Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)

Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HOÀNG LONG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP KHI DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” (VẬT LÍ 12) GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍNH TOÁN CỦA HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thái nguyên, 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HOÀNG LONG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP KHI DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” (VẬT LÍ 12) GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍNH TOÁN CỦA HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ

Chuyên ngành: LL&PP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS NGUYỄN VĂN KHẢI

Thái nguyên, 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả, số liệu nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kì công trình khoa học nào khác

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2017

Tác giả

Nguyễn Hoàng Long

Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, các thầy cô giáo ở tổ vật lí trường THPT chuyên Thái nguyên đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Thái Nguyên, tháng, ……năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Long

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt v

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Giả thuyết khoa học 2

4 Đối tượng nghiên cứu của đề tài 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 2

6 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 3

7 Đóng góp của đề tài 3

8 Cấu trúc của đề tài 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu 5

1.1.1 Các nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực 5

1.1.2 Các nghiên cứu về bài tập vật lí phát triển năng lực cho HS THPT 6

1.2 Năng lực tính toán của học sinh THPT chuyên 6

1.2.1 Khái niệm năng lực 6

1.2.2 Năng lực tính toán của học sinh trong DH vật lí 8

1.3 Bài tập vật lí trong dạy và học 12

1.3.1 Khái niệm và vai trò của bài tập vật lí 12

1.3.2 Phân loại bài tập vật lí 12

1.3.3 Bài tập phát triển năng lực tính toán trong dạy học vật lí 14

1.4 Đánh giá năng lực tính toán trong DH vật lí 17

1.4.1 Mục tiêu đánh giá 17

1.4.2 Công cụ đánh giá năng lực tính toán 18

1.5 Khảo sát thực trạng sử dụng bài tập theo hướng phát triển năng lực tính toán

của học sinh THPT chuyên Thái Nguyên 23

1.5.1 Mục đích khảo sát thực trạng 23

1.5.2 Đối tượng và phương pháp điều tra 23

1.5.3 Kết quả khảo sát 23

1.6 Xây dựng và sử dụng bài tập định hướng phát triển năng lực tính toán trong dạy học cho HS THPT chuyên vật lí 26

1.6.1 Định hướng xây dựng bài tập nhằm phát triển năng lực tính toán trong dạy học cho HS THPT chuyên vật lí 26

1.6.2 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong tiến trình xây dựng kiến thức mới 28

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 29

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP KHI DẠY HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” (VẬT LÍ 12) GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍNH TOÁN CHO HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÍ 31

2.1 Phân tích mục tiêu và nội dung chương “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ” (VẬT LÍ 12 – chương trình chuyên) 31

2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” 31

2.1.2 Mục tiêu cần đạt được của chương 33

2.2 Phát triển năng lực tính toán trong dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” 35

2.3 Xây dựng sơ đồ logic phát triển năng lực tính toán 35

2.4 Xây dựng các bài tập góp phần phát triển năng lực tính toán khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (Vật lí 12) cho HS chuyên vật lí 37

2.4.1 Các nguyên tắc xây dựng bài tập phát triển năng lực tính toán [2] 37

2.4.2 Hệ thống các bài tập góp phần phát triển năng lực tính toán cho học sinh khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” 40

2.5 Sử dụng hệ thống các bài tập góp phần phát triển năng lực tính toán cho học sinh khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” 47

2.5.1 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong tiến trình dạy học xây dựng kiến thức mới 47

2.5.2 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong tiến trình dạy học bài

ôn tập 62

2.5.3 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong kiểm tra đánh giá 71

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 75

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76

3.1 Mục đích, đối tượng thực nghiệm sư phạm 76

3.1.1 Mục đích 76

3.1.2 Đối tượng 76

3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 76

3.2.1 Phương pháp quan sát và thảo luận 76

3.2.2 Phương pháp thảo luận 76

3.2.3 Phương pháp thống kê toán học 76

3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 76

3.3.1 Tài liệu thực nghiệm sư phạm 76

3.3.2 Chọn mẫu và tiến hành thực nghiệm sư phạm 77

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 78

3.4.1 Phương thức và tiêu chí đánh giá 78

3.4.2 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 79

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 86

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

PHỤ LỤC 91

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Cấu trúc của năng lực tính toán 9

Bảng 1.2 Bảng so sánh yêu cầu về NLTT của HS chuyên lí với HS không chuyên lí 11

Bảng 1.3: Khung tiêu chí tham chiếu 19

Bảng 1.4: Kết quả khảo sát GV 24

Bảng 1.5: Kết quả khảo sát HS 24

Bảng 2.1: Phân phối chương trình chương dao động điện từ và sóng điện từ 32

Bảng 3.2: Kết quả đánh giá NLTT thông qua quan sát HS 79

Bảng 3.3: Kết quả đánh giá NLTT thông qua phỏng vấn HS 81

Bảng 3.4: Phân bố điểm kiểm tra của nhóm TN và ĐC 82

Bảng 3.5: Các chỉ số thống kê 82

Bảng 3.6: Phân phối tần suất lũy tích hội tụ lùi 83

Bảng 3.7: Kết quả đánh giá năng lực tính toán của HS sau khi TNSP 84

Bảng 3.8: Kết quả đánh giá năng lực tính toán thông qua sản phẩm học tập 85

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc chương: dao động điện từ và sóng điện từ 31

Hình 2.2: Sơ đồ logic phát triển năng lực tính toán 36

Hình 2.3: Sơ đồ logic phát triển năng lực tính toán của phiếu học tập số 1 49

Hình 3.1: Đồ thị mô tả phân phối tần suất lũy tích hội tụ lùi 83

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong bức thư gửi giáo viên, học sinh, cán bộ thanh niên và nhi đồng ngày

31/10/1955, Hồ Chủ tịch đã nhắc là phải tẩy sạch ảnh hưởng của“học để lấy bằng cấp,

dạy theo lối nhồi sọ”; Người chỉ rõ: “Tiểu học thì cần giáo dục cho các cháu thiếu nhi: yêu Tổ quốc, yêu nhân dân, yêu lao động, yêu khoa học, trọng của công Cách dạy phải nhẹ nhàng và vui vẻ, chớ có gò ép thiếu nhi vào khuôn khổ của người lớn.”;“ Trung học thì cần đảm bảo cho học trò những tri thức phổ thông chắc chắn, thiết thực, thích hợp với nhu cầu và tiền đồ xây dựng nước nhà, bỏ những phần nào không cần thiết cho đời sống thực tế” Những vấn đề Bác đã chỉ ra cách đây nửa thế kỉ, đến nay vẫn còn

nguyên giá trị

Căn cứ vào 4 trụ cột của giáo dục mà UNESCO đã tuyên bố, là: “Học để biết”; “Học

để làm”; “Học để cùng chung sống” và “Học để làm người”, và để “học thường xuyên, suốt đời” thì người học sẽ ở vị trí trung tâm của nhà trường.Vai trò của người

học trong nền giáo dục hiện đại đã dẫn đến sự thay đổi chức năng và vai trò của giáo viên; đòi hỏi giáo dục nhà trường không chỉ còn là truyền thụ mà là sự khám phá kiến thức; đòi hỏi người giáo viên phải có năng lực đáp ứng linh hoạt và hiệu quả trước những yêu cầu mới Giáo viên không chỉ là người dạy học trên lớp học, một người làm nhiệm

vụ truyền thụ kiến thức là chính, người cung cấp thông tin, mà trở thành người tổ chức, hướng dẫn quá trình học của học sinh

Trong thực tiễn giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay, chương trình giáo dục chủ yếu theo hướng tiếp cận nội dung, mục tiêu giáo dục đặt vấn đề thi cử lên hàng đầu, thi gì học nấy, nội dung các kì thi quan tâm đến dung lượng và mức độ đồng bộ hóa kiến thức Trong dạy học vật lí, việc vận dụng kiến thức chủ yếu được quy về các

kĩ năng giải các bài tập vật lí mà chúng cùng với thời gian ngày càng biến thành những bài toán lắt léo, đôi khi xa rời thực tiễn nhưng lại cần nhiều thủ thuật, cần thời gian khổ luyện Người học không được quan tâm, chú ý tới diễn biến tâm lý, thái độ, đến nhu cầu được phát triển chính đáng

Vì vậy giáo dục đang trong giai đoạn tích cực đổi mới phương pháp dạy học, đổi

mới toàn điện và đồng bộ, trong đó có vật lí học; chủ đạo là đổi mới theo hướng phát

huy các năng lực cho học sinh Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển

từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa

là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được cái gì qua việc học Để đảm bảo được điều đó, phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “truyền thụ một chiều” sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, ứng dụng vào thực tiễn

Trong dạy học, việc kiểm tra - đánh giá là hết sức quan trọng, bài tập vật lí là một phương tiện, một công cụ dùng để đánh giá có hiệu quả đặc biệt Do đó xây dựng được một hệ thống bài tập vật lí vừa đáp ứng được yêu cầu chuyên môn, vừa đảm bảo tính vận dụng vào thực tiễn và qua đó phát triển được các năng lực của học sinh (trong đó

có NLTT), trang bị cho học sinh những kĩ năng cần thiết cho cuộc sống, đáp ứng các yêu cầu của xã hội là việc cần phải làm ngay

Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi lựa chọn đề tài:“Xây dựng và sử dụng

bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng dạy học phát triển năng lực để xây dựng và sử dụng các bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ và sóng điện từ” (Vật lí 12) nhằm phát triển năng lực tính toán cho học sinhTHPT chuyên vật lí

3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được và sử dụng hợp lí các bài tập theo định hướng phát triển NL phù hợp với lí luận hiện đại về dạy học phát triển NL thì có thể nâng cao chất lượng dạy học nhằm phát triển NLTT cho học sinhTHPT chuyên vật lí

4 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

Dạy học theo định hướng phát triển NLTT cho học sinh THPT chuyên vật lí

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu về cơ sở lý luận về: dạy học bài tập vật lí và kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển NL học sinh

- Xây dựng hệ thống bài tập phát triển NL chương “dao động điện từ và sóng điện

từ”, (vật lí 12) cho HS chuyên lí

- Đề xuất hướng sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng trong dạy học vật lí ở trường THPT

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

6.1 Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng phát triển NLTT của HS

để làm sáng tỏ vai trò của nó trong dạy và học vật lí

- Nghiên cứu nội dung chương trình vật lí THPT chuyên chương “dao động điện

từ và sóng điện từ”, Vật lí lớp 12(chuyên)

6.2 Nghiên cứu thực tiễn

- Tìm hiểu nội dung chương trình, phương pháp và hình thức tổ chức sử dụng dạy học theo định hướng phát triển NL của HS trong dạy và học vật lí ở trường THPT chuyên Thái Nguyên

- Điều tra thực tiễn sử dụng dạy học theo định hướng phát triển NL của HS tại trường THPT Chuyên Thái Nguyên

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí các kết quả TNSP nhằm kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm đối tượng (thực nghiệm và đối chứng)

7 Đóng góp của đề tài

- Góp phần cụ thể hóa dạy học phát triển NL trong dạy học vật lí;

- Các sản phẩn của luận văn có thể làm tài liệu tham khảo cho GV vật lí trong việc vận dụng dạy học phát triển NL cho học sinh

- Xây dựng được 02 tiến trình dạy học vận dụng các bài tập trên vào dạy học

chương “Dao động điện từ và sóng điện từ”, vật lí 12 THPT chuyên

- Xây dựng 01 bài kiểm tra đánh giá năng lực tính toán của HS chương “Dao

động điện từ và sóng điện từ”, vật lí 12 THPT Chuyên

8 Cấu trúc của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, nội dung luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2: Xây dựng và sử dụng bài tập khi dạy học chương “Dao động điện từ

và sóng điện từ” (vật lí 12) góp phần phát triển năng lực tính toán của học sinh chuyên vật lí

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Các nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực

Trong bối cảnh hòa nhập với xu hướng giáo dục quốc tế, dạy học định hướng phát triển NL (định hướng kết quả đầu ra) đang được sử dụng rộng rãi ở tất cả các cấp học, các môn học trong chương trình giáo dục phổ thông Cùng với xu hướng này có không ít những công trình nghiên cứu nhằm góp phần làm sáng tỏ vai trò của phương pháp dạy học nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học, như:

- Nguyễn Văn Hiền (2011), Rèn luyện và phát triển năng lực tư duy sáng tạo

cho học sinh phổ thông qua dạy học hình học không gian, Khóa luận tốt nghiệp chuyên

ngành phương pháp dạy học toán, Đại học Sư phạm Huế

- Mai Duy Nam (2011), Bồi dưỡng năng lực tư duy thực tiễn cho học sinh qua

việc xây dựng bài tập hóa học gắn với các vấn đề phát triển kinh tế, xã hội và môi trường, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH hóa học, Đại học Vinh

- Nguyễn Thị Bích Hồng (2012), Phát triển năng lực tự học cho học sinh trung

học phổ thông qua dạy học môn giáo dục công dân lớp 12, Luận văn thạc sĩ chuyên

ngành LL&PPDH bộ môn chính trị, Đại học Vinh

- Đỗ Hương Trà (chủ biên) (2015), Dạy học tích hợp phát triển năng lực học

sinh (Quyển 1: Khoa học tự nhiên), NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội

- Đoàn Nguyệt Linh (2015), Phát triển năng lực tự học cho học sinh khi dạy học môn lịch sử của học sinh trung học phổ thông, Luận án tiến sĩ chuyên ngành LL&PPDH

bộ môn Lịch sử, Đại học Sư phạm Hà Nội

Nói chung, giáo dục định hướng NL nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng NL vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức

1.1.2 Các nghiên cứu về bài tập vật lí phát triển năng lực cho HS THPT

Cùng với các công trình nghiên cứu về phát triển năng lực trong dạy học cũng có không ít công trình nghiên cứu về bài tập trong dạy học vật lí nhằm phát triển năng lực cho HS THPT Có thể kể đến một số công trình, như:

- Đỗ Thị Thúy Hà (2009), Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học

hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự học tập cho học sinh qua các hoạt động giải bài tập Vật lí phần cơ học (chương trình Vật lí 10 nâng cao), Luận văn thạc sĩ

chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên

- Trần Thị Thu Huệ (2013), Xây dựng và sử dụng chuyên đề về “Dao động cơ”

(Vật lý 12) hỗ trợ bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THPT miền núi, Luận văn thạc

sĩ chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên

- Nguyễn Thị Tám (2015), Xây dựng và sử dụng bài tập theo chuẩn Pisa trong

dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí lớp 10-THPT, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH bộ môn Vật lí, Đại học Vinh

- Phùng Thị Hạnh (2016), Xây dựng và sử dụng bài tập theo định hướng phát

triển năng lực cho học sinh khi dạy chương dòng điện xoay chiều – Vật lí 12, Luận văn

thạc sĩ chuyên ngành LL&PPDH Vật lí, Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên Nhìn chung kết quả các công trình nghiên cứu nêu trên đều làm rõ được vai trò quan trọng của bài tập trong dạy – học Vật lí theo định hướng phát triển NL của người học Tuy nhiên, việc nghiên cứu cụ thể hơn về vai trò của bài tập trong dạy – học vật lí đối với HS các trường THPT chuyên nói chung và HS chuyên Vật lí nói riêng còn ít Đặc biệt, việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực tính toán cho học sinh THPT còn chưa được đề cập đến

1.2 Năng lực tính toán của học sinh THPT chuyên

1.2.1 Khái niệm năng lực

Theo Xavier Roegiers: “năng lực là sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự nhiên lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết những vấn đề

do những tình huống này đặt ra” [17]

Từ đó có thể hiểu năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc

các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và

kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động

Để hình thành và phát triển NL cần xác định các thành phần và cấu trúc của chúng

Có nhiều loại NL khác nhau, việc mô tả cấu trúc và các thành phần NL cũng khác nhau Cấu trúc chung của NL hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 NL thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể

- Năng lực chuyên môn: Là khả năng thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyên môn một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn Nó được tiếp nhận qua việc học nội dung - chuyên môn và chủ yếu gắn với khả năng nhận thức và tâm lý vận động

- Năng lực phương pháp: Là khả năng đối với những hành động có kế hoạch, định

hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề Năng lực phương pháp bao gồm năng lực phương pháp chung và phương pháp chuyên môn Trung tâm của phương pháp nhận thức là những khả năng tiếp nhận, xử lý, đánh giá, truyền thụ và trình bày tri thức Nó được tiếp nhận qua việc học phương pháp luận - giải quyết vấn

đề

- Năng lực xã hội: Là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống giao tiếp ứng xử xã hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau trong sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác Nó được tiếp nhận qua việc học giao tiếp

- Năng lực cá thể: Là khả năng xác định, đánh giá được những cơ hội phát triển

cũng như những giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu, xây dựng và thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân, những quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ chi phối các thái độ và hành vi ứng xử Nó được tiếp nhận qua việc học cảm xúc - đạo đức và

liên quan đến tư duy và hành động tự chịu trách nhiệm.[12]

Trong chương trình GDPT tổng thể, năng lực của HS được định nghĩa là “khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động

của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống”.[1]

Theo đó, năng lực của HS THPT được quy định gồm các nhóm năng lực chung

và năng lực chuyên biệt Những năng lực chuyên biệt được hình thành, phát triển chủ

yếu thông qua một số môn học, hoạt động giáo dục nhất định, bao gồm: năng lực ngôn

ngữ, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất

1.2.2 Năng lực tính toán của học sinh trong DH vật lí

1.2.2.1 Khái niệm năng lực tính toán

Năng lực tính toán được hiểu là năng lực vận dụng các kĩ năng toán học để giải quyết các nhiệm vụ cụ thể đặt ra trong học tập cũng như trong đời sống

Đối với học sinh THPT, năng lực tính toán cần đạt được các mức độ: Hiểu biết

các khái niệm, kiến thức toán học phổ thông, cơ bản; Biết cách vận dụng các thao tác

tư duy, suy luận; tính toán, ước lượng, sử dụng các công cụ tính toán và dụng cụ đo,…; đọc hiểu, diễn giải, phân tích, đánh giá tình huống có ý nghĩa toán học.[1]

1.2.2.2 Năng lực tính toán của HS THPT trong DH vật lí

Đối với mỗi môn học, năng lực tính toán của học sinh THPT được thể hiện ở các

kĩ năng hoàn toàn chuyên biệt, có tính đặc thù Có thể phân chia NLTT thành hai thành phần cơ bản sau:

a Mô hình hóa kiến thức vật lí

- Giao tiếp toán học trong vật lí: Ở kĩ năng này HS phải sử dụng được ngôn ngữ vật lí để mô tả hiện tượng được cho trước dưới dạng các mô hình toán học (dưới dạng biểu thức hoặc đồ thị); sử dụng mô hình toán học để mô tả một hiện tượng vật lí;

- Sử dụng các kí hiệu, đồ thị, bảng biểu, sơ đồ, hình vẽ … : Kĩ năng này đòi hỏi

HS phải đọc được, phân tích được kết quả cho từ đồ thị, bảng biểu, sơ đồ, hình vẽ vẽ được

đồ thị từ bảng số liệu cho trước; sử dụng đồ thị, sơ đồ, hình vẽ để suy ra kết quả;

b Tư duy và lập luận trong giải toán vật lí

- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ quả hoặc ra kiến thức mới: Kĩ năng này được thể hiện trong việc sử dụng các kiến thức toán học để giải một bài toán vật lí Các kiến thức toán học thường sử dụng trong dạy học vật lí có thể kể đến như: các phép tính toán đại số; tính toán lượng giác và hình học; tính toán gần đúng

sử dụng các hàm siêu việt;…

- Sử dụng các phương tiện và công cụ hỗ trợ: Dụng cụ thí nghiệm, sử dụng máy tính cầm tay; sử dụng một số phần mềm tính toán và thống kê …[12] [13]

Cấu trúc của năng lực tính toán có thể được mô tả như trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Cấu trúc của năng lực tính toán STT Các thành phần

TC1.2.2Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước; sử dụng đồ thị để suy

từ kiến thức đã biết

ra hệ quả hoặc kiến

thức mới

TC2.1.1 Sử dụng phép tính toán đại số: Điền số, lập phương trình, giải phương trình, hệ phương trình tính toán lượng giác

TC2.1.2 Sử dụng các công cụ hình học như: giản đồ véc tơ, quang hình, biểu diễn các véc-tơ…

TC2.1.3 sử dụng công cụ là đồ thì các hàm số

TC2.1.4 Sử dụng các công cụ giới hạn, đạo hàm, phương trình vi phân

và các công cụ toán học hỗn hợp TT2.2 Sử dụng các

phương tiện và

công cụ hỗ trợ

TC2.2.1Sử dụng máy tính cầm tay,

sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, sử dụng một số phần mềm tính toán và

thống kê …

1.2.2.3 Năng lực tính toán đối với HS THPT chuyên vật lí

a Đặc điểm của HS chuyên vật lí

Trước khi được chọn vào lớp chuyên vật lí THPT, thì ở cấp THSC các em đã được tiếp cận với các hiện tượng vật lí xảy ra trong tự nhiên xung quanh cuộc sống hàng ngày, các kiến thức vật lí được học đã bao quát được các phần cơ, nhiệt, điện, quang nhưng mới ở mức độ nhận biết hiện tượng, đã đưa ra được lời giả thích về hiện tượng vật lí nhưng còn sơ sài và hầu như chưa định lượng được, hoặc mới chỉ định lượng được trong những tình huốn đơn giản và lí tưởng nhất

Tới cấp THPT và đặc biệt là các HS được chọn vào lớp chuyên vật lí sẽ tiếp tục được học tập và tìm tòi và khám phá những hiện tượng vật lí phong phú hơn, những định luật vật lí, nguyên lí vật lí … trừu tượng hơn, khi đó những kĩ năng đã được rèn luyện ở cấp THCS sẽ được phát triển tối đa và sẽ tiếp tục được bồi dưỡng và rèn luyện thên những kĩ năng khác nữa, dần dần tiến tới phát triển được những năng lực của HS

b.Các đòi hỏi về NLTT đối với HS chuyên vật lí

Học sinh chuyên vật lí khi được chọn vào trường chuyên đều có năng khiếu nhất định về Vật lí, trình độ các em đồng đều và cao hơn so với mặt bằng của các trường khác Mặt khác chương trình vật lí chuyên đi sâu hơn, nâng cao hơn so với chương trình đại trà Do đó việc phát triển NLTT đối với HS chuyên vật lí thông qua việc bồi dưỡng các

kĩ năng; mô hình hóa các kiến thức vật lí; tư duy và lập luận trong giải toán vật lí; đòi

hỏi ở mức độ cao hơn Điều này thể hiện ở phần kiến thức toán học mà HS sử dụng khi giải bài tập vật lí Cụ thể:

Bảng 1.2 Bảng so sánh yêu cầu về NLTT của HS chuyên lí

với HS không chuyên lí

Công cụ toán học Hs không chuyên vật lí Hs chuyên vật lí

các bài toán liên

quan đến đồ thị

thường chỉ cho đồ thị dưới dạng đường thẳng, parabol hoặc hypebol

ngoài các dạng đồ thị như chương trình không chuyên, còn có thể cho đồ thị dưới dạng các đường cong khác phức tạp hơn, đòi hỏi các hàm số mô tả đồ thị đó ở các bậc cao hơn

phạm vi các kiến

thức toán

+ Các tính chất của tỉ lệ thức

+ Giải phương trình, hệ phương trình bậc nhất, bậc hai

+ Hệ thức giữa các hàm

số lượng giác của một góc, của các góc phụ-

bù nhau + Định lí hàm số sin, định lí hàm số cosin + Giải phương trình lượng giác

+ Giải các phương trình, hệ phương trình bậc cao

+ Các bất đẳng thức: Côsi, côp-xki, Bec-nu-li

Bu-nhia-+ Các phép tính tích phân, vi phân + Các cấp số: cấp số cộng, cấp số nhân + Tính toán gần đúng sử dụng các hàm siêu việt

+ Toán giải tích: Vi phân, tích phân, phương trình vi phân tuyến tính

Sử dụng công cụ

hỗ trợ

Sử dụng thành thạo máy tính cầm tay để hỗ trợ giải phương trình,

hệ phương trình

Sử dụng thành thạo máy tính cầm tay

để hỗ trợ giải phương trình, hệ phương trình bậc cao, tính toán liên quan đến

ma trận,số phức…

Sử dụng một số phần mềm tính toán và thống kê để xử lý số liệu thu được từ thực nghiệm từ đó tìm ra quy luật của hiện tượng vật lí được đề cập đến trong bài toán…

1.3 Bài tập vật lí trong dạy và học

1.3.1 Khái niệm và vai trò của bài tập vật lí

Theo X.E.Camenet và V.P.Orekhop: “bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, phép tính toán hoặc thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí” Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư

duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập.[12]

Từ thực tế dạy học có thể thấy, việc giải bài tập vật lí không chỉ phục vụ cho mục đích vận dụng kiến thức mà còn hỗ trợ cho quá trình hình thành kiến thức mới.:

- Thông qua dạy học về bài tập vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật, những hiện tượng vật lí, biết cách phân tích và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học Đồng thời với việc củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức, khi giải bài tập vật lí đòi hỏi người học phải vận dụng kiến thức của nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau trong cuộc sống; nhờ đó họ có cơ hội liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và cuộc sống

- Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc

Do đó, bài tập vật lí với tư cách là phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông

1.3.2 Phân loại bài tập vật lí

Bài tập vật lí rất đa dạng và phong phú Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, theo mức độ yêu cầu phát triển tư duy, theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện, theo phương thức giải mà phân loại bài tập theo nhiều cách khác nhau

1.3.2.1 Phân loại theo chức năng lý luận dạy học

Theo chức năng lý luận dạy học, bài tập có thể chia thành bài tập học và bài tập đánh giá

- Bài tập học: là hệ thống các bài tập dùng trong bài học để lĩnh hội tri thức mới

hoặc các bài tập để luyện tập, củng cố, vận dụng kiến thức đã học

- Bài tập đánh giá: là hệ thống các bài kiểm tra ở lớp do GV đề ra hay các đề

tập trung như kiểm tra chất lượng, so sánh; bài thi tốt nghiệp, thi tuyển

1.3.2.2 Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy

- Bài tập luyện tập: Bài tập luyện tập là những bài tập mà hiện tượng xảy ra chỉ

tuân theo một quy tắc, một định luật vật lí đã biết, muốn giải chỉ cần thực hiện một lập luận đơn giản hay áp dụng công thức đã biết (bài tập đóng)

- Bài tập sáng tạo: Loại bài tập này yêu cầu HS có đầu óc tư duy và sáng tạo, có

khả năng phân tích đề bài, vận dụng tổng hợp kiến thức để giải quyết vấn đề đặt ra, đôi khi yêu cầu HS có đầu óc tưởng tượng, biết cách suy diễn và lập luận chắc chắn để thiết lập các mối quan hệ cần xác lập một cách chặt chẽ và logic (bài tập mở) Bài tập sáng tạo được chia làm hai loại:

+ Bài tập nghiên cứu: Là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô hình trìu tượng thích hợp rút ra từ lí thuyết vật lí HS cần trả lời câu hỏi

“Tại sao?”

+ Bài tập thiết kế: Là loại bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết đã biết để đưa ra mô hình mới phù hợp với mô hình trừu tượng (định luật, công thức, đồ thị…)

HS cần trả lời câu hỏi “Làm như thế nào?”

1.3.2.3.Phân loại theo nội dung bài tập

- Bài tập có nội dung cụ thể: Là những bài tập có dữ liệu là các số cụ thể, thực tế

là HS có thể đưa ra lời giải dựa vào vốn kiến thức vật lí cơ bản đã có Những bài tập

có nội dung cụ thể có tác dụng tập cho người học phân tích các hiện tượng thực tế cụ thể để làm rõ bản chất vật lí và do đó, có thể vận dụng các kiến thức vật lí để giải

- Bài tập có nội dung trừu tượng: Là những bài tập mà các dữ kiện cho dưới dạng

chữ Trong các bài tập này, bản chất được nêu bật trong đề bài, những chi tiết không phải bản chất đã được lược bỏ bớt HS có thể nhận ra được cần sử dụng công thức, định luật vật lí nào để giải bài tập đã cho

- Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp: Là các bài tập có nội dung chứa đựng các

kiến thức về kĩ thuật, về sản xuất, công nông nghiệp, về giao thông vận tải

- Bài tập có nội dung lịch sử: Là những bài tập chứa đựng các kiến thức có liên

quan đến lịch sử như những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển, những phát minh, sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử

- Bài tập vui: Là các bài tập sử dụng những sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc hiện

tượng vui Việc giải các bài toán này sẽ làm cho tiết học thêm sinh động, nâng cao hứng thú học tập

1.3.2.4 Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

- Bài tập định tính hay bài tập câu hỏi lí thuyết: Là bài tập mà HS không cần phải

tính toán (hay chỉ có các phép toán đơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lí, qui luật để giải tích hiện tượng thông qua các lập luận có căn cứ, có lôgic

- Bài tập định lượng: Đó là loại bài tập vật lí mà muốn giải quyết nó ta phải thực

hiện một loạt các phép tính Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại:

+ Bài tập tập dượt: Là bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu một khái niệm hay một qui tắc vật lí nào đó để HS vật dụng kiến thức vừa mới tiếp thu

+ Bài tập tổng hợp: Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó HS vận dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh vực

- Bài tập đồ thị: Đó là bài tập mà dữ kiện đề bài cho dưới dạng đồ thị hay trong

quá trình giải nó ta phải sử dụng đồ thị Ta có thể phân loại dạng câu hỏi nay thành các loại:

+ Đọc và khai thác đồ thị đã cho: Bài tập loại này có tác dụng rèn luyện cho học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết cách đoán nhận sự thay đổi trạng thái của vật thể, hệ vật lí, của một hiện tượng hay một quá trình vật lí nào đó Biết cách khai thác từ đồ thị những dữ kiện để giải quyết một vấn đề cụ thể

+ Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho: Bài tập này rèn luyện cho HS kỹ năng vẽ

đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ tọa độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ thị chính xác

- Bài tập thí nghiệm: Đó là loại bài tập cần phải tiến hành các thí nghiệm hoặc để

kiểm chứng cho lời giải lí thuyết, hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện dùng trong việc giải các bài tập Tác dụng cụ thể của loại bài tập này là giáo dục, giáo dưỡng và giáo

dục kỹ thuật tổng hợp [12]

1.3.3 Bài tập phát triển năng lực tính toán trong dạy học vật lí

Bài tập phát triển năng lực là dạng bài tập phát triển toàn diện nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người năng lực tự giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Trong đó, nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức

Từ việc phân loại bài tập theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, có thể thấy việc phát triển đầy đủ các kĩ năng trong năng lực tính toán cho HS cần tập

trung đi sâu khai các bài tập thuộc nhóm: Các bài tập sử dụng phương pháp giải đại

số, Các bài tập khi giải cần dùng các công cụ hình học, bài tập giải bằng đồ thị, bài tập thí nghiệm, bài tập hỗn hợp

1.3.3.1 Bài tập sử dụng phương pháp giải đại số

Ví dụ: Một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện có điện dung 0,125 F và một cuộn cảm có độ tự cảm 50 H Điện trở thuần của mạch không đáng kể Điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện là 3 V Tính cường độ dòng điện cực đại, cường độ dòng điện, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường trong mạch lúc điện áp giữa hai bản tụ là 2 V

Phương pháp giải: Để làm được bài tập này HS phải nhớ được biểu thức toán

học của năng lượng điện trường, năng lượng từ trường, năng lượng điện từ và mối liên hệ giữa chúng trong mạch dao động

1.3.3.2 Bài tập khi giải cần dùng các công cụ hình học

Ví dụ: Vật thật AB đặt trên trục chính và nghiêng 60 0 so với trục chính (về phía thấu kính), xác định ảnh Vẽ ảnh

Phương pháp giải: Để làm được bài tập này HS phải nhớ được cách vẽ ảnh của

một vật sáng là một đoạn sáng qua thấu kính bằng cách sử dụng các tia đặc biệt qua thấu kính

1.3.3.3 Bài tập giải bằng đồ thị

Ví dụ : Vận tốc chuyển động của một vật

theo thời gian được mô tả bằng đồ thị Biết

rằng thời điểm t bằng không tương ứng với khi

vật bắt đầu chuyển động Hãy mô tả chuyển

động của vật trong các giai đoạn 0-2s;

2-3s;3-5s Tính quãng đường mà vật đi được trong 2s

đầu

Phương pháp giải: Điều kiện cho trong bài là một đồ thị Muốn giải bài tập này HS

phải hiểu được ý nghĩa của đồ thị (mô tả vận tốc chuyển động trong những khoảng thời gian khác nhau) Dựa trên việc hiểu rõ mối liên hệ cụ thể của vận tốc theo thời gian của chuyển động đã cho trong đồ thị và vận dụng kiến thức về gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều, về phương trình đường đi của chuyển động thẳng đều và chuyển

động thẳng biến đổi đều HS sẽ giải được bài tập này

1.3.3.4 Bài tập thí nghiệm

Ví dụ: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa

Phương pháp giải: Với loại bài tập này, cần phải tiến

hành các thí nghiệm hoặc để kiểm chứng cho lời giải lí

thuyết, hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện dùng trong việc

giải các bài tập Những bài tập này đòi hỏi HS phải đề

xuất được phương án thí nghiệm phù hợp để tìm được kết

quả Trong một số trường hợp HS phải sử dụng các phần mềm tính toán và thống kê

để xử lý số liệu thu được từ thực nghiệm từ đó tìm ra quy luật của hiện tượng vật lí được đề cập đến trong bài toán Dạng bài tập này thích hợp để giao cho HS làm ở nhà

hoặc tại phòng thí nghiệm, viết thu hoạch về phương án thí nghiệm, số liệu thu được, kết quả và nộp lại cho GV

Để giải bài được bài tập này HS cần hiểu rõ cơ sở lí thuyết là định luật Ôm cho toàn mạch: U   E I R 0 r

Dùng tư duy, lập luận để xây dựng phương án thí nghiệm Thực hiện đo các giá trị U và I tương ứng khi thay đổi R, vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ U = f(I), từ đó có thể

xác định được E và r:

0 0

1.3.3.5 Bài tập hỗn hợp

Ví dụ: Mô ̣t mol khí lí tưởng thực hiê ̣n chu

tri ̀nh 1-2-3-1 như hình vẽ Biết:

T 1 = 300K; T 3 = 675K; V 3 = 5li ́t;

R = 8,31J/mol.K; ca ́ c điểm 1 và 3 cùng nằm trên

mô ̣t Parabol có đỉnh là tọa độ Tính công sinh ra

trong ca ̉ chu trình

Phương pháp giải:

Ở ví dụ này HS phải biết cách đọc đồ thị và phân tích đồ thị, từ đó vẽ lại đồ thị trong hệ trục tọa độ POV

Tìm các thông số trạng thái còn chưa biết trong từng trạng thái

Viết được phương trình toán học mô tả các quá trình biến đổi trạng thái trong chu trình từ đó viết được các biểu thức tính công trong từng quá trình

Tính công thực hiện trên cả chu trình

1.4 Đánh giá năng lực tính toán trong DH vật lí

1.4.1 Mục tiêu đánh giá

Khi nói đến mục tiêu kiểm tra, đánh giá ta nhận thấy kiểm tra, đánh giá là một phần không thể thiếu được của quá trình dạy học nhằm giúp HS tiến bộ Kiểm tra, đánh giá vì

sự tiến bộ nghĩa là quá trình kiểm tra, đánh giá phải cung cấp những thông tin phản hồi giúp HS biết mình tiến bộ đến đâu, những mảng kiến thức, kĩ năng nào có sự tiến bộ, mảng kiến thức,kĩ năng nào còn yếu để điều chỉnh quá trình dạy và học Đánh giá kết quả thường được sử dụng khi kết thúc một chủ đề học tập hoặc cuối một học kỳ, một năm, một cấp học

1.4.2 Công cụ đánh giá năng lực tính toán

1.4.2.1 Xây dựng khung tiêu chí đánh giá năng lực tính toán

Ở mỗi thành phần, NLTT phải được thể hiện ra bên ngoài bằng những biểu hiện

cụ thể, lượng giá được Để xây dựng khung tiêu chí đánh giá NLTT, GV có thể dựa vào cấu trúc của quá trình phát triển NLTT của HS để xây dựng khung tiêu chí cho các hành vi tương ứng với các thành tố của thành phần năng lực tính toán Tương ứng với mỗi TC sẽ có các cách đánh giá sự phát triển NL một cách phù hợp

Bảng 1.3: Khung tiêu chí tham chiếu Thành phần

(TP)

TC TP1 Mô

vẽ, đồ thị, bảng biểu, …

dữ kiện của hiện tượng cho trước và rút ra hệ quả

M1 – Không vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước, cần sự trợ giúp

từ kiến thức đã biết ra hệ quả hoặc kiến thức mới

TC2.1.1 Sử dụng phép

tính toán đại số: Điền số, lập phương trình, giải phương trình, hệ phương

trình tính toán lượng giác

M1 – Không sử dụng được các công cụ toán học để giải quyết vấn đề cần sự trợ giúp

M1 – Không sử dụng được các công cụ toán học để giải quyết vấn đề cần sự trợ giúp

1

M2 –Sử sụng được các công cụ tính toán nhưng còn sai sót nhỏ

2

M3 – sử dụng thành thạo các công cụ tính toán khác nhau 3 TC2.1.3 sử dụng công cụ

số phần mềm tính toán và

thống kê …

M1 –Không sử dụng được, cần sự trợ giúp 1 M2 – Sử dụng được nhưng còn sai sót nhỏ 2 M3 – Sử dụng được các công cụ tính toán thành thạo cho các phép tính phức tạp, và sử dụng thành thạo một số phần mềm tính toán

3

Tùy thuộc vào từng lượng kiến thức và từng dạng BT mà có thể đạt được tất cà các

TC trên hoặc có thể đạt được một lượng TC nhất định VD: Có những BT chỉ thể hiện TC1.1.1 nhưng không thể hiện TC1.1.2, có những BT lại thể hiện cả hai TC này Một

BT được xây dựng nhằm phát triển NLTT cần phải đảm bảo có đầy đủ hai thành phần

NL trong khung TC đã đưa ra, cụ thể:

- Ở thành phần TP1: phải đảm bảo có ít nhất một thành tố TT1.1 hoặc TT1.2 Trong thành tố TT1.1 phải đảm bảo có ít nhất một TC được thỏa mãn TC1.1.1 hoặc TC1.1.2 Trong thành tố TT1.2 phải đảm bảo có ít nhất một TC được thỏa mãn TC1.2.1 hoặc TC1.2.2

- Ở thành phần TP2: có thể có thành tố TT2.2 hoặc không tùy thuộc vào hình thức BT đưa ra

Trên cơ sở đó chúng tôi xây dựng thang điểm cho từng TC, điểm tối đa cho từng

TC Dựa trên thang điểm TC và điểm tối đa của từng TC để đánh giá sự phát triển NLTT của HS

Dựa vào khung tiêu chí đã đề xuất chúng tôi xây dựng các mức độ có thể đánh giá NLTT của học sinh như sau:

- Mức độ 1: HS có NLTT trung bình là những HS đạt điểm TC 1 điểm

- Mức độ 2: HS có NLTT khá là những HS đạt điểm TC 2 điểm

- Mức độ 3: HS có NLTT tốt là những HS đạt điểm TC 3 điểm

1.4.2.2 Các hình thức để đánh giá năng lực tính toán

Sau khi xây dựng được khung tiêu chí đánh giá và lượng giá được GV lựa chọn và

sử dụng các công cụ đánh giá khác nhau, có thể lựa chọn các công cụ sau:

a Đánh giá thông qua điểm số của bài kiểm tra: Công cụ đánh giá này thường

được sử dụng sau khi HS đã học xong một bài học hoặc kết thúc một chủ đề học tập hoặc một chương học GV tiến hành thiết kế mẫu đề kiểm tra đánh giá, đề kiểm tra phải lượng giá được thông qua điểm số

b Đánh giá theo bảng tiêu chí:

- Đánh giá thông qua sản phẩm học tập của HS: Sản phẩm học tập của HS có thể là lời giải hệ thống các bài tập mà GV giao (các bài tập có thể được giao trong quá trình hình thành kiến thức mới, trong tiến trình ôn tập) Sản phẩm cũng có thể là nội dung bài báo cáo tiểu luận, kết quả của phiếu học tập…

- Đánh giá thông qua quan sát: là ghi chép mọi yếu tố liên quan tới đối tượng

nghiên cứu, phù hợp với mục tiêu nghiên cứu nhằm mô tả, phân tích nhận định và đánh giá về sự tương tác HS với HS, HS với GV, HS với bài học Thông qua quan sát sẽ nhận biết được hiệu quả của quá trình dạy – học đồng thời thu được thông tin một cách định tính để bổ sung cho các thông tin định lượng trong quá trình đánh giá các tiêu chí

- Đánh giá thông qua giao tiếp, phỏng vấn HS: là cách thức người nghiên cứu

đưa ra cho HS lần lượt một số câu hỏi và HS trả lời trực tiếp với người nghiên cứu Thông qua câu trả lời, có thể đánh giá mức độ mức độ phát triển NLTT của HS.[10]

1.5 Khảo sát thực trạng sử dụng bài tập theo hướng phát triển năng lực tính toán của học sinh THPT chuyên Thái Nguyên

1.5.1 Mục đích khảo sát thực trạng

Việc điều tra, khảo sát nhằm đánh giá thực trạng sử dụng bài tập vật lí theo hướng phát triển NLTT cho HS trong quá trình dạy học vật lí, đánh giá mức độ vận dụng các kĩ năng toán học vào giải toán Vật lí của HS ở trường THPT Chuyên tỉnh Thái Nguyên Đồng thời làm rõ nhận thức của GV và HS về vai trò của việc phát triển NLTT cho HS THPT

1.5.2 Đối tượng và phương pháp điều tra

Công tác điều tra được tiến hành tại trường THPT Chuyên tỉnh Thái Nguyên

trong học kỳ 2 năm học 2016-2017 đối với HS lớp chuyên lí 11

Phương pháp điều tra bao gồm:

- Số lượng HS khảo sát: 31

Theo kết quả điều tra, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây:

- Đối với giáo viên, chúng tôi thu được kết quả như bảng 1.4

Bảng 1.4: Kết quả khảo sát GV

lựa chọn

% số người lựa chọn

1 Nắm được vai trò quan trọng của phát triển NLTT 7/10 70%

2 Nắm được đầy đủ các thành tố của NLTT 5/10 50%

3 Xây dựng được hệ thống bài tập phát triển NLTT 5/10 50%

4 phân loại được các dạng bài tập phát triển NLTT đối

với các lớp học thuộc các ban khác nhau

5 Nhận biết được sự phát triển NLTT của HS 9/10 90%

+ Tất cả GV được hỏi ý kiến đều xác định mục đích chính của việc giải bài tập

là củng cố, khắc sâu kiến thức và rèn luyện phương pháp giải bài tập; đồng thời quá trình giải bài tập góp phần bồi dưỡng năng lực toán học cho HS

+ Bài tập được sử dụng đối với các lớp không chuyên Vật lí dừng lại ở việc sử dụng bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập Một số thầy cô khi dạy các lớp chuyên Vật lí có xây dựng hệ thống bài tập riêng tuy nhiên chủ yếu khai thác vào các bài tập đơn thuần tính toán định lượng, không mấy quan tâm đến bài tập đồ thị và bài tập thực nghiệm dẫn đến các kĩ năng trong năng lực tính toán cho HS chưa phát triển đồng đều

+ Thầy cô khi dạy các lớp chuyên Vật lí có xây dựng hệ thống bài tập riêng tuy nhiên chủ yếu khai thác vào các bài tập đơn thuần tính toán định lượng, không mấy quan tâm đến bài tập đồ thị và bài tập thực nghiệm dẫn đến các kĩ năng trong năng lực tính toán cho HS chưa phát triển đồng đều

- Đối với học sinh, chúng tôi thu được kết quả như bảng 1.5

Bảng 1.5: Kết quả khảo sát HS

4/31 (13,0%)

2/31 (6,5%)

2 Khả năng khai thác đồ thị: đọc được kết

quả trên đồ thị, từ đó mô tả được hiện

tượng vật lí

17/31 (54,8%)

12/31 (38,7%)

2/31 (6,5%)

3 Từ hiện tượng mô tả trong bài toán suy

ra được các quy luật toán học liên quan

22/31 (71,0%)

8/31 (25,9%)

1/31 (3,2%)

4 Khả vận dụng được các kiến thức toán

học (số học, hình học, giải tích, ) vào

giải các bài tập tính toán: thực hiện được

các phép biến đổi để thiết lập phương

trình, hệ phương trình

12/31 (38,71%)

15/31 (48,4%)

4/31 (12,89%)

5 Khả năng sử dụng máy tính bỏ túi để giải

phương trình, hệ phương trình

Khả năng sử dụng máy tính bỏ túi và các

phần mềm để tìm mối quan hệ giữa các

đại lượng (thông qua vẽ đồ thị hoặc thiết

lập quy luật toán học)

Khả năng đề xuất các phương án thí

nghiệm, tính toán và xử lý số liệu để tìm

ra kết quả của bài toán

5/31 (16,13%)

10/31 (32,26%)

16/31 (51,61%)

Đa phần HS đều xác định được vai trò việc phát triển NLTT cho bản thân Tuy nhiên khả năng vận dụng các kĩ năng toán học trong giải bài tập vật lí còn hạn chế và không đồng đều ở các đối tượng

+ Học sinh chuyên vật lí có khả năng vận dụng các kiến thức toán vào để giải bài tập khá tốt; đồng thời học sinh thuộc đội tuyển học sinh giỏi vật lí có các kĩ năng

trong năng lực toán học phát triển đầy đủ hơn do được bồi dưỡng thêm trong quá trình

ôn luyện học sinh giỏi

Như vậy, để phát triển một cách đồng đều năng lực tính toán cho học sinh thông

qua dạy-học vật lí cần phải xây dựng được hệ thống bài tập phù hợp trong quá trình dạy bài mới, ôn tập và kiểm tra đánh giá; hệ thống bài tập đó xuyên suốt toàn bộ chương trình học, phải khai thác đầy đủ các kĩ năng toán học của học sinh Tuy nhiên, việc lựa chọn loại bài tập đồ thị, bài tập thực nghiệm hay bài tập định lượng còn tùy thuộc vào đặc thù kiến thức của từng phần kiến thức

1.6 Xây dựng và sử dụng bài tập định hướng phát triển năng lực tính toán trong dạy học cho HS THPT chuyên vật lí

1.6.1 Định hướng xây dựng bài tập nhằm phát triển năng lực tính toán trong dạy học cho HS THPT chuyên vật lí

1.6.1.1 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập

Hệ thống bài tập thuộc nhóm bài tập học bao gồm các câu hỏi bài tập mở bài, khi giảng bài mới, củng cố - vận dụng (ôn luyện) Việc xây dựng hệ thống bài tập thuộc nhóm này được tiến hành ngay khi biên soạn giáo án và thực hiện theo các bước:

- Phân tích nội dung, từ đó xây dựng một sơ đồ để làm bộc lộ cấu trúc nội dung bài học;

- Xác định vị trí, nhiệm vụ, số lượng câu hỏi và bài tập;

- Soạn câu hỏi, bài tập;

- Sắp xếp lại các câu hỏi, bài tập (trong đó xác định rõ câu hỏi chính, phụ);

- Kiểm tra lại để đảm bảo cân đối giữa bài tập cơ bản - bài tập nâng cao, bài tập

thực hành, bài tập tái hiện – bài tập sáng tạo.[16]

Đối với việc xây dựng các bài tập để làm công cụ đánh giá thì có 2 cách:[12]

- Cách 1: Xây dựng bài tập dựa trên nội hàm năng lực Với cách này chúng ta cần phân tích chi tiết nội hàm năng lực thành các thành tố, các hành vi Trên cơ sở đó

ta xây dựng 1 nhiệm vụ trong đó có yêu cầu HS thực hiện thao tác (thao tác tư duy, hoặc thao tác tay chân) đó.Trên cơ sở quan sát trực tiếp thao tác hoặc kết quả đạt được của thao tác để đánh giá mức độ đạt được thành tố năng lực cần đánh giá của HS

Ví dụ: Theo cấu trúc của NLTT đã ở trên, đề xuất một bài tập dánh giá các hành

vi sau của NLTT:

+ TC1.1.1 Sử dụng được ngôn ngữ vật lí để mô tả được hiện tượng được cho

trước dưới dạng các mô hình toán học

+ TC1.2.2 Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước; sử dụng đồ thị để suy ra kết

quả Vẽ được hình từ các dữ kiện của hiện tượng cho trước và rút ra hệ quả

+ TC2.1.1 Sử dụng phép tính toán đại số: Điền số, lập phương trình, giải phương

trình, hệ phương trình tính toán lượng giác

Chuyển động của một chất điểm được mô tả bởi phương trình : x= 5+10t+ 2t2

* (TC1.1.1)Hãy mô tả tính chất chuyển động của chất điểm, từ đó tính gia tốc

của chất điểm?

* (TC1.2.2)Hãy vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển dộng của chất điểm?

* (TC2.1.1)Tính quãng dường mà chất điểm đi được trong giây thứ 5?

- Cách 2: Xây dựng bài tập rồi mới xác định xem bài tập đó giúp đánh giá được những năng lực thành phần nào trong bảng trên Với cách xây dựng này ta sẽ sử dụng các bài tập đã có sau đó đánh giá (có thể sử dụng phương pháp chuyên gia) xem để thực hiện nhiệm vụ của bài tập đó thì HS sẽ hình thành và phát triển năng lực gì Với biện pháp này

ta có thể tận dụng hệ thống bài tập sẵn có để đánh giá kiến thức và một số năng lực thành

tố trong việc vận dụng kiến thức toán Yêu cầu đặt ra là cần xây dựng hệ thống bài tập mới

trong đó có yêu cầu HS huy động tới các thành tố năng lực khác

Ví dụ: (bài tập trong SGK vật lí 9) Đặt

một nam châm điện A có dòng điện xoay

chiều ch ạy qua trước một cuộn dây kín B

như hình vẽ Sau khi công tắc K đóng thì

trong cuộn dây B có xuất hiện dòng điện cảm

ứng không? Tại sao?

Đây là một bài tập sẵn có trong sách giáo khoa Bài tập này chỉ đánh giá thành tố năng lực kiến thức ở mức tái hiện kiến thức

Chất lượng của hệ thống bài tập được quy định bởi mỗi bài tập thành phần Do

đó muốn có hệ thống bài tập tốt thì mỗi bài tập phải được biên soạn tốt Mỗi bài tập

trước khi đưa vào hệ thống, cần xác định rõ các vấn đề: nhiệm vụ, vị trí trong bài học; kiến thức cơ bản được sử dụng; sự mẫu thuẫn, hứng thú đối với học sinh;

1.6.1.2 Yêu cầu của bài tập định hướng phát triển năng lực tính toán

Các bối cảnh, tình huống để áp dụng toán học có thể liên quan tới những vấn đề của cuộc sống cá nhân hàng ngày, những vấn đề của cộng đồng và của toàn cầu Theo

đó bài tập định hướng phát triển năng lực tính toán trong dạy học vật lí phải được phân hóa theo các cấp độ khác nhau, ở đó có thể đánh giá năng lực toán học:

- Cấp độ 1: Biết và hiểu các kiến thức toán học

- Cấp độ 2: Vận dụng các kiến thức, kỹ năng toán học

- Cấp độ 3: Giải quyết các vấn đề toán học (sử dụng tư duy toán học; khái quát hóa và nắm được những tri thức toán học ẩn dấu bên trong các tình huống và các sự kiện, gắn với thực tiễn)

Hệ thống bài tập được xây dựng cho toàn chương trình tổng thể phải đảm bảo bồi dưỡng, phát triển được đầy đủ các kỹ năng đã nêu trong năng lực tính toán đối với học sinh THPT

Hệ thống bài tập được xây dựng đảm bảo cấu trúc của năng lực tính toán

1.6.2 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong tiến trình xây dựng kiến thức mới

Khi sử dụng bài tập trong quá trình giảng bài mới, GV hướng tới 2 mục đích:

- Làm học sinh nắm được những thông tin cơ bản, cần thiết (thông tin này phải đảm bảo tính chính xác, hiện đại và cập nhật thực tiễn)

- Bài giảng trở lên lí thú hơn, kích thích hứng thú học tập của học sinh

Tuy nhiên việc giải một bài tập tổng hợp đối với HS đôi khi khá khó khăn, đòi hỏi sự tư duy và nhiều kĩ năng toán học Việc chia nhỏ bài tập tổng hợp thành các bài tập nguyên tố sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho HS trong việc tư duy và tính toán Nếu tập cho HS giải thành thạo các bài tập nguyên tố, sau đó hướng dẫn các em giải một số bài tập tổng hợp, điển hình thì HS có thể nắm được hệ thống bài tập mà không cần phải

giải một số lượng bài tập quá lớn Do đó cần tập trung luyện cho HS hệ thống bài tập nguyên tố khi dạy bài mới - quá trình dạy học lúc này thường diễn ra dưới dạng “vừa

giảng vừa luyện”

1.6.3 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong tiến trình ôn tập

Trong quá trình ôn tập kiến thức, GV thường hướng tới việc hệ thống hóa kiến thức; sau đó là đào sâu, nâng cao, vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề lí thuyết

và thực tiễn Có thể nói bài tập là công cụ hỗ trợ đắc lực trong quá trình ôn tập kiến thức

Khi sử dụng bài tập nhằm phát triển năng lực tính toán của HS trong giai đoạn này của quá trình lên lớp, cần lưu ý một số vấn đề quan trọng:

- Bài tập phải có tính khái quát cao, từ đó giúp HS hệ thống hóa kiến thức

- Việc ôn tập thực hiện trong các giờ bài tập, tổng kết chương hoặc các giờ bồi dưỡng – ôn luyện đội tuyển

- Giải bài tập tổng hợp và khó, hướng đến những vấn để quan trọng nhất của chương trình

- Yêu cầu HS làm bài tập dài, giải chi tiết – cụ thể và nộp lại cho GV

1.6.4 Sử dụng bài tập phát triển năng lực tính toán trong kiểm tra, đánh giá

Mục tiêu đánh giá năng lực tính toán của HS trong dạy học vật lí phải rõ ràng nhằm:

- Chẩn đoán những điểm mạnh, những hạn chế, tồn tại về năng lực tính toán của HS

- Xây dựng kế hoạch và điều chỉnh kế hoạch dạy học hiệu quả

- Tham gia vào đánh giá kết quả học vật lí của HS

- Theo dõi sự tiến bộ trong học tập của HS

- Cung cấp thông tin phản hồi về năng lực tính toán của HS

Do đó, khi sử dụng bài tập trong kiểm tra đánh giá nhằm phát triển năng lực tính toán của HS ta phải lựa chọn bài tập với mức độ từ dễ đến khó, ở đó để giải quyết được triệt để HS phải thể hiện được đầy đủ kỹ năng trong các nhóm tiêu chí đã nêu ở bảng 1.2 Đồng thời việc xây dựng thang điểm khi chấm cũng phải dựa vào bảng 1.2

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài bao gồm: những công trình nghiên cứu liên quan đến dạy học theo định hướng phát triển năng lực; khái niệm năng lực, các năng lực chung và năng lực đặc thù của môn vật lí; phân loại và vai trò của bài tập vật lí trong dạy-học định hướng phát triển năng lực người học trong đó có năng lực tính toán; thực trạng việc sử dụng bài tập vật lí theo quan điểm dạy học phát triển năng lực tính toán của học sinh THPT Chuyên tỉnh Thái Nguyên; chỉ những tiêu chí cho việc xây dựng và sử dụng bài tập định hướng phát triển năng lực tính toán trong dạy học cho HS THPT chuyên nói chung và HS chuyên vật lí nói riêng Bên cạnh đó chúng tôi phân tích vai trò của các nhóm bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực tính toán cho HS; chỉ ra được các thành phần của năng lực tính toán;

đề xuất khung tham chiếu để đánh giá năng lực tính toán; chỉ ra các hình thức đánh giá năng lực tính toán của HS trong DH vật lí Có thể nói đây là cơ sở vững chắc để chúng

tôi dựa vào đó tiếp tục triển khai nghiên cứu nội dung chương 2