Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đặt trọng tâm vào việc chuyển từ trang bị kiến thức sang hình thành, phát triển phẩm chất và năng lực học sinh. Trong môn Vật lí, năng lực vật lí là năng lực đặc thù cốt lõi, trong đó thành tố tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí đòi hỏi việc tăng cường các hoạt động thực hành, thí nghiệm. Tuy nhiên, thực tế tại nhiều trường trung học phổ thông ở Việt Nam, cơ sở vật chất và thiết bị dạy học còn nhiều hạn chế; một số nội dung thí nghiệm trong sách giáo khoa chưa có bộ dụng cụ đồng bộ hoặc các bộ thí nghiệm hiện có (như bộ thí nghiệm khảo sát định luật Boyle – Mariotte, định luật Charles) bộc lộ nhược điểm về độ bền và sai số đo. Thực trạng này dẫn đến việc dạy học còn nặng về lý thuyết ("học chay") hoặc phụ thuộc vào thí nghiệm mô phỏng.

Mặt khác, các nghiên cứu trước đây về thiết bị tự làm như công trình của Hà Văn Hùng, Vũ Bội Tuyền – Văn Thị Đức, Nguyễn Ngọc Hưng, hay B.Bilimovich tuy đưa ra nhiều ý tưởng thực nghiệm nhưng chưa gắn kết sâu vào tiến trình dạy học trên lớp và chưa khai thác triệt để các tình huống đời sống gần gũi với học sinh. Xuất phát từ thực tiễn trên, tác giả Lê Bích Liên thực hiện đề tài "Xây dựng và sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học phần Nhiệt học – Vật lí 10" dưới sự hướng dẫn của TS. Phùng Việt Hải tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh (năm 2020).

Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng một số thí nghiệm gắn kết cuộc sống và sử dụng chúng trong dạy học phần Nhiệt học thuộc chương trình Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh trung học phổ thông.

Giả thuyết khoa học được xác lập: Nếu xây dựng được một số thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống và sử dụng trong dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ phát triển được năng lực vật lí của học sinh.

Khóa luận xác định 9 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về phương tiện dạy học thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông.
  2. Nghiên cứu nội dung phần Nhiệt học chương trình Vật lí 10.
  3. Nghiên cứu các thí nghiệm ứng với từng cơ sở kiến thức phần Nhiệt học.
  4. Nghiên cứu cách lồng ghép kiến thức trong quá trình hướng dẫn học sinh làm thiết bị.
  5. Thiết kế, chế tạo bộ dụng cụ thí nghiệm sử dụng dạy học phần Nhiệt học chương trình Vật lí 10.
  6. Xây dựng tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong phần Nhiệt học – Vật lí 10.
  7. Xây dựng mẫu phiếu học tập, phiếu theo dõi, thông tin bổ sung và các công cụ hỗ trợ cho học sinh.
  8. Xây dựng bảng công cụ kiểm tra đánh giá năng lực Vật lí của học sinh.
  9. Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá giả thuyết khoa học.

Đối tượng nghiên cứu là hoạt động dạy học nội dung kiến thức phần Nhiệt học – Vật lí 10 và cách thức tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm môn Vật lí 10. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở nội dung kiến thức phần Nhiệt học trong chương trình Vật lí 10 trung học phổ thông và triển khai thực nghiệm sư phạm tại trường phổ thông (Trường THCS – THPT Hoa Sen, TP. Hồ Chí Minh).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa lý luận dạy học thực nghiệm bộ môn Vật lí và định hướng phát triển năng lực theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018:

  • Quan niệm về thí nghiệm vật lí: Dựa trên định nghĩa của Nguyễn Đức Thâm và các đặc điểm thí nghiệm do Nguyễn Đăng Thuấn hệ thống (tính kiểm soát điều kiện, tính làm biến đổi đại lượng, tính quan sát và tính lặp lại). Vai trò của thí nghiệm được phân tích trên hai bình diện: lí luận nhận thức (phương tiện thu nhận tri thức, kiểm tra tính đúng đắn, vận dụng tri thức, bộ phận của phương pháp nhận thức) và lí luận dạy học (nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố kiến thức, phát triển nhân cách và giáo dục kĩ thuật tổng hợp).
  • Thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống: Tiếp cận định nghĩa của Nguyễn Đăng Thuấn (2018), coi đây là các thí nghiệm xuất phát từ vấn đề thực tiễn, thực hiện bằng phương tiện gần gũi trong hoàn cảnh sống và trả lời cho các câu hỏi vật lí cũng như câu hỏi thực tiễn.
  • Khung năng lực vật lí: Căn cứ Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể và chương trình môn Vật lí năm 2018 cùng định nghĩa của Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển (OECD), năng lực vật lí được cấu trúc thành 3 năng lực thành tố: (1) Nhận thức vật lí; (2) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí; (3) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Hệ thống chỉ số hành vi được lượng hóa qua 4 mức độ biểu hiện (từ Mức 1 đến Mức 4) làm căn cứ đo lường.
  • Mô hình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề: Cấu trúc bài học gồm 5 hoạt động học tập (Làm nảy sinh vấn đề; Phát biểu vấn đề; Giải quyết vấn đề; Kết luận - thể chế hóa kiến thức; Vận dụng và mở rộng).

Tác giả phối hợp ba phương pháp nghiên cứu chính:

  • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Phân tích, tổng hợp các văn kiện giáo dục, Chương trình giáo dục phổ thông 2018, sách giáo khoa, sách giáo viên Vật lí 10 và các tài liệu chuyên ngành về thí nghiệm tự làm.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thiết kế giáo án, bộ phiếu học tập và bảng rubric; tổ chức giảng dạy trực tiếp tại lớp học, sử dụng công cụ ghi hình, quan sát hành vi và chấm điểm phiếu học tập để đánh giá định tính và định lượng sự phát triển năng lực của học sinh.
  • Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu thực nghiệm, tính toán tỉ lệ phần trăm các mức độ đạt được theo từng tiêu chí hành vi của học sinh nhằm kiểm định giả thuyết khoa học.

Nguồn dữ liệu của khóa luận gồm hệ thống bài học phần Nhiệt học theo chương trình Vật lí 10 hiện hành, các số liệu thực nghiệm thu được từ quá trình đo đạc của các bộ dụng cụ tự chế và dữ liệu đánh giá học sinh tại Trường THCS – THPT Hoa Sen.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tìm hiểu cơ sở lí luận về dạy học thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống học sinh

Chương 1 hệ thống hóa toàn bộ các luận điểm lý thuyết nền tảng cho việc triển khai nghiên cứu. Tác giả phân loại thí nghiệm trong dạy học vật lí thành hai nhóm lớn: thí nghiệm biểu diễn của giáo viên (gồm thí nghiệm nêu vấn đề, thí nghiệm giải quyết vấn đề [khảo sát, kiểm chứng] và thí nghiệm củng cố) và thí nghiệm thực hành của học sinh (phân theo nội dung: định tính/định lượng; phân theo tính chất: khảo sát/kiểm nghiệm; phân theo hình thức: đồng loạt/phối hợp/cá thể).

Trên cơ sở kế thừa tiến trình xây dựng thí nghiệm của Mai Hoàng Phương, tác giả đề xuất quy trình 6 bước thiết kế thí nghiệm gắn kết cuộc sống:

  1. Bước 1: Xuất phát từ tình huống hoặc hiện tượng thực tế đời sống liên quan đến nội dung bài học.
  2. Bước 2: Lựa chọn ý tưởng thí nghiệm phù hợp với mục tiêu kiến thức.
  3. Bước 3: Dự trù nguyên vật liệu và thiết kế bản vẽ kỹ thuật.
  4. Bước 4: Gia công, chế tạo các bộ phận dụng cụ thí nghiệm.
  5. Bước 5: Lắp ráp hoàn chỉnh và vận hành thí nghiệm.
  6. Bước 6: Vận hành thử nghiệm nhiều lần và hiệu chỉnh sai số, đảm bảo độ ổn định.

Đồng thời, chương này cụ thể hóa tiến trình dạy học giải quyết vấn đề sử dụng thí nghiệm qua 5 hoạt động học tập tương ứng với sơ đồ tương tác giữa giáo viên và học sinh. Điểm nhấn của chương là xây dựng Bảng 1.1: Tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh, mô tả chi tiết các biểu hiện hành vi từ Mức 1 (chưa đạt/thực hiện sai) đến Mức 4 (thực hiện tự lực, chính xác, hoàn chỉnh) đối với cả 3 năng lực thành tố: Nhận thức vật lí (trình bày kiến thức, mô tả tình huống, thiết lập/chứng minh, nhận ra ngành nghề); Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí (đặt câu hỏi, đề xuất dự đoán, xây dựng giải pháp, thực hiện giải pháp, trình bày thảo luận, đánh giá quá trình); Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học (giải thích hiện tượng, giải bài tập, đánh giá tác động thực tiễn, thiết kế chế tạo mô hình, đề xuất giải pháp ứng xử an toàn với công nghệ và thiên nhiên).

Chương 2: Tổ chức dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức phần Nhiệt học – Vật lí 10

Chương 2 là phần nội dung trọng tâm của khóa luận, gồm 4 mảng việc chính:

Thứ nhất, phân tích nội dung kiến thức khoa học: Tác giả hệ thống hóa các kiến thức cơ bản của phần Nhiệt học – Vật lí 10 bao gồm: Thuyết động học phân tử chất khí; Quá trình đẳng nhiệt và Định luật Boyle – Mariotte ($pV = \text{hằng số}$, $p_1V_1 = p_2V_2$); Quá trình đẳng tích và Định luật Charles ($\frac{p}{T} = \text{hằng số}$, $\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$); Phương trình trạng thái khí lí tưởng ($\frac{p_1V_1}{T_1} = \frac{p_2V_2}{T_2}$); Quá trình đẳng áp và Định luật Gay-Lussac ($\frac{V}{T} = \text{hằng số}$); Phân biệt khí thực và khí lí tưởng; Nội năng và hai cách làm thay đổi nội năng (thực hiện công $\Delta U = A$, truyền nhiệt $\Delta U = Q$); Nguyên lí I nhiệt động lực học ($\Delta U = A + Q$) và Nguyên lí II nhiệt động lực học (cách phát biểu của Rudolf Clausius, Sadi Carnot và nguyên tắc cấu tạo động cơ nhiệt gồm nguồn nóng, bộ phận phát động sinh công và nguồn lạnh).

Thứ hai, thiết kế các thí nghiệm gắn kết cuộc sống: Tác giả chế tạo hệ thống thí nghiệm định tính, định lượng và mô hình ứng dụng kỹ thuật bằng các vật liệu tái chế, vật dụng sinh hoạt hàng ngày:

Tên thí nghiệm Dụng cụ sử dụng Nội dung kiến thức minh họa / Mục đích
Quả bong bóng co giãn Ống tiêm (xi lanh) bịt kín keo nến, quả bong bóng nhỏ Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boyle – Mariotte (khi nén/kéo pittong, thể tích bóng co lại hoặc giãn ra do biến đổi áp suất).
Hút nước từ chai nhựa Chai nhựa, thau nước, lọ thủy tinh, quả bong bóng Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boyle – Mariotte (bóp và thả chai nhựa tạo chênh lệch áp suất khí quyển để hút nước).
Mẹo tách lòng đỏ trứng gà Chai nhựa, đĩa đựng trứng gà Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Boyle – Mariotte (thả tay bóp chai làm giảm áp suất khí trong chai, áp suất khí quyển đẩy lòng đỏ vào chai).
Mẹo bỏ trứng luộc vào lọ cổ nhỏ Quả trứng cút luộc chín, bình thủy tinh cổ nhỏ, bông tẩm cồn Quá trình đẳng tích – Định luật Charles (đốt bông cồn làm nóng khí rồi đậy trứng, khí nguội làm giảm áp suất bên trong, hút trứng vào bình).
Lon nước biến dạng Vỏ lon nước ngọt, đèn cồn, đồ gắp, chậu nước đá Phương trình trạng thái – Định luật Gay-Lussac (đun nóng lon rồi úp miệng vào nước đá, hơi nước ngưng tụ làm áp suất giảm đột ngột, vỏ lon bị bẹp rúm).
Dòng nước chảy ngược Chai thủy tinh, ống hút, nút đậy kín, phẩm màu Phương trình trạng thái khí lí tưởng (biến thiên áp suất theo nhiệt độ đẩy nước phun ngược vào bình).
Bơm bong bóng từ chai nhựa Chai nhựa, quả bong bóng Sự nở vì nhiệt của chất khí (thay đổi nhiệt độ làm biến đổi thể tích khí thổi căng bong bóng).
Bộ thí nghiệm định lượng 3 định luật chất khí Xi lanh, áp kế, nhiệt kế, hệ thống van điều chỉnh Đo đạc chính xác các thông số trạng thái $p, V, T$ để kiểm chứng định luật Boyle – Mariotte, Charles và Gay-Lussac.
Mô hình động cơ Stirling Lon nhôm, nan hoa xe đạp, pittong, ống dẫn, đèn cồn Minh họa Nguyên lí II nhiệt động lực học và chu trình sinh công của động cơ nhiệt.

Thứ ba, xây dựng kế hoạch dạy học: Thiết kế chi tiết 2 bài học theo định hướng phát triển năng lực: bài "Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte" và bài "Quá trình đẳng tích. Định luật Charles". Mỗi kế hoạch bài dạy xác định rõ mục tiêu kiến thức, mục tiêu năng lực (thành tố và chỉ số hành vi), chuỗi hoạt động học tập tích hợp thí nghiệm tự chế, hoạt động nhóm và hệ thống phiếu học tập (phiếu số 1: tìm tòi - dự đoán; phiếu số 2: thực nghiệm - xử lý số liệu).

Thứ tư, xây dựng công cụ đánh giá năng lực: Thiết lập Bảng 2.8 và Bảng 2.9 là các tiêu chí đánh giá năng lực vật lí học sinh trong từng bài học cụ thể, lượng hóa mức độ biểu hiện thông qua câu trả lời, thao tác lắp ráp thí nghiệm, kỹ năng ghi nhận số liệu và giải quyết tình huống thực tế của học sinh.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 ghi nhận quá trình và kết quả triển khai giảng dạy thực nghiệm tại Trường THCS – THPT Hoa Sen (TP. Hồ Chí Minh) nhằm thẩm định tính khả thi của hệ thống thí nghiệm và kiểm chứng giả thuyết khoa học.

Quá trình thực nghiệm được tổ chức theo hình thức chia nhóm học tập (nhóm 1, nhóm 2, nhóm 3, nhóm 5...). Học sinh trực tiếp thao tác với các thiết bị thí nghiệm gắn kết cuộc sống, hoàn thành phiếu học tập số 1 để rút ra mối liên hệ định tính giữa các thông số trạng thái, sau đó tự đề xuất phương án và sơ đồ thí nghiệm kiểm chứng, vận hành bộ đo định lượng, thu thập dữ liệu vào phiếu học tập số 2, vẽ đồ thị và thuyết trình kết quả.

Kết quả thực nghiệm sư phạm được đánh giá trên hai phương diện:

  • Đánh giá định tính: Học sinh chuyển đổi rõ nét từ trạng thái tiếp thu thụ động sang chủ động khám phá; hứng thú học tập tăng cao nhờ dụng cụ thí nghiệm gần gũi, đời thường; phát triển được kỹ năng phân tích hiện tượng thực tế, tư duy phản biện và khả năng hợp tác nhóm.
  • Đánh giá định lượng: Tác giả tổng hợp kết quả đạt được của học sinh qua các bảng số liệu (Bảng 3.1, Bảng 3.2, Bảng 3.3, Bảng 3.4, Bảng 3.5, Bảng 3.6), theo dõi sự dịch chuyển tỉ lệ học sinh đạt Mức 3 và Mức 4 ở cả 3 năng lực thành tố (Nhận thức vật lí, Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ vật lí, Vận dụng kiến thức kĩ năng đã học). Số liệu phản ánh sự gia tăng rõ rệt ở các chỉ số hành vi thực nghiệm và giải thích hiện tượng thực tế so với giai đoạn đầu bài học.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể sau:

  • Xây dựng thành công quy trình 6 bước gia công, chế tạo thí nghiệm gắn kết cuộc sống từ vật liệu đơn giản, chi phí thấp (ống tiêm, chai nhựa, vỏ lon, bong bóng, trứng...).
  • Thiết kế hệ thống 7 thí nghiệm định tính, bộ thí nghiệm định lượng khảo sát 3 định luật chất khí và 01 mô hình kỹ thuật động cơ Stirling hoạt động được.
  • Xây dựng tiến trình tổ chức dạy học 5 hoạt động giải quyết vấn đề kèm 02 kế hoạch dạy học chi tiết phần Nhiệt học (định luật Boyle – Mariotte và định luật Charles), đồng bộ với bộ phiếu học tập và hệ thống công cụ rubric đánh giá năng lực vật lí gồm 4 mức độ biểu hiện.
  • Thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS – THPT Hoa Sen chứng minh phương án dạy học đề xuất có tính khả thi, phát huy tốt sự tham gia chủ động và nâng cao năng lực vật lí của học sinh.

So với các công trình nghiên cứu trước đó của Hà Văn Hùng, Nguyễn Ngọc Hưng hay B.Bilimovich, đóng góp của đề tài thể hiện ở chỗ:

  • Không chỉ dừng lại ở việc mô tả cách chế tạo dụng cụ thí nghiệm vật lí vui hoặc trò chơi khoa học, tác giả đã tích hợp hoàn chỉnh các thí nghiệm tự tạo vào tiến trình dạy học chính khóa theo phương pháp giải quyết vấn đề.
  • Gắn kết chặt chẽ thiết bị tự làm với các yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực của Chương trình giáo dục phổ thông 2018, cung cấp tiêu chí đánh giá năng lực tường minh qua rubric 4 mức độ thay vì chỉ đánh giá điểm số bài kiểm tra lý thuyết truyền thống.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế:

  • Phạm vi nội dung nghiên cứu mới giới hạn ở phần Nhiệt học – Vật lí 10, tập trung chủ yếu vào các định luật chất khí và nguyên lí nhiệt động lực học.
  • Quy mô thực nghiệm sư phạm chỉ được thực hiện tại một cơ sở giáo dục (Trường THCS – THPT Hoa Sen), số lượng tiết dạy thực nghiệm còn hạn chế ở 2 bài học trọng tâm.
  • Do sử dụng vật liệu gia công thủ công và tái chế, độ kín và độ chuẩn xác của các khớp nối ở bộ thí nghiệm định lượng có thể chịu tác động bởi nhiệt độ môi trường và sự biến dạng cơ học của vật liệu sau nhiều lần thử nghiệm.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng việc thiết kế và chế tạo các bộ thí nghiệm gắn kết cuộc sống cho các chương, phần kiến thức khác trong toàn bộ chương trình môn Vật lí trung học phổ thông.
  • Tiếp tục cải tiến, chuẩn hóa kỹ thuật chế tạo các bộ thí nghiệm tự làm nhằm tăng độ bền cơ học và giảm thiểu sai số đo lường trong các bài thí nghiệm định lượng.
  • Triển khai thực nghiệm sư phạm mở rộng trên nhiều đối tượng học sinh và nhiều trường trung học phổ thông ở các địa bàn khác nhau để kiểm chứng tính phổ quát của giải pháp.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

  • Giáo viên môn Vật lí tại các trường THPT: Cung cấp hướng dẫn chi tiết cách làm dụng cụ thí nghiệm từ vật liệu sinh hoạt hàng ngày để khắc phục tình trạng thiếu thốn thiết bị trong phòng thực hành; cung cấp 02 kế hoạch bài dạy hoàn chỉnh được thiết kế theo đúng chuẩn phát triển năng lực của Chương trình 2018.
  • Sinh viên ngành Sư phạm Vật lí và học viên cao học chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học: Tài liệu tham khảo về phương pháp luận thiết kế phương tiện dạy học, quy trình chuyển hóa tình huống đời sống thành bài toán nhận thức khoa học, và cách xây dựng ma trận đánh giá năng lực đặc thù môn học.

Các phần có giá trị tham khảo cao nhất trong khóa luận gồm:

  1. Quy trình 6 bước xây dựng thí nghiệm vật lí gắn kết cuộc sống (Chương 1).
  2. Hệ thống hướng dẫn chế tạo và giải thích bản chất vật lí của 7 thí nghiệm định tính phần Nhiệt học (Chương 2).
  3. Bảng tiêu chí đánh giá năng lực vật lí của học sinh (Bảng 1.1, Bảng 2.8, Bảng 2.9) được thiết kế theo 4 mức độ biểu hiện hành vi rõ ràng.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận quy định tiến trình xây dựng thí nghiệm gắn kết cuộc sống gồm những bước nào?
Tiến trình gồm 6 bước: Bước 1: Xuất phát từ tình huống/hiện tượng thực tế đời sống liên quan đến nội dung bài học; Bước 2: Lựa chọn ý tưởng thí nghiệm; Bước 3: Dự trù nguyên vật liệu và thiết kế bản vẽ; Bước 4: Gia công, chế tạo dụng cụ; Bước 5: Lắp ráp, vận hành thí nghiệm; Bước 6: Vận hành thử nghiệm nhiều lần và hiệu chỉnh.

2. Thí nghiệm "bong bóng co giãn trong xi lanh" được sử dụng trong bài học nào và học sinh quan sát được hiện tượng gì?
Thí nghiệm này được sử dụng trong bài "Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte". Học sinh quan sát thấy khi đẩy pittong xuống làm thể tích khí trong xi lanh giảm thì quả bong bóng co lại; khi kéo pittong lên làm thể tích khí tăng thì quả bong bóng nở ra. Hiện tượng này minh họa cho mối quan hệ tỉ lệ nghịch giữa áp suất và thể tích chất khí ở nhiệt độ không đổi.

3. Khung đánh giá năng lực vật lí trong khóa luận được chia thành các thành tố nào?
Căn cứ Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018, năng lực vật lí được chia thành 3 năng lực thành tố: (1) Nhận thức vật lí; (2) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí; (3) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Mỗi thành tố được đo lường qua các chỉ số hành vi cụ thể chia theo 4 mức độ chất lượng (từ Mức 1 đến Mức 4).

4. Hiện tượng tách lòng đỏ trứng gà bằng chai nhựa được giải thích dựa trên cơ chế vật lí nào?
Khi bóp chai nhựa rồi áp miệng chai vào lòng đỏ trứng, lượng khí trong chai được giữ không đổi. Khi thôi bóp tay, chai trở lại hình dạng ban đầu làm thể tích khí trong chai tăng lên, mật độ phân tử khí giảm dẫn đến áp suất khí trong chai giảm. Do áp suất khí quyển bên ngoài lớn hơn áp suất bên trong chai, chênh lệch áp suất tạo ra lực đẩy lòng đỏ trứng chui vào bên trong chai.

5. Mô hình kỹ thuật nào được tác giả chế tạo để minh họa cho Nguyên lí II nhiệt động lực học?
Tác giả thiết kế và chế tạo mô hình động cơ Stirling từ các vật liệu đời sống (vỏ lon nhôm, nan hoa xe đạp, bông tẩm cồn...) để minh họa cấu tạo và chu trình hoạt động của động cơ nhiệt, chứng minh nguyên tắc nhiệt lượng nhận từ nguồn nóng chỉ chuyển hóa một phần thành công cơ học, phần còn lại truyền cho nguồn lạnh.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Lê Bích Liên đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc thiết lập cơ sở lý luận, quy trình chế tạo và sử dụng hệ thống thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy học phần Nhiệt học – Vật lí 10. Các thiết bị tự làm đơn giản, chi phí thấp nhưng bảo đảm tính chính xác khoa học, giúp chuyển đổi hiệu quả phương thức dạy học từ truyền thụ lý thuyết sang tổ chức hoạt động giải quyết vấn đề. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS – THPT Hoa Sen khẳng định tính khả thi của giải pháp và chứng minh sự phát triển thực chất về năng lực vật lí của học sinh theo định hướng của Chương trình giáo dục phổ thông 2018.