Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực học sinh, việc tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực vật lí trở thành một yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo của ngành giáo dục, có khoảng 80% giáo viên nhận định năng lực vật lí là rất quan trọng và cần được phát triển cho học sinh trong quá trình dạy học. Tuy nhiên, thực trạng dạy học hiện nay tại một số trường trung học phổ thông trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi cho thấy chỉ có 20% giáo viên áp dụng phương pháp dạy học tích cực, còn lại chủ yếu sử dụng phương pháp thuyết trình truyền thống. Điều này dẫn đến việc phát triển năng lực vật lí của học sinh chưa đạt hiệu quả như mong muốn.

Luận văn tập trung nghiên cứu tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” trong môn Vật lí lớp 11 nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường THPT Số 2 Nghĩa Hành, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi, trong khoảng thời gian từ tháng 7/2021 đến tháng 6/2022. Mục tiêu cụ thể là thiết kế và tổ chức dạy học các kiến thức trong chương “Khúc xạ ánh sáng” theo hướng phát triển năng lực vật lí, đồng thời đánh giá hiệu quả của kế hoạch bài dạy thông qua thực nghiệm sư phạm.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí, giúp học sinh phát triển toàn diện năng lực vật lí, từ đó nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Kết quả nghiên cứu cũng hỗ trợ giáo viên trong việc xây dựng kế hoạch bài dạy phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông 2018, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Năng lực vật lí được định nghĩa là khả năng sử dụng kiến thức vật lí để nhận diện vấn đề, phân tích, giải thích hiện tượng tự nhiên và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Khung lý thuyết nghiên cứu dựa trên cấu trúc năng lực vật lí gồm ba thành tố chính: nhận thức vật lí, tìm tòi và thực nghiệm, vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. Mỗi thành tố được phân tích thành các chỉ số hành vi cụ thể như nhận biết, trình bày, giải thích, đề xuất vấn đề, lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá kết quả.

Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng mô hình xây dựng kế hoạch bài dạy theo công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH của Bộ Giáo dục và Đào tạo năm 2020, trong đó kế hoạch bài dạy được cấu trúc gồm mục tiêu năng lực và phẩm chất, thiết bị dạy học, tiến trình dạy học với các hoạt động mở đầu, hình thành kiến thức mới, luyện tập và vận dụng, cùng với công cụ đánh giá năng lực học sinh.

Các phương pháp dạy học tích cực được lựa chọn bao gồm dạy học giải quyết vấn đề, dạy học theo trạm, thảo luận nhóm, kỹ thuật khăn trải bàn, bản đồ tư duy và kỹ thuật 5W1H nhằm phát triển năng lực vật lí và phẩm chất học sinh. Các phương pháp này được đánh giá là phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực và giúp học sinh chủ động, sáng tạo trong học tập.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu lý luận, khảo sát thực tiễn và thực nghiệm sư phạm. Cụ thể:

  • Nguồn dữ liệu: Tài liệu chuyên ngành, sách giáo khoa môn Vật lí lớp 11, công văn hướng dẫn của Bộ Giáo dục và Đào tạo, kết quả khảo sát ý kiến 10 giáo viên dạy Vật lí tại các trường THPT huyện Nghĩa Hành, cùng với dữ liệu thu thập từ thực nghiệm sư phạm trên lớp 11B5 Trường THPT Số 2 Nghĩa Hành.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích – tổng hợp tài liệu lý luận, thống kê mô tả kết quả khảo sát, phân tích định tính và định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm. Phân tích định lượng sử dụng phương pháp thống kê toán học để đánh giá mức độ phát triển năng lực vật lí của học sinh qua các chỉ số hành vi.

  • Timeline nghiên cứu: Từ tháng 7/2021 đến tháng 6/2022, bao gồm các giai đoạn: nghiên cứu lý luận và thực trạng, thiết kế kế hoạch bài dạy, tổ chức thực nghiệm sư phạm, thu thập và phân tích dữ liệu, hoàn thiện luận văn.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu khảo sát gồm 10 giáo viên dạy Vật lí tại các trường THPT trên địa bàn huyện Nghĩa Hành. Mẫu thực nghiệm sư phạm gồm học sinh lớp 11B5 Trường THPT Số 2 Nghĩa Hành, trong đó có nhóm thực nghiệm gồm 4 học sinh được theo dõi chi tiết.

Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn nhằm đảm bảo tính khách quan, khoa học và khả năng áp dụng thực tiễn cao, đồng thời phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực vật lí của học sinh trong chương trình giáo dục phổ thông mới.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng dạy học phát triển năng lực vật lí: Qua khảo sát 10 giáo viên, có 80% giáo viên nhận thức rõ tầm quan trọng của việc phát triển năng lực vật lí cho học sinh. Tuy nhiên, chỉ 20% giáo viên áp dụng phương pháp dạy học tích cực như dạy học giải quyết vấn đề, dạy học theo trạm hoặc STEM trong giảng dạy chương “Khúc xạ ánh sáng”. Phần lớn giáo viên vẫn sử dụng phương pháp thuyết trình truyền thống, dẫn đến việc phát triển năng lực vật lí của học sinh chưa được chú trọng đúng mức.

  2. Thiết kế kế hoạch bài dạy theo hướng phát triển năng lực: Kế hoạch bài dạy chương “Khúc xạ ánh sáng” được xây dựng với cấu trúc rõ ràng gồm các hoạt động mở đầu, hình thành kiến thức mới, luyện tập và vận dụng, đồng thời tích hợp các phương pháp dạy học tích cực như giải quyết vấn đề và thí nghiệm thực hành. Mỗi hoạt động đều xác định mục tiêu năng lực cụ thể, sản phẩm học tập và cách thức tổ chức thực hiện.

  3. Kết quả thực nghiệm sư phạm: Qua phân tích định tính và định lượng trên nhóm thực nghiệm 4 học sinh, năng lực vật lí của học sinh được cải thiện rõ rệt sau khi áp dụng kế hoạch bài dạy mới. Cụ thể, mức độ đạt được năng lực thành tố nhận biết và trình bày kiến thức tăng từ mức 2 lên mức 3-4; năng lực tìm tòi và thực nghiệm được nâng cao với khả năng lập kế hoạch và thực hiện thí nghiệm đạt mức 3; năng lực vận dụng kiến thức vào giải thích hiện tượng thực tiễn cũng được cải thiện đáng kể.

  4. Đánh giá của giáo viên và học sinh: Giáo viên đánh giá cao tính khả thi và hiệu quả của kế hoạch bài dạy, đồng thời nhận thấy học sinh có sự chủ động, tích cực hơn trong các hoạt động học tập. Học sinh thể hiện sự hứng thú, tự tin và có thái độ trung thực trong quá trình thực nghiệm và thảo luận.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của việc phát triển năng lực vật lí chưa hiệu quả trước đây chủ yếu do giáo viên còn hạn chế trong việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực và công cụ đánh giá phù hợp. Việc thiết kế kế hoạch bài dạy theo hướng phát triển năng lực, dựa trên cơ sở lý luận vững chắc và hướng dẫn của Bộ Giáo dục và Đào tạo, đã giúp khắc phục những hạn chế này.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy việc tổ chức dạy học theo tiến trình đề xuất không chỉ nâng cao kiến thức mà còn phát triển toàn diện các thành tố năng lực vật lí của học sinh. Việc sử dụng các phương pháp như dạy học giải quyết vấn đề, thí nghiệm thực hành và kỹ thuật khăn trải bàn đã tạo điều kiện cho học sinh phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh mức độ đạt năng lực vật lí trước và sau thực nghiệm, cũng như bảng đánh giá chi tiết các chỉ số hành vi của học sinh. Điều này minh chứng cho hiệu quả của kế hoạch bài dạy và phương pháp tổ chức dạy học được đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường tập huấn và bồi dưỡng giáo viên: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về phương pháp dạy học tích cực và kỹ thuật đánh giá năng lực vật lí cho giáo viên Vật lí tại các trường THPT. Mục tiêu nâng cao tỷ lệ giáo viên áp dụng phương pháp tích cực lên ít nhất 60% trong vòng 1-2 năm tới. Chủ thể thực hiện là Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học sư phạm.

  2. Xây dựng và phổ biến kế hoạch bài dạy mẫu: Phát triển bộ kế hoạch bài dạy chương “Khúc xạ ánh sáng” và các chủ đề khác theo hướng phát triển năng lực, kèm theo các công cụ đánh giá cụ thể. Thời gian hoàn thiện trong 6 tháng, nhằm hỗ trợ giáo viên trong việc thiết kế bài dạy phù hợp.

  3. Đầu tư cơ sở vật chất và thiết bị dạy học: Cải thiện điều kiện thực hành thí nghiệm vật lí tại các trường THPT, đảm bảo đủ thiết bị và học liệu để tổ chức các hoạt động dạy học tích cực. Mục tiêu hoàn thành trong 1 năm, do các nhà trường phối hợp với địa phương thực hiện.

  4. Tăng cường đánh giá thường xuyên và đa dạng: Khuyến khích giáo viên áp dụng các hình thức đánh giá năng lực vật lí đa dạng như quan sát, thảo luận nhóm, sản phẩm học tập và kiểm tra thực hành. Thời gian áp dụng ngay từ năm học tiếp theo nhằm nâng cao chất lượng đánh giá và phản hồi kịp thời cho học sinh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Vật lí trung học phổ thông: Nhận được hướng dẫn chi tiết về thiết kế kế hoạch bài dạy theo hướng phát triển năng lực, áp dụng các phương pháp dạy học tích cực và công cụ đánh giá phù hợp, giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy.

  2. Cán bộ quản lý giáo dục: Có cơ sở để xây dựng chính sách, tổ chức tập huấn và đầu tư cơ sở vật chất nhằm hỗ trợ phát triển năng lực học sinh trong môn Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

  3. Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Lý luận và Phương pháp dạy học: Tham khảo mô hình nghiên cứu, phương pháp thực nghiệm sư phạm và cách phân tích kết quả trong lĩnh vực phát triển năng lực học sinh, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu tương tự.

  4. Nhà biên soạn sách giáo khoa và tài liệu giáo dục: Cung cấp thông tin về yêu cầu phát triển năng lực vật lí trong chương trình giáo dục phổ thông mới, từ đó thiết kế nội dung và phương pháp phù hợp với mục tiêu giáo dục hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực vật lí là gì và tại sao cần phát triển cho học sinh?
    Năng lực vật lí là khả năng sử dụng kiến thức vật lí để nhận diện, phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến thế giới tự nhiên. Phát triển năng lực này giúp học sinh chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục và nhu cầu xã hội.

  2. Phương pháp dạy học nào hiệu quả trong phát triển năng lực vật lí?
    Các phương pháp tích cực như dạy học giải quyết vấn đề, dạy học theo trạm, thảo luận nhóm và kỹ thuật khăn trải bàn được đánh giá cao về hiệu quả phát triển năng lực vật lí, giúp học sinh tham gia tích cực và phát triển kỹ năng thực hành.

  3. Làm thế nào để đánh giá năng lực vật lí của học sinh một cách chính xác?
    Đánh giá năng lực vật lí cần kết hợp đánh giá thường xuyên qua quan sát, thảo luận, sản phẩm học tập và đánh giá định kỳ qua bài kiểm tra thực hành, bài tập vận dụng. Công cụ như rubric và bảng kiểm giúp đánh giá khách quan và toàn diện.

  4. Khó khăn chính khi tổ chức dạy học phát triển năng lực vật lí là gì?
    Khó khăn bao gồm giáo viên chưa quen với phương pháp dạy học tích cực, thiếu thiết bị thực hành, thời gian tiết học hạn chế và học sinh chưa chủ động trong học tập. Cần có sự hỗ trợ từ quản lý và đầu tư cơ sở vật chất để khắc phục.

  5. Kế hoạch bài dạy chương “Khúc xạ ánh sáng” được thiết kế như thế nào?
    Kế hoạch bài dạy gồm các hoạt động mở đầu, hình thành kiến thức mới, luyện tập và vận dụng, mỗi hoạt động có mục tiêu năng lực rõ ràng, sản phẩm học tập cụ thể và phương pháp tổ chức phù hợp. Phương pháp dạy học tích cực được tích hợp nhằm phát triển toàn diện năng lực vật lí của học sinh.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng được kế hoạch bài dạy chương “Khúc xạ ánh sáng” theo hướng phát triển năng lực vật lí, phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông 2018.
  • Thực nghiệm sư phạm cho thấy kế hoạch bài dạy mới giúp nâng cao rõ rệt năng lực vật lí của học sinh, đặc biệt ở các thành tố nhận thức, tìm tòi và vận dụng kiến thức.
  • Giáo viên và học sinh đều đánh giá tích cực về hiệu quả của phương pháp dạy học tích cực và công cụ đánh giá được áp dụng trong nghiên cứu.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực giáo viên, cải thiện điều kiện dạy học và đa dạng hóa hình thức đánh giá năng lực vật lí.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển tiếp theo trong việc áp dụng mô hình dạy học phát triển năng lực cho các chủ đề khác trong môn Vật lí và các môn khoa học tự nhiên.

Mời quý độc giả, đặc biệt là giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục, áp dụng và phát triển các kết quả nghiên cứu này nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí, góp phần đào tạo thế hệ học sinh năng động, sáng tạo và có năng lực thực tiễn vững vàng.