Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học kiến thức cân bằng lực moment lực thuộc mạch nội dung động lực học chương trình gdpt 2018 nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HỒ ANH PHÚC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC “CÂN BẰNG LỰC, MOMENT LỰC” THUỘC M

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

HỒ ANH PHÚC

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC “CÂN BẰNG LỰC, MOMENT LỰC”

THUỘC MẠCH NỘI DUNG “ĐỘNG LỰC HỌC”

(CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018) NHẰM BỒI DƯỠNG

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC “CÂN BẰNG LỰC, MOMENT LỰC” THUỘC MẠCH NỘI DUNG

“ĐỘNG LỰC HỌC” (CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018) NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH

Sinh viên thực hiện: Hồ Anh Phúc Nam, Nữ: Nữ

Dân tộc: Kinh

Lớp, khoa: 43.01.LY.CNA, Vật lý Ngành học: Sư phạm Vật lý

Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Thanh Bình

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2022

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng

(kí tên, ghi rõ họ và tên)

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2022

Xác nhận của Giảng viên hướng dẫn

(kí tên, ghi rõ họ và tên)

TS Trần Thanh Bình

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan khóa luận này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi Các số liệu

và tài liệu được trích dẫn trong khóa luận là trung thực Kết quả nghiên cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó

Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2022

Tác giả khóa luận

Hồ Anh Phúc

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận này sẽ không được hoàn thiện tốt nhất nếu thiếu đi sự hỗ trợ, giúp đỡ

từ những người xung quanh

Đầu tiên, tôi xin cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cô giảng viên khoa Vật lý – Trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các Thầy Cô trong bộ môn Phương pháp giảng dạy và vật lý ứng dụng đã tận tình chỉ dạy và trang bị cho

em những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian ngồi trên ghế giảng đường, làm nền tảng cho em có thể hoàn thành được bài khóa luận này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Trần Thanh Bình, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo về kiến thức, tài liệu và phương pháp để tôi nghiên cứu và hoàn thành khóa luận

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Liên cấp IGC Tây Ninh, quý Thầy Cô và các em học sinh lớp 10A1 đã tạo điều kiện cho tôi thực nghiệm sư phạm tại Trường

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè luôn động viên, cổ vũ, khích lệ

và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua; đặc biệt là bạn Quản Minh Hòa đã hỗ trợ, đồng hành cùng tôi trong suốt quá trình thực nghiệm sư phạm

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong suốt quá trình thực hiện đề tài, song có thể còn

có những mặt hạn chế, thiếu sót Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự chỉ dẫn của quý Thầy Cô

Xin chân thành cảm ơn

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2022

Tác giả khóa luận

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh 11

Bảng 1.2 Sự đáp ứng của bài tập thí nghiệm vật lí trong việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh được năng lực thực nghiệm của học sinh 13

Bảng 1.3 Tiến trình dạy học vận dụng bài tập tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh 15

Bảng 1.4 Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm tổng quát 20

Bảng 1.5 Bảng kiểm quan sát năng lực thực nghiệm của học sinh 21

Bảng 1.6 Thang đo mức độ năng lực thực nghiệm của học sinh 22

Bảng 2.1 Nội dung kiến thức đáp ứng yêu cầu cần đạt 27

Bảng 2.2 Nội dung kiến thức chi tiết 28

Bảng 2.3 Nội dung bài tập thí nghiệm vật lí đáp ứng yêu cầu cần đạt 32

Bảng 3.1 Danh sách học sinh được lựa chọn đánh giá năng lực thực nghiệm 76

Bảng 3.2 Kết quả năng lực thực nghiệm của học sinh trong các hoạt động học 93

Bảng 3.3 Kết quả thu được năng lực thực nghiệm của học sinh 97

Bảng 3.4 Mức độ năng lực thực nghiệm đạt được của học sinh 100

Bảng 3.5 Kết quả thăm dò ý kiến học sinh sau khi tham gia thưc nghiệm 102

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 3.1 Học sinh quan sát video và trả lời câu hỏi mở đầu mà giáo viên đặt ra 79

Hình 3.2 Kết quả dự đoán của học sinh 1A và học sinh 4A về tình huống trong video 80

Hình 3.3 Học sinh nhóm 2 trình bày các câu hỏi thắc mắc của bản thân về vấn đề giáo viên đưa ra 81

Hình 3.4 Học sinh nhóm 3 trình bày ý tưởng/dự đoán của bản thân về vấn đề GV đưa ra 81

Hình 3.5 Kết quả phiếu học tập cá nhân của HS 1D và HS 4B trong hoạt động 2.1 83

Hình 3.6 Học sinh 1B và học sinh 4A tự đề xuất phương án thí nghiệm 83

Hình 3.7 Kết quả phiếu học tập cá nhân của HS 3B và HS 4A 84

Hình 3.8 Học sinh nhóm 1 thảo luận chọn ra phương án khả thi 84

Hình 3.9 Học sinh các nhóm thảo luận lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm 85

Hình 3.10 Kết quả phiếu học tập nhóm được học sinh 4 nhóm trình bày 86

Hình 3.11 Học sinh nhóm 1 và nhóm 4 thực hiện bố trí thí nghiệm 87

Hình 3.12 Học sinh nhóm 1 và nhóm 3 tiến hành thực hiện thí nghiệm 87

Hình 3.13 Kết quả phiếu học tập nhóm của nhóm 3 và nhóm 4 ở Nhiệm vụ 4 và Nhiệm vụ 5 88

Hình 3.14 Học sinh nhóm 2 và nhóm 3 tiến hành thu thập và xử lí số liệu 89

Hình 3.15 Giáo viên định hướng, hỗ trợ hoạt động khi học sinh gặp khó khăn 89

Hình 3.16 Kết quả phiếu hoạt động nhóm của nhóm 1 và nhóm 2 trong hoạt động 2.4 90

Hình 3.17 Giáo viên đặt vấn đề về người biễu diễn xe đi trên dây 91

Hình 3.18 Kết quả phiếu học tập cá nhân của HS 2A và HS 4C 91

Hình 3.19 Phiếu học tập cá nhân của HS 1A và HS 4A 92

Hình 3.20 Phiếu học tập nhóm của nhóm 1 và nhóm 4 93 Hình 3.21 Kết quả phiếu nhận xét của giáo viên bộ môn 105

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1 Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí (Phạm Thị Phú, 1999) 9

Sơ đồ 1.2 Quy trình đánh giá năng lực thực nghiệm 23

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ biểu diễn mức độ đạt được về năng lực thực nghiệm 99

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ ix

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 3

7 Phương pháp nghiên cứu 4

8 Đóng góp mới của khóa luận 4

9 Cấu trúc khóa luận 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 6

1.1 Bài tập thí nghiệm vật lí 6

1.1.1 Khái niệm bài tập thí nghiệm vật lí 6

1.1.2 Phân loại bài tập thí nghiệm vật lí 7

1.2.1 Khái niệm năng lực thực nghiệm của học sinh 9

1.2.2 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm của học sinh 10

1.2.3 Sự đáp ứng của bài tập thí nghiệm vật lí trong việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh 12

1.2.4 Tiến trình dạy học có vận dụng bài tập thí nghiệm vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh 14

1.3 Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh 18

1.3.1 Nguyên tắc đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh 18

1.3.2 Công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh 19

1.3.3 Quy trình đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh 23

Tiểu kết chương 1 25

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC “CÂN BẰNG LỰC, MOMENT LỰC” TRONG MẠCH NỘI DUNG “ĐỘNG LỰC HỌC” (CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018) NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH 26

2.1 Vị trí và vai trò của kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” 26

2.2 Nội dung kiến thức đáp ứng yêu cầu cần đạt 27

2.2.1 Đơn vị kiến thức đáp ứng yêu cầu cần đạt 27

2.2.2 Nội dung kiến thức chi tiết 28

2.3 Xây dựng một số bài tập thí nghiệm trong dạy học kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” thuộc mạch nội dung “Động lực học” 31

2.4 Thiết kế kế hoạch bài dạy “Tổng hợp hai lực đồng quy” có vận dụng bài tập thí nghiệm đã xây dựng 40

Tiểu kết chương 2 74

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 75

3.1 Tổ chức thực nghiệm 75

3.1.1 Mục đích thực nghiệm 75

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 75

3.1.3 Đối tượng thực nghiệm 75

3.1.4 Thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm 77

3.1.5 Phương pháp triển khai thực nghiệm 78

3.1.6 Kế hoạch thực nghiệm 78

3.2 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm 79

3.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm 97

3.3.1 Phân tích kết quả định tính 97

3.3.2 Phân tích kết quả định lượng 98

3.3.3 Thảo luận về kết quả thực nghiệm 101

Tiểu kết chương 3 107

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

PHỤ LỤC 111

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong thế kỷ XXI, ở giai đoạn mà cuộc cách mạng khoa học, công nghệ, giáo dục và đào tạo, … đang phát triển một cách vượt bậc, dẫn đến sự chuyển biến nhanh chóng về cơ cấu và chất lượng nguồn nhân lực của nhiều quốc gia Đi cùng với sự phát triển đó là một lượng tri thức mới khổng lồ liên tục được bổ sung vào kho tàng tri thức của nhân loại, đòi hỏi con người phải có những năng lực gì để có thể đáp ứng hầu hết các yêu cầu trong cuộc sống hiện nay Điều đó tác động mạnh mẽ đến giáo dục đào tạo, đòi hỏi nền giáo dục Việt Nam phải thay đổi toàn diện và đồng bộ từ mục tiêu, nội dung đến phương pháp, hình thức kiểm tra đánh giá… góp phần phát triển cho người học hệ thống năng lực cần thiết để có thể tham gia hiệu quả vào thị trường lao động trong nước và quốc tế

Hiện nay, đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển phẩm chất và năng lực (NL) học sinh (HS) đang là xu hướng giáo dục quốc tế và yêu cầu của Việt Nam Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể xác định NL khoa học (tự nhiên) là

NL đặc thù được hình thành và phát triển qua môn Vật lí (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018a) Chương trình phổ thông môn Vật lí nêu yêu cầu cần đạt về NL vật lí, đưa ra các cách tìm hiểu thế giới tự nhiên có con đường thực nghiệm với các hoạt động như phát hiện vấn đề, đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch, thực hiện

kế hoạch, báo cáo kết quả (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018b) Qua đó, HS phát triển

NL thực nghiệm (NLTN) đồng thời góp phần phát triển phẩm chất cũng như các NL chung như giải quyết vấn đề - sáng tạo, giao tiếp - hợp tác

Các nghiên cứu trong và ngoài nước đánh giá cao vai trò NLTN trong dạy học vật lí Theo Koponen & Mantyla (2006), các loại thí nghiệm (TN) vật lí có vai trò nhận thức luận, đặc biệt quan trọng TN là phương tiện để hình thành kiến thức và kiểm tra tính chính xác của kiến thức Các tác giả Phạm Thị Phú & Nguyễn Đình Thước (2019) cho rằng, không những hiểu phương pháp thực nghiệm chỉ là khâu đo đạc chính xác một đại lượng vật lí (theo nghĩa hẹp) mà cần hiểu đầy đủ từ đặt vấn đề,

đề xuất giả thuyết, suy ra hệ quả logic, xây dựng phương án thí nghiệm (PATN) kiểm

tra, đến tiến hành TN, rút ra kết luận (theo nghĩa rộng) Từ đó cho thấy việc ứng dụng

lí luận dạy học phát triển NL cho HS qua các bài học cụ thể là khó khăn chung của

đa số giáo viên (GV) hiện nay, đòi hỏi GV và tổ bộ môn cần nghiên cứu vận dụng NLTN vào môn Vật lí nói riêng và hầu hết các môn khoa học tự nhiên nói chung để hướng đến phát triển NL của HS

Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thức vật lí trong chương trình trung học phổ thông (THPT) liên hệ chặt chẽ với các TN và hầu như được rút

ra từ thực nghiệm Song sự phong phú về kiến thức cùng với sự đa dạng về hình thức thí nghiệm chính là lợi thế lớn đối với sự đổi mới trong phương pháp dạy và học bộ môn, đồng thời cũng để thực hiện tốt những yêu cầu về nội dung và phương pháp giáo dục như Luật giáo dục đã quy định Tuy nhiên, việc đổi mới phương pháp dạy học còn chậm ở một số trường THPT, các hình thức dạy học theo lối “thông báo – tái hiện” vẫn còn tồn tại, sự đa dạng các loại bài tập sử dụng trong chương trình Vật lí phổ thông còn là vấn đề đáng phải quan tâm, đặc biệt là các dạng bài tập thí nghiệm (BTTN) còn khá ít và chưa được coi trọng trong dạy học Vật lí Điều này ảnh hưởng không ít đến sự phát triển tư duy cũng như năng lực để giải quyết các vấn đề của thực tiễn đời sống, nhà trường, gia đình và xã hội

Nguyên nhân của thực trạng trên là thiếu tính đồng bộ trong công việc đổi mới phương pháp dạy học và hình thức kiểm tra đánh giá Các kì thi hầu như không đề cập đến các vấn đề về TN, cũng như BTTN Vì thế, trong quá trình giảng dạy nhiều

GV đã không chú ý đến việc rèn luyện các kĩ năng liên quan đến các vấn đề về TN Trong khi đó, việc rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn đề ở BTTN lại là bước đi rất cần thiết để hình thành ở HS năng lực giải quyết vấn đề, phát triển tư duy, sáng tạo,

… là cơ sở để HS lĩnh hội các kiến thức vật lí một cách sâu sắc, không máy móc, đồng thời biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn hiệu quả

Căn cứ vào những lý do trên, khóa luận thực hiện nghiên cứu đề tài: “Xây

dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” thuộc mạch nội dung “Động lực học” (chương trình GDPT 2018)

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học một số kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” (chương trình GDPT 2018) nhằm bồi dưỡng NLTN góp phần nâng cao chất lượng học tập cho HS

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Thí nghiệm vật lí

- Năng lực thực nghiệm

- Quá trình dạy học Vật lí phổ thông

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học một số kiến thức

“Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” (Chương trình GDPT 2018) thì sẽ bồi dưỡng NLTN của HS từ đó góp phần nâng cao chất lượng học tập Vật lí của HS

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về bài tập thí nghiệm vật lí, năng lực thực nghiệm, bài tập thí nghiệm vật lí với việc bồi dưỡng NLTN của HS

- Tìm hiểu thực trạng về xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học Vật lí ở trường Liên cấp IGC Tây Ninh tại tỉnh Tây Ninh

- Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học một số kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” – Vật lí 10 (Chương trình GDPT 2018)

- Thực nghiệm sư phạm ở trường Liên cấp IGC Tây Ninh để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài

6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

Kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” – Vật

lí 10 (Chương trình GDPT 2018)

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu, bài báo, công trình nghiên cứu, … về các nội dung có liên quan đến đề tài khóa luận tốt nghiệp nhằm hệ thống hóa những cơ sở lí luận cần thiết

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm (TNSP) ở trường THPT theo quy trình, phương pháp và hình thức tổ chức đã đề xuất nhằm kiểm nghiệm tính khả thi của đề tài

- Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để trình bày và phân tích kết quả TNSP

8 Đóng góp mới của khóa luận

Về mặt lí luận: Hệ thống được cơ sở lí luận về xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí bồi dưỡng NLTN của HS trong dạy học Vật lí ở trường THPT

Về mặt thực tiễn:

- Thiết kế được 10 bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học một số kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” – Vật lí 10 (Chương trình GDPT 2018)

- Thiết kế được 1 tiến trình dạy học trong dạy học một số kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” – Vật lí 10 (chương trình GDPT 2018) có sử dụng các bài tập đã xây dựng theo hướng bồi dưỡng NLTN của HS

9 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và mục lục thì nội dung của bài nghiên cứu khoa học được chia làm 3 chương, trong đó:

- Chương 1 Cơ sở lí luận về việc xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí nhằm bồi dưỡng NLTN của HS trong dạy học Vật lí

- Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học một số kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học”

- Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1 Bài tập thí nghiệm vật lí

1.1.1 Khái niệm bài tập thí nghiệm vật lí

Đã có rất nhiều ý kiến khác nhau khi nói về BTTN Như tác giả Nguyễn Đức Thâm

và nnk (2002) cho rằng: “BTTN là bài tập đòi hỏi phải làm thực nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập” Theo Nguyễn Thượng Chung (2002) thì: “BTTN là loại bài tập đòi hỏi HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật và thực tế đời sống,… để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định các điều kiện thích hợp,

tự mình thực hiện thực nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu nhập và xử lí các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụ thể được đặt ra”

Như vậy, có thể hiểu rằng: BTTN trong dạy học Vật lí (BTTN vật lí) vừa là bài tập vừa là thí nghiệm, đòi hỏi HS phải vận dụng các kiến thức đơn lẻ hay kiến thức tổng hợp cùng các kĩ năng thực hành,… để xây dựng các phương án, lựa chọn và chế tạo các phương tiện thực hiện TN dùng để quan sát diễn biến hiện tượng hoặc để đo đạc, xác định một đại lượng vật lí nào đó, hoặc để nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các thông số vật lí, hoặc kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết, sau đó xử lí tư liệu

đã quan sát và đo đạc nhằm tìm ra lời giải đáp và đáp số cuối cùng mà bài tập yêu cầu

Giải BTTN vật lí là một hình thức hoạt động học tập, tăng cường hứng thú, sáng tạo, gắn học với hành, lí luận với thực tế, kích thích tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát của từng HS và đặc biệt đối với HS khá giỏi Việc HS tiến hành giải BTTN vật lí sẽ làm cho tư duy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tượng hóa, khái quát hóa và cả trực giác khoa học được bồi dưỡng và rèn luyện Đó là những

1.1.2 Phân loại bài tập thí nghiệm vật lí

Theo tác giả Phạm Thị Phú (1999), căn cứ vào yêu cầu và phương thức giải ta có thể phân chia BTTN thành hai loại là: BTTN định tính và BTTN định lượng

1.1.2.1 Bài tập thí nghiệm định tính

Loại bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng Khi giải nó thì

HS phải lắp ráp TN theo sơ đồ cho trước hoặc theo những điều kiện đã xác định; sau

đó tiến hành TN HS phải quan sát diễn biến của hiện tượng vật lí trong TN và sử dụng những suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, khái niệm vật lí đã học để mô

tả và giải thích những kết quả đã quan sát được, hoặc sử dụng kết quả mà từ TN quan sát được để giải thích các hiện tượng đã có BTTN định tính có thể phân thành hai dạng:

- Dạng 1: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng

Khi giải bài tập dạng này yêu cầu HS phải thực hiện các công việc sau:

+ Làm TN theo sự hướng dẫn của giáo viên (GV)

+ Quan sát TN theo mục tiêu đã chỉ sẵn

+ Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có

Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải trả lời các câu hỏi như:

+ Hiện tượng xảy ra như thế nào?

+ Tại sao lại xảy ra hiện tượng đó?

Trả lời câu hỏi thứ nhất, HS tham gia vào quá trình tích luỹ kiến thức về hiện tượng, mô tả được diễn biến của hiện tượng Còn câu hỏi thứ hai, giúp cho HS liên

hệ sự kiện quan sát xảy ra trong TN với những định nghĩa, khái niệm, hiện tượng vật

lí đã học Tức là giúp HS biết cách lập luận khi giải thích bản chất của hiện tượng Đây chính là cơ hội để bồi dưỡng cho HS các thao tác tư duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết

- Dạng 2: Bài tập thiết kế PATN

Dạng bài tập này khá phổ biến ở trường phổ thông vì TN được tiến hành trong tư duy Do đó, nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện trang thiết bị TN còn chưa đầy đủ như hiện nay Các bài tập này là tiền đề cho HS giải các BTTN định lượng

Nội dung của dạng bài tập này thường là HS căn cứ vào yêu cầu của bài toán, vận dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phương án TN để:

+ Đo các đại lượng vật lí

+ Quan sát một quá trình vật lí, minh hoạ cho một định luật vật lí

Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải thực hiện các yêu cầu như:

+ Làm thế nào để đo đạc được với các thiết bị ?

+ Hãy tìm cách xác định các đại lượng với các thiết bị ?

+ Nêu phương án đo với các dụng cụ ?

+ Nêu các phương án đo ?

Với loại bài tập này, HS phải tiến hành một loạt các hoạt động tư duy sáng tạo, để liên kết yêu cầu của bài toán với các dự kiện đã cho bằng các tri thức vật lí đã có, để thiết kế trong óc một mô hình TN và tiến hành TN trong tưởng tượng, sau đó diễn đạt bằng lời TN tưởng tượng mà mình đã thực hiện

1.1.2.2 Bài tập thí nghiệm định lượng

Đây là loại bài tập yêu cầu HS ngoài việc chú ý đến hiện tượng vật lí còn phải đo đạc các đại lượng vật lí bằng các thiết bị; tìm mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí BTTN định lượng có thể ở các mức độ tăng dần như sau:

- Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hướng dẫn cách làm thí nghiệm Yêu cầu đo đạc các đại lượng, xử lí kết quả đo đạc để đi đến kết luận

- Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc các đại lượng cần thiết, xử lí số liệu để đi đến kết luận

- Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc,

xử lí số liệu để tìm quy luật

Dựa vào cách phân loại bài tập thí nghiệm (Phạm Thị Phú, 1999), những hành động của HS trong hoạt động giải bài tập, các mức độ về BTTN ta có thể thấy rõ bức tranh về BTTN ở trường THPT theo sơ đồ phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm vật

lí như sau:

Sơ đồ 1.1 Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí (Phạm Thị Phú, 1999)

1.2 Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh thông qua bài tập thí nghiệm vật lí

1.2.1 Khái niệm năng lực thực nghiệm của học sinh

Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015), NL là sự huy động tổng hợp các kiến thức,

kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí để thực hiện một loại công việc trong một bối cảnh nhất định

NL là một tập hợp hoặc tổng hợp hết tất cả những thuộc tính của cá nhân con người, nó gắn liền với kiến thức, kĩ năng, thái độ trong một lĩnh vực hoạt động tương ứng, đảm bảo cho các hoạt động đạt được kết quả cao như mong muốn (Phùng Việt Hải, 2015)

NL bao gồm năng lực chung và năng lực chuyên biệt (Phạm Thị Phú & Nguyễn Đình Thước, 2019) Trong đó:

Năng lực chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân, đảm bảo cho cá nhân nắm bắt được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng, có hiệu quả Năng lực chung gồm: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực quản

lý, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng công nghệ thông tin (CNTT)

và truyền thông, năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán

Năng lực chuyên biệt là năng lực của một lĩnh vực nào đó, nó vừa thể hiện được những đặc tính của năng lực chung, nhưng đồng thời nó còn có những biểu hiện đặc thù riêng cho lĩnh vực đó

Theo tác giả Phạm Xuân Quế và nnk (2014), NLTN thuộc nhóm năng lực chuyên biệt, đồng thời môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, có khả năng bồi dưỡng cho

HS NLTN

Trong từ điển Tiếng Việt, khái niệm NLTN được định nghĩa như sau: “NLTN là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống” (Hoàng Phê, 2003)

Trên cơ sở đó, tác giả Đinh Anh Tuấn (2015) định nghĩa: “NLTN vật lí là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng thực hành trong lĩnh vực vật lí cùng với thái độ tích cực để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn”

Trong đề tài này, NLTN vật lí được hiểu theo tác giả Đinh Anh Tuấn: NLTN vật

lí là NL chuyên biệt đặc thù của môn Vật lí, đòi hỏi HS phải vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng thực hành và thái độ trong lĩnh vực vật lí để giải thích được, làm được, vận dụng được các kiến thức vật lí vào giải quyết các vấn đề thực tiễn

1.2.2 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm của học sinh

Trong phạm vi đề tài, cấu trúc NLTN được tiếp cận theo quan điểm năng lực bộ

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm của học sinh

TT Năng lực thành

1 Phát hiện vấn đề NLTN1

Đặt được câu hỏi về hiện tượng/ tình huống

có vấn đề: Hiện tượng điễn ra như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Những đại lượng nào mô tả được hiện tượng? Đo lường đại lượng đó như thế nào? Các đại lượng trong hiện tượng có mối quan hệ như thế nào?

Thiết kế sơ đồ thí nghiệm, mô tả sơ đồ, dụng

cụ vật liệu thí nghiệm, cách bố trí, tiến hành thí nghiệm, cách thu thập xử lí số liệu thí nghiệm

5 Bố trí thí nghiệm NLTN5 Lựa chọn thiết bị, lắp đặt thí nghiệm, sử

8 Rút ra kết luận NLTN8

Nhận xét về tính đúng đắn của giả thuyết/ý tưởng; nêu kết luận trả lời cho vấn đề nghiên cứu, bình luận đánh giá cho vấn đề

1.2.3 Sự đáp ứng của bài tập thí nghiệm vật lí trong việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh

Giáo dục nước ta cũng đang chuyển từ mục tiêu giáo dục truyền thụ kiến thức sang phát triển năng lực người học “Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho HS Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực

và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn” Có thể nói, Vật lí học là cơ

sở là nền tảng của đa số các ngành kĩ thuật và các quá trình sản xuất Trong xã hội ngày nay sự bùng nổ của CNTT, khoa học công nghệ phát triển như vũ bảo làm cho

sự ra đời của các thiết bị kĩ thuật phục vụ cho sản xuất ngày càng nhiều Những thiết

bị này làm tăng năng suất lao động, tiết kiệm sức lao động cho con người và sự phát triển ngày càng mạnh mẽ hơ trong tương lai Sự phát triển đó đòi hỏi người lao động phải luôn theo kịp với sự phát triển này và làm chủ được các công nghệ mới Nghĩa

là họ phải hiểu rõ và có khả năng thao tác, vận hành, sửa chữa các thiết bị, máy móc trong cuộc sống Đồng thời những HS này sẽ có khả năng tiếp cận thế giới tự nhiên nhanh hơn, biết các tìm hiểu và khám phá tự nhiên, có một trực giác nhạy bén đối với các tình huống thực tế Đặc biệt, Vật lí học mà một môn khoa học thực nghiệm nên với những HS có niềm đam mê với Vật lí thì NLTN lại càng có ý nghĩa quan trọng

Vì vậy NLTN là một trong những năng lực quan trọng mà con người cần có Việc bồi dưỡng NLTN sẽ giúp học sinh hình thành thói quen gắn kết các kiến thức đã học vào thực tiễn Sau khi học xong mỗi phần kiến thức thì khi GV yêu cầu, nhắc nhở HS liên

hệ kiến thức đã học vào thực tiễn, biết vận dụng các kiến thức có trong sách vở vào trong các tình huống thực trong đời sống hằng ngày Điều đó có ý nghĩa quan trọng

Trong đó, đặc điểm của bài tập thí nghiệm vật lí tạo nhiều cơ hội để bồi dưỡng NLTN của HS, cụ thể được thể hiện thông qua bảng dưới đây

Bảng 1.2 Sự đáp ứng của bài tập thí nghiệm vật lí trong việc bồi dưỡng năng lực

thực nghiệm của học sinh được năng lực thực nghiệm của học sinh

ra

3 Suy ra hệ quả

logic

BTTN vật lí định lượng dùng để đo đạc một đại lượng vật

lí cụ thể hoặc xác định sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật

lí nhưng không kiểm tra được bằng thí nghiệm, đòi hỏi HS phải suy luận theo toán học từ ý tưởng để có hệ quả kiểm tra được bằng thí nghiệm

để kiểm tra, do đó sẽ hình thành cho HS tư duy sáng tạo, tích cực tìm tòi để đề xuất các PATN và từ đó xây dựng lên PATN kiểm tra với đầy đủ các bước theo quy định

5 Bố trí thí

nghiệm

BTTN vật lí cần gợi ý các dụng cụ, thiết bị trong trường hợp bài tập ở mức định tính, nhưng tùy vào điều kiện khó khăn, phức tạp của bài tập thì BTTN vật lí không cần đưa

ra sẵn các thiết bị thí nghiệm, để HS tự lựa chọn tìm kiếm các thiết bị thí nghiệm, từ đó HS có thể chế tạo hoặc lắp ráp thiết bị thí nghiệm phù hợp

6 Thực hiện thí

nghiệm

BTTN định lượng với các câu hỏi như tìm quy luật …?, nêu cách xác định đại lượng…? đòi hỏi HS cùng nhau thực hiện thí nghiệm, đồng thời vận dụng các hiểu biết của bản thân

về vấn đề để tiến hành thực hiện thí nghiệm giải quyết vấn

đề đã đặt ra

7 Thu thập xử lí

số liệu

BTTN vật lí đáp ứng ở chỗ HS phải vận dụng các kiến thức

đã được học về đồ thị, cách xử lí số liệu thông qua các công

cụ toán học để giải các BTTN vật lí yêu cầu đo đạc các đại lượng vật lí,… từ đó để HS có thể bồi dưỡng thêm về năng lực thu thập xử lí số liệu

8 Rút ra kết

luận

BTTN vật lí mang lại sự nhìn nhận về câu trả lời cho vấn

đề nghiên cứu từ BTTN, tính đúng đắn của giả thuyết/ý tưởng mà bản thân đã đề ra và qua đó cho HS tự bình luận

và đánh giá về phương pháp giải quyết vấn đề

1.2.4 Tiến trình dạy học có vận dụng bài tập thí nghiệm vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh

Dựa trên sự đáp ứng của bài tập thí nghiệm vật lí trong việc bồi dưỡng NLTN của

HS, khóa luận đề xuất tiến trình dạy học có vận dụng bài tập tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng NLTN của HS được thể hiện chi tiết qua bảng 1.3:

Bảng 1.3 Tiến trình dạy học vận dụng bài tập tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng

năng lực thực nghiệm của học sinh

Sản phẩm dự kiến của HS

Hoạt động 1

Mở đầu

Đánh giá hiểu biết ban đầu của HS

1 Đặt tình huống có vấn đề

- GV đưa ra tình huống có vấn đề chung cho cả lớp trước khi vào chủ đề bài học

- Câu trả lời miệng của HS

- Bài báo cáo kết quả dự đoán của

2 Đặt vấn đề cần nghiên cứu

- GV dẫn dắt sang vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra bài toán cụ thể gợi sự tò mò cho chủ đề mới

- HS lắng nghe, quan sát và phản hồi thắc mắc về chủ đề bài học

- Câu hỏi, phản hồi từ vấn đề được đặt ra

Đề xuất được các

ý tưởng

để giải quyết vấn đề

3 Định hướng kiến thức cần nghiên cứu

- GV định hướng cho HS phân tích vấn đề nghiên cứu thành những vấn đề thành tố Sau đó, yêu cầu mỗi HS tự đề xuất giả thuyết

về những kiến thức cần tìm hiểu

để giải quyết vấn đề

- Giả thuyết/dự đoán của HS về các vấn đề cần tìm hiểu

- HS hệ thống những kiến thức cần tìm hiểu và vận dụng các kiến thức đã học Từ đó tự đề xuất giả thuyết cho riêng mình

Hoạt động 2.2 Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra

Đề xuất được những phương

án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

4 Đề xuất các phương án thí nghiệm

- GV yêu cầu HS nghiên cứu tài liệu, vận dụng những kiến thức đã

có để đề xuất các phương án thí nghiệm kiểm chứng được giả thuyết

- HS tự cá nhân đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết đã

đề ra

- Các phương án

đề xuất để kiểm tra giả thuyết

Rút ra được phương

án thí nghiệm khả thi và lập kế hoạch tiến hành

5 Thống nhất phương án và lập

kế hoạch tiến hành thí nghiệm

- GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm, thu thập các ý kiến cá nhân

để HS lựa chọn phương án khả thi

và lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm báo cáo trước lớp

- HS lựa chọn phương án khả thi nhất và đại diện báo cáo, phản biện lẫn nhau

- GV thống nhất lại các phương án

- Câu hỏi, phản hồi từ vấn đề được đặt ra

- Phương án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết được điều chỉnh

- Kế hoạch tiến hành thí nghiệm được chỉnh sửa hoàn thiện

Hoạt động 2.3 Tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế

Bố trí được thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

6 Bố trí phương án thí nghiệm

- GV tổ chức cho HS thực hiện bố trí như phương án đã thống nhất

- HS hoạt động nhóm thảo luận để thực hiện bố trí thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết đã đề ra

- Quá trình bố trí thí nghiệm

Thực hiện được phương

án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

7 Thực hiện phương án thí nghiệm

- GV yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm như phương án đã thống nhất

- HS hoạt động nhóm để thực hiện thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

đã đề ra

- Quá trình thực hiện thí nghiệm

Hoạt động 2.4 Thu thập xử lí số liệu và rút ra kết luận

Viết được báo cáo kết quả thực hiện

8 Viết báo cáo kết quả thực hiện

- GV yêu cầu HS thu thập số liệu

từ thí nghiệm, từ đó tính toán và đối chiếu kết quả thí nghiệm với kết quả từ hình vẽ, đồng thời so sánh với giả thuyết ban đầu

- HS thảo luận nhóm, vận dụng công thức toán học và áp dụng

- Bài báo cáo kết quả thu thập và xử

lí số liệu

quy tắc hình bình hành để vẽ hình đối chứng

Rút ra được nhận xét

về quá trình thực nghiệm

9 Rút ra kết luận về kiến thức

- GV tổ chức cho HS báo cáo kết quả và rút ra nhận xét từ về kết quả thực nghiệm Từ đó HS rút ra kết luận cho vấn đề cần tìm hiểu

- Bài báo cáo hệ thống kiến thức rút ra được của HS

Hoạt động 3

Luyện tập

Đánh giá lại mức

độ tìm hiểu kiến thức

10 Củng cố kiến thức

- GV đưa ra những câu hỏi, bài tập nhằm củng cố kiến thức, cũng như đánh giá lại sự hiểu biết của HS về nội dung chủ đề

- HS trả lời những câu hỏi hoặc nhiệm vụ học tập mà GV đưa ra

- Câu trả lời của

HS

Hoạt động 4

Vận dụng

Giải quyết được vấn

đề thực tiễn được đặt ra

- GV đặt ra những vấn đề thực tiễn

và yêu cầu HS vận dụng những kiến thức đã được học để giải quyết

- HS thảo luận, phân tích và giải quyết cho vấn đề thực tiễn

- Câu trả lời của

HS

1.3 Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

1.3.1 Nguyên tắc đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

- Nguyên tắc 1: Đảm bảo tính toàn diện và tính linh hoạt

Việc đánh giá năng lực hiệu quả nhất khi phản ánh được sự hiểu biết đa chiều, tích

đòi hỏi không chỉ sự hiểu biết mà là những gì có thể làm với những gì họ biết; nó bao gồm không chỉ có kiến thức, khả năng mà còn là giá trị, thái độ và thói quen hành vi ảnh hưởng đến mọi hoạt động Do vậy, đánh giá cần phản ánh những hiểu biết bằng cách sử dụng đa dạng các phương pháp nhằm mục đích mô tả một bức tranh hoàn chỉnh hơn và chính xác năng lực của người được đánh giá

- Nguyên tắc 2: Đảm bảo tính phát triển

Nguyên tắc này đòi hỏi trong quá trình kiểm tra, đánh giá, có thể phát hiện sự tiến

bộ của HS, chỉ ra những điều kiện để cá nhân đạt kết quả tốt hơn về phẩm chất và năng lực; phát huy khả năng tự cải thiện của HS trong hoạt động dạy học và giáo dục

- Nguyên tắc 3: Đảm bảo đánh giá trong bối cảnh thực tiễn

Để chứng minh người học có phẩm chất và năng lực ở mức độ nào đó, phải tạo cơ hội để họ được giải quyết vấn đề trong tình huống, bối cảnh mang tính thực tiễn Vì vậy, kiểm tra, đánh giá theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực HS chú trọng việc xây dựng những tình huống, bối cảnh thực tiễn để HS được trải nghiệm và thể hiện mình

- Nguyên tắc 4: Đảm bảo phù hợp với đặc thù môn học

Mỗi môn học có những yêu cầu riêng về năng lực đặc thù cần phát triển ở HS, vì vậy, việc kiểm tra, đánh giá cũng phải đảm bảo tính đặc thù của môn học nhằm định hướng cho giáo viên lựa chọn và sử dụng các phương pháp, công cụ đánh giá phù hợp với mục tiêu và yêu cầu cần đạt của môn học

1.3.2 Công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

1.3.2.1 Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh tổng quát

Trên cơ sở tham khảo rubric đánh giá NL của HS của tác giả Nguyễn Ngọc Anh (2020), đề tài tiến hành xây dựng rubric đánh giá NLTN tổng quát như bảng sau:

Bảng 1.4 Rubric đánh giá năng lực thực nghiệm tổng quát

Đặt được câu hỏi từ những gợi ý của GV

Đặt được các câu hỏi

có gợi ý của

GV

Đặt một số câu hỏi phù hợp qua quan sát

2

Đề xuất giả thuyết/dự đoán

GV

tưởng từ một số gợi ý của GV

Đề xuất ý tưởng đúng đắn, phù hợp

3 Suy ra hệ

quả logic

Lặp lại được suy luận logic

Suy ra hệ quả logic cần nhiều gợi ý của

4

Xây dựng PATN kiểm tra

Tiếp nhận, nhắc lại PATN đã chọn

Đề xuất PATN cần gợi ý, hướng dẫn của GV

Đề xuất PATN khả thi có gợi ý của GV

Đề xuất được PATN khả thi, đúng đắn

5 Bố trí thí

nghiệm

Bố trí TN tương tự theo mẫu

Bố trí TN

có hướng dẫn ở nhiều khâu

Bố trí TN cần một vài hướng dẫn

Bố trí TN đúng, đầy

đủ, hợp lý

6 Thực hiện

thí nghiệm

Tham gia thực hiện

TN

Thực hiện được một vài khâu

TN

Thực hiện

TN đúng ở phần nhiều khâu

Thực hiện

TN đúng ở tất cả các khâu

7 Thu thập

xử lí số liệu

Làm theo mẫu, hướng dẫn chi tiết

Tự làm, nhiều chỗ phải hướng dẫn

Tự làm, có một vài chỗ cần hướng dẫn

Tự lực xử lí

số liệu và rút ra kết quả thành công

8 Rút ra kết

luận

Nhắc lại, làm theo hướng dẫn, theo mẫu

Rút ra kết luận từ các gợi ý, hướng dẫn của GV

Rút ra kết luận có gợi

ý của GV

Tự lực rút

ra kết luận đúng

1.3.2.2 Bảng kiểm quan sát năng lực thực nghiệm của học sinh

Bảng 1.5 Bảng kiểm quan sát năng lực thực nghiệm của học sinh

1.3.2.3 Thang đo mức độ năng lực thực nghiệm của học sinh

Trong phạm vi đề tài, để đánh giá định lượng NLTN của HS, mức độ biểu hiện hành vi được lượng hóa thành những điểm số tương ứng: Mức 1 – 1 điểm; Mức 2 –

2 điểm; Mức 3 – 3 điểm; Mức 4 – 4 điểm Dựa vào phần trăm tổng số điểm đạt được của các mức độ, thang đo mức độ NLTN của HS được thể hiện qua bảng 1.2 (Nguyễn Ngọc Anh, 2020):

Bảng 1.6 Thang đo mức độ năng lực thực nghiệm của học sinh

1.3.3 Quy trình đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

Sơ đồ 1.2 Quy trình đánh giá năng lực thực nghiệm

Trong đó:

Bước 1: Thiết kế bài học

a) Xác định bài học/chủ đề

b) Xác định mục tiêu dạy học phát triển NLTN

c) Chuẩn bị phương tiện dạy học (TN, phiếu học tập, …)

d) Xác định bài học theo các giai đoạn của chu trình học tập phát triển NLTN

- Giai đoạn kinh nghiệm cụ thể của HS: Xác định kiến thức, kĩ năng HS đã có

- Giai đoạn quan sát có tư duy của HS: Xác định sơ đồ bố trí TN; dự kiến hiện tượng sẽ xảy ra; dự kiến cách thu thập, xử lí kết quả TN

- Giai đoạn khái niệm hóa trừu tượng của HS: Xác định các nguồn số liệu, cơ sở phân tích để HS phát hiện kiến thức mới; xác định kiến thức HS sẽ hình thành (Khái niệm, quy luật, mô hình mới)

- Giai đoạn thử nghiệm tích cực: Dự kiến hướng dẫn phù hợp để HS nêu dự đoán/giả thuyết; xác định hệ quả logic HS sẽ kiểm tra bằng TN; xác định kết quả thử nghiệm tích cực; xác định các bài tập HS rèn luyện, vận dụng

e) Xác định vấn đề cần giải quyết, là mâu thuẫn giữa kinh nghiệm cụ thể đã có và khái niệm hóa trừu tượng Xác định giai đoạn bắt đầu bài học của chu trình trải nghiệm phù hợp đặc điểm HS và nội dung Xác định tiến trình, hình thức, phương pháp tổ chức dạy học

Bước 2: Thiết kế công cụ kiểm tra đánh giá

Đánh giá NLTN của HS dựa vào thang đo NLTN GV cụ thể hóa biểu hiện hành

vi theo thang đo NLTN ở bài học sẽ là công cụ quan sát, đánh giá mức độ hành vi NLTN đạt được của HS

Bước 3: Tổ chức dạy học và đánh giá kết quả

- Tổ chức dạy học theo chu trình học tập phát triển NLTN

- Thu thập và đánh giá kết quả phát triển NLTN của HS

Tiểu kết chương 1

Trong chương 1, khóa luận trình bày về cơ sở lí luận của bài tập thí nghiệm vật lí;

cơ sở lí luận về NLTN; sự đáp ứng của bài tập thí nghiệm vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm; xây dựng công cụ đánh giá NLTN

Nhìn chung, sau khi nghiên cứu cơ sở lí luận về việc xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí nhằm bồi dưỡng NLTN của HS, khóa luận nhận thấy NLTN là một trong những năng lực quan trọng nhất của HS cần được hình thành và phát triển thông qua dạy học Vật lí Thực tế cho thấy, trong những năm gần đây đã có sự chuyển biến tích cực về nhận thức của giáo viên trong việc nâng cao NLTN cho HS Đồng thời, bài tập thí nghiệm vật lí cũng là một trong những năng lực quan trọng không những

ở bộ môn Vật lí mà ở tất cả các môn tự nhiên khác Việc tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm vật lí sẽ phát huy tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo, góp phần vào việc nâng cao hiệu quả học tập môn Vật lí cho HS

Trong chương 2 của khóa luận, khóa luận sẽ trình bày chi tiết hơn về việc xây dựng

hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học một số kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học” nhằm bồi dưỡng NLTN của HS

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC “CÂN BẰNG LỰC, MOMENT LỰC” TRONG MẠCH NỘI DUNG “ĐỘNG LỰC HỌC” (CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018) NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH

2.1 Vị trí và vai trò của kiến thức “Cân bằng lực, moment lực” trong mạch nội dung “Động lực học”

Định hướng chương trình giáo dục phổ thông 2018 được xây dựng theo hướng mở (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018a), cụ thể là: chương trình chỉ bảo đảm định hướng thống nhất và những nội dung giáo dục cốt lõi, bắt buộc đối với HS toàn quốc, nhưng không quy định chi tiết về trình tự, cấu trúc, nội dung các kiến thức Công việc này phụ thuộc vào sự chủ động và trách nhiệm của từng địa phương, nhà trường trong việc lựa chọn, bổ sung một số nội dung giáo dục và triển khai kế hoạch giáo dục phù hợp với đối tượng giáo dục và điều kiện của địa phương, của nhà trường, góp phần bảo đảm kết nối hoạt động của nhà trường với gia đình, chính quyền và xã hội Từ

đó, tạo điều kiện cho tác giả sách giáo khoa và giáo viên phát huy tính chủ động, sáng tạo trong thực hiện chương trình

Trong đó, mạch nội dung “Động lực học” chiếm thời lượng 5,7% trong toàn bộ chương trình học (chiếm khoảng 18 tiết/năm học) Mạch nội dung bao gồm các nội dung chính: Ba định luật Newton về chuyển động; Một số lực trong thực tiễn; Cân bằng lực, moment lực; Khối lượng riêng, áp suất chất lỏng Trong đó, nội dung “Cân bằng lực, moment lực” có vai trò hết sức quan trọng, góp phần hình thành các kiến thức về điều kiện cân bằng của vật rắn cùng một số đặc điểm của chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay quanh một trục cố định của vật rắn

Các khái niệm về cân bằng của vật rắn được hình thành thông qua con đường thực nghiệm, giúp giải thích nguyên nhân chi phối sự đứng yên của một vật trong không gian và được ứng dụng rộng rãi trong cơ học Đồng thời, nội dung “Cân bằng lực,

quay Thông qua đó, thấy được rằng kiến thức của nội dung “Cân bằng lực, moment lực” được ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày và là cơ sở quan trọng để HS tiếp tục nghiên cứu các mạch nội dung sau

2.2 Nội dung kiến thức đáp ứng yêu cầu cần đạt

2.2.1 Đơn vị kiến thức đáp ứng yêu cầu cần đạt

Dựa vào yêu cầu cần đạt của kiến thức của nội dung “Cân bằng lực, moment lực” (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018b), khóa luận tiến hành phân tích các đơn vị kiến thức cần dạy tương ứng như bảng 2.1

Bảng 2.1 Nội dung kiến thức đáp ứng yêu cầu cần đạt

- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc

lựa chọn phương án và thực hiện

phương án, tổng hợp được hai lực đồng

quy bằng dụng cụ thực hành

- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy

- Nêu được khái niệm moment lực,

moment ngẫu lực; Nêu được tác dụng

của ngẫu lực lên một vật chỉ làm quay