Phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm vật lí trong dạy học vật lí đại cương phần vật lí nguyên tử hạt nhân

TRẦN THỊ KIỂM THUPHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN” LUẬN ÁN TIẾN SĨ

TRẦN THỊ KIỂM THU

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA

SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN”

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Nghệ An, 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

TRẦN THỊ KIỂM THU

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP

KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN”

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của khoa học, kĩ thuật và công nghệ, trithức của loài người đang tăng nhanh chóng Xu thế phát triển của khoa học ngày nay làtiếp tục phân hóa sâu, song song với tích hợp liên môn, liên ngành ngày càng rộng Việcgiảng dạy các môn khoa học trong nhà trường phải phản ánh sự phát triển hiện đại củakhoa học Đề tài luận án được chúng tôi lựa chọn xuất phát từ bốn lý do chính đó là: Sựcần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học đại học theo hướng phát triển năng lực, dạyhọc tích hợp là năng lực rất quan trọng đối với giáo viên THPT nói chung và giáo viênVật lí nói riêng, dạy học theo chủ đề là một phương pháp dạy học có hiệu quả nhằm bồidưỡng năng lực cho người học, nội dung của các học phần Vật lí đại cương giảng dạy cho

SV sư phạm có liên hệ với những nội dung dạy học Vật lí ở trường THPT

Thứ nhất, sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học đại học theo hướng pháttriển năng lực Thật vậy, nhiệm vụ trọng tâm của dạy học ở đại học đó là phải trang bị cho

SV những tri thức khoa học hiện đại và hệ thống những kĩ năng nghề nghiệp, phát triểnnăng lực hoạt động trí tuệ cho SV nhằm đào tạo ra người cán bộ “Có tri thức có tay nghề,

có năng lực thực hành” [31], đồng thời tăng cường dạy và học tích cực, hướng tới tăngcường sự tham gia tích cực của người học, tạo điều kiện phân hóa trình độ, đáp ứng cácphong cách học, phát huy khả năng tối đa của người học Đảm bảo cho người học khôngnhững học “sâu” mà còn học “thoải mái” Qua đó hình thành các năng lực hợp tác, giaotiếp, trình bày, tìm kiếm, thu thập xử lí thông tin và giải quyết vấn đề [7]

Thứ hai, dạy học tích hợp là một năng lực rất quan trọng đối với giáo viên THPTnói chung và giáo viên Vật lí nói riêng Nghị quyết 14/2005/NQ-CP đổi mới căn bản vàtoàn diện giáo dục đại học Việt Nam giai đoạn 2006-2020 khẳng định “Phát triển cácchương trình giáo dục đại học theo định hướng nghiên cứu và định hướng nghề nghiệp

- ứng dụng”[41] Năm 2015, Bộ GD&ĐT ban hành tài liệu tập huấn cho các trường đạihọc sư phạm về đào tạo giáo viên THPT theo chuẩn đầu ra, theo đó, năng lực dạy học tíchhợp của SV sư phạm Vật lí được nêu rõ đó là SV sư phạm Vật lí phải có “Kiến thức,

kĩ năng các khoa học liên môn bổ trợ nền tảng” và “Năng lực dạy học tích hợp” Giảngviên cần khai thác nội dung từ các học phần Vật lí đại cương như Cơ học, Nhiệt học,

Điện và Từ, Quang học, Dao động sóng, Vật lí nguyên tử hạt nhân để triển khai dạyhọc cho SV sư phạm Vật lí nhằm bồi dưỡng kiến thức liên môn đồng thời kiến thứcliên môn này cũng góp phần vào việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp liên môncho SV sư phạm Vật lí

Thứ ba, dạy học theo chủ đề đang là một xu hướng dạy học hiện đại, việc ápdụng phương pháp dạy học theo chủ đề có thể góp phần bồi dưỡng cho SV một sốnăng lực bậc cao như phân tích, so sánh, tổng hợp [73] Một chủ đề dạy học phải gắnliền với thực tiễn cuộc sống và có nội dung bao quát hơn một bài học theo kiểu truyềnthống, nội dung của chủ đề bao gồm nhiều lĩnh vực như Vật lí, Hóa học, Sinh học Bêncạnh đó, phương pháp này còn có các ưu điểm như tạo cơ hội cho SV phát triển nănglực thuyết trình, SV phát biểu, lập luận các vấn đề dựa vào bằng chứng khoa học, từ đó

SV thấy được ý nghĩa của quá trình học tập theo chủ đề, SV sẽ có tinh thần, thái độhọc tập tích cực hơn

Cuối cùng, chúng tôi nghiên cứu nội dung khoa học từ các học phần Vật lí đạicương cho SV sư phạm như Quang học, Vật lí nguyên tử hạt nhân [5], [23], kết quảcho thấy nội dung các học phần này và nội dung Vật lí THPT có sự liên hệ với nhau,chẳng hạn như sự bức xạ và hấp thụ của nguyên tử, thuyết lượng tử ánh sáng, các mẫunguyên tử cổ điển và hiện đại, hiện tượng phóng xạ và ứng dụng của đồng vị phóng

xạ, ứng dụng Vật lí nguyên tử hạt nhân trong Y học và các ngành khoa học khác nhưThiên văn, Địa lí, Công nghệ [36], [44]

Từ các phân tích trên, chúng tôi chọn vấn đề: Phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí trong dạy học Vật lí đại cương phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” để làm đề tài nghiên cứu của luận án.

2 Mục đích nghiên cứu

Dạy học VLĐC phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo hướng phát triển năng lựctích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí, góp phần bồi dưỡngnăng lực dạy học tích hợp của SV trong chương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học Vật lí đại cương theo hướng phát triển năng lực tích hợp kiến

thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí.

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” bằng các chủ đề tích hợp, phát triểnnăng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí

4 Giả thuyết khoa học

Nếu dạy học Vật lí đại cương phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo các chủ đềtích hợp thì sẽ phát triển được năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của

SV sư phạm Vật lí

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí luận và thực tiễn giáo dục đại học nói chung và đào tạo giáoviên Vật lí THPT nói riêng

5.2 Nghiên cứu năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sưphạm Vật lí và năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí ở trường THPT

5.3 Phân tích chương trình, nội dung dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân”cho SV sư phạm Vật lí

5.4 Điều tra thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho SV sư phạm theo hướngphát triển năng lực dạy học tích hợp ở các khoa sư phạm, các trường đại học sư phạm

5.5 Phát triển chương trình học phần Vật lí đại cương theo hướng bồi dưỡngnăng lực dạy học tích hợp các môn khoa học ở THPT cho SV sư phạm Vật lí

5.6 Nghiên cứu vận dụng dạy học tích hợp theo chủ đề trong dạy học Vật lí đạicương theo hướng phát triển năng lực tích hợp các kiến thức khoa học tự nhiên của SV

sư phạm Vật lí

5.7 Đánh giá năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sưphạm Vật lí trong dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân”

5.8 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu quan điểm đổi mới giáo dụcđại học, lí luận dạy học đại học theo hướng phát triển năng lực nghề nghiệp cho SV

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra, khảo sát, phân tích và đánh giáthực trạng dạy học Vật lí đại cương cho SV sư phạm Vật lí theo hướng phát triển năng

lực dạy học nói chung và năng lực dạy học tích hợp các môn khoa học ở trường THPT

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng giảthuyết khoa học của đề tài

6.4 Phương pháp thống kê toán học: Xử lí các số liệu điều tra thực tiễn và kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê

7 Đóng góp mới của luận án

7.1 Về mặt lí luận

- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về phát triển năng lực tích hợp kiến thức cáckhoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí trong quá trình dạy học Vật lí đại cương Phát triểnnăng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên là điều kiện cần để bồi dưỡng

năng lực dạy học tích hợp trong chương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT

- Xây dựng cấu trúc năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí và cấu trúcnăng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên; Xây dựng thang đo năng lực tích hợpkiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí trong học tập Vật lí đại cương

- Đề xuất quy trình xây dựng/thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề tích hợp trongVật lí đại cương theo 5 giai đoạn

8 Cấu trúc luận án

Ngoài phần Mở đầu, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, luận án có 4 chương:

Chương 1 Tổng quan lịch sử các vấn đề nghiên cứu

Chương 2 Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 3 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề tích hợp phần “Vật lí nguyên tử

hạt nhân” theo hướng phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên củasinh viên sư phạm Vật lí

Chương 4 Thực nghiệm sư phạm.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LỊCH SỬ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Các nghiên cứu về dạy học tích hợp

1.1.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Từ những năm 1970, xu hướng liên ngành trong nghiên cứu khoa học bắt đầu pháttriển Lariviere cho rằng sự phát triển đó một phần là nhờ vào các thư viện, nơi bắt đầutăng dự trữ tạp chí đặt định kỳ, các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận các tạp chí thuộc cáclĩnh vực khác, ví dụ một nhà Vật lí có thể dễ dàng tham khảo các tạp chí về sinh học Hơnnữa, Mỹ cũng bắt đầu chuyển hướng tập trung từ nghiên cứu cơ bản sang những vấn đề xãhội như bảo vệ môi trường, những vấn đề khó có thể được giải quyết bởi một lĩnh vựcriêng lẻ Theodore Brown thuộc Viện nghiên cứu tại Đại học Illinois đã kêu gọi các nhàtài trợ đầu tư 40 triệu USD để xây dựng Viện nghiên cứu liên ngành và cho rằng điều này

sẽ cho phép giải quyết những vấn đề khoa học và xã hội lớn hơn so với khi chúng ta làmviệc trong từng ngành riêng rẽ Mặc dù dự án này gặp phải nhiều phản đối từ các đồngnghiệp, bởi lẽ cách phân chia ngành học đã trở thành một đặc điểm cơ bản của rất nhiềutrường đại học thời bấy giờ, nhưng viện cũng đã được thành lập năm 1983 theo ý tưởngcủa Brown dưới sự đồng tình và ủng hộ tài chính của Beckman với tên gọi “BeckmanInstitute for Advanced Science and Technology”, đây là một ví dụ sơ khai về tiến trìnhthúc đẩy các nghiên cứu liên ngành mà ngày nay đang lan rộng

ở khắp các trường đại học trên toàn cầu [30]

“Trí tuệ của con người thực chất là một quá trình xã hội và tiến hóa” [82] Theothuyết phát triển nhận thức “Life and theory of cognitive development” của Piaget, ôngcho rằng trung tâm của quá trình nhận thức là các hoạt động trí tuệ như nhận biết, phântích, hệ thống hóa các sự kiện và các hiện tượng, nhớ lại những kiến thức đã học, giảiquyết các vấn đề [77] Thuyết nhận thức của Piaget cũng góp phần phát triển ngành tâm líhọc nhận thức hiện đại, giải thích hành vi của con người như là sự hiểu biết của trí óc,thuyết có liên quan đến việc tiếp nhận thông tin và cách tiếp cận xử lí thông tin Từ thuyếtnhận thức của Piaget, học sinh được hình thành và phát triển nhận thức thông qua

các hoạt động học tập có thử thách, giáo viên cần tạo tình huống mới để học sinh được

cơ hội phân tích, lập luận, từ đó sẽ phát triển cho họ những tri thức mới

Các ưu điểm liên quan đến dạy học tích hợp về khoa học tự nhiên được nghiên cứurộng rãi trên phạm vi quốc tế [51], [103] Trong đó, các tác giả kể đến hướng tích hợp nhưmột cách tiếp cận kiến tạo vì đã cung cấp cho người học cơ hội phong phú hơn để thiết lậpkết nối giữa những kiến thức mới và kiến thức trước đó Giáo viên đặt mục tiêu khi thựchiện chương trình giảng dạy tích hợp là để cho học sinh thấy kiến thức trong các ngànhhọc có liên quan đến nhau trong một thế giới tự nhiên Xavier Rogiers đánh giá tầm quantrọng của dạy học tích hợp trong giáo dục như sau “Nếu nhà trường chỉ quan tâm dạy chohọc sinh các khái niệm một cách rời rạc thì nguy cơ sẽ hình thành

ở học sinh các suy luận khép kín, sẽ hình thành những con người mù chức năng, nghĩa

là những người đã lĩnh hội kiến thức nhưng không có khả năng sử dụng các kiến thức

đó hàng ngày” [51]

Các nhà khoa học giáo dục một số nước như Anh, Romania nghiên cứu về nănglực của giáo viên Vật lí [78] Theo đó, năng lực của giáo viên Vật lí (Physics teachingcompetences) đòi hỏi phải có kĩ năng dạy cho học sinh về bản chất và giá trị của khoahọc, nhận thức khoa học cũng như sử dụng ngôn ngữ khoa học trong môn Vật lí, đồngthời giáo viên Vật lí còn phải có năng lực thúc đẩy phát triển kiến thức khoa học bằngcách vạch ra các chiến lược dạy học tích cực [78, tr 43] Như vậy, các nhóm năng lực củagiáo viên Vật lí bao gồm kiến thức khoa học, kĩ năng sử dụng ngôn ngữ khoa học trongmôn Vật lí và kĩ năng dạy học các môn khoa học Đối với kiến thức khoa học, kĩ năng sửdụng ngôn ngữ khoa học trong môn Vật lí, các nhà nghiên cứu đề xuất SV được học tậpmột số học phần có liên quan đến Vật lí bao gồm “Physics-related optional subjects”, ví

dụ như Hóa học, Sinh học, Vật lí thiên văn, Vật lí trong Địa lý (Geophysics) ngoài ra còn

có các học phần ứng dụng kiến thức Vật lí vào trong các lĩnh vực khác bao gồm: Nguyêntắc Vật lí trong vận hành thiết bị máy móc, Vật lí trong y học và thể thao, Vật lí khí hậu,Vật lí trong sử dụng năng lượng và môi trường, các học phần này có mục tiêu đề cập đếnmối quan hệ Vật lí đến các sự vật, hiện tượng trong cuộc sống, các học phần này được gọitên chung là “Physics in other Sciences” [78, tr 50]

Để việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm Vật lí có hiệuquả, bên cạnh nội dung dạy học, người giảng viên cần quan tâm đến xây dựng tiêu chíđánh giá năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm Vật lí một cách phù hợp, trong đócần quan tâm đánh giá hai tiêu chí đó là kiến thức khoa học tích hợp và phương pháp

sử dụng các kĩ thuật dạy học tích hợp Tác giả Adrienne cho rằng một chương trìnhđào tạo giáo viên khoa học nên tập trung bồi dưỡng cho SV về kiến thức chuyên ngành

và kiến thức liên môn, để giúp họ nhận thức về các mối quan hệ giữa các khoa học,đồng thời cần bồi dưỡng cho SV có năng lực xây dựng các tình huống thực tế phù hợpvới lớp học, đó là tình huống dựa trên vấn đề hoặc các dự án (để cá nhân thực hiệnhoặc thực hiện theo nhóm nhỏ) [64]

Fogarty mô tả ba hình thức bao gồm mười phương pháp tích hợp cơ bản của việctích hợp chương trình giảng dạy [70] Marzano đề xuất khung chương trình giảng dạynhằm mục tiêu phát triển nhận thức cho người học, tác giả cho rằng các quá trình tư duycủa SV bao gồm hình thành khái niệm, thu thập thông tin và giải quyết vấn đề [80]

Hiện nay, mô hình dạy học theo chủ đề tích hợp vẫn được một số nước như Đức

và Thụy Sĩ áp dụng khi dạy Vật lí bậc đại học trong khi nước Áo áp dụng dạy học theokiểu truyền thống, tác giả Leopold Mathelitsch đã nghiên cứu so sánh ba cấu trúc nănglực dạy học Vật lí của giáo viên ở Đức, Áo và Thụy Sĩ [79], nhìn chung mô hình dạyhọc theo tiếp cận năng lực ở ba nước này khá tương đồng, đó là cấu trúc ba chiều gồm

có nội dung, kĩ năng và các mức độ Đối với chuyên ngành Vật lí, những nội dung kiếnthức trong giáo trình ở nước Áo được trình bày dưới dạng liệt kê các học phần như Cơhọc, Điện từ, Nhiệt động lực học, Quang học và Vật chất Ngược lại, nội dung dạy họcVật lí ở Đức và Thụy Sĩ được thiết kế theo hình thức dạy học chủ đề tích hợp như nănglượng, Trái đất và các hành tinh, cơ thể người, thực vật và động vật, hệ sinh thái, xãhội và công nghệ

Hầu hết SV sư phạm Vật lí bậc đại học sau khi tốt nghiệp sẽ được phân côngnhiệm vụ để dạy môn Vật lí ở trường THPT [72] Tuy nhiên thực tế ở một số nước Đôngnam Á trong đó có Indonesia, nhiều SV đại học sư phạm chuyên ngành Vật lí sau khi tốtnghiệp đã trở thành giáo viên trung học cơ sở Dựa vào thống kê kết quả điều tra, các tác

chế để tích hợp kiến thức trong các môn học trong quá trình học đại học, điều này dẫn đến

hệ quả là SV tốt nghiệp không đủ năng lực để dạy học tích hợp Các tác giả đề xuất biệnpháp để rèn luyện năng lực tích hợp kiến thức liên môn cho SV sư phạm Vật lí, theo đó

SV sư phạm Vật lí được giảng viên yêu cầu đề xuất tên chủ đề tích hợp, nội dung cụ thểcủa từng chủ đề tích hợp và phát triển các chủ đề này thành bài giảng tích hợp các khoahọc cho đối tượng là SV năm thứ ba và thứ tư Theo đó, giảng viên yêu cầu SV phát triểncác chủ đề có nội dung tích hợp các khoa học, tự đề xuất và viết chủ đề như nội dung tíchhợp nội môn hoặc liên môn tùy chọn Kết quả nghiên cứu cho thấy phần lớn các tài liệutích hợp được phát triển bởi các SV sư phạm Vật lí tập trung vào một số chủ đề nội môn(Vật lí), liên môn (Vật lí -Sinh học) và đa môn (Vật lí-Sinh học-Hóa học) Chẳng hạn nhưtích hợp nội môn (Vật lí) bao gồm nhiệt, chất lỏng, nhiệt động lực học, âm thanh, quanghọc, điện và chuyển động; tích hợp liên môn (Vật lí-Sinh học): Quang hợp, tích hợp đamôn (Vật lí -Sinh học-Hóa học): Năng lượng [72]

Theo tác giả Beane, mô hình dạy học tích hợp kiến thức các khoa học là một

mô hình cần được ủng hộ và duy trì, bởi vì trong nội dung dạy học tích hợp, các lĩnhvực kiến thức không phải là đối chọi lẫn nhau, Beane cho rằng mô hình này hữu íchcho người học hơn là chỉ dạy học các môn học riêng lẻ, bởi vì kiến thức của từngngành học rất cần thiết trong việc tìm hiểu một chủ đề hay một dự án học tập [76]

Tại Mỹ, việc giải quyết các vấn đề thiếu giáo viên dạy học khoa học tự nhiên (Lí,Hóa, Sinh) và Toán học đã dẫn đến hơn 151 chương trình đào tạo khác nhau Thôngthường, đa số SV tốt nghiệp đại học sư phạm chỉ dạy một môn học ví dụ như sư phạmHóa học, sư phạm Vật lí, SV không được đào tạo để dạy khoa học khác hoặc thuộc lĩnhvực rộng hơn [83] Tại tiểu ban Texas, tác giả Pamela đã nghiên cứu về các khóa học,điểm trung bình và điểm kiểm tra SV trong quá trình học đại học, sau đó tác giả tiến hànhđánh giá chất lượng dạy học tích hợp của các SV này để tìm mối liên hệ giữa chất lượngđầu ra của SV tốt nghiệp và chất lượng giảng dạy các chủ đề của các SV, tác giả sử dụngbài thi năng lực có tên “TExES Science test- Texas Examinations for EducatorStandards” TExES là bài kiểm tra kiến thức khoa học dành cho giáo viên ở mức độchuyên sâu (tức là kiến thức Sinh học, Hóa học, Vật lí và Khoa học Trái đất) Kết quả chothấy chỉ có 5 giáo viên (trong tổng số 45 giáo viên tham gia) vượt qua được kì thi

này Kết quả phân tích bảng điểm cho thấy các giáo viên không thể chứng minh rằng

họ nắm vững kiến thức cần thiết để dạy học tích hợp ở Texas, do đó, tác giả đề xuất

mô hình đào tạo 4+1 (4 năm dạy THPT và 1 năm dạy trung học cơ sở) nhằm góp phầnbồi dưỡng kiến thức chuyên ngành và kiến thức tích hợp cho SV

Tại Úc, mục tiêu của chương trình giáo dục tích hợp cho giáo dục phổ thông đượcxác định rõ như sau: Chương trình giáo dục tích hợp là hệ thống giảng dạy tích hợp đangành, trong hệ thống đó tầm quan trọng của việc phát triển và ứng dụng kĩ năng đượcchú trọng; quá trình dạy học tích hợp này bao gồm việc dạy, học và kiểm tra, đánh giánăng lực tiếp thu kiến thức cũng như ứng dụng của học sinh phổ thông [89]

Tư tưởng dạy học tích hợp được hiện thực hoá trong việc xây dựng chươngtrình, lựa chọn nội dung, tổ chức hoạt động dạy học của từng môn học Dạy học tíchhợp cần có các mô hình giảng dạy mới và sự thành công của tư tưởng dạy học tích hợpphụ thuộc vào năng lực dạy học của người giáo viên [65], [66]

1.1.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, thời Pháp thuộc, quan điểm tích hợp được thể hiện trong một sốmôn ở trường tiểu học như môn “Cách trí” từ điển Hán Nôm có nghĩa là “Cách trí chihọc”, theo tác giả Nguyễn Quốc Hùng nghĩa là “Cách vật trí tri” (tìm đến vật mà đạt tới sựhiểu biết) tên một môn học tìm hiểu về các sự vật thiên nhiên, tương đương với nhữngmôn Vật lí học, Hoá học,… ngày nay [106] Sau cuộc cải cách giáo dục lần thứ nhất năm

1950 được đổi thành môn “Cách trí cải tiến”, sau cuộc cải cách giáo dục lần thứ hai năm

1956 đổi thành “Tìm hiểu khoa học thường thức” Môn học này còn được dạy một số năm

ở trường cấp I của miền Bắc nước ta Từ năm 1981 diễn ra cuộc cải cách giáo dục lần thứ

ba, việc nghiên cứu xây dựng môn “Tự nhiên và xã hội” theo quan điểm tích hợp đã đượcthực hiện và môn học này được thiết kế để đưa vào dạy học ở trường cấp I từ lớp 1 đếnlớp 5 Chương trình năm 2000 đã được hoàn chỉnh thêm một bước, quan điểm tích hợp đãđược thể hiện trong chương trình và SGK và các hoạt động dạy học ở tiểu học Chươngtrình ở cấp trung học chủ yếu thực hiện tích hợp ở mức thấp, chưa đặt nặng vấn đề dạyhọc tích hợp ở trung học Theo tác giả Vũ Cao Đàm, nghiên cứu liên bộ môn đang là một

xu hướng mới, phát triển nghiên cứu liên bộ môn chính là hội nhập

đúng xu thế phát triển khoa học và giáo dục của thế giới đương đại [21], do đó việcnghiên cứu dạy học tích hợp cho cấp trung học là một vấn đề đáng được quan tâm

Trong đào tạo và bồi dưỡng giáo viên ở các cấp học từ phổ thông đến đại học

đã có nhiều chương trình dự án mang tính quốc gia về đổi mới căn bản và toàn diện vềgiáo dục để phát triển phẩm chất và năng lực cho người học Vấn đề đổi mới dạy học

và kiểm tra đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực người học đã

và đang được đội ngũ quản lí giáo dục, giáo viên đón nhận thực hiện và cả xã hội quantâm [9], [10], [11], [12], [14], [15]

Tác giả Đặng Thị Thuận An nghiên cứu phát triển năng lực dạy học tích hợp cho

SV sư phạm Hóa học thông qua học phần Phương pháp dạy học Hóa học phổ thông [1].Tác giả nghiên cứu về bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm Hóa họcthông qua các hoạt động như: Xây dựng nguồn tài liệu hỗ trợ cho việc phát triển năng lựcdạy học tích hợp cho SV thông qua trang web ‘hoahocsupham.com”, hướng dẫn SV xâydựng kế hoạch dạy học và nội dung một số chủ đề dạy học tích hợp, chuẩn bị cho SV sưphạm có khả năng thực hiện tốt dạy học tích hợp trong dạy học Hóa học ở THPT

Các tác giả Tưởng Duy Hải, Đỗ Hương Trà đã phân tích rủi ro xung quanh việcgiáo viên trung học được đào tạo để tổ chức dạy học đơn môn mà chưa có sự kết hợp đàotạo liên môn trong bối cảnh nước ta đang triển khai dạy học tích hợp trong nhà trường, điềunày tiềm ẩn khả năng mất tự chủ của giáo viên khi xử lí các tình huống tích hợp có kiếnthức của các môn học khác, chẳng hạn SV sư phạm Vật lí ít được tiếp cận với kiến thức vềSinh học và Hóa học [29] Nhóm tác giả đã có kết quả nghiên cứu “Làm thế nào để đào tạođược giáo viên dạy học tích hợp các khoa học trong nhà trường?” [28], nội dung về phươngpháp dạy - học bằng chính logic của khoa học cơ bản, bồi dưỡng năng lực tìm tòi khám phácho SV đó là “lấy tự học làm gốc và tạo mọi cơ hội cho SV hoạt động trải nghiệm gắn vớihoạt động nghề nghiệp nhằm hình thành tư duy sáng tạo, rèn khả năng kết hợp nguồn kiếnthức khác nhau để họ có thể giải quyết vấn đề nghề nghiệp và cuộc sống” [28] Các tác giả

đề cao việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm, việc đào tạo này nênđược bắt đầu bằng các môn học đại cương F1, F2, F3…

song song với dạy học dự án tích hợp liên môn Các tác giả cho rằng với mô hình đào tạodạy học dự án tích hợp liên môn cho SV sư phạm sẽ mang lại hiệu quả trong việc rèn

luyện năng lực dạy học tích hợp trong nhà trường nhằm đáp ứng mục tiêu về kiến thức

và kĩ năng nghề nghiệp cho SV sư phạm nói chung và cho SV sư phạm Vật lí nói riêng

Theo tác giả Đỗ Hương Trà, “Điều quan trọng trong việc đào tạo SV có được nănglực dạy học tích hợp liên môn ở trường phổ thông là phải đào tạo SV theo hình thức tíchhợp liên môn” [61], tác giả đã đề xuất 4 cách tiếp cận đào tạo tích hợp liên môn đối với

SV sư phạm (hình 1.1), đây là sự kết hợp giữa đào tạo, nghiên cứu và thực hành trong đào

động giảng dạy tích hợp liên môn cho SV, kết hợp với thực hiện các nghiên cứu tích hợpliên môn và thực hành dạy học tích hợp liên môn ở trường THPT

Đào tạo tích hợp liên môn

Nghiên cứu

tích hợp

liên môn

Tổ chứcquản lí

Tổ chứckiếnthức

Giảng dạytích hợpliên môn

Thực hànhdạy học tíchhợp liên môn

Hình 1.1: Bốn cách tiếp cận đào tạo tích hợp liên môn đối với SV sư phạm [61] Các

tác giả Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước nghiên cứu và đề xuất phươngpháp tổ chức dạy học tích hợp bằng hình thức dạy học theo dự án Các tác giả đã đềxuất quy trình dạy học dự án gồm 7 bước đó là: “Lựa chọn vấn đề, xác định vấn đề,xác định kiến thức giải quyết vấn đề, xác định mục tiêu dạy học tích hợp, xây dựng kếhoạch dạy học, tổ chức dạy học và đánh giá sản phẩm của người học” [48, tr 255]

Tác giả Phạm Xuân Quế cho rằng dạy học tích hợp sẽ giúp cho người học hìnhthành một số năng lực bậc cao như phân tích, tổng hợp, tư duy phê phán và năng lựchợp tác Theo đó, tác giả đã xác định các năng lực đặc thù bao gồm 5 kĩ năng của họcsinh phải đạt được sau khi học xong một chương trình tích hợp đó là: “Kĩ năng tiếpcận vấn đề theo các quan điểm khác nhau, kĩ năng xác định các vấn đề cần giải quyết,

kĩ năng phân tích, tổng hợp và tư duy phê phán, bên cạnh đó còn có các nhóm năng lựcchuyên biệt đối với môn Vật lí gồm: Năng lực liên quan đến kiến thức Vật lí, phươngpháp nhận thức Vật lí, giao tiếp trong Vật lí và đánh giá” [50] Tác giả Nguyễn VănBiên nghiên cứu “Quy trình xây dựng chủ đề về khoa học tự nhiên” [8], thể hiện một

quan điểm lí luận mới về dạy học tích hợp, theo đó có 4 loại tích hợp: Tích hợp đơnmôn, đa môn, liên môn và xuyên môn, từ đó tác giả đưa ra 7 bước để xây dựng mộtchủ đề cho các phân loại tích hợp liên môn đó là: “Lựa chọn chủ đề, xác định các vấn

đề cần giải quyết trong chủ đề, xác định các kiến thức cần thiết để giải quyết các vấn

đề, xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề, xây dựng nội dung các hoạt động dạy họccủa chủ đề, lập kế hoạch dạy học chủ đề, tổ chức dạy học và đánh giá chủ đề” Tài liệutập huấn của Bộ GD&ĐT [7], dạy học tích hợp liên môn lĩnh vực khoa học tự nhiên có

5 bước đó là: “Rà soát chương trình SGK để tìm nội dung, xác định chủ đề, dự kiếnthời gian, xác định mục tiêu và xây dựng nội dung chính trong bài học tích hợp”

1.2 Các nghiên cứu về dạy học Vật lí đại cương theo định hướng bồi dưỡng năng lực nghề nghiệp và năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên

1.2.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Các tác giả Siti Rozaimah và Hasimi với kết quả nghiên cứu “Achievement ofCourse Outcomes in Basic Thermodynamics Course based on Students’ Perception”[86], các tác giả nghiên cứu dạy học phần Nhiệt động lực học 1, vào năm thứ nhất cho

SV theo tiếp cận năng lực nghề nghiệp Đối tượng giảng dạy là SV chuyên ngành Kĩthuật Hóa học Các mức độ đưa ra như sau:

“Mức 0: Không có ý tưởng

Mức 1: Biết khái niệm, nguyên tắc, lý thuyết Vật lí

Mức 2: Hiểu, diễn giải khái niệm, nguyên tắc, lý thuyết

Mức 3: Có thể áp dụng các lý thuyết liên quan đến tình huống mới và có thểgiải quyết các tình huống các vấn đề có liên quan

Mức 4: Có thể sử dụng các kiến thức liên quan và các lý thuyết để thiết kế hóachất hoặc hệ thống kĩ thuật hóa sinh

Mức 5: Có thể sử dụng các kiến thức liên quan và các lý thuyết để phân tích vàđánh giá một hóa chất hoặc sinh hóa”

Tác giả Eric Brewe và các cộng sự với kết quả nghiên cứu “From Vision toChange: Educational Initiatives and Research at the Intersection of Physics and Biology,Life Sciences Education” [69], theo đó, các tác giả cho rằng các nhà nghiên cứu thuộc

học có nội dung tích hợp Ví dụ có thể biên soạn dạy học các định luật Vật lí songsong với áp dụng các định luật Vật lí để giúp dự đoán, mô tả, giải thích các hiện tượngSinh học xảy ra ở từ cấp độ phân tử đến cấp độ rộng hơn như hệ sinh thái

Tác giả Warren Christensen và các cộng sự với kết quả nghiên cứu “Developingand Assessing Curriculum on the Physics of Medical Instruments” [68], nhóm tác giảnghiên cứu về dạy học theo chủ đề tích hợp kiến thức phần Vật lí nguyên tử hạt nhânvào lĩnh vực y sinh như chụp cộng hưởng từ MRI, phương pháp laser trong phẫuthuật…Các tác giả đã dựa trên các cuộc khảo sát và đánh giá về khóa học chủ đề tíchhợp được SV vô cùng thích thú so với khóa học chỉ học Vật lí dựa trên tính toán đại sốtheo kiểu truyền thống Ngoài ra, các tác giả Jiann-wien Hsu, Roy Hsu nghiên cứugiáo dục đại học, các tác giả cho rằng Vật lí cũng đóng một vai trò quan trọng trongviệc nuôi dưỡng các kiến thức về khoa học tự nhiên và thiết lập nền tảng của logic học

và phương pháp khoa học [91]

Tác giả Viviane Callier nghiên cứu về thực trạng và giải pháp để bồi dưỡngnăng lực cho SV để sau khi tốt nghiệp, SV có thể đáp ứng được nhu cầu của xã hội,với kết quả nghiên cứu “Connecting undergraduate science education with the needs oftoday’s graduates” [90] Các tác giả cho rằng nên giảng dạy khoa học theo định hướngtích hợp STEM, chương trình giảng dạy bao gồm các chủ đề liên ngành làm nổi bậtcác kết nối giữa chương trình giảng dạy thông thường và các vấn đề STEM hiện tại.Tương tự, nghiên cứu của tác giả Warren Christensen nhận định rằng nhìn chungnghiên cứu về tư duy và học tập của SV trong các khóa học Vật lí đều chỉ dựa trên sốhọc, áp dụng Vật lí trong Sinh học hoặc khoa học đời sống còn rất hạn chế [68]

1.2.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam

Tác giả Nguyễn Duân và các cộng sự với kết quả nghiên cứu “Mức độ tích hợprèn luyện năng lực sư phạm thông qua giảng dạy khoa học cơ bản ở các trường đại học

sư phạm” Các tác giả tiến hành khảo sát thực trạng dạy khoa học cơ bản, kết quả đãcho thấy việc giáo dục khoa học cơ bản và nghiệp vụ sư phạm chưa gắn kết, vì thế cáctác giả cho rằng cần kết hợp rèn luyện năng lực sư phạm thông qua giáo dục các họcphần cơ bản, đây là một trong những biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng đàotạo giáo viên ở các trường đại học sư phạm [25]

Các tác giả Phạm Thị Phú, Đinh Xuân Khoa cho rằng để khám phá, giải quyếtcác vấn đề của thực tiễn (những vấn đề không thể bao quát được trong một khoa họcchuyên ngành) thì cần liên kết các khoa học ví dụ như Vật lí - Thiên văn, Vật lí địacầu, Lí-Y-Sinh học [49, tr 18].

Các tác giả Lê Nguyên Long, Nguyễn Khắc Mão nghiên cứu ứng dụng các kiếnthức Vật lí đại cương bao gồm các phần Cơ học, Vật lí phân tử và nhiệt học, Dao động

và sóng, Điện và từ, Quang học, Vật lí nguyên tử hạt nhân, trong đó nội dung dựa trênnhững nguồn tài liệu đa dạng thuộc rất nhiều lĩnh vực công nghệ và đời sống, đồngthời nội dung liên hệ mật thiết với các phần quen thuộc của chương trình Vật lí ở bậcTHPT Các tác giả chú trọng đến bản chất Vật lí của các hiện tượng đời sống và củacác vấn đề công nghệ [36]

Các tác giả Nguyễn Đình Noãn, Nguyễn Đình Thước nghiên cứu mối liên hệkiến thức Vật lí, Hóa học, Sinh học và Địa lí [44] Tác giả Nguyễn Đức Thâm nghiêncứu các phương pháp dạy học Vật lí, vai trò kiến thức Vật lí trong việc bồi dưỡng chongười học kiến thức khoa học tổng hợp thông qua các vấn đề dạy học Vật lí gắn liềnvới thực tiễn cuộc sống [55] Tác giả Nguyễn Xuân Chánh đã giới thiệu những ứngdụng phong phú của Vật lí và công nghệ cao trong đời sống hiện đại, qua đó giúp cho

SV đại học nói chung và đại học sư phạm Vật lí nói riêng có thêm những kiến thứckhoa học phổ thông về lĩnh vực Vật lí ứng dụng Ví dụ như nghiên cứu chụp cộnghưởng từ, chụp cắt lớp, sử dụng năng lượng tia laze trong in ấn [17]

Quan niệm Vật lí đại cương không những là môn khoa học cơ bản mà còn mà làkhoa học ứng dụng, tác giả Lê Phước Lượng với kết quả nghiên cứu “Bồi dưỡng nănglực liên hệ và vận dụng kiến thức cơ bản vào thực tiễn của SV trong dạy học Vật lí đạicương ở trường Đại học Thuỷ sản” [38] đã cho thấy tầm quan trọng của kiến thức Vật

lí nói chung và kiến thức Vật lí đại cương nói riêng, nó giúp cho SV nhận thức mốiquan hệ giữa lý luận và thực tiễn, dạy học theo hướng vận dụng kiến thức khoa họcvào thực tiễn đang được quan tâm trong dạy học đại học ở Việt Nam

Tác giả Nguyễn Thanh Nga nghiên cứu về “Phát triển tư duy kĩ thuật cho SVngành kĩ thuật trong Vật lí đại cương thông qua dạy học dự án” [40] Tác giả cho rằngđào tạo đáp ứng nhu cầu xã hội là một yêu cầu cấp thiết của các trường đại học, trong

SV Y khoa phù hợp với lí luận dạy học hiện đại.

“Vật lí nguyên tử và hạt nhân là học phần nằm trong chương trình đào tạo Vật líđại cương cho SV ngành Vật lí của các trường đại học sư phạm Học phần này gắn liềnvới những thành tựu rực rỡ và ứng dụng to lớn của ngành Vật lí nguyên tử hạt nhânđối với cuộc sống của con người, đối với các lĩnh vực kinh tế, khoa học kĩ thuật hiệnđại khác” [24], [28] Phần lớn các tác giả biên soạn đã phân chia học phần thành hainội dung chính Vật lí nguyên tử và Vật lí hạt nhân Tuy nhiên, các nội dung dạy học cóliên hệ thực tiễn để góp phần bồi dưỡng năng lực tích hợp các khoa học cho SV nhưcác bài tập trong phần cuối chương, dự án học tập, nội dung dạy học mang yếu tố liênngành, các vấn đề tích hợp có liên quan đến nghề nghiệp của SV sư phạm thì nhữngnghiên cứu này chưa đề cập đến hoặc chưa đề cập rõ ràng Ví dụ đơn vị kiến thức “tia

X và phổ tia X” được trình bày khá sơ lược, ngắn gọn như ống tia X hoạt động như thếnào, bước sóng phát ra của ống tia X là do sự dịch chuyển electron từ lớp ngoài vàolớp sâu bên trong nguyên tử Vì thế SV gặp phải vấn đề đó là không thể liên hệ kiếnthức Vật lí đã học được với các lĩnh vực khác

Các kết quả nghiên cứu về dạy học tích hợp và bồi dưỡng năng lực dạy học tíchhợp trên thế giới và trong nước như đã nêu trên cho thấy những kiến thức tích hợp cáckhoa học liên ngành có ý nghĩa to lớn trong việc phát hiện và giải quyết những vấn đềthực tiễn cũng như phát triển năng lực của người học trong quá trình dạy học các mônhọc nói chung, Vật lí đại cương nói riêng Cho đến nay, chưa có một công trình nàocông bố kết quả nghiên cứu về dạy học Vật lí đại cương, phần “Vật lí nguyên tử hạt

nhân” nói riêng cho SV sư phạm theo định hướng bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp

ở trường THPT một cách tường minh, có hệ thống

1.3 Những vấn đề tiếp tục nghiên cứu

Thực hiện đề tài luận án, chúng tôi cần tiếp tục nghiên cứu các vấn đề sau:

(1) Trong đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thông, để SV có năng lực dạy học tích hợp cần những điều kiện, yếu tố nào?

(2) Dạy học Vật lí đại cương nói chung và dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạtnhân” nói riêng theo phương thức nào để bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV

sư phạm Vật lí?

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Phát triển chương trình môn Vật lí đại cương trong đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực của sinh viên

2.1.1 Cơ sở phát triển chương trình môn học Vật lí đại cương trong chương trình đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thông

“Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạyhọc, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng nănglực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con ngườinăng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Chương trình giáodục đại học nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhậnthức” [9]

“SV học tập ở trường đại học sư phạm là theo học một nghề cụ thể - dạy học, do

đó trong quá trình học tập tại trường, SV phải có sự hiểu biết và được rèn luyện các kĩnăng cơ bản của nghề dạy học Với tư cách là chủ thể học tập, SV tích cực, sáng tạo vậndụng kiến thức, kinh nghiệm để giải quyết các nhiệm vụ, công việc của người giáo viênTHPT trong thực tiễn giảng dạy và giáo dục học sinh nhằm hình thành năng lực nghềnghiệp với sự giúp đỡ, chỉ dẫn của giảng viên, sự hợp tác của những SV khác” [63]

Phương thức đào tạo ở đại học hiện nay đòi hỏi người SV sư phạm phải rènluyện để có được tính tự giác cao trong việc tiếp nhận tri thức khoa học chuyên ngành

mà sau này họ sẽ giảng dạy, đồng thời biết mở rộng, đi sâu tìm hiểu những tri thứckhoa học liên ngành để tạo dựng nền móng vững chắc về học thức chuyên môn phục

vụ cho việc chuyển tải tri thức môn học cho học sinh

Quá trình học tập của SV sư phạm chính là quá trình chủ động rèn luyện của bảnthân về phẩm chất và năng lực để hướng tới sự phù hợp với nghề dạy học Năng lực thíchứng của SV đối với những tiêu chí của nghề dạy học trên các phương diện nhận thức, kĩnăng và thái độ là thước đo chất lượng và hiệu quả của quá trình đào tạo, góp phần cungcấp cho nhà trường phổ thông những sản phẩm đích thực [32] Đổi mới cơ bản và toàndiện giáo dục đại học Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 đã nêu mục tiêu cụ

thể: “Phát triển các chương trình giáo dục đại học theo định hướng nghiên cứu và địnhhướng nghề nghiệp - ứng dụng” [41].

Phát triển chương trình đào tạo SV sư phạm Vật lí theo hướng phát triển nănglực đang được các cơ sở đào tạo, bồi dưỡng giáo viên quan tâm nghiên cứu thực hiện

2.1.2 Đổi mới chương trình Vật lí đại cương theo định hướng phát triển năng lực

Vật lí đại cương là môn học thuộc khối kiến thức đại cương/cơ bản của chươngtrình đào tạo giáo viên Vật lí THPT Kiến thức Vật lí đại cương là cơ sở của Vật lí học,

là khối kiến thức nền tảng giúp cho SV tiếp tục nghiên cứu các lĩnh vực của Vật lí hiệnđại, các ngành khoa học tự nhiên, ứng dụng Vật lí trong kĩ thuật công nghệ

Phát triển chương trình môn Vật lí đại cương theo định hướng phát triển nănglực, góp phần đào tạo đội ngũ giáo viên Vật lí “vừa hồng, vừa chuyên” thực hiện tốtchương trình giáo dục phổ thông mới là yêu cầu cấp thiết, quan trọng cần được quantâm nghiên cứu

Phát triển chương trình môn Vật lí đại cương theo định hướng phát triển nănglực cũng đồng nghĩa với việc đổi mới các thành tố của quá trình dạy học Vật lí đạicương theo hướng phát triển năng lực, từ mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy họcđến đánh giá kết quả học tập Vận dụng dạy học tích hợp là một trong các quan điểmgiáo dục hiện đại vào dạy học Vật lí đại cương ở bậc đại học

Mục tiêu của môn Vật lí đại cương phải góp phần thực hiện mục tiêu củachương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT và mục tiêu giáo dục đại học ở nước ta

Dựa vào triết lí giáo dục của thế kỉ XXI là lấy “học thường xuyên suốt đời” làmnền tảng và mục tiêu tổng quát (bốn trụ cột của giáo dục) theo Tổ chức Giáo dục,Khoa học và Văn hoá Liên hợp quốc: “Học để biết, học để làm, học để cùng chungsống, học để tự khẳng định, tương ứng với các mục tiêu đó là các năng lực: Năng lực

những năng lực cần thiết của người lao động trong xã hội hiện đại Dựa vào mô hình

đó để cụ thể hoá trong từng lĩnh vực nghề nghiệp, đặt ra chuẩn nghề nghiệp

Mục tiêu chương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT (mục tiêu đầu ra) phải đápứng chuẩn giáo viên Vật lí THPT, mục tiêu đó được cơ sở đào tạo giáo viên xây dựng

Ví dụ chuẩn đầu ra đào tạo giáo viên Vật lí của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vàcủa Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đưa ra trong mục tiêu đào tạo(2015 -2020) [96], [98] (xem Phụ lục 9a và 9b)

Các hoạt động giáo dục trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí phảihướng tới sự phát triển năng lực của SV theo chuẩn năng lực của giáo viên Vật lí THPT

Trong dạy học Vật lí đại cương, kết quả học tập của SV cần phải đạt được theomục tiêu của chương trình môn học Mục tiêu được mô tả chi tiết và có thể quan sátđược mức độ học tập của SV đạt được theo chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ hoặccác mức độ năng lực cần hình thành và phát triển

Giảng viên cần tạo điều kiện để SV được rèn luyện, phát triển hệ thống kĩ nănghọc tập hiện đại, theo ba nhóm kĩ năng sau đây [34]:

(1) Nhóm kĩ năng nhận thức trong học tập

tài liệu tham khảo, các dạng học liệu khác)

hình thức khác nhau

(2) Nhóm kĩ năng giao tiếp và quan hệ học tập

tập: Trả lời câu hỏi, phiếu học tập, báo cáo seminar, trình bày kết quả dự án, viết tiểuluận, làm bài kiểm tra…

(3) Nhóm kĩ năng quản lí học tập

Tổ chức rèn luyện và phát triển ba nhóm kĩ năng trên cho SV là điều kiện cần

để phát triển năng lực

 Nội dung dạy học

Sự phát triển nhanh chóng của khoa học, kĩ thuật và công nghệ với đặc điểmvòng đời của công nghệ đều rất ngắn, tri thức tiếp thu được qua mấy năm học đạihọc lạc hậu nhanh sau khi ra trường Vì thế, không có cách nào khác là phải trang bịkiến thức nền tảng, kĩ năng cơ bản và dạy cách học cho SV, tạo cho họ năng lực tựhọc và niềm say mê học tập suốt đời

Việc lựa chọn nội dung dạy học môn Vật lí đại cương không chỉ dựa vào tàiliệu các giáo trình Vật lí đại cương trình bày về những khái niệm, định luật, nguyên

lí, thuyết vật lí, các phương pháp tư duy, các phương pháp nhận thức vật lí mà cònphải lựa chọn thông tin mới về các sự kiện, kết quả sáng tạo trong khoa học và côngnghệ hiện đại; Thông tin về những sự kiện, tình huống thực tiễn trong đời sống, sảnxuất hiện đại; Những kết quả sáng tạo chứa đựng những kiến thức khoa học liênngành, tích hợp kiến thức của các lĩnh vực khoa học và công nghệ Có thể hiểu lànội dung dạy, nội dung học được SV tìm tòi, khám phá kiến tạo nên tri thức mớithông qua hoạt động học Như vậy, giảng viên phải biết lựa chọn nội dung gì, vấn đề

gì để khi học SV được rèn luyện các kĩ năng tư duy bậc cao, được học cách học tốtnhất Việc tích hợp kiến thức nội môn Vật lí đại cương và tích hợp kiến thức Vật líđại cương với các lĩnh vực khác của Vật lí học, Hoá học, Sinh học, Thiên văn học…tích hợp kiến thức trong nội dung dạy học

 Phương pháp dạy học: Các phương pháp dạy học cần phải thoả mãn một số

tiêu chí cụ thể:

- Dạy cách học, học cách học

- Phát huy tính tích cực, chủ động học tập của SV

- Hoạt động học tập của SV là trung tâm của hoạt động dạy học

- Khai thác, sử dụng kết hợp giữa các phương tiện dạy học truyền thống và hiệnđại, sử dụng tối đa công nghệ thông tin truyền thông, đặc biệt là mạng Internet

 Đánh giá kết quả học tập

Kết hợp đánh giá quá trình và đánh giá kết quả, kết hợp giữa đánh giá của giảngviên và tự đánh giá của SV về năng lực cần được hình thành và phát triển (được xácđịnh ở mục tiêu dạy học)

2.2 Tư tưởng sư phạm tích hợp và dạy học tích hợp

2.2.1 Tư tưởng sư phạm tích hợp

Giáo dục hiện đại là giáo dục chuyển từ thuần tuý tập trung vào kiến thức sangtập trung phát triển năng lực của người học, thể hiện rõ trong việc phát triển các

Tư tưởng sư phạm tích hợp là quan niệm làm cho quá trình học tập luôn có ýnghĩa thiết thực đối với người học Nội dung của tư tưởng sư phạm tích hợp thể hiện ởnhững vấn đề sau [48], [51], [60]:

với hành, gắn lí thuyết với thực tiễn, hoà nhập thế giới học đường với cuộc sống thực

- Hình thành và phát triển các năng lực của người học (năng lực chung và nănglực chuyên biệt cần thiết) để vận dụng giải quyết những tình huống có ý nghĩa tronghọc tập và trong cuộc sống

- Tận dụng tối đa vốn kinh nghiệm của người học, thiết lập mối quan hệ giữa kiến thức, kĩ năng và phương pháp nhận thức của các môn học/của các khoa học

- Tinh giản kiến thức, tránh sự lặp lại nội dung của các môn học, giảm tải trongchương trình đào tạo

2.2.2 Dạy học tích hợp

Khái niệm dạy học tích hợp có những hình thức diễn đạt khác nhau:

“Dạy học tích hợp là hành động liên kết một cách hữu cơ, có hệ thống các đốitượng nghiên cứu, học tập của một vài lĩnh vực môn học khác nhau thành nội dungthống nhất, dựa trên cơ sở về các mối liên hệ lí luận và thực tiễn được đề cập trong cácmôn học đó nhằm hình thành ở học sinh các năng lực cần thiết” [60, tr 13]

“Dạy học tích hợp liên môn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan đếnhai hay nhiều môn học” [10]

Dạy học tích hợp được UNESCO định nghĩa như sau: “Một cách trình bày cáckhái niệm và nguyên lí khoa học cho phép diễn đạt sự thống nhất cơ bản của tư tưởngkhoa học, tránh nhấn quá mạnh hoặc quá sớm sự sai khác giữa các lĩnh vực khoa họckhác nhau” [33]

“Dạy học tích hợp là một cách thức dạy học chú trọng đến việc hình thành, pháttriển tư duy sáng tạo và kĩ năng tổng hợp thông qua việc gắn kết, phối hợp các nộidung gần gũi liên quan, nhằm hình thành ở học sinh những năng lực giải quyết vấn đề,đặc biệt là các vấn đề đa dạng của các tình huống thực tiễn” [4].

Chương trình Giáo dục phổ thông mới giải thích thuật ngữ “Dạy học tích hợp làđịnh hướng dạy học phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng,…thuộcnhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết có hiệu quả các vấn đề trong học tập và cuộcsống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện kĩ năng” [14,

nhau nhiều lĩnh vực để giải quyết một vấn đề có hiệu quả và thường đạt được nhiềumục tiêu khác nhau

Từ những định nghĩa nêu trên, ta có thể hiểu: Dạy học tích hợp là dạy cho người học tìm ra các mối liên hệ để nhận thức bản chất của sự vật hiện tượng, người học biết vận dụng những kiến thức, kĩ năng của hai hay nhiều môn học để giải quyết các vấn đề có liên quan đến tình huống trong học tập hoặc thực tiễn, phát triển năng lực người học.

2.2.3 Nguyên tắc tích hợp liên môn Vật lí với các môn khoa học tự nhiên

Thực hiện mối liên hệ giữa các khoa học một cách có mục đích và có hệ thốngbằng những con đường khác nhau trong sự thống nhất hữu cơ Có thể xây dựng nộidung dạy học liên môn theo hướng những mối liên hệ/ nguyên tắc sau [48]:

● Những mối liên hệ đồng bộ nhiều môn: Khi nghiên cứu các môn khoa học tự

nhiên (Vật lí, Hóa học, Sinh học) ở những mức khác nhau về cấu tạo chất (phân tử, nguyên

tử, hạt nhân và các hạt cơ bản) xác lập được mối liên hệ giữa các tính chất của các đốitượng vật chất và cấu trúc bên trong của chúng Sự chuyển kiến thức từ một lĩnh vực khoahọc này vào các hoàn cảnh khác nhau của các lĩnh vực khác làm cho SV nhận thức đầy đủsức mạnh của kiến thức khoa học không chỉ ở kết cấu lôgic của một lĩnh vực nào đó của nó

mà cả ở tính vạn năng, tính tổng quát của những luận điểm nền tảng của khoa học Cụ thể,như chất và trường, năng lượng, các hình thức vận động của vật chất, các định luật bảotoàn, tính bảo toàn, tính đối xứng, thuyết cấu tạo chất và định luật tuần hoàn của cácnguyên tố hóa học, thuyết tế bào và trao đổi chất, tính di truyền, quan hệ tương hỗ của cơthể và môi trường v.v Chính những luận điểm nền tảng này dùng làm

cơ sở của nội dung các môn học Sự lĩnh hội được những luận điểm nền tảng của khoahọc, các nguyên lí của nó, kĩ năng rút ra được từ những trường hợp riêng và vận dụngđược vào những môn học khác Tất cả những điều đó giúp nâng cao năng lực vận dụngcác kiến thức vào thực tiễn cho SV

● Những mối liên hệ không đồng bộ: Thời gian thực hiện chương trình của các

học phần các khoa học phải bảo đảm sao cho không phá vỡ cấu trúc lôgic của nó, vì thếmối liên hệ giữa các học phần phải là mối liên hệ tương hỗ Trong trường hợp nghiêncứu một khái niệm “không đồng bộ hóa được” ở một môn học khác là có lợi Ví dụ:Khái niệm lực, vận tốc, gia tốc,… trong bài học Vật lí sau đó hình thành các khái niệm

về vectơ, đạo hàm bậc nhất và bậc hai trong toán học, hoặc nghiên cứu định luậtAvôgađrô trong hóa học, rồi cho nó một chứng minh toán học và xác định số Avôgađrôbằng thực nghiệm trong Vật lí

Mỗi khái niệm đòi hỏi một logic hình thành và sắp xếp trong hệ thống của họcphần, nên trình bày sâu sắc một số khái niệm ở môn học khác, thực hiện sớm hơn, sẽkhông thể và không cần phải đạt đến mức giải thích chúng với nội hàm đầy đủ (dĩnhiên là phù hợp kiến thức khoa học, đối tượng SV) Ví dụ, các định luật bảo toàn chỉ

có thể nghiên cứu đầy đủ nhất trong giáo trình Vật lí, lí thuyết hàm số trong giáo trìnhtoán học v.v… còn kiến thức sơ bộ chỉ có thể thực hiện được trong phần giáp ranh ởmức độ khoa học nào cần thiết để hiểu được những vấn đề cụ thể của khoa học đó

● Nội dung dạy học Vật lí theo nguyên tắc liên môn: Người ta tách ra một cách hợp

lí những mối liên hệ sau đây giữa các khoa học: Các mối liên hệ khái niệm, các mối liên hệ tưtưởng, các mối liên hệ theo phương pháp khoa học và các mối liên hệ hệ thống

- tổng hợp (hình 2.1)

+ Các mối liên hệ khái niệm được tính đến trong khi xây dựng chương trình, giáo

trình, lựa chọn nội dung dạy học Ví dụ khi nghiên cứu dòng điện trong các môi trường,

giảng viên phải kiểm tra sự hiện hữu những kiến thức hóa học của SV, cho SV biết rằng

ở Vật lí chúng ta cũng sử dụng chính những khái niệm có trong Hóa học Việc xác lậpmối liên hệ các khái niệm giữa các khoa học giúp cho SV không những vận dụng kiếnthức mà còn hiểu rằng giữa các khoa học tự nhiên không có một ranh giới chặt chẽ

+ Các mối liên hệ tư tưởng: Đó là những sự giải thích phối hợp và bổ sung lẫn

nhau của cùng những sự kiện, những khái niệm, những định luật và những lí thuyết nền tảngtrong những môn học khác nhau, trên cơ sở những nguyên lí, những quan niệm, những tưtưởng chỉ đạo chung Nhiều vấn đề nội dung dạy học đòi hỏi sự phối hợp này Ví dụ giữa Vật

lí và Hóa học là các khái niệm về nguyên tử, phân tử, cấu tạo chất, thuyết

điện li, khối lượng, năng lượng, các định luật chất khí, định luật bảo toàn và chuyển hóanăng lượng,…; giữa Vật lí và Toán học là hàm số một và hai biến, phép tính các vec tơ

và thứ nguyên các đại lượng, phương pháp tọa độ và phép tính gần đúng,…; Vật lítrong Sinh học: các nguyên tắc Vật lí của những vận động cơ học của cơ thể, hoạt độngcác cơ quan thị giác, thính giác và tuần hoàn, trao đổi nhiệt của cơ thể với môi trườngxung quanh, những điều kiện tối ưu đối với hoạt động sản xuất và bảo vệ môi trường(nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, vận tốc di chuyển cuả không khí, sự chiếu sáng,…) các quátrình Sinh học ở trình độ phân tử và nguyên tử, sự quang hợp…,việc sử dụng trong tất

cả các khoa học một hệ thống đơn vị Vật lí – hệ đơn vị quốc tế, hệ SI

+ Các mối liên hệ về các phương pháp khoa học: Ngoài những phương pháp

khoa học đặc thù riêng của từng khoa học, sẽ còn sử dụng các phương pháp khoa họckhác Phương pháp nghiên cứu Vật lí là cơ sở và có ảnh hưởng lớn trong khoa học tựnhiên Vì thế trong các bài học Vật lí SV phải được chuẩn bị để hiểu được việc áp dụngcác phương pháp như phương pháp nhiệt lượng kế, quang phổ, phương pháp đo điệnnhững đại lượng không điện, phương pháp các đồng vị phóng xạ v.v…

Mối liên hệ nội dung Vật lí học với các khoa học khác

Những mối liên hệ về thời gian

Đồngbộ

Những mối liên hệ về nội dung

khoahọc

Hệ thống – tổng hợp

Hình 2.1: Các dạng tích hợp Vật lí với các khoa học khác trong nội dung dạy học

+ Các mối liên hệ hệ thống – tổng hợp: Trong thời đại có sự phân hóa lớn các

kiến thức thì việc tổng hợp nội dung dạy học lại cực kì cần thiết, về các kiến thức củakhoa học tự nhiên và kĩ thuật tổng hợp Đó là một trong những con đường dẫn tới sựliên kết kiến thức, tới bức tranh khoa học thống nhất của thế giới, tới những sáng tạotrong sản xuất - công nghệ nói chung

2.3 Năng lực, năng lực dạy học, năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí

do những tình huống này đặt ra” [51, tr 91]

Theo tác giả Đỗ Hương Trà và các cộng sự: “Năng lực là khả năng huy động tổnghợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân như hứng thú, niềm tin, ý chí

để thực hiện thành công một loại công việc trong một bối cảnh nhất định” [60, tr 7]

Theo Weinert F., “Năng lực là sự tổng hợp các kĩ năng sẵn có hoặc học đượccũng như sự sẵn sàng của người học nhằm giải quyết những vấn đề nảy sinh và hànhđộng một cách có trách nhiệm, có sự phê phán để đi đến giải pháp” [92]

Trong tâm lí học cũng có nhiều định nghĩa về năng lực Các nhà tâm lí học ngườiNga như P.A.Rudich, A.G.Côvaliôp, N.X.Lâytex,… đều cho rằng năng lực là thuộc tínhtâm lí cá nhân, thực hiện có hiệu quả một loại hoạt động nhất định [16 ], [43]

Theo chương trình giáo dục phổ thông mới của Bộ GD&ĐT, năng lực được địnhnghĩa như sau: “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn

có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức,

kĩ năng và các thuộc tính cá nhân như hứng thú, niềm tin, ý chí… thực hiện thành

công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụthể” [14, tr 37].

Như vậy, tùy vào cách tiếp cận của từng nghiên cứu mà năng lực có những kháiniệm khác nhau Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi đề cập đến năng lực của SV đạihọc sư phạm, cụ thể là SV sư phạm Vật lí Theo chúng tôi: “Năng lực là khả năng vậndụng kiến thức tổng hợp để giải quyết vấn đề/tình huống của bài học/bài tập một cách

có hiệu quả, năng lực của SV sư phạm Vật lí thể hiện trong điều kiện SV biết dựa vàocác chứng cứ khoa học (chủ yếu là khoa học tự nhiên) đã huy động để đánh giá nhữngtác động của khoa học đến đời sống xã hội”

 Cấu trúc năng lực

Có nhiều loại năng lực khác nhau Việc mô tả cấu trúc và các thành phần nănglực cũng khác nhau Hiện nay có hai quan niệm về cấu trúc năng lực đó là theo nguồngốc hợp thành và theo các thành tố [9], [48]:

- Quan niệm cấu trúc năng lực theo nguồn hợp thành, mô hình ASK: Nhiều học giả

ở Anh, Mỹ coi năng lực là sự kết hợp ba yếu tố: Thái độ (Attitude), kĩ năng (Skills),

kiến thức (Knowledge)

- Quan niệm cấu trúc năng lực theo các năng lực thành phần/năng lực thành tố

- Năng lực gồm có những năng lực thành phần, mỗi năng lực thành phần có các tiêu chí/ hành vi tạo nên năng lực thành phần/năng lực thành tố đó

 Các loại năng lực

Phân loại năng lực là một việc làm phức tạp và tính tương đối Trong giáo dụcđào tạo của nhiều nước, nêu lên hai năng lực chính: Đó là năng lực chung (generalcompetence) và năng lực cụ thể, chuyên biệt (specific competence) [9], [14], [48]

Năng lực chung là năng lực cơ bản, thiết yếu để con người có thể sống và làmviệc bình thường trong xã hội Năng lực chung được hình thành và phát triển qua hoạtđộng học tập mọi môn học và liên quan đến nhiều môn học Ví dụ trong chương trìnhgiáo dục phổ thông mới [14], các năng lực chung gồm có: (1) Năng lực tự chủ, tự học,(2) Năng lực giao tiếp và hợp tác, (3) Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo…

Năng lực cụ thể / năng lực chuyên biệt là năng lực riêng được hình thành và pháttriển qua hoạt động học tập, rèn luyện trong một lĩnh vực hoặc một môn học nào đó Ví

dụ môn học Vật lí, ngoài việc góp phần hình thành và phát triển phẩm chất, năng lựcchung còn hình thành và phát triển năng lực đặc thù/ chuyên biệt đó là năng lực vật lí,với những biểu hiện cụ thể sau: a) Nhận thức vật lí, b) Tìm hiểu thế giới tự nhiên dướigóc độ Vật lí/năng lực thực nghiệm, c) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học [15]

Để xác định các năng lực chung cho chương trình giáo dục/ đào tạo cần dựa vào

ba yếu tố cơ bản sau [48]:

triển nguồn nhân lực và đào tạo một thế hệ công dân đáp ứng những thách thức củatương lai

- Thực trạng năng lực của học sinh, SV và của người lao động nói chung củamột đất nước

- Xu thế quốc tế về phát triển năng lực cho học sinh phổ thông, SV đại họcnhằm đáp ứng thị trường lao động

Các yếu tố vừa nêu khác nhau ở mỗi quốc gia, cho nên việc xác định hệ thốngnăng lực chung cho chương trình giáo dục phổ thông và chương trình đào tạo cácngành nghề của các trường đại học ở mỗi nước cũng hết sức đa dạng và phong phú

2.3.2 Năng lực dạy học của giáo viên trung học phổ thông

“Chuẩn nghề nghiệp giáo viên cơ sở giáo dục phổ thông là hệ thống phẩm chất,năng lực mà giáo viên cần đạt được để thực hiện nhiệm vụ dạy học và giáo dục họcsinh trong các cơ sở giáo dục phổ thông” [13]

“Năng lực của giáo viên THPT là khả năng đáp ứng các yêu cầu về trình độchuyên môn, kĩ năng sử dụng tốt các công nghệ hỗ trợ để truyền đạt cho học sinh kiếnthức của bài học một cách có hiệu quả nhất Bên cạnh đó, họ còn phải có lối sốngchuẩn mực, yêu nghề, làm gương sáng cho học sinh noi theo, năng lực giao tiếp vớinhững người xung quanh như giao tiếp với học sinh (công tác dạy học và chủ nhiệmlớp), đồng nghiệp (trao đổi chuyên môn)” [13]

Thông tư số 20 ban hành năm 2018 của Bộ GD&ĐT nêu rõ các tiêu chuẩn nghềnghiệp đối với giáo viên cơ sở giáo dục phổ thông (hình 2.2)

Tiêu chuẩn 1: Phẩm chất nhà giáo

Tiêu chuẩn 2: Phát triển chuyên môn, nghiệp vụ

Tiêu chuẩn 3: Xây dựng môi trường giáo dục

Tiêu chuẩn 4: Phát triển mối quan hệ giữa nhà trường, gia đình và xã hội

Tiêu chuẩn 5: Sử dụng ngoại ngữ hoặc tiếng dân tộc, ứng dụng công nghệ thông tin, khai thác và sử dụng thiết bị công nghệ trong dạy học, giáo dục

Hình 2.2: Các tiêu chuẩn của chuẩn nghề nghiệp giáo viên THPT [13]

Trong phạm vi của luận án này, chúng tôi tập trung nghiên cứu tiêu chuẩn 2, đó

là tìm hiểu các năng lực phát triển chuyên môn, nghiệp vụ của giáo viên cơ sở giáo dụcphổ thông, cụ thể là năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí Từ đó chúng tôi đề

như đề xuất các phương pháp bồi dưỡng cho SV sư phạm Vật lí đang học ở các trườngđại học, góp phần nâng cao khả năng đáp ứng được tiêu chuẩn phát triển chuyên môn,nghiệp vụ cho SV sư phạm Vật lí sau khi tốt nghiệp

Năng lực phát triển chuyên môn: Là năng lực nắm vững chuyên môn, thường

xuyên cập nhật, nâng cao năng lực chuyên môn của giáo viên Thuật ngữ “phát triển”

chuyên môn dùng cho giáo viên THPT (đối tượng đã giảng dạy tại các cơ sở giáo dụcphổ thông), dùng chuẩn để đánh giá về mặt tự học, tự trao dồi, tham gia đầy đủ các lớptập huấn và hướng dẫn đồng nghiệp về mặt chuyên môn Kiến thức chuyên môn baogồm kiến thức khoa học về lĩnh vực giảng dạy, kiến thức các lĩnh vực khác bổ trợ cholĩnh vực giảng dạy, SV sư phạm hình thành kiến thức này trong nhiều năm, đặc biệtđối với kiến thức chuyên môn là khối kiến thức đại cương gắn với chương trình dạyhọc ở phổ thông, năng lực chuyên môn đóng góp vào sự phát triển nghề nghiệp củangười giáo viên thể hiện qua giải thích một cách sáng tỏ, lập luận có logic các bàigiảng phổ thông, họ có thể xây dựng bài giảng mạch lạc, trả lời thuyết phục các câuhỏi của học sinh, mở rộng phạm vi bài học, liên hệ thực tế

Hiện nay nước ta đang thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới, giáoviên thực hiện dạy theo phân phối chương trình phù hợp chuyên ngành đã được đàotạo, đồng thời giáo viên còn tổ chức một vài buổi học có nội dung tích hợp nhằm pháttriển năng lực cho người học, vì thế chương trình mới đòi hỏi giáo viên phải có kiếnthức chuyên môn vững vàng, bên cạnh đó họ cần phải có những kiến thức bổ trợ thuộclĩnh vực khác Hình 2.3 thể hiện ba vòng tròn tương ứng với kiến thức thuộc ba mônhọc riêng lẻ là Vật lí, Hóa học, Sinh học, vùng giao nhau của các vòng tròn thể hiệnkiến thức tích hợp từ hai hay ba môn học, vùng giao nhau càng rộng thì khả năng đápứng triển khai dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh của giáo viên càngnhiều (năng lực dạy học tích hợp có thể đạt mức độ càng cao)

Vật lí

Hình 2.3: Các môn học nhóm khoa học tự nhiên

Năng lực phát triển nghiệp vụ: Là năng lực thực hiện được và không ngừng cải

tiến, nâng cao chất lượng các hoạt động từ khâu lập kế hoạch cho đến tổ chức dạy học vàkiểm tra đánh giá năng lực của học sinh Nhóm năng lực này còn gọi là nhóm năng lực vềphương pháp dạy học của giáo viên Ở bậc đại học, SV sư phạm được giảng viên rènluyện thông qua quá trình dạy học các nhóm học phần như lí luận và phương pháp dạyhọc bộ môn, kiểm tra đánh giá, tập giảng, kiến tập và thực tập, nghiệp vụ sư phạm

2.3.3 Năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí trung học phổ thông

Theo tài liệu tập huấn của Bộ GD&ĐT về phát triển chương trình dành cho giáoviên phổ thông ngành sư phạm Vật lí [12], năng lực dạy học của SV sư phạm Vật lí baogồm có 9 tiêu chí (hình 2.4) Trong dạy học Vật lí đại cương, chúng tôi tập trung bồidưỡng cho SV “Kiến thức các khoa học liên môn bổ trợ nền tảng” và “kiến thức, kĩ năngmôn học sẽ dạy ở phổ thông” để góp phần nâng cao “năng lực dạy học tích hợp” cho

SV sư phạm Vật lí, SV có thể vận dụng kiến thức tích hợp để triển khai các phươngpháp dạy học tích hợp ở trường THPT, đây là một trong những yêu cầu mới đối vớigiáo viên để thực hiện chương trình giáo dục phổ thông tổng thể.

Các phẩm chất, năng lực của SV ngành sư phạm Vật lí

và môi trường giáo dục

Năng lực giáo dục Năng lựcdạy học

Năng lực giao tiếp

Năng lực đánh giá trong giáo dục

Năng lực hoạt động

xã hội và

Năng lực phát triển nghề nghiệp

Kiến thức các khoa học liên môn bổ trợ nền tảng

Kiến thức, kĩ năng môn học sẽ dạy ở phổ thông

Năng lực phát triển chương trình môn học

Năng lực vận dụng phương pháp, phương tiện và hình thức tổ chức dạy học bộ mônNăng lực dạy học phân hóa

Năng lực dạy học tích hợp

Năng lực lập và thực hiện kế hoạch dạy học

Năng lực kiểm tra và đánh giá kết quả học tập

Năng lực xây dựng, quản lý và sử dụng hồ sơ dạy học

Hình 2.4 Mô tả về phẩm chất, năng lực của SV sư phạm Vật lí [12].

2.3.4 Cấu trúc năng lực dạy học tích hợp của sinh viên sư phạm Vật lí

2.3.4.1 Cơ sở lí luận về cấu trúc năng lực dạy học tích hợp

Năng lực dạy học tích hợp của giáo viên/SV ngành sư phạm được mô tả dưới dạng các năng lực thành phần, mỗi năng lực thành phần bao gồm những biểu hiện hành

vi (một số nghiên cứu có thể phân thành các mức độ để đo chỉ số chất lượng của hành vi), sau đây là một số mô tả về năng lực dạy học tích hợp của giáo viên/SV sư phạm

 Mô tả năng lực dạy học tích hợp theo quan điểm thứ nhất

Theo tác giả Phạm Thị Kim Anh để có được năng lực dạy học tích hợp, người giáo viên/SV cần phải đạt được các tiêu chí sau đây:

hội sâu sắc Tác giả cho rằng đây là yếu tố nền tảng rất quan trọng vì không có năng

lực này thì giáo viên sẽ không liên kết được những kiến thức có liên quan đến nội dungdạy học

hợp, các cách tích hợp, các mức độ tích hợp (dọc, ngang; theo nội dung/chủ đề; liên môn,xuyên môn, đa môn), biết xây dựng chủ đề/ hoặc nội dung tích hợp, biết khai thác những nộidung, yếu tố có mối liên hệ gắn kết gần gũi với nội dung bài học Thiết kế

được các kế hoạch dạy học theo hướng tích hợp, biết phương pháp, cách thức dạy học tíchhợp, thực hiện tốt quá trình dạy học tích hợp ở trên lớp với những phương pháp, kỹ

thuật, phương tiện dạy học và hình thức tổ chức dạy học đa dạng phong phú

dung bài giảng phong phú, đa dạng

chức dạy học kết hợp giữa dạy lý thuyết và thực hành trong một nội dung bài học nêngiáo viên phải có được năng lực cần thiết này [4]

 Mô tả năng lực dạy học tích hợp theo quan điểm thứ hai

Tác giả Trần Trung Ninh và các cộng sự đã dựa trên đặc điểm của chương trìnhđào tạo giáo viên ở trường đại học sư phạm để đề xuất cấu trúc năng lực dạy học tíchhợp bao gồm ba năng lực thành phần như sau:

- Năng lực nhận thức chung về dạy học tích hợp: Nêu được chính sách liênquan đến dạy học tích hợp, xác định được năng lực đặc trưng và năng lực đặc thù củacác môn khoa học, trình bày được những vấn đề lí luận về dạy học tích hợp

- Năng lực thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học tích hợp: Đề xuất các chủ đềtích hợp nội môn, liên môn, hợp tác với các giáo viên ở các môn học liên quan để tổchức dạy học tích hợp, vận dụng các phương pháp dạy học, kỹ thuật dạy học tích cựcphù hợp trong dạy học tích hợp, tham gia phát triển chương trình nhà trường theo địnhhướng phát triển năng lực, phẩm chất HS, ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy họctích hợp

- Năng lực kiểm tra, đánh giá trong dạy học tích hợp: Thiết kế và sử dụng bộcông cụ đánh giá năng lực học sinh trong dạy học tích hợp [46].

 Mô tả năng lực dạy học tích hợp theo quan điểm thứ ba

Theo các tác giả Nguyễn Thị Ngọc Linh và Trần Thị Nâu, năng lực chủ yếugiáo viên cần có trong dạy học tích hợp bao gồm: Năng lực phân tích chương trìnhhọc, năng lực phát hiện, tổng hợp và liên hệ vấn đề, năng lực lựa chọn kiến thức, vấn

đề tích hợp và để dạy học tích hợp thành công, với các năng lực chung và năng lựcriêng trên, giáo viên cần phải có kiến thức chuyên môn chắc chắn, kiến thức liên ngànhrộng mở, kiến thức đời sống xã hội phong phú và kinh nghiệm bản thân thì sự tích hợp

Năng lực thành phần Biểu hiện hành vi / tiêu chí

1 Năng lực nhận thức - Xác định được năng lực chung, năng lực đặc thù của môn

về dạy học tích hợp học Vật lí

- Trình bày được những vấn đề lí luận về dạy học tích hợp

2 Năng lực tích hợp - Phát hiện được vấn đề tích hợp

kiến thức các khoa học - Tổng hợp kiến thức tích hợp

tự nhiên - Tìm tòi, khám phá, sắp xếp kiến thức các khoa học liên

quan đến vấn đề tích hợp

- Thuyết trình, diễn đạt chủ đề tích hợp theo trình tự logic,chính xác

- Đánh giá tác động của khoa học đến đời sống, xã hội

3 Năng lực thiết kế - Xác định mục tiêu dạy học tích hợp

giáo án và tổ chức hoạt - Xây dựng kế hoạch (giáo án) dạy học tích hợp

động dạy học tích hợp - Sử dụng phương pháp, phương tiện dạy học hiệu quả

2.4 Năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm

Năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên là thuộc tính tâm lí, khả năngcủa người học phát hiện được vấn đề tích hợp, huy động tổng hợp các kiến thức, kĩnăng, phương pháp nhận thức của các môn học/của các khoa học tự nhiên để giảiquyết vấn đề liên quan đến lí thuyết khoa học hoặc vấn đề thực tiễn trong đời sống,khoa học, công nghệ và dạy học Vật lí đạt được hiệu quả

b Phân tích các giai đoạn hình thành năng lực tích hợp các khoa học tự nhiên

Từ khái niệm năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên, chúng tôi cho

rằng năng lực được hình thành cho SV thông qua các giai đoạn tổ chức dạy học chủ đềtích hợp (hình 2.5)

đề nghị SV ghi chép, thảo luận nhóm và đề xuất vấn đề bằng một bộ câu hỏi, hoặc mộtchuỗi các nghi vấn chưa rõ về những vấn đề đó

hợp là giai đoạn mất nhiều thời gian, vì đòi hỏi người đọc không chỉ biết tra cứu thông

tin trong sách, giáo trình đang có mà còn phải biết tra cứu các tài liệu trong lĩnh vựckhác như Sinh học, Hóa học mục đích tạo nên các sản phẩm khi thực hiện nhiệm vụhọc tập/nghiên cứu có chất lượng hoặc có tính khả thi cao, hay nói cách khác là tạo ranguồn tài nguyên phong phú trong hoạt động dạy học như dạy học chủ đề, tăng các bàitập tích hợp trong tiết luyện tập sau khi hoàn thành chương trình đại học Cho nên việcđọc và tìm nguồn tài liệu tích hợp để hiểu mức độ sâu rộng kiến thức khoa học tíchhợp là một trong những năng lực cần thiết, giảng viên cần tạo ra nhiệm vụ để địnhhướng cho SV huy động kiến thức đọc, hiểu tài liệu các kiến thức khoa học tích hợp

- Tìm tòi, khám phá, sắp xếp kiến thức các khoa học liên quan đến vấn đề tích hợp : Sau khi tổng hợp và chọn lọc những kiến thức tích hợp khoa học thì họ cần phải sắp

xếp các mạch kiến thức tích hợp theo trình tự hợp lí, “xâu chuỗi” chúng lại nhằm làmsáng tỏ, giải thích các vấn đề trong tự nhiên, đây gọi là năng lực hiểu được vấn đề

khoa học, năng lực này hết sức cần thiết, bởi thế giới của chúng ta đang phát triển như

là một thể thống nhất, cùng với đó, kiến thức của các khoa học cũng nên được trìnhbày trong nhà trường như là một thể thống nhất

- Trình bày các chủ đề tích hợp theo trình tự logic, chính xác và khoa học: Đây

là năng lực được hình thành sau khi SV đã tạo ra được sản phẩm, biết xâu chuỗi chủ đềlại và phát biểu nó bằng thuật ngữ khoa học theo cách riêng, vậy nên đây là yếu tố đểgiảng viên phân biệt và đánh giá năng lực tích hợp kiến thức khoa học của những SVdựa vào tính mới và độc đáo trong cách thể hiện hoặc thuyết trình Giảng viên cần tạo

cơ hội để SV được phát biểu, trao đổi về các vấn đề xoay quanh nội dung học tập,năng lực này cũng góp phần vào sự thành công sau khi SV tốt nghiệp, bồi dưỡng cho

họ hiểu và biết cách diễn giảng để người khác hiểu vấn đề tích hợp

- Đánh giá các tác động của khoa học đến đời sống xã hội: Vận dụng sự hiểu biết

của SV để đánh giá sự tiến bộ, hạn chế và rủi ro của lí thuyết khoa học dựa trên các bằng

chứng (bao gồm những nguyên tắc cơ bản, khái niệm cơ bản, phương pháp nghiên cứuhoặc các quy trình), năng lực này đóng vai trò quan trọng và liên quan trực tiếp đếnviệc ra quyết định, có tác dụng rèn luyện kĩ năng sống cho SV.

2.4.2 Cấu trúc năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí

Dựa trên cơ sở định nghĩa và phân tích các giai đoạn hình thành năng lực tíchhợp kiến thức các khoa học tự nhiên, chúng tôi xác định khung năng lực tích hợp kiếnthức các khoa học tự nhiên cho SV sư phạm Vật lí trong quá trình dạy học Vật lí đạicương được trình bày trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Khung năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật

lí trong dạy học Vật lí đại cương

những mâu thuẫn từ vấn đề đã được nêu, đặt đượccâu hỏi xoay quanh vấn đề

thức liên quan và thiết lập mối quan hệ giữa kiếnthức Vật lí với kiến thức các khoa học tự nhiên.Tìm tòi, khám phá, sắp xếp kiến - Khám phá, lựa chọn, sắp xếp nội dung kiến thứcthức các khoa học liên quan đến liên quan đến vấn đề tích hợp, nghiên cứu giải

huống gắn với thực tiễn bằng cách xâu chuỗi cácthông tin đã thu thập được

chính xác

Đánh giá tác động của khoa học - Đánh giá tích cực, tiêu cực của nghiên cứu khoa

2.4.3 Thang đo năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí

a Cơ sở xây dựng thang đo

Raven J đề xuất bảng năng lực như một ma trận hai chiều Chiều ngang có nộidung liệt kê một loạt các tiêu chí nổi bậc nhất của năng lực, nó là các năng lực thànhphần Chiều dọc mô tả về kĩ năng, nhận thức, kinh nghiệm và ý chí của từng năng lựcthành phần, tức mô tả hành vi để làm sáng tỏ các năng lực thành phần ấy [84]

Zimnaia I.A chỉ ra rằng các năng lực thành phần phải có các đặc trưng tiêu biểu

để cấu thành năng lực chính Theo đó, năng lực thành phần phải bao gồm các đặc điểmnhư sau [93]:

- Sẵn sàng thể hiện năng lực

- Kiến thức về nội dung năng lực

- Kinh nghiệm chứng minh năng lực trong các điều kiện, hoàn cảnh khác nhau

- Đối tượng ứng dụng của nội dung năng lực

- Quy định về cảm xúc của quá trình và kết quả của việc thể hiện năng lực

b Đề xuất thang đo

Dựa trên khung năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên (bảng 2.2).Chúng tôi đề xuất thang đo chi tiết các mức độ của năng lực tích hợp kiến thức cáckhoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí trong học tập Vật lí đại cương (bảng 2.3)

Bảng 2.3: Thang đo năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên

thành phần (0,0-4,9 điểm) (5,0-5,9 điểm) (6,0-7,9 điểm) (8,0-10 điểm)

Phát hiện Không phát Phát hiện được Tự phát hiện Tự phát hiện

sự hướng dẫn vấn đề tích hợp tích hợp