Phat trien nang luc thuc nghiem cua hoc sinh trong day hoc mot so kien thuc phan dien hoc dien tu hoctom tat luan an tieng viet 279

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN NGỌC ANH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ĐIỆN HỌC - ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 9140111 NGHỆ AN - 2022 Luận án hoàn thành Trường Đại học Vinh Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường Địa điểm: Trường Đại học Vinh Thời gian: Vào hồi… giờ, ngày… tháng… năm 2022 Có thể tìm luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Nguyễn Thúc Hào - Trường Đại học Vinh MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện cách mạng khoa học công nghệ phát triển nhanh vũ bão Giáo dục đứng trước thử thách lớn tri thức lồi người ngày tăng lên nhanh chóng nhanh lạc hậu Sống làm việc giới đại, địi hỏi người phải có lực chung, lực chuyên môn lực học tập suốt đời Chương trình giáo dục truyền thống tập trung vào kiến thức bộc lộ bất cập, không đáp ứng nhu cầu giải tình thực tiễn khả làm việc người học Chính thế, nhà trường phải tập trung dạy người học biết sử dụng kiến thức, kĩ biết vào việc giải vấn đề thực tiễn có ý nghĩa học sinh (HS) Năm 2018 Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Chương trình giáo dục phổ thơng – Chương trình tổng thể, Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí Với yêu cầu kết đầu phát triển lực người học Tuy nhiên dạy học để đạt mục tiêu chung mục tiêu mơn học Vật lí theo chương trình 2018 vấn đề khó nhận thức lí luận dạy học phát triển lực, việc vận dụng phương pháp dạy học tích cực để thiết kế, tổ chức dạy học vật lí phát triển lực đánh giá lực HS, đòi hỏi cần phải tiếp tục nghiên cứu nghiêm túc môi trường giáo dục Việt Nam Kiến thức vật lí trung học phổ thơng (THPT) chủ yếu kiến thức vật lí học cổ điển, sở khoa học ngành kĩ thuật công nghệ Kiến thức chủ yếu xây dựng dựa vào thí nghiệm kiểm tra thí nghiệm Trong dạy học, HS cần kiến tạo kiến thức mới, vận dụng kiến thức học giải vấn đề thực tiễn có ý nghĩa Dạy học tích cực, phương thức tốt giáo viên (GV) tổ chức hoạt động nhận thức HS phương pháp mà nhà vật lí học dùng nghiên cứu vật lí, phương pháp phương pháp thực nghiệm Trong đào tạo bồi dưỡng GV vật lí phổ thơng đặt vấn đề coi trọng vận dụng phương pháp nhận thức vật lí vào dạy học vật lí phương diện lí luận thực hành Tuy nhiên việc vận dụng phương pháp thực nghiệm vào môn học Vật lí cịn tồn nhiều khó khăn, hạn chế chưa đạt yêu cầu giáo dục phát triển phẩm chất lực HS Chương trình mơn Vật lí THPT, kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” có ứng dụng kĩ thuật, cơng nghệ Vấn đề đặt làm phát triển lực thực nghiệm HS phần này, tổ chức dạy học để HS tích cực tự lực kiến tạo tri thức vận dụng tri thức giải vấn đề đường thực nghiệm Với lí nêu trên, chọn đề tài nghiên cứu: “Phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học số kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí trung học phổ thơng” để làm luận án tiến sĩ 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất áp dụng biện pháp dạy học để phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí trung học phổ thông Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Dạy học vật lí trường trung học phổ thông theo hướng phát triển lực thực nghiệm HS 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phát triển lực thực nghiệm HS dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 trung học phổ thông Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất biện pháp tổ chức hoạt động học tập, rèn luyện giải vấn đề phương pháp thực nghiệm vận dụng biện pháp vào dạy học phần “Điện học Điện từ học” Vật lí 11 trung học phổ thơng phát triển lực thực nghiệm học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu lực thực nghiệm HS dạy học vật lí 5.2 Nghiên cứu hoạt động dạy học vật lí trường phổ thơng theo hướng phát triển lực thực nghiệm HS 5.3 Nghiên cứu thực trạng dạy học phát triển lực thực nghiệm HS dạy học vật lí trường THPT 5.4 Nghiên cứu đề xuất biện pháp dạy học vật lí phát triển lực thực nghiệm HS 5.5 Áp dụng biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS (nhiệm vụ 5.4) vào trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 THPT 5.6 Thực nghiệm sư phạm trường THPT Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp lý thuyết Nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài, phân tích - tổng hợp nội dung khoa học, xây dựng sở lý luận phát triển lực thực nghiệm HS dạy học vật lí trường THPT 6.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế Dùng phiếu để điều tra, dự giờ, xem giáo án, vấn - trao đổi với GV HS 6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức dạy học thực nghiệm kế hoạch học biên soạn, sử dụng biện pháp phát triển lực thực nghiệm đề xuất vào trình dạy học trường THPT để kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài 6.4 Phương pháp thống kê tốn học Xử lí số liệu kết điều tra kết thực nghiệm sư phạm cơng cụ tốn học thống kê Đóng góp luận án 7.1 Về mặt lí lý luận - Xây dựng khái niệm lực thực nghiệm, cấu trúc lực thực nghiệm thang đo lực thực nghiệm HS học tập vật lí trường THPT - Đề xuất biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS dạy học vật lí trường THPT 7.2 Về mặt thực tiễn - Chuẩn bị 18 thí nghiệm dạy học phần “Điện học - Điện từ học” THPT, cải tiến 03 thí nghiệm có 03 thí nghiệm tự làm (xem trang 61 LA Phụ lục 3) - Xây dựng hệ thống 26 tập thí nghiệm làm cơng cụ để rèn luyện đánh giá lực thực nghiệm HS trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” THPT - Thiết kế 06 tiến trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 theo định hướng phát triển lực thực nghiệm HS (xây dựng video clip tiết dạy xây dựng kiến thức học: “Lực từ Cảm ứng từ”) - Có 01 sản phẩm dạy học dự án, dự thi sáng tạo khoa học kĩ thuật HS đạt giải Nhì cấp tỉnh Hà Tĩnh Cấu trúc luận án Mở đầu (4 trang) Nội dung có chương: Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu (11 trang) Chương Cơ sở lí luận thực tiễn phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học Vật lí trường trung học phổ thông (36 trang) Chương Xây dựng kế hoạch học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 theo hướng phát triển lực thực nghiệm học sinh (53 trang) Chương Thực nghiệm sư phạm (34 trang) Kết luận chung (2 trang) Tài liệu tham khảo (9 trang) Phụ lục (85 trang, có Phụ lục) CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu lực, lực thực nghiệm 1.1.1 Các nghiên cứu lực a Khái niệm lực Có nhiều định nghĩa lực Có thể phân thành nhóm sau: - Nhóm thứ nhất: Năng lực thuộc phạm trù khả - Nhóm thứ hai: Năng lực thuộc phạm trù hoạt động đặc điểm, phẩm chất, thuộc tính cá nhân b Cấu trúc lực Cho đến cấu trúc lực xây dựng theo hai hướng: - Hướng thứ nhất: Cấu trúc lực theo nguồn hợp thành Theo cách lực kết hợp ba thành tố: Thái độ (Attitude) + kĩ (Skills) + kiến thức (Knowledge) Người ta gọi cấu trúc lực theo mơ hình ASK - Hướng thứ hai: Xây dựng cấu trúc lực theo lực thành tố Năng lực = Hợp phần (các lĩnh vực chuyên môn) + Thành tố (năng lực phận) + Hành vi (tạo nên thành tố) c Các loại lực - Năng lực chung lực thiết yếu để người sống làm việc bình thường xã hội Năng lực chung hình thành phát triển từ nhiều môn học/nhiều lĩnh vực - Năng lực cụ thể/chuyên biệt lực hình thành thơng qua phát triển lĩnh vực môn học Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí (2018), xác định lực chung, lực chuyên biệt mơn Vật lí là: Năng lực chung: (1) Năng lực tự chủ tự học; (2) Năng lực giao tiếp hợp tác; (3) Năng lực giải vấn đề sáng tạo Năng lực cụ thể/chuyên biệt môn Vật lí: (1) Năng lực nhận thức vật lí; (2) Năng lực tìm hiểu thực khách quan góc độ vật lí; (3) Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ vật lí vào thực tiễn 1.1.2 Năng lực thực nghiệm học sinh phổ thông Theo R Josephy (1986), đánh giá hoạt động thực nghiệm vật lí thơng qua OCEA theo quy trình: Lập kế hoạch (thiết kế thí nghiệm, làm sáng tỏ vấn đề), Thực (quan sát, thao tác, thu thập liệu), Diễn giải (xử lí liệu, đưa suy luận, dự đốn giải thích), Giao tiếp (báo cáo, nhận thơng tin) Tác giả coi hoạt động thực nghiệm vật lí điều kiện, mơi trường để hình thành lực thực nghiệm Quy trình hoạt động thực nghiệm nêu địi hỏi hành động trí tuệ - thực tiễn Theo Nico Schreiber, Heike they Ben, Horst Schreeker (2009), lực thực nghiệm lực đặc thù hình thành thơng qua mơn Vật lí Khi giải tập thí nghiệm, HS ln phải vận dụng tổng hợp kiến thức lí thuyết, kết hợp khả hoạt động trí óc thực hành vốn hiểu biết vật lí, kĩ thuật thực tế đời sống Vì vậy, dùng tập thí nghiệm để bồi dưỡng lực thực nghiệm cho HS Tác giả coi lực thực nghiệm lực đặc thù mơn Vật lí, khả hoạt động trí tuệ - thực hành sử dụng tập thí nghiệm làm phương tiện/cơng cụ để rèn luyện, phát triển lực thực nghiệm Tác giả Phạm Hữu Tòng nêu: “Năng lực thực nghiệm với tư cách lực nhận thức khoa học, hiểu lực nghĩ phương án thí nghiệm (PATN) khả thi cho phép đề xuất kiểm tra giả thuyết hay đốn khoa học thực hành thí nghiệm thành cơng để từ rút kết luận cần thiết (chứ đơn lực thao tác thí nghiệm, hiểu theo nghĩa lực thực thao tác tay, quan sát, đo đạc)” Như vậy, lực thực nghiệm vật lí lực giải vấn đề theo phương pháp thực nghiệm vật lí, bao gồm hai mặt: mặt hoạt động tư (đầu óc) mặt hoạt động thể chất (tay chân, giác quan) Các tác giả Phạm Thị Phú Nguyễn Đình Thước coi “Năng lực thực nghiệm tổ hợp kĩ năng, kiến thức thái độ chủ thể, cho phép chủ thể giải vấn đề phương pháp thực nghiệm” Theo định nghĩa này, lực thực nghiệm lực thực giải vấn đề theo phương pháp thực nghiệm Xaypaseuth Vylaychit (2019), định nghĩa “Năng lực thực nghiệm khả huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo với thuộc tính tâm lí hứng thú, niềm tin, ý chí để thực thành công nhiệm vụ thực nghiệm, lực thực nghiệm bao gồm xác định mục đích thí nghiệm, thiết kế PATN, tiến hành thí nghiệm” Định nghĩa khả huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo với thuộc tính tâm lí thực thí nghiệm theo mục đích định; nhiệm vụ thực nghiệm thể tiến trình thực hành động thí nghiệm HS, phù hợp dạy học phát triển lực thực nghiệm vật lí HS trung học sở Có thể nhận thấy, nhà nghiên cứu lực thực nghiệm vật lí ngồi nước diễn đạt khái niệm lực thực nghiệm có khác chung nội hàm khả sử dụng kiến thức, kĩ thuộc tính tâm lí cá nhân để thực nhiệm vụ giải vấn đề phương pháp thực nghiệm Dạy học phát triển lực thực nghiệm vật lí HS coi trọng thể chương trình giáo dục phổ thơng nước ngồi nước: • Chương trình giáo dục phổ thơng nước giới Hoa Kỳ, Anh, Cộng hòa liên bang Nga nước có giáo dục phát triển sớm đưa tiêu chuẩn/chuẩn quốc gia kiến thức, kĩ năng, thái độ cho mơn Vật lí mơn học khác Trong mơn Vật lí, kiến thức phương pháp nhận thức vật lí nói chung phương pháp thực nghiệm nói riêng coi kiến thức vật lí Kiến thức phương pháp thực nghiệm, kĩ thực nghiệm yêu cầu HS phải đạt theo chuẩn chương trình • Chương trình mơn Vật lí THPT 2018, xác định lực khoa học mục tiêu giáo dục môn Vật lí lực vật lí, gồm ba thành phần: (1) Nhận thức vật lí, (2) Tìm hiểu giới tự nhiên góc độ vật lí, (3) Vận dụng kiến thức kĩ vật lí vào thực tiễn Chương trình mơn Vật lí (2018) xác định u cầu cần đạt kiến thức, kĩ có kiến thức kĩ thực nghiệm chủ đề Như vậy, lực thực nghiệm thuộc thành phần thứ hai (2) lực vật lí Những nội dung nêu cho thấy chương trình mơn Vật lí phổ thơng nước Việt Nam coi trọng bồi dưỡng kiến thức, kĩ thực nghiệm HS 1.2 Dạy học vật lí phát triển lực thực nghiệm học sinh Từ năm cuối kỉ XX, xu hướng phát triển phương pháp dạy học vật lí trường THPT tăng cường phương pháp dạy học tích cực có tính đến dạy học nêu vấn đề, tập sáng tạo, tập thí nghiệm thực tập, phát triển việc mơ hình hố vật lí kĩ thuật lớp, buổi ngoại khoá học tự chọn/hoạt động trải nghiệm, sáng tạo Hoạt động học tập HS trọng theo hướng tích cực nhận thức, tự lực sáng tạo Kiến thức phương pháp thực nghiệm, kĩ thí nghiệm, hành động dùng phổ biến q trình nhận thức vật lí theo phương pháp thực nghiệm HS thực dạy học nước giới Ở Việt Nam có nhiều kết nghiên cứu có ý nghĩa lí luận thực tiễn dạy học vật lí làm sở để hình thành phát triển lực thực nghiệm HS Có thể thấy số hướng nghiên cứu sau đây: - Hướng thứ nhất: Bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học nói chung phương pháp nhận thức thực nghiệm cho HS Các kết nghiên cứu kể đến tác Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (2001), Nguyễn Thị Hồng Việt (1993), Phạm Thị Phú (1998), Nguyễn Văn Hòa (2002)… Bồi dưỡng phương pháp nhận thức thực nghiệm dạy học vật lí, giúp cho HS có khả nhận thức tích cực, có tri thức phương pháp thực nghiệm vật lí, biết cách hoạt động giải vấn đề theo đường thực nghiệm Nhờ HS có kiến thức vật lí kĩ thực nghiệm - Hướng thứ hai: Xây dựng sử dụng loại thí nghiệm thực (thí nghiệm có sẵn thí nghiệm tự làm/tự tạo) theo hướng tích cực hố hoạt động nhận thức HS, phát triển kĩ thí nghiệm vật lí Có cơng trình tác Đặng Minh Chưởng (2011), Cao Tiến Khoa (2014), Hà Duyên Tùng (2014), Nguyễn Hoàng Anh (2015), Nguyễn Viết Thanh Minh (2016), Võ Hoàng Ngọc (2008), Trần Thị Ngọc Ánh (2017)… Nghiên cứu sử dụng thiết bị thí nghiệm trang bị nhà trường thí nghiệm tự tạo hoạt động học tập vật lí HS để giải vấn đề theo đường thực nghiệm theo đường lí thuyết thực nhiệm vụ kiến tạo tri thức vận dụng kiến thức, kĩ Trong dạy học, HS có tri thức phương pháp giải vấn đề theo đường thực nghiệm, hiểu sâu nội dung kiến thức rèn luyện kĩ thực nghiệm như: thiết kế PATN, bố trí lắp ráp thí nghiệm, sửa chữa chế tạo dụng cụ thiết bị thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo, quan sát diễn biến tượng, ghi kết quả, tính tốn sai số, kết luận đánh giá - Hướng thứ ba: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thơng tin, đại hố thí nghiệm thực, rèn luyện kĩ thu thập xử lí thơng tin cách xác, hỗ trợ hoạt động nhận thức đường thực nghiệm HS dạy học vật lí Có cơng trình nghiên cứu tác Phạm Xuân Quế (2007), Trần Huy Hoàng (2006), Nguyễn Thị Nhị (2011)…Phân tích, đánh giá kết nghiên cứu theo hướng này, cơng trình có ý nghĩa thiết thực hỗ trợ cho hoạt động nhận thức, rèn luyện kĩ thực nghiệm như: phát vấn đề, đề xuất dự đoán/giả thuyết, quan sát mơ tả tượng, thực thí nghiệm cho số liệu kết thí nghiệm, xử lí số liệu xác Có thể thấy, hướng nghiên cứu nêu có nhiều đóng góp tích cực đổi dạy học vật lí trường phổ thơng nhiều thập niên vừa qua Nhờ đó, qua hoạt động học tập vật lí, HS có kiến thức vật lí, phương pháp nhận thức nhóm kĩ học tập có nhóm kĩ thực nghiệm vật lí • Dạy học phần “Điện học - Điện từ học” chương trình vật lí trung học phổ thơng theo hướng phát triển lực thực nghiệm Dạy học vật lí phát triển lực thực nghiệm HS trung học phổ thông vấn đề Cho đến nay, chưa thấy nghiên cứu nước dạy học phần “Điện học - Điện từ học” phát triển lực thực nghiệm HS trung học phổ thơng có tính hệ thống 1.3 Những vấn đề tiếp tục cần nghiên cứu Các câu hỏi lớn đặt cần giải đề tài luận án: Năng lực thực nghiệm HS trung học phổ thông học tập vật lí có cấu trúc nào? Cần có biện pháp để dạy học vật lí phát triển lực thực nghiệm HS trung học phổ thông? Phát triển lực thực nghiệm HS dạy học vật lí THPT phần “Điện học Điện từ học” cụ thể nào? CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 2.1 Hoạt động học vật lí học sinh 2.1.1 Hoạt động học Khái niệm học có nội hàm rộng tiếp cận theo lí thuyết học tập khác nhau, là: Theo thuyết hành vi: Học thay đổi hành vi; Thuyết nhận thức: Học giải vấn đề; Thuyết kiến tạo: Học tự kiến tạo tri thức Hoạt động học hoạt động đặc thù người nhằm tiếp thu tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm loài người tích luỹ đồng thời phát triển phẩm chất lực người học Học việc tiếp thu kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm nhằm sử dụng chúng giải vấn đề thực tiễn người học - Cấu trúc hoạt động học: Theo lí thuyết hoạt động A N Leonchiev, hoạt động học hoạt động khác có cấu trúc tâm lí gồm thành phần, có quan hệ tác động lẫn Một bên động cơ, mục đích, phương tiện - điều kiện, bên hoạt động, hành động, thao tác Lí thuyết hoạt động A N Leonchiev vận dụng để giải hàng loạt vấn đề lí luận thực tiễn dạy học đại Học hoạt động, học hoạt động phát triển phẩm chất lực người học - Đặc điểm hoạt động học theo quan điểm đại: + Hoạt động học hướng vào làm thay đổi thân người học + Hoạt động học phải thông qua hoạt động tự lực thân để kiến tạo lại tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm kho tàng văn hoá nhân loại, chiếm lĩnh chúng, sử dụng chúng giải vấn đề thực tiễn sống cách sáng tạo 2.1.2 Hoạt động học vật lí trường phổ thơng Hoạt động học vật lí trường phổ thông hoạt động nhận thức HS nhằm lĩnh hội, tái tạo cho kiến thức, kĩ năng, thái độ lực vật lí mà lồi người tích luỹ khoa học vật lí Hoạt động nhận thức vật lí có đặc thù riêng, vừa tuân theo quy luật nhận thức chung vừa phải phù hợp với đặc điểm khoa học vật lí Trong dạy học vật lí, tổ chức tiến trình học tập/hoạt động nhận thức HS tương tự với trình nghiên cứu nhà vật lí đường tốt để HS kiến tạo tri thức vận dụng kiến thức đồng thời có phương pháp nhận thức khoa học Những phương pháp nhận thức vật lí thường dùng trường THPT là: phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự, phương pháp mơ hình, phương pháp thí nghiệm lí tưởng Giáo viên dạy cho HS cách học HS học cách học hoạt động dạy học 11 Bảng 2.1 Cấu trúc lực thực nghiệm theo lực thành tố Năng lực thành tố Biểu hành vi Đặt câu hỏi tượng tự nhiên: Hiện tượng diễn nào? Điều kiện xẩy tượng gì? Những đại Phát vấn đề lượng mô tả tượng? Đo lường đại lượng nào? Các đại lượng tượng có mối quan hệ với nào? Vì lại có tượng đó? Đề xuất giả thuyết/dự đốn Nêu ý tưởng giải vấn đề/câu trả lời giả định cho vấn đề đặt Suy hệ lô- Suy luận lơ-gic, suy luận tốn học từ giả thuyết/dự đốn có gic hệ kiểm tra thí nghiệm Xây dựng PATN Thiết kế sơ đồ thí nghiệm, mơ tả sơ đồ, dụng cụ vật liệu thí kiểm tra nghiệm, cách bố trí thí nghiệm, cách thu thập xử lí số liệu thí nghiệm Bố trí thí nghiệm Lựa chọn thiết bị, lắp đặt thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo lường Thực thí nghiệm Thực thí nghiệm quy trình, đạt hiệu quả, bảo đảm an toàn Thu thập xử lí số Mơ tả tượng, đọc số liệu, ghi chép xếp số liệu, tính liệu tốn xử lí sai số quy trình tương ứng với thiết bị đo đạc, quan sát Rút kết luận Nhận xét tính đắn giả thuyết/ý tưởng Nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu; Bình luận, đánh giá phương pháp giải vấn đề Chúng tơi sử dụng mơ hình cấu trúc lực thực nghiệm theo lực thành tố (Bảng 2.1), để thực việc nghiên cứu phát triển lực thực nghiệm HS trung học phổ thông môn Vật lí đề tài luận án Có thể thấy lực thực nghiệm kết hợp biện chứng hoạt động tư hoạt động thực nghiệm tay chân, gắn lí thuyết với thực tiễn, gắn học với hành học tập vật lí HS 2.4 Thang đo lực thực nghiệm học sinh trung học phổ thơng học tập vật lí Chúng lấy lực thành tố làm tiêu chí, tiêu chí có số hành vi xếp theo mức từ thấp đến cao sau: Tiêu chí Phát vấn đề (đặt câu hỏi cần nghiên cứu) MĐ1 Không đặt câu hỏi đặt câu hỏi sai MĐ2 Đặt câu hỏi, có chỉnh sửa vài từ nhờ hướng dẫn GV 12 MĐ3 Tự đặt câu hỏi nhiều thời gian MĐ4 Tự đặt câu hỏi cách nhanh chóng, xác Tiêu chí Đề xuất giả thuyết/dự đoán (câu trả lời giả định cho vấn đề đặt ra) MĐ1 Có hướng dẫn GV không đề xuất giả thuyết/dự đoán đề xuất sai MĐ2 Đề xuất giả thuyết /dự đốn, có hướng dẫn GV MĐ3 Tự đề xuất giả thuyết /dự đoán nhiều thời gian MĐ4 Tự lực đề xuất giả thuyết /dự đốn hồn chỉnh, nhanh chóng Tiêu chí Suy hệ lô-gic (suy luận lô-gic, suy luận tốn học từ giả thuyết/dự đốn có hệ kiểm tra thí nghiệm) MĐ1 Có hướng dẫn GV không suy hệ lô-gic suy luận sai MĐ2 Suy hệ lơ-gic, có hướng dẫn GV MĐ3 Tự lực suy hệ lô-gic nhiều thời gian MĐ4 Tự lực suy hệ lô-gic kiểm tra thí nghiệm nhanh chóng, xác Tiêu chí Đề xuất PATN kiểm tra giả thuyết/ dự đoán (thiết kế sơ đồ thí nghiệm, mơ tả sơ đồ, dụng cụ vật liệu thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm, cách thu thập xử lí số liệu thí nghiệm) MĐ1 Có trợ giúp GV khơng đề xuất PATN để kiểm tra giả thuyết/dự đoán đề xuất PATN khơng hợp lí MĐ2 Đề xuất PATN kiểm tra, có trợ giúp GV MĐ3 Đề xuất PATN kiểm tra nhiều thời gian MĐ4 Tự lực đề xuất PATN kiểm tra cách nhanh chóng, phù hợp với trang thiết bị thí nghiệm Tiêu chí Bố trí thí nghiệm (lựa chọn thiết bị, lắp đặt thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo lường) MĐ1 Có hướng dẫn GV khơng bố trí thí nghiệm bố trí sai MĐ2 Bố trí thí nghiệm cần hướng dẫn GV vài bước MĐ3 Tự lực bố trí thí nghiệm cần nhiều thời gian MĐ4 Tự lực bố trí thí nghiệm cách nhanh chóng, xác Tiêu chí Thực thí nghiệm (thực thí nghiệm quy trình, đạt hiệu quả, bảo đảm an tồn) MĐ1 Có hướng dẫn GV chưa thực thí nghiệm thực sai MĐ2 Thực thí nghiệm đạt kết hướng dẫn GV MĐ3 Tự lực thực thí nghiệm quy trình, đạt kết cần nhiều thời gian MĐ4 Tự lực thực thí nghiệm quy trình, đạt kết cách nhanh chóng, xác Tiêu chí Thu thập xử lí số liệu (mơ tả tượng, đọc số liệu, ghi chép xếp số liệu, tính tốn xử lí sai số quy trình tương ứng với thiết bị đo đạc, quan sát) MĐ1 Có hướng dẫn GV khơng thu thập xử lí số liệu thu thập xử lí sai 13 MĐ2 Có hướng dẫn GV vài khâu, thực việc mô tả tượng, đọc số liệu, ghi chép xếp số liệu, tính tốn xử lí sai số MĐ3 Tự lực thực việc mô tả tượng, đọc số liệu, ghi chép xếp số liệu, tính tốn xử lí sai số nhiều thời gian MĐ4 Tự lực thực việc mô tả tượng, đọc số liệu, ghi chép xếp số liệu, tính tốn xử lí sai số cách nhanh chóng, xác Tiêu chí Rút kết luận (Nhận xét tính đắn giả thuyết/ý tưởng Nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu; Bình luận, đánh giá phương pháp giải vấn đề) MĐ1 Có trợ giúp GV không rút kết luận rút kết luận sai MĐ2 Nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu, có bình luận đánh giá phương pháp giải vấn đề nội dung trình bày có chỗ GV phải giúp đỡ chỉnh sửa MĐ3 Nhận xét tính đắn giả thuyết/ý tưởng Nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu, bình luận đánh giá phương pháp giải vấn đề nhiều thời gian MĐ4 Nhận xét tính đắn giả thuyết/ý tưởng Nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu, bình luận đánh giá phương pháp giải vấn đề cách sâu sắc, thực kết luận cách nhanh chóng, đầy đủ 2.5 Thực trạng dạy học vật lí theo hướng phát triển lực thực nghiệm học sinh trường trung học phổ thơng 2.5.1 Mục đích, đối tượng, thời gian điều tra Mục đích điều tra để đánh giá thực trạng dạy học vật lí trường THPT theo hướng phát triển lực, lực thực nghiệm để đề xuất biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS Điều tra gồm 105 GV giảng dạy vật lí 18 trường THPT vùng miền thành thị, đồng bằng, miền núi 845 HS lớp 11 THPT tỉnh Hà Tĩnh Thời gian năm học: 2017-2018 2018-2019 2.5.2 Nhận định kết điều tra Từ kết điều tra, chúng tơi có số nhận định chung sau: - Trong q trình dạy học vật lí trường THPT phương pháp thực nghiệm chưa GV quan tâm mức - Một số thí nghiệm thực hành có thực hoạt động đặc thù đề xuất giả thuyết/dự đốn, suy luận lơ-gic, xây dựng PATN kiểm tra… chưa ý quan tâm - Có số GV vật lí chưa sử dụng phối hợp phương pháp dạy học tích cực dạy học giải vấn đề với phương pháp thực nghiệm… - Dạy học vật lí chưa gắn kết với nghiên cứu sáng tạo khoa học kĩ thuật, trải nghiệm liên quan vật lí - Giáo viên chưa sử dụng tập thí nghiệm làm tập kiểm tra đánh giá lực thực nghiệm HS 14 - HS thích thú học vật lí gắn với thí nghiệm, dễ hiểu học lí thuyết tuý Các hoạt động thực nghiệm HS GV quan tâm rèn luyện, có chủ yếu tập trung số em đội tuyển dự thi HS giỏi - Dạy học chủ yếu dùng phương pháp truyền thống thông báo, giảng giải, minh họa; tập trung vào việc ghi nhớ, tái kiến thức - Thiết kế kế hoạch học tổ chức hoạt động học HS lớp GV vật lí cịn khó khăn, chưa đạt theo yêu cầu dạy học phát triển lực 2.6 Biện pháp phát triển lực thực nghiệm học sinh dạy học vật lí trường trung học phổ thơng Những vấn đề lí luận kết điều tra thực trạng dạy học vật lí trường THPT trình bày sở khoa học thực tiễn để đề đề xuất biện pháp phát triển lực thực nghiệm HS 2.6.1 Định hướng xây dựng biện pháp - Định hướng 1: Dạy học vật lí trường THPT theo hướng phát triển phẩm chất lực HS Các biện pháp phải hướng tới mục tiêu môn học Vật lí THPT - Định hướng 2: Các biện pháp phải góp phần biến q trình dạy học mơn Vật lí THPT thành q trình mở, dễ vận dụng, thích ứng với đối tượng HS mơi trường học tập khác - Định hướng 3: Các biện pháp phải tạo thành chỉnh thể, vận dụng trình dạy học chương, phần chương trình mơn Vật lí THPT, biện pháp vận dụng độc lập, linh hoạt khơng thiết phải đồng 2.6.2 Biện pháp thứ nhất: Dạy học kiến thức theo phương pháp thực nghiệm vật lí Tiến trình dạy học kiến thức theo phương pháp nhận thức thực nghiệm vật lí theo giai đoạn sau: Giai đoạn Đặt vấn đề nhận thức Giai đoạn Xây dựng giả thuyết (dự đoán khoa học) Giai đoạn Suy hệ lô-gic từ giả thuyết Giai đoạn Xây dựng thực PATN kiểm tra hệ lô-gic Giai đoạn Thực thí nghiệm Giai đoạn Hợp thức hóa kiến thức Giai đoạn Vận dụng kiến thức Dạy học xây dựng kiến thức theo phương pháp thực nghiệm vật lí đường hình thành cho HS cách học giải vấn đề theo phương pháp thực nghiệm, bồi dưỡng lực thành tố thực nghiệm, qua phát triển lực thực nghiệm HS Trong thực tế dạy học theo phương pháp thực nghiệm thực tồn giai đoạn thực số giai đoạn Trong cần quan tâm hoạt động tư 15 hoạt động thực hành tay chân HS Đây biện pháp quan trọng dạy học phát triển lực thực nghiệm HS 2.6.3 Biện pháp thứ hai: Sử dụng tập thí nghiệm dạy học vật lí “Bài tập thí nghiệm tập mà việc giải địi hỏi người học phải làm thí nghiệm để xác định đại lượng vật lí nghiên cứu phụ thuộc thông số vật lí kiểm tra tính chân thực lời giải lí thuyết” Bài tập thí nghiệm phương tiện sử dụng giai đoạn tiến trình dạy học vật lí, có vai trị quan trọng phát triển lực thành tố lực thực nghiệm Sử dụng tập thí nghiệm để rèn luyện đánh giá lực thực nghiệm HS Rèn luyện cho HS giải tập thí nghiệm thường xuyên cách tốt để phát triển lực thực nghiệm HS học tập vật lí trường THPT 2.6.4 Biện pháp thứ ba: Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khố nghiên cứu khoa học có nội dung vật lí bồi dưỡng lực thực nghiệm Dạy học dự án, Ngoại khố Nghiên cứu khoa học có nội dung vật lí ba hình thức hoạt động trải nghiệm trường THPT, có nhiều thuận lợi việc bồi dưỡng lực thực nghiệm HS - Dạy học dự án Dạy học dự án hình thức dạy học đại, HS điều khiển giúp đỡ GV mà tự lực giải nhiệm vụ học tập mang tính phức hợp khơng mặt lí thuyết mà đặc biệt mặt thực hành, thơng qua tạo sản phẩm thực hành giới thiệu, cơng bố - Dạy học ngoại khố vật lí trường THPT Dạy học ngoại khóa hoạt động giáo dục tổ chức học lớp theo chương trình mơn học Hoạt động ngoại khóa hỗ trợ cho giáo dục nội khố (chính khóa) HS tự lực giải vấn đề thực tiễn/các tập thí nghiệm/ dự án có nội dung tích hợp; HS làm việc độc lập kết hợp làm việc nhóm gắn với hoạt động thực nghiệm HS có điều kiện rèn luyện, phát triển lực thực nghiệm - Nghiên cứu khoa học HS dạy học vật lí THPT Tổ chức cho HS trung học phổ thơng thực dự án nghiên cứu đề tài khoa học, kĩ thuật hoạt động học bổ ích Nghiên cứu khoa học HS hay nhóm HS thực với giúp đỡ hướng dẫn GV Trong hoạt động nghiên cứu khoa học HS phải tự lực việc tìm ý tưởng, nêu giả thuyết khoa học, tìm phương án kiểm tra giả thuyết Học sinh tự lực làm thực nghiệm, qua trải nghiệm rèn luyện đức tính cẩn thận, nhẫn nại Đây đức tính q báu, cần có tiến hành thí nghiệm vật lí Trước vấn đề thực nghiệm HS không thành công ý tưởng, xuất vấn đề cần giải quyết, từ giúp HS vượt qua mình, 16 sáng tạo đề xuất PATN kiểm tra Để dự án hoàn thành cần xử lý số liệu, trình bày báo cáo thuyết trình kết quả, nhờ phát triển lực thực nghiệm lực khác HS 2.6.5 Biện pháp thứ tư: Tổ chức kiểm tra, đánh giá lực thực nghiệm học sinh Đánh giá lực thực nghiệm vật lí cần phải đánh giá trình đánh giá kết Giáo viên cần phải xây dựng hệ thống câu hỏi/ tập thí nghiệm làm công cụ dạy học, rèn luyện đánh giá lực thực nghiệm HS Giáo viên cần theo dõi trình HS giải vấn đề theo phương pháp thực nghiệm tiến trình xây dựng kiến thức mới, giải tập thí nghiệm, thực hành thí nghiệm, thực dự án, hoạt động ngoại khoá, nghiên cứu khoa học Thông tin thu quan sát mức độ hành vi lực thực nghiệm HS đạt được, thể qua phiếu học tập, hồ sơ học tập, thực hoạt động thực nghiệm Kết hợp đánh giá trình đánh giá kết kiểm tra viết, thực hành để nhận định mức độ lực thực nghiệm HS Kết đánh giá tiến lực thực nghiệm HS giúp cho GV kịp thời điều chỉnh kế hoạch học (giáo án) tổ chức hoạt động dạy học, giúp đỡ HS rèn luyện, phát triển lực thực nghiệm mà giúp cho HS tự đánh giá khả giải vấn đề theo đường thực nghiệm thân học tập vật lí Kiểm tra, đánh giá tinh thần động viên, tạo niềm tin cho HS học tập vật lí, xây dựng động học tập tích cực Kết tổ chức kiểm tra, đánh giá lực thực nghiệm HS theo thang đo xây dựng (trong Chương 2) thúc đẩy phát triển lực thực nghiệm HS Kết luận chương Năng lực thực nghiệm thành phần lực vật lí, có vai trị quan trọng q trình nghiên cứu vật lí HS Dạy học định hướng phát triển lực thực nghiệm môn Vật lí trường THPT góp phần phát triển thành phần lực vật lí lực chung Chúng xác định được: khái niệm lực thực nghiệm, cấu trúc lực thực nghiệm, xây dựng thang đo lực để đánh giá tiến lực thành tố trình học tập, rèn luyện HS Dựa sở lí luận khoa học thực tiễn dạy học vật lí, đề xuất 04 biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS Đó biện pháp (1) Dạy học kiến thức theo phương pháp thực nghiệm vật lí; (2) Sử dụng tập thí nghiệm dạy học vật lí; (3) Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khoá nghiên cứu khoa học có nội dung vật lí bồi dưỡng lực thực nghiệm; (4) Tổ chức kiểm tra, đánh giá lực thực nghiệm HS Các biện pháp vận dụng học Chương 17 CHƯƠNG XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BÀI HỌC PHẦN “ĐIỆN HỌC - ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH 3.1 Một số đặc điểm, nội dung dạy học mục tiêu chuẩn kiến thức kĩ phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 trung học phổ thông Phần “Điện học - Điện từ học” chương trình Vật lí 11 THPT, bao gồm chương: “Điện tích Điện trường”, “Dịng điện khơng đổi”, “Dịng điện mơi trường”, “Từ trường” “Cảm ứng điện từ” Kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 THPT kiến thức phổ thông, phù hợp với quan điểm đại Nhiều nội dung có tính trừu tượng khái niệm: điện trường, điện thế, hiệu điện thế, cường độ dòng điện, suất điện động điện trở nguồn điện, lượng điện, từ trường, cảm ứng từ, lực từ, từ thông, tượng cảm ứng điện từ, hệ số tự cảm… Những kiến thức “Điện học - Điện từ học” Vật lí THPT có nhiều ứng dụng nhiều lĩnh vực sống lĩnh vực kĩ thuật Học sinh hiểu nguyên tắc hoạt động thiết bị điện dân dụng linh kiện: điện trở, loại tụ điện, cuộn cảm, đi-ôt, tran-zitô, nam châm điện… thiết bị điện rơ-le điện từ, cảm biến nhiệt độ, loại động điện chiều… làm sở để HS THPT nghiên cứu sáng tạo khoa học kĩ thuật 3.2 Mục tiêu dạy học phần “Điện học - Điện từ học” theo hướng phát triển lực thực nghiệm Mục tiêu dạy học phần “Điện học - Điện từ học” phải đạt theo chuẩn kiến thức, kĩ chương trình mơn Vật lí Học sinh phải biết vận dụng kiến thức, kĩ kinh nghiệm thân chủ động tham gia kiến tạo nội dung kiến thức mới, giải sáng tạo vấn đề thực tiễn đường thực nghiệm có ý nghĩa Dựa vào cấu trúc lực thực nghiệm, có lực thành tố biểu hành vi tương ứng xác định, dạy học phần “Điện học - Điện từ học”, tuỳ nội dung học tập, GV cần trù định rèn luyện lực thành tố cụ thể qua rèn luyện hành vi tương ứng cách rèn luyện thường xuyên, lặp lặp lại phát triển lực thực nghiệm cuả HS Thông qua hoạt động học rèn luyện thực yêu cầu sau: (1) Năng lực phát vấn đề/xác định vấn đề, yêu cầu HS: Đặt câu hỏi tượng tự nhiên liên quan đến tượng điện học, tượng điện từ học Ví dụ: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực mạnh yếu điện trường? Đại lượng đặc trưng cho khả tích điện tụ điện? Cường độ dịng điện mạch phụ thuộc vào đại lượng nào? Ngun nhân tượng cực quang gì? Dịng điện sinh từ trường từ trường có sinh dịng điện hay khơng? Suất điện động cảm ứng xác định nào? 18 (2) Năng lực nêu giả thuyết/dự đoán, yêu cầu HS: Nêu ý tưởng để giải vấn đề/câu trả lời giả định cho vấn đề đặt Ví dụ: Các giả thuyết “Lực từ tỷ lệ thuận với tích số cường độ dịng điện chạy dây dẫn, chiều dài dây dẫn, sinα”; “Dòng điện cảm ứng sinh khung dây dẫn kín từ trường qua khung dây biến thiên”… (3) Năng lực suy luận lô-gic từ giả thuyết suy hệ kiểm tra thí nghiệm, yều cầu HS: Sử dụng kiến thức, kết nối kinh nghiệm để xây dựng lập luận, suy hệ từ giả thuyết Ví dụ: Với giả thuyết “Lực từ tỷ lệ thuận với tích số cường độ dịng điện chạy dây dẫn đặt nó, chiều dài dây dẫn sinα” nghĩa F~I ℓ sinα ⇒ F = B I ℓ sinα ⇒ B = F I.ℓ.sinα từ trường khác có cảm ứng từ B khác nhau… (4) Năng lực đề xuất PATN kiểm tra, yêu cầu HS: Mô tả sơ đồ, dụng cụ vật liệu; nêu cách bố trí thí nghiệm; mơ tả bước thực thí nghiệm; nêu cách thu thập xử lí số liệu thí nghiệm (5) Năng lực bố trí thí nghiệm, yêu cầu HS: Sử dụng dụng cụ thí nghiệm phần “Điện học - Điện từ học”, biết lựa chọn thiết bị, lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ thiết kế, bố trí thí nghiệm để xẩy tượng (6) Năng lực thực thí nghiệm kiểm tra, yêu cầu HS: Thực thí nghiệm theo quy trình, đạt kết quả; có kĩ quan sát, đọc số liệu, ghi chép xếp số liệu Cụ thể có kĩ thực thí nghiệm điện tích điện trường, dịng điện khơng đổi, dịng điện mơi trường, từ phổ, tương tác nam châm với dòng điện, dòng điện với dòng điện, lực từ, cảm ứng điện từ, tự cảm (7) Năng lực thu thập xử lí số liệu thí nghiệm, yêu cầu HS: Thu thập kết từ thí nghiệm, tính kết thí nghiệm sai số thí nghiệm Ví dụ: Kết thí nghiệm: khảo sát suất điện động điện trở pin điện hóa, thí nghiệm khảo sát hệ số chỉnh lưu đi-ơt bán dẫn, thí nghiệm lực từ - cảm ứng từ, BTTN định lượng… phải xử lí sai số số liệu thí nghiệm (8) Năng lực rút kết luận, yêu cầu HS: Nêu ý kiến nhận xét tính đắn dự đoán/giả thuyết/ý tưởng; nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu; bình luận, đánh giá kết giải vấn đề 3.3 Chuẩn bị điều kiện cần thiết để dạy học phát triển lực thực nghiệm học sinh phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 3.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm Ngồi việc phải chuẩn bị thí nghiệm có sẵn trang bị phịng thí nghiệm vật lí nhà trường, theo u cầu chương trình mơn Vật lí lớp 11 phần “Điện học - Điện từ học”, chúng tơi chuẩn bị thêm 18 thí nghiệm (mỗi thí nghiệm xác 19 định: Mục đích, Dụng cụ, Hướng dẫn thực (Phụ lục 3) Các thí nghiệm sử dụng trình dạy học để rèn luyện lực thực nghiệm HS theo hình thức khác nhau: HS thực thí nghiệm, HS chế tạo thiết bị thí nghiệm theo mẫu, giải tập thí nghiệm, thực hành thí nghiệm Học sinh sử dụng thí nghiệm lớp nhà Trong số 18 thí nghiệm, chúng tơi cải tiến 03 thí nghiệm, gồm thí nghiệm sau: Thí nghiệm 5: Đo hệ số nhiệt điện động cặp nhiệt điện Thí nghiệm 7: Thí nghiệm khảo sát dịng điện qua đi-ơt phát quang Thí nghiệm 13: Thí nghiệm khảo sát lực từ theo cường độ dịng điện Chúng tơi thiết kế chế tạo 03 thí nghiệm, gồm thí nghiệm sau: Thí nghiệm 4: Minh chứng điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ Thí nghiệm 17: Thí nghiệm phát lực Lorentz Thí nghiệm 18: Đo thành phần nằm ngang từ trường Trái đất 3.3.2 Chuẩn bị hệ thống tập thí nghiệm Chúng tơi tuyển chọn, biên tập, xây dựng hệ thống tập thí nghiệm phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 THPT, gồm có 26 tập (Phụ lục 4) Hệ thống tập thí nghiệm chúng tơi xây dựng, dùng để rèn luyện, kiểm tra đánh giá lực thực nghiệm HS, thực lớp nhà 3.4 Thiết kế kế hoạch học phần Điện học - Điện từ học Vật lí 11 theo hướng phát triển lực thực nghiệm học sinh Chúng tơi thiết kế 06 tiến trình dạy học (kế hoạch học) theo hướng phát triển lực thực nghệm cho học sau: (1) Thực hành xác định suất điện động điện trở pin điện hóa; (2) Bài tập vật lí; (3) Lực từ Cảm ứng từ; (4) Suất điện động cảm ứng; (5) Dự án chế tạo sản phẩm ứng dụng kiến thức phần “Điện học - Điện từ học”; (6) Bài học ngoại khóa Kết luận chương Trong chương chúng tơi phân tích chương trình Vật lí 11 phần “Điện học - Điện từ học”; chuẩn bị 18 thí nghiệm, 26 tập thí nghiệm; thiết kế 06 kế hoạch học phần “Điện học – Điện từ học” Vật lí 11 THPT Các thí nghiệm, tập thí nghiệm 06 tiến trình dạy học học nêu có chất lượng hiệu việc thực biện pháp phát triển lực thực nghiệm HS phân tích, đánh giá Chương 20 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 4.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm tiến hành nhằm mục đích kiểm tra giả thuyết khoa học đề tài Trong thực nghiệm sư phạm thực nhiệm vụ: (1) Đánh giá tính khả thi tiến trình dạy học thiết kế; (2) Đánh giá khả khai thác vận dụng thí nghiệm hệ thống tập thí nghiệm chuẩn bị; (3) Đánh giá tính khả thi hiệu biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS 4.2 Đối tượng, thời gian thực nghiệm sư phạm - Thực nghiệm sư phạm thực năm học 2018 - 2019, 2019 - 2020 - Đối tượng thực nghiệm sư phạm HS học lớp 11 trường THPT Chọn trường thực nghiệm ba vùng miền Hà Tĩnh (thành phố, nông thôn, miền núi) Các trường trường chuyên tham gia khảo sát thực trạng Chất lượng HS đầu vào trường ổn định năm tương đương - Giáo viên dạy thực nghiệm GV trực tiếp dạy lớp đó, cụ thể: GV dạy Các lớp thực nghiệm Các lớp đối chứng Trường THPT Vòng Vòng Vòng Vòng Vòng Vòng Lê Quảng 11B (2018 11A (2018 Hà Tiến D Hà Tiến D Chí - 2019) - 2019) Nguyễn Nguyễn 11A (2019 11B (2019 Kỳ Lâm Tiến Ng Tiến Ng - 2020) - 2020) Phan Đình Nguyễn Nguyễn 11A2 (2019 11A1 (2019 Phùng Văn Th Văn Th - 2020) –2020) 4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Trao đổi với lãnh đạo nhà trường, GV giảng dạy; tìm hiểu HS sở vật chất; tổ chức tập huấn cho GV dạy - Quan sát HS trình thực nghiệm; thu thập hình ảnh, video thực nghiệm; phân tích sản phẩm phiếu học tập, dự án HS Tổng hợp số liệu thực nghiệm - Trước sau thực nghiệm cho HS lớp thực nghiệm đối chứng làm chung đề kiểm tra - Trong tiết dạy thực nghiệm mời số GV tới tham gia dự Sau tiết dạy, tổ chức để GV HS tham gia góp ý để rút kinh nghiệm Bảng 4.1 Các học thực nghiệm Bài học Tên học BH1 Thực hành xác định suất điện động điện trở pin điện hóa BH2 Bài tập dịng điện kim loại BH3 Lực từ Cảm ứng từ BH4 Suất điện động cảm ứng BH5 Chế tạo sản phẩm ứng dụng kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” BH6 Bài học ngoại khóa 21 1.4 Kết thực nghiệm sư phạm Kết nghiên cứu trường hợp Các phiếu quan sát dạy học xây dựng Phụ lục Chúng chọn nghiên cứu trường hợp HS Giáo viên thu thập thông tin hành vi lực thực nghiệm HS trình dạy học Đánh giá dựa vào quan sát trình học tập, trả lời phiếu học tập, bảng đánh giá, ghi chép hình ảnh hoạt động học tập HS Đánh giá biểu hành vi lực thành tố theo mức độ mà HS thực nhiệm vụ học tập cụ thể Sau kết nghiên cứu trường hợp HS: Đường phát triển lực em Nguyễn Thị Kh Ng 10 HV1 HV2 HV3 HV4 HV5 HV6 HV7 HV8 TB BH1 BH2 BH3 BH4 BH5 BH6 Hình 4.5 Đường phát triển lực HS Nguyễn Thị Kh.Ng Từ đồ thị ta thấy xu hướng phát triển lên hành vi lực thực nghiệm HS Ta thấy hành vi bố trí thí nghiệm lực thực nghiệm đạt mức cao, phát triển nhanh, hành vi phát triển rõ rệt Trong hành vi chưa ổn định có tăng có giảm HS Nguyễn Thị Kh.Ng có lực học tập giỏi mơn Vật lí giỏi tồn diện mơn khác Ban đầu em cần số hướng dẫn hỗ trợ, sau lực thực nghiệm em tiến nhanh Nhìn chung HS Nguyễn Thị Kh.Ng phát triển tốt hành vi lực thực nghiệm Đường phát triển lực lên theo hướng tiến rõ rệt, sau ổn định theo thời gian Kết lực thực nghiệm học sinh qua học Căn vào tiêu chí đánh giá lực thực nghiệm nêu Bảng 2.2 – “Bảng đo lực thực nghiệm HS dạy học vật lí”, ta có bảng thống kê kết mức độ hành vi lực thực nghiệm HS sau học 06 học Sau “Lực từ Cảm ứng từ” Bảng 4.9 Thống kê mức độ đạt hành vi lực thực nghiệm HS tham gia học “Lực từ Cảm ứng từ” Mức độ Mức độ Mức độ Mức độ Mức độ Tiêu chí Số HS Tỉ lệ % Số HS Tỉ lệ % Số HS Tỉ lệ % Số HS Tỉ lệ % Phát vấn đề 21,1 10 26,3 23,7 11 29,0 Đề xuất giả 23,7 23,7 10 26,3 10 26,3 thuyết/ dự đốn Suy hệ lơ- 21,1 23,7 10 26,3 11 29,0 22 gic Xây dựng PATN 23,7 23,7 21,0 12 31,6 kiểm tra Bố trí thí nghiệm 21,1 10 26,3 10 26,3 10 26,3 Thực thí 15,8 21,1 10 26,3 14 36,8 nghiệm Thu thập xử lí số 21,1 10 26,3 10 26,3 10 26,3 liệu Rút kết luận 15,8 23,7 11 29,0 12 31,5 Tổng hợp kết theo mức độ hành vi Sau chúng tơi tổng hợp theo mức độ hành vi học lớp thực nghiệm Tổng hợp đưa theo bốn mức độ hành vi Sau mức độ HV1 HV2 HV3 HV4 HV5 HV6 HV7 HV8 50 40 30 20 10 BH1 BH2 BH3 BH4 BH5 BH6 Hình 4.11 Đồ thị tỉ lệ % HS đạt hành vi mức độ qua học Nhận xét: Ở mức tiêu chí lực thực nghiệm có tăng lên qua tiến trình dạy học Tuy nhiên mức tăng không đột biến Từ đồ thị ta thấy đường tương đối gần nhau, chênh chưa nhiều Thí nghiệm nhiều hơn, khó q trình sử dụng vào tiến trình dạy học HS tiến hành thí nghiệm cịn sai sót, chưa thể đạt kết mong muốn, gặp khó khăn dẫn đến tâm lí em có lo lắng, thiếu tự tin thực Tiến trình gồm nhiều kiến thức so với tiến trình khác, kiến thức địi hỏi tổng hợp nhiều kiến thức trước liên quan Các câu hỏi kiến thức tiến trình khó Qua đồ thị ta thấy mức độ hành MĐ1, MĐ2 giảm dần qua học hành vi MĐ3, MĐ4 lực thực nghiệm tăng lên sau học Chứng tỏ tiến trình dạy học giúp HS phát triển lực thực nghiệm 4.6.3 Đánh giá kết định lượng Hai lớp thực nghiệm đối chứng làm kiểm tra (Phụ lục 6), chấm theo thang điểm 10 Chúng thống kê kết quả, vẽ đồ thị phân bố tần suất phân bố tần suất tích lũy Kết xử lí số liệu theo thống kê tốn học thu Bảng 4.21: 23 Bảng 4.21 Các thông số thống kê tốn học  Nhóm Số HS V(%) 2 x Thực nghiệm 38 6,1 2,62 1,62 26,56 Đối chứng 37 5,0 2,57 1,60 32,00 Nhận xét - Điểm trung bình lớp thực nghiệm (6,1) cao lớp đối chứng (5,0) Hệ số biến thiên lớp thực nghiệm nhỏ lớp đối chứng, có nghĩa độ phân tán số liệu thống kê lớp đối chứng - Tỷ lệ HS bị điểm trung bình yếu lớp thực nghiệm giảm so với lớp đối chứng, ngược lại tỉ lệ HS đạt loại giỏi lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng Đồ thị đường tích lũy ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải phía đường tích lũy ứng với lớp đối chứng cho thấy kết học tập HS lớp thực nghiệm cao so với lớp đối chứng Như thấy mức độ ảnh hưởng biện pháp dạy phát triển lực thực nghiệm HS mang lại hiệu cao dạy học truyền thống Kết cho thấy giả thuyết khoa học đề tài khẳng định đắn Kết luận chương Kết nghiên cứu tiến hành vòng thực nghiệm sư phạm trường THPT Phân tích kết thực nghiệm sư phạm định tính định lượng chúng tơi có kết sau: Áp dụng bốn biện pháp phát triển lực thực nghiệm HS mà đề xuất dạy học, bảo đảm phù hợp với trình độ nhận thức HS điều kiện tổ chức dạy học trường THPT Việc chuẩn bị 18 thí nghiệm (có nhiều thiết bị thí nghiệm HS tự chế tạo theo mẫu) hệ thống 26 tập thí nghiệm dạy học phần “Điện học - Điện từ học” làm phương tiện rèn luyện đánh giá lực thực nghiệm có ý nghĩa thiết thực phát triển lực thực nghiệm HS 06 tiến trình kế hoạch học phần “Điện học - Điện từ học” xây dựng bảo đảm tính khả thi phát triển lực thực nghiệm HS Tổ chức dạy học dự án lớp thực nghiệm, chọn nhóm để dự thi “Học sinh nghiên cứu khoa học sáng tạo kĩ thuật” cấp tỉnh Sở Giáo dục - Đào tạo Hà Tĩnh tổ chức Kết đánh giá tiến lực thực nghiệm HS qua thực nghiệm sư phạm cho thấy giả thuyết khoa học đề tài luận án đắn 24 KẾT LUẬN CHUNG Kết luận Căn vào mục đích nhiệm vụ nghiên cứu luận án, đạt kết sau đây: 1) Luận án tổng quan cơng trình cơng bố ngồi nước liên quan đến vấn đề dạy học phát triển lực thực nghiệm vật lí học sinh THPT Chúng tơi khái qt hóa kết cơng trình vấn đề luận án cần tiếp tục nghiên cứu 2) Từ phân tích vai trị, vị trí lực thực nghiệm dạy học vật lí Luận án xây dựng khái niệm cấu trúc lực thực nghiệm vật lí HS trung học phổ thông Xác định biểu hành vi lực thực nghiệm HS học tập vật lí Từ xây dựng thang đo lực thực nghiệm làm sở để đánh giá tiến lực thực nghiệm HS dạy học vật lí 3) Luận án điều tra thực trạng dạy học vật lí theo hướng phát triển lực thực nghiệm HS trường THPT địa bàn tỉnh Hà Tĩnh Đưa kết luận khách quan làm sở thực tiễn đề xuất biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS 4) Trên sở xác định định hướng, đề xuất 04 biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm HS mơn Vật lí trường THPT Đó biện pháp: (1) Dạy học kiến thức theo phương pháp thực nghiệm vật lí; (2) Sử dụng tập thí nghiệm dạy học vật lí; (3) Tổ chức dạy học dự án, dạy học ngoại khố nghiên cứu khoa học có nội dung vật lí bồi dưỡng lực thực nghiệm; (4) Tổ chức kiểm tra, đánh giá lực thực nghiệm HS 5) Chúng tơi phân tích chương trình sách giáo khoa Vật lí 11 Từ đưa mục tiêu dạy học phần “Điện học - Điện từ học” theo hướng phát triển lực thực nghiệm Đồng thời xây dựng hệ thống gồm 26 tập thí nghiệm phần “Điện học - Điện từ học” Các tập công cụ để rèn luyện đánh giá lực thực nghiệm HS 6) Ngồi thí nghiệm chương trình, chúng tơi chuẩn bị 18 thí nghiệm phần “Điện học - Điện từ học” Trong cải tiến 03 thí nghiệm có thiết kế chế tạo 03 thí nghiệm Các thí nghiệm sử dụng q trình dạy học để rèn luyện kỹ thực nghiệm HS theo hình thức khác 7) Chúng tơi thiết kế 06 kế hoạch học cụ thể hóa biện pháp đề xuất theo hướng nghiên cứu Các học xây dựng, tổ chức dạy học đánh giá kết theo định hướng đổi 8) Luận án tổ chức thực nghiệm sư phạm 02 vòng 03 trường THPT địa bàn tỉnh Hà Tĩnh Kết thực nghiệm sư phạm bước đầu khẳng định khả thi, hiệu biện pháp dạy học phát triển lực thực nghiệm vật lí HS trường THPT Hướng phát triển đề tài luận án Vận dụng lí luận nghiên cứu phát triển lực thực nghiệm HS trung học phổ thông, thời gian tới triển khai dạy học chủ đề/các chương khác chương trình mơn Vật lí trường THPT Kiến nghị - Đối với cán quản lí giáo dục cấp GV vật lí THPT cần quan tâm phát triển lực thực nghiệm HS - Trong đào tạo bồi dưỡng GV vật lí THPT, cần trọng bồi dưỡng lực thiết kế, tổ chức dạy học đánh giá theo hướng phát triển lực thực nghiệm HS 25 NHỮNG CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN LUẬN ÁN Nguyễn Đình Thước, Nguyễn Ngọc Anh (2019), “Xây dựng tập thí nghiệm định lượng vật lí trung học phổ thơng”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Vinh, Tập 48, Số 1B, tr 43-50 Nguyễn Ngọc Anh (2019), “Bồi dưỡng phẩm chất lực học sinh hoạt động thí nghiệm, thực hành vật lí trường trung học phổ thơng”, Tạp chí Thiết bị giáo dục, Số 192, Kỳ 1, tr 19-21 Nguyễn Ngọc Anh (2019), “Thực trạng bồi dưỡng lực thực nghiệm cho học sinh dạy học vật lí địa bàn tỉnh Hà Tĩnh”, Tạp chí thiết bị giáo dục, Số 195, Kỳ 2, tr 18-20 Nguyen Ngoc Anh, Nguyen Dinh Thuoc (2019), “Organization of project-based teaching applying physical techniques in the direction of fostering the experimental capacity for students”, Kỷ yếu hội thảo quốc tế, Hà Nội, ISBN 978-604-54-5848-8, tr 400-406 Nguyen Ngoc Anh, Nguyen Dinh Thuoc (2020), Innovation of using physical experiments under the direction of developing experimental capacity of students, Kỷ yếu hội thảo quốc tế, Udon Thani, Thái Lan, ISBN 978-616-8097-11-3, tr 114-121 (https://ice2020.udru.ac.th/Proceedings-ICE2020.pdf) Nguyễn Ngọc Anh (2020), “Vận dụng lí thuyết học tập trải nghiệm David A Kolb dạy học vật lí theo hướng phát triển lực thực nghiệm cho học sinh”, Tạp chí Khoa học giáo dục Việt Nam, Số đặc biệt giáo dục phổ thông, tr 46-52