CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC Trong nhiều năm trở lại đây, các nhà nghiên cứu giáo dục trên thế giới đặc biệt quan tâm đến việc nâng cao chất lượng DH vật lí thông qua việc sử dụng hiệu quả các PTDH [92], [97], [102]. Trong nghiên cứu của Bruner [86] đã cho thấy tháp hiệu quả của việc sử dụng các loại PTDH khác nhau. Theo tháp này, khi trình bày một vấn đề nên sử dụng vật thật là tốt nhất.
Còn trình bày bằng lời hoặc ký hiệu thì mức độ thu nhận được ở HS là ít nhất. Sử dụng các phương tiện ở nhóm ký hiệu khi HS đã có biểu tượng về các đối tượng đó. Hay nói cách khác, TN là PTDH có thể thay thế gần đúng nhất đối tượng thực thông qua hoạt động trực tiếp. Các nghiên cứu này đã cho thấy TN vật lí đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc tạo ra và duy trì động cơ học tập của HS.
Đó là lí do tại sao sự đổi mới trong DH vật lí luôn chú trọng vào việc nghiên cứu các TN. Nghiên cứu này xác nhận ý nghĩa tạo sự hứng thú của các TN vật lí trong khoa học giáo dục. Tầm quan trọng của TN trong DH vật lí được nghiên cứu với sự tập trung cao độ vào những vai trò giáo dục khác nhau của các TN. Tuy nhiên, dựa trên việc phân tích một số kết quả nghiên cứu đã cho thấy rằng những TN được các giáo viên vật lí sử dụng không phải luôn phù hợp, đầy đủ để phát triển kiến thức vật lí và kĩ năng của HS [102].
Những TN vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của QTDH [101]. Nhưng kết quả phân tích trên 62 video ghi lại các tiết dạy vật lí trong năm học 2004 - 2005 đã cho thấy rằng: giải quyết nhiệm vụ học tập bằng TN vật lí lại chiếm tỉ lệ thấp nhất (chỉ 14%) [102]. Đây là một kết quả nghiên cứu đáng báo động. Tỉ lệ các phương pháp giải quyết nhiệm vụ học tập vật lí [102] Để tìm ra giải pháp khắc phục những hạn chế của việc sử dụng TN trong DH vật lí ở trường phổ thông, Josef Trna và Petr Novak đã tiến hành điều tra về kĩ thuật giảng dạy tạo động lực nhận thức để kiểm nghiệm giả thuyết nghiên cứu.
Thông qua bảng câu hỏi điều tra học sinh không chuyên năm 2009 ở Cộng hòa Séc. Kết quả phân tích cho thấy kĩ thuật tạo động lực học tập thông qua các TN đơn giản và các hiện tượng nghịch lí có tần số cao nhất trong các câu trả lời của HS. Như vậy đã kiểm chứng được giả thuyết về tạo động lực nhận thức thực sự có hiệu quả cao qua các TN vật lí học, đặc biệt là các TN đơn giản [101], [102]. Xu hướng tự tạo các TN đơn giản trong DH vật lí được các nhà nghiên cứu lí luận trên thế giới đánh giá cao vì khả năng kích thích hứng thú học tập của học sinh mà chi phí lại không quá tốn kém [103], [93], [100], [101].
Ở một công trình nghiên cứu khác, Maja Stojanović và Elvira Đurđić đã chỉ ra rằng việc thường xuyên tổ chức các buổi học để HS trực tiếp thao tác với các TN tự tạo đơn giản không chỉ hiệu quả đối với HS mà còn tác động tích cực đến sự quan tâm của phụ huynh. Điều này góp phần tăng cường vị trí quan trọng của môn học Vật lí trong nhận thức của gia đình và xã hội [98]. Các buổi học với TN tự tạo đơn giản [98] Cũng đánh giá cao hiệu quả của loại hình TN này, Josef Trna và Petr Novak đã khẳng định việc sử dụng các TN tự tạo đơn giản trong DH góp phần phát triển các kĩ năng thực hành và phát triển sáng tạo cho HS. Cách tiếp cận này đặc biệt có lợi cho quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí [102].
Các công bố này được tiến hành nghiên cứu trên cơ sở điều tra và thực nghiệm thông qua sự hỗ trợ của các dự án quốc tế như SYSTEM, EUSTD-web và MOSEM. Do đó, các kết quả này là hoàn toàn đáng tin và thuyết phục. Tuy nhiên, hạn chế của nhóm tác giả là chưa đưa ra quy trình sử dụng TN tự tạo một cách cụ thể trong các giai đoạn của QTDH. Trong thế kỷ 21, thế giới đang chuyển dần theo định hướng công nghệ, thời đại công nghiệp đã nhường chỗ cho thời đại thông tin.
Một kỷ nguyên mà Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng như hơi thở, không khí của con người, vì chính những chuyển biến lớn cho xã hội, kinh doanh, giáo dục, và cuộc sống của nhân loại. Ngành giáo dục không thể thiếu được sự tham gia của một xã hội vi tính hóa giàu thông tin. Để bắt kịp với sự thay đổi nhanh chóng của CNTT trên toàn cầu, thì yêu cầu đặt ra đối với mỗi quốc gia là cần phải liên tục nâng cấp các nguồn lực, thông qua việc hiện đại hóa các yếu tố khác nhau của hệ thống Giáo dục. Hiện đại hóa có thể được tiến hành thông qua việc sử dụng các thiết bị hỗ trợ giảng dạy hiện đại.
10 Rất nhiều quốc gia trên thế giới đã tiến hành cuộc cải cách giáo dục theo con đường này. Trong khu vực Đông Nam Á, Philippines là nước có nhiều chính sách đặc biệt đến chiến lược này. Sở Khoa học và Công nghệ, các Sở Giáo dục, Ủy ban về Giáo dục Đại học, Cơ quan Giáo dục và Phát triển Kĩ năng kĩ thuật đã nhất trí thông qua đề xuất mới về việc ứng dụng các thành tựu của Công nghệ hiện đại trong trong các trường học của chính phủ. Điều này được ghi rõ trong tài liệu mang tên "Kế hoạch Giáo dục Công nghệ tổng thể".
Cựu bộ trưởng Ricardo T. Gloria đã đưa ra mô hình "Trường học của tương lai" để đáp ứng các nhu cầu của thời hiện đại với mục đích nâng cao chất lượng Giáo dục, đặc biệt là Khoa học và Công nghệ để sản phẩm đầu ra phải thông thạo kĩ thuật cơ bản, tính toán và kĩ năng tư duy phê phán. Điều này để giúp người học không chỉ có thể cạnh tranh trong nước mà cả trên thị trường lao động quốc tế. Những trường học này sẽ được trang bị cơ sở vật chất, trang thiết bị, cũng như phương thức, hệ thống học tập mới, như: phòng thí nghiệm khoa học, phòng thí nghiệm ngôn ngữ và các phòng thí nghiệm máy tính.
Về cơ bản cũng nhằm mục đích cải thiện chất lượng Giáo dục và Đào tạo, để đem lại sự cạnh tranh toàn cầu cho người học sau khi tốt nghiệp. Thông qua các chức năng chính công nghệ đa phương tiện truyền thông, xác định lại vai trò của giáo viên từ người cung cấp kiến thức trở thành cố vấn trong việc học tập và lớn hơn nữa là tạo các cơ hội học tập cá nhân cho HS [87]. Trong thời gian cầm quyền của Tổng thống Joseph Estrada, Bộ Giáo dục, Văn hóa và Thể thao đã phát động một chương trình Giáo dục toàn diện để phổ biến CNTT trong công giáo dục. Dự án đầy tham vọng này viết tắt là DECS (Chương trình Hỗ trợ Tài nguyên Giáo dục).
Nó tìm cách cung cấp cho HS từ các trường công lập, tư thục và những vùng khó khăn có thể tiếp cận một cách công bằng hơn với Công nghệ Giáo dục hiệu quả để cải thiện quá trình học tập [87]. Do đó, các yêu cầu để cải thiện khoa học giáo dục đã tăng cường sản xuất và nghiên cứu ứng dụng MVT vào DH theo hướng hiện đại hóa giáo dục. Những nghiên cứu này không chỉ liên quan đến đổi mới giảng dạy mà còn có liên quan trong việc tạo ra các giáo viên hiện đại trong quan điểm suy nghĩ và hành vi của họ. Do đó, để tạo ra một giáo viên hiện đại trong khoa học là thách thức của thế kỷ 21.
Đó là người vừa có thể tích hợp công nghệ thông tin vào giảng 11 dạy, vừa có thể nắm bắt những mong muốn của người học, giúp HS thích nghi và phát triển hơn với cách giảng dạy hiện đại đó, tạo điều kiện để khoa học giáo dục đạt hiệu quả. Đối với những giáo viên dạy các môn Khoa học và Công nghệ, thông qua sự hỗ trợ của máy vi tính phải làm cho môn học trở nên thú vị và đầy thử thách. Đây chính là nguyên nhân thúc đẩy các đề tài nghiên cứu để xác định hiệu quả của máy vi tính trong việc giảng dạy kiến thức vật lí, quy trình khoa học và thái độ khoa học cho HS [87]. Bàn về hiệu quả của việc sử dụng MVT vào DH vật lí, rất nhiều công trình nghiên cứu đã tập trung phân tích vai trò của các mô phỏng TN vật lí, hoặc các đoạn phim TN trên MVT [90], [87], [89], [96], [91], [95], [94].
Những nghiên cứu này đã cho thấy rằng MVT là một công cụ hiệu quả để thu hút sự quan tâm của HS đối với các bài học vật lí. Tuy nhiên, DH vật lí bằng các TN thực vẫn là một phương pháp hiệu quả trong việc truyền đạt các kiến thức và hình thành kĩ năng xử lí khoa học cơ bản cho HS. Mặc dù sử dụng MVT mang lại nhiều thuận lợi trong DH vật lí, nhưng không có ý nghĩa khẳng định rằng MVT hiệu quả hơn so với PTDH truyền thống. Điều quan trọng là dù DH với bất kì phương pháp nào cũng phải khai thác tiềm năng học tập của HS đối với việc học vật lí [87].
Không thiên lệch về bất kì một giải pháp riêng lẽ nào, Chris Chiaverina và Michael Vollmer [88] đã lập các bảng phân phân loại đối tượng sử dụng tương ứng với các loại hình TN khác nhau trong QTDH vật lí. Đồng thời so sánh chi phí thực hiện của từng phương tiện DH khác nhau. Bài viết tập trung khai thác hiệu quả to lớn của TN trong QTDH. Đặc biệt, nhóm tác giả đã xác định chi tiết tầm nhìn chiến lược của DH vật lí đến năm 2050 thông qua bảng định hướng sử dụng các loại TN trong DH vật lí.
Cụ thể: đề cao vai trò của MVT trong việc hỗ trợ TN, và khẳng định TN tự tạo luôn có chỗ đứng riêng trong DH vật lí. Qua đó, nhận thấy rằng vai trò của TN tự tạo và TN trên MVT luôn được đánh giá cao trong QTDH vật lí. Đồng thời, sử dụng các PTDH này được xác định là biện pháp tăng cường cho những TN vật lí sẵn có mà GV thực hiện nhưng chưa phát huy được nhiều tác dụng như mong muốn.