt): Không thực hiện được hoặc thực hiện sai dù có sự hướng dẫn, trợ giúp của giáo viên.
- Mức độ 2 (5,0 – 6,9 điểm - Đạt): Thực hiện được các thao tác/hành vi nhưng cần có sự hướng dẫn, trợ giúp của giáo viên ở một vài khâu.
- Mức độ 3 (7,0 – 8,9 điểm - Khá): Tự lực thực hiện đúng quy trình nhưng còn mất nhiều thời gian.
- Mức độ 4 (9,0 – 10 điểm - Tốt): Tự lực thực hiện nhanh chóng, chính xác, hoàn chỉnh và có khả năng đánh giá, cải tiến.
Phương pháp nghiên cứu thực tế
Luận án kết hợp phương pháp nghiên cứu định tính và định lượng:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp các tài liệu lý luận dạy học, chương trình và sách giáo khoa.
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế: Sử dụng phiếu điều tra, dự giờ, xem giáo án, phỏng vấn trực tiếp đối với cán bộ quản lý, 105 giáo viên Vật lí và 845 học sinh lớp 11 tại 18 trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh (2 năm học 2017-2018 và 2018-2019).
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm theo 2 vòng tại trường THPT; tiến hành quan sát sư phạm, ghi chép biên bản, đánh giá theo tiêu chí hành vi và kiểm tra viết.
- Phương pháp thống kê toán học: Xử lý dữ liệu điều tra thực trạng và kết quả kiểm tra thực nghiệm sư phạm (tính điểm trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn, hệ số biến thiên, kiểm định t-Student, kiểm định Mann-Whitney, vẽ đồ thị phân phối tần suất và tần suất tích lũy).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Chương này tổng thuật lịch sử nghiên cứu về khái niệm năng lực, năng lực thực nghiệm và các xu hướng dạy học Vật lí định hướng năng lực trên thế giới và ở Việt Nam. Tác giả phân tích các mô hình cấu trúc năng lực (mô hình ASK và mô hình thành tố), chuẩn giáo dục môn Vật lí của các quốc gia tiên tiến (Anh, Mỹ, Nga) và chuẩn chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018 của Việt Nam.
Từ việc phân loại 3 hướng nghiên cứu chính tại Việt Nam (bồi dưỡng phương pháp nhận thức, chế tạo thí nghiệm thực/tự tạo, và ứng dụng CNTT), chương 1 khẳng định khoảng trống về việc xây dựng quy trình dạy học phát triển năng lực thực nghiệm có tính hệ thống cho phần "Điện học - Điện từ học" THPT, từ đó xác lập 3 câu hỏi nghiên cứu của đề tài.
Chương 2: Cơ sở lí luận và thực tiễn về phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông
Chương 2 trình bày cơ sở lý luận về hoạt động học theo thuyết hoạt động của Leontiev, quy luật nhận thức và các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu và dạy học Vật lí. Tác giả xây dựng cấu trúc 8 năng lực thành tố, xác định 4 mức độ đánh giá và thang điểm 10 tương ứng.
Chương này công bố kết quả điều tra thực trạng tại 18 trường THPT tỉnh Hà Tĩnh (105 GV và 845 HS):
| Nội dung điều tra thực trạng |
Số liệu điều tra thực tế |
| Nhận thức của GV về đổi mới dạy học phát triển năng lực |
- 100% cán bộ quản lý và GV có nhu cầu đổi mới dạy học.
- 76,2% GV nhận thức phải tổ chức cho HS tự học/rèn luyện mới có năng lực. |
| Mức độ GV sử dụng dạy học giải quyết vấn đề theo phương pháp thực nghiệm |
- 16,8% Thường xuyên.
- 37,8% Thỉnh thoảng.
- 36,1% Ít khi.
- 9,3% Không bao giờ. |
| Mức độ GV tổ chức cho HS thiết kế, chế tạo thí nghiệm tự làm |
- 7,6% Thường xuyên.
- 25,2% Thỉnh thoảng.
- 67,2% Ít khi hoặc không bao giờ. |
| Mức độ GV sử dụng bài tập thí nghiệm (BTTN) |
- 14,3% Thường xuyên.
- 18,5% Thỉnh thoảng.
- 67,2% Ít khi hoặc không bao giờ. |
| Hoạt động thực nghiệm của học sinh |
- >80% HS thích học Vật lí có thí nghiệm.
- 55% HS ít khi được đặt câu hỏi; 30% chưa bao giờ nêu câu hỏi về hiện tượng tự nhiên.
- 82% ít khi hoặc chưa bao giờ nêu dự đoán trước khi làm thí nghiệm.
- 72% HS chưa bao giờ giải BTTN.
- 90% HS chưa từng tự tay chế tạo dụng cụ thí nghiệm.
- 78% HS chưa bao giờ đề xuất ý tưởng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. |
| Cơ sở vật chất thí nghiệm |
- Đảm bảo danh mục tối thiểu nhưng chất lượng thấp, nhanh xuống cấp (đồng hồ đa năng hiện số, bảng lắp mạch điện). |
Trên cơ sở lý luận và thực tiễn, luận án đề xuất hệ thống 4 biện pháp dạy học phát triển năng lực thực nghiệm:
- Biện pháp 1: Dạy học kiến thức mới theo phương pháp thực nghiệm vật lí (tiến trình 7 giai đoạn: Đặt vấn đề $\rightarrow$ Xây dựng giả thuyết $\rightarrow$ Suy ra hệ quả lô-gic $\rightarrow$ Xây dựng PATN kiểm tra $\rightarrow$ Thực hiện thí nghiệm $\rightarrow$ Hợp thức hóa kiến thức mới $\rightarrow$ Vận dụng; phân hóa theo 3 mức độ tự lực của học sinh).
- Biện pháp 2: Sử dụng bài tập thí nghiệm (BTTN) trong dạy học Vật lí (rèn luyện các thao tác tư duy và hành vi tương ứng với các năng lực thành tố).
- Biện pháp 3: Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khóa và nghiên cứu khoa học có nội dung Vật lí.
- Biện pháp 4: Tổ chức kiểm tra, đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh (sử dụng bảng kiểm quan sát hành vi, bài tập thiết kế PATN và báo cáo thực hành).
Chương 3: Xây dựng kế hoạch bài học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh
Chương 3 cụ thể hóa các biện pháp lý luận vào chương trình Vật lí 11:
- Phân tích cấu trúc nội dung và chuẩn kiến thức, kỹ năng phần "Điện học - Điện từ học" (gồm các chương: Điện tích - Điện trường, Dòng điện không đổi, Dòng điện trong các môi trường, Từ trường, Cảm ứng điện từ).
- Chuẩn bị cơ sở vật chất thực nghiệm: Xây dựng và chuẩn bị 18 thí nghiệm, trong đó có 03 thí nghiệm cải tiến (thay ampe kế bộ thí nghiệm lực từ, mạch đo điện trở, mạch hiện tượng tự cảm) và 03 thí nghiệm tự làm (mô hình la bàn từ kim khâu, mô hình nam châm điện, mô hình động cơ điện một chiều đơn giản).
- Xây dựng hệ thống 26 bài tập thí nghiệm (BTTN) phân loại theo mục đích và phương pháp giải, làm công cụ rèn luyện và kiểm tra đánh giá.
- Thiết kế chi tiết 06 kế hoạch bài học (tiến trình dạy học) theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm:
- Bài thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của pin điện hóa.
- Bài tập: Bài tập về dòng điện trong kim loại.
- Bài kiến thức mới: Lực từ. Cảm ứng từ (kèm video clip bài dạy thực nghiệm).
- Bài kiến thức mới: Suất điện động cảm ứng.
- Dạy học dự án: Dự án chế tạo sản phẩm ứng dụng kiến thức phần Điện học - Điện từ học.
- Hoạt động ngoại khóa: Ngoại khóa Vật lí.
Chương 4: Thực nghiệm sư phạm
Chương 4 mô tả quá trình thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT tỉnh Hà Tĩnh:
- Thực nghiệm vòng 1: Tiến hành nhằm kiểm tra tính khả thi của các kế hoạch bài học, phân tích diễn biến giờ dạy, phát hiện khó khăn về thời gian và kỹ năng thao tác của học sinh để điều chỉnh tiến trình sư phạm.
- Thực nghiệm vòng 2: Tiến hành trên các lớp thực nghiệm (áp dụng 4 biện pháp) và lớp đối chứng (dạy học truyền thống).
- Kết quả định tính: Phân tích sự tiến bộ về biểu hiện hành vi qua từng bài học của 4 học sinh đại diện cho các nhóm đối tượng nhận thức khác nhau (Nguyễn Thị Kh., Nguyễn Q., Mai H., Nguyễn T.); học sinh chuyển từ mức độ thụ động sang chủ động đề xuất phương án và xử lý sai số.
- Kết quả định lượng: Thống kê tỷ lệ phần trăm học sinh đạt các mức độ hành vi (MĐ1 đến MĐ4) qua chuỗi 6 bài học cho thấy tỷ lệ MĐ1 giảm rõ rệt, tỷ lệ MĐ3 và MĐ4 tăng dần; phân tích điểm bài kiểm tra sau thực nghiệm cho thấy điểm số trung bình của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$), đường phân bố tần suất tích lũy của lớp thực nghiệm nằm lệch hẳn về phía bên phải so với lớp đối chứng.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp về mặt lý luận
- Luận án đã hệ thống hóa và làm sáng tỏ khái niệm năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí THPT; xác định được cấu trúc năng lực thực nghiệm gồm 8 năng lực thành tố đi kèm hệ thống các chỉ số hành vi tường minh.
- Xây dựng thang đo đánh giá năng lực thực nghiệm gồm 4 mức độ (MĐ1 đến MĐ4) tương ứng với thang điểm 10, cung cấp công cụ định lượng hóa việc đánh giá năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí.
- Đề xuất quy trình đồng bộ gồm 4 biện pháp dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT.
Đóng góp về mặt thực tiễn
- Chuẩn bị hoàn chỉnh 18 thí nghiệm phục vụ dạy học phần "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11, trong đó có 03 thí nghiệm cải tiến và 03 thí nghiệm tự làm từ vật liệu sẵn có, dễ kiếm.
- Xây dựng tuyển tập 26 bài tập thí nghiệm (BTTN) có hướng dẫn phương pháp giải, đóng vai trò làm công cụ dạy học, rèn luyện và kiểm tra đánh giá.
- Thiết kế hoàn chỉnh 06 kế hoạch bài học (giáo án) đại diện cho các hình thức tổ chức dạy học: kiến thức mới, bài tập, thực hành, dự án và ngoại khóa (kèm theo 01 video clip tiến trình dạy học bài "Lực từ. Cảm ứng từ").
- Hướng dẫn học sinh thực hiện 01 sản phẩm dự án dạy học tham gia cuộc thi Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật dành cho học sinh trung học và đạt giải Nhì cấp tỉnh Hà Tĩnh.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Các cấp quản lý giáo dục cần tăng cường tập huấn chuyên môn cho giáo viên về phương pháp dạy học thực nghiệm, khuyến khích giáo viên sử dụng thí nghiệm tự tạo và bài tập thí nghiệm.
- Cải tiến hình thức kiểm tra đánh giá định kỳ và thường xuyên, đưa các câu hỏi đánh giá kỹ năng thực nghiệm, thiết kế phương án thí nghiệm vào cấu trúc đề kiểm tra.
- Đầu tư, rà soát và nâng cao chất lượng thiết bị thí nghiệm tối thiểu trong các phòng thực hành bộ môn Vật lí tại trường THPT.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án
- Khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm mới chỉ giới hạn trong phạm vi các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh.
- Nội dung ứng dụng thực nghiệm sư phạm tập trung vào phần kiến thức "Điện học - Điện từ học" của chương trình Vật lí 11 (theo khung chương trình hiện hành tại thời điểm nghiên cứu).
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Mở rộng phạm vi nghiên cứu và áp dụng quy trình phát triển năng lực thực nghiệm sang các mạch nội dung kiến thức khác của môn Vật lí THPT (Cơ học, Nhiệt học, Quang học, Vật lí hạt nhân).
- Tiếp tục nghiên cứu, điều chỉnh và áp dụng hệ thống biện pháp dạy học thực nghiệm phù hợp với toàn bộ các chủ đề và chuyên đề học tập của Chương trình Giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018 trên phạm vi nhiều tỉnh, thành phố khác nhau.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:
- Giáo viên Vật lí THPT: Tham khảo 06 kế hoạch bài học mẫu, quy trình 7 bước dạy bài học kiến thức mới theo phương pháp thực nghiệm, kỹ thuật khai thác 26 bài tập thí nghiệm và cách chế tạo 03 thiết bị thí nghiệm tự làm.
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí: Tham khảo khung lý thuyết cấu trúc 8 thành tố, bảng tiêu chí hành vi, bộ công cụ thang đo 4 mức độ và phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm định tính kết hợp định lượng.
- Cán bộ quản lý giáo dục và chuyên viên phụ trách môn Vật lí: Sử dụng các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm để định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy và kiểm tra đánh giá tại các nhà trường phổ thông.
Câu hỏi thường gặp
1. Năng lực thực nghiệm trong luận án được cấu trúc gồm những thành tố nào?
Cấu trúc năng lực thực nghiệm gồm 8 năng lực thành tố: (1) Phát hiện vấn đề; (2) Đề xuất giả thuyết/dự đoán; (3) Suy ra hệ quả lô-gic; (4) Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra; (5) Bố trí thí nghiệm; (6) Thực hiện thí nghiệm; (7) Thu thập và xử lý số liệu; (8) Rút ra kết luận.
2. Luận án đề xuất những biện pháp sư phạm cụ thể nào để phát triển năng lực thực nghiệm?
Luận án đề xuất 4 biện pháp:
- Biện pháp 1: Dạy học kiến thức mới theo phương pháp thực nghiệm vật lí (gồm 7 giai đoạn, phân theo 3 mức độ tự lực của học sinh).
- Biện pháp 2: Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí.
- Biện pháp 3: Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khóa và nghiên cứu khoa học có nội dung Vật lí.
- Biện pháp 4: Tổ chức kiểm tra, đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh.
3. Số lượng thí nghiệm và bài tập thí nghiệm được chuẩn bị trong luận án là bao nhiêu?
Tác giả đã chuẩn bị 18 thí nghiệm dạy học phần "Điện học - Điện từ học" (trong đó có 03 thí nghiệm cải tiến và 03 thí nghiệm tự làm) cùng hệ thống 26 bài tập thí nghiệm (BTTN) phục vụ việc rèn luyện và đánh giá năng lực học sinh.
4. Quy mô khảo sát thực trạng của luận án được thực hiện trên mẫu như thế nào?
Khảo sát thực trạng được thực hiện tại 18 trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh (thuộc 3 vùng: thành thị, đồng bằng, miền núi) với đối tượng tham gia gồm 105 giáo viên giảng dạy Vật lí và 845 học sinh lớp 11, tiến hành trong 2 năm học 2017-2018 và 2018-2019.
5. Thang đo năng lực thực nghiệm của học sinh được phân chia theo các mức độ điểm số nào?
Thang đo gồm 4 mức độ trên thang điểm 10:
- Mức độ 1 (0 – 4,9 điểm): Không đạt.
- Mức độ 2 (5,0 – 6,9 điểm): Đạt.
- Mức độ 3 (7,0 – 8,9 điểm): Khá.
- Mức độ 4 (9,0 – 10 điểm): Tốt.
Kết luận
Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Ngọc Anh đã giải quyết một cách có hệ thống vấn đề phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT thông qua dạy học phần "Điện học - Điện từ học". Công trình đã đóng góp về mặt lý luận thông qua việc xác lập cấu trúc 8 thành tố năng lực thực nghiệm, xây dựng thang đo 4 mức độ và đề xuất 4 biện pháp sư phạm đồng bộ. Về mặt thực tiễn, luận án cung cấp hệ thống 18 thí nghiệm, 26 bài tập thí nghiệm và 06 kế hoạch bài học chi tiết đã qua kiểm chứng thực nghiệm sư phạm. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất, đáp ứng định hướng đổi mới căn bản của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
