CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIEN CUA DE TÀI
3.2. BS trí lắp ráp các
dụng cwthiét bị thực
nghiệm
+
Lập được kế hoạch triển
khai tìm hiểu
Tập hợp và điều phối
- được vật lực cần thiết cho
hoạt động
16
Tìm hiểu
giới
Năng lực chung
giải quyết vấn dé và sáng tạo:
thiết kế va tổ
chức hoạt động
3.3. Tiên hành các bước
thực nghiệm
3.4. Thu thập dữ liệu thực nghiệm
Thu thập, lưu giữ được
nghiệm
Phân tích, xử lí các dữ
oo . „ „ Hiệu bằng các tham số
4.1. Xử lí được sai số va
. 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
dưới góc độ vật lí
nghiệm và Giải thích, rút ra được ket
4.2. Rút ra các kết luận vật
lí luận và điều chỉnh khi
i
rút ra kết
luận, dé cần thiết.
xuất điều Danh giá được kết quả+
chỉnh đựa trên phân tích, xử lí
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 giải quyết 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 đánh giá 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 đáp ứng được chỉ số hành vi. Bảng rubric đánh giá năng lực thực nghiệm của HS có dạng
như sau:
Bang 2.3. Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm của HS
Thành tố Chỉ số hành vi Tiêu chí chất lượng
HS xác định được câu hỏi cần thực
1.1. Xác định câu
hỏi cần thực nghiệm
nghiệm dưới sự hướng dan hoàn toàn
của GV,
HS xác định được câu hoi cân thực
nghiệm dưới sự hướng dẫn một phần
của GV,
; HS tự xác định được câu hỏi cân thực 1. Xác định
; : nghiệm.
mục đích thí
HS phát biểu được mục đích thực
agra nghiệm dưới sự hướng dan hoàn toàn
của GV.
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.
3. Thực hiện
kế hoạch thực
nghiệm
23. Dự kiến phương án bố trí, tiến hành thực
nghiệm, thu thập vả xử lí dữ hiệu
3.1. Lựa chọn, xây
dựng (nếu có) các dụng cụ/thiết bị thực
nghiệm
3.2. Bồ trí lắp ráp các dụng cụ“thiết bị
thực nghiệm
HS lập được danh mục các dụng
cụ/thiết bị thực nghiệm dưới sự hướng dẫn một phần của GV.
hành thực nghiệm, thu thập và xử lí dữ
liệu dưới sự hướng dẫn hoan toan của
HS dự kiến được phương án bỗ trí, tiền
hành thực nghiệm, thu thập và xử lí dữ
tiên hành thực nghiệm, thu thập và xử
lí dir liệu.
HS lựa chọn hoặc xây dựng được (neu
có) các dụng cụ(thiết bị thực nghiệm
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.
(nếu có) các dụng cwthiét bị thực
nghiệm.
HS bo trí lắp rap được các dụng
cụ/thiết bị thực nghiệm đưới sự hướng dẫn hoàn toàn của GV,
HS bo trí lắp ráp được các dụng
cu/thiét bị thực nghiệm dưới sự hướng dẫn một phần của GV.
HS tự bố trí lắp ráp được các dụng cụ/thiết bị thực nghiệm.
4. Xử lí dữ liệu thực nghiệm
và rút ra kết luận, đề xuất điều chỉnh
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
cua GV,
HS tự tiên hành được các bước thực nghiệm.
HS thu thập được dữ liệu thực nghiệm bước thực nghiệm
dưới sự hướng dẫn hoàn toàn của GV.
3.4. Thu thập dữ liệu thực nghiệm
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 được kết quả của phép đo dưới sự hướng dẫn
ơ oe hoàn toàn của GV.
4.1. Xử lí sai số và — ————
ae. aul - HS xử lí được sai số và biêu điền được biêu điển ket quả st. ae " a
; „ kết quả của phép đo dưới sự hướng dan của phép đo `...
một phân 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.
4.2. Rút ra các kết - ——>———-
ơ HS rỳt ra được cỏc kết luận vật li dưới luận vật lí a. it. ac a. ca
sự hướng dan một phan của GV.
HS tự rút ra được các kết luận vật lí.
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 một đối tượng vật lí, còn thí nghiệm sử dung trong day học Vật lí dùng dé truyền đạt phương pháp 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 theo đối 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 hiện tượng 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 chiếm phan 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 thí nghiệm này có một đặc điểm quan trọng là phù hợp với đối tượng HS. Thí nghiệm thực hành 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 quan đến 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 trình bồi 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 học theo 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. Trong đạy 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