Tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

MÔNG THỊ NHUNG

TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”
- VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

MÔNG THỊ NHUNG

TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”
- VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TÔ VĂN BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2016

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình đề tài nghiên cứu này là của tôi, do
chính tôi viết, nghiên cứu và hoàn thành chưa được công bố ở đâu trên bất
kì tạp chí nào.
Thái Nguyên, tháng 9 năm 2016
Tác giả luận văn

Mông Thị Nhung

i


LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của
PGS.TS.Tô Văn Bình. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người
Thầy của mình đã từng bước hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong nghiên
cứu khoa học.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau Đại học trường ĐHSP
- ĐHTN đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập
và làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Vật lí trường ĐHSP ĐHTN đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ và đưa ra nhiều ý kiến quý báu về mặt
chuyên môn trong quá trình tác giả nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường THPT Bảo Lạc - huyện
Bảo Lạc - tỉnh Cao Bằng đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ tác giả trong quá
trình thực nghiệm sư phạm.
Thái Nguyên, tháng 9 năm 2016
Tác giả

Mông Thị Nhung

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... vi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 3
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu................................................................. 4
4. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 4
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 4
6. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 4
7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 5
8. Đóng góp của đề tài ......................................................................................... 5
9. Bố cục của luận văn ......................................................................................... 5
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ...... 6

1.1. Năng lực........................................................................................................ 6
1.1.1. Khái niệm năng lực.................................................................................... 6
1.1.2. Sự hình thành và phát triển năng lực ......................................................... 6
1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý .......................................... 9

1.2. Năng lực thực nghiệm ................................................................................ 16
1.2.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm. ....................................................... 16
1.2.2. Các thành tố của năng lực thực nghiệm .................................................. 16
1.3. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm cho
học sinh .................................................................................................. 19
iii


1.3.1. Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu............................................................ 19
1.3.2. Hướng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán (giả thuyết)............................. 19
1.3.3. Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra ................................................. 20
1.3.4. Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện ............................ 20
1.3.5. Nhận xét và rút ra kết luận .................................................................... 21
1.3.6. Một số chú ý ............................................................................................ 22
1.4. Đánh giá năng lực thực nghiệm .................................................................. 23
1.5. Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển
năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT .............................................. 26
1.5.1. Thực trạng ................................................................................................ 26
1.5.2. Nguyên nhân của thực trạng .................................................................... 28
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ..................................................................................... 29
Chương 2. TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” - VẬT
LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC
SINH MIỀN NÚI ............................................................................................... 32

2.1. Cấu trúc chương “khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11 (cơ bản) ......................... 30
2.1.1. Vị trí và đặc điểm của chương................................................................. 30
2.1.3. Mức độ cần đạt về kiến thức, kỹ năng, trong dạy học chương khúc xạ
ánh sáng. .................................................................................................. 31
2.2. Đề xuất tiến trình dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học
sinh thông qua thí nghiệm vật lý khi dạy bài “khúc xạ ánh sáng” .......... 31

2.3. Đề xuất tiến trình dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học
sinh thông qua thí nghiệm vật lý khi dạy bài “phản xạ toàn phần” ........ 42
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ..................................................................................... 49
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................... 50

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm ............................................................ 50
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .......................................................... 50
3.3. Đối tượng và PP thực nghiệm sư phạm ...................................................... 50

iv


3.3.1 Đối tượng TNSP ....................................................................................... 50
3.3.2. Chọn giáo án dạy TNSP .......................................................................... 51
3.3.3. Phương pháp TNSP ................................................................................. 51
3.4. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ................................ 52
3.4.1. Các tiêu chí đánh giá ............................................................................... 52
3.4.2. Việc xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm. [2] ......................... 53
3.5. Kết quả của thực nghiệm sư phạm ............................................................. 54
3.5.1. Đánh giá sự hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm ................... 54
3.5.2. Kết quả định lượng .................................................................................. 57
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ................................................................................... 65
KẾT LUẬN CHUNG ......................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 68
PHỤ LỤC ...............................................................................................................

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ĐHSP

: Đại học Sư phạm

ĐHTN

: Đại học Thái Nguyên

GV

: Giáo viên

HS

: Học sinh

NLTN

: Năng lực thực nghiệm

PP

: Phương pháp

THPT

: Trung học phổ thông

TN

: Thí nghiệm

TNSP

: Thực nghiệm sư phạm

TNSP

: Thực nghiệm sư phạm

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ
các năng lực chung [3, tr.46-48].......................................................... 9
Bảng 1.2: Năng lực chuyên biệt môn vật lý. [3, tr. 50-52]................................ 12
Bảng 1.3: Các cấp độ năng lực. [3, tr.52-54] .................................................... 14
Bảng 1.4: Số liệu đo quãng đường và thời gian của chuyển động rơi tự do ..... 18
Bảng 1.5: Ma trận đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh ...................... 23
Bảng 2.1: Kết quả góc tới i và góc khúc xạ r khi tia sáng truyền qua khối
bán trụ ................................................................................................ 36
Bảng 2.2: Kết quả tính sini, sinr và sini/sinr ..................................................... 38
Bảng 2.3: Kết quả sự truyền của tia sáng vào môi trường chiết quang kém hơn .......... 45
Bảng 3.1: Chất lượng học tập môn vật lý lớp thực nghiệm và lớp đối chứng .......... 51
Bảng 3.2: Thang xếp loại điểm kiểm tra ........................................................... 52
Bảng 3.3: Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của nhóm lớp thực
nghiệm trong quá trình lên lớp .......................................................... 55
Bảng 3.4: Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của nhóm lớp đối

chứng và nhóm lớp thực nghiệm qua bài tập thực hành ................... 56
Bảng 3.5: Thống kê các loại điểm của bài kiểm tra .......................................... 58
Bảng 3.6: Kết quả xếp loại điểm kiểm tra ....................................................... 58
Bảng 3.7: Phân phối tần suất điểm kiểm tra ...................................................... 59
Bảng 3.8: Lũy tích điểm kiểm tra của hai nhóm ............................................... 60
Bảng 3.9: Kết quả các thông số thống kê của bài kiểm tra ............................... 62

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1: Bộ thí nghiệm rơi tự do - vật lý 10 ................................................... 18
Hình 2. 1: Sơ đồ cấu trúc chương khúc xạ ánh sáng. ........................................ 30
Hình 2. 2: Dụng cụ thí nghiệm giảng dạy bài khúc xạ ánh sáng. ...................... 32
Hình 2. 3: Tia sáng truyền qua khối trong suốt hình chữ nhật. ......................... 33
Hình 2. 4: Đo góc tới và góc khúc xạ khi tia sáng truyền qua khối nhựa
trong suốt hình chữ nhật. ................................................................. 35
Hình 2. 5: Tia sáng truyền qua khối bán trụ trong suôt. .................................... 35
Hình 2. 6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa i và r. ......................................... 37
Hình 2. 7: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa sini và sinr................................. 38
Hình 2. 8: Tia sáng truyền từ môi trường khối bán trụ sang môi trường
không khí. ........................................................................................ 40
Hình 2. 9: Thí nghiệm về tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng. ............... 41
Hình 2. 10: Dụng cụ thí nghiệm bài phản xạ toàn phần. ................................... 43
Hình 2. 11: Thí nghiệm về sự truyền của tia sáng vào môi trường chiết
quang kém hơn. ............................................................................... 45
Hình 2. 12: Sơ đồ thí nghiệm bài tập 8 (SGK vật lý 11 cơ bản - trang 173). .......... 48
Hình 3. 1: Đồ thị xếp loại điểm kiểm tra của nhóm lớp đối chứng và
nhóm lớp thực nghiệm. ................................................................... 58
Hình 3. 2: Đồ thị phân bố tần suất các điểm kiểm tra. ...................................... 60

Hình 3. 3: Đồ thị lũy tích điểm kiểm tra của lớp đối chứng và lớp thực nghiệm. ............ 61

vi


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Thế kỉ XXI tạo ra cơ hội Hội nhập quốc tế cho nhiều quốc gia, trong đó
có Việt Nam. Hội nhập quốc tế, đặc biệt là hội nhập kinh tế quốc tế tạo ra cho
nước ta rất nhiều cơ hội để phát triển đất nước về mọi mặt. Tuy nhiên bên cạnh
đó hội nhập quốc tế cũng tạo ra không ít những yêu cầu, thách thức đối với
nước ta. Một trong những yêu cầu rất quan trọng để hội nhập quốc tế là yêu cầu
về nguồn nhân lực; một quốc gia có nguồn nhân lực dồi dào, phát triển ắt hẳn
sẽ hội nhập quốc tế thành công và đạt được kết quả cao.
Đảng và Nhà nước luôn khẳng định quan điểm coi con người là trung
tâm của sự phát triển, của công cuộc xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Hiện nay,
trong điều kiện đẩy mạnh công nghiệp hoá và hội nhập quốc tế, phát triển nhân
lực được coi là một trong ba khâu đột phá của chiến lược chuyển đổi mô hình
phát triển kinh tế xã hội của đất nước; đồng thời, phát triển nhân lực trở thành
nền tảng phát triển bền vững và tăng lợi thế cạnh tranh quốc gia.
Để có nguồn năng lực đảm bảo yêu cầu hội nhập, phát triển đất nước,
Đảng và Nhà nước ta đã đưa ra 4 giải pháp phát triển nguồn nhân lực giai đoạn
2015 - 2020. Trong 4 giải pháp đó có giải pháp đổi mới Giáo dục và Đào tạo,
đây là giải pháp then chốt, giải pháp chủ yếu để phát triển nhân lực Việt Nam
trong giai đoạn từ nay đến 2020 và những thời kỳ tiếp theo.
Nghị quyết số 29NQ/TƯ ngày 04/11/2013 của Hội nghị Trung ương 8
khoá XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu
công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã
hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế nói rõ: Về mục tiêu giáo dục phổ thông: “
Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân,

phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh.
Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền
thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành,
1


vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến
khích học tập suốt đời. Về nhiệm vụ, giải pháp: “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. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học
tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy
mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”.
Mục tiêu giáo dục hiện nay không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những
kiến thức, kỹ năng có sẵn cho học sinh (HS) mà phải bồi dưỡng cho các em
năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ đó các em có thể sáng tạo
ra những tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới. Vì vậy
việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng cần phải đổi mới mạnh mẽ
về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho
vai trò chủ thể của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức được phát huy,
các em có cơ hội phát triển năng lực của mình.
Để thực hiện mục tiêu giáo dục trong thời kì mới và góp phần thực hiện
Nghị quyết 29, trong thời gian qua nhiều đề tài khoa học giáo dục về những vấn
đề cấp bách của giáo dục phổ thông đã được nghiên cứu: có những đề tài
nghiên cứu về phát triển tư duy của học sinh, như đề tài của Ngô Văn Lý, Lê
Văn Huế; có những đề tài nghiên cứu về tích hợp trong dạy học, như đề tài của
Dương Xuân Hải, Vũ Thị Thanh Hà, Đinh Xuân Giang; có những đề tài nghiên
cứu về vận dụng các phương pháp dạy học tích cực, như đề tài của Nguyễn Thị

Mai, Hoàng Văn Lượng; hoặc có rất nhiều đề tài nghiên cứu kết hợp vận dụng
các phương pháp dạy học, đổi mới các phương pháp dạy học để phát triển năng
lực và tư duy của học sinh, như đề tại của Tạ Đức Trọng, Lương Bích Vân,
Dương Thị Hoa; về năng lực thực nghiệm (NLTN) có đề tài của Đinh Anh
2


Tuấn (Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học chương
“cảm ứng điện từ” vật lý 11 trung học phổ thông) . Mặc dù có rất nhiều đề tài
nghiên cứu nhiều về nhiều lĩnh vực hiện đại, cấp bách của giáo dục hiện nay
nhưng ít có đề tài nghiên cứu về việc hình thành và phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh trung học phổ thông (THPT), đặc biệt là học sinh THPT
miền núi.
Trong hoạt động dạy học, đặc biệt là dạy học vật lý, thí nghiệm (TN) là
phương tiện của hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh tìm kiếm, thu
nhận và kiểm tra các kiến thức khoa học cần thiết. Việc sử dụng thí nghiệm trong
dạy học vật lý là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất
lượng dạy học, góp phần rèn luyện hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng
tạo của học sinh. Thông qua thí nghiệm, HS có thể tác động có chủ định, có hệ
thống vào các đối tượng của hiện thực khách quan, qua đó học sinh có thể thu
nhận được tri thức mới, giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, đặc biệt là kĩ
năng, kĩ xảo thực hành, củng cố niềm tin khoa học, hình thành thế giới quan
duy vật biện chứng.
Là giáo viên đang dạy học ở tỉnh miền núi - Cao Bằng, tôi nhận thấy, đa
số học sinh THPT miền núi sinh sống trong vùng có điểu kiện kinh tế - xã hội
và cơ sở vật chất còn nhiều khó khăn, việc hình thành và phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh còn nhiều hạn chế và chưa được chú trọng. Do đó ở
đa số các em năng lực thực nghiệm chưa được hình thành, hoặc có hình thành
nhưng không được hệ thống và phát triển.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu:

Tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11 nhằm phát triển
năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu về tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông. Qua

3


đó giúp học sinh hình thành, phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên
biệt trong học tập môn Vật lý, nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Việc phát triển năng lực thực nghiệm thông qua thí nghiệm vật lý trong
trường phổ thông.
- Chương “khúc xạ ánh sáng - sách giáo khoa Vật lý 11 (cơ bản)”.
- Học sinh lớp 11 trường THPT Bảo Lạc - Bảo Lạc - Cao Bằng.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học chương “khúc xạ ánh sáng”
- vật lý 11 theo một tiến trình hợp lý sẽ giúp hình thành và phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy học vật lý.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về
5.1.1. Nghiên cứu về năng lực
5.1.2. Nghiên cứu về năng lực thực nghiệm
5.1.3. Nghiên cứu về dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh
ở trường phổ thông
5.2. Nghiên cứu thực trạng: Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm để hình
thành năng lực thực nghiệm cho học sinh miền núi.
5.3. Soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm một số bài trong
chương “khúc xạ ánh sáng - vật lý 11 (cơ bản)” nhằm phát triển năng lực

thực nghiệm cho học sinh
5.3.1. Nghiên cứu nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương “khúc xạ ánh sáng - vật
lý 11 (cơ bản)”.
5.3.2. Soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm của các bài trong
chương “khúc xạ ánh sáng - vật lý 11 (cơ bản)”.
5.4. Thực nghiệm sư phạm
6. Phạm vi nghiên cứu
-Về kiến thức: Chương “khúc xạ ánh sáng - vật lý 11 (cơ bản) ”.
- Về địa bàn: Huyện Bảo Lạc - tỉnh Cao Bằng.
4


7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Nghiên cứu thực tiễn thông qua điều tra, quan sát, trao đổi với học sinh,
giáo viên về thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh THPT.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm tiến trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11
(cơ bản) có sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh THPT.
Sử dụng phương pháp thống kê trong nghiên cứu khoa học giáo dục để
xử lý kết quả thực nghiệm thu được.
8. Đóng góp của đề tài
- Góp phần củng cố, hệ thống hóa cơ sở lý luận về phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh phổ thông miền núi.
- Xây dựng phương pháp hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm
cho học sinh thông qua thí nghiệm.
- Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên dạy bộ

môn Vật lý ở các trường trung học phổ thông.
9. Bố cục của luận văn
Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh trong quá trình dạy học vật lý.
Chương II: Tổ chức dạy học chương “khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh miền núi.
Chương III: Thực nghiệm sư phạm.

5


Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
1.1. Năng lực
1.1.1. Khái niệm năng lực
Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí
riêng của cá nhân; nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp
một loại hoạt đông nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết
quả cao. ( />/89/newsid/8794/seo/Khai-niem-chung-ve-nang-luc-va-nhung-yeu-cau-nangluc-cua-nguoi-lanh-dao-quan-ly/Default.aspx).
Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong
quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn nhanh chóng và dễ
dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó khăn mới
mà nhiều người khác không vượt qua được.
Năng lực gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương
ứng. Song kĩ năng, kĩ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành động hẹp,
chuyên biệt, đến mức thành thạo, tự động hoá, máy móc. Còn năng lực chứa
đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ
thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động
rộng hơn. Thí dụ như: người có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các phép đo lường thì

có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác các phép đo, khéo léo lắp ráp các thiết
bị để đo lường. Còn người có năng lực thực nghiệm thì ngoài việc thực hiện
các phép đo, còn có việc thiết kế các thí nghiệm, xử lí các số liệu đo lường rút
ra kết quả, giải thích, đánh giá các kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát.
1.1.2. Sự hình thành và phát triển năng lực
Nguồn gốc phát sinh và quá trình phát triển năng lực là một vấn đề phức
tạp, tuân theo qui luật chung của sự phát triển nhân cách. Tâm lí học hiện đại
6


cho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách. Chính
trong quá trình sống, học tập, lao động, giao lưu, con người đã hình thành và
phát triển nhân cách của mình. Sự hình thành và phát triển năng lực của con
người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố
hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội.
( />1.1.2.1. Yếu tố sinh học
Di truyền có vai trò quan trọng trong sự hình thành năng lực. Di truyền là
sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã có ở cha mẹ, là sự truyền lại từ
cha mẹ đến con cái những đặc điểm và những phẩm chất nhất định đã được ghi
lại trong hệ thống gen. Những đặc điểm về giải phẫu sinh lí, nhất là về hệ thần
kinh cao cấp của con người được gọi là “tư chất”. Di truyền tạo ra những điều
kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết qủa trong lĩnh vực nhất định.
Tuy nhiên, di truyền không thể qui định những giới hạn tiến bộ của xã hội loài
người nói chung và của từng người nói riêng.
1.1.2.2. Yếu tố hoạt động của chủ thể
Như đã nói ở trên, năng lực không có sẵn trong con người. Con người
bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạt động
của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình. Rất nhiều nhà
khoa học, nghệ sĩ hoạt động rất thành công trong một lĩnh vực nào đó, một
phần rất quan trọng là do đã tiếp thu được những kinh nghiệm sáng tạo của biết

bao thế hệ đi trước. Nhiều nhà khoa học lỗi lạc đều cho rằng thiên tài chín
mươi chín phần trăm là do lao động, chỉ có một phần trăm là do bẩm sinh ví
như Thomas Edison nói “thiên tài một phần trăm là cảm hứng và chín mươi
chín phần trăm là mồ hôi”. Tuỳ theo đặc điểm của loại hình hoạt động của con
người mà các yếu tố bẩm sinh có thể phát triển mạnh theo hướng này hay
hướng khác hoặc có thể bị thui chột đi. Như vậy, hoạt động của chủ thể có ý
nghĩa quyết định đối với việc hình thành năng lực.
7


1.1.2.3. Yếu tố môi trường xã hội
Môi trường xã hội là hệ thống các quan hệ chính trị, kinh tế, tư tưởng,…
được thiết lập trong xã hội. Những bộ phận của môi trường thường có tác động
mạnh mẽ đến con người là gia đình, trường học, bạn bè, người xung quanh, cơ
sở sản xuất, văn hoá, thể thao. Chính nhờ sự giao lưu với môi trường xã hội,
con người mới biết được hoạt động của mình có ý nghĩa như thế nào, có ích lợi
ra sao, có phù hợp với thực tế không…; từ đó, mà điều chỉnh hoạt động của
mình để mang lại hiệu quả ngày càng cao, năng lực ngày càng được phát triển.
Ngay cả các nhà bác học về các ngành khoa học tự nhiên, phần lớn thời gian
làm việc trong phòng thí nghiệm, hầu như cô lập với xã hội bên ngoài thì
những công trình sáng tạo của họ cũng có nguồn gốc từ sự tiếp nối phải giải
quyết những vấn đề mà trước họ chưa ai làm được và kết quả công việc của họ
cũng phải được xã hội kiểm tra và thừa nhận thì mới thực sự trở thành tài sản
của nhân loại, đáng được lưu truyền.
1.1.2.4. Vai trò của giáo dục
Giáo dục là một loại hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình thành
và phát triển nhân cách con người (trong đó có năng lực). Sự hình thành và
phát triển năng lực của học sinh lại phải thông qua chính hoạt động của học
sinh trong mối quan hệ với cộng đồng. Bởi vậy, nhà trường hiện đại phải là nhà
trường hoạt động, lấy hoạt động của học sinh làm động lực chính để đạt được

mục đích đào tạo. Chỉ có dạy học trong nhà trường mới có khả năng tạo ra
những loại hoạt động đa dạng, phong phú, cần thiết, tạo điều kiện phát triển
những năng lực khác nhau ở trẻ em, phù hợp với năng khiếu bẩm sinh của họ
và yêu cầu của xã hội. Chính trong dạy học có thể lựa chọn kĩ lưỡng những
hình thức hoạt động, có sự định hướng chính xác giúp cho học sinh sớm ý thức
được những yêu cầu của xã hội đối với hoạt động của mỗi người trong những
lĩnh vực khác nhau. Nhà trường cũng tích luỹ được những phương pháp tổ chức
hoạt động học tập của học sinh có hiệu quả cao, tránh được sự mò mẫn của mỗi
8


cá nhân. Như vậy, giáo dục (dạy học) có thể mang lại những hiệu quả, những
tiến bộ của mỗi học sinh mà các yếu tố khác không thể có được. Dạy học có thể
đi trước sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển.
1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý
Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy
học từng môn. Ở đây chúng tôi trình bày hai quan điểm xây đựng các năng lực
chuyên biệt trong dạy học vật lý .
1.1.3.1. Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung
Năng lực chung là các năng lực mà toàn bộ quá trình giáo dục ở trường
phổ thông đều phải hướng tới để hình thành ở HS. Từng môn học sẽ xác định
sự thể hiện cụ thể của các năng lực chung ở trong môn học của mình.
Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ
các năng lực chung [3, tr.46-48]
Stt

Năng lực
chung

Năng lực trong môn Vật lí

Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân:
1

Năng
học

lực

tự - 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 nguồn thông tin
- Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta
- Tóm tắt được nội dung vật lí 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 các câu hỏi đó.

9


Năng lực

Stt
2

Năng lực trong môn Vật lí

chung

Năng lực giải - Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện
quyết vấn đề tượng… diễn ra như nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là
(Đặc biệt quan gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan
trọng

là

NL hệ với nhau như nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo

giải quyết vấn và hoạt động như thế nào?
đề bằng con - Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi
đường

thực đã đặt ra.

nghiệm

hay - Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng

còn gọi là năng suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm.
lực

thực - Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được

nghiệm)
3

- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được

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 một cách
tối ưu

4

Năng

lực

tự Không có tính đặc thù

quản lí
Nhóm năng lực về quan hệ xã hội:
5

Năng lực giao - Sử dụng được ngôn ngữ vật lí 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 lô gic, biện chứng

6

Năng lực hợp - Tiến hành thí nghiệm theo nhóm
tác

- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau

10


Năng lực

Stt

Năng lực trong môn Vật lí

chung

Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá trình hình
thành các năng lực ở trên)
7

Năng lực sử dụng - Sử dụng một số phần mềm chuyên dụng (maple,
công nghệ thông tin coachs…) để mô hình hóa quá trình vật lí
và

truyền

thông - Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng

(ICT)
8

vật lí

Năng lực sử dụng - Sử dụng ngôn ngữ vật lí, ngôn ngữ toán học để diễn
ngôn ngữ

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

9

Năng lực tính toán

- Mô hình hóa quy luật vật lí bằng các công thức
toán học
- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết
ra hệ quả hoặc ra kiến thức mới.

1.1.3.2. Xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học
Với quan điểm này, người ta sẽ dựa trên đặc thù nội dung, phương pháp
nhận thức và vai trò của môn học đối với thực tiễn để đưa ra hệ thống năng lực.
Có nhiều nước trên thế giới tiếp cận theo cách này. Chúng tôi xin trình bày hệ
thống năng lực chuyên biệt môn Vật lí đối với HS. [3, tr. 48]
- Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực hợp tác

- Năng lực thực nghiệm
- Năng lực quan sát
- Năng lực tự học
- Năng lực sáng tạo …

11


Các năng lực này được chia nhỏ các năng lực thành phần
Khi muốn đánh giá một năng lực, ta cần làm rõ nội hàm năng lực đó
bằng cách chỉ ra những kiến thức, kĩ năng và thái độ cần có làm nền tảng cho
việc thể hiện, phát triển năng lực đó, sau đó xây dựng các công cụ đo kiến thức,
kĩ năng, thái độ quen thuộc.
Khi xây dựng các công cụ đánh giá, ta có thể xây dựng công cụ đánh giá
từng thành tố hoặc đồng thời nhiều thành tố của năng lực, tuy nhiên để việc đánh
giá được chính xác và có độ tin cậy cao, ta đánh giá càng ít thành tố càng tốt.
Sau khi phân chia năng lực thành các thành phần như vậy, ta tổng hợp
được nhóm các năng lực thành phần cần phải hình thành và phát triển trong
môn Vật lí nói chung và ở cấp THCS nói riêng, theo bảng 1.2.
Bảng 1.2: Năng lực chuyên biệt môn vật lý. [3, tr. 50-52]
Nhóm năng lực

Năng lực thành phần trong môn Vật lí

thành phần
Nhóm NLTP

HS có thể:

liên quan đến

- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định

sử dụng kiến

luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

thức vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí
- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ
học tập
- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp,
đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn

Nhóm NLTP

HS có thể:

về phương

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

pháp (tập

- P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và

trung vào năng

chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

lực thực

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn

nghiệm và

khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

năng lực mô

- P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến

hình hóa)

thức vật lí
12


Nhóm năng lực

Năng lực thành phần trong môn Vật lí

thành phần

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong
học tập vật lí.
- P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí
- P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm
tra được.

- P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử
lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét.
- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng
đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
Nhóm NLTP

HS có thể

trao đổi thông

- X1: trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí

tin

và các cách diễn tả đặc thù của vật lí
- X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng
ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành )
- X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau,
- X4: mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị
kĩ thuật, công nghệ
- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của
mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc
nhóm… )
- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của
mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc
nhóm… ) một cách phù hợp
- X7: thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề
liên quan dưới góc nhìn vật lí
- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

13


Nhóm năng lực

Năng lực thành phần trong môn Vật lí

thành phần
Nhóm NLTP

HS có thể

liên quan đến

-

cá nhân

độ của cá nhân trong học tập vật lí
-

C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng , thái
C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế

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

C3: chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm

vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài

môn Vật lí
-

C4: so sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải

pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường
-

C5: sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức

độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của
các công nghệ hiện đại
-

C6: nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội

và lịch sử.

Để đánh giá và giúp GV phân loại HS, người ta cũng đưa vào bảng phân
cấp độ năng lực thành 3 bậc.
Bảng 1.3: Các cấp độ năng lực. [3, tr.52-54]
Nhóm năng

Cấp độ

lực

I

II

III

Năng lực sử

KI Tái hiện kiến

KII Vận dụng kiến

KIII Liên kết và chuyển

dụng kiến

thức:

thức

tải kiến thức

thức

Tái hiện lại được
các

kiến

thứcvà

đối tượng vật lí cơ
bản

- Xác định và sử dụng

- Vận dụng kiến thức

kiến thức vật lí trong

trong tình huống có

tình huống đơn giản.

phần mới mẻ.

- Sử

dụng

tương tự.

14

phép

- Lựa chọn được đặc
tính phù hợp.


Nhóm năng
lực

Cấp độ
I

II

III

Năng lực về
phương
pháp (tập
trung vào
năng lực
thực nghiệm
và năng lực
mô hình
hóa)

PI Mô tả lại các
phương
pháp
chuyên biệt
- Áp dụng, mô tả
các phương pháp
vật lí, đặc biệt là
phương pháp thực
nghiệm.

PII Sử dụng các
phương pháp chuyên
biệt

- Sử dụng các chiến
lược giải bài tập.
- Lập kế hoạch và
tiến hành thí nghiệm
đơn giản.
- Mở rộng kiến thức
theo hướng dẫn.

PIII Lựa chọn và vận
dụng các phương pháp
chuyên biệt để giải
quyết vấn đề
- Lựa chọn và áp dụng
một cách có mục đích
và liên kết các phương
pháp chuyên môn, bao
gồm cả thí nghiệm đơn
giản và toán học hóa.
- Tự chiếm lĩnh kiến thức.

Năng lực
trao đổi
thông tin

XI Làm theo mẫu
diễn tả cho trước
- Diễn tả một đối
tượng đơn giản
gian bằng nói và
viết hoặc theo mẫu

cho trước theo
hướng dẫn.
- Đặt câu hỏi về
đối tượng.

XII Sử dụng hình thức
diễn tả phù hợp
- Diễn tả một đối
tượng bằng ngôn ngữ
vật lí và có cấu trúc.
- Biện giải về một
đối tượng.
- Lí giải các nhận
định.

XIII Tự lựa chọn cách
diễn tả và sử dụng
- Lựa chọn, vận dụng
và phản hồi các hình
thức diễn tả một cách
có tính toán và hợp lí.
- Thảo luận về mức
độ giới hạn mù hợp
của một chủ đề.

Năng lực cá
thể

CI
- Áp dụng sự

đánh giá có sẵn.
- Nhận thấy tác
động của kiến thức
vật lý.
- Phát biểu được
bối cảnh công
nghệ
đơn giản
dưới nhãn quan vật
lý.

CII
- Bình luận những
đánh giá đã có.
- Đưa ra những
quyết định theo các
khía cạnh đặc trưng
của vật lý.
- Phân biệt giữa các
bộ phận vật lí và các
bộ phận khác của
việc đánh gía.

CIII
- Tự đưa ra những
đánh giá của bản thận.
- Đánh giá ý ghĩa của
các kiến thức vật lý.
- Sử dụng các kiến
thức vật lí như nền tảng

quả quá trình đánh giá
các đối tượng.
- Xắp xếp các hiện
tượng vào một bối
cảnh vật lý.

15