Khóa luận tốt nghiệp Sư phạm Vật lý: Xây dựng thiết bị thí nghiệm để dạy học một số kiến thức thuộc mạch nội dung "khí lí tưởng" môn Vật lí lớp 12 trong chương trình giáo dục phổ thông 2018

Vì vậy, năng lực thực nghiệm vật lí là một trong những năng lực quan trọng cần được hình thành và phát triển thông qua việc dạy và học theo Chương trình giáo dục phô thông 2018.. Từ nhữn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP

TÊN ĐÈ TÀI

XÂY DỰNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM DE DAY HOC

MOT SO KIÊN THUC THUỘC MẠCH NOI DUNG

"KHI Li TUONG" MON VAT LI LOP 12

TRONG CHUONG TRINH GIAO DUC PHO THONG 2018

Thanh phố Hồ Chí Minh, Tháng 4/2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG DAI HỌC SU PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA VAT LY

KHOA LUAN TOT NGHIEP

Sinh viên thực hiện: Lê Nhat Long Mã số sinh viên: 44.01.102.073

Ngành đào tạo: Sư phạm Vật lý Lớp sinh viên: 44.01.LY.SPA

Trình độ đào tạo: Đại học Ngành đào tạo: Sư phạm Vật lý

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thanh Loan

TP Hồ Chí Minh, ngay tháng năm 2022

Xác nhận của Giảng viên hướng dẫn

ThS Nguyễn Thanh Loan

TP Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2022

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các dit

liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn lả trung thực có nguồn gốc rõ ràng và được

tham khảo từ các nguôn chính thông Các tải liệu tham khảo được trích dẫn rõ ràng, day

đú và đúng với qui định của Trường va cộng đồng khoa học

Tác giả khóa luận

Lê Nhật Long

ill

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện khóa luận, tác giả đã nhận được sự hỗ trợ giúp đỡ từ

các cá nhân và tô chức Dé tải được nghiên cứu dựa trên các công trình khoa hoc, kếtquả nghiên cứu, các tải liệu tham khảo từ các tác giả trong và ngoải nước Đề tải cònnhận được sự giúp đỡ, hỗ trợ về mặt chuyên môn từ các giảng viên khoa Vật lý, TrườngĐại học Sư phạm Thành phố Hỗ Chí Minh; từ tô bộ môn và GV bộ môn Vật lý Trường

Trung học phổ thông Mac Dinh Chi, Thành phó Hồ Chí Minh Hơn nữa, không thé không kẻ đến sự động viên, giúp đở vẻ mặt vật chất và tinh than từ bạn bè và gia đình.

Thứ nhất, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến ThS Nguyễn Thanh Loan, giảng viên trực tiếp hướng dẫn cho đè tài khóa luận, đã dành thời gian và công sức hỗ trợ, định hướng trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.

Thứ hai, tác gia xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Lam Duy và các giảng viên

thuộc Phòng Thí nghiệm Vật lý Nâng cao, Phòng Thí nghiệm Vật lý Cơ-Nhiệt, Khoa

Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Thành phó Hỗ Chí Minh đã hỗ trợ hết minh trong vẫn

để chế tạo dụng cụ thí nghiệm và cung cấp các dụng cụ thí nghiệm cần thiết cho VIỆC

nghiên cứu khóa luận.

Thứ ba, tac gia xin cảm ơn cô Lê Hải Mỹ Ngân đã cho phép tác giả tham khảo

các tiêu chí đánh giá tiết dạy và kế hoạch bai day, góp phân giúp tác giả hoàn thiện tiến

trình dạy học trong khóa luận.

Thứ tư, tac giả xin cảm ơn ban giám hiệu, tö bộ môn Vật lý trường Trung học phô thông Mac Dinh Chi đã cho phép và hỗ trợ về cơ sở vật chất cho công tác thực

nghiệm sư phạm Ngoai ra, tác giả xin cam ơn cô Lương Hải Dương, GV chủ nhiệm và

GV bộ môn Vật lý của lớp 10A17 đã tư vấn chuyên môn và tạo điêu kiện cho công tác

thực nghiệm sư phạm.

Thứ năm, tác giả càm ơn tập thê lớp 10A17 đã tham gia tích cực vào các hoạt

động học tập và cảm ơn bạn Đặng Linh Chi, Phạm Thi Ngọc Anh đã hỗ trợ trong quá

trình ghi hình thực nghiệm sư phạm.

Thứ sáu, tác gia xin gửi lời cảm ơn đến chị Lê Thị Thay Quỳnh và bạn Trần

Nguyên Thắng đã giới thiệu và động viên dé tác giả kết nối và liên hệ với các giảng

viên, GV trong quá trình thực hiện dé tai.

Cuối cùng, tác gia xin gửi lời cảm ơn đến bạn Nguyễn Huỳnh Thái My, bạn Lê

Châu Đạt, bạn bè va gia đình đã luôn hỗ trợ va ủng hộ cho tác giả về mặt vật chất va

tỉnh thần trong suốt quá trình thực hiện đề tài

iv

MỤC LỤC

LỚI CAM DOAN seesneeeeneninntieinnistiDREHEESHEEIISHEEHEHEEIEHIESE080 iiiLỚI CẢM Ce iv

MỤC LUC cọ HT HH TH TH HH HH HH g1 0100008000 80008118 80008001008.008 110704 Y

DANH MỤC CÁC HÌNH VE, DO THỊ, s sscossccosscossecassonsse viii

DANH MỤC BANG BIẾN sssssssssasssassscsssassonsssosssvssonsssosssossnnsssnnssonsssssssasesssesssessnsssnessaess X DANH MGC COM TƯ VIET TAD ssscsssscssssssssssissssssnssssranasssssiannesreanneesennssceennease xii

MG DAU iin 1

l, - 1fữöchệonlŠllÌ¿sosaanniooaena-annnntianrnantitittiiiiodttinlattidiodn | 2), NjõichgiRdIE sosaoaasaoeaozaeinsirosaieisoidziaoittaitaaradgzai 2

3 Nội dung của dé tài — các nhiệm vụ cần thực hiện 2-22 seecxerecre 2

4 el a a | 3

4.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyẾt 2 22©2222222z22zzcxccxrrseee 3

4.2 _ Phương pháp thực nghiệm khoa học ào 3

4.3 Phương pháp thống kê toán học ¿:5-:252c222 s22 2222222csrrcee 3

5 Đôi (ữne: pligaia Wil tag HIGH GỮNaaaasnananoannianbianiiniattaiiii020013300330181.1000046001310 4

5Ì Đốitbf0G5PREHIÊHEỦiasussssanouna-anrnansananninanannntsunnnnnai 4

5:2 IPHamVINEHIENEGEH.: ::::.s s:ss::-:.s-::zäz 2 nnanannanonriarsaanii 4

6 90181003018 4

6.1 Vẻ mặt lí luận 2-2-2 eS+EESStES2E1 E5 137SEEEE7EEEE E72 117572E 52.1 ver 4

6.2 — Về mặt thiết bị thí nghiệm - 2 56c c5 2 22122112710711221721122222ce 5

7 Cấu trúc của khóa luận tốt nghi@p 0 cccccecssessssssscsseessesseessessveessessseeseeesseeavseeess 5

CHUONG 1: TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CỨU ‹«- 7

1.1 Các nghiên cứu về năng lực thực nghiệm của học sinh .- «5s: 71.2 Các nghiên cứu vẻ phát triển nang lực thực nghiệm của học sinh 8

1.3 Cac nghiên cứu vẻ dung cụ thí nghiệm day học các định luật của chất khí và

PMO Stein aN tHẤI::::::::-::sczceiieiiiiioiiiiiiit1111111114402315335123156381333823335358825583582 9

ag PRU G0 C] 12

CHUONG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VA THUC TIEN CUA DE TÀI 13

2.1 Năng lựcC ung HH n0 1e 13

DVL 'KEBáiniệm năng ĂÊ:::::¡¡::icci::iicnitiniaiiioiiiietitSii02111211022132211663102014211Ÿ58gã22 13

2.1.2 Năng lực của HS trong chương trình giáo dục phô thông tong thé 2018

SG c0 0.00 0.02 220 13

2.2 Năng lực thực nghiệm và phát trién năng lực thực nghiệm của HS 14

Vv

2.2.1 Khái niệm và cầu trúc của năng lực thực nghiệm 14

2.2.2 Biêu hiện của năng lực thực nghiệm trong chương trình giáo dục phô

HONS MGM VAHH(201S::::::::::-::::cciciciiiiiniiiiiiiiiiiit11111101321011316538533151335233535 15 2.2.3 Đánh gia năng lực thực nghiệm của HS - - -~ e- 17

2.3 Sử dụng thínghiệm vật lí trong boi dưỡng và phát triển năng lực thực nghiệp của

HỆ cooppipsnnniiiiiiiiitiiiii0201021113311861123116831025136330531033558333833395930355355503868998393088655238988553 21

2.3.1 Khái niệm, vai trò của thi nghiệm vật lÍ - - ¡cá Si 21 2.3.2 Phân loại thí nghiệm vat lÍ - .- - - SH n4 gà 21

2.3.3 Dạy học bằng thí nghiệm dé phat trién nang lực thực nghiệm của HS 23

KET LUẬN CHƯNG 2 0 csssssssssssccssssssscssessssnseccssssesssauecsssnsesesanscessssescsssneesssnseessens 26

CHUONG 3: HƯỚNG DAN CHE TẠO VÀ THU NGHIEM THIET BỊ THÍ

NGHIEM DAY HỌC NỘI DUNG "PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI '' 27

3.1 Danh mục vật liệu, dụng cụ của bộ thí nghiệm uc ieeree 27

3.2 Thí nghiệm khảo sát định luật BoyÌe SH nh HH Hườ 30

3.2.1 Mục đích thí nghiệm - Ác HH HT Hà Hàn 4 ke 30

322 Ngunffc(hfneNiEsaaaaseaoaaanootontioonnitantoionoaoiaoaatiiiiaa 30

3⁄23 Bồtriiliínghiệm c.-cccccoccocccoccccccsieesieesiiessee 31 3.2.4 Các bước tién hành thí nghiệm 2-22©72+27+t£C2xc2xeeczxzcvrree 33 3.2.5 Số liệu và xử lí số liệu ¿-222-+++cvvvcrterxerccrtrrrrrrrkrrrrrrrrree 38

3.2.6 K@t nh .ă 42

3.3 Thí nghiệm minh họa định luật Charles 5 c1 1 sec 43

3.3.1 Myo dich thi mphiéim cccccssesssscsssarssssssasssesssesssasssecssscssnssensssnssens 43

992, NEiyEniiciHinrHifmuaaesooaaoaenaaranoenoisaunoinoioassotennsiie 43ECC a 44

3.3.4 Các bước tiễn hành thí nghiệm ooo cece secs csseecseeceeeseeeseeeeeeeceeene 45

335 S0H(nvAasWMs0ẫNoaeaaanenreroenrraanninnnonarnnnneei 47

3.3.6 Kết Uae ccccccccccccccsccssessesseesessessessrsscsseavsecssasenassstssrsveeetesvaseeessetsnvareesenes 48

3.4 Kết luận và nhận XÉC, 2 ST S0 1111211 2011211211 11111 11 1 1 g1 102111 11 g5 48

3.5 Đảm bảo an toàn và các lưu ý khi sử đụng bộ dụng cụ š¡01581154315ã135511415

KET RUAN CHUONG 8 cagagananenaansindtiniiionttaiiititiittiaigittgBinsgittaqnsansasai 50

CHUONG 4: XÂY DUNG TIEN TRINH DẠY HỌC CHỦ DE "PHƯƠNG

TRINH TRANG THAI" CO SU DUNG BO DUNG CU THI NGHIEM NHAMPHÁT TRIEN NANG LỰC THỰC NGHIEM CUA HỌC SINH 51

4.1 Phân tích chủ dé "Phương trình trạng thái" trong chương trình phô thông môn

Vt 20Hỗciisosiiosiioiiiontiiitiiigiiiitiiati5253054138351381382855865361333313885585353651885558558838385588585883586E 51

Vi

4.1.1 So sánh chủ đề "Phương trình trạng thái” giữa chương trình giáo dục phô

thông 2006 và Chương trình giáo dục phô thông 2018 - <<-<~s 51

4.1.2 Vị trí va vai trò của mạch nội dung eee - c-s<<c=<sreeeeexers b#/

4.1.3 Phân tích các yêu cau cần đạt trong chủ đề 2 -sccz-ccsc- 52 4.1.4 Nội dung kiến thức đáp ứng các yêu cầu cần đạt 3

4.2 Xây dựng tiền trình day học nội dung có sử dụng bộ thí nghiệm nhằm phát triển

năng lực thực nghiệm của AS wissiiesscsssessiscsssosiscrssasssessesssssessscaiesssaciscasaeaisesiicesieeiiasiies 58

4.2.1 Xác định mục tiêu dạy học - Án Hs 58

4.2.2 Xác định chuỗi các hoạt động học tập đáp ứng mục tiêu dạy học 60

4.2.3 Thiết Bpđay học vài Noe lIỆH::.::::::.:-.:siigirisiisiiicssssiissrrsassassiasssssssssd 64

4.2.4 Các hoạt động học chỉ tiẾt 2-©22z2c+z2C2zZcEEzcEEEzrrrzrrrsrrrrrree 65

4.2.5 HO SO iố nh 76

4:3 Tiiữefngliệni§U0/PH@if:iaio:aocooooeinoioatoiioii-oatatiatidtiisitiiliigsiieitiasitasitaassusal 97

4.3.1 Tô chức thực nghiệm sư pham cccccssssessessessessessesveesesseaveeessrsnveaveens 97

43.2 Tiến trình thực nghiệm sư phạm c5 Hs 994.3.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm 5-22 cccseecssrcssrrxee 100

43.4 Đánh giá kết qua thực nghiệm sư pham -2- 22-22 ©222222z+ 107

KẾT LUẬN CHƯNG 4 -.-2 ©2+22S2E2++92EEEE212221112222211721112127111221122 ke 117KÉT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ssssssssssssssssassssssssnsssvsssavssanssscssssnssssesassassssassonsssvasssnassvassaves 118

1 — Kết quả đạt được của khóa luận 222©222 S222 221222122222xrcsrrrsrrrrcee 118

2, HạneliEcbaHi@aiÏlfonssensnannnaonnauannnrnnnuannnonaunnnannmanm 118

3 Kiến nghị va dé xuất các hướng nghiên cứu dé phát triển đề tài 119

DANH MỤC TÀILIÊU THAM KHẢO ssosssscscsscssscssscosscceascsascasssveesvesssvesssnesvesseoes 120

PHU LUC: MOT SO HÌNH ANH MINH CHUNG THUC NGHIỆM PLI

Vil

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐÒ THỊ

Hình 3.1 Hình ảnh các bộ phận của bộ dụng cụ thí nghiệm - 555-5555 27

Hình 3.2 Bề trí thí nghiệm khảo sát định luật Boyle (minh họa) 31

Hình 3.3 Bồ tri thi nghiệm khảo sát định luật Boyle (thực tế) - 5- 32 Hình 3.4 Cận cảnh gắn đĩa nhôm lên piston Ống tiêm - S5 2120 222222225 12e2 33 Hình 3.5 Minh họa thao tác khóa van 3 Chi€U ccssesssesssseseesnsseeeessssseeessssnnersssssnness 34 Hình 3.6 Minh họa thao tác khóa van 3 chiều sau khi đặt quả nặng lên 35

Hình 3.7 Minh họa thao tác khóa van 3 chiêu 55 SceSsrssreesreserrerer- 3

Hình 3.8 Thao tác ấn nhẹ piston xuỗng 2 25c 22 222cc dT Hình 3.9 Thao tác kéo nhẹ piston lên - 2< TỔ Hình 3.10 Dò thị (p, V) ứng với phương án sử dung ống tiêm thủy tỉnh 40

Hình 3.11 Đồ thị (p =) ứng với phương án sử dung ông tiêm thủy tỉnh 40

Hình 3.12 Đô thị (p, V) ứng với phương án sử dụng ống tiêm nhựa 42

Hình 3.13 Dò thị (p, =) ứng với phương án sử dụng ống tiêm nhựa 42

Hình 3.14 Bồ trí thí nghiệm minh họa định luật Charles minh họa 44

Hình 3.15 Bồ trí thi nghiệm minh họa định luật Charles thực tẾ 44

Hình 3.16 Thao tác hút nước màu vào trong ống tiêm co cọ c2 ve, 45 Hình 3.17 Thao tác nâng li thủy tinh chứa nước lên dé làm ngập ống tiêm chứa khối KỈ G:::tgis2030022516241625156515655651655515665365358535548184359435555185365881593156365851553825258528985338583553503835851558 46 Hình 3.18 Dé thị (V,T) ứng với kết quả thí nghiệm minh hoạt định luật Charles 48

Hình 4.1 Sơ đồ mạch kiến thức của chủ đề "Phương trình trạng thái” 53

Bana AD area at gL spe cescsasccscearsocasssassassssscascassanssoxnsescesisencaiasassasrsansearnssscencvent 54 Hình 4.3 Dường đăng Ap occ ccccccccecscssssssssesseesseesvensvnsnsenss ess 1 nu 02x 55 Hình 4.4 Miêu tả quá trình biến đổi khối khí trên đồ thị (p, V) -.:55:-55- $6 Hình 4.5 Bìa thư dán kín chứa đáp án cho các câu hỏi gợi ý (Thí nghiệm khảo sát định luật BOYÏ€):i:-ccccoiecoooiiietiosiiistiisgiiASi02S15063123186281583555638864564555515886ã8538585554558683886858835886555555550 94 Hình 4.6 Bia thư dán kín chứa đáp án cho các câu hỏi gợi ý (Thí nghiệm minh họa định RIRU(CHATÏĐS:cscioaszraciccgiicogiisioasccaggi251232216131221312565515835235166515E3585855585558695883365356595885853856855550 96 Hình 4.7 Sơ đồ mạng nhện thê hiện mức độ đáp ứng chi số hành vi của HS 1 101

Hình 4.8 So đồ mang nhện thê hiện mức độ đáp ứng chi số hành vi của HS 2 102

Hình 4.9 Sơ đồ mạng nhện thê hiện mức độ đáp ứng chỉ số hành vi của HS 3 103

Hình 4.10 Sơ đồ mạng nhện thê hiện mức độ đáp ứng chi số hành vi của HS 4 104

vill

Hình 4.11 Sơ đồ mạng nhện thê hiện mức độ đáp ứng chi số hành vi của HS § 105

Hình 4.12 Sơ dé mạng nhện thê hiện mức độ đáp ứng chỉ số hanh vi của HS 6 106

Hình 4.13 Sơ đồ mạng nhện thẻ hiện mức độ đáp ứng chỉ số hành vi của HS 7 107Hình 4.14 Diễm trung bình của HS ứng với năng lực thành phan Lập kế hoạch thực

Hình 4.15 Điểm trung bình của HS ứng với năng lực thành phần Thực hiện kế hoạch

CHC HGhIỆNcsaosoannssnostnatiiintiniiioinioitiiti0130108114018610121808165351856858865588655833584912858519868988838 110

Hình 4.16 Điểm trung bình của HS ứng với năng lực thành phan Xử lí đữ liệu thực nghiệm và rút ra kết luận, đề xuất điều chinh 2-2222 S222Ssv2zcvzzcxszcvcrcxee 110

ix

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 2.1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm của HS 2-22: 15

Bảng 2.2 Biéu hiện của năng lực thực nghiệm trong Chương trình giáo dục phô thông

Bảng 2.3 Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm của HS - c5 22s<<s<+ 18

Bảng 3.1 Bang tong hợp các dụng cụ, thiệt bj thí nghiệm thi nghiệm - 27 Bảng 3.2 Các thông số và hằng số sử dụng trong thí nghiệm khảo sát định luật Boyle

Bảng 3.3 Bang số liệu thí nghiệm khảo sát định luật Boyle (ông tiêm thủy tinh) 39 Bang 3.4 Các thông số và hằng số sử dụng trong thí nghiệm khảo sát định luật Boyle

(Ong tim hy) —:++ ẢẢ 40

Bang 3.5 Bang số liệu thí nghiệm khảo sát định luật Boyle (ông tiêm nhựa) 4I Bảng 3.6 Bảng số liệu thí nghiệm minh họa định luật Charles -<- 47

Bang 4.1 Yêu cau cần đạt của chủ dé "Phương trình trang thái" -. -:- 52Bảng 4.2 Tông hợp các thông số trạng thái của một khỏi khi . 53

Bang 4.3 Tóm tắt quá trình biến đôi khỗi Khi ooo escsecsssecssscsssesssessseeesnsesenesssseecssees 56 Bảng 4.4 Mục tiêu dạy học chủ đè "Phuong trình trạng thái” c< {552 59 Bảng 4.5 Bang tom tắt các hoạt động học 2 22 22222 11 1021002101121 11 se.6]

Bảng 4.6 Bang tom tắt thiết bị dạy học và học liệu s5 55 26201222 cuec 64

Bang 4.7 Rubric đánh giá chỉ số hành vi Dự kiến phương án bố trí thực nghiệm; Lựa

chọn, xây dựng các dụng cw'thiét bị thực nghiệm và Bồ trí lắp ráp các dụng cu/thiét bị

tực nghiỆH::c:co::cocicisn22ti22102550221023401221204512318363538158518553535885555533835853655658865595156885555858 86

Bang 4.8 Rubric đánh giá chỉ số hành vi Dự kiến phương án tiến hành thực nghiệm,

tu Điệp và xửđữ lỆN:::::::-::-::::::::::::c:ccccccccczictnicb221220722310221225352327231523316353383852388855558 87

Bang 4.9 Rubric đánh giá chi số hành vi Tiến hành các bước thực nghiệm và Thu thập

dữ Git MATS nEhiổi::::::::::::::c::::izii1t140011113611114416381003518653551613333955914813336933131816858583:s38 88

Bang 4.10 Rubric đánh giá chi số hành vi Xử lí sai số va biéu diễn kết qua phép đo va

Rút ra các kết luận vật lí - - s12 SE 2 1111 11 11 11 111110111 21011 11 111111121 c2 re 88 Bang 4.11 Bảng kiém đánh giá Hoạt động 4 o cceecceecceeccesccescessecssscesseesseessecssecssecssecs 89 Bang 4.12 Bang kiêm đánh giá Nhiệm vụ 1 của Hoạt động Š.2 « 89

Bảng 4.13 Bảng kiểm đánh giá Nhiệm vụ 2 của Hoạt động Š.2 - 2 90

Kế hoạch thực nghiệm sur pham cccsscsssesssesseessersseesseesseessensvensvenseneeenees 99

Phân phối tiết day cho quá trình thực nghiệm -.2-555cc-: 99

Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của HS I -: +- 101 Kết qua đánh giá các chỉ số hành vi của HS 2 .2- 255525 102 Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của HS 3 -+75- 103 Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của HS 4 -2 -2-75- 104

Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của HS § 2- 22-25: 105Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của HS 6 22-22 106

Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của HS 7 -5- + 107

Điểm trung bình HS đạt được ứng với các năng lực thành phần 108Nhận xét sơ đồ mạng nhện của các HS -ĂcÁSSeie 111

Nhận xét các hoạt động học - - - “HH HH, 114 Bang 4.28.

XI

DANH MỤC CUM TU VIET TAT

XI

MO DAU

1 Lí đo chọn đề tài

Chương trình giáo dục phô thông 2018 được Bộ Giáo dục và Dao tạo xây dựng

nhằm thực hiện các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội và Quyết định của Thủ tướng Chính

phủ về "đôi mới căn bản và toàn diện giáo dục", với mục tiêu phát trién phâm chất vả

năng lực của HS Trong đó, chương trình môn Vật lí hình thành cho HS năng lực vật li,

một thành tổ của năng lực khoa học Chương trình môn Vật lí còn nhân mạnh vai trò

"đặc biệt quan trọng" của thí nghiệm, thực hành khi rèn luyện cho HS khả nang tìm hiệu

các thuộc tính của đối tượng vật lí (Bộ Giáo dục và Dao tao, 2018) Vì vậy, năng lực

thực nghiệm vật lí là một trong những năng lực quan trọng cần được hình thành và phát

triển thông qua việc dạy và học theo Chương trình giáo dục phô thông 2018.

Các kiến thức thuộc chủ đề "Phương trình trạng thái" trong Chương trình giáodục phô thông môn Vật lí 2018 vốn thuộc về chương Char khí trong chương trình Vật lí

lớp 10 hiện hành, trong đó, ba định luật chất khí đều được phát hiện ra bằng thực nghiệm (Nguyễn Thế Khôi và các cộng sự, 2014) Từ đó chúng tôi nhận ra tiềm năng day học phát triển năng lực thực nghiệm của HS thông qua các thí nghiệm thuộc chủ dé này Tuy

vậy, việc chuyên từ chương trình hiện hành sang Chương trình giáo dục phô thông 2018

đặt ra thách thức lớn vẻ mặt dụng cụ thí nghiệm và kiến thức trong quá trình dạy học.

Cụ thé, trong chương trình môn Vật lí 2018, HS được yêu cầu tiền hành hai thí nghiệm:

thí nghiệm khao sát định luật Boyle và thí nghiệm minh họa định luật Charles Nội dung

của định luật Charles trong Chương trình 2018 là nội dung của định luật đăng áp, trong khi với chương trình hiện hành, định luật Sác-lơ là định luật đăng tích Vẻ thiết bị thí nghiệm, hau hết các trường phô thông déu chỉ trang bị dụng cụ thí nghiệm "Nghiệm các

định luật Bôi-lơ Ma-ri-6t đối với chất khí" gồm áp kề kim loại gắn với hệ xi-lanh và

pit-tông thủy tinh, lọ dau, nút cao su và nhiệt kế (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2010) Chỉ có số

it các trường THPT chuyên được trang bị bộ thí nghiệm "Các định luật chất khi" dùng

để nghiên cứu 3 định luật của khí lí tưởng và phương trình trạng thái của khí lí tưởng

(Bộ Giáo dục và Dao tạo, 2011) Các bộ dụng cụ này thường đặt tại phòng thí nghiệm

và sử dụng qui trình thí nghiệm có sẵn, chưa đáp ứng nhu cầu phát triển năng lực thực nghiệm của HS Trong phần hướng dẫn thực hiện chương trình môn Vật lí 2018, Bộ Giáo dục và Đảo tạo cũng đặt ra các yêu cầu tối thiêu về thiết bị thi nghiệm, thực hành.

Tuy nhiên, các thiết bị dùng dé thực hiện các thí nghiệm trong chủ dé "Phương trình

trạng thái" lại không nằm trong yêu cau tôi thiểu này

Ngoài ra, các bộ dụng cụ thí nghiệm tự chế tạo cũng tồn tại những hạn chế Bộ

dụng cụ thí nghiệm của nhóm tác giả Phùng Việt Hải & Nguyễn Văn (2018) mang ý

nghĩa to lớn đối với hướng nghiên cứu Nhóm tác giả đã xây dựng bộ thi nghiệm dùng

dé day học theo chương trình môn Vat lí 2018, tuy nhiên, bộ thi nghiệm về cơ bản làcông kénh và gây khó khăn cho GV nếu muốn sử dụng tại lớp học Hơn nữa, bộ thínghiệm không hướng đến phát trién năng lực thực nghiệm của HS Bộ thí nghiệm chếtạo từ vật liệu phé thải của Lê Minh Văn (2014) có tính cơ động cao, dé tháo lắp, nhưnglại được xây dựng trên tinh thần của chương trình hiện hành, và chưa có số liệu thực tế

nên khó đánh giá mức độ hoàn thiện và tin cậy của thiết bị thí nghiệm Như vậy có thể

thay, việc chế tạo thiết bị thi nghiệm dạy học chủ đề "Phương trình trạng thái” nhằmphát triên năng lực thực nghiệm của HS là rất cần thiết

Từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tải "Xây dựng thiết bị thí nghiệm để dạy

học một số kiến thức thuộc mạch nội dung “Khí lí tưởng” môn Vật lí lớp 12 trong

Chương trình giáo dục phô thông 2018 " dé giải quyết van đề vẻ dung cụ thí nghiệm và

sử dụng bộ dụng cụ thí nghiệm trong dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của HS.

2 Mục dich của đề tài

Xây dựng được thiết bị thí nghiệm dé day học một số kiến thức mạch nội dung

“Khí lí tưởng” môn Vật lí lớp 12 trong Chương trình giáo dục phô thông 2018 nhằm

phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.

3 Nội dung của dé tài — các nhiệm vụ cần thực hiện

Đề thực hiện mục tiêu đã dé ra, chúng tôi tiễn hành thực hiện các nhiệm vụ sau:

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CÁCH THỨC TIEN HANH CỤ THẺ

- Nghiên cứu và đưa ra cơ sở lí luận cho dé tài, Thu thập các kiến thức, dữ liệu khoa học |

bao gồm các nội dung: khdi niệm năng lực, thông qua các bài nghiên cứu khoa học, các

năng lực vật lí, năng lực thực nghiệm, cách sử bai báo luận văn trong nước và quốc tế,

dụng thí nghiệm đẻ phát triển nang lực thực Chương trình giáo dục phô thông 2018 môn

nghiệm của HS Vật li,

nN

Ché tạo bộ dụng cụ thi nghiệm dé dạy học chủ

đẻ "Phương trình trang thai” trong mạch nội

dung "Khí lí tưởng” (Chương trình giáo duc

pho thông môn Vật lí 2018) và tiến hành thí

nghiệm trên bộ dụng cụ dé đánh giá khả năng

đáp ứng của bộ dụng cụ trong việc dạy học.

Dé xuất tiên trình đạy học chú dé "Phuong

trinh trang thai" trong mạch nội dung "Khí lí

tưởng" (Chương trình giáo dục phô thông

môn Vật lí 2018) có sử dụng bộ dụng cụ thí

nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm

Giai đoạn 1: Xác định mục đích thi nghiệm.

Giai đoạn 2: Huy động nguồn lực về vật liệu, dụng cụ dé chế tạo bộ thí nghiệm.

Giai đoạn 3: Chế tạo bộ dụng cụ thí nghiệm.

Giai đoạn 4: Tiến hành các thao tác thí

nghiệm trên bộ dụng cụ dé đánh giá sự tin cậy, hiệu quả của bộ dụng cụ và tiễn hành

điều chỉnh, cải tiên dé phù hợp với mục đích

thí nghiệm.

Xây dựng tiễn trình day học chi tiét theo

khung kế hoạch bai day trong phụ lục IV của Công văn số 5S12/BGDĐT/GDTrH.

của HS và tiễn hành thực nghiệm sư phạm dé

đánh giá.

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Chúng tôi sử dụng phương pháp này đẻ thu thập các kiến thức, đữ liệu khoa học

liên quan đến đẻ tài: khái niệm nang lực, khái niệm năng lực thực nghiệm, phat trién

năng lực thực nghiệm của HS thông qua thí nghiệm, các yêu cầu cần đạt của mạch nội

dung nội dung kiến thức dap ứng các yêu cầu can dat, thông qua các bài nghiên cứu

khoa học, các bài báo, luận văn trong nước và quốc tế, Chương trình giáo đục phô thông

2018 môn Vật lí, Từ đó, chúng tôi xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài.

4.2 Phương pháp thực nghiệm khoa học

Chúng tôi sử dụng phương pháp này đẻ tiễn hành xây dựng, chế tạo bộ dụng cụ

thí nghiệm, thé hiện cụ thể qua các giai đoạn: xác định mục đích thí nghiệm thiết kế

phương án thí nghiệm, chế tạo bộ dụng cụ thí nghiệm, tiền hành các thao tác thí nghiệm

trên bộ dung cụ dé đánh giá sự tin cay, hiệu quả của bộ dụng cụ va tiến hành điều chỉnh,

cải tiến bộ dụng cụ dé phù hợp với mục dich thí nghiệm.

4.3 Phương pháp thống kê toán học

Chúng tôi sử dụng phương pháp này đẻ thực hiện những thống kê so sánh kết

quả từ thực nghiệm sư phạm, để từ đó rút ra những kết luận, nhận xét

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

5.1 Đối tượng nghiên cứu

Nội dung kiến thức "Phương trình trạng thái" trong mạch nội dung "Khí lí tưởng"

thuộc Chương trình giáo dục phô thông 2018 môn Vật lí.

Năng lực thực nghiệm của HS được phát triển trong việc dạy học có sử dụng bộ

thiết bị thí nghiệm đã xây dựng.

5.2 Pham vi nghiên cứu

Các yêu cầu cần đạt của chủ đề "Phương trình trạng thái" thuộc mạch nội dung

"Khí lí tưởng" được qui định trong Chương trình giáo dục phô thông 2018, môn Vật lí,

lớp 12.

Biéu hiện của năng lực thực nghiệm vật lí ở HS THPT.

6 Đóng góp của đề tài

6.1 Về mặt lí luận

Theo lộ trình triển khai Chương trình giáo dục phô thông 2018, chương trình sẽ được

áp dụng vào giảng dạy cho HS ở tat cả các khối lớp vào năm 2025 Chương trình được

xây dựng theo hướng phát triển ndng lực và phẩm chất của người học (Bộ Giáo dục và

Dao tạo, 2018) Day là điểm khác biệt so với chương trình hiện hành, vốn tập trung vào

ba yếu tổ là kiến thức, kĩ năng và thái độ của HS (Bộ Giáo dục và Đào tao, 2006) Hiện

nay, khái niệm "năng lực thực nghiệm" của HS đa phần được tiếp cận theo tỉnh thần của chương trình hiện hành, với câu trúc gồm 3 thành phân là kiến thức, kĩ năng và thái độ

(Nguyễn Văn Nghĩa & Phan Gia Anh Vũ, 2018; Nguyễn Huy Thái, 2016; Trần ThịThanh Thu, 2016) Trong khóa luận nay, chúng tôi dự kiến tiếp cận khái niệm "nang lực

thực nghiệm" của HS theo tỉnh thần của chương trình giáo dục phô thông tông thể 2018

va chương trình môn Vật lí 2018 Cụ thé, chúng tôi sử dung định nghĩa và các cau trúc

của năng lực thực nghiệm sẵn có để đưa ra các biểu hiện của năng lực thực nghiệm vật

li của HS Đông thời, chúng tôi thực hiện một số điều chỉnh để các biểu hiện nay có sự thông nhất với các biêu hiện của năng lực vật lí được qui định trong Chương trình Giáo dục phô thông 2018, bao gồm ba năng lực thành phan là nhận thức vật lí, tim hiểu thé

4

giới te nhiên dưới góc độ vật lí và vận dụng kién thức kĩ năng đã học Điều này sẽ cô đóng góp to lớn trong việc triển khai day và học theo Chương trình giáo dục phé thông

2018.

6.2 Về mặt thiết bị thí nghiệm

Chúng tôi xây dựng thiết bị thí nghiệm đề thực hiện các thí nghiệm sau: khảo sátđịnh luật Boyle (Khi giữ không đổi nhiệt độ của một khối lượng khí xác định thì áp suấtgây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thê tích của nó — định luật chất khí trong quá trình đăng

nhiệt) và minh họa định luật Charles (Khi giữ không đôi áp suất của một khối lượng khí

xác định thì thé tích của khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của nó — định luật chất khí trongquá trình dang áp) Điều nay bám sát với yêu cầu cần đạt của chủ dé "Phương trình trạng

thái” qui định trong chương trình môn Vật lí 2018 Cần phải nhắn mạnh, theo nội dung

của chương "Chất khí" trong chương trình Vật lí lớp 10 hiện hành, nội dung của địnhluật Sác-lơ, hay định luật Charles là định luật đăng tích (Nguyễn Thế Khôi và các cộng

sự, 2014).

Chúng tôi xây dựng thiết bị thí nghiệm dưới dang các module, dé đàng tháo lắp dé phục vụ hai mục đích Thứ nhất là dé tạo thuận tiện cho GV trong việc chuẩn bị dụng

cụ thí nghiệm Thứ hai, điều này sẽ phục vụ tốt nhất cho định hướng phát triển năng lực

thực nghiệm của HS Việc có thé tháo lắp sẽ tạo cơ hội cho HS dé xuất phương án và

các bước thí nghiệm thay vì thực hiện thí nghiệm theo các bước định sẵn Cần phải nói

thêm, thuật ngữ "Thực hiện thí nghiệm" trong yêu cầu cần đạt của chủ dé "Phương trình

trạng thái" được giải thích là "làm được các bước thí nghiệm (theo phương án đã định

hoặc dé xuất)" (Bộ Giáo dục và Dao tạo, 2018) Vì vay, việc bộ thí nghiệm được thiết

kế đưới dạng module giúp đáp ứng yêu cầu cần đạt ở mức cao nhất, đó là HS có thẻ "đề

xuất phương án thí nghiệm" và không chỉ làm theo phương án đã định sẵn

1 Cấu trúc của khóa luận tốt nghiệp

Ngoài phần mở đâu, kết luận, tài liệu tham khảo và các phụ lục, cau trúc của dé

tài bao gồm 4 chương:

Chương 1 : Tông quan tinh hình nghiên cứu.

Chương 2 : Cơ sở li luận và thực tiễn của dé tai.

Chương 3 : Hướng dẫn chế tao và thử nghiệm thiết bị thí nghiệm day học chủ

dé "Phương trình trạng thái".

Chương 4 : Xây dựng tiến trình day học chủ dé "Phương trình trạng thái" có sửđụng bộ dụng cụ thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của HS.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1 Các nghiên cứu về năng lực thực nghiệm của học sinh

Khái niệm "năng lực thực nghiệm” được định nghĩa và tiếp cận dưới nhiều góc

độ khác nhau Tác giả Trần Thị Thanh Thư (2016) đã đưa ra khái niệm năng lực thực

nghiệm vật lí dựa trên định nghĩa của từ điện tiếng Việt: "Năng lực thực nghiệm là khả

năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú đề hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dang của cuộc sống" Nhóm

tác giả Nguyễn Văn Nghĩa & Phan Gia Anh Vũ (2018) và Nguyễn Huy Thái (2016) có

chung định nghĩa năng lực thực nghiệm 1a "khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng, thái

độ đã có dé tiến hành các hoạt động thí nghiệm đạt kết quả cao" Cần phải lưu ý, trong

dé tài của nhóm tác giả Nguyễn Văn Nghĩa và Phan Gia Anh Vũ (2018), thuật ngữ "năng

lực thực nghiệm" được thay bang "năng lực thực hành” hay "năng lực thí nghiệm" Nhìn chung, hai đề tài này tuy có sự khác nhau vẻ thuật ngữ nhưng cách các tác giả tiếp cận

khái niệm nảy là tương tự nhau, Thuật ngữ “năng lực thực hành” cũng được định nghĩa

trong dé tài của Dương Đức Giáp & Nguyễn Văn Nghĩa (2019) thông qua ba thành tô

kiến thức, kĩ năng, thái độ Tuy nhiên, đề tài lại nhắn mạnh yếu tô A? năng là yêu tô quan

trọng trong việc phát trién năng lực thực hành Đây có thê được coi là điểm khác biệt

giữa năng lực thực nghiệm và năng lực thực hành.

Cấu trúc, biêu hiện của năng lực thực nghiệm cũng được nghiên cứu vả xây dựngtrong các công trình nêu trên và một số công trình khác Dựa trên Tài liệu tập huấn

Hướng dẫn dạy học vả kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực cho HS cấp THPT (Vụ Giáo dục Trung học, 2014) Trần Thị Thanh Thư (2016) đã đưa ra các

biểu hiện của người học có năng lực thực nghiệm chia theo ba nhóm kiến thức, kĩ năng,thái độ và đưa ra ví dụ cụ thê đối với đối tượng là HS lớp 8 trung học cơ sở Về năng

lực thực nghiệm ở HS THPT, Nguyễn Văn Biên (2013) đưa ra bốn năng lực thành phần

của năng lực thực nghiệm, bao gồm xác định van dé nghiên cứu và đưa ra dự đoán, thiết

kế phương án thí nghiệm, tiễn hành theo phương án đã thiết kế và xử lí, phân tích, trình

bày kết qua Nhôm tác giả Nguyễn Văn Nghĩa và Phan Gia Anh Vũ (2018) trong nghiên cứu của mình đã đưa ra bỗn nhóm năng lực thành phan của năng lực thực nghiệm, bao

gồm chuẩn bị thí nghiệm, tiễn hành thí nghiệm, xử lí kết qua và kết thúc thí nghiệm, thiết

kế và chế tạo dụng cụ thí nghiệm Đề tài của nhóm tác giả Philipp Bitzenbauer và

Jan-7

Pter Meyn (2021) dua ra ba nang lực thành phan của nang lực thực nghiệm bao gồm

thiết lập giả thuyết, thiết kế và tiền hành thí nghiệm, xử lí và phân tích sé liệu Ngô VănThiện (2019) đã xây dựng khung đánh giá nang lực thực nghiệm, gồm các tiêu chi: fink

hội, phan tích vấn đề, thực hiện thí nghiệm, thu thập, xứ li số liệu và xác nhận kết qua, công bé kết quả, tự chủ học tập Tuy nhiên, khung năng lực thực nghiệm nói trên lại

ding trong đánh giá sinh viên kỹ thuật.

Theo quan điểm xây dựng Chương trình giáo đục phô thông 2018 của Bộ Giáo

dục và Đào tao, "nang luc" và "phâm chất" là hai yếu tố quan trọng, cần được hình thành

và phát triển ở người học (Bộ Giáo dục và Dao tạo, 2018) Chương trình giáo dục phd

thông môn Vật lí xác định năng lực đặc thù là năng lực vật lí, với ba năng lực thành

phan là nhận thức vật lí, tim hiểu the giới tự nhiên đưới góc độ vật lí và vận dụng kiến

thức, kĩ năng đã học (Bộ Giáo dục và Đảo tạo, 2018) với các biéu hiện cụ thê Năng lựcthực nghiệm tuy không được nhắc đến, nhưng các biéu hiện của năng lực thực nghiệmđược thé hiện thông qua các biểu hiện của ba năng lực thành phân Có thé kê đến một

số biểu hiện như:

e "Thue liện ké hoach: Thu thập được dữ liệu từ thực nghiệm, đánh giá được kết quá dựa trên phân tích, xử lí các dữ liệu bằng các tham số thống kê đơn giản" trong năng lực "Tim hiểu thé giới tự nhiên dưới góc độ vật lí".

e "Đề xuất và thực hiện được phương an thí nghiệm moi" trong năng lực “Van

dụng kiến thức, kĩ năng đã học”.

1.2 Các nghiên cứu về phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh

Nhìn chung, các dé tài về phát triển năng lực vật lí nói chung và năng lực thực

nghiệm nói riêng chủ yêu sử dụng hai biện pháp: áp dựng các phương pháp dạy học tích

cực hoặc xảy dung, sứ dụng thí nghiệm.

Các nghiên cứu được chúng tôi tông hợp ở phan "Tong quan đề tài nghiên cứu"

là những ví dụ về việc xây đựng, sứ dụng thí nghiệm trong day học phát triển năng lực

thực nghiệm của HS Ngoài ra, biện pháp áp dụng các phương pháp dạy học tích cực

được thê hiện rõ trong dé tài của nhóm tác gia Phùng Việt Hải, Nguyễn Thị Quỳnh Trang

và Phan Thị Vương (2018) Trong đề tài nay, nhóm tác giả sử dụng phương pháp dạy

học theo chủ đề và đã xây dựng chủ đề dạy học "Cac định luật chất khí" trong chương

trình Vật lí 10 hiện hành theo định hướng phát triển năng lực của HS.

1.3 Các nghiên cứu về dụng cụ thí nghiệm dạy học các định luật của chất khí

và phương trình trạng thái

Các thí nghiệm dé giảng day các định luật của chất khí, phương trình trạng tháikhí lí tưởng liên tục được nghiên cứu và phát triển trên thế giới (Limpanuparb,

Kanithasevi, Lojanarungsirt & Pakwilaikiat, 2018) Limpanuparb và các cộng sự (2018)

đã chỉ ra rang, các thí nghiệm định lượng dé khảo sát định luật Boyle, định luật Charles

vả phương trình trạng thái khí lí tưởng thường sử dụng một trong các cơ chế sau:

Cơ chế đầu tiên là sử dụng thủy ngân trong ông thủy tinh dé xác định áp suất tác

dụng lên khối khí trong ong, và đo chiều dài của khối khí trong ống dé xác định thẻ tích Đây là nguyên tắc thí nghiệm giúp Boyle tìm ra định luật mang tên ông (West, 1999) Một số các thí nghiệm tương tự cũng được Hermens (1983), Breck & Holmes (1967) thực hiện Ngoài ra, có một số thí nghiệm dùng phương pháp khác dé xác định áp suất khí Tiêu biêu là Mortimer (1927) đã dựa vào độ chênh lệch của mức thủy ngân trong

ống chữ U để tính áp suất khối khí bên trong lòng ống Bộ thí nghiệm của tác giả nàycũng có thé sử dụng dé khảo sát sự thay đôi của nhiệt độ và thé tích néu giữ nguyên ápsuất, bằng cách đặt hệ thống ống này vào một lồng kính và bơm hơi nước với nhiệt độkhác nhau vào bao quanh khối khí trong ống chữ U

Thay vì dùng thủy ngân, một số bộ thí nghiệm sử dụng loại chất lỏng khác (ví dụnhư nước cat) vì lo ngại những tai nạn có thé xảy ra khi tiếp xúc với thủy ngân Nhómtác giả Chang, T L., Chang, P L., & Cheung (2001) đã dé xuất một bộ dụng cụ thínghiệm tương tự như phong vũ biểu (hay ống Torricelli) để khảo sát áp suất và thé tíchcủa khối khí trong lòng ống nghiệm Ngoài ra, nhóm tác giả này sử dụng nước với các

nhiệt độ khác nhau, từ đó làm thay đổi nhiệt độ khối khí cần khảo sat Ivanov (2007)

cũng sử dụng ống chữ J, nhưng thay vì thủy ngân thì Ivanov sử dung nước cất

Một cơ chế cũng được sử dụng đề tạo áp suất lên khối khí, đó là để một vật nặng

lên piston của cylinder Băng cách này, Limpanuparb và các cộng sự (2018) cho rằng

HS có thé tập trung vào khỗi khí trong lòng cylinder mà không bị phân tâm bởi các chat lỏng Lewis (1997) đã dé xuất một phương án thí nghiệm sử dụng cơ chế này, và sử

dụng một chiếc cân dé rút ra được áp suất tác dụng lên khối khí Giáo trình thí nghiệm

9

AP Physics 1] and 2 Inquiry-Based Lab Investigations (2015) cũng đề xuất một phương

án thí nghiệm mở ding khối gỗ nặng đè lên piston của cylinder dé khảo sát định luật

Boyle.

Với sự phát triển của các thiết bị do lường hiện dai, một số phương án thi nghiệm

sử dụng hệ thông các cảm biến vả thiết bị điện tử dé đo ba thông số của chất khí (ápsuất, nhiệt độ tuyệt đói, thể tích)

Tại Việt Nam hiện nay, trang thiết bị thí nghiệm dùng trong day học nội dung

"Chất khí" (chương trình Vật lí lớp 10 hiện hành ban hành theo Quyết định

16/2006/QĐ-BGDDT) tại các trường THPT đã được qui định chỉ tiết và rõ ràng Cụ thể, Thông tư số

01/2010/TT-BGDĐT của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đảo tạo về Danh mục thiết bị dạy

học tối thiểu cấp Trung học phố thông đã qui định các dụng cụ dùng trong thí nghiệm

"Nghiệm các định luật Bôi-lơ Ma-ri-6t đối với chất khí" gồm áp kế kim loại gắn với hệ

xi-lanh và pit-tông thủy tinh, lọ dầu, nút cao su và nhiệt kế Ngoài ra, Thông tư số38/2011/TT-BGDĐT ban hành Danh mục tối thiểu thiết bị dạy học trưởng THPT chuyên

đã qui định các dụng cụ trong thí nghiệm "Các định luật chất khí" dùng đề nghiên cứu

3 định luật của khí lí tưởng và phương trình trạng thái của khí lí tưởng Vì vậy, các bộ

thí nghiệm nảy có thê được tìm thấy tại hầu hết các trường THPT và THPT chuyên trên

cả nước, hoặc có thể tìm mua tại các nhà sách có bán thiết bị giáo dục trường học.

Ngoài bộ dụng cụ thí nghiệm theo qui định của Bộ Giáo dục va Dao tạo, một số

các bộ thí nghiệm cũng được nghiên cứu và chế tạo theo hướng sử dụng vật liệu tái chế,

thân thiện với môi trường Tiêu biéu là bộ thí nghiệm của Phùng Việt Hải & Nguyễn Văn (2018), bộ thí nghiệm này dựa vào sự chênh lệch mức nước ở hai cột của ống của

U dé đo áp suất, và thay đối nhiệt độ khối khí bằng cách cho khối khí (chứa trong một

lon nước ngọt) nhúng vảo nước nóng hoặc lạnh Bộ thí nghiệm của Lê Minh Văn (2014)

sử dung các vật liệu phế thải như lon kim loại và các vật dụng dé kiếm như máy say tóc,

ống tiêm, Các vật liệu nảy có thé lắp ghép tạo thanh các bai thí nghiệm với mục dich

khác nhau (khảo sát định luật Boyle Mariotte, Charles hay Gay Lussac) Các thí nghiệm

nêu trên chủ yếu sử dung các phương pháp và dụng cụ đo truyền thống dé đo thông số

trạng thái như dùng chiều cao cột nước đề đo áp suất, nhiệt kế dé đo nhiệt dé, Hướng

thí nghiệm có sử dụng cảm biến và phần mềm cũng được phát triển, như thí nghiệm của

Nguyễn Tân Đạt (2016) sử dụng các cảm biến đề đo các thông số trạng thái của khối

10

khí Sau đó, các dữ liệu này được truyền về máy tinh và phân tích bằng Adruino, phanmềm Visual Studio 2008.

Bên cạnh những dụng cu, thiết bị thi nghiệm thực một số trường học và GV hiện

nay còn sử dụng các thí nghiệm mô phỏng Các thí nghiệm này có thể được trình chiều

dé đảng thông qua màn hình máy chiều và máy tinh có kết nỗi internet Một trong nhữngphần mém thí nghiệm ao được sử dụng hiện nay là mô phỏng PhET (Carl Wieman,2002) Các thí nghiệm về chất khí có thé được tìm thấy thông qua mục "Gas Intro" hoặc

"Gas Properties" của trang web nay.

KET LUẬN CHƯƠNG 1

Ở chương nay, chúng tôi đã ting hợp những nghiên cứu trong và ngoài nước về

năng lực thực nghiệm của HS; phát trién nang lực thực nghiệm của HS va những phương

án, dụng cụ, thiết bị thí nghiệm đề dạy học các kiến thức thuộc nội dung "Chất khí" Có

thê thay, năng lực thực nghiệm của HS được nghiên cứu kĩ lưỡng và việc phát trién nănglực thực nghiệm của HS là cần thiết, đặc biệt trong bối cảnh triển khai Chương trìnhgiáo dục phô thông 2018 chú trọng phát trién phâm chất, năng lực của HS Ngoài ra, cácphương án, dụng cụ thí nghiệm liên quan đến nội dung "Chất khí” là rất đa dạng, phong

phú, từ những bộ dụng cụ tinh vi, phức tạp đến những dụng cụ gọn nhẹ, từ thí nghiệm

trực tiếp đến thí nghiệm mô phỏng

Trong chương tiếp theo, tác giá sẽ xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn cho đề tải, với nội dung chính xoay quanh các khái niệm về năng lực, năng lực thực nghiệm phát

triển năng lực thực nghiệm và cơ sở khoa học của việc sử dụng thí nghiệm trong dạyhọc dé phát triển năng lực thực nghiệm của HS.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIEN CUA DE TÀI

2.1 Năng lực

2.1.1 Khái niệm năng lực

Khái niệm, phạm trù "năng lực" đã được nghiên cứu và tiếp cận dưới nhiều góc

độ khác nhau (Nguyễn Thanh Nga (chủ biên) va các cộng sự, 2020).

Các tài liệu nước ngoài thường xếp "năng lực" vào phạm tra "khả năng" (ability,

capacity) (Hoàng Hòa Binh, 2015) Một số định nghĩa về năng lực theo phạm trù kha năng có thê được kê đến như: khả năng đáp ứng một cách hiệu quả những yêu cầu phức hợp trong một bối cảnh cụ thẻ (OECD, 2002), khả năng hành động, thành công và tiến

bộ dựa vào việc huy động và sử dụng hiệu quả tông hợp các nguồn lực đề đối mặt với

các tình huống trong cuộc sống (Tremblay Denyse, 2002).

Các tài liệu trong nước lại xếp "nang lực” vảo các phạm trù khác như hoạt động, đặc điểm, phẩm chất, thuộc tính cá nhân (Hoàng Hòa Bình, 2015) Có thể nhắc đến định nghĩa của năng lực trong Từ điển Bách khoa Việt Nam rằng "Năng lực là đặc điểm của

cá nhân thê hiện mức độ thông thạo một hay một số dang hoạt động nao đó." (Hội đồng

Quốc gia chỉ đạo biên soạn Từ điển Bách khoa Việt Nam, 2003)

Dù có nhiều quan điểm khác nhau các nhà nghiên cứu thường xây dựng khái

niệm năng lực thành các thành tố cơ bản Một số thành tố cơ bản của năng lực có thé kế

đến như kiến thức, ki năng, thái độ tình cảm, nhu cầu (Nguyễn Thanh Nga (chủ

bién) và các cộng sự, 2020) Theo Nguyễn Thi Kim Dung và các cộng sự (2015), "Nang

lực là tô hợp các kiến thức, ki năng, thái độ và kinh nghiệm cá nhân cho phép thực hiện

có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vu, van dé trong những

tinh huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân."

Bộ Giáo dục và Đảo tạo (2018) đã định nghĩa năng lực một cách day du va chi

tiết như sau: "Nang lực là thuộc tinh cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chat sẵn

có va quá trình học tập, rén luyện, cho phép con người huy động tông hợp các kiến thức,

kĩ năng và các thuộc tinh cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ¥ chi, thực hiện thành

cộng một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ

thê."

2.1.2 Năng lực của HS trong chương trình giáo dục phố thông tông thé 2018

13

Trong chương trình giáo dục phô thông tông thé 2018, năng lực của HS được nêu

cụ thể là những năng lực cốt lõi, tức là những "năng lực cơ bản, thiết yêu mà bat kì ai

cũng cần phải có dé song, học tap va lam việc hiệu quả” (Bộ Giáo duc va Đào tao, 2018).

Các năng lực cốt lõi được qui định bao gồm:

® Ba năng lực chung: năng lực tự chủ và tự hoc, năng lực giao tiếp và hợp tác,

năng lực giải quyết vẫn đề và sáng tạo Những năng lực chung này được hình thành vàphát triển thông qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục

® Bay năng lực đặc thù: nang lực ngôn ngữ, nang lực tính toán, nang lực khoa

học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thâm mi, năng lực thé chất Những năng lực đặc thủ nay được hình thành và phát triển chủ yếu thông qua một số môn học

2.2 Năng lực thực nghiệm và phát triển năng lực thực nghiệm của HS

2.2.1 Khái niệm và cấu trúc của năng lực thực nghiệm

Dựa vào những định nghĩa của năng lực, năng lực thực nghiệm được định nghĩa

là "khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm kĩ năng, thái độ và hứng thú đề

hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình hudng đa dạng của đời sông."

(Hội đồng Quốc gia chi đạo biên soạn Từ điển Bách khoa Việt Nam, 2003) Từ đó,

người ta định nghĩa năng lực thực nghiệm vật lí là "khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ

năng thực nghiệm trong lĩnh vực vật lí cùng với thái độ tích cực đẻ giải quyết các vấn

dé đặt ra trong thực tiễn." (Tran Thị Thanh Thư, 2016) Khái niệm năng lực thực nghiệm

trong phạm ví khóa luận này cần được hiểu cụ thé là năng lực thực nghiệm vật lí.

Năng lực thực nghiệm của HS được cau thành từ nhiều thành tố, trong đó, mỗi thành tô gồm nhiều chi số hành ví Trong phạm vi khóa luận, chúng tôi sử dụng khung cấu trúc năng lực thực nghiệm đã được nghiên cứu và xây dựng bởi nhóm tác giả Lê Thị

l4

Xuyến và Phạm Xuân Quế (2021) Cấu trúc năng lực thực nghiệm của HS gồm những

thành phân sau:

Bang 2.1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm của HS

Thành tô Chỉ sô hành vi

1 Xác định mục đích thực 1.1 Xác định cau hỏi cân thực nghiệm

nghiệm 1.2 Phát biêu mục đích thực nghiệm

[2.1 Xây dựng cơ sở lí thuyết cho phương án thực

nghiệm

2 Lập kế hoạch thực nghiệm 2.2 Dự kiên các dụng cự thiết bị thực nghiệm

2.3 Dự kiến phương án bô trí, tiền hành thực nghiệm,

thu thập và xử lí dữ liệu 3.1 Lựa chọn, xây dựng (nêu có) các dụng cy/thict bị

thực nghiệm

3 Thực hiện kế hoạch thực ————D _— =

3.2 Bo trí lắp ráp các dụng cụ/thiệt bị thực nghiệm

nghiệm TC =

3.3 Tiên hành các bước thực nghiệm

3.4 Thu thập dữ liệu thực nghiệm

4.1 Xử lí được sai số và biểu dién kết quả của phép

đo 4.2 Rút ra các kết luận vật lí

4 Xử lí diy liệu thực nghiệm

và rút ra kết luận, dé xuất điều

chỉnh

4.3 Dánh giá và dé xuất cải tiên2.2.2 — Biểu hiện của năng lực thực nghiệm trong chương trình giáo dục pho

thông môn Vật lí 2018

Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018 qui định năng lực vật lí của

HS bao gồm các biểu hiện: nhận thức vật lí; tìm hiểu thế giới tự nhiên đưới góc độ vật lí; vận đụng kiến thức, kĩ năng đã học.

Như vậy, thuật ngữ "nang lực thực nghiệm vật li" chưa được thể hiện trong

Chương trình 2018 Tuy nhiên, những biểu hiện cụ thé của năng lực vật lí, năng lực

chung và phẩm chất chủ yếu được qui định trong Chương trình giáo duc phô thông 2018

đã góp phần xây dựng nên các biểu hiện của năng lực thực nghiệm vật lí Từ đó, chúngtôi đề xuất bảng tong hợp các biểu hiện của nang lực vật lí và năng lực chung củaChương trình 2018 cau thành nên các chỉ số hành vi của khung năng lực thực nghiệm

như sau:

l§

Bang 2.2 Biêu hiện của năng lực thực nghiệm trong Chương trình giáo duc pho thông

chức hoạt động

i F thong ké don gian.

biểu điển kết quả của

héo đ Sử dụng sơ đồ, biêu bảng | Nang lực vật li:

phep do

4 Xử lí dữ dé biéu đạt được kết quả | Tìm hiểu thé

liệu thực tìm hiệu giới tự nhiên

xuất điều Danh giá được kết quả

4.3 Đánh gia và dé xuất | các dữ liệu, so sánh được

cải tiến kết quả với giả thuyết

Đề xuất được van dé nghiên cứu tiếp

Theo định hướng chung trong việc đánh giá năng lực của HS được qui định bởi

Bộ Giáo dục và Dao tạo (2018) ta cần thiết kế các tình huống xuất hiện vấn đề cần giảiquyết dé tạo điều kiện cho HS bộc lộ năng lực của mình Ngoài ra, ta cần lưu ý xác định

lựa chọn các phương pháp và công cụ đánh giá sao cho phù hợp.

Trong một thời gian dai, các công cụ đánh giá thường được sử dụng 1a bài thi

chuân hóa (standardised test) hay các bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan, tự luận,

Tuy nhiên, đối với dạy học phát triển năng lực, người ta thường sử dụng công cụ đánh

giá là các thang đo Một trong những loại thang đo được sử dụng phô biến là thang đánhgiá mô tá tổng quát (rubric) (Nguyễn Quang Thuan, 2016)

Dé đánh giá năng lực thực nghiệm của HS THPT, chúng tôi sử đụng rubric, trong

đó, mỗi chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm được mô tả ở ba mức độ khác nhau, gọi là các tiêu chí chất lượng Cac mức độ nay được xây dựng dựa trên mức độ tự lực của HS, với mức thấp nhất (mức 1) ứng với việc HS đáp ứng được chỉ số hành vi nhưng

17

dưới sự hướng dẫn hoàn toàn của GV va mức cao nhất (mức 3) ứng với việc HS tự đápứng được chỉ số hành vi Bảng rubric đánh giá năng lực thực nghiệm của HS có dạng

HS xác định được câu hoi cân thực

nghiệm dưới sự hướng dẫn một phần

1.2 Phát biểu mục HS phát biêu được mục đích thực

nghiệm đưới sự hướng dẫn một phan

của GV.

HS tự phát biêu được mục đích thực

đích thực nghiệm

nghiệm,

HS xây dựng được cơ sở lí thuyết cho

phương án thực nghiệm dưới sự hướng

2.1 Xây dựng cơ sở dẫn hoàn toàn của GV

li thuyết cho HS xây dụng được cơ sở lí thuyết cho

phương án thực phương án thực nghiệm dưới sự hướng

nghiệm dẫn một phần của GV,

HS tự xây dựng được cơ sở lí thuyết cho phương án thực nghiệm.

2.2 Dự kiên các

dụng cụ/ thiết bị cụ/thiết bị thực nghiệm dưới sự hướng

thực nghiệm dẫn hoàn toàn của GV.

liệu dưới sự hướng dẫn hoan toan của

HS dự kiến được phương án bỗ trí, tiền

đưới sự hướng dẫn hoàn toản của GV.

HS lựa chọn hoặc xây dựng được (nêu

có) các dụng cụ(thiết bị thực nghiệm

dưới sự hướng dẫn một phần của GV

‘HS tự lựa chọn hoặc xây dựng được.

HS tiến hành được các bước thực

nghiệm dưới sự hướng dẫn hoàn toàn

của GV.

3.3 Tiến hảnh các HS tiên hanh được các bước thực

nghiệm dưới sự hướng dẫn một phan

HS thu thập được dữ liệu thực nghiệm

dưới sự hướng dẫn một phần của GV

HS tự thu thập được dữ liệu thực nghiệm.

HS xử lí được sai số và biêu điển đượckết quả của phép đo dưới sự hướng dẫn

¬ oe hoàn toàn của GV.

HS tự xử lí được sai sô và biéu diễn

được kết quả của phép đo

HS rút ra được các kết luận vật lí dưới

F sự hướng dẫn hoàn toàn của GV

HS đánh giá và đề xuất được cải tiền.

dưới sự hướng dẫn hoàn toan của GV.

HS đánh gia va đề xuât được cải tiên

dưới sự hướng dẫn một phần của GV

HS tự đánh giá và đề xuất được cải tiễn.

2.3 Sử dụng thí nghiệm vật lí trong bồi dưỡng và phát triển năng lực thực

nghiệp của HS

2.3.1 Khái niệm vai trò của thí nghiệm vật lí

Thí nghiệm vật lí là sự tác động có mục đích, hệ thông của con người vào các đối

tượng trong hiện thực khách quan Sau khi thực hiện các tác động, con người phân tích

điều kiện diễn ra và kết quả thu được của sự tác động dé từ đó thu nhận tri thức mới.

(Nguyễn Đức Thâm, 1999).

Ta can phân biệt những thí nghiệm nghiên cứu vật lí được tiền hành bởi các nha

vật lí học trong tiền trình lịch sử và những thí nghiệm sử dụng trong dạy học môn Vật

lí Cả hai đều có điểm tương đồng là sự tác động lên các đôi tượng trong hiện thực khách

quan, cụ thẻ hơn là đối tượng vật lí Điểm khác nhau năm ở mục đích cuối cùng của

chúng Thí nghiệm nghiên cứu do các nhà vật lí học tiền hành có mục đích tìm hiều mộtđối tượng vật lí, còn thí nghiệm sử dung trong day học Vật lí dùng dé truyền đạt phươngpháp và kết quả nghiên cứu đến HS (Nguyễn Mạnh Hùng, 2001) Trong phạm vi dé tài,

chúng tôi nghiên cứu thí nghiệm vật lí sử dụng trong dạy học.

Bàn về vai trò của thí nghiệm vật lí, Bộ Giáo đục và Đào tạo (2018) cho rằng "thí

nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành khái niệm, qui

luật, định luật vật lí." Theo quan điểm lí luận đạy học, thí nghiệm vật lí có những vai trò

sau (Phùng Thị Thái Hà, 2020):

¢ Thí nghiệm vật lí được sử dụng ở nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học Ta có thé sử dụng các thí nghiệm đơn giản, ít tốn thời gian thực hiện dé tạo tình huồng có van dé, đề xuất van đề nghiên cứu Trong quá trình hình thành kiến thức, thí nghiệm vật lí là công cụ dé thu thập dit liệu, từ đó ta có thê kiêm chứng, minh họa hoặc khảo sát một nội dung kiến thức nảo đó Thí nghiệm vật lí còn có thê được sử dụng trong

quá trình củng có kiến thức, hay trong kiểm tra đánh giá sự phát triển các phẩm chat,

năng lực của HS.

¢ Thí nghiệm vat lí là phương tiện kích thích sự hứng thú học tập va là phương tiện

được sử dụng trong định hướng giáo dục tích cực, giáo dục phát triển phẩm chat, năng

lực, đặc biệt là các năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ tự học, năng lực thực

nghiệm, năng lực giải quyết van đề thực tiễn,

e Thí nghiệm là phương tiện giúp miéu tả đơn giản và trực quan các kiến thức, khái

niệm vật lí, giúp ích trong việc dạy và học môn Vật lí.

2.3.2 Phân loại thí nghiệm vật lí

Có nhiều cách phân loại thí nghiệm vật lí trong dạy học Ta có thê phân loại theođối tượng tác động, thực hiện thi nghiệm vật lí ở trường phô thông thành thi nghiệm biểu

điển và thí nghiệm thực hành ( Nguyễn Mạnh Hùng, 2001) Ngoải ra, ta còn có thê phân

loại theo môi trường diễn ra thí nghiệm thành thi nghiệm thực và thí nghiệm mô phóng

(Phùng Thị Thái Hà, 2020).

Phân tích rõ hơn về việc phân loại thí nghiệm vật lí theo đối tượng tác động, ta

có thí nghiệm biểu dién va thí nghiệm thực hành

Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm do GV tiến hành GV tác động lên các đối

tượng vật lí, sau đó trình bày lại cho HS phương pháp nghiên cứu và những kết quả

nghiên cứu được HS chủ yếu theo đõi và tham gia với một mức độ nhất định dưới sự

yêu cầu của GV Thí nghiệm biểu điễn gồm:

© Thí nghiệm mở đâu: là những thí nghiệm đơn giản xét về dụng cụ và thao tác

thực hiện Thời gian thực hiện các thí nghiệm mở đầu thường ngắn (khoảng 5 - 10 phit)

dé đảm bảo tiến độ dạy học Mục đích của những thí nghiệm này là tạo ra một hiệntượng vật li, từ đó đặt ra cho HS van dé cần nghiên cứu hay kiến thức can hình thành,xây dựng Ngoài ra, thí nghiệm vật lí mở đầu còn giúp tăng hứng thú và lôi kéo sự tập

trung của HS vào bài học.

¢ Thí nghiệm nghiên cứu: là những thí nghiệm có mức độ phức tạp và qui mô lớn

hơn, về mặt thiết bị, thao tác và thời gian thực biện Các thí nghiệm nay thường chiếmphan lớn thời gian của tiết học, hoặc phải được thực hiện trên phòng thí nghiệm với

không gian và dụng cụ phù hợp Mục đích của các thí nghiệm nghiên cứu là tác động

trực tiếp lên đối tượng để nghiên cứu những thuộc tính vật lí của chúng, và chúng thường

có đặc điểm là những thí nghiệm định lượng, tức là ta phải thu thập một số lượng lớn

các dữ liệu đề xử lí.

© Thí nghiệm củng có: là loại thí nghiệm với mục đích cho HS thấy vai trò của việc

vận dụng lí thuyết vật lí vào trong đời sông, cũng như tạo điều kiện cho HS vận dụng

những kiến thức đã học trong việc giải thích hiện tượng

Thí nghiệm thực hành 1a thí nghiệm trong đó GV tô chức và hướng dẫn, HS trực

tiếp tác động lên đối tượng vat lí dé nghiên cứu chúng Các thí nghiệm thực hanh có thé

được thiết kế dựa trên nguyên tắc của những thí nghiệm trong tiến trình lịch sử, hoặc là

những thí nghiệm được cải biến và thiết kế nhằm đạt được mục đích sư phạm Các thínghiệm này có một đặc điểm quan trọng là phù hợp với đối tượng HS Thí nghiệm thựchành gồm:

carm

® Thí nghiệm thực hành trên lớp: là thí nghiệm do HS thực hiện trong giờ học,

ngay tại lớp học Về bản chat, các thí nghiệm này giống với thí nghiệm biểu diễn, nhưng

đơn giản hon Các thí nghiệm thực hành trên lớp cần đảm bảo một số tiêu chí nhất định

như thời gian thực hiện phù hợp, các dụng cụ thí nghiệm dé sử dụng, dé di chuyển để

phù hợp với môi trường lớp học.

¢ Thí nghiém thực hành trên phòng thí nghiệm: là thí nghiệm do HS thực hiện trong

phòng thí nghiệm vật lí Điểm khác biệt của thí nghiệm này là chúng được tiễn hành sau khi HS đã học và nắm vững kiến thức, từ đó độ phức tạp và qui mô của thí nghiệm cũng tăng lên, đòi hỏi sự chuẩn bị kĩ lưỡng từ GV Các bài thí nghiệm trong sách giáo khoa

môn Vật lí hiện hành đều là các bài thí nghiệm thực hành trên phòng thí nghiệm.

¢ Thí nghiệm thực hành tai nhà: là những thí nghiệm do HS tự thực hiện tại nhà,

dưới sự hướng dẫn trên lớp của GV Các thí nghiệm nảy thường đơn giản, định tính và

mang tinh quan sat hon là định lượng.

Trong phạm vi đề tài, bộ dụng cụ thí nghiệm do người nghiên cứu chế tạo thuộc loại thí nghiệm thực hảnh, cụ thê là thí nghiệm thực hành trên phỏng thí nghiệm.

2.3.3 Day học bằng thí nghiệm dé phát triển năng lực thực nghiệm của HS

Một trong những phương pháp hiệu quả dé bồi dưỡng và phát triển năng lực thực

nghiệm cho HS là tăng cường sử dụng thí nghiệm và phương pháp thực nghiệm trong đạy học (Phùng Thị Thái Hà, 2020).

Thông qua việc tăng cường sử dụng thí nghiệm HS có thé dan dan phát triển các

thành tố của năng lực thực nghiệm theo các mức độ từ thấp đến cao Ban đầu, GV có

thé cho HS xem những thi nghiệm biêu diễn đẻ rèn luyện các thành tô năng lực liên quanđến quan sát, xứ lí kết quả thí nghiệm và giúp HS có thé bắt chước theo các thao tác đó.Càng về sau, mức độ hướng din của GV sẽ càng giảm dan Thay vì day học bằng những

thí nghiệm biéu điền, GV chuyển qua str dung các thí nghiệm thực hành, dé HS có cơ hội tiếp xúc trực tiếp với các dụng cụ thi nghiệm Ở giai đoạn dau, GV có thé cung cap sẵn danh mục các dụng cụ, thiết bị, phương án thí nghiệm, các bước tiến hanh thi

nghiệm, Sau đó, GV đần nâng cao yêu cầu hơn và thiết kế các nhiệm vụ thí nghiệm

yêu cau HS lựa chọn và tự xây dựng các phương án bố trí, phương án tiễn hành thí

nghiệm Ở giai đoạn này, năng lực thực nghiệm của HS sẽ được bồi dưỡng và phát trién

một cách ti đa Dé việc sử dụng thí nghiệm cũng như phương pháp thực nghiệm trong

day học phát trién năng lực thực nghiệm của HS đạt hiệu quả cao, tác giả Phùng Thi

Thái Ha (2020) có đưa ra một số lưu ý sau dành cho người day:

23

e Chú ý khai thác tôi đa các nội dung kiến thức có thể sử dụng phương pháp thực

nghiệm.

e Cần thiết kế các nhiệm vụ học tập sao cho HS có thê phát huy tối đa khả năng

của minh đề phát triển năng lực thực nghiệm một cách toàn điện.

© Tạo điều kiện cho HS thao tác trực tiếp với đụng cụ thí nghiệm

e Hướng dẫn HS xử lí kết quả thí nghiệm và chap nhận sai số, tìm ra nguyên nhân, biện pháp khắc phục chứ không được hiệu chỉnh số liệu nhằm phát triển các thành tô năng lực liên quan đến xử lí dữ liệu thực nghiệm.

Đề đảm bảo tính khoa học, việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS cần

tuần theo một trình tự nhất định Can phai nhan mạnh, năng lực thực nghiệm được cầu

thành từ nhiều năng lực thành phân, nhiều thành tô khác nhau Trong một bài học, không

thé nào bồi dưỡng hết các năng lực thành phần mà GV cần phải có sự chọn lọc các thành

tô quan trong dé bồi dưỡng nhằm đạt hiệu quả cao (Nguyễn Đức Tham, 2002) Qui trìnhbồi đưỡng năng lực thực nghiệm cho HS gồm 5 bước (Phùng Thị Thái Hà, 2020):

Bước 1: Xác định hình thức tô chức bồi dưỡng

Hình thức tô chức bồi dưỡng được xác định ứng với hình thức tô chức day học Vật lí ở trường phê thông Vi dụ, khi tô chức lớp học theo hình thức day học trên lớp,

GV có thê tô chức bồi dưỡng với các bài thực hành thí nghiệm Hay khi tô chức lớp họctheo hình thức day học từ xa, GV có thé tê chức bồi dưỡng với các nhiệm vụ chế tạo

dụng cụ thí nghiệm hoặc xem thí nghiệm biéu diễn tại nhà.

Bước 2: Xác định mục tiêu đạy học.

GV cần xây dựng các mục tiêu dạy học cụ thê, trong đó, xác định rõ các thành

phan của năng lực thực nghiệm cần tập trung phát triển và bồi dưỡng trong bài học Ở

mỗi thành phan của năng lực thực nghiệm, GV cần xác định rõ các mức độ hình thành

kĩ nang sao cho phù hợp với đối tượng HS Các mục tiêu cần phải đo lường được, làm

cơ sở cho kiểm tra đánh giá.

Bước 3: Lập kế hoạch và tô chức bồi dưỡng

Người day cần lập kế hoạch một cách kĩ lưởng, chu đáo Một số yếu tố cần xét

đến khi lên kế hoạch vả tô chức bồi dưỡng gồm:

e Nhận xét điều kiện về phương tiện, thiết bị day hoc, không gian, thời gian Trongđạy học phát triển năng lực thực nghiệm, các thiết bị, dụng cụ thí nghiệm là võ cùng cần

thiệt và cân sự chuân bị chu đáo GV cân xem xét sĩ so lớp học đê bô trí dung cụ một

24

cách phù hợp Ngoài ra việc tô chức giờ học tại đâu (lớp học hay phòng thí nghiệm) và

trong bao nhiêu tiết cũng là các yếu tố cần cân nhắc để lên kế hoạch

e Xây dựng phương án kiêm tra đánh giá Day là một yếu tô không thê thiếu trong

quá trình dạy học Kiém tra đánh giá giúp cung cấp thông tin hai chiều, cho người học

và cả người day Việc xây dựng phương án kiêm tra đánh giá cần bám sát vào mục tiêu

day học và phải cụ thé (sử dụng phương pháp, công cụ gì, )

Sau khi lập kế hoạch, GV biện thực hóa kẻ hoạch và tô chức lớp học Trong quá

trình tổ chức lớp học, GV cần nêu rõ các yêu cau, có những hướng dẫn cụ thé và đóng

vai trò định hướng, giúp đỡ HS khi can thiết.

Bước 4: Tô chức kiểm tra đánh giá

GV tiễn hành kiểm tra đánh giá theo phương án đã xây dựng Việc kiểm tra, đánh

giá phải đảm bảo công bằng, minh bạch, khách quan

Bước 5: Bồ sung và cải tiến

GV cần đánh giá xem qui trình day học phát triển năng lực thực nghiệm có đạtđược mục tiêu đề ra hay chưa, có hiệu quả không, để làm cơ sở cải thiện và phát triểncho những lần dạy tiếp theo

KET LUẬN CHƯƠNG 2Trong chương này, tác giả đã xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn cho đẻ tài, với

các nội dung liên quan đến năng lực, năng lực thực nghiệm phát triển năng lực thực

nghiệm và sử dụng thí nghiệm trong dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của HS.

Có thê thay, nang lực thực nghiệm là một trong những năng lực rất quan trọng cân được

hình thành và phát trién cho HS thông qua Chương trình giáo dục phô thông 2018 môn

Vật li Tuy thuật ngữ năng lực thực nghiệm không được nhắc đến trong chương trình, tác giả đã chỉ ra những biéu hiện của nang lực thực nghiệm vật lí được qui định trong

Chương trình 2018 Ngoài ra, rubric đánh giá năng lực thực nghiệm cũng được tác giá

dé xuất dựa trên sự tự lực của người học Việc phát triên năng lực thực nghiệm của HSđòi hỏi vận dụng linh hoạt nhiều phương pháp và cách thức, trong đó, việc sử dụng thí

nghiệm vật lí được cho là một cách thức quan trọng, vì nó tạo điều kiện cho HS tiếp xúc

và thực hiện thí nghiệm trực tiếp với dụng cụ

Trong chương tiếp theo, chúng tôi hướng dan xây dựng bộ thiết bị thí nghiệm dé đạy học chủ đề "Phương trình trạng thai" thuộc mạch nội dung “Khí lí tường” — Vật lí

12 Chương trình 2018 — nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của HS Ngoài ra, chúng

tôi còn thực hiện thí nghiệm đề thu thập số liệu và đánh giá độ tin cậy của bộ dụng cụ

thí nghiệm.

CHƯƠNG 3: HUONG DAN CHE TẠO VA THU NGHIỆM THIET BỊ THÍ

NGHIEM DẠY HỌC NOI DUNG "PHƯƠNG TRÌNH TRANG THAI"

3.1 Danh mục vật liệu, dung cu của bộ thi nghiệm

Cac dụng cụ thí nghiệm được mô tả ở Hình 3.1:

wit ane

“Hình 3.1 Hình ảnh các bộ phân của bộ dung cụ thí nghiệm

Chí tiết về các dụng cụ, thiết bị được thê hiện ở bảng sau:

Bảng 3.1 Bảng tong hợp các dung cụ, thiệt bị thí nghiệm thí nghiệm