Hướng dẫn học sinh xây dựng và sử dụng thí nghiệm đơn giản chương từ trường và cảm ứng điện từ vật lí 11 trung học phổ thông

Thông qua các hoạt động trí tuệ- thực tiễn của HS trong quá trình thí nghiệm thiết kế phương án thí nghiệm, dự đoán hoặc giải thích hiện tượng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm,

Nguy ễn Văn Nguyên

HƯỚNG DẪN HỌC SINH XÂY DỰNG VÀ SỬ

Nguy ễn Văn Nguyên

HƯỚNG DẪN HỌC SINH XÂY DỰNG VÀ SỬ

Chuyên ngành : Lí lu ận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUY ỄN BẢO HOÀNG THANH

Thành ph ố Hồ Chí Minh – 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết

qu ả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố trong bất

kì công trình nghiên c ứu khoa học nào khác

Tác giả

Nguy ễn Văn Nguyên

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, bạn bè và các bạn

học viên K25 đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Nguy ễn Văn Nguyên

ời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng, hình vẽ

M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6

1.1 Thí nghiệm trong dạy học vật lý theo định hướng phát triển năng lực 6

1.1.1 Định nghĩa thí nghiệm vật lý 6

1.1.2 Thí nghiệm đơn giản 8

1.1.3 Vai trò của thí nghiệm vật lý trong dạy học 9

1.1.4 Chức năng của thí nghiệm vật lý 10

1.1.5 Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý 16

1.2 Năng lực, năng lực chuyên biệt trong dạy học vật lý ở trường THPT 17

1.2.1 Khái niệm về năng lực 17

1.2.2 Khái niệm về năng lực chung 18

1.2.3 Khái niệm về năng lực chuyên biệt 18

1.2.4 Hệ thống các năng lực chuyên biệt môn vật lý 19

1.2.5 Phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh trong dạy học vật lý 30

K ẾT LUẬN CHƯƠNG 1 34

CHƯƠNG 2 HƯỚNG DẪN HỌC SINH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHI ỆM CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” VÀ “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” 36

2.1 Nội dung kiến thức chương “Từ trường” và “ Cảm ứng điện từ” 36

2.1.1 Từ trường 36

2.1.2 Cảm ứng điện từ 41

2.2 Các thí nghiệm chương “Từ trường” và “ Cảm ứng điện từ” đã được sử dụng giảng dạy trong trường THPT 45

2.3 Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm 50

2.3.1 Thí nghiệm 1: Tương tác giữa nam châm (nam châm vĩnh cửu) với các vật làm bằng sắt từ 50

2.3.4 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm về tương tác giức nam châm với dòng điện 57

2.3.5 Thí nghiệm 5: Tương tác giữa dòng điện với nam châm 58

2.3.6 Thí nghiệm 6: Từ phổ của thanh nam châm thẳng 59

2.3.7 Thí nghiệm 7: Từ phổ của thanh nam châm hình chữ U 60

2.3.8 Thí nghiệm 8: Từ phổ của dòng điện thẳng 61

2.3.9 Thí nghiệm 9: Từ phổ của dòng điện tròn 62

2.3.10 Thí nghiệm 10: Từ phổ của dòng điện chạy trong ống dây (thí nghiệm ch ế tạo nam châm điện) 63

2.3.11 Thí nghiệm 11: Từ phổ của hai nam châm đặt gần nhau 65

2.3.12 Thí nghiệm 12: Thí nghiệm về động cơ điện 66

2.3.13 Thí nghiệm 13: Thí nghiệm về máy phát điện 67

2.3.14 Thí nghiệm 14: Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ 68

2.3.15 Thí nghiệm 15: Thí nghiệm về hiện tượng tự cảm 70

2.4 Xây dựng giáo án dạy học có sử dụng các thí nghiệm đã được xây dựng 71

2.4.1 Giáo án dạy học bài “Từ trường” 71

K ẾT LUẬN CHƯƠNG 2 82

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 83

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 83

3.1.2 Các nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 83

3.2 Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 83

3.2.1 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 83

3.2.2 Nội dung của thực nghiệm sư phạm 84

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 84

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 84

3.3.2 Quan sát và ghi nhận thông tin trong quá trình dạy học 84

3.3.3 Hình thức đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 89

3.4 Kết quả và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 89

3.4.1 Kết quả bài thực nghiệm số 1: Bài 19 “Từ trường” vật lý 11 THPT 89

K ẾT LUẬN CHƯƠNG 3 114

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116

Bảng 1.2: Các năng lực chuyên biệt môn vật lý

Bảng 1.3: Nhóm các năng lực thành phần trong môn vật lý

Bảng 2.1: Các dụng cụ thí nghiệm sử dụng trong trường THPT

Bảng 2.2 Dụng cụ thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện thẳng

Bảng 2.3 Dụng cụ thí nghiệm tương tác giữa dòng điện với nam châm

Bảng 2.4 Dụng cụ thí nghiệm từ phổ của dòng điện thẳng

Bảng 2.5 Dụng cụ thí nghiệm từ phổ của dòng điện tròn

Bảng 2.6 Dụng cụ thí nghiệm từ phổ của dòng điện chạy trong ống dây Hình 2.1 Sơ đồ tóm tắt nội dung kiến thức chương “Từ trường”

Hình 2.10 Sơ đồ tóm tắt nội dung chương “Cảm ứng điện từ”

Bảng 3.1 Phiếu học tập số 1

Bảng 3.2 Phiếu học tập số 2

Bảng 3.3 Phiếu học tập số 3

MỞ ĐẦU

1 Lý do ch ọn đề tài

Chúng ta đang ở thế kỉ 21, thế kỉ mà thế giới đang xảy ra sự bùng nổ khoa học công nghệ, đây cũng là thế kỉ mà tri thức và trí tuệ sáng tạo của con người được coi là

yếu tố quan trọng quyết định sự phát triển của xã hội Nước ta đang trên đà phát triển

và hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới Tình hình trên đòi hỏi ngành giáo dục cần phải đổi mới mạnh mẽ, toàn diện và đồng bộ, trong đó đổi mới về phương pháp dạy học có tầm quan trọng đặc biệt

Trong xu thế chung hiện nay, ở nước ta cũng như các nước khác trên thế giới,

mục đích giáo dục không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho HS kiến thức, kĩ năng loài người đã tích lũy được mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họ khả năng

tư duy sáng tạo, năng lực thực hành và năng lực giải quyết vấn đề Một trong những

biện pháp để thực hiện đường lối trên là đưa HS vào vị thế chủ thể của hoạt động nhận

thức thông qua hoạt động tự lực của bản thân nhằm chiếm lĩnh kiến thức, phát triển năng lực trí tuệ

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, việc giảng dạy vật lý có dùng thí nghiệm ở nhà trường phổ thông là một điều hết sức cần thiết

Ở các nước tiên tiến, mỗi trường trung học có hệ thống thí nghiệm riêng cho các môn do các GV trung học tự soạn thảo, thông qua duyệt của hội đồng khoa học và ban giám hiệu nhà trường và áp dụng vào giảng dạy Vì vậy, hiệu quả giảng dạy ở mỗi trường khác nhau dẫn đến uy tín của mỗi trường cũng khác nhau trở thành niềm tự hào

của mỗi GV của trường đó

Ở nước ta hiện nay, việc giảng dạy vật lý bằng thực nghiệm ở các trường phổ thông còn rất hạn chế vì nhiều nguyên nhân:

- Nhiều thí nghiệm trong sách giáo khoa không thực hiện được do thiếu phương

tiện

- Phương tiện thí nghiệm được trang bị thiếu thốn, lạc hậu, kém chính xác và không được cập nhật thường xuyên Đây là tình trạng chung của các trường phổ thông trung học, nhất là các trường ở xa thành phố

- Nhiều bài thí nghiệm không đủ thời gian thực hiện trong tiết dạy qui định do các

yếu tố phụ như giới thiệu dụng cụ, đo đạc, xử lý kết quả

- Đầu tư kinh phí cho phương diện này ở các trường phổ thông còn hạn chế

Từ các nhận định trên, chúng tôi thấy cần phải từng bước khắc phục các nguyên nhân trên để việc giảng dạy có hiệu quả hơn Loại trừ các nguyên nhân khách quan, các vấn đề mang tính chủ quan và đặc thù chuyên môn cần được phân tích và đề xuất các hướng khắc phục

Việc GV và HS tự thiết kế chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản

để tiến hành các TNVL là hoạt động nhiều ý nghĩa và có nhiều tác dụng: tăng cường tính trực quan, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội và nắm vững kiến thức, phát triển năng lực tư duy, độc lập và sáng tạo của HS Việc tiến hành thí nghiệm, giải thích

hoặc tiên đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi HS phải vận dụng các kiến thức ở nhiều nội dung khác nhau một cách linh hoạt Do đó, các kiến thức mà HS đã lĩnh hội được củng

cố, đào sâu, mở rộng và hệ thống hóa Việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự làm trong dạy học vật lý là rất cần thiết vì trong nhiều trường hợp, các chi tiết của các thiết

bị hiện đại có thể che lấp bản chất vật lý của hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm mà

HS cần phải quan sát

Đồng thời để kích thích tính tích cực, độc lập và phát huy khả năng tư duy sáng

tạo của HS trong học tập, giáo viên cũng có thể cá thể hóa quá trình học tập của HS

bằng cách hướng dẫn và giao cho HS chế tạo dụng cụ thí nghiệm, hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm với mức độ khó dễ khác nhau tùy vào từng đối tượng Các dụng cụ thí nghiệm tự làm phần lớn đáp ứng việc thực hành đồng loạt của HS Nó giải quyết được

một phần khó khăn về thiết bị, tạo điều kiện cho các em tự lực và làm việc nhiều hơn.Nó không những đòi hỏi khả năng thao tác tay chân một cách đơn thuần mà còn phát triển năng lực trí tuệ, kinh nghiệm thực tiễn và kĩ năng hợp tác của HS

Chính những lí do trên, chúng tôi đã chọn đề tài “HƯỚNG DẪN HỌC SINH XÂY

2 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy và học vật lý có sử dụng thí nghiệm ở trường THPT

- Đối tượng thực nghiệm: Học sinh lớp 11 trường THPT

5 Gi ả thuyết khoa học

Nếu hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm đơn giản thì sẽ giúp HS phát triển năng lực, góp phần đổi mới căn bản toàn

diện Giáo dục và Đào tạo hiện nay

6 Nhi ệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu trên, chúng tôi đề ra những nhiệm vụ nghiên

cứu như sau:

- Nghiên cứu các văn bản chỉ đạo của Bộ GD&ĐT về đổi mới dạy và học hiện nay

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về phát triển năng lực chuyên biệt môn vật lý

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về thí nghiệm vật lý

- Nghiên cứu chương trình của chương “Từ trường” và chương ”Cảm ứng điện

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước, các chủ trương và chính sách của

Bộ Giáo dục và Đào tạo có liên quan đến nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường THPT

- Nghiên cứu các tài liệu triết học, tâm lý học, giáo dục học và lý luận dạy học bộ môn vật lý có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu nội dung chương trình SGK vật lý 11 THPT và các tài liệu liên quan

- Nghiên cứu các PPDH thí nghiệm trong DH vật lý

- Nghiên cứu các phương pháp thiết kế các bài Thí nghiệm vật lý

7.2 Phương pháp điều tra

- Khi tiến hành thực nghiệm kết hợp phương pháp điều tra để đánh giá hiệu quả

của đề tài

- Điều tra thăm dò ý kiến của GV và HS để biết thái độ, ý thức của GV và HS về

vấn đề phát triển năng lực chuyên biệt môn vật lý

7.3 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và thống kê kiểm định để trình bày kết quả

thực nghiệm sư phạm

8 D ự kiến đóng góp của đề tài

8.1 V ề mặt lý luận

Góp phần làm rõ biểu hiện của các năng lực chuyên biệt môn vật lý trong dạy

học chương “Từ trường” và chương “Cảm ứng điện từ”, vật lý 11 THPT

8.2 V ề mặt thực tiễn

Xây dựng được phương án hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để xây dựng và sử

dụng thí nghiệm đơn giản chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ”, vật lý 11 THPT theo định hướng phát triển năng lực cho HS

9 C ấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của

luận văn được trình bày trong ba chương:

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

- Chương 2: Hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức để xây dựng và sử dụng một

số thí nghiệm đơn giản chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ”, vật lý 11 THPT theo định hướng phát triển năng lực cho HS

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Ph ần kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Thí nghi ệm trong dạy học vật lý theo định hướng phát triển năng lực

1.1.1 Định nghĩa thí nghiệm vật lý

Theo nhóm tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế định nghĩa “thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các dối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận tri

thức mới” [7]

Như vậy, theo chúng tôi thí nghiệm vật lý là một hoạt động có mục đích, có sự chuẩn bị về phương án, thao tác và tiến trình thực hiện nhằm mục đích tìm kiếm, thu nhận kiến thức mới hay để kiểm chứng một kiến thức cũ

Để hoạt động này được diễn ra một cách suôn sẻ, thu được kết quả tốt, người

thực hiện TNVL cần tuân thủ theo các bước:

B ảng 1.1: Sơ đồ cấu trúc hoạt động làm thí nghiệm của học sinh

Chu ẩn bị thí nghiệm 1/ Làm rõ m ục đích thí nghiệm

2/ Tìm hi ểu phương án, tiến trình thí nghiệm

2/ Đối chiếu mục đích, kết quả thí nghiệm

Thí nghiệm vật lý nếu được tổ chức theo một phương pháp khoa học, đúng đắn

sẽ mang lại hiệu quả giáo dục cao, thúc đẩy quá trình phát triển năng lực, nhân cách cho HS, tạo cho HS tính kiên trì, cẩn thận, rèn luyện tư duy, sáng tạo, kích thích sự tìm tòi suy nghĩ của HS

1.1.2 Thí nghi ệm đơn giản

 Loại thứ hai: Thí nghiệm được tiến hành với các dụng cụ được GV và HS tự thiết

kế từ những dụng cụ, vật liệu đơn giản, dễ kiếm

b Ưu – nhược điểm của thí nghiệm đơn giản

Trong xu hướng đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học, việc khai thác và sử dụng TNĐG, có một ý nghĩa rất quan trọng Nó góp phần làm phong phú thêm khả năng khai thác và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lý, làm cho dạy học vật lý trở nên trực quan hơn, khắc

phục lối dạy học có tính giáo điều sách vở, thoát ly thực tế Vì thế, việc xây dựng và

sử dụng TNĐG có những ưu điểm:

 Dụng cụ cần cho thí nghiệm là những dụng cụ đơn giản, dễ kiếm trong đời sống

hằng ngày, có thể kiếm ở mọi nơi

 Dễ thao tác và dễ thành công, vì những thí nghiệm này do chính GV tự thiết kế,

chế tạo và khai thác để sử dụng trong giảng dạy

 Thí nghiệm cho kết quả rõ ràng, thuyết phục

 TNĐG không đòi hỏi ở người thực hiện kỹ năng thực hành đặc biệt, nên GV nào cũng có thể thực hiện được Trái lại khi sử dụng các thí nghiệm hiện đại, GV

phải biết cách sử dụng các dụng cụ, máy móc, thiết bị, phải có những kỹ năng

thực hành nhất định mới có thể tiến hành được các thí nghiệm này Nếu GV

không có kỹ năng sử dụng máy tính, không nắm được các phần mềm sử dụng trong thí nghiệm thì không thể tiến hành được những thí nghiệm có thể sử dụng máy tính, hay các thí nghiệm hiện đại khác

 TNĐG không đòi hỏi khắt khe các điều kiện cơ sở vật chất như phòng bộ môn,

mạng điện, thiết bị… nên ở đâu cũng thực hành thí nghiệm được

 Hiện tượng và kết quả thí nghiệm có sức hấp dẫn lôi cuốn, vì vậy nó có tác dụng kích thích hứng thú học tập của HS

 TNĐG là những thí nghiệm ngắn gọn, mất ít thời gian nên có thể sử dụng thuận

tiện trong quá trình dạy học Đặc biệt trong khâu mở bài hay củng cố bài, sử

dụng để tạo tình huống học tập rất có hiệu quả

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật thì những TNĐG, rẻ tiền cũng có những hạn chế

nhất định Hầu hết là những thí nghiệm định tính, ít có thí nghiệm định lượng, dụng cụ thí nghiệm không bền

1.1.3 Vai trò c ủa thí nghiệm vật lý trong dạy học

Thí nghiệm được sử dụng trong các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học từ khâu đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề, hình thành kiến thức, năng lực,

củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của HS

Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện HS Thông qua tiến hành thí nghiệm, HS hiểu được bản chất của các hiện tượng, định luật, quá trình vật lý khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn Thí nghiệm tạo môi trường và cơ hội để HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em

sẽ được phát triển

Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng

hợp cho HS Thông qua việc tiến hành thí nghiệm, HS có cơ hội trong việc rèn luyện

kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho

họ

Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của những tri thức, là “hòn đá

thử vàng”, nói cách khác, TNVL có chức năng kiểm tra tính đúng đắn của tri thức TNVL góp phần tích cực vào hoạt động nhận thức của HS, kiểm chứng sự đúng đắn trong suy luận và kiến thức mà Họ thu nhận được

Thí nghiệm được sử dụng với tư cách là phương tiện thử nghiệm cho việc vận

dụng tri thức vào thực tiễn Trong dạy học vật lý, thí nghiệm không những có vai trò

rất lớn trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, không những chĩ ở góc độ cung cấp kiến thức, rèn luyện kỹ năng, thao tác, tác động đến giác quan , mà còn giúp

HS củng cố và vận dụng kiến thức một cách vững chắc

Các kiến thức vật lý được giảng dạy trên lớp cần phải được khắc sâu trong tiềm

thức của HS, thong qua việc củng cố và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc

sống, vấn đề này sẽ được thực hiện tốt nếu chúng ta biết vận dụng thí nghiệm để giải quyết, từ đó xoá bỏ dần lối học vẹt, lý thuyết không gắn với thực tế

Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Thí nghiệm làm xuất

hiện vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết, thu thập các thông tin về đối tượng gốc làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình, qua đó kiểm tra tính đúng đắn của mô hình được xây dựng và chỉ ra giới hạn áp dụng của nó

1.1.4 Ch ức năng của thí nghiệm vật lý

a Các ch ức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lý luận nhận thức

Theo quan điểm của lý luận nhận thức, trong dạy học vật lý ở trường phổ thông,

TN có các chức năng sau:

- Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức (nguồn trực tiếp của tri thức)

- Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được

- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý, hình thành năng

lực cho HS

b Các ch ức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lý luận dạy học

 Thí nghi ệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình d ạy học

Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình

dạy học: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng cố

kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS

Ở giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu, có thể sử dụng thí nghiệm để đề

xuất vấn đề cần nghiên cứu Đặc biệt có hiệu quả là việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề Do kết quả của thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, với kinh nghiệm sẵn có hoặc trái ngược với sự chờ đợi của HS nên nó tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi kiến thức mới của HS

Các TN được sử dụng để tạo tình huống có vấn đề thường là các TNĐG, tốn ít

thời gian chuẩn bị và tiến hành, như: thí nghiệm về sự rơi nhanh khác nhau của 2 tờ

giấy như nhau nhưng một tờ được vo viên, còn tờ kia được để nguyên (ảnh hưởng của

sức cản không khí lên sự rơi của các vật), thí nghiệm về sự phồng trở lại của quả bóng bàn bị bẹp trong nước nóng (sự nở vì nhiệt của không khí), thí nghiệm về sự sôi của nước nóng trong một bình kín không phải bằng cách đun nóng nước mà nhờ đổ nước

lạnh lên vỏ ngoài bình (sự sôi dưới áp suất thấp), thí nghiệm về sự nhìn thấy hòn sỏi

nhỏ dưới đáy cốc nhờ đổ nước vào cốc (hiện tượng khúc xạ ánh sáng)

Thí nghiệm có vai trò quan trọng, không gì thay thế được trong giai đoạn hình thành kiến thức mới Nó cung cấp một cách hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, để từ đó khái quát hoá qui nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả lôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thức mới

Trong chương trình vật lý ở trường phổ thông, một số kiến thức được rút ra bằng phép suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã được xác nhận là chính xác Vì vậy, những

kiến thức rút ra này là đúng đắn Tuy nhiên, để thể hiện tính chất thực nghiệm của khoa học vật lý và làm tăng sự tin tưởng của học sinh vào tính chân thực của kiến thức thu được, GV cũng cần tiến hành các thí nghiệm kiểm nghiệm lại chúng

Ngoài ra, do trình độ toán học của học sinh còn hạn chế, do các thiết bị thí nghiệm ở trường phổ thông không cho phép tiến hành những thí nghiệm phức tạp, với

các phép đo định lượng chính xác cao hoặc vì thời gian eo hẹp của tiết học nên một số

kiến thức không thể xây dựng bằng con đường lí thuyết và cũng không thể xây dựng

bằng con đường thực nghiệm Trong những trường hợp này, GV phải đưa ra những kết

luận khái quát do các nhà khoa học đã tìm ra, buộc HS phải thừa nhận Để giảm tính

áp đặt, GV có thể tiến hành thí nghiệm để minh hoạ kiến thức đã đưa ra trong một trường hợp cụ thể, đơn giản

TN có thể được sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng cố (ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá và vận dụng) kiến thức, kĩ năng của HS Việc củng cố kiến

thức, kĩ năng của HS được tiến hành ngay ở mỗi bài học nghiên cứu tài liệu mới, trong các bài học dành cho việc luyện tập, các tiết ôn tập và các giờ thí nghiệm thực hành sau mỗi chương, mỗi phần của chương trình vật lý phổ thông Quá trình củng cố kiến

thức, kĩ năng của HS diễn ra không những trong các giờ nội khoá mà cả trong các giờ

học ngoại khoá, ở lớp và ở nhà

Việc sử dụng các thí nghiệm ở giai đoạn củng cố không phải là sự lặp lại nguyên

xi các thí nghiệm đã làm nhằm nhắc lại những kiến thức cũ mà phải có những yếu tố

mới nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết của HS, giúp HS thấy được các biểu

hiện trong tự nhiên, các ứng dụng trong đời sống và sản xuất của các kiến thức này Các thí nghiệm được sử dụng trong giai đoạn củng cố có thể được tiến hành với các thiết bị thí nghiệm sẵn có ở trường phổ thông, với các đồ chơi có bán trên thị trường

hoặc với các dụng cụ sẵn có ở nhà, với các vật liệu dễ kiếm, các dụng cụ TNĐG do HS

tự chế tạo từ những vật liệu này Trong các thí nghiệm được sử dụng trong giai đoạn

củng cố, thí nghiệm thực hành của HS có vai trò nổi bật trong việc củng cố kiến thức

và rèn luyện kĩ năng của HS Cần chú ý rằng: việc tiến hành các thí nghiệm trong giai đoạn củng cố phải được giao cho HS dưới dạng những nhiệm vụ có nội dung sao cho phát triển được năng lực hoạt động trí tuệ – thực tiễn của HS, chứ không đơn thuần chỉ

là sự đòi hỏi hoạt động tay chân đơn giản

Thí nghiệm cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ quá trình hệ thống hoá kiến thức

mà HS đã học Việc tiến hành các thí nghiệm song song sẽ tạo thuận lợi để HS so sánh, nhận ra được những điểm giống nhau, khác nhau của các hiện tượng, quá trình

vật lý Ví dụ như: sử dụng các thí nghiệm song song trong việc hệ thống hóa các tính

chất (phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa) của sóng cơ học (sóng nước, sóng âm), sóng điện từ và sóng ánh sáng

Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kĩ năng của HS Thông qua các hoạt động trí tuệ- thực tiễn của HS trong quá trình thí nghiệm (thiết kế phương án thí nghiệm, dự đoán hoặc giải thích hiện tượng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm, lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm cần thiết, lắp ráp các dụng cụ và bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm ), HS sẽ

chứng tỏ không những kiến thức về sự kiện mà cả kiến thức về phương pháp, không

những kiến thức mà cả kĩ năng của mình

Để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kĩ năng của HS, GV có nhiều cách thức sử dụng thí nghiệm với nhiều mức độ yêu cầu khác nhau: từ việc sử

dụng thí nghiệm quen thuộc đến việc sử dụng thí nghiệm hoàn toàn mới, từ việc sử

dụng thí nghiệm có bố trí đơn giản đến việc sử dụng thí nghiệm có bố trí phức tạp, từ thí nghiệm chỉ liên quan tới một mối liên hệ đến thí nghiệm liên quan tới nhiều khái

niệm, định luật vật lý, thí nghiệm có thể là thí nghiệm định tính nhưng cũng có thể là thí nghiệm định lượng, học sinh được giao nhiệm vụ chỉ tiến hành một thí nghiệm nhưng cũng có thể được giao nhiệm vụ giải quyết một nhiệm vụ nhận thức mà trong

đó thí nghiệm chỉ là một bộ phận của quá trình giải quyết nhiệm vụ này Mức độ tự lực

của học sinh trong quá trình thí nghiệm cũng có thể khác nhau, từ việc tiến hành thí nghiệm theo bản hướng dẫn chi tiết cho sẵn đến việc học sinh hoàn toàn tự lực trong

tất cả các giai đoạn thí nghiệm

 Thí nghi ệm là phương tiện góp phần phát triển năng lực và nhân cách toàn

Bởi vì thí nghiệm luôn có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tượng, quá trình vật

lý, soạn thảo khái niệm, định luật vật lý, xây dựng các thuyết vật lý, đề cập các ứng

dụng trong sản xuất và đời sống của những kiến thức đã học nên nó là phương tiện góp

phần nâng cao chất lượng kiến thức của HS theo các dấu hiệu nêu trên Thí nghiệm vật

lý góp phần vào việc phát hiện và khắc phục các sai lầm của HS, như: Thí nghiệm về ảnh của một vật thật (một ngọn lửa nến) qua một thấu kính hội tụ được che đi một nửa

để gạt bỏ dự đoán sai lầm của HS cho rằng chỉ có ảnh của một nửa ngọn lửa nến,

khẳng định dự đoán đúng: có ảnh của toàn bộ vật, chỉ có độ sáng của ảnh là bị giảm đi; thí nghiệm về sự phân kì của các tia sáng đi qua một thấu kính lồi ghép từ hai mặt đồng hồ và được nhúng ngập vào một cốc nước nhằm khắc phục sai lầm của học sinh cho rằng thấu kính lồi luôn luôn là thấu kính hội tụ

Do thí nghiệm vật lý là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý nên trong mối quan hệ với quá trình thí nghiệm, HS sẽ được làm quen và vận dụng có ý

thức các phương pháp nhận thức này Các kiến thức về phương pháp mà học sinh lĩnh

hội có ý nghĩa quan trọng, vượt ra khỏi giới hạn môn vật lý

Trong các thí nghiệm do mình tự tiến hành, HS được rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo thí nghiệm như: sử dụng các nguồn điện, dụng cụ đo (thước, các loại đồng hồ, cân, lực kế, nhiệt kế, ampe kế, vôn kế, đồng hồ đo điện vạn năng ), gia công bảng ghi các giá trị

đo, đọc và lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm, sơ đồ các mạch điện tương đối đơn giản và được giáo dục các thói quen làm việc khoa học của người làm thí nghiệm như: tuân thủ các giai đoạn của quá trình thí nghiệm (đặt kế hoạch thí nghiệm,

lựa chọn dụng cụ và bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm), tìm hiểu kĩ cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm trước khi sử dụng, lắp ráp các bộ phận thành các nhóm, bố trí thí nghiệm sáng sủa và kiểm tra sự hoạt động của

hệ thống các dụng cụ đã bố trí trước khi tiến hành thí nghiệm, tuân thủ các qui tắc an toàn và chú ý đảm bảo các điều kiện mà thí nghiệm phải thoả mãn trong khi tiến hành thí nghiệm, đánh giá phân tích sai số khi xử lý kết quả thí nghiệm

Trong quá trình thí nghiệm, HS phải tiến hành một loạt các hoạt động trí tuệ-

thực tiễn: thiết kế phương án, kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí nghiệm, lập bảng giá

trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành thí nghiệm, thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm (bằng số, bằng đồ thị), tính toán sai số, xác định nguyên nhân của sai số (nguyên nhân khách quan, nguyên nhân chủ quan), tìm biện pháp làm giảm sai số Chính vì vậy, thí nghiệm là phương tiện hữu hiệu để bồi dưỡng năng lực sáng tạo của

HS Trong quá trình thí nghiệm, việc bồi dưỡng các yếu tố của năng lực thực nghiệm

phải được gắn kết với việc bồi dưỡng các yếu tố của năng lực hoạt động trí tuệ như: năng lực đề xuất giả thuyết, phân tích, mô tả các hiện tượng, quá trình vật lý, tổng hợp các mặt, các khía cạnh trong mối liên hệ với nhau, khái quát hoá thành những kết luận

tổng quát nhờ phép qui nạp, đối chiếu các kết luận này với giả thuyết (hoặc hệ quả) đã

đề xuất, giải thích, so sánh các hiện tượng, qúa trình vật lý, các ứng dụng trong sản

xuất và đời sống của kiến thức đã học Để phát triển năng lực sáng tạo của HS, cần tận

dụng sử dụng nhiều hình thức khác nhau của thí nghiệm HS, trong đó có thí nghiệm

nhằm giải quyết các nhiệm vụ thiết kế- kĩ thuật Cần tránh khuynh hướng sai lầm chỉ chú trọng đến việc rèn luyện kĩ năng thực hiện các thao tác chân tay mà không quan tâm tới việc bồi dưỡng năng lực hoạt động trí tuệ của HS Điều đó dẫn đến kết quả là không phát triển được tư duy vật lý của HS, HS không hiểu được mối quan hệ giữa

thực tế và tư duy, giữa những khái niệm, định luật trừu tượng và những hiện tượng cụ

thể quan sát được trong thực tế Khuynh hướng sai lầm này thường dẫn đến đòi hỏi

phải trang bị cho HS những thiết bị thí nghiệm, dụng cụ đo lường chính xác, đắt tiền

mà nhiều khi HS không hiểu nguyên tắc hoạt động của chúng, coi nhẹ những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ kiếm, dễ làm trong cuộc sống hàng ngày mà HS lại thấy rõ

cấu tạo, hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của chúng

Quá trình làm việc tự lực với thí nghiệm của HS sẽ khêu gợi sự hứng thú nhận

thức, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công khi giải quyết được nhiệm vụ đặt ra và góp phần phát triển động lực qúa trình học tập của HS

Các thí nghiệm do các nhóm HS tiến hành đòi hỏi sự phân công, phối hợp những công việc tự lực của HS trong tập thể Vì vậy, trong quá trình thí nghiệm đã diễn ra

một quá trình bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức, xây dựng các

chuẩn mực hành động tập thể Quá trình cùng nhau cố gắng giải quyết những nhiệm vụ đặt ra trong quá trình thí nghiệm có nhiều điểm chung với quá trình làm việc tập thể trong cuộc sống nghề nghiệp sau này của HS

Trong mối liên hệ với quá trình tự lực xây dựng kiến thức ở các thí nghiệm, HS thu nhận được những quan điểm quan trọng của thế giới quan duy vật, đặc biệt là vai trò của thực tiễn trong việc nhận thức thế giới, có niềm tin dựa trên cơ sở vốn hiểu biết

của mình về tính nhận thức được thế giới và về sự tồn tại khách quan của các mối liên

hệ có tính qui luật trong tự nhiên

 Thí nghi ệm là phương tiện đơn giản hóa và trực quan trong dạy học vật lý

Trong tự nhiên và kĩ thuật, rất ít các hiện tượng, quá trình vật lý xảy ra dưới dạng thuần khiết Chính nhờ thí nghiệm, ta có thể nghiên cứu các hiện tượng, quá trình xảy

ra trong những điều kiện có thể khống chế được, thay đổi được, có thể quan sát đo đạc đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức được nguyên nhân của mỗi hiện tượng

và mối quan hệ có tính qui luật giữa chúng với nhau Ưu điểm nổi bật này của thí nghiệm vật lý có ý nghĩa không chỉ xét nó theo quan điểm của lý luận nhận thức mà cả theo quan điểm của lý luận dạy học

Thí nghiệm là phương tiện trực quan giúp HS nhanh chóng thu được những thông tin chân thực về các hiện tượng, quá trình vật lý Đặc biệt trong việc nghiên cứu các lĩnh vực của vật lý mà ở đó, đối tượng cần nghiên cứu không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con người thì việc sử dụng trong dạy học vật lý các thí nghiệm mô hình (các thí nghiệm được tiến hành trên những mô hình vật chất thay thế cho đối tượng gốc cần nghiên cứu) để trực quan hoá các hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu

là không thể thiếu được Các hiện tượng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm mô hình (ví dụ: các thí nghiệm mô hình về cấu tạo từ các hạt của các chất) đơn giản hoá các hiện tượng, quá trình vật lí thực, nhằm cung cấp cho học sinh các biểu tượng về các hiện tượng, quá trình này

Các thí nghiệm mô hình còn được sử dụng khi nghiên cứu các ứng dụng của vật

lý trong kĩ thuật nhằm giới thiệu nguyên tắc của ứng dụng, nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của các máy móc, thiết bị: động cơ nhiệt, động cơ điện, máy phát điện, các dụng

cụ quang học

1.1.5 Nh ững yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với việc sử

d ụng thí nghiệm trong dạy học vật lý

Để thí nghiệm phát huy đầy đủ các chức năng của nó trong dạy học vật lý thì việc

sử dụng thí nghiệm phải tuân theo một số yêu cầu chung về mặt kĩ thuật và về mặt phương pháp dạy học Ngoài những yêu cầu chung này, do tính đặc thù của nó, từng

loại thí nghiệm (thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm trực diện, thí nghiệm thực hành) còn tuân theo các yêu cầu riêng cụ thể

 Nh ững yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm

Xác định rõ lôgic của tiến trình dạy học, trong đó việc sử dụng thí nghiệm phải là

một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong

tiến trình nhận thức Trước mỗi thí nghiệm, phải đảm bảo cho HS ý thức được sự cần thiết của thí nghiệm, hiểu rõ mục đích thí nghiệm

Xác định rõ các dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ bố trí chúng, tiến trình thí nghiệm (Để đạt được mục đích thí nghiệm, cần sử dụng các dụng cụ nào, bố trí ra sao, cần tiến hành thí nghiệm theo các bước nào, cần quan sát, đo đạc cái gì?) Không xem nhẹ các

dụng cụ thí nghiệm đơn giản

Đảm bảo cho học sinh ý thức được rõ ràng và tham gia tích cực vào tất cả các giai đoạn thí nghiệm bằng cách giao cho HS thực hiện các nhiệm vụ cụ thể

Thử nghiệm kĩ lưỡng mỗi thí nghiệm trước giờ học, đảm bảo thí nghiệm phải thành công (hiện tượng xảy ra quan sát được rõ ràng, kết quả đo có độ chính xác chấp

Năng lực được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau theo từng quan điểm riêng

của mỗi tác giả, sau đây là một số định nghĩa về năng lực:

“Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và

h ứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa

d ạng của cuộc sống.” ( Đinh Quang Báo, 2012)

“Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ và vận hành (k ết nối) chúng một cách hợp lý vào thực hiện thành công nhiệm vụ hoặc giải quy ết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống.” (Nguyễn Công Khanh, 2012)

“Năng lực là khả năng vận dụng đồng bộ các kiến thức, kỹ năng, thái độ, phẩm chất đã tích lũy được để ứng xử, xử lý tình huống hay để giải quyết vấn đề một cách có hiệu quả.” (Lê Đức Ngọc, 2014)

Theo quan điểm của những nhà tâm lý học Năng lực là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm lý của cá nhân phù hợp với yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao Các năng lực hình thành trên

cơ sở của các tư chất tự nhiên của cá nhân mới đóng vai trò quan trọng, năng lực của con người không phải hoàn toàn đo tự nhiên mà có, phần lớn do công tác, do tập luyện

mà có

Tóm lại, theo quan điểm của chúng tôi năng lực là khả năng hoàn thành một công viêc, một nhiệm vụ bằng cách vận dụng những kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm, thái độ nhằm hoàn thành công việc, nhiệm vụ đó một cách tốt nhất, hiệu quả nhất Người có năng lực là người có khả năng hoàn thành công việc, nhiệm vụ được giao một cách tốt

nh ất, hiệu quả nhất

1.2.2 Khái ni ệm về năng lực chung

Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu hoặc cốt lõi,… làm nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong cuộc sống và lao động như: năng lực nhận

thức, năng lực trí tuệ, năng lực về ngôn ngữ và tính toán, năng lực giao tiếp, năng lực

vận động,… Các năng lực này được hình thành và phát triển dựa trên bản năng di truyền của con người, quá trình giáo dục và trải nghiệm trong cuộc sống, đáp ứng yêu

cầu của nhiều loại hình khác nhau

1.2.3 Khái ni ệm về năng lực chuyên biệt

Theo một số tác giả năng lực chuyên biệt (hay năng lực chuyên môn) được định nghĩa như sau:

“Năng lực chuyên biệt 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 yêu gắn với khả năng nhận thức và tâm lý.”[3]

“Năng lực chuyên biệt là những năng lực được hình thành và phát triển trên cơ sở các năng lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên bi ệt, đáp ứng yêu cầu hạn hẹp hơn của một hoạt động như Toán học, Âm nhạc,

Mĩ thuật, Thể thao, Địa lí,…” [2]

Năng lực chuyên biệt (hay năng lực chuyên môn) là năng lực đặc trưng trong lĩnh

vực nhất định của xã hội như năng lực tổ chức , năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán học Năng lực chung và năng lực chuyên môn có quan hệ qua lại

hữu cơ với nhau, năng lực chung là cơ sở của năng lực chuyên luôn, nếu chúng càng phát triển thì càng dễ thành đạt được năng lực chuyên môn Ngược lại sự phát triển của năng lực chuyên môn trong những điều kiện nhất định lại có ảnh hưởng đối với sự phát triển của năng lực chung Trong thực tế mọi hoạt động có kết quả và hiệu quả cao thì mỗi người đều phải có năng lực chung phát triển ở trình độ cần thiết và có một vài năng lực chuyên môn tương ứng với lĩnh vực công việc của mình

Tóm lại, theo quan điểm của chúng tôi năng lực chuyên biệt là khả năng hoàn thành một công viêc, một nhiệm vụ trong một lĩnh vực nhất định bằng cách vận dụng

nh ững kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm, thái độ nhằm hoàn thành công việc, nhiệm vụ

đó một cách tốt nhất, hiệu quả nhất

1.2.4 H ệ thống các năng lực chuyên biệt môn vật lý

Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy học từng môn, sau đây là hệ thống năng lực được phát triển theo chuẩn năng lực chuyên biệt môn Vật lý đối với HS được xây dựng dựa trên đặc thù môn học của CHLB Đức [3]: Môn vật lý giúp hình thành các năng lực sau

- Năng lực giải quyết vấn đề (đặc biệt quan trọng là năng lực giải quyết vấn đề

bằng con đường thực nghiệm hay còn gọi là năng lực thực nghiệm);

- Năng lực tư duy;

- Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông;

- Năng lực sử dụng ngôn ngữ và kí hiệu vật lý;

- Năng lực tính toán;

- Năng lực thực hành vật lý;

- Năng lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn

a Năng lực giải quyết vấn đề (đặc biệt quan trọng là năng lực giải quyết vấn

đề bằng con đường thực nghiệm hay còn gọi là năng lực thực nghiệm)

- HS biết phát hiện hoặc xác định rõ vấn đề cần giải quyết, chuyển vấn đề thực tiễn thành dạng có thể khám phá, giải quyết (bài toán khoa học);

- Thu thập thông tin, phân tích, đặt ra các tiên đoán hoặc giả thuyết và đưa ra các phương án giải quyết;

- Chọn phương án tối ưu và đưa ra ý kiến cá nhân về phương án lựa chọn;

- Hành động theo phương án đã chọn để giải quyết vấn đề, khám phá các giải pháp

mới mà có thể thực hiện được và điều chỉnh hành động của mình;

- Đánh giá cách làm của mình và đề xuất những cải tiến mong muốn

b Năng lực tư duy

- Hình thành và kết nối các ý tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi ro và dự phòng, xem xét dưới nhiều góc độ khi tìm kiếm

giải pháp và triển khai các ý tưởng;

- Lập luận về quá trình suy nghĩ, xem xét các quan điểm trái chiều và phát hiện các điểm hạn chế trong quan niệm của mình; xác định, lập kế hoạch áp dụng vào hoàn

cảnh mới

c Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông

- Sử dụng một số phần mềm chuyên dụng để mô hình hóa quá trình diễn ra các

hiện tượng vật lý;

- Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng vật lý

d Năng lực sử dụng ngôn ngữ và kí hiệu vật lý

- Sử dụng ngôn ngữ khoa học để diễn tả quy luật vật lý;

- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật vật lý;

- Đọc hiểu được đồ thị bảng biểu;

- Sử dụng được ngôn ngữ vật lý để mô tả hiện tượng;

- Lập được bảng và mô tả bảng số liệu thực nghiệm;

- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước;

- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm;

- Mô tả được sơ đồ thí nghiệm;

- Đưa ra các lập luận lô-gic, biện chứng

e Năng lực tính toán

- Đưa ra các công thức toán học cho các quy luật vật lý;

- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ quả hoặc kiến thức

- Nhận dạng và mô tả được các hiện tượng vật lý, sự thay đổi trong từng giai đoạn

của các hiện tượng vật lý;

- Quan sát các thí nghiệm vật lý

g Năng lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn

- Có năng lực hệ thống hóa kiến thức, phân loại kiến thức vật lý, hiểu rõ nội dung, đặc điểm của loại kiến thức vật lý đó Khi vận dụng kiến thức chính là việc lựa chọn

kiến thức một cách phù hợp với mỗi hiện tượng, tình huống cụ thể xảy ra trong cuộc

sống, tự nhiên và xã hội;

- Tìm được mối liên hệ, giải thích được các hiện tượng trong tự nhiên và các ứng

dụng của vật lý trong cuộc sống dựa vào các kiến thức vật lý và kiến thức liên môn khác

Việc hình thành, phát triển và đánh giá các năng lực này như một chỉnh thể là việc làm hết sức khó khăn và đòi hỏi có thời gian Do đó cần tiếp tục chia nhỏ các năng lực trên thành các năng lực thành phần

Bảng 1.2: Các năng lực chuyên biệt môn vật lý

- Thu thập, đánh giá, lựa chọn

và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lý;

- Đề xuất được giả thuyết; suy

ra các hệ quả có thể kiểm tra được;

- Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử

lý kết quả thí nghiệm và rút ra

nhận xét;

- Biện luận tính đúng đắn của

kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn của các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này

quyết vấn đề;

- Có tác phong công nghiệp, sống

và làm việc theo

kế hoạch tuân thủ theo quy trình

- Tham gia hoạt động nhóm trong

- Trình bày được mối

quan hệ giữa các kiến

- Lựa chọn, đánh giá được các

ra các giải pháp và

nguồn thông tin khác nhau;

- Xác định được trình độ hiện có

về kiến thức, kĩ năng, thái độ

của cá nhân trong học tập vật lý;

- Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và

hạn chế của các quan điểm vật

lý đối với các trường hợp cụ thể trong môn vật lý và ngoài môn

vật lý;

- So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lý - các giải pháp kỹ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường;

- Sử dụng được kiến thức vật lý

để đánh giá và cảnh báo mức độ

an toàn của thí nghiệm, của các

vấn đề trong cuộc sống và các công nghệ hiện đại;

- Nhận ra được ảnh hưởng của

vật lý lên các mối quan hệ xã

được với hệ thống ICT

(công nghệ thông tin và

truyền thông);

- Lựa chọn và sử dụng

- Xác định được loại thông tin

cần thiết;

- Tìm kiếm thu thập thông tin;

- Tổ chức, quản lý thông tin;

- Tính cẩn thận, kiên trì;

- Có tác phong công nghiệp, sống

và làm việc theo

thông phần cứng, phần mềm;

- Chuyển đổi dữ liệu kỹ

thuật số

- Đánh giá, sử dụng thông tin;

- Sáng tạo dựa trên ICT;

- Truyền thông dựa trên ICT

kế hoạch tuân thủ theo quy trình;

vật lý (chuyên ngành);

- Ghi lại được các kết quả từ các

hoạt động học tập vật lý của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm,…);

- Trình bày các kết quả từ các

hoạt động học tập vật lý của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm,…) một cách phù hợp

- Thái độ hợp tác;

- Ham tìm tòi, học

hỏi;

- Thái độ tích cực trong công việc

- Đo lường, tính toán, so sánh

và ước lượng được trong các

- Cẩn thận, chính xác trong tính toán;

- Thái độ kiên trì,

tỉ mỉ;

- Thái độ tập trung trong công việc

vật lý tình huống;

- Sử dụng thuật ngữ, kí hiệu, tính chất các số và hình học,…;

- Sử dụng thống kê toán để giải quyết vấn đề;

- Suy luận logic;

- Tìm phương án tối ưu;

- Xây dựng được mô hình toán

về mối quan hệ giữa các đại lượng, yếu tố, khi giải quyết vấn

đề trong bối cảnh thực;

- Sử dụng các dụng cụ đo lường (thước, eke,…);

- Sử dụng các dụng cụ tính toán (máy tính cầm tay, máy vi tính,…)

- Đề xuất được giả thuyết; suy

ra các hệ quả có thể kiểm tra được;

- Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử

số vật lý;

- Trình bày được mối

quan hệ giữa các kiến

- Chỉ ra được điều kiện

lý tưởng của hiện tượng

- Sử dụng dụng cụ đo: hiệu

chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu;

Sửa chữa các sai hỏng thông thường;

- Quan sát diễn biến hiện tượng;

- Ghi lại kết quả;

- Biểu diễn kết quả bằng bảng

biểu, đồ thị;

- Tính toán sai số;

- Biện luận, trình bày kết quả;

- Tự đánh giá cải tiến phép đo

vật lý (chuyên ngành);

- Chủ động sáng

tạo tìm tòi các cách thức giải quyết vấn đề trong

- Chỉ ra được điều kiện

lý tưởng của hiện tượng

- Nhận ra được ảnh hưởng của

vật lý lên các mối quan hệ xã

hội và lịch sử

- Phân tích, so sánh, chọn lọc để chuyển hóa các kiến thức vật lý mang tính riêng lẻ thành kiến

thức tổng hợp và vận dụng vào

cuộc sống

thực tiễn;

- Tích cực tham gia thảo luận đưa ý

kiến về các vấn đề được nêu ra

Sau khi phân chia năng lực thành các thành phần sẽ tổng hợp được nhóm các năng

lực thành phần cần phải hình thành và phát triển trong môn Vật lý, đồng thời chia năng

lực thành 3 cấp độ để đánh giá và giúp GV phân loại HS, theo bảng 1.2

Bảng 1.3: Nhóm các năng lực thành phần trong môn vật lý [3]

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lý;

- K3: Sử dụng được kiến thức vật lý để thực hiện các nhiệm vụ học tập;

- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp,…) kiến thức vật lý vào các tình huống thực tiễn

P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lý;

P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lý và chỉ ra các quy luật vật lý trong hiện tượng đó;

P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lý thông tin từ các nguồn khác nhau

để giải quyết vấn đề trong học tập vật lý;

P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lý; P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lý; P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng của hiện tượng vật lý

P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được;

P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lý kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét;

P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn của các

kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này

X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ;

X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý của mình (nghe

giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm,…);

X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý của mình (nghe

giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm,…) một cách phù hợp; X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lý,

X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lý

C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập

vật lý nhằm nâng cao trình độ bản thân;

C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lý đối với các trường hợp cụ thể trong môn vật lý và ngoài môn vật lý;

C4: So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lý - các giải pháp kỹ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường;

C5: Sử dụng được kiến thức vật lý để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn

của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và các công nghệ hiện đại; C6: Nhận ra được ảnh hưởng của vật lý lên các mối quan hệ xã hội và lịch

sử

1.2.5 Phát tri ển năng lực chuyên biệt cho học sinh trong dạy học vật lý

a M ục tiêu của việc phát triển năng lực chuyên biệt cho học sinh trong dạy

h ọc vật lý

Mục tiêu của giáo dục là sự đòi hỏi của xã hội đối với con người tạo ra nguồn nhân

lực mà giáo dục có nhiệm vụ phải đào tạo

Mục tiêu của giáo dục phổ thông nhằm tạo ra những con người được phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần, có những phẩm chất tốt đẹp, có học vấn phổ thông, có năng lực chung: Tự học và quản lý bản thân, tư duy phát hiện và giải quyết vấn đề, giao tiếp và hợp tác, sử dụng ngôn ngữ, thông tin truyền thông làm nền tảng cho sự phát triển tối đa tiềm năng sẵn có của mỗi cá nhân và làm cơ sở cho sự lựa chọn nghề nghiệp

Việc dạy học định hướng phát triển năng lực về bản chất là coi trọng thực hiện mục tiêu dạy học hiện tại ở các mức độ cao hơn, thông qua việc yêu cầu học sinh vận dụng

những kiến thức, kĩ năng một cách tự tin, hiệu quả, thích hợp trong hoàn cảnh phức

hợp và có biến đổi trong học tập, trong nhà trường, ngoài nhà trường và trong thực

tiễn Việc dạy học thay vì chỉ hướng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kĩ năng và thái độ tích cực ở học sinh thì còn hướng tới mục tiêu xa hơn đó là dựa trên cơ

sở kiến thức, kĩ năng được hình thành, phát triển khả năng thực hiện các hành động có

ý nghĩa đối với người học Nói một cách khác việc dạy học định hướng năng lực về

bản chất không thay thế mà chỉ mở rộng hoạt động dạy học hướng nội dung bằng cách

tạo một môi trường, bối cảnh cụ thể để học sinh được thực hiện các hoạt động vận

dụng kiến thức, sử dụng kĩ năng và thể hiện thái độ của mình Như vậy việc dạy học định hướng năng lực được thể hiện trong quá trình dạy học như sau:

Về mục tiêu dạy học:

- Mục tiêu kiến thức: Ngoài các yêu cầu về mức độ như nhận biết, tái hiện kiến

thức cần có những mức độ cao hơn như vận dụng kiến thức trong các tình huống, các nhiệm vụ gắn với thực tế

- Mục tiêu về kỹ năng: Yêu cầu học sinh đạt được ở mức độ phát triển kĩ năng thực

hiện các hoạt động đa dạng Các mục tiêu này đạt được thông qua các hoạt động trong

và ngoài nhà trường

- Mục tiêu thái độ: Học sinh có thái độ tích cực hơn đối với việc học, hình thành tác phong công nghiệp, sống và làm việc theo kế hoạch, tuân thủ các quy trình