CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU Hiện nay đã có nhiều các nhà nhiên cứu trên thế giới nghiên cứu về phương pháp dạy học tích cực, triển khai các tiến trình giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí ở trường THCS và THPT. Việc tổ chức hoạt động, việc xây dựng thiết bị thí nghiệm và sử dụng thiết bị thí nghiệm cũng là một phần quan trọng trong các hoạt động học tập, các thiết bị thí nghiệm là phương tiện dạy học tạo điều kiện cho học sinh phát huy tích cực,qua đó nâng cao, hứng thú, đem lại những kết quả tốt trong học tập, đặc biệt trong việc phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh. Với mục đích xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh. Chúng tôi đã nghiên cứu phần tổng quan gồm các vấn đề như sau: - Tìm hiểu các nghiên cứu về năng lực và năng lực thực nghiệm.
- Tìm hiểu các nhiên cứu về xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm phát triển năng lực thực nghiệm. - Tìm hiểu các nghiên cứu về việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí trong phần nhiệt học.1 Các nghiên cứu về năng lực và năng lực thực nghiệm + Năng lực Khi nói về năng lực tức là muốn nói đến khả năng của cá nhân trong một lĩnh vực hoạt động nhất định, những khả năng này đã giúp cá nhân thực hiện các hoạt động nhằm đạt hiệu quả theo sự mong muốn trong lĩnh vực đó. Khái niệm năng lực (competence) có nguồn gốc tiếng Latinh “ competentia ” có nghĩa là “gặp gỡ” [38]. Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu nhiều nghĩa khác nhau.
Từ ngày xưa đến nay đã có rất nhiều nhà nghiên cứu về năng lực cụ thể như: - Theo P. Rudich, năng lực là tính chất tâm sinh lí của con người chi phối các quá trình tiếp thu các kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định [18]. - Gerard và Roegiers (1993 )đã coi năng lực là một sự tích hợp những kĩ năng cho phép nhận biết một tình huống và đáp ứng với tình huống đó một cách 7 tích hợp và một cách tự nhiên [40]. Trong khi đó, De Ketele (1995) cho rằng năng lực là một tập hợp trật tự các kĩ năng (các hoạt động) tác động lên một nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết các vấn đề do tình huống này đặt ra [54].
- Theo Jonh Erpenbek, năng lực được chính thức làm cơ sở, được sử dụng khả năng, được quy định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và thực hóa qua ý trí [7]. Quan niệm này cũng khá tương đồng đối với Barnert, năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ phù hợp với một hoạt động thực tiễn [13]. - Một định nghĩa năng lực được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng là của Weinert F.E, Ông cho rằng năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thế nhằm giải quyết các tình huống đã định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt [63]. Đây cũng là quan niệm của Rogiers, năng lực là biết sử dụng các kiến thức, kĩ năng trong một tình huống có ý nghĩa [61].
- Để khẳng định tính hành động của năng lực, Howard Gardner khẳng định: Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo được [56]. - Denys Tremblay, nhà tâm lí học người Pháp quan niệm rằng: “Năng lực là khả năng hành động, đạt được thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả năng huy động và sử dụng hiệu quả nhiều nguồn lực tích hợp của cá nhân khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống [55]. - Theo Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường: “Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm đạo đức ” [8]. 8 - Theo tác giả Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn: “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy” [35].
- Theo Từ điển Cao học: “Năng lực là đặc điểm của cá nhân thể hiện mức độ thông thạo, tức là có thể thực hiện được một cách thành thục và chắc chắn một hay một số dạng hoạt động nào đó. Năng lực gắn liền với những phẩm chất về trí nhớ, tính nhạy cảm, trí tuệ, tính cách của cá nhân. Năng lực có thể phát triển trên cơ sở năng khiếu, song không phải là bẩm sinh, mà là kết quả của phát triển xã hội và của con người” [2]. - Theo từ điển Tiếng Việt năng lực được hiểu là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó hay là phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động nào đó với chất lượng cao [38].
Như vậy, qua các tham khảo của các tác giả hoặc các sách, chúng tôi có thể thống nhất khái niệm như sau: Theo chúng tôi năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, thái độ, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm. Khái niệm năng lực gắn liền với khả năng hành động, năng lực hành động là một loại năng lực, nhưng khi nói phát triển năng lực người ta cũng hiểu đồng thời là phát triển năng lực hành động. + Năng lực thực nghiệm: Khi nghiên cứu về năng lực thực nghiệm, chúng tôi đã tham khảo về các nội dung lí thuyết, khái niệm trong các luận văn và luận án, tạp chí và các khái niệm trong sách tập huấn như: - Theo Josephy (1986), đánh giá hoạt động thực nghiệm trong vật lí thông qua OCEA bao gồm 4 quy trình: Lập kế hoạch (Thiết kế thí nghiệm, nâng cao và làm sáng tỏ vấn đề); Thực hiện (quan sát, thao tác, thu thập dữ liệu); Diễn giải (xử lí dữ liệu, đưa ra suy luận, dự đoán và giải thích);Giao tiếp (báo cáo, nhận thông 9 tin),không có hệ thống phân cấp hay trình tự nào được ngụ ý bằng cách trình bày các quy trình và kĩ năng theo thứ tự cụ thể này [57]. - Theo Millar (2004) đã xác định hoạt động thực hành ( Practical work ) bao gồm mọi hoạt động liên quan đến việc quan sát và thao tác tác động vào các đối tượng mà ta nghiên cứu.
Hoạt động thực hành bao gồm cả hoạt động trong phòng thí nghiệm lẫn các hoạt động ở nhà. Hoạt động thực hành cho phép học sinh hành động theo phong cách của nhà khoa học [58]. - Theo Lin Zang chỉ ra rằng: nhân tố về phương pháp dạy học ảnh hưởng tới năng lực của học sinh trong việc vận dụng các kiến thức về năng lượng trong tình huống quen thuộc nhưng lại không cho sự khác biệt trong việc vận dụng trong tình huống mới [65]. - Theo Van Driel et al, thì lại cho một kết quả nghiên cứu về việc nâng cao năng lực dạy học có thí nghiệm của giáo viên, kết quả nghiên cứu của ông chỉ ra rằng các kiến thức sẵn có, niềm tin và thái độ của người học cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao các năng lực dạy học [62].
- Theo Nico Schreiber, Heike theyBen and Horst Schreeker ( 2009 ), năng lực thực nghiệm là một trong những năng lực đặc thù được hình thành thông qua dạy học bộ môn Vật lí. Khi giải các bài tập TN, HS luôn phải vận dụng tổng hợp các kiến thức, lí thuyết, kết hợp các khả năng, hoạt động trí óc và thực hành các vốn hiểu biết về Vật lí, kĩ thuật và thực tế đời sống. Vì vậy, có thể từ các bài tập TN này sẽ bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh [59]. - Theo tài liệu tập huấn Bộ giáo dục và đào tạo ( 2014 ), thực nghiệm hay thí nghiệm là một bước trong phương pháp khoa học dùng để phân minh giữa mô hình khoa học hay giả thuyết.
Thí nghiệm cũng được sử dụng để kiểm tra tính chính xác của một lí thuyết hoặc một giả thuyết mới để ủng hộ chúng hay bác bỏ chúng [5]. 10 - Theo tác giả Nguyên Văn Biên ( 2013 ), Năng lực thực nghiệm là một trong những năng lực quan trọng nhất của học sinh cần được hình thành và phát triển thông qua dạy học vật lí [9]. - Theo Lý Thị Thu Phương: năng lực thực nghiệm, với tư cách là một năng lực nhận thức khoa học, được hiểu là năng lực nghĩ ra (thiết kế) PATN khả thi cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những giả thuyết và thực hành được TN thành công để rút ra kết quả cần thiết (không phải đơn thuần là năng lực thao tác TN, hiểu theo nghĩa năng lực thực nghiệm là năng lực thục hiện các thao tác bằng tay, quan sát, đo đạc) [19]. Theo chúng tôi có thể tổng kết được năng lực thực nghiệm là: khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo với các thuộc tính tâm lí như hứng thú, niềm tin, ý chí để thực hiện thành công các nhiệm vụ thực nghiệm, năng lực thực nghiệm bao gồm xác định mục đích thí nghiệm, thiết kế phương án thí nghiệm (bao gồm lựa chọn công cụ thí nghiệm, dự kiến cách tiến hành và thu thập số liệu trong quá trình thực nghiệm ), tiến hành được thí nghiệm (lắp ráp, bố trí tiến hành thí nghiệm, thu thập kết quả thí nghiệm), xử lí được số liệu và đánh giá được kết quả.