Luận án: Phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Điện học - Điện từ học Vật lý THPT

Lý do chọn đề tài Cuộc cách mạng khoa học và công nghệ phát triển nhanh như vũ bão. Giáo dục đứng trước một thử thách lớn, khi tri thức của loài người ngày một tăng lên nhanh chóng nhưng những tri thức mới cũng nhanh lạc hậu. Thị trường lao động đòi hỏi ngày càng cao về năng lực nghề nghiệp. Người lao động phải có năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề một cách sáng tạo trong những tình huống thay đổi.

Sống và làm việc trong thế giới hiện đại, đòi hỏi con người phải có những năng lực chung và năng lực chuyên môn, năng lực học tập suốt đời. Chương trình giáo dục truyền thống tập trung vào kiến thức đã bộc lộ những điều bất cập như quá tải về kiến thức, giảng dạy theo lối truyền thụ một chiều, nặng về lí thuyết mang tính hàn lâm, hạn chế tính năng động tự chủ và sáng tạo của người học, không đáp ứng được nhu cầu giải quyết các tình huống thực tiễn và khả năng làm việc của người học. Những công trình nghiên cứu quốc tế về giáo dục đã chứng tỏ trên thế giới có rất nhiều người gọi là những ”người mù chữ chức năng”, nghĩa là những người đã lĩnh hội được kiến thức, kĩ năng trong nhà trường nhưng không có khả năng sử dụng các kiến thức, kĩ năng đó vào cuộc sống hàng ngày. Những người mù chữ chức năng khó có việc làm, chỗ đứng trong xã hội hiện đại.

Chính vì thế, nhà trường phải tập trung dạy người học biết sử dụng kiến thức, kĩ năng đã biết vào việc giải quyết những vấn đề thực tiễn có ý nghĩa đối với người học. Tóm lại, nhà trường cần phát triển những năng lực của người học [75]. Chương trình dạy học định hướng năng lực với mục tiêu học tập theo quy định kết quả đầu ra mong muốn của quá trình dạy học. Kết quả học tập mong muốn được mô tả chi tiết có thể quan sát, đánh giá được năng lực của người học, nhấn mạnh năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học.

Chương trình dạy học phát triển năng lực luôn đặt ra câu hỏi: Biết làm gì từ những kiến thức, kĩ năng đã có? Tuy nhiên nếu vận dụng một cách thiên lệch, không chú ý đầy đủ tới nội dung dạy học thì có thể dẫn tới các lỗ hổng tri thức cơ bản và tính hệ thống của tri thức. Lần đầu tiên trong lịch sử giáo dục phổ thông ở Việt Nam đã xây dựng chương trình giáo dục phát triển phẩm chất và năng lực của người học “Chương trình giáo dục phổ thông Chương trình tổng thể” (2018) [14]. Chương trình phát triển năng 2 lực của các môn học trong đó có môn Vật lí ở trường THPT. Dạy học như thế nào để đạt được mục tiêu chung và mục tiêu riêng của môn học Vật lí theo chương trình 2018 là những vấn đề mới và khó trong nhận thức lí luận dạy học phát triển năng lực, cũng như trong việc vận dụng các phương pháp dạy học tích cực để thiết kế, tổ chức dạy học vật lí phát triển năng lực và đánh giá năng lực của HS, đòi hỏi cần phải được tiếp tục nghiên cứu nghiêm túc trong môi trường giáo dục Việt Nam.

Nội dung môn Vật lí THPT chủ yếu là kiến thức vật lí học cổ điển và một số kiến thức vật lí học hiện đại, đó là những kiến thức giúp cho HS học tốt các môn như Hoá học, Sinh học, Toán học, Địa lí. Kiến thức vật lí trung học phổ thông là cơ sở khoa học của các ngành kĩ thuật và công nghệ. Vật lí ở trường THPT chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Những kiến thức vật lí được xây dựng đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra bằng thí nghiệm.

Để HS kiến tạo tri thức mới, hiểu sâu nắm vững kiến thức và vận dụng kiến thức giải quyết những vấn đề thực tiễn có ý nghĩa thì tốt nhất tổ chức hoạt động nhận thức của HS bằng chính phương pháp mà các nhà vật lí học đã dùng trong nghiên cứu vật lí, một trong các phương pháp đó là phương pháp thực nghiệm. Đây cũng chính là phương pháp tạo nhiều điều kiện để phát triển năng lực thực nghiệm của HS. Trong đào tạo và bồi dưỡng GV vật lí phổ thông đã đặt vấn đề coi trong vận dụng các phương pháp nhận thức vật lí vào dạy học vật lí trên phương diện lí luận cũng như thực hành. Với nhiều lí do khác nhau việc vận dụng phương pháp thực nghiệm vào môn Vật lí còn tồn tại nhiều khó khăn, hạn chế và chưa đạt được như yêu cầu giáo dục phát triển phẩm chất và năng lực.

Trong chương trình môn Vật lí THPT, nội dung kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” có nhiều ứng dụng trong thực tế của cuộc sống, kĩ thuật và công nghệ. Nội dung kiến thức “Điện học - Điện từ học” có tính trừu tượng và khó nghiên cứu đối với HS. Vấn đề đặt ra là cần phải phát triển năng lực thực nghiệm của HS để họ có thể tích cực tự lực kiến tạo tri thức mới và vận dụng tri thức, giải quyết vấn đề bằng con đường thực nghiệm. Với những lí do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học một số kiến thức phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí trung học phổ thông” làm luận án tiến sĩ.

Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất và áp dụng các biện pháp dạy học để phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí trung học phổ thông. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3. Đối tượng nghiên cứu Dạy học vật lí ở trường THPT theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của HS. Phạm vi nghiên cứu Phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 THPT.

Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất được các biện pháp tổ chức hoạt động học tập, rèn luyện giải quyết vấn đề bằng phương pháp thực nghiệm và vận dụng các biện pháp đó vào quá trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 trung học phổ thông thì sẽ phát triển được năng lực thực nghiệm của học sinh. Nhiệm vụ nghiên cứu 5. Nghiên cứu năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí. Nghiên cứu hoạt động dạy học vật lí ở trường phổ thông theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của HS.

Nghiên cứu thực trạng dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp dạy học vật lí phát triển năng lực thực nghiệm của HS. Áp dụng các biện pháp dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của HS (nhiệm vụ 5.4) vào quá trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 THPT. Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT.

Phương pháp nghiên cứu 6. Phương pháp lý thuyết Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến đề tài, phân tích - tổng hợp những nội dung khoa học, xây dựng cơ sở lý luận phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT. Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế Dùng phiếu để điều tra, dự giờ, xem giáo án, phỏng vấn - trao đổi với GV và HS. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức dạy học thực nghiệm các kế hoạch bài học đã biên soạn, sử dụng các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm đã đề xuất vào quá trình dạy học ở trường THPT để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.

Phương pháp thống kê toán học Xử lí các số liệu kết quả điều tra và kết quả TNSP bằng công cụ toán học thống kê. Đóng góp mới của luận án 7. Về mặt lí lý luận - Xây dựng được khái niệm năng lực thực nghiệm, cấu trúc năng lực thực nghiệm và thang đo năng lực thực nghiệm của HS trong học tập vật lí ở trường THPT. - Đề xuất 4 biện pháp dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của HS trong dạy học vật lí ở trường THPT.

Về mặt thực tiễn - Chuẩn bị 18 thí nghiệm dạy học phần “Điện học - Điện từ học” THPT, trong đó cải tiến 03 thí nghiệm và có 03 thí nghiệm tự làm (xem trang 61 của luận án và Phụ lục 3). - Xây dựng hệ thống 26 BTTN làm công cụ để rèn luyện và đánh giá năng lực thực nghiệm của HS trong quá trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” THPT. - Thiết kế được 06 tiến trình dạy học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm của HS (xây dựng một video clip tiết dạy xây dựng kiến thức mới bài học “Lực từ. Cảm ứng từ”).

- Có 01 sản phẩm dạy học dự án, dự thi sáng tạo khoa học kĩ thuật của HS đạt giải Nhì cấp tỉnh Hà Tĩnh. Cấu trúc luận án Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, nội dung luận án gồm có 4 chương sau: Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. Cơ sở lí luận và thực tiễn về phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông.

Xây dựng kế hoạch bài học phần “Điện học - Điện từ học” Vật lí 11 theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh. Thực nghiệm sư phạm. 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu về năng lực, năng lực thực nghiệm 1.

Các nghiên cứu về năng lực a. Khái niệm năng lực Trong các tài liệu nghiên cứu có nhiều định nghĩa khác nhau về năng lực. Có thể phân thành các nhóm sau: - Nhóm thứ nhất coi năng lực thuộc phạm trù khả năng. Denyse Trembley coi “Năng lực là khả năng hành động hiệu quả bằng sự cố gắng dựa trên nhiều nguồn lực”.

Weinert: “Năng lực là tổng hợp các khả năng và kỹ năng sẵn có hoặc học được cũng như sự sẵn sàng của HS nhằm giải quyết những vấn đề nảy sinh và hành động một cách có trách nhiệm, có phê phán để đi đến giải pháp” [10]. - Nhóm thứ hai coi năng lực thuộc phạm trù hoạt động hoặc đặc điểm, phẩm chất, thuộc tính cá nhân: Theo P. Rudik: “Năng lực là tính chất tâm - sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu các kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định” [9, tr. Từ định nghĩa này, khái niệm năng lực bao gồm các điều kiện tâm sinh lý chi phối các hoạt động của con người.