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" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Ngọc Anh, 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 năm 2022.

Về tính cấp thiết, sự phát triển nhanh chóng của khoa học - công nghệ và yêu cầu của thị trường lao động đòi hỏi người học phải có năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn một cách chủ động và sáng tạo. Chương trình giáo dục truyền thống nặng về truyền thụ lý thuyết hàn lâm một chiều đã bộc lộ hạn chế khi người học tiếp thu kiến thức nhưng không có khả năng vận dụng vào đời sống. Chương trình giáo dục phổ thông 2018 tại Việt Nam đã chuyển đổi mục tiêu sang phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh. Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, trong đó kiến thức phần "Điện học - Điện từ học" lớp 11 có tính trừu tượng cao nhưng gắn liền với nhiều ứng dụng kỹ thuật và đời sống. Tuy nhiên, việc vận dụng phương pháp thực nghiệm trong thực tiễn dạy học phần này còn gặp nhiều khó khăn, bất cập, chưa được triển khai đồng bộ. Do đó, việc xây dựng biện pháp sư phạm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh là yêu cầu cấp thiết.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án chỉ ra là: trước thời điểm nghiên cứu, chưa có công trình nào trong và ngoài nước giải quyết một cách có hệ thống việc dạy học phần "Điện học - Điện từ học" nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh cấp trung học phổ thông (THPT).

Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của đề tài 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 môn Vật lí ở trường THPT.

Giả thuyết khoa học của luận án: 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.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định theo 6 nhiệm vụ cụ thể:

  1. Nghiên cứu năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí.
  2. Nghiên cứu hoạt động dạy học vật lí ở trường phổ thông theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
  3. Nghiên cứu thực trạng dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT.
  4. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp dạy học vật lí phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
  5. 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.
  6. Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT.

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” thuộc chương trình Vật lí 11 THPT; địa bàn khảo sát và thực nghiệm được tiến hành tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh trong các năm học từ 2017-2018 đến 2021-2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về năng lực, năng lực thực nghiệm và phương pháp dạy học vật lí theo ba hướng tiếp cận chính:

Các nghiên cứu về năng lực và năng lực thực nghiệm:

  • Luận án phân tích quan niệm về năng lực theo hai nhóm: nhóm coi năng lực thuộc phạm trù khả năng (Denyse Trembley, F. E. Weinert) và nhóm coi năng lực thuộc phạm trù hoạt động, thuộc tính cá nhân (P. Rudik, A. G. Covaliop, N. S. Laytex). Tại Việt Nam, luận án điểm lại các nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Bích (2000), Hoàng Hòa Bình (2015), Nguyễn Lăng Bình cùng các cộng sự (2010), Đặng Thành Hưng (2012), Phạm Hữu Tòng (2004), Đỗ Hương Trà cùng các cộng sự (2019), Phạm Thị Phú và Nguyễn Đình Thước (2019).
  • Về năng lực thực nghiệm, các tác giả quốc tế như R. White (1988), Nico Schreiber, Heike Theyßen và Horst Schecker (2009) xem năng lực thực nghiệm là năng lực đặc thù của môn Vật lí gắn liền với việc giải bài tập thí nghiệm và các thao tác trí tuệ - thực hành. Tại Việt Nam, Phạm Hữu Tòng (2004) định nghĩa năng lực thực nghiệm là năng lực nghĩ ra phương án thí nghiệm khả thi để đề xuất hoặc kiểm tra giả thuyết khoa học và thực hành thí nghiệm thành công; Phạm Thị Phú và Nguyễn Đình Thước (2019) xác định đây là tổ hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ giải quyết vấn đề bằng phương pháp thực nghiệm; Xaypaseuth Vylaychit (2019) nhấn mạnh các nhiệm vụ thực nghiệm từ thiết kế phương án, lắp ráp, xử lý số liệu đến đánh giá kết quả.
  • Về chuẩn chương trình giáo dục, luận án so sánh các tiêu chuẩn quốc gia môn Vật lí của Anh, Hoa Kỳ, Liên bang Nga và Chuẩn kiến thức, kỹ năng (2010) cũng như Chương trình GDPT (2018) của Việt Nam, qua đó khẳng định năng lực thực nghiệm luôn giữ vị trí trọng tâm.

Các hướng nghiên cứu về dạy học vật lí phát triển năng lực thực nghiệm:

  • Hướng 1: Bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học và phương pháp thực nghiệm cho học sinh thông qua các công trình của Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng (2001), Nguyễn Thị Hồng Việt (1993), Phạm Thị Phú (1998), vận dụng chu trình sáng tạo khoa học của V. G. Razumovsky.
  • Hướng 2: Xây dựng và sử dụng thí nghiệm thực (thiết bị trang bị sẵn và thí nghiệm tự tạo) để tích cực hóa hoạt động nhận thức, tiêu biểu là các nghiên cứu của 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, ghép nối máy vi tính và thí nghiệm mô phỏng hỗ trợ dạy học thực nghiệm, được nghiên cứu bởi Phạm Xuân Quế (2007), Trần Huy Hoàng (2006), Nguyễn Thị Nhị (2011).

Vị trí và khoảng trống nghiên cứu của luận án: Kế thừa các kết quả nghiên cứu trên, luận án tập trung giải quyết ba vấn đề chưa được nghiên cứu thấu đáo và có tính hệ thống: (1) Xác định rõ cấu trúc các năng lực thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh THPT; (2) Xây dựng hệ thống các biện pháp dạy học sư phạm chuyên biệt; (3) Cụ thể hóa toàn bộ tiến trình dạy học, hệ thống thí nghiệm và bài tập thí nghiệm vào phần kiến thức "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án dựa trên lý thuyết hoạt động của A. N. Leontiev với cấu trúc 6 thành phần tâm lý: Động cơ - Mục đích - Phương tiện/Điều kiện tương ứng với Hoạt động - Hành động - Thao tác. Trong dạy học, hoạt động học của học sinh được tổ chức theo con đường nhận thức của các nhà vật lí học, chuyển hóa phương pháp nhận thức thực nghiệm thành phương pháp dạy học.

Cấu trúc logic của phương pháp thực nghiệm trong dạy học gồm các giai đoạn: Sự kiện khởi đầu $\rightarrow$ Vấn đề nghiên cứu $\rightarrow$ Đề xuất giả thuyết/dự đoán $\rightarrow$ Suy luận logic hệ quả $\rightarrow$ Thí nghiệm kiểm tra (gồm: thiết kế phương án thí nghiệm, lập kế hoạch, bố trí, tiến hành, xử lý số liệu và rút ra kết luận) $\rightarrow$ Hợp thức hóa kiến thức mới $\rightarrow$ Vận dụng.

Khái niệm năng lực thực nghiệm do tác giả xây dựng: "Năng lực thực nghiệm là thuộc tính tâm lí 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, kĩ 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 năng lực thực nghiệm được tác giả cụ thể hóa thành 8 năng lực thành tố:

  1. Phát hiện vấn đề (đặt được câu hỏi cần nghiên cứu).
  2. Đề xuất giả thuyết/dự đoán.
  3. Suy ra hệ quả logic (suy luận logic, suy luận toán học để có hệ quả kiểm tra được bằng thí nghiệm).
  4. Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra (sơ đồ, dụng cụ, phương án bố trí, thu thập và xử lý số liệu).
  5. Bố trí thí nghiệm (lựa chọn thiết bị, lắp đặt, sử dụng dụng cụ đo).
  6. Thực hiện thí nghiệm (đúng quy trình, an toàn, hiệu quả).
  7. Thu thập và xử lý số liệu (mô tả hiện tượng, ghi chép số liệu, tính toán sai số).
  8. Rút ra kết luận (nhận xét giả thuyết, trả lời vấn đề nghiên cứu, bình luận phương pháp).

Thang đo năng lực thực nghiệm được xây dựng theo 4 mức độ dựa trên 3 tiêu chí phân hóa (mức độ tự lực, mức độ phức tạp của nhiệm vụ, mức độ hoàn thiện về chất lượng và thời gian):

  • Mức độ 1 (MĐ1 - Không đạt): Điểm từ 0 đến 4,9.
  • Mức độ 2 (MĐ2 - Đạt): Điểm từ 5,0 đến 6,9.
  • Mức độ 3 (MĐ3 - Khá): Điểm từ 7,0 đến 8,9.
  • Mức độ 4 (MĐ4 - Tốt): Điểm từ 9,0 đến 10,0.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp lý thuyết: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa các văn kiện, chương trình giáo dục, tài liệu tâm lý học, giáo dục học và lý luận dạy học vật lí.
  • Phương pháp điều tra khảo sát thực tế: Thiết kế phiếu hỏi, dự giờ, xem giáo án, phỏng vấn cán bộ quản lý, giáo viên và học sinh.
    • Mẫu điều tra: 105 giáo viên vật lí tại 18 trường THPT phân bố ở 3 vùng miền (thành thị, đồng bằng, miền núi) và 845 học sinh lớp 11 trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh trong 2 năm học: 2017-2018 và 2018-2019.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Triển khai dạy học thực nghiệm qua 2 vòng trên các lớp thực nghiệm và đối chứng tại trường THPT nhằm kiểm định giả thuyết khoa học.
  • Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng các công cụ thống kê mô tả để xử lý kết quả điều tra và số liệu thực nghiệm sư phạm (tính điểm trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên, kiểm định tham số, lập bảng phân phối tần suất, tần suất tích lũy).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương này tổng thuật toàn diện các cơ sở lý luận về năng lực, cấu trúc năng lực theo mô hình ASK và mô hình các năng lực thành tố; phân loại năng lực chung và năng lực chuyên biệt theo Chương trình GDPT 2018. Tác giả phân tích các nghiên cứu chuyên sâu về năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí ở các nước tiên tiến và tại Việt Nam qua ba hướng nghiên cứu chính: bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học, cải tiến thiết bị thí nghiệm thực/tự tạo, và ứng dụng công nghệ thông tin. Trên cơ sở đó, chương 1 xác định khoảng trống lý luận và thực tiễn, đặt ra 3 câu hỏi nghiên cứu định hướng cho toàn bộ luận án.

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 làm rõ bản chất hoạt động học vật lí của học sinh dưới góc độ tâm lý học hoạt động, phân tích đặc trưng của phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu vật lí cổ điển và hiện đại. Tác giả thiết lập định nghĩa, cấu trúc 8 năng lực thành tố và thang đo 4 mức độ để đánh giá năng lực thực nghiệm.

Chương này công bố chi tiết số liệu điều tra thực trạng tại 18 trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh:

Chỉ số điều tra từ Giáo viên (N = 105) Tỷ lệ %
GV có nhu cầu và quan tâm đổi mới PPDH theo định hướng phát triển năng lực 100%
GV cho rằng phải tổ chức cho HS hoạt động và rèn luyện mới có năng lực 76,2%
GV thường xuyên sử dụng dạy học giải quyết vấn đề theo phương pháp thực nghiệm 16,8%
GV thỉnh thoảng sử dụng dạy học theo phương pháp thực nghiệm 37,8%
GV ít khi hoặc không bao giờ sử dụng dạy học theo phương pháp thực nghiệm 45,4%
GV ít khi hoặc không bao giờ tổ chức cho HS thiết kế, chế tạo thí nghiệm tự làm 67,2%
GV ít khi hoặc không bao giờ sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học 67,2%
GV ít khi hoặc chưa từng tổ chức nghiên cứu khoa học kỹ thuật/trải nghiệm 68,0%
GV đánh giá HS chủ yếu qua bài báo cáo thực hành cuối chương > 80%
GV ít khi hoặc không bao giờ kiểm tra đánh giá qua bài tập thiết kế PATN trên giấy 70,0%
Chỉ số điều tra từ Học sinh (N = 845) Tỷ lệ %
HS thích học vật lí có thí nghiệm và quan sát hiện tượng > 80%
HS ít khi hoặc chưa bao giờ được nêu câu hỏi về hiện tượng tự nhiên 85,0%
HS ít khi hoặc chưa bao giờ nêu dự đoán trước khi tiến hành thí nghiệm 82,0%
HS ít khi hoặc chưa bao giờ sử dụng dụng cụ đo điện (vôn kế, ampe kế, đồng hồ đa năng) 60,0%
HS chưa bao giờ được giải bài tập thí nghiệm vật lí 72,0%
HS chưa từng tự tay chế tạo một thiết bị thí nghiệm đơn giản 90,0%
HS chưa bao giờ đề xuất ý tưởng vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn 78,0%

Từ kết quả khảo sát, tác giả đề xuất hệ thống 4 biện pháp dạy học sư phạm:

  • Biện pháp 1: Dạy học kiến thức mới theo phương pháp thực nghiệm vật lí. Tiến trình gồm 7 giai đoạn, được phân thành 3 mức độ tham gia của học sinh (Mức độ 1: Chứng kiến; Mức độ 2: Chứng kiến và trực tiếp tham gia làm thí nghiệm kiểm tra; Mức độ 3: Tự lực thực hiện trọn vẹn các giai đoạn).
  • Biện pháp 2: Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí. Tận dụng bài tập thí nghiệm như một công cụ nhận thức nhằm rèn luyện các thao tác tư duy và hành động thực hành tương ứng với các năng lực thành tố.
  • Biện pháp 3: Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khoá và nghiên cứu khoa học có nội dung vật lí. Tạo môi trường thực hành sáng tạo, giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn chế tạo thiết bị kỹ thuật.
  • Biện pháp 4: Tổ chức kiểm tra, đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh. Kết hợp đánh giá định tính qua quan sát biểu hiện hành vi và đánh giá định lượng qua bài tập thí nghiệm, bài kiểm tra 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 phân tích nội dung, chuẩn kiến thức, kĩ năng và xác định mục tiêu phát triển năng lực thực nghiệm cho phần "Điện học - Điện từ học" Vật lí 11. Tác giả đã chuẩn bị các điều kiện thực tiễn bao gồm:

  • Chuẩn bị 18 thí nghiệm dạy học, trong đó có 3 thí nghiệm cải tiến (thay ampe kế trong bộ thí nghiệm lực từ, thí nghiệm khảo sát dòng điện qua đi-ốt phát quang, thí nghiệm đo thành phần nằm ngang từ trường Trái Đất) và 3 thí nghiệm tự làm (mô hình la bàn từ kim khâu, mô hình nam châm điện, mô hình động cơ điện một chiều).
  • Xây dựng hệ thống 26 bài tập thí nghiệm phân theo các chủ đề: tĩnh điện, dòng điện không đổi, dòng điện trong các môi trường, từ trường và cảm ứng điện từ.
  • Thiết kế 06 kế hoạch bài học (tiến trình dạy học) chi tiết:
    1. Bài học kiến thức mới: "Lực từ. Cảm ứng từ" (kèm 01 video clip tiết dạy thực tế).
    2. Bài học kiến thức mới: "Suất điện động cảm ứng".
    3. Bài học thực hành: "Thực hành xác định suất điện động và điện trở trong của pin điện hóa".
    4. Bài học bài tập: "Bài tập về dòng điện trong kim loại".
    5. Bài học dự án: "Dự án chế tạo sản phẩm ứng dụng kiến thức phần Điện học - Điện từ học".
    6. Bài học ngoại khóa: "Ngoại khóa vật lí".

Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

Chương 4 trình bày quá trình thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT ở Hà Tĩnh qua 2 vòng:

  • Vòng 1: Dạy thực nghiệm để kiểm tra tính khả thi của các kế hoạch bài học, phân tích diễn biến giờ học, chỉ ra những khó khăn về thời gian và thao tác của học sinh để điều chỉnh ở vòng 2.
  • Vòng 2: Tiến hành dạy thực nghiệm có đối chứng, đánh giá toàn diện kết quả định tính và định lượng:
    • Về định tính: Theo dõi và ghi nhận đường phát triển năng lực thực nghiệm qua từng bài học của các học sinh đại diện (Nguyễn Thị Kh., Nguyễn Q., Mai H., Nguyễn T.), cho thấy sự chuyển biến rõ rệt từ MĐ1, MĐ2 lên MĐ3, MĐ4 ở các tiêu chí đề xuất phương án, thực hiện thí nghiệm và xử lý số liệu.
    • Về định lượng: Thống kê tỷ lệ phần trăm học sinh đạt các mức độ hành vi qua 6 bài học thực nghiệm; phân tích điểm số các bài kiểm tra qua bảng phân phối tần suất, tần suất tích lũy và các thông số thống kê. Kết quả cho thấy điểm trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên thể hiện mức độ phân hóa tích cực.
  • Thực nghiệm sư phạm ghi nhận 01 sản phẩm từ dạy học dự án của học sinh tham gia cuộc thi Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật đạt giải Nhì cấp tỉnh Hà Tĩnh.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận

  1. Luận án đã hệ thống hóa và làm sáng tỏ khái niệm năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường THPT.
  2. Xây dựng cấu trúc năng lực thực nghiệm gồm 8 năng lực thành tố với các chỉ số hành vi tường minh, đồng thời thiết lập thang đo 4 mức độ (từ MĐ1 đến MĐ4) làm công cụ đánh giá chuẩn xác quá trình hình thành năng lực của học sinh.
  3. Đề xuất hệ thống 4 biện pháp dạy học sư phạm mang tính chỉnh thể và linh hoạt nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Chuẩn bị và hoàn thiện 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 chế tạo từ vật liệu sẵn có.
  2. Xây dựng hệ thống 26 bài tập thí nghiệm hoàn chỉnh làm công cụ rèn luyện và kiểm tra đánh giá năng lực thực nghiệm.
  3. Biên soạn 06 kế hoạch bài học thực nghiệm đại diện cho các hình thức tổ chức dạy học (bài mới, thực hành, bài tập, dự án, ngoại khóa) kèm 01 video clip giờ dạy minh họa bài "Lực từ. Cảm ứng từ".
  4. Hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức thực hiện sản phẩm nghiên cứu khoa học kỹ thuật đạt giải Nhì trong cuộc thi Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật cấp tỉnh Hà Tĩnh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu mới chỉ tập trung vào một phần kiến thức cụ thể là "Điện học - Điện từ học" thuộc chương trình Vật lí 11 THPT; phạm vi khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm chủ yếu triển khai trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng việc vận dụng quy trình, 4 biện pháp dạy học và khung thang đo năng lực thực nghiệm sang các phần kiến thức khác của chương trình môn Vật lí cấp THPT (Cơ học, Nhiệt học, Quang học, Vật lí hạt nhân) và triển khai thực nghiệm trên phạm vi các tỉnh, thành phố khác trên toàn quốc.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà nghiên cứu giáo dục: Luận án cung cấp khung lý thuyết hoàn chỉnh về cấu trúc 8 thành tố năng lực thực nghiệm, tiêu chí hành vi và thang đo 4 mức độ có thể dùng làm tài liệu tham khảo để phát triển các nghiên cứu đánh giá năng lực trong dạy học các môn khoa học tự nhiên.
  • Đối với giáo viên vật lí và cán bộ quản lý chuyên môn trường THPT: Luận án cung cấp tư liệu trực tiếp gồm 06 kế hoạch bài học mẫu, 18 quy trình thí nghiệm (đặc biệt là các thí nghiệm tự làm và cải tiến), 26 bài tập thí nghiệm và quy trình tổ chức dạy học dự án, hoạt động ngoại khóa để áp dụng trong quá trình giảng dạy theo Chương trình GDPT 2018.

Câu hỏi thường gặp

1. Khái niệm và cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh THPT trong luận án được xác định như thế nào? Năng lực thực nghiệm được định nghĩa là thuộc tính tâm lý cá nhân hình thành qua học tập và rèn luyện, cho phép huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng và thái độ để giải quyết vấn đề bằng phương pháp thực nghiệm. Cấu trúc năng lực gồm 8 năng lực thành tố: (1) Phát hiện vấn đề; (2) Đề xuất giả thuyết/dự đoán; (3) Suy ra hệ quả logic; (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. Thang đo đánh giá năng lực thực nghiệm trong luận án được phân chia ra sao? Thang đo gồm 4 mức độ dựa trên mức độ tự lực, độ phức tạp của nhiệm vụ và mức độ hoàn thiện:

  • Mức độ 1 (Không đạt): Điểm từ 0 đến 4,9.
  • Mức độ 2 (Đạt): Điểm từ 5,0 đến 6,9.
  • Mức độ 3 (Khá): Điểm từ 7,0 đến 8,9.
  • Mức độ 4 (Tốt): Điểm từ 9,0 đến 10,0.

3. Bốn biện pháp sư phạm cốt lõi do luận án đề xuất là gì? Bốn biện pháp gồm: (1) Dạy học kiến thức mới theo phương pháp thực nghiệm vật lí qua 7 giai đoạn và 3 mức độ tham gia của học sinh; (2) Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí; (3) Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khóa và nghiên cứu khoa học kỹ thuật có nội dung vật lí; (4) Tổ chức kiểm tra, đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh qua quan sát hành vi và bài tập thực nghiệm.

4. Dữ liệu khảo sát thực trạng của luận án cho thấy những điểm bất cập nổi bật nào? Khảo sát 105 giáo viên và 845 học sinh tại Hà Tĩnh chỉ ra rằng: dù 100% giáo viên có nhu cầu đổi mới nhưng có tới 45,4% ít khi hoặc không bao giờ dạy học giải quyết vấn đề bằng phương pháp thực nghiệm; 67,2% ít khi/không bao giờ dùng bài tập thí nghiệm hoặc tổ chức chế tạo thí nghiệm tự làm; 72% học sinh chưa từng giải bài tập thí nghiệm và 90% học sinh chưa từng tự chế tạo dụng cụ thí nghiệm.

5. Luận án đã đóng góp những sản phẩm thực tiễn cụ thể nào cho chương trình Vật lí 11? Luận án đã thiết kế 18 thí nghiệm (trong đó có 3 thí nghiệm cải tiến và 3 thí nghiệm tự chế tạo), tuyển chọn và xây dựng 26 bài tập thí nghiệm, biên soạn 06 kế hoạch bài học thực nghiệm thuộc phần "Điện học - Điện từ học", xây dựng 01 video clip tiết dạy bài "Lực từ. Cảm ứng từ" và hướng dẫn 01 sản phẩm dự án KHKT của học sinh đạt giải Nhì cấp tỉnh Hà Tĩnh.

Kết luận

Luận án của tác giả Nguyễn Ngọc Anh đã giải quyết một cách có hệ thống các vấn đề lý luận và thực tiễn về phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT trong dạy học phần "Điện học - Điện từ học" môn Vật lí 11. Đề tài đã xây dựng thành công khung cấu trúc 8 thành tố năng lực thực nghiệm, thang đo 4 mức độ cùng 4 biện pháp dạy học sư phạm gắn liền với hệ thống 18 thí nghiệm và 26 bài tập thí nghiệm. Kết quả thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất, đóng góp tư liệu thực chứng cho việc thực hiện đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018.