Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.

Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.Tổ chức hoạt động dạy học vật lí “Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 11.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

LỜI C Đ N

Tôi xin cam đoan luận án là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các thiết bị, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là của tác giả và chưa từng được người khác công bố trong các công trình khác

Tác giả

Nguyễn Minh Thuần

Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lí và Bộ môn Phương pháp dạy học Vật lí Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội; Ban Giám hiệu và Thầy Cô trường THPT Tháp Mười đã tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Ngọc Hưng và TS Dương Xuân Quý đã hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận án

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới GS.TS Đỗ Hương Trà, PGS.TS Phạm Xuân Quế, PGS.TS Nguyễn Văn Biên, TS Tưởng Duy Hải, TS Nguyễn Anh Thuấn, TS Trần Ngọc Chất, TS Trần Bá Trình cùng các Thầy Cô trong Khoa Vật

lí Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã dành thời gian góp ý cho tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tác giả xin chân thành cảm ơn đối với gia đình, bạn bè, học sinh trường THPT Tháp Mười và trường THPT Đốc Binh Kiều đã giúp đỡ và động viên tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tác giả

Nguyễn Minh Thuần

TT TÊN CÁC BIỂU BẢNG Trang

Bảng 4.3 Thống kê các tiêu chí đánh giá tính khả thi của TBTN cân

xoắn kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông 101

Bảng 4.4 Số lƣợng HS theo các mức độ đạt đƣợc của NL GQVĐ khi

Bảng 4.5 Bảng kiểm quan sát NL GQVĐ của 6 HS khi nghiên cứu

Bảng 4.11 Tiêu chí đánh giá các mức độ đạt đƣợc của NL GQVĐ của

Bảng 4.12 Các mức độ HS đạt đƣợc của NL GQVĐ ở thành tố 1 qua

ba nội dung nghiên cứu ƢDKT của VL 130

Bảng 4.16 Các mức độ HS đạt đƣợc của NL GQVĐ qua ba nội dung

Bảng 4.17 Số lƣợng HS theo các mức độ đạt đƣợc của NL GQVĐ qua

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1 Các mức độ HS đạt được của NL GQVĐ ở thành tố 1 qua

Biểu đồ 4.2 Các mức độ HS đạt được của NL GQVĐ ở thành tố 2 qua

Biểu đồ 4.3 Các mức độ HS đạt được của NL GQVĐ ở thành tố 3 qua

Biểu đồ 4.4 Các mức độ HS đạt được của NL GQVĐ ở thành tố 4 qua

Biểu đồ 4.5 Các mức độ HS đạt được của NL GQVĐ qua ba nội dung

Hình 2.1 Cấu trúc kiến thức Chương “Điện tích – Điện trường” 35

Hình 3.1 TBTN cân xoắn kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông 50

MỞ ĐẦU 1

1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 MỤC Đ CH NGHIÊN CỨU 4

3 KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 4

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 4

5 CÁC NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 4

6 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5

7 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LU N ÁN 5

8 CẤU TRÚC CỦA LU N ÁN 6

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU………7

1.1 Các nghiên cứu về dạy học giải quyết vấn đề và bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề 7 1.2 Tình hình xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm, trong đó có thiết bị thí nghiệm tĩnh điện trong dạy học vật lí 11

1.3 Các vấn đề cần được nghiên cứu 15

Chương 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VẬT LÍ 16

2.1 Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí 16

2.1.1 Năng lực và năng lực giải quyết vấn đề 16

2.1.1.1 Năng lực 16

2.1.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề 16

2.1.2 Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề khi xây dựng và vận dụng kiến thức vật lí 21

2.1.2.1 Tiến trình chung dạy học giải quyết vấn đề 21

2.1.2.2 Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề khi xây dựng kiến thức vật lí mới 21

2.2 Tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí……… ……26

2.2.1 Hiệu quả giáo dục và các đặc điểm của hoạt động ngoại khóa 27

2.2.2 Nội dung, phương pháp dạy học và hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề vật lí 27

2.2.3 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí 29

2.3 Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí 31

2.3.1 Chức năng và hiệu quả giáo dục của thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí 31

2.3.2 Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí 32

2.3.3 Quy trình xây dựng và quy trình sử dụng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí 33

2.3.3.1 Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm thực tập vật lí 33

2.4 Điều tra thực tiễn dạy học Chương “Điện tích – Điện trường (Vật lí 11) 35

2.4.1 Mục tiêu cần đạt được trong dạy học Chương “Điện tích – Điện trường 35

2.4.2 Mục đích, phương pháp điều tra và đối tượng được điều tra 36

2.4.2.1 Mục đích điều tra 36

2.4.2.2 Phương pháp điều tra và đối tượng được điều tra 45

2.4.3 Kết quả điều tra 37

2.4.4 Đề xuất các biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học Chương “Điện tích- Điện trường 41

Chương 3 QUY TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA CHỦ ĐỀ “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TĨNH ĐIỆN” NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LỚP 11 44

3.1 Lựa chọn và đặt tên chủ đề 44

3.2 Lập kế hoạch tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề 44

3.2.1 Mục tiêu chung của hoạt động ngoại khóa chủ đề 44

3.2.2 Nội dụng của hoạt động ngoại khóa và các nhiệm vụ của học sinh trong hoạt động ngoại khóa chủ đề 45

3.2.2.1 Nội dung của hoạt động ngoại khóa chủ đề 45

3.2.2.2 Các nhiệm vụ được giao cho học sinh 45

3.2.3 Tiến trình dạy học từng nội dung của hoạt động ngoại khóa chủ đề 46

3.2.3.1 Tiến trình dạy học nội dung 1: Sử dụng thiết bị thí nghiệm “Cân xoắn”để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông 46

3.2.3.2 Tiến trình dạy học nội dung 2: Nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật “Máy phát tĩnh điện Van De Graaff” và sử dụng máy phát tĩnh điện này để tiến hành 5 thí nghiệm tĩnh điện 63

3.2.4 Dự kiến nội dung và thời gian của các giai đoạn hoạt động ngoại khóa chủ đề 91

3.2.4.1 Dự kiến chung 91

3.2.4.2 Nội dung của các giai đoạn hoạt động ngoại khóa chủ đề 92

Chương 4 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 94

4.1 Mục đích, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 94

4.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 94

4.1.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 94

4.1.3 Thời gian, địa điểm và công tác chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 94

4.2 Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 96

tiến trình dạy học từng nội dung của hoạt động ngoại khóa chủ đề 96

4.2.1.1 Tiến trình dạy học nội dung 1: Sử dụng thiết bị thí nghiệm “Cân xoắn” để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông 96

4.2.1.2 Tiến trình dạy học nội dung 2: Nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật “Máy phát tĩnh điện Van De Graaff” 104

4.2.1.3 Tiến trình dạy học nội dung 3: Nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật “Thiết bị sơn tĩnh điện” 118

4.2.2 Đánh giá tính khả thi của quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề 127

4.2.3 Đánh giá hiệu quả bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong hoạt động ngoại khóa chủ đề 128

4.2.3.1 Lượng hóa các mức độ đạt được của từng hành vi giải quyết vấn đề 130

4.2.3.2 Đánh giá hiệu quả bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong hoạt động ngoại khóa khi nghiên cứu ba nội dung ứng dụng kĩ thuật của vật lí 130

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 140

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ TRONG NƯỚC 142

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ NGOÀI NƯỚC 142

* BỘ THÍ NGHIỆM VỀ TĨNH ĐIỆN ĐẠT GIẢI B HỘI THI SÁNG TẠO KỸ THUẬT LẦN THỨ XIV CỦA TỈNH ĐỒNG THÁP 143

* BỘ THÍ NGHIỆM VỀ TĨNH ĐIỆN ĐẠT GIẢI KHUYẾN KHÍCH HỘI THI SÁNG TẠO KỸ THUẬT LẦN THỨ XV CỦA TỈNH ĐỒNG THÁP……… 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO 145

PHỤ LỤC 152

Các nước trên thế giới đều đã và đang có những chính sách, biện pháp, cách thức cụ thể cho việc cập nhật, điều chỉnh và đổi mới GD theo hướng phát triển

phẩm chất, khả năng thích ứng và các NL hoạt động của học sinh (HS)

Nhận thức được yêu cầu của thời đại, Đảng và Nhà nước đã đề ra những chủ

trương đúng đắn nhằm định hướng đổi mới ngành GD

- Nghị quyết 29 của Hội nghị Trung ương 8 khóa XI xác định phải đổi mới căn bản, toàn diện GD và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế Quan điểm chỉ đạo của Nghị quyết là: “Phải chuyển mạnh quá trình GD từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và NL người học” Trong việc xác định các nhiệm vụ cụ thể để thực hiện việc đổi mới, Nghị quyết nhấn mạnh “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển NL Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy

mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”

- Nghị quyết 88 của Quốc hội năm 2014 về đổi mới chương trình sách giáo

khoa (SGK) theo hướng phát triển phẩm chất và NL của học sinh (HS)

- Chỉ thị số 16/CT-TTg năm 2017 của Chính phủ về việc tăng cường NL tiếp cận Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, với nhiều định hướng quan trọng với

ngành GD, như cần thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp GD

nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp cận các xu thế công nghệ sản xuất mới

Từ các định hướng chỉ đạo, trong nhiều năm qua, ngành GD cũng liên tục cập nhật và đổi mới cả về mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học (DH) Đồng thời triển khai đồng bộ giữa bồi dưỡng thường xuyên và đào tạo giáo viên (GV) Các định hướng đổi mới đã được cụ thể hóa trong Chương trình GD phổ thông (GDPT) 2018, trong đó xác định 5 phẩm chất chủ yếu, 3 NL chung và 7 NL đặc thù cần bồi dưỡng và phát triển ở HS

Các nghiên cứu trên thế giới và ở nước ta trong nhiều năm trở lại đây đã xác định NL giải quyết vấn đề (GQVĐ) là một trong những NL chung cần được bồi dưỡng cho HS ở mọi cấp học, bậc học và ở mọi môn học, trong đó có môn Vật lí (VL) ở trường trung học phổ thông (THPT) Ngay trong NL VL (NL đặc thù được bồi dưỡng trước hết trong môn VL) được trình bày trong chương trình 2018 cũng có nhiều yếu tố của NL GQVĐ Bồi dưỡng NL nói chung, NL GQVĐ nói riêng là một quá trình lâu dài, cần được thực hiện trong toàn bộ quá trình DH, gắn với mọi phương pháp và hình thức tổ chức DH

Để thực hiện đổi mới phẩm chất và NL của HS, trong Chương trình GDPT

2018 đã chỉ rõ: Các hoạt động học tập được tổ chức trong và ngoài khuôn viên nhà trường thông qua một số hình thức chủ yếu như: học lí thuyết; thực hiện bài tập, thí nghiệm (TN), trò chơi, đóng vai, dự án nghiên cứu; tham gia xêmina, tham quan, cắm trại, đọc sách; sinh hoạt tập thể, hoạt động phục vụ cộng đồng Theo định hướng này, bên cạnh DH nội khóa, DH ngoại khóa là hình thức tổ chức DH không thể thiếu trong toàn bộ hoạt động DH ở mọi môn học của nhà trường phổ thông (PT) Đối với môn VL, hoạt động ngoại khóa (HĐNK) tạo điều kiện nghiên cứu các ứng dụng của những kiến thức đã học trong sản xuất và đời sống, mà do sự hạn hẹp

về mặt thời gian không được đề cập trong DH nội khóa Nhờ đó, HĐNK VL góp phần nâng cao tính ứng dụng của các kiến thức đã học và đặc biệt là bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

Việc DH môn VL ở trường PT cũng nằm trong xu thế đổi mới được nêu trên, với những sự điều chỉnh, thay đổi phù hợp với đặc trưng của môn học Thay vì được truyền thụ kiến thức VL, HS cần được tổ chức hoạt động nghiên cứu, tìm tòi khám phá để chiếm lĩnh kiến thức, qua đó phát triển NL hoạt động khoa học gắn với

phương pháp nhận thức của VL học và gắn với các ứng dụng thực tiễn Vì nội dung môn VL ở trường PT gắn chặt với hoạt động thực nghiệm (ThN), nên trong DH cần

tổ chức tạo điều kiện cho HS được kết hợp giữa quan sát, TN và suy luận lí thuyết, gắn với các ứng dụng trong thực tiễn, kĩ thuật, để từ đó, đạt được sự thống nhất giữa

lí luận và thực tiễn, góp phần phát triển tư duy khoa học, NL GQVĐ và cũng từ đó, hình thành và phát triển phẩm chất của HS

Là GV trực tiếp DH ở trường THPT, qua việc tìm hiểu việc DH phần “Tĩnh điện” - VL 11, chúng tôi nhận thấy nội dung kiến thức tĩnh điện là kiến thức nền tảng, quan trọng và là cơ sở của nhiều nội dung VL khác Đặc biệt, các kiến thức về tĩnh điện gắn nhiều với các hiện tượng của đời sống và có nhiều ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) Hiện nay, Chương “Điện tích – Điện trường” trong chương trình VL 11 theo chương trình hiện hành và chủ đề “Điện trường” trong Chương trình VL 11 theo Chương trình 2018 cùng đề cập nhiều nội dung kiến thức với mức độ như nhau, tạo

cơ hội để bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trong các giai đoạn của quá trình xây dựng những kiến thức mới và trong các giai đoạn của quá trình vận dụng kiến thức, nhất là

đề cập các ƯDKT của những kiến thức này

Hiện nay, việc thực hiện DH các kiến thức tĩnh điện ở nước ta còn nhiều khó khăn trong triển khai theo hướng phát triển phẩm chất và NL của HS Đa số việc DH đều thực hiện trên lớp, GV thông báo và giảng giải kiến thức để HS ghi nhận và áp dụng vào giải bài tập, HS rất ít được thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến việc vận dụng kiến thức trong thực tiễn, khó khăn trong việc thực hiện đổi mới DH các nội dung về Tĩnh điện trước hết là do không có TBTN tương ứng phù hợp cho việc tổ chức hoạt động học tập theo kiểu GQVĐ Tiếp đó là chưa có các nghiên cứu để tổ chức DH kết hợp các hoạt động nội khóa và HĐNK trong việc tìm kiếm kiến thức kết hợp với việc tìm hiểu các ƯDKT liên quan đến kiến thức tương ứng Hiện chưa có các nghiên cứu cụ thể và đồng bộ để xây dựng TBTN gắn với tiến trình DH GQVĐ các kiến thức tĩnh điện và các ứng dụng thực tiễn của các kiến thức đó trong cuộc sống để từ đó bồi dưỡng NL GQVĐ của HS Các nghiên cứu về DH các kiến thức tĩnh điện và các ƯDKT của chúng nói chung và các nghiên cứu về TBTN để sử

dụng trong DH nội khóa và DH ngoại khóa chương này còn rất ít

Với mong muốn góp phần vào công cuộc đổi mới GD nước nhà, thông qua việc tìm cách khắc phục những khó khăn nêu trên, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đề

tài: T h h g d y học V ựng và sử dụng thiết bị h ghi h

i h ồi ưỡ g g ự gi i ế họ i h

2 MỤC Đ CH NGHIÊN CỨU

Xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề “Xây dựng và sử dụng TBTN h

i n”, đặc biệt là việc xác định nội dung, phương pháp DH và hình thức tổ chức DH

chủ đề ngoại khóa nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

3 KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Khách thể nghiên cứu của đề tài là quá trình DH trong HĐNK chủ đề đã lựa chọn

- Đối tượng nghiên cứu là sự hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng và vận dụng hợp lí quy trình tổ chức HĐNK chủ đề (nội dung phong phú, có tính thực tiễn, được nghiên cứu dưới dạng các nhiệm vụ học tập có tính vấn đề, áp dụng phương pháp DH GQVĐ, hình thức tổ chức đa dạng, linh hoạt) thì HĐNK chủ đề có thể bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

5 CÁC NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Để đạt được mục đích nghiên cứu đã đề ra, đề tài có các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về DH VL nói chung và về HĐNK VL nói riêng theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ của HS, về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng TBTN thực tập của HS trong tiến trình DH GQVĐ Đây là cơ sở lí luận để xây

dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề mà đề tài đề cập

- Nghiên cứu chương trình VL, sách giáo khoa (SGK) hiện hành và chương trình VL 2018, các tài liệu liên quan đến tĩnh điện ở lớp 11, dùng làm cơ sở để xây

dựng nội dung cụ thể của chủ đề ngoại khóa

- Tìm hiểu thực tế DH Chương “Điện tích - Điện trường” ở trường THPT gồm: phương pháp dạy của GV, phương pháp học của HS, thực tế TBTN và cách thức sử dụng chúng trong DH, các khó khăn trong DH chương và những sai lầm về mặt kiến thức hay mắc phải của HS

- Thiết kế, chế tạo các TBTN đáp ứng yêu cầu TBTN thực tập Tổ chức cho

HS HĐNK chế tạo các TBTN về tĩnh điện theo kiểu DH GQVĐ

- Xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề, bao gồm xác định những nội dung

DH trong chủ đề (được soạn thảo dưới dạng các nhiệm vụ học tập có tính vấn đề),

xác định phương pháp, hình thức tổ chức DH cụ thể ứng với từng nhiệm vụ học tập,

việc phân chia nhiệm vụ cho các nhóm HS, thời lượng thực hiện từng nhiệm vụ

- TNSP quy trình tổ chức HĐNK chủ đề đã xây dựng để đánh giá tính khả thi

và hiệu quả của quy trình này đối với việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS lớp 11 Từ

đó, chỉnh sửa, bổ sung cho hoàn thiện hơn quy trình tổ chức HĐNK chủ đề

6 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, chúng tôi đã sử dụng những phương

pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu (sách, báo, tạp chí, luận án, luận văn cao học) về DH GQVĐ, bồi dưỡng NL GQVĐ theo hình thức DH ngoại khóa; nghiên cứu chương trình VL ở trường THPT, SGK, sách GV, sách về

TN tĩnh điện, tài liệu bồi dưỡng GV và các thông tin trên mạng internet

- Phương pháp khảo sát (KS) thực tế về DH Chương “Điện tích - Điện trường”

ở một số trường THPT tỉnh Đồng Tháp

- Phương pháp nghiên cứu trong phòng TN: Thử nghiệm việc chế tạo các TB

và tiến hành các TN liên quan tới các nội dung trong chủ đề ngoại khóa

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm (TNSP) ở trường THPT quy trình tổ chức HĐNK chủ đề đã lựa chọn

- Phương pháp nghiên cứu thống kê toán học để xử lí các kết quả thu được

trong TNSP

7 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LU N ÁN

- Trên cơ sở lí luận về DH GQVĐ, luận án đề xuất tiến trình DH GQVĐ những kiến thức có giai đoạn cần tìm hiểu sự hình thành kiến thức trong lịch sử nghiên cứu VL và bổ sung, hoàn thiện tiến trình DH ƯDKT của VL theo con đường

1 (đi tìm hiểu bản thân thiết bị kĩ thuật (TBKT), phát hiện nguyên tắc cấu tạo (NTCT), nguyên tắc hoạt động (NTHĐ) của TBKT tới việc làm sáng tỏ được cơ sở

VL của TBKT và thiết kế chế tạo mô hình của TBKT)

- Hoàn thiện quy trình chung tổ chức HĐNK VL và vận dụng quy trình chung này vào việc xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề đã chọn, trong đó có tiến trình DH GQVĐ 5 nội dung (5 nhiệm vụ được giao cho HS):

+ Sử dụng TBTN “Cân xoắn” do nghiên cứu sinh (NCS) đã chế tạo để tiến hành các TN kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông về lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm

+ Nghiên cứu ƯDKT “MPTĐ Van De Graaff”, trong đó có chế tạo MPTĐ với hai phương án khác nhau và tiến hành 5 TN với các MPTĐ này để kiểm nghiệm một số kiến thức về tĩnh điện

+ Nghiên cứu ƯDKT “TB sơn tĩnh điện”, trong đó có chế tạo TB minh họa NTCT, NTHĐ của TB sơn tĩnh điện

+ Nghiên cứu ƯDKT “Máy lọc bụi tĩnh điện”, trong đó có chế tạo TB minh họa NTCT, NTHĐ của máy lọc bụi

+ Nghiên cứu ƯDKT “Máy photocopy”, trong đó có chế tạo TB minh họa NTHĐ của máy photocopy

- Vận dụng cấu trúc chung của NL GQVĐ, luận án đã xây dựng được cấu trúc riêng của NL GQVĐ khi HS nghiên cứu từng nội dung của chủ đề ngoại khóa

- Chương 1 trình bày tổng quan về vấn đề được nghiên cứu

- Chương 2 trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trong HĐNK VL

- Chương 3 trình bày quy trình tổ chức HĐNK chủ đề “Xây dựng và sử dụng TBTN tĩnh điện” nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS lớp 11

- Chương 4 trình bày việc TNSP

- Kết luận, kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

- Phụ lục

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu về dạy học giải quyết vấn đề và bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề

Rất nhiều nghiên cứu của các nhà GD trong các thế kỉ trước và đặc biệt là những năm đầu của thế kỉ XXI đều khẳng định mục đích cao nhất của GD là đào tạo ra những con người có kiến thức và sử dụng kiến thức đó một cách linh hoạt, sáng tạo nhằm giải quyết các vấn đề phức tạp liên quan đến cuộc sống [43], [52], [58], [64], [66], [68], [69] Các nghiên cứu đều khẳng định là trong quá trình DH, người thầy phải tạo điều kiện cho HS được hoạt động theo cách thức khoa học, qua

đó HS chiếm lĩnh tri thức và phát triển các NL [45], [53], [59], [68], [69]

* J.J.Rousseau (1712-1778) cho rằng: trẻ em có cách suy nghĩ và cảm nhận

riêng của bản thân [48]

* Comenxki (1952-1670), một nhà GD nổi tiếng nhận định GD có mục đích đánh thức NL nhạy cảm, khả năng phán đoán đúng đắn và phát triển nhân cách

người học [27]

* J Dewey (1859-1952) là người đề xướng “Phương pháp DH lấy HS làm trung tâm”, chú trọng rèn luyện cho HS những kĩ năng GQVĐ và tư duy phê phán

[15], [18], [19], [28], [49]

* Các nghiên cứu về GD đều cho thấy: GD không chỉ là truyền thụ kiến thức,

mà còn góp phần quan trọng đến việc phát triển toàn diện nhân cách HS Trong sự phát triển đa dạng của nhân cách thì phát triển NL nhận thức là cơ sở, có ảnh hưởng lớn đến việc phát triển những NL khác Thành tựu quan trọng nhất của các nghiên cứu về nhận thức, về việc học của con người chính là hai lí thuyết phát triển nhận thức của Jean Piaget và Vưgôtski Piaget khẳng định cuộc sống là sự sáng tạo không ngừng các dạng thức ngày càng phức tạp và sự cân bằng ngày càng tăng của các dạng thức này với môi trường Còn theo Vưgôtski, sự thúc đẩy của tương tác xã hội giúp HS vượt qua những vùng phát triển gần của sự nhận thức thông qua sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ của người khác [14], [15], [33], [42], [51], [70],

[72], [73], [76]

* Vào giữa thế kỉ XX, những nhà GD nổi tiếng như I Lence, Okon, M.A.Danilop… đã xây dựng phương pháp DH nêu vấn đề, các kĩ thuật nêu vấn đề

để tạo ra các cảm xúc tích cực ở HS, hướng dẫn HS tự lực GQVĐ [26], [71]

* Trong thế kỉ XX, dựa trên lí thuyết hoạt động của Vưgôtski, nhà GD Nga A.N Lêônchiép đã phát triển lí thuyết về hoạt động học: Bằng hoạt động và thông qua hoạt động, mỗi người tự tạo dựng và phát triển ý thức cá nhân của mình Vận dụng vào DH, việc học tập của HS có bản chất hoạt động: Bằng hoạt động, thông qua hoạt động của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển NL trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ [50]

Trong những năm cuối của thế kỉ XX và đặc biệt là 2 thập kỉ đầu của thế kỉ XXI, các nghiên cứu khoa học về cơ chế hoạt động của bộ não, về cách con người

tư duy để tiếp thu kiến thức, về sự phát triển NL đang có những kết quả vượt bậc và dần đi đến những nhận định thống nhất Trong một nghiên cứu của Ủy ban Khoa học về Hành vi - Xã hội và GD Hoa Kì, thuộc Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa

Kì [67] đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực để đi đến những nhận định: Trẻ em là những người học chủ động, có thể đặt ra mục tiêu, lên kế hoạch, thực hiện và vận dụng Trẻ em học cách tập hợp, tìm kiếm,

tổ chức sắp xếp các thông tin, tài liệu, để từ đó các em phát triển nhận thức, bao gồm khả năng ghi nhận kiến thức, vận dụng chúng để giải quyết các vấn đề Theo tài liệu [67], [68], Vưgôtski nhấn mạnh đến vai trò chủ động của HS trong môi trường xã hội với các công cụ, dụng cụ, đồ vật thuộc văn hóa là tác nhân của việc phát triển tư duy Cũng theo [67] và các nghiên cứu của Piaget, những tác động kích thích từ môi trường làm thay đổi dần cấu trúc nhận thức của HS, thông qua cơ chế đồng hóa và điều ứng để thích nghi Các nhận định đó cũng phù hợp với nhiều kết quả của khoa học thần kinh, với các nghiên cứu hiện đại về cơ chế hoạt động của não bộ Các nghiên cứu này khẳng định: việc học có thể làm thay đổi được cấu trúc

và chức năng của bộ não, điều này làm tăng khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp của HS

Chiến lược DH môn VL hiệu quả được đưa ra trong các nghiên cứu [67] cho rằng, cần tạo điều kiện để HS tham gia vào giải quyết các vấn đề theo cách của các nhà khoa học Theo đó, HS cần được tạo điều kiện để đặt ra và trả lời các câu hỏi như: Về cái gì? Tại sao? và Như thế nào? trong bối cảnh giải quyết một vấn đề khoa học

Trong vài chục năm trở lại đây, các nghiên cứu về DH của nước ta cũng tiếp cận với các xu hướng DH nêu trên, và đều hội tụ đến những khẳng định quan trọng làm nền tảng cho việc DH hiệu quả Các tác giả Nguyễn Kỳ (1996) [28], Trần Bá

Hoành (1998) [19] đã trình bày các nghiên cứu về mô hình GD “Lấy HS làm trung tâm” Trong DH môn VL, các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1998) [51], tác giả Phạm Hữu Tòng (2008) trong nghiên cứu về tổ chức hoạt động nhận thức trong DH VL [56] đã khẳng định: DH hiệu quả khi triển khai theo cách GQVĐ khoa học Các tác giả đã đề xuất quy trình DH GQVĐ một nội dung kiến thức VL với 4 bước hoạt động (làm nảy sinh vấn đề, phát biểu vấn đề, GQVĐ bằng suy luận lí thuyết hay KS ThN và kết luận, mở rộng vấn đề) Tác giả Thái Duy Tuyên (2008) cũng có những công trình nghiên cứu về tổ chức hoạt động nhận thức trong DH VL [66], trong đó nhấn mạnh đến tầm quan trọng của việc định hướng hành động học của HS theo tiến trình khoa học Tác giả Đỗ Hương Trà (2011) trình bày về các phương pháp DH hiện đại, trong đó có trình bày phương pháp “Bàn tay nặn bột” [59], [60] nhấn mạnh đến tổ chức các hoạt động học của HS phỏng theo cách nhà khoa học thực hiện nghiên cứu Những nghiên cứu đều đi đến nhận định then chốt là: Trong hoạt động học tập, HS phải là người tích cực, chủ động đặt ra mục tiêu, lên kế hoạch thực hiện hành động và cái họ học được là cơ cấu tổ chức, sắp xếp kiến thức và chính trong sự phát triển nhận thức thì HS sẽ tự trang bị cho mình các NL, cách thức làm việc, cách thức GQVĐ một cách linh hoạt và hiệu quả Vận dụng những nghiên cứu của các nhà GD học và lí luận DH, các nghiên cứu triển khai ở nước ta theo hướng này được thực hiện như: Nguyễn Anh Thuấn

(2007), Xây dựng và sử dụng TB TN trong DH chương “Sóng cơ học” ở lớp 12

THPT theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS [54]; Đặng Minh Chưởng (2011), Xây dựng và sử dụng các TBTN thực tập trong DH chương “Cảm ứng điện từ” ở lớp 11 THPT nâng cao theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của HS [10], Dương Xuân Quý (2011), Xây dựng

và sử dụng TBTN thực tập theo hướng phát triển hoạt động học tích cực, sáng tạo của HS trong DH chương “Dao động cơ” ở lớp 12 trường THPT [45]; Hà Duyên

Tùng (2014), Xây dựng và sử dụng các TBTN theo hướng phát triển hoạt động

nhận thức tích cực, sáng tạo của HS trong DH các kiến thức về từ trường ở lớp 11 THPT [63] Các nghiên cứu này đều cùng hướng đề cập đến việc triển khai DH theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của HS qua DH GQVĐ theo con đường KS ThN hoặc suy luận lí thuyết Tuy vậy, các nghiên cứu còn chưa

đề cập đến việc tổ chức DH GQVĐ các nội dung về tĩnh điện và ƯDKT của các kiến thức này

Cuộc cách mạng 4.0 hiện nay đã đưa nhân loại chuyển từ kinh tế công nghiệp sang kinh tế tri thức - thông tin, điều này đòi hỏi GD ở tất cả các nước đều phải đưa

ra điều chỉnh linh hoạt để đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho xã hội Việc điều chỉnh GD đều bắt đầu từ việc chuyển từ mục tiêu trang bị kiến thức sang mục tiêu phát triển phẩm chất và NL của HS Hội đồng GD thuộc UNESCO nói về “GD thế

kỷ XXI” (1997) đã khẳng định mục tiêu GD chung với 4 trụ cột: Học để biết, học

để làm, học để chung sống và học để khẳng định mình Theo quan điểm này, rất nhiều nền GD quan tâm đến xây dựng cấu trúc NL chi tiết và cụ thể để định hướng việc thực hiện mục tiêu GD phát triển NL, trong đó có thể kể đến khung NL trong chương trình GDPT bang Quebec - Canada (2014), khung NL của Tổ chức hợp tác

và phát triển kinh tể thế giới OECD [42]

Các nghiên cứu về đổi mới GD của Việt Nam gần đây cũng quan tâm xây dựng khung cấu trúc NL [2], [3], [4], [6], [61], [62] trong đó đều thống nhất là các

NL có cấu trúc cụ thể với những nét cơ bản, với những điểm chung, đó là thuộc tính

cá nhân được hình thành và phát triển nhờ tố chất và sự nỗ lực học tập, rèn luyện của bản thân, cho phép con người thực hiện thành công các hoạt động nhất định, đạt được kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể

Các nghiên cứu lí luận gần đây [2], [61], cũng như trong chương trình GD

2018 [3], [4], [6] cho thấy: Trong số các NL cần phát triển ở HS thì NL GQVĐ là một trong những NL chung cần được bồi dưỡng cho HS ở mọi cấp học, bậc học và

ở mọi môn học, trong đó có môn VL ở trường THPT Ngay trong NLVL (NL đặc thù được bồi dưỡng trước hết trong môn VL) cũng có những yếu tố của NL GQVĐ Các nghiên cứu lí luận [2], [61] còn nhấn mạnh rằng: cần tổ chức DH mở, linh hoạt,

đa dạng khi tổ chức DH để phát triển NL của HS Đặc biệt, Chương trình GD phổ thông tổng thể [3], khi nêu định hướng triển khai thực hiện, đã chỉ ra được những cách thức hiệu quả để phát triển NL GQVĐ của HS, trong đó nhấn mạnh: “Các hoạt động học tập của HS bao gồm hoạt động khám phá vấn đề, hoạt động luyện tập và hoạt động thực hành (ứng dụng những điều đã học để phát hiện và giải quyết những vấn đề có thực trong đời sống), được thực hiện với sự hỗ trợ của TB DH Các hoạt động học tập nói trên được tổ chức trong và ngoài khuôn viên nhà trường thông qua

một số hình thức chủ yếu như: học lí thuyết; thực hiện bài tập, TN, trò chơi, đóng vai, dự án nghiên cứu; tham gia xêmina, tham quan, cắm trại Tuỳ theo mục tiêu, tính chất của hoạt động, HS được tổ chức làm việc độc lập, làm việc theo nhóm hoặc làm việc chung cả lớp nhưng phải bảo đảm mỗi HS được tạo điều kiện để tự mình thực hiện nhiệm vụ học tập và trải nghiệm thực tế”

Theo định hướng này, gần đây, đã có một số luận án nghiên cứu triển khai DH phát triển NL GQVĐ gắn với một số nội dung cụ thể ở chương trình VL PT Ví dụ như: Luận án của Nguyễn Thị Thủy về bồi dưỡng NL GQVĐ của HS trung học cơ

sở trong DH phần nhiệt học; luận án của Mai Hoàng Phương (2021) về phát triển

NL GQVĐ của HS trong DH một số kiến thức “Động lực học chất điểm và các định luật bảo toàn” Mặc dù vậy, hiện những nghiên cứu này chủ yếu đang tập trung vào việc tổ chức hoạt động học tập GQVĐ của HS trong DH nội khóa, với các nội dung thuộc chương trình môn học Những nghiên cứu về việc tổ chức HĐNK nhằm đào sâu, mở rộng ngay chính những nội dung kiến thức đã học trong nội khóa và nhất là

đề cập các ƯDKT của VL theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ của HS hiện có rất ít

1.2 Tình hình xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm, trong đó có thiết bị thí nghiệm tĩnh điện trong dạy học vật lí

Các môn khoa học ThN, trong đó có môn VL, chỉ đạt được mục tiêu nếu đáp ứng được 2 yêu cầu: Có TBTN gắn với các nội dung kiến thức học tập và được đề xuất cách thức sử dụng TBTN đó một cách hợp lí theo cách thức của DH GQVĐ TBTN ở các nước trên thế giới được sản xuất bởi các hãng hay tập đoàn lớn như Pasco của Mĩ [83], Phywe của Đức [84], Fischertechnik của Đức [85], Leybold của Đức [87] Theo đó, các TBTN được xây dựng theo nội dung kiến thức trong các SGK và theo chương trình môn học Các TB này đều có chất lượng tốt, tiến hành thành công trong điều kiện là TN của GV hay HS Tuy nhiên, các TBTN này khi phân phối tại Việt Nam đều có giá thành rất cao và thường là TB đóng kín theo bộ nên khó dùng trong việc tổ chức hoạt động tìm tòi, khám phá GQVĐ của HS

Ở trong nước, các TBTN được các công ty TB trường học sản xuất, lắp ráp và cung cấp theo Danh mục TB DH tối thiểu được Bộ GD và Đào tạo ban hành [5] Các TB theo danh mục này có số lượng và chủng loại hạn chế và thường cũng được xây dựng theo bộ TN đóng kín Ngoài ra, có những nội dung còn thiếu hoặc chưa có đầy đủ ứng với các nội dung học tập

Nhằm đáp ứng mục tiêu DH phát triển NL, theo hướng đổi mới, trong nhiều năm trở lại đây, xu hướng nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TBTN trong DH các môn Khoa học tự nhiên nói chung và môn VL nói riêng đang được quan tâm và triển khai thực hiện

Có rất nhiều luận án của các nghiên cứu sinh (NCS) đã xây dựng, bổ sung, hoàn thiện được quy trình xây dựng TBTN VL Tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu về việc xây dựng tiến trình tổ chức DH ngoại khóa, trong đó có việc hướng dẫn HS chế tạo các TBTN để thực hiện các TN về tĩnh điện như kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông, nghiên cứu sự tương tác điện, sự phân bố điện tích ở bề mặt vật dẫn và các ƯDKT nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

Cho đến nay, những nghiên cứu về DH các kiến thức tĩnh điện đã được thực hiện như sau:

Đã có một số đề tài của các học viên cao học áp dụng phương pháp DH GQVĐ để thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức và soạn thảo tiến trình DH kiến thức về tĩnh điện theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực và sáng tạo như: “Chế tạo và sử dụng một số TBTN trong DH các kiến thức về tụ điện ở lớp 11 theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS” của Nguyễn Hồng Lĩnh;

“Nghiên cứu việc tổ chức HĐNK về tĩnh điện học ở lớp 11 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển NL sáng tạo của HS” của Phạm Thanh Sơn; “Nghiên cứu

tổ chức HĐNK về các kiến thức Chương: Điện tích – Điện trường của VL lớp 11 nhằm phát huy tính tích cực và phát triển NL sáng tạo của HS” của Nguyễn Hữu Duẩn; “Tổ chức HĐNK VL về tĩnh điện theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển NL sáng tạo của HS lớp 7” của Nguyễn Tuấn Anh; “Xây dựng và sử dụng một

số TBTN phần tĩnh điện VL 11 THPT” của Đinh Thị Huyền Minh Tuy đã có một

số công trình nghiên cứu về DH tĩnh điện nhưng những công trình này chỉ mới bàn việc chế tạo các TBTN đơn giản để mô tả các hiện tượng tĩnh điện và thông qua đó; phát huy tính tích cực và NL sáng tạo của HS Chưa có một đề tài nào về tĩnh điện

mà người GV chế tạo trước các TBTN thực tập VL rồi mới tổ chức cho HS HĐNK

để lường trước được những khó khăn HS có thể gặp phải cũng như những gợi ý tạo

cơ hội cho HS phát triển NL GQVĐ trong quá trình HĐNK chế tạo TB

Các kiến thức tĩnh điện có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống nhưng chưa

có công trình nào nghiên cứu xây dựng tiến trình DH các ƯDKT của các kiến thức

về tĩnh điện lớp 11 theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

V mặt TBTN trong DH các kiến th c h i n:

Từ năm 2010, để thực hiện Chương trình GD 2006, Bộ GD và đào tạo đã ban hành Danh mục TB DH tối thiểu dành cho bậc THPT [5] Danh mục TB DH tối thiểu gồm: TBTN biểu diễn và TBTN thực hành Tuy nhiên TBTN dành cho nội

dung tĩnh điện còn rất hạn chế Cụ thể là:

* TBTN để DH kiến thức tĩnh điện ở THPT sử dụng máy phát tĩnh điện Wimshurst và kèm theo là các dụng cụ dùng để biểu diễn đường sức điện trường, tĩnh điện kế Mặc dù có giá thành cao nhưng máy Wimshurst hỗ trợ được ít TN tĩnh điện do tạo ra điện thế chưa cao, điện thế không ổn định, NTHĐ lại phức tạp, độ bền kém, dễ rò rỉ điện tích Khi thực hiện phải quay bằng tay cho TB hoạt động gây khó khăn trong quá trình làm TN khi tạo ra điện thế không ổn định cho các vật nhiễm điện Ví dụ: Trong TN biểu diễn đường sức thì hiện tượng chưa rõ ràng, chưa biểu diễn được rõ hình ảnh của các đường sức điện trường; TN về sự phóng điện giữa các vật mang điện cũng thường xảy ra việc không có sự phóng điện mặc dù quay rất nhanh Những hạn chế này của TBTN tối thiểu gây khó khăn cho việc xây

dựng tiến trình DH theo hướng bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

* Để DH các hiện tượng liên quan đến tĩnh điện cần có một TB có điện thế lớn

để làm nhiễm điện cho các vật, nhiễm điện cho tóc, khảo sát (KS) sự phân bố điện tích trên bề mặt vật dẫn, để tiến hành TN hiện tượng gió điện tích, tích điện cho các quả cầu kim loại trong cân xoắn để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông Ở nước ta, năm 2015, có hai em Lê Văn Hùng và Nguyễn Danh Sơn (HS lớp 10A1 trường THPT Trường Thi – Thanh Hóa), đã chế tạo MPTĐ Van De Graaff để hỗ trợ các TN tĩnh điện, nhưng TB tạo ra điện thế chưa cao và TB chưa phải là một TBTN thực tập VL Hiện nay, các trường đại học trong nước có mua các TB MPTĐ Van

De Graaff từ các nước như Mĩ, Đức, Nga, Trung Quốc, để phục vụ cho công tác giảng dạy ở một số ngành kĩ thuật Tuy nhiên, TB có giá thành rất cao đến vài chục triệu đồng, nhưng dễ hỏng, lại không có phụ kiện để thay thế Trước những khó khăn đó thì vấn đề quan trọng là cần chế tạo ra một MPTĐ tạo điện thế cao, ổn định

và hoạt động tốt trong điều kiện độ ẩm không khí cao ở nước ta

* Ở các trường PT hiện chưa được trang bị TBTN cân xoắn để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông TBTN về tĩnh điện dùng cân xoắn Cu-lông có thể mua của các nước Mĩ, Đức, Nga, Trung Quốc, nhưng có giá thành rất cao từ vài chục triệu đến hàng trăm triệu đồng Ngoài ra, TB còn nhiều hạn chế như: quả cầu cân xoắn còn dao động khi làm TN, chưa xác định được vị trí cân bằng của điện tích và lực xoắn của dây treo nên gần như TB không thể kiểm nghiệm được nội dung định luật Cu-lông Còn TB cân xoắn của hãng Leybold (Đức), Pasco (Mĩ), nhưng TB lại

có NTHĐ phức tạp gây nhiều khó khăn trong quá trình TN, kết quả TN có độ chính xác không cao do quả cầu tích điện có kích thước lớn so với khoảng cách hai điện tích, hệ thống dây xoắn không theo phương thẳng đứng, dựa vào góc xoắn của dây thông qua hệ thống gương để xác định khoảng cách hai điện tích dẫn đến sai số lớn

Ở nước ta, trong Luận văn Thạc sĩ (2013), tác giả Đinh Thị Huyền Minh đã chế tạo cân xoắn để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông Tuy nhiên, TB còn nhiều hạn chế cần khắc phục như: quả cầu tích điện có kích thước lớn và để tích điện cho quả cầu phải dùng máy Wimshurst, máy này có điện thế chưa đủ lớn và không ổn định;

do độ ẩm của không khí cao nên hai quả cầu mất nhanh điện tích, sai số của phép đo còn lớn, cỡ 20% Do đó, cần nghiên cứu chế tạo một cân xoắn để kiểm nghiệm nội dung định luật Cu-lông có độ chính xác cao, giá thành TB rẻ tạo điều kiện để tổ chức quá trình DH nội dung định luật Cu-lông theo tiến trình DH GQVĐ giúp HS

phát triển NL GQVĐ [34]

* Hiện tượng tĩnh điện có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật, đó là các máy móc phổ biến, mang lại hiệu quả kinh tế cao như: TB sơn tĩnh điện, máy photocopy, TB lọc bụi tĩnh điện Hiện nay, ở nước ta chưa có các TBTN về các ứng dụng này Một

số hãng TB của nước ngoài như Mĩ, Đức, Nga, Anh, Trung Quốc có cung cấp TB sơn tĩnh điện, máy photocopy, nhưng giá thành đắt và ở dạng hộp đen, không phù hợp với DH theo hướng bồi dưỡng NL

* Dựa trên vấn đề ô nhiễm môi trường ở các nhà máy, xí nghiệp đang diễn ra nghiêm trọng, cần có những TB để lọc bụi, trong đó lọc bụi tĩnh điện mang lại hiệu quả cao nên hiện đã có một số đề tài về tổ chức DH hướng dẫn HS chế tạo TB lọc bụi tĩnh điện Đa số các đề tài tập trung vào việc hướng dẫn HS chế tạo TB đáp ứng các yêu cầu về mặt kĩ thuật và hướng tới sản phẩm mà chưa chú trọng đến việc phát triển NL GQVĐ của HS

Như vậy, mặc dù các nội dung “Tĩnh điện” khá phong phú và gắn với thực tiễn nên có nhiều cơ hội để tổ chức DH theo mục tiêu phát triển phẩm chất và NL của HS, nhưng có rất ít đề tài tổ chức DH ƯDKT theo tiến trình DH GQVĐ nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ của HS

1.3 Các vấn đề cần được nghiên cứu

- Trong DH VL theo tiến trình DH GQVĐ, có một số kiến thức không thể áp dụng tiến trình DH GQVĐ cả theo con đường lí thuyết lẫn theo con đường thực nghiệm (ThN) Khi đó, tiến trình DH GQVĐ cần sử dụng các tư liệu lịch sử về sự hình thành kiến thức trong lịch sử nghiên cứu VL Các tư liệu lịch sử này cần được

sử dụng trong giai đoạn nào của tiến trình DH GQVĐ?

- Tiến trình DH GQVĐ các ƯDKT của VL theo con đường 1 (đi từ tìm hiểu bản thân TBKT, phát hiện NTCT, NTHĐ của TB tới việc làm sáng tỏ được cơ sở

VL của TBKT và thiết kế, chế tạo mô hình (MH) của TBKT) diễn ra theo các giai đoạn nào? Vận dụng tiến trình chung này như thế nào vào tiến trình DH GQVĐ các ƯDKT mà chủ đề HĐNK đã lựa chọn?

- Việc tổ chức HĐNK diễn ra theo quy trình chung nào? Vận dụng như thế nào quy trình chung này vào việc tổ chức HĐNK chủ đề đã lựa chọn?

- GV cần tự mình xây dựng (thiết kế, chế tạo mới hoặc cải tiến, hoàn thiện) TBTN nào? Cần hướng dẫn HS xây dựng TBTN nào và như thế nào trong tiến trình

DH GQVĐ các nội dung được đề cập trong HĐNK chủ đề đã lựa chọn?

Chương 2

CƠ SỞ LÍ LU N VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG N NG ỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA V T LÍ

2.1 Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

2.1.1 Năng lực và năng lực giải quyết vấn đề

2.1.1.1 N g ực

Có nhiều cách phát biểu khi trình bày định nghĩa NL Trong khuôn khổ luận

án, chúng tôi sử dụng định nghĩa NL của nhóm tác giả Đỗ Hương Trà và cộng sự [62] Theo đó, NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn

có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể

Chương trình GDPT 2018 [3] đã xác định các NL cốt lõi cần được hình thành và phát triển ở HS PT nước ta Theo đó, NL cốt lõi là NL cơ bản, thiết yếu mà

bất kì ai cũng cần phải có để sống, học tập và làm việc hiệu quả NL cốt lõi gồm NL

h g à NL ặc thù [62] Những NL chung được hình thành, phát triển thông qua

tất cả các môn học và hoạt động GD: NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác,

NL GQVĐ và sáng tạo Những NL đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động GD nhất định: NL ngôn ngữ, NL tính toán,

NL khoa học, NL công nghệ, NL tin học, NL thẩm mĩ, NL thể chất

2.1.1.2 N g ực gi i quyết v

a) Khái ni m

Trong các nghiên cứu về DH ở trường PT [6], [62],[67] NL GQVĐ là một

NL quan trọng cần được phát triển ở HS Nhiều thành tố của NL GQVĐ cũng có mặt trong các thành tố của NL chung và NL đặc thù trong Chương trình GDPT

2018 của nước ta

Dựa theo tài liệu [62], NL GQVĐ của HS được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của HS đó để giải quyết các tình huống trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức

b) C u trúc và các biểu hi n hành vi c a g ực gi i quyết v

NL GQVĐ của HS được thể hiện thông qua những hoạt động trong quá trình GQVĐ Phân tích tiến trình GQVĐ của các cá nhân trong môi trường học tập, các nghiên cứu đã xác định NL GQVĐ có 4 thành tố sau:

- Tìm hiểu tình huống vấn đề - Phát hiện vấn đề: Đứng trước một sự kiện, một tình huống đặt ra, HS nhận biết được các dấu hiệu, các mối quan hệ và những điều cần phải thực hiện, tìm kiếm; HS nêu ra vấn đề cần giải quyết, xác định được những thông tin đã cho, thông tin cần tìm Việc tìm hiểu tình huống vấn đề để xác định đúng vấn đề cần giải quyết là thành tố quan trọng đầu tiên, giúp định hướng GQVĐ đúng đắn và hợp lí

- Đề xuất giải pháp GQVĐ: Từ việc xác định đúng vấn đề, HS thực hiện các phân tích, sắp xếp, kết nối các thông tin, kiến thức đã biết và đưa ra giải pháp, lựa chọn giải pháp tốt nhất để GQVĐ Thành tố NL này bao gồm mô tả vấn đề bằng ngôn ngữ VL, thiết lập mối quan hệ giữa cái đã cho, cái cần tìm trong bối cảnh cụ thể để giải quyết vấn đề chứa đựng trong tình huống

- Thực hiện giải pháp GQVĐ: Dựa trên giải pháp đã lựa chọn, HS thực hiện giải pháp, điều chỉnh giải pháp cho phù hợp với thực tiễn khi có sự thay đổi để thu nhận được các kết quả, hoàn thành các nhiệm vụ đặt ra

- Đánh giá quá trình GQVĐ - Phát hiện vấn đề mới: Từ kết quả GQVĐ, HS thực hiện đánh giá giải pháp đã thực hiện; phản ánh giá trị của giải pháp, xác nhận những kiến thức, kinh nghiệm và cũng có thể đề xuất giải pháp GQVĐ khác hoặc

đề xuất các vấn đề mới tiếp theo cần tiếp tục giải quyết

Trong quá trình GQVĐ, khi thực hiện các hành vi ứng với các thành tố, HS

có thể làm việc độc lập hoặc làm việc nhóm trong quá trình GQVĐ [62]

Dựa trên [62] và những nghiên cứu, tìm hiểu theo quá trình GQVĐ trong học tập của HS, chúng tôi xác định NL GQVĐ có các biểu hiện hành vi và mức độ tương ứng được trình bày trong bảng dưới đây

vấn đề

điều cần tìm hiểu, giải quyết

M2: Mô tả và sắp xếp được các thông tin đã cho trong tình huống, nêu được những điều cần tìm hiểu hay khó khăn cần giải quyết

M3: Xác định, sắp xếp, giải thích được thông tin đã cho trong tình huống, từ đó nêu được mục tiêu và nhiệm vụ cần thực hiện, vấn đề cần giải quyết

1.2 Đặt được các

câu hỏi liên

M3: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng trình bày được một số câu hỏi rõ ràng và xác định được đúng vấn đề cần giải quyết

tin liên quan

đến việc

GQVĐ

M1: Bước đầu thu thập thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề từ các nguồn khác nhau

M2: Lựa chọn được nguồn thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề và đánh giá nguồn thông tin đó

M3: Lựa chọn được toàn bộ nguồn thông tin cần thiết về kiến thức, phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề

và đánh giá được độ tin cậy, tính hợp lí nguồn thông tin cho việc GQVĐ

2.3 Đề xuất giải

pháp GQVĐ

M1: Nêu được một số cơ sở, cách thức GQVĐ nhưng chưa trọn vẹn

M2: Nêu được cơ sở, cách thức và phương án giải quyết

M3: Nêu được cơ sở, cách thức, phương án giải quyết

và lí giải được về tính hợp lí của giải pháp

M1: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện và sơ

bộ mô tả ở dạng lời nói hay văn bản

M2: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt kế hoạch ở dạng mô tả qua lời nói và sơ đồ, hình vẽ

M3: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, thuyết minh, giải thích và bảo vệ tính hợp lí của kế hoạch cụ thể qua lời nói, sơ đồ, hình vẽ

3.2 Thực hiện giải

pháp

M1: Thực hiện được các giải pháp theo kế hoạch đã xác định nhưng cần có sự hướng dẫn của người khác

M2: Thực hiện được giải pháp theo kế hoạch dựa trên

sự nỗ lực huy động kiến thức, kĩ năng của bản thân để GQVĐ

M3: Thực hiện giải pháp theo kế hoạch với những điều chỉnh linh hoạt giúp GQVĐ nhanh chóng và xác định được vấn đề tiếp theo

quyết vấn

đề và điều

chỉnh việc

GQVĐ

M1: Mô tả được kết quả thu được so với vấn đề/nhiệm

vụ đã nêu để rút ra kết luận khi GQVĐ cụ thể M2: Mô tả được kết quả thu được so với vấn đề/nhiệm

vụ đã nêu để rút ra kết luận và chỉ ra được nguyên nhân của kết quả thu được

M3: Mô tả rõ được kết quả thu được so với vấn đề/ nhiệm vụ đã nêu, giải thích rõ được tính hợp lí của giải pháp đã chọn và có thể đề ra giải pháp tối ưu hơn giúp nâng cao hiệu quả giải quyết vấn đề

4.2 Phát hiện vấn đề

M1: Đưa ra khả năng ứng dụng của kết quả thu được trong tình huống tương tự

Cấu trúc và các mức độ tương ứng của các chỉ số hành vi được mô tả trong bảng này sẽ là căn cứ để xây dựng kế hoạch DH và đánh giá việc bồi dưỡng NL GQVĐ trong DH từng nội dung cụ thể của phần Tĩnh điện thông qua các rubric

c) Các bi há ể phát triể g lực gi i quyết v

Có thể nói NL GQVĐ của HS có vai trò rất quan trọng trong suốt quá trình học tập, nó giúp HS lĩnh hội được các kiến thức mới đồng thời biết vận dụng các kiến thức đó vào giải quyết các vấn đề thực tiễn của cuộc sống Do đó, để giúp HS phát triển được NL GQVĐ cần có một số biện pháp sau [62]:

- Thiết kế cho được hệ thống các câu hỏi đề xuất vấn đề định hướng tư duy trong các tình huống vấn đề theo tiến trình khoa học xây dựng kiến thức bao gồm: + Câu hỏi kích thích HS có nhu cầu kiến thức để GQVĐ

+ Câu hỏi định hướng nội dung kiến thức cần xác lập

+ Câu hỏi yêu cầu xác định các giải pháp tìm tòi, xác lập kiến thức cần xây dựng, vận dụng

+ Câu hỏi yêu cầu diễn đạt chính xác, cô đọng kiến thức xác lập được

+ Câu hỏi yêu cầu vận dụng kiểm tra kiến thức đã xác lập

- Xây dựng và sử dụng các câu hỏi, bài tập, tình huống có nội dung thực tiễn trong các hoạt động DH khác nhau

- Rèn luyện cho HS khả năng phát hiện, nhận biết vấn đề từ các tình huống trong học tập và cuộc sống

- Rèn luyện cho HS cách đề xuất các phương án GQVĐ

- Rèn luyện cho HS cách phát hiện sai lầm trong cách thức GQVĐ và đề xuất cách khắc phục

- Sử dụng các hình thức, phương pháp DH nhằm lôi cuốn HS vào hoạt động học, tạo ra các hoạt động học tập có ý nghĩa, kết nối được vốn hiểu biết và kinh nghiệm của HS, tăng cường sự tham gia hiệu quả của HS trong GQVĐ, tạo điều kiện để họ phát triển các ý tưởng

2.1.2 Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề khi xây dựng và vận dụng kiến thức vật lí

Để bồi dưỡng NL GQVĐ của HS, cần áp dụng rộng rãi tiến trình GQVĐ không chỉ khi xây dựng kiến thức mới, mà cả khi vận dụng kiến thức đã biết trong các tình huống mới, ví dụ như: khi nghiên cứu các ƯDKT của VL, khi giải các bài tập VL, trong đó có bài tập TN đòi hỏi thiết kế, chế tạo TBTN và tiến hành các TN với TB đã chế tạo nhằm kiểm nghiệm các kiến thức đã học

2.1.2.1 Tiến trình chung d y học gi i quyết v

Theo nhiều nghiên cứu [49], [50], [56], [57], [58], , dù áp dụng DH GQVĐ khi xây dựng kiến thức VL mới hay khi vận dụng kiến thức đã học thì tiến trình DH đều diễn ra theo các giai đoạn sau:

2.1.2.2 Tiến trình d y học gi i quyết v khi xây dựng kiến th c v t lí m i

Cũng theo nhiều nghiên cứu, vận dụng tiến trình chung DH GQVĐ[2], [10], [45], [49], [50], [51], [63] , tiến trình DH GQVĐ khi xây dựng kiến thức VL mới,

về cơ bản, có thể diễn ra theo 2 con đường: con đường lí thuyết và con đường ThN

Nêu tình huống – Phát hiện vấn đề chứa đựng (tiềm ẩn) trong tình huống

Phát biểu vấn đề cần giải quyết

Đề xuất giải pháp GQVĐ

Thực hiện giải pháp GQVĐ đã đề xuất

Rút ra kết luận - Đánh giá quá trình GQVĐ (đề xuất và thực hiện giải pháp)

* Tiến trình xây dựng kiến th c VL m i he ường lí thuyết

3.GQVĐ

3.1 GQVĐ nhờ suy lu n lí thuyế , r g ó ó n toán học

- Suy đoán giải pháp GQVĐ:

+ Xác định các kiến thức đã biết cần vận dụng

+ Xác định cách thức vận dụng các kiến thức này để đi tới câu trả lời

- Thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm được kết quả

3.2 Kiểm nghi m kết qu ã ì ược từ suy lu n lí thuyết nhờ TN

- Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN:

+ Phân tích xem có thể kiểm nghiệm trực tiếp nhờ TN kết quả thu được từ suy

luận lí thuyết không?

+ Nếu không được, suy luận lôgic từ kết quả này ra hệ quả kiểm nghiệm được nhờ TN

- Thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm kết quả thu được từ suy luận lí thuyết hoặc hệ quả của nó: cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, tiến hành TN như thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN này như thế nào?

- Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, thu thập và xử

lí các dữ liệu TN để đi tới kết quả

1 Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: Từ

kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

2 Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

Những kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của kiến thức mới Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đầu được chỉ ra

* Tiến trình xây dựng kiến th c VL m i theo con ường ThN

Tuy nhiên, tiến trình DH GQVĐ một số kiến thức VL (ví dụ: các kiến thức

về định luật vạn vật hấp dẫn, về định luật Cu-lông (lực tương tác giữa hai điện tích điểm), về VL hạt nhân…), trong Chương trình VL phổ thông không thể theo đúng các giai đoạn của con đường lí thuyết (vì kiến thức mới không thể suy ra từ các kiến thức đã biết hoặc vì HS chưa được học những kiến thức cần sử dụng để suy luận logic từ chúng ra câu trả lời cho vấn đề cần giải quyết) và cũng không thể theo đúng các giai đoạn của con đường ThN vì HS không có đủ cơ sở ThN để đưa ra giả thuyết (dự đoán phải có căn cứ, lí lẽ)

1 Làm nảy sinh vấn đề giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: Từ kiến

thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

2 Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3.GQVĐ

3.1 Đề xuất giả thuyết

3.2 Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết nhờ TN

- Xác định nội dung cần kiểm tra nhờ TN:

+ Phân tích xem có thể kiểm tra trực tiếp nhờ TN tính đúng đắn của giả thuyết

đã đề xuất không?

+ Nếu không được, suy luận lôgic từ giả thuyết ra hệ quả kiểm tra được nhờ TN

- Thiết kế phương án TN để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả của nó: cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, tiến hành TN như thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và định lượng nào, xử lí các dữ kiện TN

này như thế nào?

- Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, thu thập và

xử lí các dữ liệu TN để đi tới kết quả

4 Rút ra kết luận

Đối chiếu kết quả TN với giả thuyết (hệ quả) đã đề xuất Có 2 khả năng xảy ra:

- Nếu kết quả TN phù hợp với giả thuyết (hệ quả) đã đề xuất thì giả thuyết trở

Trong những trường hợp này, bằng cách tìm hiểu cách thức hình thành kiến thức mới trong lịch sử nghiên cứu VL, HS tiếp nhận được kiến thức cần học (câu trả lời cho vấn đề cần nghiên cứu) Sau đó, dưới sự hướng dẫn của GV, HS thiết kế và thực hiện phương án TN để kiểm nghiệm lại kiến thức vừa tiếp nhận hoặc hệ quả của nó

Tiến trình DH GQVĐ những kiến thức này diễn ra theo các giai đoạn sau:

2.1.2.3 Tiế rì h DH GQVĐ khi ghiê á ƯDKT a VL

1 Nêu tình huống – Phát hiện vấn đề chứa đựng (tiềm ẩn) trong tình huống

2 Phát biểu vấn đề cần giải quyết (Câu hỏi cần trả lời)

3 GQVĐ

3.1 Tìm hiểu cách thức GQVĐ đi tới kiến thức mới trong lịch sử nghiên cứu

VL

3.2 Kiểm nghiệm lại tính đúng đắn của kiến thức mới nhờ TN

- Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN

+ Phân tích xem có thể kiểm tra trực tiếp nhờ TN tính đúng đắn của kiến thức đã tiếp nhận không?

+ Nếu không được, suy luận logic từ kiến thức ra hệ quả kiểm tra được nhờ TN

- Thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm tính đúng đắn của kiến thức đã tiếp nhận hoặc hệ quả của nó: Cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, tiến hành TN như thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và định lượng nào,

xử lí các dữ liệu TN này như thế nào?

- Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, thu thập và

xử lí các dữ liệu TN để đi tới kết quả

4 Rút ra kết luận

Đối chiếu kết quả TN với kiến thức đã được tiếp nhận Có 2 khả năng xảy ra:

- Nếu kết quả TN phù hợp với kiến thức (hệ quả) đã tiếp nhận thì tính đúng đắn của kiến thức đã tiếp nhận được khẳng định

- Nếu kết quả TN không phù hợp với kiến thức (hệ quả) đã tiếp nhận thì phải kiểm tra lại quá trình TN (đã đảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ chưa?) và quá trình suy luận từ kiến thức đã tiếp nhận ra hệ quả (có mắc sai lầm nào không?)

ƯDKT của VL được hiểu là tất cả các phương tiện vật chất (TB, máy móc)

có tính năng, tác dụng nhất định do con người chế tạo và sử dụng nhằm thỏa mãn các yêu cầu xác định của mình (đáp ứng được những nhu cầu nhất định, giải quyết được một nhiệm vụ cụ thể nào đó trong sản xuất và đời sống) mà NTHĐ của chúng dựa trên các kiến thức (các khái niệm, định luật, nguyên tắc) VL

ƯDKT của VL là một trong những nội dung DH VL ở trường PT Đề cập các ƯDKT của VL trong DH là đề cập tới mục đích sử dụng, NTCT và hoạt động

về mặt VL của TBKT, mà không chú ý nhiều đến những chi tiết, những giải pháp kĩ thuật nhằm nâng cao hiệu quả của TBKT

DH ƯDKT của VL, về cơ bản đều được thực hiện theo một trong hai con đường:

* Con đường 1: Tìm hiểu bản thân TBKT, NTCT, hoạt động của nó và đi tới làm sáng tỏ cơ sở VL của TBKT

* Con đường 2: Dựa trên những kiến thức, kĩ năng mà HS đã có, thiết kế, chế tạo TBKT có một chức năng nào đó (đáp ứng được một yêu cầu kĩ thuật xác định), giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong sản xuất và đời sống

Như vậy, DH ƯDKT của VL theo hai con đường thực chất là sự vận dụng phương pháp DH GQVĐ Ứng với DH theo từng con đường thì vấn đề cần giải quyết là khác nhau và vì vậy, cách thức GQVĐ nói chung và mục đích sử dụng, cách thức sử dụng TBTN (MHVC-CN của TBKT) cũng có nét khác nhau

Khi nghiên cứu các TBKT hiện đang được sử dụng trong thực tiễn sản xuất

và đời sống, đầu tiên, người nghiên cứu xem xét TBKT đã có NTCT, NTHĐ như thế nào mà đáp ứng được nhiệm vụ (chức năng) đặt ra Tuy nhiên, người nghiên cứu cũng xem xét cấu tạo (các bộ phận, sự liên kết các bộ phận) của TBKT đó có cần được cải tiến, hoàn thiện không và nếu có, thì cần cải tiến, hoàn thiện như thế nào để đáp ứng tốt hơn nhiệm vụ của TBKT Sau đó, người nghiên cứu cũng có thể thiết kế, chế tạo TBKT dựa trên những cơ sở VL khác để đáp ứng tốt hơn nhiệm vụ của TBKT

Vì vậy, trong DH ƯDKT của VL theo con đường 1, ở giai đoạn xây dựng mô hình hình vẽ của TBKT, GV vẫn cần khuyến khích HS đề xuất các mô hình (các bộ phận, mối liên kết giữa các bộ phận) khác nhau

* Tiến trình DH GQVĐ ƯDKT của VL theo con đường 1 diễn ra theo các giai đoạn sau:

2.2 Tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí

Bồi dưỡng NL GQVĐ chỉ được hình thành và phát triển trong một quá trình rèn luyện lâu dài, vì vậy để bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS thì GV không chỉ tổ chức

DH trong hoạt động nội khóa mà cần tổ chức trong các HĐNK, bởi HĐNK HS có nhiều cơ hội và thời gian để tham gia các hoạt động trải nghiệm

1 Nêu tình huống – Phát hi n v cần nghiên c u

- Xác định nhiệm vụ (chức năng) của TBKT

- Tìm hiểu xem TBKT có NTCT và NTHĐ như thế nào trong thực tiễn sản xuất, đời sống mà đáp ứng nhiệm vụ đó

- Thiết kế, chế tạo MHVC-CN của TBKT

2 Nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của TBKT và đưa ra MHHV của TBKT

- Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của TBKT qua TBKT thật, qua tài liệu in và tài liệu trên internet: các bộ phận và cấu tạo, chức năng của chúng, mối liên kết giữa các bộ phận để TB hoạt động

- Vận dụng các kiến thức đã biết để giải thích NTHĐ của TBKT

- Đưa ra và lựa chọn các MHHV mô tả các bộ phận, sự liên kết giữa chúng sao cho có tính khả thi của TBKT (có thể có những cải tiến, thay đổi về cấu tạo (các

bộ phận, sự liên kết giữa các bộ phận) so với TBKT thật)

3 Chế tạo, vận hành các MHVC-CN của TBKT và hoàn thiện chúng:

- Dựa vào các MHHV, chế tạo các MHVC-CN khác nhau của TBKT

- Vận hành các MHVC-CN, chỉnh sửa, bổ sung và hoàn thiện các MHVC-CN của TBKT

4 Kết luận:

- Nêu chức năng, NTCT, NTHĐ của TBKT

- Đánh giá, so sánh các MHVC-CN đã chế tạo và đề xuất giải pháp cải tiến, hoàn thiện tiếp MHVC-CN của TBKT

- Nêu thêm chức năng của các bộ phận khác trong TBKT để làm tăng hiệu quả của TBKT

2.2.1 Hiệu quả giáo dục và các đặc điểm của hoạt động ngoại khóa

- HĐNK là hoạt động của HS ngoài những giờ học bắt buộc quy định trong chương trình Trong DH phát triển NL, HĐNK là một trong những mảng hoạt động

GD quan trọng ở nhà trường PT

- Hiệu quả GD của HĐNK:

Với nội dung phong phú, phương pháp DH phù hợp, hình thức tổ chức hấp dẫn, linh hoạt thì HĐNK góp phần đắc lực vào việc thực hiện mục tiêu GDPT, cụ thể là:

+ Gây hứng thú học tập, góp phần bồi dưỡng các NL chung và các NL đặc thù cho HS, trong đó có NL GQVĐ và nâng cao chất lượng kiến thức của HS, đặc biệt là tính vận dụng được của các kiến thức đã học Đối với HĐNK VL, với nội dung phù hợp, HĐNK có tác dụng bồi dưỡng NL ThN của HS

+ Góp phần rèn luyện các phẩm chất chủ yếu: chăm chỉ, trung thực và trách nhiệm

- Đánh giá dựa vào sản phẩm, tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS

Chính vì vậy, trong định hướng về phương pháp DH của chương trình GDPT

2018, mặc dù không dùng từ “HĐNK”, chương trình GDPT 2018 cũng đã chỉ rõ những nội dung và hình thức của hoạt động này: Các hoạt động học tập được tổ chức trong và ngoài khuôn viên nhà trường thông qua một số hình thức chủ yếu như: học lí thuyết; thực hiện bài tập, TN, trò chơi, đóng vai, dự án nghiên cứu; tham gia xêmina, tham quan, cắm trại, đọc sách; sinh hoạt tập thể, hoạt động phục vụ cộng đồng

2.2.2 Nội dung, phương pháp dạy học và hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa chủ đề vật lí

- Nội dung của HĐNK VL:

Căn cứ mục tiêu GDPT nói chung và mục tiêu GD môn VL nói riêng, đặc thù môn VL, chương trình môn VL ở trường THPT, nội dung HĐNK chủ đề VL thường là:

+ Tìm hiểu một nội dung khoa học VL có tính chất chuyên sâu hoặc chuyên

đề tích hợp mang tính thực tiễn

+ Nghiên cứu các ƯDKT của VL

+ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo TBTN, MHVC-CN của TBKT

- Phương pháp DH: Cũng như trong DH nội khóa, phương pháp DH trong

DH ngoại khóa cũng là phương pháp DH GQVĐ nhằm phát huy cao nhất tính tích cực, tự lực và bồi dưỡng các NL chung và NL đặc thù, nhất là NL GQVĐ của HS Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ trong HĐNK, HS có thể gặp khó khăn sai lầm Khi đó, sự hướng dẫn giúp đỡ của GV sẽ dựa trên ba kiểu định hướng hành động nhận thức của HS

- Các kiểu định hướng hành động nhận thức của HS

Nếu xét sự định hướng của GV theo các mức độ đòi hỏi khác nhau, từ cao đến thấp đối với hành động nhận thức của HS và cũng tương ứng với các mục tiêu rèn luyện khác nhau thì sự định hướng của GV đối với hành động nhận thức của HS được phân thành 3 kiểu định hướng sau:

* Định hướng tìm tòi: Kiểu định hướng trong đó GV không chỉ ra cho HS một cách tường minh các kiến thức, cách thức hành động cần áp dụng, mà chỉ đưa

ra gợi ý sao cho HS có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức, cách thức hành động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ, nghĩa là đòi hỏi HS tự xác định hành động thích hợp trong tình huống đang xét Sự định hướng tìm tòi có hai mức độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ đòi hỏi đối với hành động của HS Định hướng tìm tòi sáng tạo: Kiểu định hướng trong đó GV yêu cầu HS tự nghĩ ra cách thức hành động giải quyết nhiệm vụ, không phải theo một mẫu có sẵn Định hướng tìm tòi áp dụng các cách thức hành động theo các mẫu đã biết: Kiểu định hướng trong đó GV yêu cầu HS tự huy động, lựa chọn các cách thức hành động theo các mẫu đã biết để truyền tải áp dụng vào tình huống đang xét

* Định hướng khái quát chương trình hóa: Kiểu định hướng được chương trình hóa thành các bước với các yêu cầu từ cao đến thấp, thu hẹp dần phạm vi, mức

độ phải tìm tòi giải quyết cho vừa sức HS

* Định hướng tái tạo: Kiểu định hướng trong đó GV hướng dẫn HS vào việc huy động, áp dụng những kiến thức, cách thức hành động mà HS đã biết hoặc đã được GV chỉ ra một cách tường minh để HS có thể giải quyết được nhiệm vụ Với

kiểu định hướng này, HS chỉ cần tái tạo những hành động đã được GV chỉ rõ hoặc những hành động trong các tình huống đã quen thuộc đối với HS Sự định hướng tái tạo lại có hai mức độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ đòi hỏi đối với hành động của HS: Định hướng tái tạo angôrit là kiểu định hướng trong đó GV chỉ ra một cách khái quát tổng thể trình tự các hành động để HS tự mình giải quyết được nhiệm

vụ Định hướng tái tạo từng thao tác cụ thể, riêng rẽ là kiểu định hướng trong đó HS theo dõi, bắt chước lặp lại theo thao tác mẫu cụ thể do GV chỉ ra

Trong DH GQVĐ, để tạo cơ hội cho sự hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS thông qua các hoạt động nhận thức tìm tòi, khám phá, chiếm lĩnh kiến thức của HS thì trong tổ chức DH nên thực hiện kiểu định hướng khái quát chương trình hóa, cụ thể là:

* Sự định hướng ban đầu là định hướng tìm tòi, nghĩa là đòi hỏi HS tự lực tìm tòi GQVĐ đã đặt ra

* Nếu HS không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự cụ thể hóa dần từng bước định hướng khái quát ban đầu (gợi ý thêm, chi tiết hóa) để thu hẹp dần phạm vi, mức độ phải tìm tòi giải quyết cho vừa sức HS

* Nếu HS vẫn không đáp ứng được thì sự hướng dẫn của GV chuyển dần sang kiểu định hướng tái tạo Khi cần thiết phải chuyển sang kiểu định hướng tái tạo thì trước hết là sử dụng kiểu định hướng tái tạo angôrit (chỉ ra trình tự các hành động, thao tác) để HS theo đó tự giải quyết vấn đề đã đặt ra

* Nếu HS vẫn không đáp ứng được thì mới thực hiện sự hướng dẫn tái tạo đối với từng hành động, thao tác cụ thể, riêng rẽ của trình tự các hành động, thao tác

đó [24]

- Hình thức tổ chức DH ngoại khóa

+ Kết hợp các hình thức làm việc cá nhân, làm việc theo nhóm và làm việc

cả lớp, làm việc ở lớp và ở nhà, làm việc trong trường và làm việc ngoài trường phù hợp với mục tiêu, nội dung chủ đề ngoại khóa

+ Kết hợp làm việc trong phạm vi hẹp (nhóm lớp) với làm việc trong phạm

vi rộng hơn: hội vui VL (các trò chơi, thi làm TN, thi giải BT), triển lãm VL…

2.2.3 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí

Quá trình tổ chức HĐNK VL diễn ra theo các bước sau:

- Bước 1: Lựa chọn chủ đề HĐNK và đặt tên chủ đề HĐNK