Tổ chức dạy học khám phá “thí nghiệm vật lí đại cương” nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm

THƠNG TIN TĨM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI
CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài: Tổ chức dạy học khám phá “Thí nghiệm Vật lí đại cương” nhằm phát triển năng
lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm
Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 9.14.01.11
Nghiên cứu sinh: NGUYỄN THANH LOAN
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Văn Biên và TS. Trần Ngọc Chất
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

Những kết luận mới của luận án
- Tổng quan nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực thực nghiệm (NLTN) của sinh viên

sư phạm (SVSP), các nghiên cứu về dạy học khám phá (DHKP) và thí nghiệm khám phá (TNKP),
các nghiên cứu về dạy học nội dung Thí nghiệm Vật lí đại cương (TNVLĐC), từ đó đưa ra định
hướng nghiên cứu DHKP TNVLĐC nhằm phát triển năng lực thực nghiệm NLTN của SVSP.
- Hệ thống cơ sở lí luận về NL và NLTN, từ đó đề xuất khái niệm, xây dựng cấu trúc NLTN
của SVSP bao gồm 5 thành tố, 23 chỉ số hành vi với 3 mức độ chất lượng hành vi.
- Hệ thống cơ sở lí luận về DHKP trong dạy học TNVLĐC, từ đó đề xuất 2 quy trình và tiến
trình DHKP nhằm phát triển NLTN của SVSP. Thứ nhất, Quy trình tổ chức dạy học khóa học “Thí
nghiệm Vật lí đại cương” theo DHKP gồm 4 bước, tuân theo 3 nguyên tắc sư phạm. Thứ hai, Quy
trình tổ chức dạy học từng bài TN theo DHKP. Hai quy trình này nhấn mạnh quá trình tự tìm tòi,
khám phá và phát huy tối đa tính tự lực của SV trong TNVLĐC. Tiến trình DHKP gồm 6 hoạt động
chính bám sát quy trình tổ chức dạy học “Thí nghiệm Vật lí đại cương” theo dạy học khám phá.
- Xây dựng chương trình TNVLĐC theo DHKP trong đó: cấu trúc lại nội dung của các bài
TN theo DHKP; xây dựng nhiệm vụ học tập theo 3 mức độ khám phá; xây dựng thêm 6 phương án
thí nghiệm (TN) (cụ thể ở các bài 02, bài 04, bài 07, bài 08) và cải tiến dụng cụ TN cho 4 bài TN
(cụ thể bài 01, bài 02, bài 03, bài 07); xây dựng cơng cụ đánh giá NLTN của SVSP gồm có các
bảng rubric và bảng kiểm cho từng bài TN.
- Soạn thảo kế hoạch bài dạy cho 09 bài TN để minh họa cơ sở lí luận đã đề xuất.
- Thực nghiệm sư phạm được 09 tiến trình dạy học đã xây dựng, đánh giá được sự phát triển

NLTN của SVSP, từ đó bước đầu khẳng định hiệu quả của quy trình tổ chức dạy học đã xây dựng
và tiến trình DHKP nhằm phát triển NLTN của SVSP.
Người hướng dẫn
Đại diện tập thể hướng dẫn

PGS. TS. Nguyễn Văn Biên

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Thanh Loan


SUMMARY OF NEW CONCLUSIONS OF PhD THESIS
Title: Organizing inquiry-based learning in the General Physics Laboratory to develop preservice teachers’ experimental competence
Speciality: Philosophy and Methodology in Physics
Classification: 9.14.01.11
Name of PhD Student: NGUYEN THANH LOAN
Advisor(s): Assoc. Prof. Dr. Nguyen Van Bien, Dr. Tran Ngoc Chat
Institutional: Hanoi National University of Education

New conclusions
- Overview of research on teaching to develop pre-service teachers’ experimental
competence, inquiry-based learning (IBL), and inquiry-based laboratory, content General Physics
Laboratory, thereby giving research directions for IBL General Physics Laboratory to develop preservice teachers’ experimental competence.
- The theoretical basis system of competency and experimental competence, thereby giving
concepts, and building a structure of pre-service teachers’ experimental competency, including 5
components, 23 behavioral indicators with 3 levels of quality criteria of behavior.
- The system of the theoretical basis for IBL, from which to propose 2 processes and the
teaching process of organizing IBL to develop pre-service teachers’ experimental competence.
Firstly, the process of organizing IBL in the General Physics Laboratory course consists of 4 steps,

following 3 pedagogical principles. Secondly, the process of organizing the teaching of individual
experiments using IBL. The teaching process of organizing IBL consists of 6 main activities that
closely follow the process of organizing IBL.
- Build the curriculum of the "General Physics Laboratory" through IBL with increasing
levels of inquiry to enhance the pre-service teachers’ experimental competency: build learning
tasks with increasing levels of inquiry; construct 6 experimental plans (Experiment 02, Experiment
04, Experiment 07, Experiment 08) and improved laboratory instruments for 4 experiments
(Experiment 01, Experiment 02, Experiment 03, Experiment 07); build rubrics and evaluation
sheets for assessing the pre-service teachers’ experimental competency.
- Drafting teaching plans of 09 experiments to illustrate the proposed theoretical foundation.
- Pedagogical experiment with 09 constructed teaching processes, evaluating the
performance of pre-service teachers’ experimental competence, thereby initially confirming the
effectiveness of the construction process and the organizational process.

Advisor(s)

PhD Student

Assoc. Prof. Dr. Nguyen Van Bien

Nguyen Thanh Loan


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

NGUYỄN THANH LOAN

TỔ CHỨC DẠY HỌC KHÁM PHÁ “THÍ NGHIỆM
VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

THỰC NGHIỆM CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM
Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 9.14.01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. Nguyễn Văn Biên
2. TS. Trần Ngọc Chất

HÀ NỘI - 2023


i
LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học của tơi và có trích
dẫn đầy đủ các nguồn tham khảo.
Các dữ liệu thu thập, xử lí dữ liệu, phân tích dữ liệu và những kết quả trình
bày trong luận án là hồn tồn trung thực, đảm bảo tính khách quan và chưa có bất
kì ai cơng bố ở cơng trình nào khác.
Hà Nội, ngày… tháng … năm 2023
Tác giả luận án

Nguyễn Thanh Loan


ii
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành và với tất cả sự kính

trọng nhất tới hai người thầy hướng dẫn khoa học đó là thầy PGS. TS. Nguyễn Văn Biên
và thầy TS. Trần Ngọc Chất. Hai thầy cũng chính là người đã truyền cảm hứng, lan
tỏa niềm khát khao say mê nghiên cứu khoa học và giảng dạy cho tôi trong suốt thời
gian làm nghiên cứu sinh tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Đặc biệt, tôi vô cùng
biết ơn hai người thầy đáng kính đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo, hỗ trợ, động viên và có
những góp ý quý báu trong suốt cả quá trình dài thực hiện luận án tiến sĩ của tôi.
Tiếp đến, tôi xin phép gửi những lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS. Đỗ Hương
Trà; PGS. TS. Nguyễn Ngọc Hưng; PGS. TS. Phạm Xuân Quế; TS. Tưởng Duy Hải;
và TS. Nguyễn Anh Thuấn; TS. Dương Xuân Q; TS. Trần Bá Trình đã dành cho tơi
nhiều thời gian, tâm sức, cho tôi nhiều ý kiến và nhận xét q báu cho luận án tiến sĩ
của tơi.
Ngồi ra, tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phịng Sau đại
học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lí, tập thể các thầy cô tổ Phương pháp dạy học Khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ, tạo điều
kiện học tập tốt nhất để tơi hồn thành luận án tiến sĩ.
Qua đây, tôi xin cũng chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám Hiệu,
Phòng Sau đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lí, các thầy cơ tổ Vật lí đại cươngKhoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ,
hỗ trợ, chia sẻ và tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành xong luận án tiến sĩ.
Cuối cùng, tơi rất trân quý và xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các anh
chị em nghiên cứu sinh và đồng nghiệp đã đồng hành, giúp đỡ, sẻ chia, động viên, hỗ
trợ tôi rất đắc lực và hết sức nhiệt tình trong suốt quá trình làm luận án tiến sĩ.
Một lần nữa tôi xin gửi đến các quý thầy cô, đồng nghiệp, anh chị em nghiên
cứu sinh, bạn bè và gia đình với tất cả lời cảm ơn chân thành và tốt đẹp nhất./.
Hà Nội, ngày… tháng … năm 2023
Tác giả luận án

Nguyễn Thanh Loan


iii
MỤC LỤC

Trang
Lời cam đoan ................................................................................................................i
Lời cảm ơn.................................................................................................................. ii
Mục lục ...................................................................................................................... iii
Danh mục các chữ viết tắt ........................................................................................ vii
Danh mục các bảng ................................................................................................. viii
Danh mục các hình ......................................................................................................x
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ..............................................................................3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..........................................................................3
4. Giả thuyết khoa học của đề tài ................................................................................4
5. Các nhiệm vụ nghiên cứu ....................................................................................... 4
6. Các phương pháp nghiên cứu .................................................................................4
7. Những đóng góp mới của luận án ...........................................................................5
8. Cấu trúc của luận án................................................................................................ 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................ 7
1.1. Các nghiên cứu về năng lực...............................................................................7
1.1.1. Định nghĩa năng lực ..................................................................................... 7
1.1.2. Cấu trúc năng lực ......................................................................................... 8
1.2. Các nghiên cứu về năng lực thực nghiệm ........................................................ 9
1.2.1. Định nghĩa năng lực thực nghiệm ................................................................ 9
1.2.2. Các nghiên cứu về cấu trúc năng lực thực nghiệm ....................................11
1.3. Các nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực thực nghiệm của sinh
viên sư phạm ............................................................................................................12
1.3.1. Trên thế giới................................................................................................ 12
1.3.2. Ở Việt Nam .................................................................................................14
1.4. Các nghiên cứu về dạy học khám phá và thí nghiệm khám phá..................16
1.4.1. Trên thế giới ................................................................................................ 17
1.4.2. Ở Việt Nam .................................................................................................23

1.5. Các nghiên cứu về dạy học nội dung “Thí nghiệm Vật lí đại cương” ........23


iv
1.5.1. Trên thế giới ................................................................................................ 23
1.5.2. Ở Việt Nam ..................................................................................................24
1.6. Nhận định chung về thí nghiệm khám phá nhằm phát triển năng lực
thực nghiệm của sinh viên sư phạm ......................................................................25
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ........................................................................................ 27
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY
HỌC KHÁM PHÁ “THÍ NGHIỆM VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG” NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM .............29
2.1. Năng lực thực nghiệm ...................................................................................... 29
2.1.1. Định nghĩa năng lực thực nghiệm .............................................................. 29
2.1.2. Cơ sở đề xuất cấu trúc năng lực thực nghiệm ............................................29
2.1.3. Cấu trúc năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm ............................. 31
2.1.4. Các mức độ của các chỉ số hành vi năng lực thực nghiệm ........................ 35
2.2. Dạy học khám phá ............................................................................................ 44
2.2.1. Khái niệm dạy học khám phá .....................................................................44
2.2.2. Đặc điểm của dạy học khám phá ................................................................ 44
2.2.3. Thí nghiệm khám phá..................................................................................45
2.3. Vị trí, vai trị và đặc điểm “Thí nghiệm Vật lí đại cương” trong chương
trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí ở các trường Đại học Sư phạm .................... 46
2.3.1. Vị trí “Thí nghiệm Vật lí đại cương” trong chương trình đào tạo cử
nhân sư phạm Vật lí ở các trường Đại học Sư phạm ...........................................46
2.3.2. Vai trị “Thí nghiệm Vật lí đại cương” trong chương trình đào tạo cử
nhân sư phạm Vật lí ở các trường Đại học Sư phạm ...........................................48
2.3.3. Đặc điểm nội dung “Thí nghiệm Vật lí đại cương” ...................................49
2.4. Thực trạng dạy học “Thí nghiệm Vật lí đại cương” ở trường Đại học
Sư phạm ................................................................................................................... 50

2.4.1. Mục đích khảo sát ........................................................................................ 50
2.4.2. Đối tượng khảo sát ...................................................................................... 50
2.4.3. Phương pháp khảo sát ................................................................................50
2.4.4. Công cụ đánh giá ........................................................................................ 50
2.4.5. Kết quả khảo sát và thảo luận ....................................................................50


v
2.5. Các nguyên tắc sư phạm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm khi tổ
chức dạy học “Thí nghiệm Vật lí đại cương” theo dạy học khám phá .............56
2.6. Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm khi tổ chức dạy học
“Thí nghiệm Vật lí đại cương” theo dạy học khám phá ......................................64
2.7. Quy trình xây dựng chương trình “Thí nghiệm Vật lí đại cương” theo
dạy học khám phá nhằm phát triển năng lực thực nghiệm ................................ 69
2.7.1. Giới thiệu sơ lược về mơ hình ADDIE........................................................ 69
2.7.2. Quy trình xây dựng chương trình “Thí nghiệm Vật lí đại cương”
theo mơ hình ADDIE .......................................................................................... 70
2.8. Quy trình tổ chức dạy học “Thí nghiệm Vật lí đại cương” theo dạy học
khám phá nhằm phát triển năng lực thực nghiệm ..............................................76
2.8.1. Quy trình tổ chức dạy học khóa học “Thí nghiệm Vật lí đại cương”
theo dạy học khám phá nhằm phát triển năng lực thực nghiệm ........................... 79
2.8.2. Quy trình tổ chức dạy học từng bài thí nghiệm theo dạy học khám phá
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm .................................................................82
2.8.3. Tiến trình dạy học khám phá “Thí nghiệm Vật lí đại cương”......................... 86
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ........................................................................................ 87
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC KHÁM PHÁ “THÍ
NGHIỆM VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM..................................................90
3.1. Xây dựng nội dung các bài thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực
nghiệm theo dạy học khám phá .............................................................................90

3.1.1. Xây dựng các phương án và dụng cụ thí nghiệm ......................................90
3.1.2. Xây dựng các nhiệm vụ học tập ...............................................................111
3.2. Xây dựng tiến trình dạy học các bài thí nghiệm theo dạy học khám phá .......117
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ......................................................................................128
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................130
4.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ...................................................................130
4.2. Thiết kế thực nghiệm sư phạm .....................................................................130
4.2.1. Đối tượng thực nghiệm và thời gian thực nghiệm sư phạm .....................130
4.2.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ...............................................................132
4.2.3. Cơng cụ đánh giá và phương pháp xử lí dữ liệu ......................................134


vi
4.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 1.............................................................136
4.3.1. Kết quả nghiên cứu ...................................................................................136
4.3.2. Thảo luận ..................................................................................................140
4.3.3. Kết luận quá trình thực nghiệm sư phạm lần 1 ........................................143
4.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 2 .............................................................144
4.4.1. Kết quả nghiên cứu ...................................................................................144
4.4.2. Thảo luận ..................................................................................................163
4.4.3. Kết luận quá trình thực nghiệm sư phạm lần 2 ........................................164
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ......................................................................................165
KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT ..................................................................166
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN........ 169
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................170
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 1.PL


vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TT

Từ viết đầy đủ

Chữ viết tắt

1

CĐR

Chuẩn đầu ra

2

CQĐ

Cổng quang điện

3

CSHV

Chỉ số hành vi

4

DHKP

Dạy học khám phá

5

ĐC

Đối chứng

6

ĐH

Đại học

7

ĐLBTĐL

Định luật bảo toàn động lượng

8

ĐHSP

Đại học Sư phạm

9

GDPT

Giáo dục phổ thông

10

GV

Giáo viên

11

HS

Học sinh

12

LA

Luận án

13

NL

Năng lực

14

NLTN

Năng lực thực nghiệm

15

NVHT

Nhiệm vụ học tập

16

PATN

Phương án thí nghiệm

17

PHT

Phiếu học tập

18

PP

Phương pháp

19

SV

Sinh viên

20

SVSP

Sinh viên sư phạm

21

THCS

Trung học cơ sở

22

THPT

Trung học phổ thơng

23

TN

Thí nghiệm

24

TNKP

Thí nghiệm khám phá

25

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

26

TNVLĐC

Thí nghiệm Vật lí đại cương

27

ThN

Thực nghiệm

28

Tp.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh


viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Trang
Một số nghiên cứu định nghĩa năng lực dựa trên “khả năng” .................7

Bảng 1.2.

Một số nghiên cứu định nghĩa năng lực dựa trên “đặc điểm, phẩm
chất, thuộc tính cá nhân” .........................................................................7

Bảng 1.3.

Sự khác biệt của sinh viên sư phạm so với sinh viên kĩ thuật trong
khái niệm năng lực thực nghiệm .......................................................... 10

Bảng 1.4.

Các quan điểm về cấu trúc năng lực thực nghiệm.................................11

Bảng 1.5.

Thống kê số lượng bài báo liên quan thí nghiệm khám phá .................19

Bảng 1.6.

Các mức độ khám phá theo tác giả Hegarty-Hazel ............................... 21

Bảng 2.1.

Cấu trúc năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm......................... 33

Bảng 2.2.

Thành tố và tiêu chí chất lượng hành vi của năng lực thực nghiệm .....38

Bảng 2.3.

Bảng tóm tắt các quan điểm của các tác giả về mức độ khám phá .......58

Bảng 2.4.

Ba mức độ khám phá trong quy trình dạy học khám phá TNVLĐC ....60

Bảng 2.5.

Đề xuất điều chỉnh chương trình Thí nghiệm Vật lí đại cương ............71

Bảng 2.6

Thiết kế nghiên cứu của phương pháp thực nghiệm ............................. 75

Bảng 3.1.

Bảng mơ tả tình trạng các dụng cụ thí nghiệm hiện có ....................... 91

Bảng 3.2.

Bảng tóm tắt các bài TN cần mở về phương án và dụng cụ TN ...........92

Bảng 3.3.

Dụng cụ thí nghiệm trong phương án thí nghiệm xác định suất căng

mặt ngoài của chất lỏng bằng vịng kim loại .........................................96

Bảng 3.4.

Dụng cụ thí nghiệm trong phương án thí nghiệm xác định suất căng
mặt ngồi của chất lỏng bằng ống nhỏ giọt ...........................................98

Bảng 3.5.

Dụng cụ thí nghiệm trong phương án thí nghiệm xác định tỷ số
nhiệt dung phân tử của chất khí bằng cách làm nóng chất khí trong
điều kiện đẳng tích/ đẳng áp ................................................................100

Bảng 3.6.

Dụng cụ thí nghiệm trong phương án thí nghiệm kiểm chứng định
luật bảo tồn động lượng bằng mơ hình ván trượt ..............................104

Bảng 3.7.

Dụng cụ thí nghiệm trong phương án thí nghiệm kiểm chứng định
luật bảo toàn động lượng bằng phần mềm Tracker .............................106

Bảng 3.8.

Dụng cụ thí nghiệm trong phương án thí nghiệm kiểm chứng lại ba
định luật thực nghiệm của chất khí......................................................108


ix

Bảng 3.9. Tổng kết những nội dung đã xây dựng mới và những nội dung đã
khai thác cái có sẵn trong các bài thí nghiệm ......................................116
Bảng 4.1.

Thống kê đầu vào của các lớp ThN và lớp ĐC ...................................130

Bảng 4.2.

Thiết kế nghiên cứu thực nghiệm ........................................................131

Bảng 4.3.

Phân chia độ khó của 9 bài thí nghiệm ................................................133

Bảng 4.4.

Bảng kế hoạch đánh giá .......................................................................134

Bảng 4.5.

Tổng kết sơ bộ về phân tích định tính của lớp ĐC và thực nghiệm ....149

Bảng 4.6.

Kết quả điểm TB của các CSHVcủa nhóm thực nghiệm và ĐC .........150

Bảng 4.7.

Thống kê số sinh viên đạt mức 1, mức 2, mức 3.................................155

Bảng 4.8.

Kiểm định T-test trước và sau tác động của bài kiểm tra PLIC ..........158

Bảng 4.9.

Trung vị về đánh giá mơ hình, phương pháp và đề xuất các bước
tiến hành TN của nhóm thực nghiệm và đối chứng ............................159

Bảng 4.10. Thống kê của điểm bài báo cáo thí nghiệm .........................................160
Bảng 4.11. Thống kê của điểm bài thi kết thúc học phần ......................................160
Bảng 4.12. Thống kê điểm của bài kiểm tra NLTN của nhóm ThN và ĐC ..........160
Bảng 4.13. Dữ liệu thống kê của lớp thực nghiệm 3 .............................................161
Bảng 4.14. Kiểm định Kolmogorov và Shapiro-Wilk của lớp thực nghiệm 3 ......161
Bảng 4.15. Thống kê dữ liệu Paired Samples T-test của lớp Thực nghiệm 3 .......163


x
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.

Sơ đồ tóm tắt cấu trúc luận án ............................................................... 6

Hình 1.1.

Quy trình dạy học thí nghiệm mở ....................................................... 23

Hình 2.1.

Quy trình xây dựng cấu trúc năng lực thực nghiệm của SVSP...........31

Hình 2.2.

Các mức độ hành vi năng lực thực nghiệm .........................................36

Hình 2.3.

Sơ đồ các nội dung và nhiệm vụ học tập ứng với hành vi 2.1 ............43

Hình 2.4.

Sơ đồ vị trí TNVLĐC ..........................................................................48

Hình 2.5.

Kết quả thống kê số % SV chọn thành tố được phát triển nhất ..........51

Hình 2.6.

Kết quả thống kê số % SV chọn kiểu hướng dẫn tài liệu.................... 52

Hình 2.7.

Kết quả thống kê số % SV chọn phương pháp dạy học được sử
dụng trong TNVLĐC ..........................................................................53

Hình 2.8.

Kết quả thống kê số % SV chọn mức độ yêu thích đối với dạy học

khám phá .............................................................................................. 54

Hình 2.9.

Các bước trong dạy học khám phá của tác giả Sokolowska ...............63

Hình 2.10.

Các biện pháp phát triển NLTN khi tổ chức dạy học TNVLĐC
theo dạy học khám phá ........................................................................68

Hình 2.11.

Mơ hình thiết kế giảng dạy ADDIE .................................................... 70

Hình 2.12.

Sơ đồ hóa 5 giai đoạn xây dựng nội dung TNVLĐC.......................... 76

Hình 2.13.

Quy trình Delphi 2 vịng......................................................................78

Hình 2.14.

Quy trình tổ chức dạy học khám phá Thí nghiệm Vật lí đại cương ....81

Hình 2.15.

Quy trình tổ chức dạy học từng bài thí nghiệm theo dạy học khám

phá nhằm phát triển năng lực thực nghiệm .........................................85

Hình 2.16.

Tiến trình dạy học khám phá Thí nghiệm Vật lí đại cương trong
đó cột bên trái là các hoạt động học và cột bên phải các chỉ số
hành vi trong cấu trúc năng lực thực nghiệm ......................................87

Hình 3.1.

Sơ đồ cấu trúc các bài thí nghiệm trong TNVLĐC phần cơ- nhiệt
tại trường Đại học Sư phạm Tp.HCM .................................................93

Hình 3.2.

Bố trí thí nghiệm xác định suất căng mặt ngồi của chất lỏng bằng
vịng kim loại ....................................................................................... 95


xi
Hình 3.3.

Bố trí thí nghiệm xác định suất căng mặt ngồi của chất lỏng bằng
ống nhỏ giọt ......................................................................................... 98

Hình 3.4.

Bố trí TN xác định nhiệt dung phân tử đẳng tích Cv của chất khí ....100

Hình 3.5.

Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt dung phân tử đẳng áp Cp của chất khí .100

Hình 3.6.

Kết nối giữa Cobra 4 Sensor với nguồn điện (in) & cuộn dây
nóng (out)..........................................................................................102

Hình 3.7.

Hai vật va chạm xun tâm với nhau ................................................103

Hình 3.8.

Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo tồn động lượng ..........104

Hình 3.9.

Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo tồn động lượng bằng
phần mềm Tracker .............................................................................105

Hình 3.10.

Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Boyle-Mariotte...................108

Hình 3.11.

Bố trí thí nghiệm kiểm chứng định luật Gay-Lussac ........................108

Hình 3.12.

Mặt trước* của vịng kim loại 1 (dày) ...............................................113

Hình 3.13.

Mặt sau* của vịng kim loại 1 (mỏng) ..............................................113

Hình 3.14.

Mặt trước* của vịng kim loại 2 (dày) ...............................................113

Hình 3.15.

Mặt sau* của vịng kim loại 2 (mỏng) ..............................................113

Hình 3.16.

Tấm chắn sáng 1 ................................................................................115

Hình 3.17.

Tấm chắn sáng 2 ................................................................................115

Hình 3.18.

Miếng nhựa........................................................................................115

Hình 3.19.

Hai xe va chạm mềm .........................................................................115

Hình 3.20.

Sơ đồ tiến trình dạy học khám phá bài 07 .........................................119

Hình 4.1.

Thiết kế PATN xác định hệ số nhớt của chất lỏng của SV6 lớp ThN ....139

Hình 4.2.

Thiết kế PATN kiểm chứng ĐLBTĐL của SV 8 lớp ThN....................139

Hình 4.3.

Biểu đồ tiêu chí chất lượng các chỉ số hành vi NLTN của SV .........140

Hình 4.4.

Nhật kí thí nghiệm của SV 32_2 khi tính tốn sai ∆𝒗 của bài 5...........146

Hình 4.5.

Nhật kí thí nghiệm của SV40_2 khi tính sai tần số góc bài 9 ...............146

Hình 4.6.

Thao tác sai đo đường kính vịng kim loại của SV 14_2 ..................147

Hình 4.7.

Thao tác đo khối lượng xe của SV 35_2 khi để con mã chưa đúng..147

Hình 4.8.

Đề xuất cải tiến dụng cụ thí nghiệm của SV40_2 .............................147


xii
Hình 4.9.

Tiến hành thiết kế phương án 1 xác định gia tốc trọng trường của
SV 19_2 .............................................................................................148

Hình 4.10.

Tiến hành thiết kế phương án 1 xác định suất căng mặt ngoài của
chất lỏng của SV 37,38_2 .................................................................148

Hình 4.11.

Tiến hành thiết kế phương án 1 kiểm chứng định luật BoyleMariotte của SV 26_2 .......................................................................148

Hình 4.12.

Tiến hành thiết kế phương án 2 kiểm chứng định luật BoyleMariotte của SV 26_2 .......................................................................148

Hình 4.13.

Sơ đồ mạng nhện của nhóm thực nghiệm và đối chứng ...................150

Hình 4.14.

Sơ đồ mạng nhện của nhóm thực nghiệm .........................................150

Hình 4.15.

Sơ đồ mạng nhện của các thành tố trong nhóm thực nghiệm và ĐC....152

Hình 4.16.

Tỉ lệ số lượng SV theo chất lượng hành vi trong thành tố 1. Xác
định mục đích thí nghiệm qua 9 bài thí nghiệm ................................153

Hình 4.17.

Số lượng SV theo chất lượng hành vi trong hành vi 3.1 ...................154

Hình 4.18.

Tỉ lệ số lượng SV theo chất lượng hành vi trong hành vi 5.2 ...........155

Hình 4.19.

Sơ đồ mạng nhện của SV 30, SV 31 và SV 35 phát triển ổn định ....156

Hình 4.20.

Sơ đồ mạng nhện của SV 32_2, SV 36_2 và SV 37_2 phát triển
hành vi ổn định ..................................................................................156

Hình 4.21.

Sơ đồ mạng nhện của SV 39_2 và SV 40_2 có biểu hiện chưa ổn định...157

Hình 4.22.

Sơ đồ mạng nhện của SV 41_2 có biểu hiện chưa ổn định ...............157

Hình 4.23.

Điểm đánh giá mơ hình của nhóm thực nghiệm (màu cam) và đối
chứng (màu xanh) ..............................................................................159

Hình 4.24.

Điểm đánh giá các bước tiến hành TN của nhóm thực nghiệm
(màu cam) và đối chứng (màu xanh) ................................................159

Hình 4.25.

Biểu đồ phân phối với đường cong chuẩn có dạng hình chng ......161

Hình 4.26.

Biểu đồ xác suất chuẩn (Normal Q-Q Plot) ......................................162

Hình 4.27.

Biểu đồ đường lũy tích kết quả của 2 bài kiểm tra NLTN trước và

sau tác động cho nhóm thực nghiệm .................................................162


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày nay, do xã hội đang diễn ra sự thay đổi và phát triển không ngừng,
điều này đặt ra một thách thức lớn đối với hệ thống giáo dục, đòi hỏi mục tiêu
của giáo dục đồng thời trang bị cho người học kiến thức và kĩ năng với trang bị
các năng lực cần thiết để đối mặt và giải quyết hiệu quả các thách thức và vấn đề
phức tạp của xã hội hiện đại. Theo thơng tư 32/2018/TT-BGDĐT về việc ban
hành Chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) mới, mục tiêu của GDPT là phát
triển người học thành những người chủ động trong quá trình tiếp thu kiến thức
cơ bản; khuyến khích sự linh hoạt và hiệu quả trong việc ứng dụng kiến thức vào
thực tế cuộc sống và khuyến khích tinh thần tự học suốt đời; đồng thời, thúc đẩy
sự đổi mới trong phương pháp giáo dục, tăng cường thực hành [1]. Theo tinh
thần đổi mới chương trình GDPT 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, việc dạy
học cần chú trọng vào phát triển năng lực (NL) của học sinh, thay vì tập trung
vào truyền thụ kiến thức. Để đáp ứng tinh thần của chương trình, tất yếu việc đào
tạo sinh viên sư phạm (SVSP) đòi hỏi cũng phải thay đổi theo để đáp ứng mục
tiêu phát triển NL người học. Do đó, các trường Đại học đã và đang đổi mới
phương pháp dạy học và đẩy mạnh tăng cường thêm các giờ thực hành nhằm
phát triển năng lực thực nghiệm (NLTN) của SVSP. Trong việc giảng dạy mơn
Vật lí, một mơn khoa học thực nghiệm, việc tìm kiếm những biện pháp nâng cao
NLTN đóng một vai trị quan trọng và rất cần thiết ở các trường Sư phạm. Thực
sự, việc phát triển NLTN rất cần thiết khơng thể thiếu và nó đã hồn tồn đáp
ứng chuẩn đầu ra của chương trình giáo dục đại học ngành sư phạm Vật lí giúp
sinh viên (SV) khơng chỉ thực hiện các thí nghiệm (TN) đúng quy trình mà cịn
có thể đề xuất được phương án cải tiến TN một cách khoa học và phù hợp thực
tiễn. Ngoài ra, khi SV được trang bị thật kĩ lưỡng các kiến thức về dạy học phát

triển NLTN thì sẽ hỗ trợ rất nhiều cho SV sau khi ra trường tổ chức dạy học Vật
lí ở trường phổ thông tốt hơn. Do tầm quan trọng của phát triển NLTN cho SV
nên Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa 2 đề án được thể hiện rõ trong chương trình
đào tạo giáo viên (GV). Chương trình đào tạo này bao gồm các nội dung như
sau: “Đề án nghiên cứu năng lực các trường Sư phạm của chương trình
ETEP” [2], “chuẩn nghề nghiệp đầu ra,” “Đề án chương trình vật lí 2020 nâng
cao dạy học vật lí” [3], “tăng cường các phịng thí nghiệm thực hành”. Trong đề
án chương trình vật lí 2020 có tăng cường đầu tư các phịng TN vật lí, đây là


2
điều kiện tốt nhằm phát triển NLTN của SV. Trong các đề án trên của Bộ Giáo
dục và Đào tạo đã nghiên cứu và đưa ra các giải pháp phát triển NLTN của SV.
NLTN của SV được hình thành và phát triển thông qua hoạt động thực
nghiệm. Hoạt động thực nghiệm là sự kết hợp của hoạt động trí óc và hoạt động tay
chân. Chính nhờ hoạt động thực nghiệm sẽ giúp SV tự tìm tịi, khám phá phát hiện và
giải quyết vấn đề. Dạy học khám phá (DHKP) là một trong những phương pháp dạy
học tích cực có thể tạo nhiều cơ hội tốt cho SV thể hiện bản thân thơng qua tìm tịi,
khám phá trải nghiệm con đường của các nhà khoa học trước đó. DHKP được nhiều
nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm trong giảng dạy ở trường Đại học, phản ánh
qua số lượng bài báo ngày càng tăng nhiều trong thời gian gần đây. Một số nghiên
cứu chứng tỏ, DHKP được áp dụng rộng rãi và có vai trị đặc biệt quan trọng trong
các khóa học TN ở các trường Đại học, vì đây là những khóa học mà SV sẽ áp dụng
quy trình nghiên cứu khoa học. Quy trình này giúp SV nghiên cứu và nhận thức: xác
định mục đích nghiên cứu; xây dựng câu hỏi giả thuyết; lập kế hoạch nghiên cứu; thu
thập dữ liệu; xử lí và phân tích dữ liệu; viết báo cáo kết quả nghiên cứu và thúc đẩy
sự hiểu biết sâu sắc hơn [38], [39], [40], [41]. DHKP giúp SV nâng cao chất lượng
học tập và hiệu quả hơn so với phương pháp dạy học truyền thống [42], [43], [44],
[45], [46]; nâng cao kĩ năng TN [47], [48], [49], [50], [51], [52]. Ngồi ra, DHKP
cũng phát triển tính tích cực của SV trong các học phần TN [53]. Bên cạnh các yếu tố

khách quan vừa trình bày ở trên thì bản thân các giảng viên chúng tơi cũng gặp nhiều
vấn đề khó khăn trong q trình giảng dạy tại trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ
Chí Minh (Tp.HCM). Chẳng hạn như là chương trình dạy học Thí nghiệm Vật lí đại
cương (TNVLĐC) tách dạy lí thuyết và thực hành ra thành hai học phần. Do đó, SV
chưa có sự kết nối giữa lí thuyết đã học với các bước TN; đa phần SV được phát triển
nhiều ở các kĩ năng: kĩ năng tiến hành TN, kĩ năng xử lí dữ liệu. Chúng tơi đã khảo
sát thực trạng dạy học TNVLĐC tại khoa Vật lí của trường Đại học Sư phạm
Tp.HCM cho SVSP Vật lí năm thứ hai của học kì 1 năm học 2020-2021 và kết quả đã
cho thấy, có 51,43% SV chọn kĩ năng tiến hành TN được phát triển nhiều nhất;
36,23% SV cho rằng kĩ năng xử lí dữ liệu, phân tích đánh giá kết quả được phát triển
nhiều. Tuy nhiên, SV vẫn còn rất yếu ở các kĩ năng cụ thể như kĩ năng lắp ráp TN; kĩ
năng sử dụng các dụng cụ TN; và kĩ năng cải tiến, chế tạo dụng cụ TN SV làm khơng
tốt và làm sai, thậm chí có một số SV không thể tiến hành TN theo tài liệu. Khảo sát
đã cho thấy, có 71,53% SV chọn kĩ năng cải tiến, chế tạo dụng cụ không được phát
triển nhất (thông tin khảo sát được trình bày cụ thể ở mục 2.4). Ngoài ra, thời gian SV


3
học giờ thực hành trên lớp vẫn cịn ít (mỗi tuần học 5 tiết), số lượng phòng TN còn
hạn chế, dụng cụ TN đơn giản, cũ kĩ chưa đáp ứng được nhu cầu học của SV. Đa
phần các bài TN đều thiết kế sẵn, SV chỉ việc tiến hành TN theo tài liệu. Do đó, SV
sẽ khơng thể phát triển được kĩ năng thiết kế phương án thí nghiệm (PATN). Điều
này vơ tình kìm hãm sự sáng tạo của SV và làm cho SV trở nên thụ động. Hơn thế
nữa, SV chỉ đơn thuần học lí thuyết sng mà khơng biết áp dụng những kiến thức
vào trong thực tế nên khi tiến hành thao tác TN vẫn còn gặp nhiều khó khăn và trở
ngại. Đặc biệt, đa phần SV khơng thể lí giải được các bước tiến hành TN. Hơn thế
nữa, chúng tôi nhận thấy rằng cách thức tổ chức dạy học hiện tại thường tập trung
vào việc bồi dưỡng các kĩ năng thực hành và nâng cao nhận thức vật lí, việc chuẩn bị
cho SV trải nghiệm q trình tìm tịi, khám phá cịn ít được quan tâm. Qua tất cả các
phân tích trên, chúng tơi nhận thấy việc tổ chức dạy học TNVLĐC theo DHKP là

định hướng phù hợp nhằm tạo cơ hội tốt cho SV có thể phát triển NLTN và một số
phẩm chất như tính kiên trì, tính tự học, sự chu đáo, cẩn thận,…trong q trình thực
hiện TN. Chính vì vậy, chúng tơi xác định đề tài nghiên cứu của luận án (LA) là “Tổ
chức dạy học khám phá “Thí nghiệm Vật lí đại cương” nhằm phát triển năng
lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm.”
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Từ cơ sở lí luận và thực tiễn về NLTN, về DHKP trong dạy học TNVLĐC,
đề xuất được quy trình tổ chức dạy học TNVLĐC theo DHKP và tiến trình DHKP
TNVLĐC nhằm phát triển NLTN của SVSP.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Sự phát triển NLTN của SVSP trong học tập
TNVLĐC theo DHKP.
TNVLĐC1 là một loại hình TN và ở các trường Đại học có cách gọi tên
khác nhau. Đối với trường Đại học Sư phạm Hà Nội, TNVLĐC được gọi tên là
Thực hành cơ sở Vật lí. Đối với trường Đại học Sư phạm Tp.HCM và Đại học Sài
Gòn, được gọi tên là TNVLĐC.
- Phạm vi nghiên cứu: Quá trình học tập học phần TNVLĐC 1 (phần cơnhiệt) của SV năm thứ hai khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm Tp.HCM.
1

Lí do đưa phần này vào trong LA: để tránh sự nhầm lẫn giữa tên học phần và loại TN do đó chúng tơi đã
mơ tả thêm về các cách gọi tên khác nhau của TNVLĐC ở ba trường Đại học. Ngồi ra, chúng tơi nhấn mạnh
việc triển khai tổ chức DHKP được áp dụng cho TNVLĐC chứ không chỉ dừng lại ở mức độ 1 học phần.
Trong nghiên cứu này với điều kiện cho phép, chúng tơi chỉ có thể thực nghiệm sư phạm cho học phần
TNVLĐC 1 ở trường Đại học Sư phạm Tp.HCM


4
4. Giả thuyết khoa học của đề tài
Nếu đề xuất được quy trình cùng với tiến trình tổ chức dạy học TNVLĐC
theo DHKP dựa trên cấu trúc NLTN của SVSP và thực hiện tổ chức dạy học như

tiến trình đã thiết kế thì sẽ phát triển được NLTN của SVSP.
5. Các nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu, LA có các nhiệm vụ chính như sau:
- Tổng quan nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn DHKP trong dạy học
TNVLĐC nhằm phát triển NLTN của SVSP.
- Khảo sát thực trạng dạy học TNVLĐC nhằm phát triển NLTN của SVSP.
- Đề xuất cấu trúc NLTN của SVSP với các chỉ số hành vi (CSHV) trong
dạy học Vật lí và tiêu chí chất lượng hành vi phù hợp.
- Xây dựng chương trình TNVLĐC theo DHKP với các mức độ khám phá
tăng dần nhằm phát triển NLTN của SVSP.
- Đề xuất quy trình tổ chức dạy học TNVLĐC theo DHKP.
- Đề xuất tiến trình DHKP TNVLĐC.
- Xây dựng dụng cụ TN của các bài TN thực hành trong dạy học TNVLĐC.
- Xây dựng nhiệm vụ học tập (NVHT) với các mức độ khám phá tăng dần.
- Xây dựng rubric và bảng kiểm đánh giá NLTN của SVSP.
- Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm kiểm định giả thuyết khoa học của
đề tài để từ đó rút ra kết luận và kiến nghị liên quan đến việc phát triển NLTN của
SVSP trong dạy học TNVLĐC.
6. Các phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành các nhiệm vụ trên, những phương pháp nghiên cứu sau đã
được sử dụng trong đề tài:
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
Nghiên cứu các tài liệu về DHKP và các tài liệu về phát triển NLTN để phân
tích, tổng hợp, khái qt hóa hệ thống lí luận nhằm:
- Đề xuất cấu trúc NLTN của SVSP.
- Xác định vai trò quan trọng của DHKP trong dạy học TNVLĐC để từ đó, đề
xuất quy trình tổ chức dạy học TNVLĐC theo DHKP nhằm phát triển NLTN của SVSP.
6.2. Phương pháp khảo sát thực tiễn
- Khảo sát thực trạng dạy học TNVLĐC cho SVSP qua hình thức bảng hỏi
với 88 SVSP Vật lí năm thứ hai và 7 GV tổ Vật lí đại cương tại trường Đại học Sư

phạm Tp.HCM.


5
- Khảo sát ý kiến của GV, SV về quy trình tổ chức dạy học TNVLĐC theo
DHKP và tiến trình DHKP TNVLĐC thơng qua hình thức bảng hỏi với 85 SVSP
Vật lí năm thứ hai và 11 GV tổ Vật lí đại cương, tổ phương pháp dạy học Vật lí tại
trường Đại học Sư phạm Tp.HCM.
6.3. Phương pháp chuyên gia
Phương pháp chuyên gia được sử dụng để xin ý kiến tham vấn của các
chuyên gia về cấu trúc NLTN của SVSP; quy trình cùng với tiến trình tổ chức
DHKP trong dạy học TNVLĐC. Ý kiến của các chuyên gia được tổng hợp từ phiếu
hỏi, phiếu phỏng vấn và thảo luận trong các buổi seminar về các kết quả LA.
6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
TNSP kiểm định giả thuyết khoa học của đề tài với SVSP mới tiếp cận tiến
trình tổ chức DHKP trong dạy học TNVLĐC.
- TNSP lần 1 ghi nhận tính khả thi của tiến trình tổ chức và bước đầu đánh
giá độ tin cậy của cấu trúc NLTN của SVSP.
- TNSP lần 2 đánh giá tác động của quy trình tổ chức dạy học TNVLĐC
theo DHKP và tiến trình tổ chức đối với sự phát triển NLTN của SVSP.
6.5. Phương pháp thống kê tốn học: xử lí các kết quả TNSP thu được bằng phần
mềm SPSS 20.0.
7. Những đóng góp mới của luận án
- Về mặt lí luận:
+ Đề xuất được cấu trúc NLTN của SVSP bao gồm 5 thành tố, 22 CSHV với
3 mức độ chất lượng hành vi.
+ Đề xuất được 2 quy trình bao gồm:
(1). Quy trình tổ chức dạy học khóa học TNVLĐC theo DHKP: Quy trình này mơ
tả cách thức tổ chức dạy học cho tồn khóa học gồm 4 bước thực hiện và định
hướng tổ chức dạy học cho từng bài TN.

(2). Quy trình tổ chức dạy học từng bài TN theo DHKP: Quy trình này mơ tả chi
tiết, cụ thể hóa cách thức xây dựng và tổ chức dạy học cho từng bài TN trong dạy
học TNVLĐC thể hiện thông qua 3 giai đoạn.
+ Đề xuất được tiến trình DHKP TNVLĐC gồm 6 hoạt động chính.
- Về mặt thực tiễn:
+ Xây dựng chương trình TNVLĐC theo DHKP trong đó: cấu trúc lại nội
dung của các bài TN theo DHKP, xây dựng NVHT theo 3 mức độ khám phá, xây
dựng thêm 6 PATN và các dụng cụ TN cho 4 bài TN (bài 02 xác định suất căng mặt


6
ngoài của chất lỏng (2 PATN); bài 04 xác định tỷ số nhiệt dung phân tử của chất khí
(1 PATN); bài 07 kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng (ĐLBTĐL) (2PATN);
bài 08 kiểm chứng lại ba định luật thực nghiệm của chất khí (1PATN). Trong bài 07
có đề xuất hai PATN gắn ứng dụng thực tế đó là chế tạo mơ hình ván trượt và phân
tích băng hình. Đồng thời, chúng tôi cũng đã cải tiến dụng cụ TN của 4 bài TN để
đáp ứng mục tiêu phát triển NLTN, cụ thể ở các bài 01, bài 02, bài 03, bài 07), xây
dựng công cụ đánh giá NLTN của SVSP gồm có các bảng rubric và bảng kiểm cho
từng bài TN.
+ Xây dựng 9 tiến trình DHKP nhằm phát triển NLTN của SVSP.
8. Cấu trúc của luận án
Bên cạnh phần mở đầu, kết luận chung và đề xuất, tài liệu tham khảo, những
cơng trình khoa học liên quan đến LA đã được công bố và phụ lục. Cấu trúc của LA
bao gồm tổng cộng 04 chương:
Chương 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức dạy học khám phá “Thí nghiệm
Vật lí đại cương” nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm
Chương 3. Thiết kế tiến trình dạy học khám phá “Thí nghiệm Vật lí đại
cương” nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm
Chương 4. Thực nghiệm sư phạm

Cấu trúc của LA được trình bày tóm tắt thơng qua sơ đồ hình 1 như sau:

Hình 1. Sơ đồ tóm tắt cấu trúc luận án


7
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Các nghiên cứu về năng lực
1.1.1. Định nghĩa năng lực
Ngày nay, đa dạng quan điểm về NL có thể chia thành 3 xu hướng chính:
1.1.1.1. Năng lực là khả năng
Nhiều tài liệu nước ngoài định nghĩa NL dựa vào khả năng (ability, capacity,
possibility) thể hiện qua bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1. Một số nghiên cứu định nghĩa năng lực dựa trên “khả năng”
OECD2 [54]
NL là khả năng
người học đáp ứng
các nhu cầu phức
tạp bằng cách sử
dụng và huy động
các nguồn lực xã
hội (bao gồm kĩ
năng và thái độ)
trong
các
tình
huống cụ thể.

P. Quebec [55]

NL là khả năng sử
dụng các kiến thức,
kĩ năng, thái độ, kinh
nghiệm và sự đam mê
để hồn thành cơng
việc một cách phù
hợp và hiệu quả
trong nhiều tình
huống khác nhau
trong cuộc sống.

T. Denyse [56]
NL là khả năng
hành động, đạt được
thành công và tiến
bộ dựa trên việc tập
hợp và sử dụng hiệu
quả các nguồn lực
tổng hợp để giải
quyết các trường
hợp đa dạng trong
cuộc sống.

F. E. Weinert [57]
NL là sự kết hợp của
các khả năng và kĩ
năng có sẵn hoặc học
được cùng với sự sẵn
sàng của người học để
giải quyết các vấn đề

phát sinh và thực hiện
một cách có trách
nhiệm, có sự phê phán
để đạt được câu trả lời.

Qua bảng 1.1, kết quả nghiên cứu cho thấy phần lớn các định nghĩa về NL
của các tài liệu nước ngoài đều cho rằng NL là khả năng thực hiện hoạt động tương
ứng và luôn luôn đi kèm theo sau là các cụm từ “thực hiện thành công,” “phù hợp
và hiệu quả,” “hành động, đạt được thành công và tiến bộ,” “đạt được câu trả lời.”
1.1.1.2. Năng lực là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, và thuộc tính cá nhân
Theo chương trình GDPT tổng thể 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo đã định
nghĩa NL như sau: “Năng lực là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và
các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí... để thực hiện một loại
cơng việc trong một bối cảnh nhất định” [4].
1.1.1.3. Năng lực là đặc điểm, phẩm chất hoặc thuộc tính cá nhân
Bảng 1.2. Một số nghiên cứu định nghĩa năng lực dựa trên “đặc điểm, phẩm
chất, thuộc tính cá nhân”
Từ điển Bách Từ điển tiếng Phạm Minh
Trần Trọng
Nguyễn Xuân
khoa Việt
Việt [6]
Hạc [7]
Thủy,
Thức
Nam [5]
Nguyễn Quang
[9]
Uẩn [8]
2

Tổ chức các nước kinh tế phát triển


8
NL là đặc điểm NL là phẩm NL là những NL là tổ hợp các NL
của cá nhân chất tâm lí và đặc điểm tâm thuộc tính tâm lí hợp
thể hiện mức độ sinh lí mang lí cá biệt ở mỗi độc đáo hay các thuộc

là

tổng
những
tính

thành thạo có lại khả năng con người, tạo phẩm chất tâm lí tâm lí độc đáo
nghĩa là người cho con người thành điều kiện của

người

học, của cá nhân

học có thể thực thực hiện một quy định tốc giúp tạo điều kiện đáp ứng đòi
hiện một hoặc hoạt động cụ độ, chiều sâu, thuận lợi cho việc hỏi đặc trưng
vài dạng hoạt thể với hiệu cường độ của hồn

thành

động nào đó quả cao.

việc tác động một

loại

một cách thành

vào đối tượng động nhất định cho hoạt động

thục và chắc

lao động

nào đó.

tốt của hoạt động
hoạt và bảo đảm
ấy thành cơng.

chắn.
Qua các định nghĩa vừa trình bày ở bảng trên, chúng tơi nhận thấy việc giải
thích NL là đặc điểm, phẩm chất hoặc thuộc tính của con người được nhiều nhà
nghiên cứu đồng tình hơn xem nó là hoạt động. Tuy nhiên, cụm từ “đặc điểm” trong
các diễn đạt cịn khá chung chung nên cần phải được mơ tả cụ thể hơn, tùy vào mục
đích cần đạt tới. Chính vì vậy, để lí giải khái niệm NL phù hợp với tinh thần của
Nghị quyết 29 của Trung ương địi hỏi chúng tơi xem NL là sự kết hợp của những
đặc điểm, khơng chỉ bao gồm các đặc tính bẩm sinh mà cịn bao hàm những đặc
tính được hình thành và phát triển qua quá trình học tập, rèn luyện của người học,
để từ đó giúp người học thực hiện thành cơng nhiệm vụ trong hồn cảnh cụ thể.
Như vậy, thông qua việc khảo cứu các tài liệu nước ngồi cũng như các tài
liệu trong nước, chúng tơi có thể quan niệm chung về NL như sau:

Năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo với
các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí... để thực hiện nhiệm vụ
thành công trong một bối cảnh cụ thể.
1.1.2. Cấu trúc năng lực
Theo tác giả Nguyễn Văn Biên [10], Đỗ Hương Trà [11], xây dựng cấu trúc
NL bao gồm 4 bước như sau:
- Bước 1: Trình bày định nghĩa NL cần xây dựng, nghĩa là cần mô tả nội
hàm của NL.
- Bước 2: Xác định các lĩnh vực, hợp phần và các thành tố hình thành nên
NL đó.


9
- Bước 3: Xác định các CSHV có trong mỗi thành tố. Các CSHV cần được
diễn đạt sao cho chúng có thể quan sát được và làm bằng chứng cho việc đạt được
các thành tố NL. Thông thường, các CSHV luôn bắt đầu bằng những động từ chỉ
hành động như là: viết ra (để đọc được), nói ra (để nghe được), làm (để quan sát
được), tạo ra (sản phẩm vật chất để đánh giá được).
- Bước 4: Xác định tiêu chí chất lượng của các CSHV: mơ tả mức độ đạt
được của các CSHV trong các công cụ đánh giá.
1.2. Các nghiên cứu về năng lực thực nghiệm
1.2.1. Định nghĩa năng lực thực nghiệm
Khi tìm hiểu các nghiên cứu về NLTN, chúng tôi đã tham khảo nhiều nguồn
thông tin như lí thuyết, định nghĩa từ các luận văn và LA, cũng như từ tạp chí và các
định nghĩa trong các tài liệu hướng dẫn để có cái nhìn tồn diện về nội hàm NLTN.
- Theo Josephy (1986) đã đánh giá các kĩ năng TN trong vật lí theo OCEA
(Oxford Certificate of Educational Achievement) bao gồm các kĩ năng như sau:
Thiết kế TN; Thực hiện TN (bao gồm quan sát, thao tác, và thu thập dữ liệu); Diễn
giải (bao gồm xử lí dữ liệu, suy luận, dự đốn, và giải thích); Giao tiếp (bao gồm
báo cáo và truyền đạt thông tin) [58].

- Theo Schreiber cùng với các cộng sự (2009), NLTN là năng lực đặc thù
được hình thành và phát triển thơng qua q trình dạy học Vật lí. Nhóm tác giả sử
dụng các bài tập TN nhằm bồi dưỡng NLTN của SV. Cụ thể như trong quá trình
giải các bài tập TN, SV phải kết hợp các kiến thức, kĩ năng, hoạt động trí óc và thực
hành dựa trên sự hiểu biết sẵn có về Vật lí, kĩ thuật và thực tế đời sống [59].
- Theo Eickhorst cùng các cộng sự đã định nghĩa NLTN như là một khả
năng tiềm ẩn ít nhất là lập kế hoạch dựa trên quy tắc trực quan và thực hiện các TN
nhằm làm rõ một câu hỏi vật lí, cũng như để đánh giá có ý thức về phương pháp
luận đối với dữ liệu thu được [60].
- Theo Etkina, NLTN là khả năng để mơ tả những tiến trình, q trình,
phương pháp quan trọng mà các nhà khoa học đã sử dụng tạo ra kiến thức và giải
quyết các vấn đề thực nghiệm [61].
- Theo tài liệu tập huấn của Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014), thực nghiệm là
một trong những bước quan trọng trong phương pháp khoa học sử dụng nhằm giúp
người học có thể phân biệt giữa mơ hình khoa học hay giả thuyết [12].
- Theo tác giả Nguyễn Văn Biên (2013), NLTN đóng vai trị quan trọng


10
trong việc hình thành và phát triển kĩ năng của người học, đặc biệt là trong quá trình
dạy học Vật lí [13].
- Theo tác giả Lý Thị Thu Phương: NLTN là năng lực thiết kế PATN phù
hợp cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những giả thuyết khoa học và tiến hành được
TN thành công nhằm đưa ra kết quả TN cần thiết. Tuy nhiên, NLTN không chỉ là
năng lực thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát, đo đạc mà cịn liên quan năng
lực tư duy trí óc [14].
- Theo tác giả Xayparseut Vylaychit định nghĩa NLTN là khả năng huy
động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo với các thuộc tính tâm lí như hứng thú,
niềm tin, ý chí để thực hiện thành cơng các nhiệm vụ thực nghiệm. Tác giả
Xayparseut Vylaychit đưa ra NLTN bao gồm 4 thành tố năng lực: xác định mục

đích TN, thiết kế PATN, tiến hành được TN và đánh giá được kết quả [15].
Sau khi chúng tơi đã tìm hiểu định nghĩa NLTN bằng các từ khóa
“experimental competence,” “practical skill,” “experimental skills,” “scientific
abilities” ,…Chúng tơi nhận thấy có ít tài liệu định nghĩa cụ thể, tường minh NLTN
mà chủ yếu các tác giả chỉ tập trung nhiều vào vai trò của NLTN [13], [59] và đưa
ra các thành tố của NLTN [14], [15], [58], [60]. Trong số các định nghĩa vừa nêu ở
trên, chúng tôi đồng quan điểm với định nghĩa của tác giả Xayparseut Vylaychit và
thống nhất ở cả 2 thành tố đầu tiên. Tuy nhiên, cũng cần phải điều chỉnh lại ở hai
thành tố còn lại cho đầy đủ với các bước của quá trình TN.
 Điểm khác biệt của SVSP so với SV kĩ thuật trong khái niệm NLTN
Về mặt nội hàm, khái niệm NLTN của SVSP tương đồng với SV kĩ thuật.
Tuy nhiên, do chuẩn đầu ra và chuẩn nghề nghiệp khác nhau nên NLTN của SVSP
sẽ có những nét riêng biệt so với SV kĩ thuật ở các điểm như sau:
Bảng 1.3. Sự khác biệt của SVSP so với SV kĩ thuật trong khái niệm NLTN
SVSP

SV kĩ thuật

+ Mục đích học để dạy: xây dựng kế hoạch bài + Mục đích học để làm:
dạy – thực hiện kế hoạch – kiểm tra đánh giá (theo thiết kế và xây lắp sản phẩm.
tiêu chí 4 và tiêu chí 6 trong Thơng tư số 20 năm
2018 quy định chuẩn nghề nghiệp GV [16]).
+ SVSP học kiến thức, kĩ năng không chỉ cho + SV kĩ thuật học kiến thức,
chính bản thân mà cịn hướng dẫn lại cho HS.
kĩ năng cho chính bản thân
để giải quyết vấn đề kĩ thuật.
+ Chuẩn đầu ra học phần TNVLĐC 1: SVSP + Chuẩn đầu ra học phần