Tổ chức dạy học chương hạt nhân nguyên tử, vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực vật lí của học sinh

Một số hoạt động học tập phát triển năng lực Vật lí của học sinh...22 1.4.Thực trạng dạy và học theo hướng phát triển năng lực tại trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội hiện nay ....

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

BỘ MÔN VẬT LÍ

Mã số: 8.14.01.11

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS BÙI VĂN LOÁT

HÀ NỘI - 2020

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâusắc và chân thành đến các thầy cô khoa Sư phạm, trường Đại học Giáo dục –Đại học Quốc gia Hà Nội đã cung cấp những kiến thức quý báu và tạo mọiđiều kiện thuận lợi để tác giả học tập và hoàn thành luận văn

Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Bùi Văn Loát đã tậntình chỉ dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả rất nhiều trong học tập cũng nhưnghiên cứu, thực hiện luận văn thạc sĩ

Tác giả xin chân thành cảm ơn đến sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban giámhiệu, các thầy cô tổ Vật lí đặc biệt là chị Lưu Thị Thu Nga và các em học sinhtrường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội nơi tác giả tiến hành thựcnghiệm sư phạm

Những người thân trong gia đình, bạn bè thân thiết và các anh, chị họcviên QH-2017S luôn động viên, giúp đỡ, ủng hộ, chia sẻ những khó khăn vàtạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng luận văn cũng không thể tránh khỏinhững thiếu sót Kính mong sự góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn đọc

để luận văn của tác giả được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày … tháng … năm …

Tác giả

Bùi Thị Thoa

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực Vật lí 13

Bảng 1.2 Năng lực chuyên biệt môn Vật lí 17

Sơ đồ 1.1 Cấu trúc năng lực hành động 19

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 THPT 30

Hình 2.1 Cấu tạo thiết bị hạt nhân sử dụng trong công nghiệp 35

Hình 2.2 Cấu tạo thiết bị đo bề dày của vật liệu 36

Hình 2.3 Quá trình chuyển trong môi trường 39

Hình 2.4 Phát hiện âm tính trong tế bào ung thư (bên trái) và dương tính với tế bào ung thư (bên phải) bằng kĩ thuật đánh dấu phóng xạ 42

Hình 2.5 Ảnh chụp PET – chụp CT và chụp PET + CT 43

Hình 2.6 Cấu tạo nhà máy điện hạt nhân 44

Bảng 3.1 Phân phối tần số điểm số của hai lớp thực nghiệm và đối chứng trước TNSP 80

Biểu đồ 3.1 Chất lượng học tập của hai lớp thực nghiệm và đối chứng trước TNSP 81

Bảng 3.2 Phân phối tần số điểm số của hai lớp thực nghiệm và đối chứng ……….……… 86

Biểu đồ 3.2 Phân phối điểm của hai lớp thực nghiệm và đối chứng ………86

Bảng 3.3 Phân phối tần suất điểm của hai lớp thực nghiệm và đối chứng 87

Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất điểm của hai lớp thực nghiệm và đối chứng ………87

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ iii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ 6

1.1.Hoạt động dạy 6

1.1.1 Khái niệm 6

1.1.2 Bản chất của hoạt động dạy 8

1.1.3 Tổ chức hoạt động dạy học 8

1.2.Vấn đề phát triển năng lực Vật lí của học sinh 9

1.2.1 Khái niệm năng lực Vật lí 9

1.2.2 Mô tả cấu trúc năng lực Vật lí 12

1.3.Dạy học theo hướng phát triển năng lực Vật lí 19

1.3.1 Mỗi quan hệ giữa dạy học và phát triển năng lực Vật lí 19

1.3.2 Một số hoạt động học tập phát triển năng lực Vật lí của học sinh 22

1.4.Thực trạng dạy và học theo hướng phát triển năng lực tại trường THPT

Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội hiện nay 23

1.4.1 Đối với giảng dạy của giáo viên 24

1.4.2 Đối với học sinh 26

1.4.3 Nguyên nhân thực trạng 27

CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG "HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ", VẬT LÍ 12 CƠ BẢN 29

2.1 Nội dung kiến thức chương "Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản 29

2.1.1. Đặc điểm cấu trúc chương "Hạt nhân nguyên tử" 29

2.1.2. Một số kiến thức cơ bản chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí lớp 12 THPT

31 2.1.3. Một số ứng dụng của Vật lí hạt nhân trong đời sống 34

2.2.Xây dựng nội dung tổ chức dạy học một số bài học chương “Hạt nhân

nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh

46 2.2.1. Xác định mục tiêu và nội dung học tập của bài học 46

2.2.2. Tổ chức dạy học một số bài học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh 47

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 78

3.2.Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 78

3.3.Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm 79

3.4.Phương pháp thực nghiệm sư phạm 79

3.4.1 Phương pháp quan sát 79

3.4.2 Phương pháp thống kê toán học 79

3.4.3 Xây dựng phương thức và tiêu chí đánh giá 79

3.5.Tiến trình tổ chức thực nghiệm sư phạm 80

3.5.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 80

3.5.2 Nội dung tiến hành thực nghiệm 81

3.5.3 Các bài kiểm tra 82

3.6 Kết quả thực nghiệm sư phạm 82

3.6.1 Đánh giá định tính 82

3.6.2 Đánh giá định lượng 86

KẾT LUẬN 89

1.Đánh giá kết quả nghiên cứu 89

2.Hướng phát triển của đề tài 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, đổi mới PPDH đang được áp dụng nhiều vào trong dạy học.Tuy nhiên điều này phải đảm bảo được sự phát triển trí tuệ và năng lực sángtạo của HS Việc đổi mới PPDH còn bồi dưỡng tư duy khoa học, năng lực tựhọc, giải quyết vấn đề để có thể chuyển mình với cuộc sống có sự phát triểncủa khoa học ngày càng tăng Để làm tốt điều này thì GV phải có kiến thứckhông những về chuyên môn mà còn về tâm lý học, giáo dục học Thêm vào

đó, kĩ năng sư phạm cũng góp phần quan trọng trong việc áp dụng đổi mớiPPDH

Trong vật lí, học thông qua thực hành và quan sát có tác dụng rất lớntrong việc giáo dục, phát triển tư duy học sinh Bởi vì đối tượng nghiên cứucủa môn Vật lí là thế giới quanh ta, Vật lí mang tính phổ dụng, toàn bộ, nhiềutầng trong thực tiễn và gắn liền với thực tiễn Tuy nhiên không những môn vật

lí nói riêng mà cả các môn học khác nói chung do bị hạn chế về thời gian họctập trên lớp nên HS chưa lĩnh hội hết lượng kiến thức GV truyền đạt, đôi khithấy lý thuyết xa vời thực tiễn Học sinh cảm thấy chán nản và không hứngthú với môn học Đồng thời nếu không có năng lực chung cần thiết và nănglực riêng của môn học thì học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình tiếpnhận kiến thức mỗi môn học Chính vì vậy, GV muốn hình thành cho HS cáckhả năng, năng lực học tập thì phải tạo môi trường học tập thoải mái, ít áp lực

và khơi gợi sự hứng thú đối với môn học của HS, tạo cơ hội học sinh tự tìmtòi kiến thức, tự lĩnh hội kiến thức thông qua các hoạt động dạy học của mình.Vậy mấu chốt ở đây là PPDH của GV như thế nào để HS có thể hình thànhnăng lực học tập môn học để việc tiếp nhận kiến thức môn học trở nên dễdàng hơn?

9

Thêm vào đó, khi tìm hiểu về vấn đề dạy học Vật lí THPT, tôi phát hiệnchương “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 có một số vấn đề cần quan tâmnghiên cứu:

- Kiến thức phần hạt nhân nguyên tử được đưa vào đề thi THPT Quốc gia tuynhiên các câu hỏi chỉ dừng ở mức dễ và trung bình liên quan đến lí thuyết,dạng bài tập không nhiều, chiếm ít câu nên việc dạy học chương này thường

bị xem nhẹ

- Kiến thức chương “Hạt nhân nguyên tử” có ý nghĩa giáo dục,kỹ thuật và khoahọc Cụ thể, ngoài việc tạo ra điện nguyên tử, phản ứng hạt nhân còn sử dụngnhiều trong việc tạo ra các đồng vị phóng xạ sử dụng trong y học hạt nhân,các đồng vị phóng xạ được sử dụng nhiều trong y học, trong địa chất và khảo

cổ học Đặc biệt trong công nghiệp, ở các nhà máy, các công ty có yếu tốnước ngoài đều sử dụng các thiết bị đo hạt nhân trong việc kiểm tra chấtlượng của các sản phẩm Thay vì để học sinh học hiểu qua sách giáo khoa, đểphát triển năng lực Vật lí, phải chăng GV nên đưa HS đến gần với thực tiễnbằng các ứng dụng, thí nghiệm mà chính học sinh có thể quan sát mà thấyđược mối liên hệ giữa các kiến thức mình đã học trong nhà trường với thực tếthông qua quá trình tổ chức hoạt động dạy học của mình?

Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài: “Tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh”.

2 Mục đích nghiên cứu đề tài

Tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 theo hướngphát triển năng lực Vật lí giúp bồi dưỡng năng lực Vật lí cho học sinh

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

3.1 Khách thể nghiên cứu

Học sinh lớp 12 trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Tổ chức dạy học một số bài học trong chương “Hạt nhân nguyên tử”- Vật lí 12 cơ bản theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh

4 Câu hỏi nghiên cứu

- Cơ sở lý luận của dạy học, tổ chức dạy học, phát triển năng lực Vật lí

là gì?

- Xây dựng nội dung tổ chức dạy học một số bài học trong chương

“Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 cơ bản theo hướng phát triển năng lực Vật línhư thế nào?

- Chất lượng học tập của HS trong quá trình học theo PPDH theo hướng pháttriển năng lực Vật lí so với các cách dạy học truyền thống trước kia?

5 Giả thuyết khoa học

Nếu tổ chức dạy học một số bài học trong chương “Hạt nhân nguyêntử” theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh mang lại hiệu quả caotrong giảng dạy ở nhà trường, giúp học sinh bồi dưỡng thêm năng lực Vật lí

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học, tổ chức dạy học và phát triển năng lực

7 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu việc tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản

- Địa bàn nghiên cứu: Trường THPT Phan Huy Chú- Đống Đa- Hà Nội

- Đối tượng khảo sát: Học sinh khối 12 trong trường THPT Phan Huy Chú : 300 học sinh

- Thời gian lấy số liệu: Năm học 2018 - 2019

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu những tài liệu, các sách, tạp chí chuyên ngành về dạy học

và đổi mới PPDH

Nghiên cứu các giáo trình, tài liệu liên quan đến việc phát huy tínhtích cực nhận thức, phát triển hứng thú học tập trong hoạt động học tập củaHS

Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học phát triển năng lực, các luận văn

có liên quan đến đề tài

Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, tài liệu tham khảo liên quanđến phần "Hạt nhân nguyên tử" thuộc chương trình Vật lí lớp 12 cơ bảnTHPT

8.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra thực trạng dạy học môn Vật lí nói chung và dạy học phần

“Hạt nhân nguyên tử” ở trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội

- Nghiên cứu một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạtnhân trong đời sống; nguyên tắc và cơ chế hoạt động của các ứng dụng đó

- Phương pháp TNSP: Tổ chức dạy học thực nghiệm một số tiết học để

kiểm nghiệm tính khả thi của giả thuyết khoa học đặt ra trong đề tài Dùngthống kê toán học xử lí số liệu thu được từ phiếu điều tra và các kết quảTNSP

9 Những đóng góp của đề tài

- Hệ thống hóa một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ và phản ứng hạt nhântrong đời sống

- Phân tích được nội dung chương trình chương “Hạt nhân nguyên tử” - Vật lí

12 cơ bản; bước đầu tìm hiểu được những thuận lợi và khó khăn trong QTDHmôn Vật lí ở trường THPT và mối liên hệ với việc dạy học Vật lí phát triểnhứng thú học tập cấp THPT hiện nay

- Tổ chức dạy học một số bài chương “Hạt nhân nguyên tử” – Vật lí 12 cơ bảntheo hướng phát triển năng lực Vật lí cho học sinh

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung đề tài được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học và phát

triển năng lực Vật lí

Chương 2: Tổ chức dạy học một số bài học trong chương “Hạt nhân

nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

Và con đường hiệu quả nhất của cơ chế này chính là con đường dạy học.Thông qua học tập, năng lực loài người sẽ chuyển thành năng lực cá thể Đểlàm được điều này thì cá nhân cần có thời gian hoặc nếu thời gian được rútngắn thì do có sự hướng dẫn từ thế hệ đi trước, từ những nhà giáo dục hoặc

có kinh nghiệm về lĩnh vực cần hoàn thiện

Phương pháp sư phạm đặc biệt được sử dụng để tổ chức QTDH trongnhà trường Thông qua QTDH, người học được trang bị hệ thống kiến thứckhoa học, hình thành kỹ năng cũng như thái độ tương ứng

Các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học được tiến hành phù hợpvới đặc điểm tâm sinh lí người học, tác động vào sự hứng thú và nhu cầu củangười học, làm nảy sinh tính tích cực, phát triển các phẩm chất nhân cách đặcthù cho người học… Giáo dục nhân cách thông qua hoạt động học tập là conđường cơ bản nhất của nhà trường

Cá nhân nào trong xã hội cũng có khả năng tham gia quá trình dạy.Nhưng dạy học trong nhà trường chỉ được thực hiện bởi những nhà sư phạm,những người được đào tạo nghề dạy học Qua đó giúp người học có đượcnhững hiểu biết mang tính chất kinh nghiệm được đúc kết một cách xúc tích

nhất Điều này làm nền tảng cho người học có thể thích ứng với cuộc sốnghiện tại.

Trong nhà trường, con người được tiếp thu kiến thức, hình thành kĩnăng và thái độ trong quá trình tìm tòi, xây dựng kiến thức mới Tuy nhiênngoài những yếu tố đó còn có yếu tố được chú trọng nữa đó là hình thành chohọc sinh năng lực giải quyết ở mức độ nhất định đối với một vấn đề thực tiễnđòi hỏi của cuộc sống Muốn người học có thể lĩnh hội tri thức một cách đầy

đủ và vận dụng vào thực tiễn như vậy thì người truyền đạt phải là người cótrình độ chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm Ngoài môi trường học tập là trườnghọc, học sinh cũng có nhưng hoạt động học khác mà tại đó kiến thức đượchình thành Hình thức học đặc biệt phổ biến hiện nay chính là học qua trảinghiệm và tự học Học qua trải nghiệm nếu không có sự dẫn dắt sư phạm thìkiến thức thu về là những kiến thức tiền khoa học, có tính ngẫu nhiên và rờirạc Người học chỉ lĩnh hội những tri thức liên quan đến nhu cầu hứng thú vànhiệm vụ trước mắt Trong khi đó hình thức tự học của học sinh cũng là nhucầu tiếp thu kiến thức tự phát, nếu không có sự chỉ dẫn tư phía giáo viên thìlượng kiến thức vào chưa đủ để đáp ứng nhu cầu bên ngoài Do đó có thể nóiphương thức dạy học trong nhà trường là phương thức dạy học hiệu quả, thúcđẩy quá trình phát triển của người học

Tóm lại, hoạt động dạy là hoạt động của người có chuyên môn sư phạm (giáo viên) tổ chức và hướng dẫn hoạt động của người học nhằm giúp người học lĩnh hội nền văn hóa xã hội,tri thức nhân loại; hoàn thiện và phát triển tâm lý và nhân cách [8].

1.1.2.Bản chất của hoạt động dạy

Xét về bản chất của hoạt động dạy học, L.X Vưgôtxki cho rằng có haikiểu dạy học ứng với hai kiểu định hướng khác nhau:

- Dạy học có hướng vào mức độ hiện có của người học Người dạy dạy tri thức,phương pháp học cho học sinh khi biết học sinh đã có tri thức, kỹ năng vàphương pháp đã biết Điều này giúp học sinh củng cố lại kiến thức đã học,không nhằm đến sự phát triển về mặt nhận thức cũng như ý thức

- Dạy học hướng vào vùng phát triển gần Người dạy dạy cho người học kiếnthức mới mà trước đó chưa được học Bằng nhiều con đường khác nhau,người học được cung cấp tri thức cũng như kĩ năng mới Điều này giúp họcsinh phát triển về mặt nhận thức và ý thức Người học càng lớn lên thì kiếnthức thu về càng nhiều, tạo nền tảng để tiếp thu kiến thức mới dễ dàng hơn

- Xác định và cung cấp phương tiện, điều kiện dạy học cho người học

- Thiết kế tiến trình dạy học

- Chỉ dẫn người học làm theo qui trình

- Đánh giá và hướng dẫn người học tự đánh giá kết quả đạt được

Quá trình thực hiện hoạt động dạy của GV được triển khai theo cácbước trên Tuy nhiên sự thành công của tiết học cũng có phần không nhỏ củaphương pháp dạy học mà người dạy sử dụng trên lớp học

1.2 Vấn đề phát triển năng lực Vật lí của học sinh

1.2.1 Khái niệm năng lực Vật lí

1.2.1.1 Khái niệm năng lực

Năng lực là phạm trù được rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và đưa

ra hàng loạt các định nghĩa khác nhau Denyse Tremblay cho rằng năng lực là

“khả năng hành động thành công và tiến bộ dựa vào việc huy động và sử dụnghiệu quả tổng hợp các nguồn lực để đối mặt với các tình huống trong cuộcsống” [10,tr.5] Trên quan điểm tâm lý học thì Phạm Minh Hạc định nghĩa:những đặc điểm tâm lý cá nhân đáp ứng được những đòi hỏi của hoạt độngnhất định nào đó gọi là năng lực Năng lực cũng là điều kiện để thực hiện cóhiệu quả hoạt động đó hay không Hay Trần Văn Tính có định nghĩa khác:Năng lực là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của cá nhân, phù hợp với yêu cầucủa một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động đó có hiệu quả [8] Mức

độ năng lực của người đó được phản ánh qua mức độ hoàn thành công việc.Nguồn gốc khái niệm năng lực theo tiếng latin “competentia” có nghĩa là gặp

gỡ tuy nhiên năng lực là một thuộc tính tâm lý phức hợp, là điểm hội tụ củanhiều yếu tố như tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵng sàng hànhđộng và trách nhiệm đạo đức

Năng lực được chia thành năng lực chung và năng lực chuyên môn.+ Năng lực chung: là năng lực cơ bản trong nhiều lĩnh vực khác nhau

để con người có thể sống và làm việc bình thường trong xã hội như thuộc tính

về thể lực, về trí tuệ (quan sát, trí nhớ, tư duy, tưởng tượng, ngôn ngữ, sángtạo, giải quyết vấn đề…) Năng lực này được hình thành và phát triển ở nhiềumôn học Theo quan niệm của EU đây là năng lực chính và mỗi năng lựcchính cần: Góp phần tạo nên kết quả có giá trị cho xã hội và cộng đồng; giúpcho các cá nhân đáp ứng được những đòi hỏi của một bối cảnh rộng lớn và

phức tạp; chúng có thể không quan trọng với các chuyên gia, nhưng rất quantrọng đối với mọi người [9].

+ Năng lực riêng (năng lực chuyên biệt, chuyên môn) là năng lực đượchình thành và phát triển do một lĩnh vực hoặc môn học cụ thể Năng lực cóđược để đáp ứng yêu cầu của một lĩnh vực hoạt động chuyên biệt như nănglực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ,năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất

Trong đó, năng lực chuyên môn muốn phát triển thì phải lấy nền tảng

từ năng lực chung Dù có sự phân biệt về mức độ chuyên biệt nhưng quan hệgiữ năng lực chung và năng lực riêng là không thể tách rời mà còn bổ sungcho nhau Không những vậy, năng lực còn có thể phân chia theo cách hìnhthành dưới cơ sở nguồn gốc phát sinh:

+ Năng lực tự nhiên (natural ability): Mỗi đứa trẻ sinh ra đều có những

tư chất khác nhau, đó là những đặc tính cá thể về sinh lý giải phẫu của hệ thầnkinh, của não bộ Năng lực có được do bẩm sinh di truyền này là gọi là nănglực tự nhiên Đây là loại năng lực có sẵn trong mỗi cá nhân, không cần đếntác động của giáo dục, đào tạo Nó cho phép con người giải quyết được nhữngyêu cầu tối thiểu cho mình trong cuộc sống

+ Năng lực được đào tạo (trained ability): Năng lực tự nhiên giải quyếtđược những yêu cầu hạn hẹp đặt ra trong cuộc sống nhưng thực tế lại luôn đặt

ra những yêu cầu mới cần giải quyết Để giải quyết một hay một số yêu cầu

đó con con người cần phải có năng lực mới Và năng lực mới này chỉ có đượcthông qua con đường giáo dục, đào tạo và tự đào tạo Năng lực có được dođào tạo được hình thành trên nền tảng của năng lực tự nhiên nhưng ở một bậccao hơn Năng lực được đào tạo là những phẩm chất của quá trình hoạt độngtâm lý tương đối ổn định và khái quát của con người

Năng lực là những kĩ năng, kĩ xảo học được hoặc có sẵn có của cá thểnhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ,

xã hội…và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có tráchnhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt (Weinert, 2001) [11]

Như vậy, năng lực là khả năng thực hiện các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề thuộc các lĩnh vực khác nhau trong những tình huống khác nhau một cách có hiệu quả, trách nhiệm dựa trên những hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động [11].

1.2.1.2 Khái niệm năng lực Vật lí

Như đã định nghĩa về năng lực, năng lực Vật lí chính là năng lực riêng

về lĩnh vực Vật lí Vậy năng lực Vật lí là bao gồm các kĩ năng, kĩ xảo cóđược trong quá trình học tập môn Vật lí, cá thể có thể giải quyết được cáctình huống xác định thông qua khả năng vận dụng kiến thức Vật lí đã đượchọc một cách có hiệu quả

Năng lực Vật lí cũng có thể gọi là năng lực khoa học trong môn Vật lí,năng lực này là:

- Kiến thức khoa học của một cá nhân và sử dụng kiến thức khoa học đó đểnhận biết các câu hỏi, kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học vàrút ra các kết luận có vấn đề

- Nhận dạng được vấn đề và rút ra kết luận có cơ sở về các vấn đề liên quanđến khoa học

- Hiểu biết của cá nhân về đặc điểm đặc trưng của khoa học

- Nhận thức của cá nhân đó về những ảnh hưởng của khoa học và công nghệđời sống, vật chất, tinh thần và văn hóa của con người

- Sự sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là mộtcông dân có hiểu biết và tư duy khoa học [3]

Nói cách khác, năng lực Vật lí là khả năng tìm ra quy luật, vận dụng quy luật Vật lí trong tự nhiên: sự vận động, tương tác hay bảo toàn để giải quyết vấn đề trong khoa học và đời sống.

1.2.2 Mô tả cấu trúc năng lực Vật lí

Muốn biết được môn Vật lí bao gồm những năng lực chuyên biệt nhưthế nào, trước tiên phải xây dựng khung năng lực Vật lí theo các bước tuầntự:

+ Xác định được khái niệm các năng lực cần xây dựng

+ Xác định các lĩnh vực hợp thành năng lực đó: các kiến thức, kĩ năng,thái độ về nội dung của năng lực

+ Xác định chỉ số của các kĩ năng: chính là kết quả đầu ra của các thành

tố Thông thường, các chỉ số này là hành động như viết ra, nói ra, làm ra sảnphẩm do các hành động trên có thể đo và quan sát được

+ Xác định độ chất lượng của các hành vi thông qua xây dựng các tiêuchí với mức độ khó tăng dần, mô ta các hành vi có thể quan sát được quacông cụ đánh giá

+ Cuối cùng rút ra kết luận sau các bước là khái quát hóa đường pháttriển năng lực cần xây dựng

Năng lực Vật lí có thể được biểu hiện thông qua các hoạt động:

+ Nhận thức Vật lí:

• Nhận thức được kiến thức phổ thông cốt lõi về mô hình hệ vật lí;chất, năng lượng và sóng; lực và trường

• Nhận biết một số ngành nghề liên quan đến Vật lí

+ Tìm hiểu giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí [1]

• Thực hiện được một số hoạt động tìm hiểu một số sự vật, hiệntượng đơn giản, gần gũi trong đời sống và trong thế giới tự nhiêntheo tiến trình

• Sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự đoán, lígiải các chứng cứ, rút ra các kết luận [1].

+ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được một số kiếnthức, kĩ năng đã học trong một số trường hợp đơn giản, bước đầu sử dụngtoán học như một ngôn ngữ và công cụ để giải quyết vấn đề

Cấu trúc năng lực Vật lí có thể xác lập được thông qua sự phối hợpcác hoạt động từ quan sát, tìm tòi, khám phá thế giới tự nhiên và vận dụngkiến thức, kĩ năng để giải thích các hiện tượng tự nhiên

Mức 1: Liệt kê được một số đặc tính củahiện tượng quan sát được bằng các kháiniệm tời rạc

Mức 2: Mô tả một số đặc tính quan sátđược thành các mệnh đề có nghĩa

Mức 3: Diễn đạt được đầy đủ các đặc tínhcủa hiện tượng quan sát được bằng cáccách khác nhau như ngôn ngữ, hình ảnh,bảng biểu

Mức 1: Sử dụng được mô hình diễn tảdưới góc độ

Vật lí

Sử dụng các môhình để diễn tả

được đối tượng tự nhiên riêng lẻ quan sát được

Mức 2: Sử dụng được mô hình để diễn tảđược sự liên kết giữa các đối tượng tựthế giới tự nhiên nhiên quan sát được

Mức 3: Tạo lập mô hình phù hợp diễn tả mối quan hệ giữa các hiện tượng quan sátđược để rút ra các hệ quả

Mức 1: Đặt được câu hỏi riêng lẻ một cách hình thức về hiện tượng tự nhiên

Mức 2: Đặt được câu hỏi một cách có chủĐặt câu hỏi trước

một hiện tượng

tự nhiên

đích một cách riêng lẻ về hiện tượng tự nhiên

Mức 3: Đặt được câu hỏi, phân tích đượccâu hỏi thành câu hỏi bộ phận, qua đó rút

ra được vấn đề cần tìm hiểu

Đề xuất dự đoán

để trả lời câu hỏi

về hiện tượng tựnhiên

Mức 1: Đưa ra dự đoán cho câu hỏi bộ phận, chưa có căn cứ rõ ràng

Mức 2: Đưa ra được câu trả lời dự đoán có căn cứ tương đối đầy đủ

Mức 3: Đưa ra được câu trả lời dự đoán cócăn cứ chính xác, cách diễn đạt ngắn gọn,Tìm tòi,

Mức 1: Đề xuất được phương án thí nghiệm đơn giản với các phép đo trực tiếp Mức 2: Đề xuất được phương án thí nghiệm đơn giản với các phép đo gián tiếp Mức 3: Đề xuất nhiều phương án thí nghiệm về mối quan hệ đa biến, trong đó cần chỉ rõ đại lượng nào giữ nguyên, đại lượng nào thay đổi

Tiến hành được thí nghiệm theo phương án đã đề ra

Mức 1: Đọc số liệu trực tiếp từ dụng cụ đotrong thí nghiệm đơn giản ( đo 1 đạilượng)

Mức 2: Thu thập số liệu từ các dụng cụ đo trong thí nghiệm có mối quan hệ nhân quả Mức 3: Thu thập số liệu từ các dụng cụ đo trong các thí nghiệm về mối quan hệ nhiều biến, đòi hỏi tốc độ tiến hành và độ chínhxác cao

Phân tích và sử líkết quả thí

nghiệm

Mức 1: So sánh được kết quả giữa các lầntiến hành thí nghiệm đơn giản để rút ra kếtluận

Mức 2: Phân tích kết quả rút ra kết luận vềmối quan hệ nhân quả

Mức 3: Phân tích kết quả, sử dụng phươngpháp đồ thị để rút ra mối quan hệ tuyếntính hoặc phi tuyến tính

Mức 1: Mô tả sai số và nguyên nhân sai số

Khái quát được quy luật và giới

trong phương án thí nghiệm đơn giảnMức 2: Nêu được sự phụ thuộc có tính quyluật Chỉ ra được sai số và nguyên nhân sai

số trong thí nghiệm đơn giản và đề rahạn áp dụng của

quy luật

phương án khắc phụcMức 3: Khái quát hóa được quy luật Tính được sai số và nguyên nhân sai số củaphương án thí nghiệm về mối quan hệnhiều biến và đề ra phương án khắc phụcMức 1: Giải thích hiện tượng thực tiễn đơn

Mức 3: Giải thích hiện tượng thực tiễnthông qua vận dụng trực tiếp nhiều kiếnthức, mô hình khác nhau

Thực hiện các

Mức 1: Thực hiện các nhiệm vụ đơn giảnthông qua vận dụng một số kiến thức đã cónhiệm vụ thông

qua việc vận dụngcác kiến thức đã có

Mức 2: Thực hiện các nhiệm vụ phức tạpthông qua vận dụng một số kiến thức đã cóMức 3: Vận dụng kiến thức liên môn đểgiải quyết các vấn đề

Xây dựng ứng dụng các kiến thức đã có để sửdụng trong đời sống, kỹ thuật

Mức 1: Trình bày được nguyên lý, cấu tạo

và hoạt động ứng dụng kỹ thuật của cáckiến thức đã học

Mức 2: Thiết kế, chế tạo được mô hình vậtchất chức năng của ứng dụng kỹ thuật củakiến thức đã học

Mức 3: Thiết kế, chế tạo được ứng dụng

kỹ thuật có thể vận hành được

Giải thích và đề

ra cách ứng xử thích hợp với công nghệ và thiên nhiên trong một số tình huốngliên quan đến bảnthân, gia đình, cộng đồng

Mức 1: Giải thích được các nguyên tắc antoàn cơ bản trong đời sống có căn cứ khoahọc

Mức 2: Giải thích được các quy tắc ứng xửvới công nghệ và thiên nhiên có căn cứkhoa học

Mức 3: Giải thích được đầy đủ và thựchiện được các nguyên tắc an toàn tronghọc tập và đời sống

Từ khung cấu trúc năng lực Vật lí thông qua hành vi ở trên cho thấy,phát triển năng lực Vật lí cũng góp phần phát triển một số năng lực chungcho học sinh Người dạy học có thể lập các tiêu chí về hành vi theo cấp độ,nhờ vậy mà đánh giá được năng lực học sinh một cách chính xác

Bảng 1.2 Năng lực chuyên biệt môn Vật lí [2]

Nhóm năng lực

thành phần Năng lực thành phần trong môn Vật lí

Năng lực chuyên môn

-Vận dụng kiến thức Vật lí vào các tình huống thựctiễn

- Đặt ra câu hỏi về các sự kiện Vật lí

- Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữVật lí và chỉ ra các quy luật Vật lí trong hiện tượngđó

- Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ cácnguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tậpvật lí

- Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựngkiến thức vật lí

- Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợptrong học tập vật lí

- Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí

- 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 lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét

- Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm vàtính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kếtquả thí nghiệm này.

- Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau

- Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kỹ thuật, công nghệ

- Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tậpvật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thínghiệm, làm việc nhóm… )

- Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật

lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ) một cách phù hợp

- Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

- Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

Nhóm năng lực các

nhân

Học sinh có thể:

- Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng , thái độ của cá nhân trong học tập vật lí

- Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh

kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

- Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối trong các trường hợp cụ thể

trong môn Vật lí và ngoài môn Vật lí

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

lí Sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại

- Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ

xã hội và lịch sử

1.3 Dạy học theo hướng phát triển năng lực Vật lí

1.3.1 Mối quan hệ giữa dạy học và phát triển năng lực Vật lí

Có nhiều loại năng lực khác nhau và năng lực hành động là một loạinăng lực trong số đó Phát triển năng lực ở đây chính là phát triển năng lựchành động Năng lực vừa là tiền đề vừa là sản phẩm của phân công lao động(Mác)

Sơ đồ 1.1 Cấu trúc năng lực hành động

Muốn hình thành và phát triển năng lực ở người học, phải tổ chức chongười học có điều kiện tiếp xúc với tri thức, với thế giới, đối tượng để có thểbiến những năng lực của loài người thành năng lực của chính mình.Hình 2

cho thấy tổng hợp các năng lực: Sự giao thoa giữa năng lực chuyên môn (kiếnthức), năng lực phương pháp (kĩ năng), năng lực xã hội và năng lực cá thế(thái độ) chính là năng lực hành động (kim cương năng lực).

Ngày nay giáo viên luôn tạo cơ hội cho người học được học và phát triểnnăng lực hành động, năng lực thích ứng Giáo viên phải chú ý đến việc dạybám sát mục tiêu dạy học Dạy học phát triển năng lực tạo môi trường học tập

mà tại đó học sinh có thể thể hiện trực tiếp thái độ của mình trong quá trìnhvận dụng kiến thức, kĩ năng vào từng tình huống bài học Cụ thể là trongQTDH cần chú ý đến:

+ Mục tiêu dạy học: Tăng mức độ nhận thức của học sinh, không chỉdừng lại ở nhận biết, ghi nhớ mà phải có các mục tiêu dạy học như vận dụngkiến thức, đánh giá quá trình, thông thạo các kĩ năng được biểu hiện bằng cáchành vi như vẽ hình, giải bài toán Vật lí, thực hiện thí nghiệm sau đó thu kếtquả và đưa ra nhận xét… giúp phát triển hơn về cả kĩ năng, kĩ xảo và thái độ.Xác định rõ mục tiêu dạy học trọng tâm và các nhiệm vụ tự học, tìm tòi khámphá các mục tiêu dạy học trước khi đến lớp

+ Nội dung dạy học: Những nội dung Vật lí muốn giảng dạy cho họcsinh nhằm phát triển năng lực Vật lí cần lưu ý không quá xa vời thực tế Cụthể đó phải là các kiến thức cơ bản, phù hợp với kinh nghiệm của học sinh,không quá cao so với trình độ chung Có như vậy thì học sinh mới có thể xâydựng kiến thức mới thông qua những hiểu biết vốn có của mình Thêm vào đónên sử dụng những nội dung kiến thức gắn liền với thực tiễn, hạn chế sử dụngcác nội dung mang tính lí thuyết để giảng dạy cho học sinh Nhận thấy đượcứng dụng của Vật lí trong đời sống, học sinh không những hiểu nội dung bàihọc mà còn tăng hứng thú học tập môn học hơn Giáo viên chọn lọc nhưngkiến thức phù hợp với thời điểm học tập của học sinh thông qua tìm hiểunhững công nghệ, kỹ thuật Vật lí hiện đại ngày nay đưa vào bài giảng Học

sinh không những được học lí thuyết mà còn nắm bắt được công nghệ mớihiện đại như nội dung về công nghệ nano, ứng dụng của phản ứng hạt nhânhay quá trình phân rã phóng xạ, các thuyết như thuyết lượng tử, thuyết tươngđối… Ngoài ra, nội dung dạy học nên dạy theo hướng STEM – xu hướng giáodục hiện nay Qua STEM, học sinh được trang bị kiến thức khoa học liênquan đến khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học từ đó có cái nhìn đa chiều

về một vấn đề và có thể đưa ra nhiều phương án giải quyết cho vấn đề đó.+ Phương pháp dạy học: Phương pháp dạy truyền thống là thuyết trìnhvẫn được áp dụng nhưng lại được vận dụng linh boạt hơn Trong lớp học,không chỉ giáo viên là người thuyết trình mà học sinh cũng có thể thuyết trình

cá nhân hoặc thuyết trình theo nhóm Ngoài ra một số phương pháp dạy họchiện đại cũng được áp dụng rộng rãi để học sinh chủ động hơn trong quá trìnhhọc tập: Dạy học theo dự án, dạy học theo góc, theo trạm, nêu và giải quyếtvấn đề, dạy học tích hợp… phát huy năng lực tìm tòi, khám phá thế giới tựnhiên dưới góc độ Vật lí GV đưa ra các tình huống, vấn đề để học sinh dựđoán kết quả, tìm cách giải quyết, tìm kiếm thu thập thông tin, … phân tích,

xử lý để kiểm tra dự đoán

+ Kiểm tra đánh giá: Thông qua việc xây dựng mục tiêu, nội dung vàphương pháp dạy học, giáo viên dựa trên các chỉ số hành vi năng lực Vật lí đểđánh giá học sinh Quá trình đánh giá là quá trình mang tính “tích hợp” caoqua các hoạt động (đánh giá sản phẩm ở nhà và trên lớp) GV cũng cần quantâm đến việc sử dụng các bài tập đòi hỏi tư duy phản biện, sáng tạo (câu hỏi

mở, có nhiều cách giải quyết, găn kết với sự phản hồi trong quá trình học…).Như vậy, trong QTDH, giáo viên xây dựng bài giảng nhằm phát huynăng lực Vật lí của học sinh cũng đã hình thành cho học sinh thêm nhữngnăng lực khác Các năng lực đó bao gồm:

+ Năng lực tự chủ và tự học: Trong Vật lí, năng lực này được hình thànhthông qua hoạt động thực hành, làm dự án, thiết kế và thực hiện các phép đoxác định đại lượng Vật lí đặc biệt được củng cố khi học sinh tham gia hoạtđộng tìm tòi khám phá khoa học.

+ Năng lực giao tiếp và hợp tác: Việc hợp tác, làm việc nhóm, làm thựchành trong quá trình học tập môn Vật lí giúp học sinh tằng cường trao đổi,trình bày, chia sẻ ý tưởng cũng như nội dung học tập

+ Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đặc thù của Vật lí là môn khoahọc thực tiến, học sinh được tạo điều kiện tìm hiểu thế giới khoa học thôngqua hoạt động thực hành, giải quyết vấn đề, trải nghiệm dưới góc độ Vật lí

1.3.2 Một số hoạt động học tập phát triển năng lực Vật lí của học sinh

Như đã nêu ở trên, muốn học sinh phát triển năng lực thì khi xây dựnghoạt động học tập phải có mục tiêu rõ ràng, nội dung phải lôi kéo được họcsinh thực hiện các hoạt động học tập Xây dựng tiêu chí/chỉ số hành vi rõ ràng

để nhận biết năng lực học sinh cũng như để học sinh đánh giá và điều chỉnhhành vi của mình

- Sử dụng phương pháp dạy học phát triển năng lực như dạy học giải quyết vấn

đề, dạy học trải nghiệm sáng tạo, dạy học theo nhóm …

- Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập đặc biệt gắn với thực tiễn một cách có

hệ thống, logic, xuyên suốt chương trình học Bài tập khai thác được đặctrưng, bản chất Vật lí, người học phải tư duy nhiều hơn

-Tổ chức các hoạt động dự án, trải nghiệm nhắm tới trau dồi kĩ nănglàm việc nhóm, giao tiếp, hợp tác, thu thập và xử lí thông tin,sáng tạo, tínhkiên nhẫn, suy nghĩ độc lập…

1.4 Thực trạng dạy và học theo hướng phát triển năng lực tại trường THPT Phan Huy Chú, Đống Đa, Hà Nội hiện nay

Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay đòi hỏi sự đồng bộ

về cả nội dung dạy học, phương pháp dạy học cũng như hình thức tổ chứcdạy học và kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh

+ Chương trình đổi mới phải thiết thực và phù hợp với trình độ họcsinh giúp học sinh có thể định hướng nghề nghiệp, tăng khả năng thực hành,vận dụng những gì đã được học vào thực tiễn Nội dung dạy học mang tínhphân hóa cao theo bậc lớp học

+ Các phương pháp dạy học, kỹ thuật dạy học được vận dụng trongcác môn học đặc thù nhằm phát triển năng lực của học sinh, phát huy tính tíchcực, tự giác, chủ động, sáng tạo cho học sinh, không những vậy các phươngpháp phù hợp cũng góp phần tăng hứng thú học tập, đem lại niềm vui, niềmyêu thích môn học, rèn luyện năng lực tự học của học sinh

+ Tiếp cận nhiều hình thức dạy học khác nhau thông qua các hoạtđộng đa dạng bao gồm cả hoạt động ngoại khóa hay trải nghiệm sáng tạo

+ Về kiểm tra đánh giá phải dựa trên các tiêu chí đánh giá năng lực,tính đến việc vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học vào thực tiễn cũng như sựtiến bộ trong quá trình học tập

Với định hướng trên, rất nhiều giáo viên đã tìm ra các con đường khácnhau để đổi mới dạy học, với đề tài này, tôi quan tâm đến đổi mới dạy học Vật

lí theo hướng phát triển năng lực Vật lí tại trường THPT Phan Huy Chú, HàNội Tôi tiến hành khảo sát thực trạng dạy học theo hướng phát triển năng lựcVật lí của giáo viên và đánh giá một số năng lực Vật lí trong dạy học ởtrường THPT hiện nay

- Đối tượng khảo sát: GV dạy Vật lí (7 GV) và HS các khối trong trườngTHPT Phan Huy Chú (mỗi khôi lấy 4 lớp để khảo sát)

- Thời gian khảo sát: Tháng 04 năm 2019

- Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức của GV và HS về khái niệm năng lựcVật lí của HS Đồng thời tìm hiểu thực trạng dạy học phát triển năng lực Vật

lí và sự cần thiết của hoạt dạy học theo hướng phát triển năng lực Vật lí của

HS trong dạy học Vật lí ở trường THPT hiện nay

- Phương pháp: Dùng phiếu khảo sát theo hình thức trắc nghiệm (phụ lục 1 vàphụ lục 2); quan sát thông qua dự giờ

Kết quả khảo sát:

1.4.1 Đối với giảng dạy của giáo viên

a) Ý kiến về việc GV thực hiện dạy học phát triển năng lực Vật lí của HS trongquá trình học ngoài yêu cầu của nhà trường

- Có 27,27% ý kiến cho rằng: Thường xuyên

- Có 63,63% ý kiến cho rằng: Thỉnh thoảng

- Có 9,1% ý kiến cho rằng: Không

b) Ý kiến về việc GV thực hiện kiểm tra năng lực Vật lí trong dạy học môn Vật lí

xuyên

Thỉnh thoảng

Không bao giờ

Thông qua các sản phẩm học tập của học sinh 9,1% 18,18% 72,72%

c) Quan điểm của GV về việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực Vật lí trong mỗi tiết học trên lớp:

- Có 9,09% ý kiến cho rằng: Rất cần thiết

- Có 54, 40% ý kiến cho rằng: Cần thiết

- Có 27,42 % ý kiến cho rằng: Chưa cần thiết

- Có 9,09% ý kiến cho rằng: Không cần thiết

d) Hoạt động chủ yếu của GV đã sử dụng để dạy học phát triển năng lực Vật lí:

- Có 100% sử dụng hoạt động: Đưa ra câu hỏi và bài tập trên lớp

- Có 36,36% sử dụng hoạt động : Đưa ra vấn đề giao cho nhóm giải quyết

- Có 95% sử dụng hoạt động: Đưa ra bài tập về nhà

- Có 100% sử dụng hoạt động: Đưa ra bài kiểm tra

- Có 20% sử dụng hoạt động khác: Dạy học dự án, trải nghiệm sáng tạo, tự học…

Đối với cấp THPT là giai đoạn định hướng nghề nghiệp, đối với họcsinh định hướng khoa học tự nhiên thì Vật lí là một môn học được thiết kếtheo các chủ đề học tập theo tiết học trên lớp và có các chủ đề học tập tựchọn Trong các chủ đề học tập trên lớp cũng có một số nội dung là kiến thức

tự chọn Xét về nội dung giảng dạy trên lớp của giáo viên THPT Phan HuyChú, Hà Nội cho thấy nội dung tự chọn cho học sinh mang tính hiện đại vàmang tính thực tiễn rất đa dạng và phong phú: Nguyên tắc cấu tạo, hoạt độngcủa lò vi sóng, tủ lạnh, máy chụp cộng hưởng từ, chuẩn đoán một số bệnhbằng phương pháp phóng xạ, công nghệ nano trong đời sống… có được đưavào giảng dạy nhưng lại ít Có những tiết học chủ đề, dự án như nghiên cứu

về năng lượng, âm học, cách bảo quản thực phẩm… có ứng dụng trong thựctiễn và mang ý nghĩa văn hóa, sử dụng vốn kinh nghiệm sống ở khu vực cũngđược giáo viên đưa vào nội dung dạy học chưa nhiều

Các chủ đề học tập trên lớp và chủ đề tự chọn có hướng dẫn học sinhthì giáo viên có soạn thảo tiến trình, nêu rõ hoạt động của giáo viên trong quátrình giảng dạy và học sinh khi thực hiện nhiệm vụ, có xây dựng các thẻnhiệm vụ cũng như phiếu học tập

Giáo viên cũng đưa ra một số hình thức kiểm tra đánh giá như vấn đáp,điền khuyết, làm bài báo cáo, kiểm tra theo chủ đề học để đo mức độ đạt đượcmục tiêu đề ra của học sinh, có điều chỉnh kế hoạch chủ đề đã lập ra trước đósau những đợt kiểm tra.

Giáo viên biết kích thích hứng thú học tập của học sinh thông qua dạyhọc nêu và giải quyết vấn đề, khai thác vốn hiểu biết của học sinh tuy nhiênvẫn chưa chú trọng vào các tình huống thực tiễn sản xuất và đời sống Conđường xây dựng kiến thức vật lí diễn ra theo con đường lí thuyết (giải quyếtvấn đề nhờ suy luận lý thuyết, dùng các công thức toán học biến đổi để rút racông thức mới liên quan đến bài học và kiểm nghiệm nhờ thí nghiệm) nhiềuhơn con đường thực nghiệm ( đưa ra giả thuyết và kiểm nghiệm nó bằng thínghiệm)

Một số bài dạy đã có sử dụng thí nghiệm, đồ thị, so sánh và phân tích

dữ liệu thu thập được… để rút ra kết luận Tăng khả năng hợp tác, giao tiếpcủa học sinh thông qua làm việc nhóm

1.4.2 Đối với học sinh

a) HS hiểu thế nào là năng lực Vật lí trong dạy học Vật lí:

- Có 61,67% ý kiến cho rằng: là năng lực giải các bài tập Vật lí

- Có 13,33% ý kiến cho rằng: là năng lực học và làm thí nghiệm Vật lí

- Có 25% ý kiến cho rằng: là kết quả học tập môn Vật lí

- Có 0% không có cách hiểu khác

b) Năng lực Vật lí của HS được thể hiện trong học Vật lí ở lúc nào:

-Có 26.67% ý kiến cho rằng: Trong quá trình học mỗi bài học

-Có 50% ý kiến cho rằng: Kết thúc mỗi bài học

-Có 96,67% ý kiến cho rằng: Sau mỗi phần, hoặc mỗi chương trong sách giáo khoa

-Có 45% ý kiến cho rằng: Sau các bài kiểm tra

- Có 58,33% ý kiến cho rằng: Không biết

1.4.3 Nguyên nhân thực trạng

Qua kết quả mà phiếu khảo sát mang lại, đa số GV nhận thức chưađúng về năng lực Vật lí, dù đã thấy được sự cần thiết của việc phát triển nănglực trong dạy học Vật lí THPT; HS chưa hiểu về năng lực Vật lí Trong hoạtđộng dạy học Vật lí, GV có quan tâm đến năng lực của HS,nhưng thườngquan tâm hơn đến làm sao HS nắm được kiến thức, rèn luyện được kĩ năngvận dụng kiến thức để giải các bài tập vật lí

GV và nhà trường chú trọng đến việc kiểm tra thông qua các bài kiểmtra, bài thi để tính điểm hơn phát triển năng lực Vật lí trong mỗi tiết học, mộtphần vì tốn thời gian đầu tư, một phần vì ngại thay đổi Do đó tiết học dự áncũng như hoạt động trao đổi nhóm giữa các học sinh ít được triển khai, các

em cũng có ít cơ hội trao đổi và bảo vệ kết quả mà mạnh về nghiên cứu líthuyết hơn các năng lực khác

Phòng thí nghiệm môn Vật lí còn hạn chế vì trong quá trình xây dựng,học sinh ít có điều kiện tiếp xúc với các dụng cụ thí nghiệm, năng lực thựcnghiệm thí nghiệm ít được trau dồi

Ở một góc độ nào đó, áp lực thi cử sẽ làm cho HS không tìm thấyhứng thú trong việc học GV giảng dạy sẽ thiên về đáp ứng cho việc thi cử,không vì sự tiến bộ và chăm lo bồi dưỡng năng lực cho HS Tình trạng HShọc tủ, học vẹt, học vì điểm số, học để đối phó với việc kiểm tra và thi cử làcòn tồn tại

Vật lí là môn khoa học nghiên cứu về tự nhiên gắn liền với đời sốngcon người nên việc GV xây dựng các hoạt động dạy học tạo hứng thú, pháttriển năng lực Vật lí của học sinh là hết sức cần thiết

Kết luận chương 1

Trong chương 1, luận văn đã hệ thống hoá các khái niệm liên quan đếndạy học theo hướng phát triển năng lực Vật lí cho học sinh:

- Đã nêu lên khái niệm và bản chất của hoạt động dạy

- Đã nghiên cứu về năng lực, phát triển năng lực Vật lí, một số năng lực chuyênbiệt trong môn Vật lí

- Đã nghiên cứu mối quan hệ giữa dạy học và phát triển năng lực Vật lí và một

số hoạt động học tập phát triển năng lực Vật lí và các tiêu chí đánh giá

- Đã khảo sát thực trạng về dạy và học theo hướng phát triển năng lực Vật lí tạitrường THPT Phan Huy Chú còn một số khó khăn và hạn chế

Việc nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học vàphát triển năng lực Vật lí là những cơ sở quan trọng để tôi xây dựng nội dung

tổ chức dạy học Vật lí theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh ởchương 2

CHƯƠNG 2

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ”,

VẬT LÍ 12 CƠ BẢN

2.1 Nội dung kiến thức chương "Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 cơ bản

2.1.1 Đặc điểm cấu trúc chương "Hạt nhân nguyên tử"

Năm 1896, Henri Becquerel phát hiện ra phóng xạ khi điều tra hiệntượng lân quang trong muối Uranium [7] Một năm sau đó Joseph JohnThomson phát hiện các nguyên tử có cấu tạo bao gồm các điện tử và đo đượcchỉ số Vào đầu thế kỉ 20, việc xác định được giá trị của số A-vô-ga-đrôchứng minh sự tồn tại của nguyên tử, mô hình nguyên tử được chấp nhận là

mô hình Plum pudding model (mô hình mứt mận) mô tả nguyên tử là một quảbóng điện tích dương lớn với các điện tích âm được nhúng bên trong nó.Không dừng ở đó, các nhà khoa học bắt đầu tìm hiểu sâu hơn về hạt nhân, vàđến năm 1932 Chadwick đã tìm ra hạt notron Sau đó các nhà Vật lí phát hiện

ra ba loại bức xạ phát ra từ các nguyên tử và đặt tên là alpha, beta và gamma.Phân rã beta cho phổ liên tục còn phân ra alpha và gamma là rời rạc Dựa vàocác nghiên cứu đó, các nhà khoa học tạo ra một nhánh mới của Vật lí đi sâunghiên cứu và hạt nhân và nguyên tử mang tên Vật lí hạt nhân Càng nghiêncứu sâu, các nhà khoa học càng tạo ra các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực thựctiễn Các ứng dụng phổ biến chính là trong nông nghiệp, công nghiệp, địachất, năng lượng hạt nhân, y học hạt nhân, hình ảnh cộng hưởng điện từ, cấyion trong kỹ thuật vật liệu, bức xạ cacbon xác định tuổi trong địa chất học vàkhảo cổ học [7] Vật lí hạt nhân gồm 3 phần: thứ nhất là mô tả các hạt cơ bản(proton và notron) và các tương tác giữa chúng; thứ hai là phân loại và trìnhbày các tính chất của hạt nhân; và cuối cùng là cung cấp các kỹ thuật hiện đại

mà nó mang lại Ở trình độ THPT, nội dung học phần này được học sinh tiếp

Sự phóng xạ và chu kì bán rãNăng lượng liên kết hạt nhân Phản ứng hạt nhân

Phản ứng phân hạch

Hạt nhân nguyên tử

Độ hụt khối và năng lượng liên kết hạt nhân

Phản ứng nhiệt hạch

Cấu trúc hạt nhân Tính chất và cấu tạo hạt nhân

nhận một cách cơ bản nhất thông qua chương “Hạt nhân nguyên tử”, nội dungchủ yếu nhấn mạnh các đặc trưng của hạt nhân nguyên tử (cấu tạo, độ hụtkhối, năng lượng liên kết), các phản ứng hạt nhân (sự phóng xạ, phản ứngphân hạch, phản ứng nhiệt hạch), năng lượng hạt nhân cùng các ứng dụng củaphản ứng hạt nhân và đồng vị phóng xạ [7]

Chương “Hạt nhân nguyên tử” nằm trong phần Vật lí hiện đại chươngtrình Vật lí 12 THPT Nội dung chương trả lời cho câu hỏi làm cách nào màcác hạt nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân bền vững? Các hạt nhân

có thể biến đổi thành các hạt nhân khác? Bản chất của hiện tượng phóng xạ làgì? Các phản ứng hạt nhân tạo ra năng lượng lớn như thế nào và con người

đã sử dụng nguồn năng lượng đó ra sao?

Xét về trình độ kiến thức theo bậc học, khi học chương này, học sinhhoàn toàn tiếp xúc với một nội dung Vật lí mới mà trước đó chưa được học ởcấp dưới Lượng kiến thức mà học sinh biết trước trong chương này là cấutạo hạt nhân và kích thước hạt nhân qua môn Hóa học 8 và Hóa học 10 Phầnnội dung chương “Hạt nhân nguyên tử” được đưa gần cuối chương trình là

do muốn học chương này, học sinh phải được trang bị đầy đủ các kiến thứcVật lí cũng như toán học và cả tư duy Vật lí Một phần là phù hợp với lịch sửVật lí theo thời gian

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí 12 THPT

2.1.2 Một số kiến thức chương “Hạt nhân nguyên tử”, Vật lí lớp 12 THPT

* Tính chất và cấu tạo hạt nhân

Cấu tạo hạt nhân gồm có Z proton và A-Z notron (A: số Nuclôn), kí hiệu là

Khối lượng hạt nhân được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử kíhiệu là u [4] Một đơn vị khối lượng nguyên tử có giá trị bằng

khối lượngcủa một nguyên tử đồng vị

MeV/c2

Ta có 1 u = 1,66055.10-27 kg 931,5Năng lượng E và khối lượng m tương ứng cùng một vật luôn tồn tạ iđồng thời vì tỉ lệ với nhau theo hệ số c2 (trong đó, c là tốc độ ánh sáng trongchân không) Đây chính là hệ thức Anh-xtanh: E = mc2

Nếu m0 là khối lượng nghỉ của vật khi nó đứng yên thì E0 = m0c2 là

năng lượng nghỉ, năng lượng toàn phần của vật là E = mc2 =

√ c2.Vật có động năng là: E –E0 = (m-m0)c2

* Năng lượng liên kết của hạt nhân Phản ứng hạt nhân

Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh tạo nên hạtnhân bền vững Lực hút đó gọi là lực hạt nhân [4]

Về bản chất, lực hạt nhân khác với lực tĩnh điện và lực hấp dẫn bởikhông phụ thuộc vào điện tích, chỉ phát huy trong phạm vi kích thước hạtnhân cỡ 10-15 m

Khối lượng m của một hạt nhân luôn nhỏ hơn khối lượng của cácnuclôn tạo thành hạt nhân đó m = Zmp +(A – Z)mn – mx là đội hụt khối của hạt nhân

Năng lượng liên kết hạt nhân: Wlk = mc2

Mức độ bền vững của một hạt nhân tùy thuộc vào năng lượng liên kết

riêng [4] Năng lượng liên kết riêng là thương giữa năng lượng liên kết hạtnhân với số nuclôn A.

Phản ứng hạt nhân được chia làm hai loại:

+ Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của hạt nhân mẹ Akhông bền vững thành các hạt nhân con C và tia phóng xạ D ( : A C+ D

+ Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt tương tác vớinhau tạo thành các hạt khác: A + B C + D Các hạt có thể là hạt nhân haycác hạt sơ cấp như electron, prozitron, notron, … [7]

Lưu ý: Muốn thực hiện phản ứng hạt nhân phải cung cấp cho hệ mộtnăng lượng đủ lớn Phản ứng hạt nhân có thể tỏa năng lượng hoặc thu nănglượng và số hạt notron không bảo toàn trong phản ứng này

Các định luật bảo toàn trong một phản ứng hạt nhân:

+ Định luật bảo toàn điện tích: Tổng các điện tích trước và sau phản ứng được bảo toàn

+ Định luật bảo toàn số nuclôn: Tổng số nuclôn các hạt tương tác và các hạt sản phẩm bằng nhau

+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: Tổng năng lượng toàn phần của các hạt trước và sau tương tác là không đổi

+ Định luật bảo toàn động lượng: Vecto tổng động lượng của các hạt trước và sau tương tác là không đổi

Năng lượng tỏa ra hay thu vào của một phản ứng hạt nhân là:

W = (mtrước – msau)c2 0( W > 0 là tỏa ra năng lượng còn W < 0 là thu năng lượng)