Luận văn thạc sĩ về phương pháp dạy học chất khí trong chương trình vật lý 10 THPT

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tổ chức dạy học chương chất khí vật lí 10 thpt theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp

• Tác giả: Nguyễn Thị Huy
• Người hướng dẫn: TS. Ngô Văn Thiện
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
• Đề tài: Tổ Chức Dạy Học Chương “Chất Khí” Vật Lí 10 THPT Theo Các Giai Đoạn Của Phương Pháp Thực Nghiệm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
• DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
• DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
• 0.2. Năng lực thực nghiệm
• 0.2.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm
• 0.2.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm
• 0.2.3. Đánh giá năng lực thực nghiệm
• 0.3. Phương pháp thực nghiệm
• 0.3.1. Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm
• 0.3.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm
• 0.3.3. Ứng dụng phương pháp thực nghiệm vào trong dạy học Vật lí
• 0.3.4. Tiến trình dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm
• 0.3.5. Thí nghiệm Vật lí trong dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm
• 0.3.6. Mối liên hệ giữa tổ chức dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và sự phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh
• 0.4. Kết luận chương 1
• 1. XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH
• 1.1. Mục tiêu dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT
• 1.1.1. Mục tiêu về kiến thức
• 1.1.2. Mục tiêu về phát triển năng lực
• 1.2. Cấu trúc chương “chất khí” trong chương trình Vật lí THPT
• 1.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh
• 1.3.1. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte
• 1.3.2. Quá trình đẳng tích. Định luật Charles
• 1.3.3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac
• 1.4. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh qua quá trình học tập chương “chất khí” Vật lí 10 THPT
• 1.5. Kết luận chương 2
• 2. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 2.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 2.2. Đối tượng, thời gian và địa điểm thực nghiệm sư phạm
• 2.3. Mẫu nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 2.5. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sư phạm
• 2.6. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 2.7. Diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm
• 2.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 2.9. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về phương pháp dạy học chất khí

Phương pháp dạy học chất khí trong chương trình Vật lý 10 THPT là một trong những phương pháp quan trọng nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh. Dạy học chất khí không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn rèn luyện kỹ năng thực hành thông qua các thí nghiệm. Việc áp dụng phương pháp dạy học này giúp học sinh có cơ hội trải nghiệm thực tế, từ đó hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm. Theo nghiên cứu, việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm sẽ tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình khám phá và tìm hiểu kiến thức. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả dạy học mà còn giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề trong thực tiễn.

1.1. Tầm quan trọng của phương pháp thực nghiệm

Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý 10 có vai trò quan trọng trong việc hình thành năng lực thực nghiệm cho học sinh. Thông qua các thí nghiệm, học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức mà còn phát triển kỹ năng quan sát, phân tích và đánh giá kết quả. Thực nghiệm Vật lý giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm lý thuyết, từ đó áp dụng vào thực tiễn. Việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm sẽ giúp học sinh có cơ hội thực hành, từ đó nâng cao khả năng tư duy và sáng tạo. Hơn nữa, phương pháp này còn giúp giáo viên dễ dàng đánh giá được năng lực của học sinh thông qua các hoạt động thực nghiệm.

II. Xây dựng tiến trình dạy học chương chất khí

Tiến trình dạy học chương chất khí Vật lý 10 cần được xây dựng một cách khoa học và hợp lý. Mục tiêu chính là phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập phù hợp. Cấu trúc chương học cần được thiết kế sao cho mỗi bài học đều có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành. Việc áp dụng phương pháp dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm sẽ giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và lĩnh hội kiến thức. Các nội dung như quá trình đẳng nhiệt, định luật Boyle – Mariotte, định luật Charles, và định luật Gay - Lussac cần được trình bày một cách rõ ràng, dễ hiểu, đồng thời kết hợp với các thí nghiệm thực tế để học sinh có thể tự mình khám phá và rút ra kết luận.

2.1. Thiết kế nội dung dạy học

Nội dung dạy học chương chất khí cần được thiết kế dựa trên các nguyên tắc của phương pháp thực nghiệm. Mỗi bài học nên bắt đầu bằng việc giới thiệu khái niệm lý thuyết, sau đó là các thí nghiệm minh họa. Việc này không chỉ giúp học sinh dễ dàng hiểu bài mà còn kích thích sự tò mò và hứng thú học tập. Các giáo viên cần chuẩn bị đầy đủ tài liệu dạy học và thiết bị thí nghiệm để đảm bảo quá trình dạy học diễn ra suôn sẻ. Hơn nữa, việc đánh giá kết quả học tập của học sinh cũng cần được thực hiện một cách khoa học, thông qua các bài kiểm tra thực nghiệm và các hoạt động nhóm.

III. Thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm là một phần quan trọng trong quá trình nghiên cứu và áp dụng phương pháp dạy học chất khí. Mục đích của thực nghiệm là kiểm tra tính hiệu quả của tiến trình dạy học đã xây dựng. Đối tượng thực nghiệm là học sinh lớp 10 tại các trường THPT. Thời gian và địa điểm thực nghiệm cần được xác định rõ ràng để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Các phương pháp thực nghiệm sư phạm sẽ bao gồm quan sát, điều tra và phân tích kết quả học tập của học sinh. Kết quả thực nghiệm sẽ giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp dạy học, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.

3.1. Kế hoạch thực nghiệm

Kế hoạch thực nghiệm sư phạm cần được xây dựng chi tiết, bao gồm các bước thực hiện cụ thể. Đầu tiên, giáo viên cần xác định rõ mục tiêu của thực nghiệm, sau đó thiết kế các hoạt động học tập phù hợp với từng giai đoạn của phương pháp thực nghiệm. Việc theo dõi và đánh giá quá trình học tập của học sinh trong suốt thời gian thực nghiệm là rất quan trọng. Các kết quả thu được sẽ được phân tích và đánh giá để rút ra những nhận xét về tính hiệu quả của phương pháp dạy học đã áp dụng. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng dạy học mà còn góp phần nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh Việt Nam đang hướng tới phát triển bền vững, chất lượng nguồn nhân lực và năng lực cạnh tranh dựa trên tri thức được xem là yếu tố then chốt. Theo nghị quyết số 88/2014/QH13 của Quốc hội, đổi mới chương trình và phương pháp giáo dục phổ thông nhằm phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực của học sinh là nhiệm vụ cấp thiết. Trong đó, năng lực thực nghiệm (NLTN) được xác định là một trong những năng lực quan trọng cần được bồi dưỡng cho học sinh phổ thông, đặc biệt trong môn Vật lí.

Chương trình Vật lí lớp 10, với nội dung chương “chất khí”, bao gồm các định luật vật lí được xây dựng chủ yếu qua phương pháp thực nghiệm, là một lĩnh vực phù hợp để phát triển NLTN cho học sinh. Tuy nhiên, việc tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực này chưa được thực hiện đồng bộ và hiệu quả tại nhiều trường THPT. Luận văn tập trung nghiên cứu tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm (PPTN) nhằm phát triển NLTN cho học sinh tại các trường THPT ở thành phố Hồ Chí Minh trong năm học 2018-2019.

Mục tiêu nghiên cứu là vận dụng hệ thống quan điểm lý luận về dạy học theo các giai đoạn của PPTN để thiết kế và tổ chức dạy học chương “chất khí” nhằm phát triển NLTN, đồng thời xây dựng công cụ đánh giá năng lực này. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: năng lực thực nghiệm và phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí.

1. Năng lực thực nghiệm (NLTN): Được định nghĩa là khả năng thiết kế, tiến hành, xử lí kết quả thí nghiệm nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết. NLTN bao gồm bốn thành tố chính: xác định vấn đề và đưa ra giả thuyết, thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, phân tích và trình bày kết quả. Mỗi thành tố được đánh giá qua các tiêu chí cụ thể về kiến thức, kỹ năng và thái độ, với bốn mức độ đạt được từ không thực hiện đến hoàn thành tốt.

2. Phương pháp thực nghiệm (PPTN): Là phương pháp nhận thức khoa học dựa trên việc xác định vấn đề, xây dựng giả thuyết, suy luận hệ quả, thiết kế và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết, từ đó rút ra kết luận mới. PPTN được áp dụng trong dạy học Vật lí qua 5 giai đoạn: làm nảy sinh vấn đề, đề xuất giả thuyết, suy luận hệ quả, thiết kế và tiến hành thí nghiệm, rút ra kết luận và ứng dụng kiến thức.

Các giai đoạn của PPTN tương ứng với các thành tố của NLTN, tạo điều kiện thuận lợi để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hoạt động học tập chủ động, sáng tạo.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp nghiên cứu lý luận, điều tra thực trạng, thiết kế tiến trình dạy học và thực nghiệm sư phạm.

• Nguồn dữ liệu: Bao gồm tài liệu lý luận về PPTN và NLTN, chương trình Vật lí 10, khảo sát thực trạng dạy học và năng lực thực nghiệm của học sinh tại một số trường THPT ở thành phố Hồ Chí Minh, kết quả thực nghiệm sư phạm với mẫu gồm khoảng 30 học sinh lớp 10.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và phân tích định lượng qua phần mềm thống kê để xử lý kết quả khảo sát và thực nghiệm. Đánh giá năng lực thực nghiệm dựa trên bảng mức độ và tiêu chí đã xây dựng.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2018-2019, gồm các giai đoạn: nghiên cứu lý luận và thiết kế tiến trình dạy học (3 tháng), khảo sát thực trạng (1 tháng), thực nghiệm sư phạm (3 tháng), phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn (2 tháng).

Phương pháp thực nghiệm sư phạm được tiến hành theo kế hoạch chi tiết, bao gồm quan sát, điều tra, đánh giá qua phiếu học tập và bảng điểm năng lực thực nghiệm, nhằm kiểm chứng giả thuyết nghiên cứu về hiệu quả tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phát hiện về năng lực thực nghiệm trước thực nghiệm: Qua khảo sát ban đầu, khoảng 65% học sinh có năng lực thực nghiệm ở mức thấp đến trung bình, đặc biệt yếu ở các thành tố thiết kế phương án thí nghiệm và phân tích kết quả.

2. Hiệu quả tổ chức dạy học theo PPTN: Sau khi áp dụng tiến trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN, điểm trung bình năng lực thực nghiệm của học sinh tăng từ 1,45 (mức thấp) lên 2,35 (mức khá), tương đương tăng 62%. Thành tố "NL thiết kế phương án thí nghiệm" tăng mạnh nhất, từ 1,2 lên 2,4 điểm.

3. Phân tích chi tiết các thành tố NLTN:

   • NL xác định vấn đề và đưa ra giả thuyết đạt trung bình 2,3 điểm, tăng 50% so với trước thực nghiệm.
   • NL tiến hành phương án thí nghiệm đạt 2,2 điểm, tăng 55%.
   • NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả đạt 2,4 điểm, tăng 60%.

4. Phản hồi của học sinh và giáo viên: Hơn 80% học sinh đánh giá phương pháp dạy học theo PPTN giúp họ hứng thú và hiểu sâu hơn kiến thức chương “chất khí”. Giáo viên nhận xét phương pháp giúp học sinh phát triển kỹ năng thực nghiệm và tư duy khoa học.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tổ chức dạy học chương “chất khí” theo các giai đoạn của PPTN có tác động tích cực đến sự phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh. Việc học sinh chủ động tham gia vào từng giai đoạn của PPTN giúp họ hình thành kỹ năng thiết kế và tiến hành thí nghiệm, cũng như khả năng phân tích và trình bày kết quả một cách khoa học.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này phù hợp với quan điểm rằng dạy học theo phương pháp thực nghiệm không chỉ nâng cao kiến thức mà còn phát triển năng lực thực hành và tư duy phản biện. Biểu đồ điểm trung bình năng lực thực nghiệm qua các bài học minh họa rõ sự tiến bộ của học sinh, đặc biệt ở các thành tố thiết kế và phân tích thí nghiệm.

Ngoài ra, việc áp dụng PPTN còn giúp học sinh hiểu rõ hơn về bản chất các định luật vật lí trong chương “chất khí”, từ đó vận dụng kiến thức vào giải thích các hiện tượng thực tế. Điều này góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí theo hướng phát triển năng lực và phẩm chất học sinh.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai rộng rãi tiến trình dạy học theo PPTN: Các trường THPT nên áp dụng tiến trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN trong dạy học Vật lí, đặc biệt với các chủ đề có tính thực nghiệm cao như chương “chất khí”. Thời gian áp dụng nên bắt đầu từ năm học tiếp theo để đảm bảo chuẩn bị kỹ lưỡng.

2. Đào tạo giáo viên về phương pháp thực nghiệm: Tổ chức các khóa tập huấn, bồi dưỡng chuyên sâu cho giáo viên Vật lí về thiết kế và tổ chức dạy học theo PPTN, nhằm nâng cao năng lực chuyên môn và phương pháp sư phạm. Chủ thể thực hiện là Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học sư phạm.

3. Phát triển và hoàn thiện công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm: Xây dựng bộ công cụ đánh giá chuẩn, bao gồm bảng mức độ và phiếu quan sát, để đánh giá chính xác sự phát triển NLTN của học sinh trong quá trình học tập. Công cụ này cần được cập nhật và áp dụng đồng bộ trong các trường.

4. Tăng cường trang thiết bị thí nghiệm: Đầu tư bổ sung và nâng cấp thiết bị thí nghiệm Vật lí tại các trường THPT để đảm bảo điều kiện thực hiện các thí nghiệm theo PPTN. Việc này giúp học sinh có trải nghiệm thực tế phong phú và phát triển kỹ năng thực nghiệm hiệu quả.

5. Khuyến khích nghiên cứu tiếp theo: Các nhà nghiên cứu giáo dục nên tiếp tục khảo sát, mở rộng nghiên cứu về áp dụng PPTN trong các môn khoa học khác và các cấp học khác nhằm phát triển năng lực thực nghiệm toàn diện cho học sinh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giáo viên Vật lí THPT: Luận văn cung cấp phương pháp tổ chức dạy học theo PPTN giúp phát triển năng lực thực nghiệm, hỗ trợ giáo viên đổi mới phương pháp giảng dạy và nâng cao hiệu quả học tập của học sinh.

2. Nhà quản lý giáo dục: Các cán bộ quản lý tại Sở Giáo dục và Đào tạo, phòng giáo dục có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và trang bị thiết bị thí nghiệm phù hợp.

3. Sinh viên sư phạm Vật lí: Tài liệu tham khảo quý giá cho sinh viên trong quá trình học tập và thực tập, giúp hiểu rõ hơn về phương pháp dạy học thực nghiệm và phát triển năng lực cho học sinh.

4. Nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp cơ sở lý luận và thực nghiệm về phát triển năng lực thực nghiệm qua phương pháp thực nghiệm, làm nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực đổi mới phương pháp dạy học.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp thực nghiệm là gì và tại sao quan trọng trong dạy học Vật lí?
   Phương pháp thực nghiệm là quá trình xác định vấn đề, xây dựng giả thuyết, thiết kế và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết, từ đó rút ra kết luận. Nó giúp học sinh phát triển tư duy khoa học, kỹ năng thực hành và hiểu sâu kiến thức Vật lí.

2. Năng lực thực nghiệm gồm những thành tố nào?
   NLTN bao gồm bốn thành tố: xác định vấn đề và đưa ra giả thuyết, thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, phân tích và trình bày kết quả. Mỗi thành tố phản ánh các kỹ năng và thái độ cần thiết trong hoạt động thực nghiệm.

3. Làm thế nào để đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh?
   Đánh giá dựa trên tiêu chí cụ thể cho từng thành tố NLTN, sử dụng bảng mức độ từ 0 đến 3 điểm. Phương pháp đánh giá kết hợp quan sát, điều tra và phân tích sản phẩm học tập như phiếu học tập, báo cáo thí nghiệm.

4. Áp dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học có khó không?
   Việc áp dụng đòi hỏi giáo viên được đào tạo bài bản, có kế hoạch tổ chức bài bản và trang thiết bị phù hợp. Tuy nhiên, khi thực hiện đúng, phương pháp này giúp học sinh chủ động, sáng tạo và nâng cao hiệu quả học tập.

5. Phương pháp thực nghiệm có thể áp dụng cho các môn học khác không?
   Có thể áp dụng cho nhiều môn khoa học tự nhiên như Hóa học, Sinh học, thậm chí các môn kỹ thuật. Phương pháp giúp phát triển năng lực thực hành và tư duy khoa học cho học sinh trong nhiều lĩnh vực.

Kết luận

• Luận văn đã làm rõ cơ sở lý luận về năng lực thực nghiệm và phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí, đồng thời xây dựng tiến trình dạy học chương “chất khí” theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN cho học sinh THPT.
• Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy phương pháp này giúp nâng cao đáng kể năng lực thực nghiệm của học sinh, đặc biệt ở các kỹ năng thiết kế và phân tích thí nghiệm.
• Công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm được xây dựng và áp dụng hiệu quả, góp phần đánh giá chính xác sự phát triển năng lực của học sinh.
• Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm triển khai rộng rãi phương pháp dạy học theo PPTN, đào tạo giáo viên và nâng cấp trang thiết bị thí nghiệm.
• Khuyến khích các nghiên cứu tiếp theo mở rộng ứng dụng phương pháp thực nghiệm trong giáo dục phổ thông và các cấp học khác.

Các trường THPT và giáo viên Vật lí nên bắt đầu áp dụng tiến trình dạy học theo PPTN trong năm học tới, đồng thời phối hợp với các cơ quan quản lý giáo dục để tổ chức đào tạo và trang bị thiết bị cần thiết nhằm nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Hiện nay, xu hướng mới trong dạy học nói chung và dạy học Vật lí nói riêng là dạy học định hướng phát triển NL của HS. Theo định hướng này, HS không còn tiếp thu kiến thức thụ động do GV cung cấp mà phải tự chiếm lĩnh kiến thức thông qua hoạt động học tập. Xuất phát từ mục tiêu dạy học theo định hướng phát triển NL nói trên, chúng tôi nhận thấy NLTN là một trong những NL quan trọng, cần thiết phải bồi dưỡng cho HS khi còn ngồi trên ghế nhà trường.

Do đó, trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi nghiên cứu việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN để hình thành và phát triển NLTN cho HS. Hiện nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về NLTN trên nhiều lĩnh vực như luận văn của: Nguyễn Huy Thái (2016) “Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ, Vật lí 12 bằng phần mềm Macromedia Flash nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh”; Trương Xuân Cảnh (2015) “Xây dựng và sử dụng bài tập để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học cơ thể thực vật – sinh học 11 Trung học phổ thông”; Vũ Tiến Tình (2017) “Sử dụng phương tiện trực quan trong dạy học một số khái niệm hóa học sơ bản ở trường Trung học cơ sở nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh”. Ngoài ra, còn có một số bài báo công bố kết quả nghiên cứu về NLTN như: “Xây dựng chuyên đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT chuyên” của Nguyễn Văn Biên; “Biện pháp hình thành năng lực thực nghiệm cho sinh viên Sư phạm Vật lí” của Trần Thị Thanh Thư; “Xây dựng các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm dựa trên thí nghiệm tự tạo” của Nguyễn Hoàng Anh. Qua đó cho thấy, nghiên cứu về định hướng phát triển NLTN cho HS đã có nhiều tác giả quan tâm.

Tuy nhiên, hướng nghiên cứu về tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS chưa có tác giả nào đề cập đến. Vì vậy, trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu về việc tổ Luan van 7 chức dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN cho HS. Năng lực thực nghiệm 1. Khái niệm năng lực thực nghiệm Trong từ điển Tiếng Việt, khái niệm NLTN được định nghĩa như sau: NLTN là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống.

Theo Trương Xuân Cảnh, “NLTN của HS THPT là sự làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành chúng một cách hợp lí để thực hiện thành công nhiệm vụ thực nghiệm trong quá trình học tập ở trường THPT” (Trương Xuân Cảnh, 2015). Theo Phạm Hữu Tòng, “NLTN với tư cách là NL nhận thức khoa học, được hiểu là năng lực nghĩ ra (thiết kế) phương án TN khả thi cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những giả thuyết hay phỏng đoán khoa học và thực hành được TN thành công để rút ra kết luận cần thiết (chứ không đơn thuần là NL thao tác TN, hiểu theo nghĩa là NL thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát và đo đạc)” (Phạm Hữu Tòng, 2004). Dựa vào những định nghĩa trên, chúng tôi thấy rằng khó có thể đưa ra một định nghĩa chung nhất về NLTN, vì vậy trong nghiên cứu này chúng tôi đưa ra định nghĩa NLTN mang tính liệt kê như sau: NLTN là khả năng thiết kế, tiến hành, xử lí kết quả TN nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết (dự đoán) đã đề ra. Cấu trúc năng lực thực nghiệm NLTN là một trong những NL quan trọng nhất mà HS cần hình thành và phát triển thông qua dạy học Vật lí.

Khi muốn nghiên cứu và đánh giá NLTN, nhà nghiên cứu cần phải làm rõ các yếu tố cấu trúc nên nó. Mỗi yếu tố cấu trúc chúng tôi gọi là NL thành phần (thành tố) của NLTN. Trong mô hình khám phá khoa học như sự nghiên cứu kép (Scientific Discovery as Dual Search – SDSS, 2000), Klahr đề xuất mô hình phát triển NL, theo đó NLTN gồm 3 thành tố: tìm kiếm giả thuyết, kiểm chứng giả thuyết và đánh Luan van 8 giá bằng chứng. Quan điểm của các nhà nghiên cứu cho thấy NLTN bao gồm 4 thành tố sau (Nguyễn Văn Biên, 2013): - NL xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết; - NL thiết kế các phương án TN; - NL tiến hành phương án TN đã thiết kế; - NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả.

Trong khuôn khổ của luận văn này, chúng tôi dựa vào 4 thành tố đã nêu ở trên để đánh giá NLTN của HS. Vì vậy, chúng tôi sẽ tiến hành phân tích và làm rõ từng thành tố dựa trên công trình nghiên cứu của Trương Xuân Cảnh (Trương Xuân Cảnh, 2015) như sau:  NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết - Giả thuyết thực nghiệm là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật được đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ. - NL hình thành giả thuyết thực nghiệm là khả năng người học đưa ra những nhận định sơ bộ hay kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật.  NL thiết kế các phương án TN - Phương án TN là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thực nghiệm trong hoàn cảnh, điều kiện nhất định nào đó để thu được kết quả thực nghiệm mong muốn.

- NL thiết kế phương án TN là khả năng người học đề xuất được các yếu tố cần thiết cho việc triển khai thực nghiệm; bố trí TN và xác định quy trình tiến hành thực nghiệm để thu được kết quả mong muốn.  NL tiến hành phương án TN đã thiết kế - NL tiến hành phương án TN là khả năng người học sử dụng hợp lí, có hiệu quả các thiết bị, dụng cụ và quy trình thao tác kĩ thuật để tiến hành thực nghiệm và quan sát, ghi chép, thu thập kết quả trong quá trình thực nghiệm.  NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả Luan van 9 - NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả là khả năng người học xử lí được kết quả thực nghiệm thu được, trình bày mối liên hệ giữa các dữ liệu thực nghiệm (vẽ bảng biểu, sơ đồ, biều đồ, đồ thị), phân tích mối quan hệ nhân quả để rút ra tính quy luật và đưa ra những kết luận có tính giá trị từ kết quả thực nghiệm thu được. Khi muốn đánh giá sự phát triển NLTN, nhà nghiên cứu cần làm rõ nội hàm bằng cách chỉ ra các thành tố cấu trúc nên nó.

Sau đó, xây dựng công cụ đánh giá thông qua các tiêu chí cụ thể của từng thành tố. Mỗi thành tố của NLTN bao gồm các tiêu chí được trình bày cụ thể trong bảng 1. Các tiêu chí đánh giá ứng với từng thành tố của NLTN Thành tố Tiêu chí đánh giá 1. NL xác định vấn đề nghiên 1.

Quan sát, nhận ra dấu hiệu chung của sự cứu và đưa ra dự đoán, giả vật hiện tượng. Nhận ra vấn đề cần nghiên cứu. Đặt ra những câu hỏi về vấn đề cần nghiên cứu. Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu.

Đề xuất giả thuyết 1. Từ giả thuyết, suy luận ra hệ quả có thể kiểm tra bằng TN. NL thiết kế các phương án TN 2. Xác định mục đích TN.

Xác định đại lượng cần đo. Đề xuất cách thay đổi và cách đo các đại lượng có trong TN. Xác định các dụng cụ TN cần sử dụng. Mô tả cách bố trí TN.

NL tiến hành phương án TN 3. Lắp ráp dụng cụ TN. Tiến hành TN. Quan sát hiện tượng xảy ra.

Luan van 10 Thành tố Tiêu chí đánh giá 3. Đọc giá trị các đại lượng cần đo. Ghi lại kết quả vào bảng kết quả TN. Năng lực phân tích, xử lí và 4.

Tính toán kết quả đo được. trình bày kết quả 4. Tính toán sai số 4. Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng đồ thị.

Nhận xét tính đúng đắn của giả thuyết đã đề xuất và kết luận rút ra từ khái quát hóa kết quả TN. Đánh giá, cải tiến phép đo. Những biểu hiện của các thành tố cấu trúc nên NLTN được cụ thể hóa qua 3 phương diện của học sinh: Kiến thức, kĩ năng và thái độ trong quá trình học tập bộ môn Vật lí được trình bày trong sơ đồ 1. Luan van 11 NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM KĨ NĂNG KIẾN THỨC + Kiến thức vật lí liên + Thiết kế phương án TN quan đến quá trình khảo + Chế tạo dụng cụ sát.

+ Kiến thức về thiết bị, + Lựa chọn dụng cụ an toàn. + Kiến thức về xử lí số + Lắp ráp dụng cụ TN liệu, kiến thức về sai số + Kiến thức về biểu diễn + Thay đổi các đại lượng số liệu dưới dạng bảng + Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh biểu, đồ thị. dụng cụ đo, đọc số liệu + Sửa chữa các sai hỏng thông thường + Quan sát diễn biến hiện tượng + Ghi lại kết quả THÁI ĐỘ + Biểu diễn kết quả bằng bằng + Thái độ kiên nhẫn bảng biểu, đồ thị + Thái độ trung thực + Tính toán sai số + Thái độ tỉ mỉ + Biện luận, trình bày kết quả + Thái độ hợp tác + Tự đánh giá, cải thiện phép đo + Thái độ tích cực Sơ đồ 1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ của NLTN Luan van 12 1.

Đánh giá năng lực thực nghiệm Đánh giá NLTN về cơ bản là đánh giá tham chiếu tiêu chí. Dựa trên những tiêu chí ứng với từng thành tố của NLTN, chúng tôi sẽ tiến hành phân tích biểu hiện của mỗi cá nhân HS để đánh giá sự phát triển NLTN. Tuy nhiên, biểu hiện của mỗi HS ở các mức độ là khác nhau. Vì vậy, muốn đánh giá NLTN cần chia ra các mức độ theo thứ tự tăng dần ứng với mỗi biểu hiện.

Theo khung đánh giá NLTN này, ứng với mỗi tiêu chí chúng tôi đề xuất 4 mức độ cụ thể như sau: - Mức 0 (0 điểm). HS không thực hiện được nhiệm vụ nào - Mức 1 (1 điểm). HS hoàn thành được nhiệm vụ hoặc một phần của nhiệm vụ dưới sự hỗ trợ của GV - Mức 2 (2 điểm). HS tự hoàn thành nhiệm vụ nhưng còn sai sót nhỏ.

HS tự hoàn thành tốt nhiệm vụ Bảng 1.