Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục phổ thông theo Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội, việc phát triển năng lực học sinh (HS) trở thành mục tiêu trọng tâm. Môn Vật lí, với tính chất khoa học thực nghiệm, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển tư duy khoa học và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Tuy nhiên, HS ở Trung tâm Giáo dục Thường xuyên (GDTX) thường có đầu vào thấp, lực học yếu và thiếu hứng thú với môn học này. Do đó, việc xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn (BTTT) trong dạy học chủ đề “Năng lượng, Công, Công suất” - Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực vật lí của HS là rất cần thiết.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng hệ thống BTTT phù hợp với nội dung chủ đề trên và áp dụng vào dạy học tại các lớp 10 thuộc Trung tâm GDNN-GDTX Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong năm học 2023-2024. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển năng lực vật lí của HS thông qua các bài tập gắn liền với thực tiễn, giúp HS vận dụng kiến thức, kỹ năng vật lí để giải quyết các vấn đề thực tế. Qua đó, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí tại Trung tâm GDTX, đồng thời tạo nền tảng cho việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực.

Theo khảo sát thực trạng, đa số giáo viên (GV) đã sử dụng BTTT nhưng số lượng bài tập còn hạn chế do thời gian và điều kiện thực tế. Hơn 70% HS thể hiện sự hứng thú với các bài tập thực tiễn, tuy nhiên khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế còn nhiều hạn chế. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc cung cấp tài liệu tham khảo cho GV, đồng thời góp phần phát triển năng lực vật lí cho HS GDTX, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục hiện nay.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Năng lực được hiểu là sự tổng hợp kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân như hứng thú, ý chí để thực hiện thành công một hoạt động trong điều kiện cụ thể. Năng lực vật lí của HS được định nghĩa là khả năng tìm ra và vận dụng quy luật vật lí về sự vận động, tương tác và bảo toàn trong thế giới tự nhiên để giải quyết các vấn đề khoa học và thực tiễn.

Khung năng lực vật lí gồm các hợp phần: nghiên cứu lý thuyết, thực hiện thí nghiệm, trao đổi và bảo vệ kết quả, nhận thức vật lí, tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí và vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. Mỗi hợp phần được đánh giá qua các chỉ số hành vi cụ thể với mức độ đạt được từ thấp đến tốt.

BTTT được hiểu là các bài tập có nội dung gắn liền với thực tiễn đời sống, đòi hỏi HS vận dụng kiến thức vật lí để giải thích, chứng minh và phát triển năng lực. BTTT được phân loại thành bài tập định tính và định lượng, phục vụ mục đích củng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng và phát triển tư duy sáng tạo.

Phương pháp dạy học sử dụng BTTT nhằm phát triển năng lực vật lí được xây dựng dựa trên các lý thuyết về phát triển năng lực, học tập tích cực và phương pháp dạy học chủ đề. Việc thiết kế BTTT dựa trên ma trận yêu cầu cần đạt, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực như học nhóm, thảo luận, thực nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm: sách giáo khoa Vật lí 10 (ba bộ sách phổ biến), giáo trình cơ sở vật lí, các tài liệu tham khảo về dạy học phát triển năng lực, kết quả khảo sát thực trạng tại các Trung tâm GDNN-GDTX tỉnh Nam Định, và dữ liệu thu thập từ thực nghiệm sư phạm.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  • Nghiên cứu lý luận: Tổng hợp, hệ thống hóa cơ sở lý luận về năng lực vật lí, BTTT và dạy học phát triển năng lực.
  • Khảo sát thực trạng: Phỏng vấn, điều tra bằng bảng hỏi với 22 GV và 105 HS tại các Trung tâm GDNN-GDTX Hải Hậu, Xuân Trường, Nam Trực.
  • Thực nghiệm sư phạm: Thực hiện tại lớp 10A1, 10A2, 10A4, 10A5 Trung tâm GDNN-GDTX Hải Hậu trong năm học 2023-2024 nhằm đánh giá hiệu quả sử dụng BTTT.
  • Phân tích thống kê: Xử lý số liệu khảo sát và thực nghiệm bằng các phương pháp thống kê mô tả, so sánh tỷ lệ phần trăm, điểm trung bình năng lực.

Cỡ mẫu thực nghiệm gồm 4 lớp với tổng số khoảng 120 HS, được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện nhằm đảm bảo tính đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Phân tích dữ liệu tập trung vào đánh giá mức độ phát triển năng lực vật lí qua các chỉ số hành vi và sự thay đổi về thái độ, hứng thú học tập.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng sử dụng BTTT: 86% GV thường xuyên hoặc rất thường xuyên sử dụng BTTT trong dạy học, tuy nhiên số lượng bài tập trong mỗi tiết học còn hạn chế do thời gian và điều kiện thực tế. Khoảng 72% HS cho biết có làm bài tập thực tiễn trên lớp, trong đó 68% thể hiện hứng thú với các bài tập này.

  2. Phát triển năng lực vật lí: Qua thực nghiệm sư phạm, điểm trung bình năng lực vật lí của HS tăng từ mức trung bình (khoảng 1,85) lên mức khá (khoảng 2,45) sau khi áp dụng hệ thống BTTT chủ đề “Năng lượng, Công, Công suất”. Tỷ lệ HS đạt mức tốt tăng từ 15% lên 38%, trong khi tỷ lệ HS yếu giảm từ 22% xuống còn 8%.

  3. Hiệu quả dạy học: Việc sử dụng BTTT giúp HS phát triển năng lực nhận thức vật lí, vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, đồng thời nâng cao kỹ năng thí nghiệm và thảo luận nhóm. HS thể hiện sự chủ động, tích cực hơn trong học tập, tăng khả năng tự học và giải quyết vấn đề.

  4. Khó khăn và hạn chế: GV gặp khó khăn trong việc thiết kế BTTT phù hợp với đặc điểm HS GDTX, thời gian chuẩn bị bài giảng kéo dài, một số bài tập chưa tạo được tình huống vấn đề hấp dẫn, thiếu tính trực quan sinh động. HS còn hạn chế về khả năng liên tưởng và tư duy logic khi giải bài tập thực tiễn.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trước đây về vai trò của BTTT trong phát triển năng lực vật lí. Việc tăng điểm năng lực vật lí và tỷ lệ HS đạt mức tốt cho thấy BTTT là công cụ hiệu quả để chuyển đổi phương pháp dạy học từ truyền thụ kiến thức sang phát triển năng lực. Biểu đồ so sánh điểm năng lực trước và sau thực nghiệm minh họa rõ sự tiến bộ của HS.

Nguyên nhân thành công là do BTTT được xây dựng dựa trên ma trận yêu cầu cần đạt, gắn liền với thực tiễn đời sống, kích thích sự hứng thú và tư duy sáng tạo của HS. Việc tổ chức dạy học tích cực, kết hợp thảo luận nhóm và thực nghiệm cũng góp phần nâng cao hiệu quả.

Tuy nhiên, khó khăn về thời gian và điều kiện thực tế là thách thức chung của GV GDTX, cần có sự hỗ trợ từ nhà trường và các cấp quản lý để tạo điều kiện thuận lợi hơn. So sánh với các nghiên cứu trong giáo dục phổ thông, HS GDTX có đặc điểm học lực yếu hơn, do đó cần thiết kế bài tập phù hợp hơn về độ khó và hình thức trình bày.

Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp hệ thống BTTT mẫu và quy trình xây dựng bài tập thực tiễn, làm cơ sở cho GV áp dụng và phát triển thêm, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí tại Trung tâm GDTX.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng ngân hàng bài tập thực tiễn đa dạng: Tăng cường phát triển và cập nhật hệ thống BTTT chủ đề “Năng lượng, Công, Công suất” với các dạng bài tập định tính và định lượng, phù hợp với đặc điểm HS GDTX. Thời gian thực hiện: 1 năm. Chủ thể: Ban chuyên môn Trung tâm GDNN-GDTX phối hợp GV bộ môn.

  2. Tổ chức bồi dưỡng chuyên môn cho GV: Đào tạo kỹ năng thiết kế và sử dụng BTTT, phương pháp dạy học tích cực, kỹ thuật tổ chức thảo luận nhóm và thực nghiệm sư phạm. Mục tiêu nâng cao năng lực chuyên môn và đổi mới phương pháp dạy học. Thời gian: 6 tháng. Chủ thể: Sở GD&ĐT, Trung tâm bồi dưỡng GV.

  3. Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất: Cung cấp thiết bị thí nghiệm, tài liệu học tập, phương tiện hỗ trợ dạy học để GV có điều kiện tổ chức các hoạt động thực tiễn hiệu quả. Thời gian: 1-2 năm. Chủ thể: Ban giám hiệu Trung tâm, các cấp quản lý giáo dục.

  4. Xây dựng hệ thống đánh giá năng lực vật lí: Áp dụng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí theo các mức độ đạt được, kết hợp đánh giá quá trình và kết quả học tập để phản hồi kịp thời, điều chỉnh phương pháp dạy học. Thời gian: 1 năm. Chủ thể: GV bộ môn, Ban giám hiệu.

  5. Khuyến khích HS tham gia các hoạt động trải nghiệm thực tế: Tổ chức các chuyến tham quan, dự án nghiên cứu nhỏ, thi sáng tạo khoa học kỹ thuật nhằm phát huy năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. Thời gian: liên tục trong năm học. Chủ thể: GV, HS, phụ huynh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Vật lí Trung tâm GDTX: Nghiên cứu cung cấp hệ thống bài tập thực tiễn và phương pháp dạy học tích cực, giúp GV nâng cao hiệu quả giảng dạy, phát triển năng lực vật lí cho HS.

  2. Cán bộ quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng kế hoạch đào tạo, bồi dưỡng GV, đầu tư cơ sở vật chất và xây dựng chính sách hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học tại các Trung tâm GDTX.

  3. Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Sư phạm Vật lí: Tài liệu tham khảo về lý luận và thực tiễn dạy học phát triển năng lực, phương pháp xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong giáo dục thường xuyên.

  4. Nhà hoạch định chương trình, biên soạn sách giáo khoa: Cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để thiết kế nội dung, bài tập phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực học sinh trong chương trình giáo dục phổ thông mới.

Câu hỏi thường gặp

  1. Bài tập thực tiễn là gì và tại sao cần sử dụng trong dạy học Vật lí?
    Bài tập thực tiễn là các bài tập gắn liền với tình huống, hiện tượng trong đời sống, giúp HS vận dụng kiến thức vật lí để giải quyết vấn đề thực tế. Sử dụng BTTT giúp phát triển năng lực vận dụng kiến thức, tăng hứng thú học tập và rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề.

  2. Làm thế nào để xây dựng bài tập thực tiễn phù hợp với HS Trung tâm GDTX?
    Cần xác định nội dung kiến thức trọng tâm, thiết kế bài tập theo các mức độ nhận thức (nhận biết, thông hiểu, vận dụng, vận dụng cao), gắn với thực tiễn gần gũi, có tính mở và kích thích tư duy sáng tạo của HS.

  3. Phương pháp dạy học nào hiệu quả khi sử dụng bài tập thực tiễn?
    Phương pháp dạy học tích cực như học nhóm, thảo luận, thực nghiệm sư phạm kết hợp với việc sử dụng BTTT giúp HS chủ động tìm hiểu, phát triển năng lực tự học và giải quyết vấn đề.

  4. Làm sao đánh giá được năng lực vật lí của HS qua bài tập thực tiễn?
    Áp dụng tiêu chí đánh giá dựa trên các chỉ số hành vi trong khung năng lực vật lí, đánh giá mức độ nhận thức, vận dụng, kỹ năng thí nghiệm và trao đổi kết quả, kết hợp đánh giá quá trình và kết quả học tập.

  5. Khó khăn thường gặp khi áp dụng bài tập thực tiễn trong dạy học là gì?
    GV thường gặp khó khăn về thời gian chuẩn bị bài giảng, thiết kế bài tập phù hợp, điều kiện cơ sở vật chất hạn chế và đặc điểm HS GDTX có lực học yếu, thiếu hứng thú. Cần có sự hỗ trợ từ nhà trường và các cấp quản lý để khắc phục.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công hệ thống bài tập thực tiễn chủ đề “Năng lượng, Công, Công suất” - Vật lí 10 phù hợp với đặc điểm HS Trung tâm GDTX.
  • Việc sử dụng BTTT trong dạy học giúp phát triển năng lực vật lí, nâng cao điểm số và thái độ học tập tích cực của HS.
  • Nghiên cứu làm rõ cơ sở lý luận, thực tiễn và quy trình xây dựng bài tập thực tiễn phát triển năng lực vật lí.
  • Đề xuất các giải pháp thiết thực nhằm nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí tại Trung tâm GDTX trong thời gian tới.
  • Khuyến nghị các đơn vị giáo dục tiếp tục áp dụng, phát triển và hoàn thiện hệ thống bài tập thực tiễn, đồng thời tăng cường bồi dưỡng GV và đầu tư cơ sở vật chất.

Hành động tiếp theo: Các Trung tâm GDNN-GDTX nên triển khai áp dụng hệ thống bài tập thực tiễn đã xây dựng, tổ chức tập huấn cho GV và đánh giá hiệu quả thường xuyên để điều chỉnh phù hợp. Các nhà nghiên cứu có thể tiếp tục mở rộng nghiên cứu sang các chủ đề khác trong chương trình Vật lí 10 và các lớp cao hơn.

Hãy bắt đầu áp dụng bài tập thực tiễn ngay hôm nay để phát triển năng lực vật lí cho học sinh một cách hiệu quả và bền vững!