Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh qua dạy học bài tập thí nghiệm quang hình lớp 11 Trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
-----CHU ĐÌNH ĐỨC

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
QUA DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH
LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Nghệ An, năm 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
------

CHU ĐÌNH ĐỨC

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
QUA DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH
LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60.14.01.11

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS. TS PHẠM THỊ PHÚ

Nghệ An, năm 2015

MỤC LỤC

MỤC LỤC...................................................................................................................................3
Chương 1.....................................................................................................................................9
DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH........................................................................................................................9
Chương 2...................................................................................................................................31
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM....................................................................................................74
KẾT LUẬN...............................................................................................................................85
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................87

BẢNG CHÚ THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
1. BMSS

Bản mặt song song

2. BTTN

Bài tập thí nghiệm

3. ĐC

Đối chứng

4. GV

Giáo viên

5. HS

Học sinh

6. HSG

Học sinh giỏi

7. NLTN

Năng lực thực nghiệm

8. PATN

Phương án thí nghiệm

9. PPDH

Phương pháp dạy học

10. PPTN

Phương pháp thực nghiệm

11. TKHT

Thấu kính hội tụ

12. TKPK

Thấu kính phân kì

13. TN

Thực nghiệm

14. TNKT

Thí nghiệm kiểm tra

15. THPT

Trung học phổ thông


4

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện
giáo dục và đào tạo đã chỉ ra:“Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và
học theo hướng hiện đại; Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng
kiến thức, kỹ năng của người học; Khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi
nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở
để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực.”;
“Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục đào tạo theo
hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”. Theo tinh thần đó,
các yếu tố của quá trình giáo dục trong nhà trường trung học cần được tiếp cận theo
hướng đổi mới.
Nghị quyết số 29 NQ/TW của hội nghị 9 khóa 11, về đổi mới căn bản

toàn diện giáo dục, chỉ rõ: Giáo dục Việt Nam sau năm 2015 chuyển từ nền giáo
dục theo tiếp cận nội dung (chủ yếu trang bị kiến thức) sang nền giáo dục theo
tiếp cận năng lực (hướng tới phát triển cho người học các năng lực để đáp ứng
yêu cầu thực tiễn).
Theo [13]: Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu
ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân
cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn
nhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống
và nghề nghiệp. Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách
chủ thể của quá trình nhận thức.


5

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học không qui định
những nội dung dạy học chi tiết mà qui định những kết quả đầu ra. Trên cơ sở
đó, đưa ra những định hướng chung về việc lựa chọn nội dung, phương pháp, tổ
chức và đánh giá kết quả dạy học nhằm đảm bảo thực hiện được mục tiêu dạy
học tức là đạt được kết quả đầu ra mong muốn. Trong chương trình định hướng
phát triển năng lực, mục tiêu học tập, tức là kết quả học tập mong muốn được
mô tả chi tiết và có thể quan sát, đánh giá được. HS cần đạt được những kết quả
yêu cầu đã qui định trong chương trình.
Trong dạy học Vật lý, bài tập là một phương tiện, phương pháp dạy học tích
cực, có tác dụng to lớn trong việc thực hiện nhiệm vụ: Giáo dưỡng; Phát triển
năng lực tư duy; Giáo dục nhân cách đạo đức; Giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
Bài tập thí nghiệm Vật lý là dạng bài tập mà khi giải phải sử dụng thí
nghiệm Vật lý. Vì vậy BTTN vừa phát huy chức năng của BT, vừa phát huy
chức năng của thí nghiệm. Do đó, BTTN có khả năng to lớn trong việc bồi
dưỡng năng lực thí nghiệm cho HS.
Quang hình là một phần quan trọng trong chương trình vật lý THPT, đây

cũng là một phần có nhiều thuận lợi cho dạy học bài tập thí nghiệm, vì các thiết
bị thí nghiệm đơn giản, dễ tìm, thuận lợi cho việc đo đạc, thu thập và xử lý số
liệu.
Với những lý do trên tôi chọn đề tài: “ Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm
cho học sinh qua dạy học bài tập thí nghiệm quang hình lớp 11 THPT”
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình Vật lý 11
trong quá trình dạy học để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Năng lực thực nghiệm


6

- Bài tập thí nghiệm
- Quá trình dạy học vật lý
Phạm vi nghiên cứu
Bài tập thí nghiệm thuộc phần quang hình lớp 11 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được hệ thống bài tập thí nghiệm Quang hình Vật lý 11 và
sử dụng trong dạy học thì sẽ góp phần bồi dưỡng được năng lực thực nghiệm
cho học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu lý luận dạy học bồi dưỡng năng lực cho học sinh;
5.2. Nghiên cứu các thành tố cấu trúc của năng lực thực nghiệm, biểu hiện của
năng lực thực nghiệm, tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm;
5.3. Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm trong bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm;
5.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập thí nghiệm ở một số trường THPT

Thanh Hóa;
5.5. Tìm hiểu mục tiêu dạy học, nội dung dạy học phần quang hình Vật lý 11
THPT;
5.6. Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm quang hình Vật lý 11 THPT;
5.7. Đề xuất các phương án dạy học bài tập thí nghiệm quang hình để bồi dưỡng
năng lực thực nghiệm cho học sinh;
5.8. Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế.
6. Phương pháp nghiên cứu


7

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu lý luận về phương pháp thực nghiệm khoa học;
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và các tài liệu liên quan;
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Thực nghiệm Vật lý
- Thực nghiệm sư phạm
- Điều tra, quan sát
- Phương pháp thống kê toán học
7. Đóng góp mới của đề tài
Về lý luận
Xác định được các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh.
Về nghiên cứu ứng dụng
- Xây dựng được hệ thống 20 bài tập thí nghiệm quang hình, nhằm bồi dưỡng
năng lực thực nghiệm cho HS;
- Thiết kế 3 tiến trình dạy học BTTN quang hình bồi dưỡng năng lực thực
nghiệm cho học sinh:
+ Bài học luyện giải bài tập
+ Bài học tự chọn

+ Bài học kiểm tra, đánh giá.
8. Cấu trúc luận văn
Mở đầu (5 trang)
Chương 1. Dạy học bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm
cho học sinh (24 trang)


8

Chương 2. Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm quang hình nhằm bồi
dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh (46 trang)
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm (11 trang)
Kết luận (2 trang)
Tài liệu tham khảo (2 trang)


9

Chương 1
DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
1.1. Dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng phát triển năng lực
người học
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên, nhận thức Vật lý là nhận thức chân
lý khách quan. V.I..Lênin đã chỉ rõ quy luật chung nhất của nhận thức là: “Từ
trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn,
đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lý, của sự nhận thức hiện thực
khách quan".
Thế giới vật chất tồn tại khách quan, không phụ thuộc vào ý muốn của
con người, con người nhận biết được những dấu hiệu bên ngoài của nó nhờ tác

động của nó lên các giác quan. Cảm giác của những người phát triển bình
thường về cùng một sự vật, hiện tượng trong những điều kiện như nhau là giống
nhau. Nhưng giải thích bản chất và nguyên nhân của chúng thì lại có nhiều ý
kiến khác nhau. Nội dung của các hiện tượng cũng không phải là cố định mà
phát triển theo trình độ nhận thức, công cụ hoạt động của con người. Vấn đề là
ở chỗ: Con người phải hoạt động như thế nào để có thể nhận thức được chân lý.
Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực không chỉ chú ý
tích cực hóa HS về hoạt động trí tuệ, mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết
vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn
hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn. Tăng cường việc học tập
trong nhóm, đổi mới quan hệ giáo viên và học sinh theo hướng cộng tác có ý
nghĩa quan trọng nhằm phát triển năng lực xã hội. Bên cạnh việc học tập tri thức
và kĩ năng riêng lẻ của môn học, cần bổ sung các chủ đề hoạt động phức hợp
nhằm phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp.
Những định hướng chung, tổng quát về chương trình giáo dục định hướng
phát triển năng lực là:
- Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của người học, hình thành và


10

phát triển năng lực tự học. Trên cơ sở đó trau dồi các phẩm chất linh hoạt, độc
lập sáng tạo của tư duy.
- Có thể lựa chọn một cách linh hoạt các phương pháp chung và phương pháp
đặc thù của môn học để thực hiện. Tuy nhiên, dù sử dụng phương pháp nào cũng
phải đảm bảo được nguyên tắc: “HS tự mình hoàn thành nhiệm vụ nhận thức với
sự tổ chức, hướng dẫn của GV”.
- Việc sử dụng phương pháp dạy học gắn chặt với các hình thức tổ chức dạy
học. Tùy theo mục tiêu, nội dung, đối tượng và điều kiện cụ thể mà có những
hình thức tổ chức thích hợp như học cá nhân, học nhóm, học trong lớp, học ở

ngoài lớp ...Cần chuẩn bị tốt về phương pháp đối với các giờ thực hành để đảm
bảo yêu cầu rèn luyện kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, nâng
cao hứng thú cho người học.
Việc đổi mới phương pháp dạy học của GV được thể hiện qua các đặc trưng
cơ bản sau:
- Dạy học thông qua tổ chức liên tiếp các hoạt động học tập, từ đó giúp học sinh
tự khám phá ra những điều chưa biết chứ không phải thụ động tiếp thu những tri
thức được sắp đặt sẵn. Theo tinh thần này, GV là người tổ chức và chỉ đạo học
sinh tiến hành các hoạt động học tập như nhớ lại kiến thức cũ, phát hiện kiến
thức mới, vận dụng sáng tạo kiến thức đã biết vào các tình huống học tập hoặc
tình huống thực tiễn…
- Chú trọng rèn luyện cho HS những tri thức, phương pháp để họ biết cách đọc
sách giáo khoa và các tài liệu học tập, biết cách tự tìm lại những kiến thức đã có,
biết cách suy luận để tìm tòi và phát hiện kiến thúc mới…Các tri thức phương
pháp thường là những quy tắc, quy trình, phương thức hành động . Tuy nhiên
cũng cần coi trọng cả các phương pháp có tính dự đoán, giả định…Cần rèn
luyện cho HS các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, đặc biệt hóa, khái
quát hóa, tương tự, quy lạ về quen…Để dần hình thành và phát triển tiềm năng
sáng tạo của HS.
- Tăng cường phối hợp học tập cá thể với học tập hợp tác theo phương châm:
“ Tạo điều kiện cho HS nghĩ nhiều hơn, làm nhiều hơn và thảo luận nhiều hơn”.
Điều đó có nghĩa, mỗi HS vừa cố gắng tự lực một cách độc lập, vừa hợp tác chặt
chẽ với nhau trong quá trình tiếp cận, phát hiện và tìm tòi kiến thức mới. Lớp


11

học trở thành môi trường giao tiếp thầy – trò và trò – trò nhằm vận dụng sự hiểu
biết và kinh nghiệm của từng cá nhân, của tập thể trong giải quyết các nhiệm vụ
học tập chung.

- Chú trọng đánh giá kết quả học tập theo mục tiêu bài học trong suốt tiến trình
dạy học thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập. Chú trọng phát triển kỹ năng tự
đánh giá và đánh giá lẫn nhau của HS với nhiều hình thức như theo lời giải / đáp
án mẫu, theo hướng dẫn, hoặc tự xác định tiêu chí để có thể phê phán, tìm được
nguyên nhân và nêu cách sửa chữa các sai sót.
Dạy học theo định hướng phát triển năng lực không hoàn toàn khác biệt
(hay trái ngược) với dạy học theo tiếp cận nội dung, mà là sự phát triển trên cơ
sở các kết quả của dạy học theo tiếp cận nội dung.
Dạy học định hướng phát triển năng lực về bản chất chỉ là cần và coi trọng
thực hiện mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ ở các mức độ cao hơn, thông qua
việc yêu cầu HS “vận dụng những kiến thức, kỹ năng một cách tự tin, hiệu quả
và thích hợp trong hoàn cảnh phức hợp có biến đổi, trong học tập cả trong nhà
trường và ngoài nhà trường, trong đời sống thực tiễn”. Việc dạy học thay vì chỉ
dừng lại ở hướng tới mục tiêu dạy học hình thành kiến thức, kỹ năng và thái độ
tích cực ở HS thì còn hướng tới mục tiêu xa hơn đó là trên cơ sở kiến thức, kỹ
năng được hình thành, phát triển khả năng thực hiện các hành động có ý nghĩa
với người học. Dạy học định hướng phát triển năng lực được thể hiện trong các
thành tố của quá trình dạy học như sau:
- Về mục tiêu dạy học: Mục tiêu kiến thức - ngoài các yêu cầu về mức độ nhận
biết, tái hiện kiến thức cần có những mức độ cao hơn như vận dụng kiến thức
trong các tình huống, các nhiệm vụ gắn với thực tế. Với các mục tiêu về kỹ năng
cần yêu cầu HS đạt được ở mức độ phát triển kỹ năng, thực hiện các hoạt động
đa dạng. Các mục tiêu này đạt được thông qua các hoạt động trong và ngoài nhà
trường.
- Về phương pháp dạy học: Ngoài cách dạy học thuyết trình cung cấp kiến thức
cần tổ chức hoạt động dạy học thông qua trải nghiệm, giải quyết những nhiệm
vụ thực tiễn. Như vậy thông thường, qua một hoạt động học tập, HS sẽ được


12

hình thành và phát triển không phải một loại năng lực mà là được hình thành
đồng thời nhiều năng lực, hoặc nhiều năng lực thành tố mà ta không cần tách
biệt từng thành tố trong quá trình dạy học.
- Về nội dung dạy học: Cần xây dựng các hoạt động, chủ đề, nhiệm vụ đa dạng
gắn với thực tiễn.
- Về kiểm tra đánh giá: Về bản chất đánh giá năng lực cũng phải thông qua đánh
giá khả năng vận dụng kiến thức và kĩ năng thực hiện nhiệm vụ của HS trong
các tình huống phức tạp khác nhau. Trên cơ sở này, các nhà nghiên cứu nhiều
quốc gia khác nhau đề ra các chuẩn năng lực trong giáo dục tuy có khác nhau
nhưng khá tương đồng về nội hàm. Trong chuẩn năng lực đều có những nhóm
năng lực chung . Trên cơ sở năng lực chung, các nhà lý luận dạy học bộ môn cụ
thể hóa thành những năng lực chuyên biệt. Tuy nhiên không dừng ở các năng
lực chuyên biệt, các tác giả đều cụ thể hóa thành năng lực thành phần, những
năng lực thành phần này được cụ thể hóa thành các thành tố liên quan đến kiến
thức, kĩ năng…Để định hướng quá trình dạy học, kiểm tra đánh giá của giáo
viên.
Dạy học tất cả các môn học trong nhà trường đều phải hướng tới phát triển
người học. Vật lý ở trường THPT chủ yếu là Vật lý thực nghiệm. Vì thế, ngoài
việc hướng tới hình thành các năng lực cho HS, môn Vật lý còn phải hình thành
cho HS năng lực thực nghiệm như là một năng lực chuyên biệt. Trong luận văn
này, chúng tôi nghiên cứu dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm qua
dạy học phần Vật lý quan trọng của chương trình Vật lý THPT: Phần quang
hình.
Trong phần tiếp theo, chúng tôi giới thiệu các kết quả nghiên cứu lý luận về
năng lực thực nghiệm, cấu trúc của năng lực thực nghiệm, biểu hiện năng lực
thực nghiệm và tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của HS trong học tập
Vật lý ở trường THPT.
1.2. Năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập vật lý
1.2.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm

13

Năng lực là một tập hợp hoặc tổng hợp những thuộc tính của cá nhân con
người, đáp ứng những nhu cầu lao động, đảm bảo cho hoạt động và đạt được kết
quả cao; Năng lực là sự kết nối tri thức, hiểu biết, khả năng, mong muốn... Năng
lực mô tả việc giải quyết những đòi hỏi về nội dung trong các tình huống.
Theo từ điển tâm lý học “Năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm chất
tâm lý của cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong tạo thuận lợi cho việc
thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định” [4, trang 21]
Năng lực gắn liền với kiến thức, kĩ năng, thái độ trong một lĩnh vực hoạt
động tương ứng, năng lực có nhiều mức độ khác nhau.
Năng lực bao gồm năng lực chung và năng lực chuyên biệt. Trong đó
năng lực chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân, đảm bảo cho cá
nhân nắm bắt được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng, có hiệu quả. Năng
lực chung gồm: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo,
năng lực quản lý, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dung công
nghệ thông tin và truyền thông, năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán.
Năng lực chuyên biệt là năng lực của một lĩnh vực nào đó, nó vừa thể hiện
được những đặc tính của năng lực chung, nhưng đồng thời nó còn có những biểu
hiện đặc thù riêng cho lĩnh vực đó. Năng lực chuyên biệt của môn Vật lý, theo
[13, trang 48], được thể hiện qua bảng sau:
Stt

Năng lực chung

Biểu hiện năng lực trong môn Vật lý

Nhóm năng lực làm chủ phát triển

1

Năng lực tự học

- Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế
hoạch có hiệu quả
- Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động
của các ứng dụng kĩ thuật
- Đánh giá được mức độ chính xác của nguồn tin


14

- Đặt được câu hỏi về sự vật quanh ta
- Tóm tắt được nội dung vật lý trọng tâm của văn bản.
- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái
niệm, bảng biểu sơ đồ khối
- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án
thí nghiệm để trả lời cho câu hỏi đó.
2

Năng

lực

quyết

vấn

giải - Đặc biệt quan trọng là năng lực thực nghiệm

đề Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện
(đặc biệt quan tượng ... Diễn ra như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện
trọng là NL giải tượng là gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có
quyết vấn đề mối quan hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có
bằng con đường nguyên tắc cấu tạo và hoạt động như thế nào?
thực nghiệm hay
- Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu
còn gọi là NL
hỏi đặt ra
thực nghiệm)
- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời
bằng suy luận lý thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm;
- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được
- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được
3

Năng lực sáng - Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả
tạo

thuyết (hoặc dự đoán)
- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu
- Giải được bài tập sáng tạo
- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề tối ưu

4

Năng
quản lý

lực

tự

Không có tính đặc thù


15

Nhóm năng lực về quản lý xã hội
5

Năng lực giao - Sử dụng được ngôn ngữ vật lý để mô tả hiện tượng
tiếp

- Lập được bảng và mô tả bảng số liệu thực nghiệm
- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước
- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm
- Mô tả được sơ đồ thí nghiệm
- Đưa ra các lập luận logic. Biện chứng

6

Năng lực hợp tác - Tiến hành thí nghiệm theo nhóm
- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau
Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá

trình hình thành năng lực ở trên)
7

Năng

lực

sử - Sử dụng một số phần mềm chuyên dụng, để mô hình

dụng công nghệ hóa quá trình vật lý
thông
truyền

tin

và
thông

(ICT)
8

Năng

lực

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

dụng ngôn ngữ

- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật vật lý
- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu

9

Năng lực tính - Mô hình hóa quy luật vật lý bằng các công thức toán
toán

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


16

Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm năng lực chuyên biệt, môn Vật lý có
khả năng bồi dưỡng cho học sinh năng lực thực nghiệm, vì Vật lý là môn khoa
học thực nghiệm.
Theo Phạm Thị Phú: Năng lực thực nghiệm là tổ hợp kĩ năng, kiến thức và
thái độ của chủ thể, cho phép chủ thể xử lý được tình huống gặp phải bằng
phương pháp thực nghiệm.
Biểu hiện của năng lực thực nghiệm [13]
- Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng diễn ra như thế
nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Những đại lượng nào mô tả được hiện
tượng? Đo lường đại lượng đó như thế nào? Các đại lượng trong hiện tượng tự
nhiên có mối quan hệ với nhau như thế nào?
- Đưa ra được các phương án tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra:
+ Nêu được dự đoán (giả thuyết)
+ Xây dựng phương án thí nghiệm
+ Mô hình hóa phương án thí nghiệm
+ Dự đoán kết quả thí nghiệm.
- Óc tò mò quan sát, sự khéo léo, niềm say mê thực hành thí nghiệm
- Thực hiện được các phương án tìm câu trả lời bằng thực nghiệm:
+ Có kĩ năng sử dụng các thiết bị đo

+ Có kĩ năng lựa chọn lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ TN
+ Có kĩ năng quan sát đo đạc, thu thập sắp xếp dữ liệu quan sát.
- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được;
- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được
+ Kĩ năng xác định sai số phép đo
+ Đối chiếu kết quả với giả thuyết đã xây dựng.
1.2.2.Cấu trúc của năng lực thực nghiệm


17

Năng lực thực nghiệm
+ Kiến thức vật lí liên quan đến
quá trình cần khảo sát
+ Kiến thức về thiết bị, về an toàn
+ Kiến thức về xử lí số liệu, kiến
thức về sai số
+ Kiến thức về biểu diễn số liệu
dưới dạng bảng biểu, đồ thị
+ Thái độ kiên nhẫn
+ Thái độ trung thực
+ Thái độ tỉ mỉ
+ Thái độ hợp tác
+ Thái độ tích cực

Kĩ năng
+ Thiết kế phương án thí nghiệm
+ Chế tạo dụng cụ
+ Lựa chọn dụng cụ
+ Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm

+ Thay đổi các đại lượng
+ Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh dụng
cụ đo, đọc số liệu
+ Sửa chưa các sai hỏng thông thường
+ Quan sát diễn biến hiện tượng
+ Ghi lại kết quả
+ Biểu diễn kết quả bằng bảng biểu, đồ
thị
+ Tính toán sai số
+ Biện luận, trình bày kết quả
+ Tự đánh giá cải tiến phép đo

Sơ đồ 1.1: Cấu trúc năng lực thực nghiệm
1.2.3. Vị trí vai trò của năng lực thực nghiệm trong hệ thống năng lực cần
bồi dưỡng cho học sinh
Về vị trí
Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm năng lực chuyên biệt của môn Vật lý.
Trong năng lực chuyên biệt của môn Vật lý, năng lực thực nghiệm thuộc nhóm
năng lực về phương pháp, dựa vào [13] có thể mô hình hóa vị trí của năng lực
thực nghiệm trong môn Vật lý bằng sơ đồ 1.2:
Năng lực chuyên biệt
Năng lực sử
dụng kiến thức
Vật lý

Năng lực trao đổi
thông tin

Năng lực về phương pháp
Năng lực

mô hình
hóa

Năng lực
thực nghiệm

Năng lực cá
nhân


18

Sơ đồ 1.2: Vị trí năng lực thực nghiệm trong năng lực chuyên biệt môn Vật lý
Về vai trò
Năng lực thực nghiệm thuộc nhóm vai trò về phương pháp. Phương pháp
dẫn đường cho hành động: “Phương pháp quan trọng hơn phát minh, vì có
phương pháp tốt thì sẽ tìm ra được những phát minh mới quan trọng hơn phát
minh đã có” (Laudau)
Năng lực thực nghiệm là sự kết hợp biện chứng giữa tư duy lý thuyết và tư
duy thực nghiệm, gắn lý thuyết với thực tiễn, gắn học với hành, có tác dụng tốt
trong việc giáo dục những con người hành động, khắc phục được tình trạng giáo
dục hàn lâm đang khá phổ biến hiện nay ở các nhà trường Việt Nam.

1.2.4. Tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm
Từ sơ đồ phương pháp thực nghiệm [11]
Vấn đề

Dự
đoán

Quan sát

HQLG

TNKT

Kết luận

Thực tiễn

Thí nghiệm
Từ sơ đồ PPTN ở trên có thể đưa ra các tiêu chí đánh giá năng lực thực
nghiệm như sau:
V1: Tiếp nhận vấn đề


19

TC1: Đề xuất vấn đề nghiên cứu

V2: Phát biểu vấn đề dựa trên quan sát
theo hướng dẫn của giáo viên
V3: Tự lực phát biểu vấn đề qua quan sát
D1: Tiếp nhận dự đoán

TC2: Nêu dự đoán khoa học

D2: Lựa chọn dự đoán
D3: Tự lực nêu dự đoán.
H1: Tiếp nhận

TC3: Suy ra hệ quả logic từ dự đoán

H2: Suy ra HQLG có gợi ý của GV
H3: Tự lực suy ra HQLG.

P1: Tiếp nhận PATN
TC4: Xây dựng PA TN

P2: Xây dựng PATN dưới sự hướng dẫn của GV
P3: Tự lực xây dựng PATN.
T1: Bắt chước

TC5: Thực hiện TNKT

T2: Tiến hành TN dưới sự hướng dẫn của GV
T3: Tự lực tiến hành TN.

X1: Làm theo mẫu
TC6: Xử lý số liệu thí nghiệm

X2: Xử lý số liệu dưới sự hướng dẫn của GV
X3: Tự lực xử lý số liệu.
K1: Tiếp nhận kết luận

TC7: Rút ra kết luận

K2: Rút ra kết luận theo hướng dẫn
K3: Tự lực rút ra kết luận.

1.3. Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lý


20

1.3.1. Khái niệm bài tập thí nghiệm Vật lý (BTTN)
Bài tập thí nghiệm là những bài tập mà việc giải nó đòi hỏi phải làm thí
nghiệm để xác định một đại lượng Vật lý nào đó, hoặc nghiên cứu sự phụ thuộc
giữa các thông số Vật lý, hoặc kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết. Bài
tập thí nghiệm vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm, nó có tác
dụng lớn trong việc bồi dưỡng cho học sinh PPTN của nhận thức Vật lý. Có thể
thấy rõ qua việc so sánh các giai đoạn của PPTN với các bước tiến hành khi giải
một bài tập thí nghiệm như sau[8]:
Các yếu tố của PPTN

Các bước trong quá trình giải BTTNVL

1. Đặt vấn đề trên cơ sở các sự 1.Đọc đề bài, hiểu rõ câu hỏi của bài toán
kiện và quan sát. Phân tích vấn đề phân tích bản chất Vật lý của bài toán.
2. Hình thành giả thuyết.

2. Xây dựng phương án giải (phương án thí
nghiệm, lập luận, tính toán)

3. Nghiên cứu lý thuyết (suy ra hệ 3. Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình
quả logic từ giả thuyết). Lập bày lời giải, (nếu có thể giải bằng lý thuyết).
phương án thí nghiệm kiểm tra.

Hoặc lập phương án thí nghiệm, quan sát
thu thập số liệu.

4. Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến
hành thí nghiệm, xử lý kết quả.

4. Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện
tượng, ghi nhận số liệu và xử lý kết quả.

5. Rút ra kết luận về vấn đề
nghiên cứu.

5. Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi của
bài toán.

Như vậy các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thí
nghiệm có tính chất tương tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằng
phương pháp thực nghiệm. Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học của dạy
học PPTN bằng biện pháp sử dụng các BTTN; Việc HS tiến hành giải BTTN sẽ


21

làm cho tư duy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tượng hóa, khái quát hóa và
cả trực giác khoa học được bồi dưỡng và rèn luyện. Việc giải các BTTN, đó là
những nghiên cứu nhỏ - tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy và khả năng nhận
thức cho học sinh.
1.3.2. Chức năng của bài tập của bài tập thí nghiệm
Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về các mặt giáo dưỡng, phát triển
trí tuệ, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt bồi dưỡng năng lực thực
thực nghiệm và làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn.
Tạo hứng thú học tập cho học sinh

Một trong các ưu thế của BTTN là có thể gây hứng thú học tập của học
sinh. Khi thực hiện các thí nghiệm sẽ xuất hiện những điều mới, bất ngờ...Gây
sự tò mò, ngạc nhiên và do đó kích thích hứng thú học tập. Trong khi lập
phương án để tiến hành thí nghiệm, học sinh thường dự đoán quá trình diễn ra
của hiện tượng, hay kết quả thí nghiệm. Nếu như kết quả diễn ra đúng như dự
kiến, học sinh tin vào sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Nếu thực
nghiệm xảy ra không như dự đoán, các hiện tượng hoàn thành mới lạ, sẽ gây sự
ngạc nhiên thú vị, thu hút các em tìm lời giải thích. Khi giải các bài tập thí
nghiệm, những cái mới lạ trái với suy nghĩ thông thường của HS làm cho các em
phải suy nghĩ về những điều xảy ra trong thí nghiệm và xa hơn nữa là sự liên hệ
đến những sự vật, hiện tượng xảy ra trong tự nhiên. Các câu hỏi “tại sao hiện
tượng này lại xảy ra như thế?”, “hiện tượng đó bị chi phối bởi các quy luật
nào?”, “có thể giải thích được chúng không?”...Tự nó sẽ nảy sinh trong óc của
các em và từ đó tạo nhu cầu học tập[8].
Như vậy hoạt động giải bài tập thí nghiệm luôn gây được hứng thú lớn đối
với HS, lôi cuốn được sự chú ý của HS vào các vấn đề bài tập yêu cầu, phát huy
tính tích cực tìm tòi, khám phá và sáng tạo. Những số liệu khởi đầu về mặt lí
thuyết của bài tập sẽ được kiểm tra tính đúng đắn thông qua các kết quả thu
được bằng con đường thực nghiệm.


22

Củng cố, khắc sâu và nâng cao kiến thức Vật lý
Để giải các bài tập thí nghiệm Vật lý, học sinh phải vận dụng kiến thức lý
thuyết vào thực tiễn, điều đó giúp các em khắc sâu kiến thức. Nhờ vậy kiến thức
các em nắm được sẽ chính xác hơn, vững chắc hơn, có tính hệ thống hơn. Các
BTTN cũng có thể sử dụng để nghiên cứu các kiến thức mới và hình thành tri
thức Vật lý mới, tức là nâng cao kiến thức Vật lý cho HS. Vì vậy việc thường
xuyên giải BTTN sẽ góp phần đáng kể trau dồi kiến thức Vật lý cho HS.

Phát triển tư duy sáng tạo và năng lực sáng tạo cho học sinh
Để giải các BTTN học sinh phải phối hợp nhiều bước như là phân tích các
dự kiện của đề bài, lập luận xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ,
sử dụng dụng cụ đúng quy cách, lắp đặt thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm tự lực
thu thập xử lý số liệu. Điều đó giúp học sinh rèn luyện tính tích cực và chủ động
trong học tập, đồng thời phát triển khả năng tư duy sáng tạo và năng lực nhận
thức cho học sinh.
Rèn luyện kĩ năng thực hành và kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn
Khi giải các bài tập thí nghiệm nhất thiết học sinh phải tiến hành thí nghiệm,
dự đoán kết quả thí nghiệm, tiến hành thu thập và xử lý kết quả thí nghiệm. Vì
vậy việc thường xuyên giải BTTN Vật lý sẽ góp phần đáng kể rèn luyện cho học
sinh kĩ năng vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn.
Tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học
Vật lý học là một môn học về khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thức
Vật lý đều được xây dựng từ thí nghiệm và bằng thực nghiệm. Vì vậy một trong
giải pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý là áp dụng phương pháp
thực nghiệm, một trong những phương pháp nhận thức Vật lý. Đó là phương
pháp được mô phỏng theo phương pháp nghiên cứu của các nhà Vật lý học. Các
nhà khoa học tìm ra tri thức bằng con đường nào thì chúng ta cũng dạy cho học
sinh chiếm lĩnh tri thức bằng con đường đó, tất nhiên phải có phải điều chỉnh để


23

phù hợp với điều kiện và mục đích dạy học. Vì vậy khi giải các bài tập thí
nghiệm là học sinh đã tiếp cận với phương pháp thực nghiệm, một trong những
phương pháp nghiên cứu khoa học.
Kiểm tra đánh giá trình độ và kĩ năng của học sinh
Hiện nay việc kiểm tra đánh giá của học sinh qua BTTN chưa được sử
dụng, các bài tập sử dụng trong đánh giá là bài tập tự luận hoặc trắc nghiệm

khách quan. Như vậy khó có thể kiểm tra đánh giá được kĩ năng thực hành của
học sinh. Nếu trong giờ kiểm tra, đánh giá có sử dụng BTTN thì học sinh sẽ rèn
luyện loại bài tập này từ đó làm cho các kĩ năng thực hành, năng lực tư duy của
học sinh được phát triển.
1.3.3. Phân loại bài tập thí nghiệm Vật lý :Theo [8] căn cứ vào mức độ
khó khăn khi tiến hành giải bài tập và phương thức giải, chúng tôi chia BTTN
thành hai loại:
1.3.3.1. Các bài tập thí nghiệm định tính: Những bài tập này không có các
phép đo đạc, tính toán định lượng. Công cụ để giải là những suy luận logic trên
cơ sở các định luật, khái niệm Vật lý và những quan sát định tính.
a. Bài tập thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tượng - Đó là những bài tập
yêu cầu HS:
- Làm thí nghiệm theo chỉ dẫn
- Quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn
- Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có.
Câu hỏi của loại bài tập này thường là: (Cái gì xảy ra nếu....?, và tại sao lại
xảy ra như vậy?)
Với câu hỏi thứ nhất HS phải làm thí nghiệm để quan sát, mô tả. Đó là quá
trình tích lũy sự kiện.


24

Với câu hỏi thứ hai, HS buộc phải liên hệ sự kiện quan sát xảy ra trong thí
nghiệm với những định nghĩa, khái niệm, hiện tượng Vật lý đã học. Các hành
động tư duy và thực hành nêu ra ở trên rõ ràng là có tác dụng tốt để bồi dưỡng
cho HS các thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, các kĩ
năng, kĩ xảo thực hành khi tiến hành thí nghiệm, kĩ năng quan sát có mục đích,
khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói, viết.
b. Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm: Đây là loại bài tập phổ biến nhất

trong các BTTN ở trường THPT bởi thí nghiệm được tiến hành trong tư duy; Vì
vậy nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện thiếu thốn trang thiết bị như hiện nay ở
các trường phổ thông Việt Nam; Các bài tập này là bước đệm để HS giải các bài
tập định lượng.
Nội dung của loại bài tập này là HS căn cứ vào yêu cầu của bài toán, vận
dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phương án thí nghiệm để:
- Đo đạc một đại lượng Vật lý nào đó.
- Xác định sự phụ thuộc giữa các thông số Vật lý. Chúng có tác dụng bồi dưỡng
năng lực thiết kế, hình thành trực giác khoa học, phát triển tư duy sáng tạo cho
HS.
Câu hỏi của loại bài tập này thường là:
- Làm thế nào để đo đạc được.... với các thiết bị...?
- Hãy tìm cách xác định các đại lượng...với các thiết bị...?
- Nêu phương án đo...với các dụng cụ...?
- Nêu các phương án đo...?
1.3.3.2. Bài tập thí nghiệm định lượng
Những bài tập này yêu cầu HS:
- Đo đạc đại lượng Vật lý với các thiết bị nào đó.
- Tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng Vật lý (với các


25

thiết bị nhất định).
Có thể chia làm 3 mức độ (căn cứ vào tính chất khó khăn, phức tạp của bài
toán).
Mức độ 1. Cho thiết bị. Hướng dẫn cách làm thí nghiệm.
Yêu cầu. HS làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lượng.
Những bài toán thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm được biên
soạn ở SGK là những ví dụ về BTTN ở mức độ 1.

Mức độ 2. Cho thiết bị.

Bài tập thí nghiệm

Yêu cầu. HS thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm tìm qui
luật hoặc đo đạc.
Mức
độ 3. định
Yêu tính
cầu HS.
BTTN

BTTN định lượng

- Tự lựa chọn thiết bị.
- Thiết kế phương án thí nghiệm.
Làm -TN,
Thiết
kế tìm quy luật.Đo lường đại
Thiết lập, minh
Làm thí nghiệm đo đạc
hoặc
quan sát, mô
lượng VL
họa quy luật VL
PATN
thể tóm tắt sự phân loại BTTNVL trong trường phổ thông bằng sơ đồ sau:
tả, giải Có
thích
Sơ đồ 1.3: Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý[8].

1. Điều gì xảy ra
nếu…?

1. Làm thế nào để đo…
với các thiết bị?

2. Tại sao lại xảy
ra như vậy?

2. Nêu phương án đo…
với các thiết bị…

Ba mức độ

MĐ1: Cho các thiết bị hướng dẫn
cách làm thí nghiệm, yêu cầu đo đạc,
tìm quy luật.
MĐ2: Cho thiết bị
Yêu cầu: Lập PATN, làm thí nghiệm
đo đạc tìm quy luật.
MĐ3: Lựa chọn thiết bị, lập PATN,
làm thí nghiệm