Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần “Quang hình học” lớp 11 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh (Luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Phạm Thúy Diễm

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” LỚP 11
THPT NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2017


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Phạm Thúy Diễm

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” LỚP 11
THPT NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn vật lí
Mã số

: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TƢỞNG DUY HẢI

Thành phố Hồ Chí Minh – 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ giáo dục với đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ
thống bài tập phần “Quang hình học” lớp 11 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực thực
nghiệm cho học sinh” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các nội dung và kết quả
trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình
nào khác.
Tác giả

Phạm Thúy Diễm


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan
tâm, động viên và giúp đỡ rất lớn từ quý thầy cô, bạn bè và gia đình. Tôi xin được bày
tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của mình đến:
TS. Tưởng Duy Hải, người thầy đã dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn và
chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Ban Giám hiệu trường THPT Nguyễn Đình Chiểu cùng toàn thể quý thầy cô
trong tổ Vật lí và các em học sinh lớp 11A3 đã tạo điều kiện thuận lợi nhất và giúp đỡ
tôi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm.
Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và tổ bộ môn Lí
luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Trường Đại học Sư phạm TP.HCM đã tạo
điều kiện cho tôi thực hiện luận văn này.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các bạn học viên K26 đã động

viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Do thời
gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi các thiếu sót, kính mong nhận
được sự góp ý từ quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2017
Tác giả luận văn

Phạm Thúy Diễm


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các sơ đồ
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ
THỐNG BÀI TẬP NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC THỰC
NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở
TRƢỜNG THPT ........................................................................................ 5
1.1. Năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí ............................................................ 5
1.1.1. Khái niệm năng lực ................................................................................................. 5
1.1.2. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực ...................................................... 6
1.1.3. Khái niệm năng lực thực nghiệm........................................................................... 9
1.1.4. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm ..................................................................... 10
1.1.5. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh ........................ 19

1.2. Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ................................................................. 21
1.2.1. Khái niệm và phân loại bài tập vật lí................................................................... 21
1.2.2. Bài tập thí nghiệm vật lí trong hệ thống bài tập vật lí ....................................... 24
1.2.3. Vai trò của bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ........................................... 25
1.2.4. Bài tập thí nghiệm vật lí trong việc bồi dưỡng NLTN ...................................... 26
1.3. Xây dựng hệ thống BTTNVL nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy
học vật lí .................................................................................................................... 26
1.3.1. Yêu cầu chung của bài tập thí nghiệm ................................................................ 26
1.3.2. Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS ........ 27
1.3.3. Quy trình xây dựng hệ thống BTTNVL nhằm bồi dưỡng NLTN
cho HS ....................................................................................................................... 27
1.4. Sử dụng hệ thống BTTNVL nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy
học vật lí .................................................................................................................... 29
1.4.1. Định hướng sử dụng BTTNVL trong dạy học ................................................... 29


1.4.2. Nguyên tắc sử dụng hệ thống BTTNVL nhằm bồi dưỡng NLTN
cho HS ....................................................................................................................... 30
1.4.3. Quy trình sử dụng hệ thống BTTNVL nhằm bồi dưỡng NLTN
cho HS ....................................................................................................................... 31
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ............................................................................................ 33
Chƣơng 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHẰM BỒI
DƢỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH HỌC ............................... 34
2.1. Tổng quan về phần “Quang hình học” vật lí 11 ..................................................... 34
2.1.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung của phần Quang hình học ........................................... 34
2.1.2. Kiến thức cơ bản của phần Quang hình học vật lí 11 ....................................... 35
2.1.3. Mục tiêu dạy học phần Quang hình học ............................................................. 44
2.2. Xây dựng hệ thống bài tập phần Quang hình học nhằm bồi dưỡng NLTN
cho học sinh .............................................................................................................. 46

2.2.1. Mục đích chung của hệ thống bài tập ................................................................. 46
2.2.2. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí ..................................... 47
2.2.3. Những yêu cầu của BTTNVL nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS ...................... 47
2.2.4. Hệ thống BTTNVL phần Quang hình học lớp 11 ............................................. 48
2.3. Sử dụng hệ thống bài tập phần Quang hình học nhằm bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm cho học sinh ....................................................................................... 71
2.3.1. Kế hoạch sử dụng bài tập...................................................................................... 71
2.3.2. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài tập phần Quang hình học nhằm
bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh .................................................... 72
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ............................................................................................ 79
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................................................80
3.1 Mục đích, đối tượng, thời gian, địa điểm và phương pháp thực nghiệm sư
phạm .......................................................................................................................... 80
3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ............................................................................. 81
3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................................................ 84
3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................................ 89
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ............................................................................................ 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 98
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Thứ tự

Các chữ viết tắt

Các chữ viết đủ

1

BT

Bài tập

2

BTTNVL

Bài tập thí nghiệm vật lí

3

GV

Giáo viên

4

HS

Học sinh

5

KXAS

Khúc xạ ánh sáng

6

NLTN

Năng lực thực nghiệm

7

PXTP

Phản xạ toàn phần

8

TKHT

Thấu kính hội tụ

9

TKPK

Thấu kính phân kì

10

THPT

Trung học phổ thông

11

TN

Thí nghiệm

12

TNSP

Thực nghiệm sư phạm


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng
nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực .......................... 7

Bảng 1.2.

Biểu hiện của năng lực thực nghiệm.......................................................... 11

Bảng 1.3.

Thành tố và chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm .............................. 12

Bảng 1.4.

Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng thành tố xác định vấn đề cần
nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết............................................13

Bảng 1.5.

Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng thành tố thiết kế các phương
án TN .........................................................................................................15

Bảng 1.6.

Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng thành tố tiến hành phương án
TN đã thiết kế ............................................................................................ 16

Bảng 1.7.

Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng thành tố xử lí, phân tích và
trình bày kết quả, rút ra kết luận ................................................................ 18

Bảng 2.1.

Đường đi của các tia đặc biệt qua thấu kính ..............................................39

Bảng 2.2.

Bảng tóm tắt các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính (chỉ xét vật thật) .......39

Bảng 2.3.

Kế hoạch sử dụng BTTNVL phần “Quang hình học” vật lí 11.................71

Bảng 3.1.

Kế hoạch thực nghiệm sư phạm.................................................................81

Bảng 3.2.

Kết quả số lượng HS đạt được các chỉ số hành vi NLTN đối với bài
kiểm tra trước và sau khi thực nghiệm ...................................................... 89

Bảng 3.3.

Kết quả số HS đạt được các chỉ số hành vi NLTN tiết 1 và 2 ...................90

Bảng 3.4.

Kết quả số HS đạt được các chỉ số hành vi NLTN tiết 3 và nhiệm vụ
về nhà .........................................................................................................92

Bảng 3.5.

Kết quả số HS đạt được các chỉ số hành vi NLTN tiết 4 ........................... 93


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm.....................................19
Sơ đồ 1.2. Phân loại bài tập vật lí ..................................................................................22
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung của phần Quang hình học......................................34
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ các trạm học tập .................................................................................73


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1.

Đường truyền của tia sáng qua lăng kính ..................................................36

Hình 2.2.

Quang tâm, trục chính, trục phụ của TKHT ..............................................37

Hình 2.3.

Tiêu điểm ảnh chính của TKHT ................................................................ 37

Hình 2.4.

Tiêu điểm ảnh chính của TKPK ................................................................ 38

Hình 2.5.

Ảnh ảo tạo bởi TKHT ................................................................................39

Hình 2.6.

Góc trông vật ............................................................................................. 41

Hình 2.7.

Mắt ngắm chừng kính lúp ở vô cực ........................................................... 43

Hình 2.8.

Đường truyền của chùm tia sáng qua kính hiển vi được ngắm chừng

ở vô cực ......................................................................................................43

Hình 2.9.

Đường truyền của chùm tia sáng qua kính thiên văn được ngắm
chừng ở vô cực .......................................................................................... 44

Hình 3.1.

Biểu đồ về mức độ đạt được chỉ số hành vi NLTN của HS trong tiết
1 và 2 ..........................................................................................................91

Hình 3.2.

Biểu đồ về mức độ đạt được chỉ số hành vi NLTN của HS trong
tiết 3 ...........................................................................................................92

Hình 3.3.

Biểu đồ về mức độ đạt được chỉ số hành vi NLTN của HS trong
tiết 4 ...........................................................................................................94

Hình 3.4.

Biểu đồ về mức độ đạt được chỉ số hành vi NLTN của HS qua hai
bài kiểm tra ................................................................................................ 94


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ với nhiều thành tựu to
lớn, bên cạnh đó là sự phát triển nhanh chóng của khoa học - kĩ thuật. Để 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, nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung
ương khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và
đào tạo có viết: “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang
phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành, lý luận
gắn với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và xã hội” [9].
Mục tiêu của giáo dục là không những trang bị đầy đủ về kiến thức cho người học mà
còn trang bị một số năng lực cần thiết. Chương trình giáo dục định hướng phát triển
năng lực được chú trọng từ những năm 90 của thế kỉ XX và ngày nay đã trở thành xu
hướng giáo dục quốc tế. Theo quan điểm xây dựng chương trình giáo dục phổ thông
chuyển từ nội dung sang năng lực: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và
học theo định hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh; tập
trung dạy cách học và rèn luyện năng lực tự học, tạo cơ sở để học tập suốt đời, tự
cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực; khắc phục lối truyền thụ
áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc; vận dụng các phương pháp, kỹ thuật dạy học
một cách linh hoạt, sáng tạo, phù hợp với mục tiêu, nội dung giáo dục, đối tượng học
sinh và điều kiện cụ thể của mỗi cơ sở giáo dục phổ thông” [1]. Vì vậy, việc dạy học
theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh, đặc biệt là năng lực thực nghiệm là
điều cần thiết.
Vật lí là một môn học khoa học thực nghiệm, nghiên cứu những hiện tượng xảy
ra trong đời sống nên rất gần gũi với thực tế. Do đó, đây là môn học chứa đựng tiềm
năng giúp học sinh phát triển năng lực thực nghiệm. Qua thực tế dạy học cho thấy,
hiện nay học sinh học tập một cách máy móc, rập khuôn theo hướng dẫn của giáo viên,
học trước quên sau và đặc biệt là học sinh không có những hiểu biết ban đầu về
phương pháp đặc thù của môn vật lí - phương pháp thực nghiệm. Do đó, thay vì nhồi
nhét kiến thức, chúng ta có thể áp dụng các phương pháp dạy học tích cực vào quá

2

trình dạy học nhằm góp phần phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh để học sinh
tự xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức. Không những thế, song song với việc tổ chức
hoạt động dạy học kiến thức mới, thì việc xây dựng một hệ thống bài tập vật lí cũng là
một thành phần quan trọng trong môi trường học tập mà giáo viên cần thực hiện.
Thông qua việc giải bài tập, học sinh không những củng cố kiến thức đã biết mà còn
phát triển những kỹ năng hoạt động trí óc và thực hành, các vốn hiểu biết về vật lí, kỹ
thuật và thực tế đời sống. Do đó, bài tập là một phương tiện hỗ trợ hiệu quả cho quá
trình dạy học để giúp phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.
Trong chương trình vật lí 11, phần Quang hình học có nhiều bài tập mô tả các
hiện tượng vật lí gắn liền với thực tiễn. Do đó, ta có thể xây dựng hệ thống bài tập
nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh khi dạy học chương này.
Với những lý do trên, tôi chọn “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần
“Quang hình học” lớp 11 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh”
làm đề tài nghiên cứu của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hệ thống
bài tập phần Quang hình học vật lí 11.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng hệ thống bài tập theo định hướng phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh và tổ chức dạy học một cách phù hợp thì phát triển được năng lực
thực nghiệm cho học sinh.
4. Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung: kiến thức thuộc phần Quang hình học vật lí 11.
- Phạm vi: học sinh lớp 11 trường THPT.
- Giới hạn nghiên cứu: dựa trên thành tố của năng lực thực nghiệm, lựa chọn và sử

dụng bài tập một cách phù hợp để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.
5. Đối tƣợng nghiên cứu
Bài tập bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.
6. Nội dung nghiên cứu

- Các bài tập liên quan đến kiến thức về Quang hình học;


3

- Năng lực thực nghiệm.
7. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu trên, chúng tôi đề ra những nhiệm vụ nghiên
cứu như sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về năng lực thực nghiệm, kiểm tra đánh giá theo định
hướng năng lực;

- Nghiên cứu tiến trình xây dựng bài tập phần Quang hình học vật lí 11;
- Nghiên cứu tiến trình dạy học phát triển năng lực cho học sinh;
- Phân tích các kiến thức phần Quang hình học và thực tiễn về việc dạy học các bài
học phần Quang hình học;

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm;
- Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.
8. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện nhiệm vụ trên, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau:
Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước, các chủ trương và chính sách của

Bộ Giáo dục và Đào tạo có liên quan đến nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường THPT;

- Nghiên cứu các tài liệu triết học, tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ
môn vật lí có liên quan đến đề tài;

- Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, sách giáo viên, sách tham khảo hiện hành
ở trường THPT;

- Nghiên cứu xây dựng các bài tập gắn với thành tố của năng lực thực nghiệm.
Quan sát
Quan sát biểu hiện của HS (về nhận thức, thái độ, hành vi) trong hoạt động dạy
và học bài tập phần Quang hình học vật lí 11 trong khi thực nghiệm.
Thực nghiệm sư phạm
Tổ chức TNSP để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của đề tài.


4

Phương pháp thống kê toán học

- Dựa vào số liệu thu thập được, sử dụng phương pháp thống kê thông dụng để phân
tích, xử lý kết quả TNSP;

- Đánh giá hiệu quả quá trình dạy học như giả thuyết khoa học đã đề ra.
9.

Dự kiến đóng góp của đề tài

- Góp phần vào hệ thống lí luận về dạy học và bài tập;
- Góp phần làm tài liệu tham khảo cho nhà trường phổ thông trong đổi mới dạy học;

- Góp phần đề xuất tổ chức dạy học bài tập theo định hướng phát triển năng lực.
10. Cấu trúc của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của
luận văn được trình bày trong ba chương:

- Chương 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhằm bồi
dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT

- Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực thực
nghiệm cho học sinh trong dạy học phần Quang hình học

- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


5

Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG
VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHẰM BỒI DƢỠNG
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG THPT
1.1. Năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí
1.1.1. Khái niệm năng lực
Năng lực là sự thành thạo hay khả năng thực hiện của cá nhân đối với một công
việc. Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, gồm nhiều yếu tố như tri thức, kỹ
năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm. Khái niệm năng lực
được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau.
“Năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính
này con người hoàn thành tốt một loại hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao
động nhưng vẫn đạt kết quả cao” [15]. Năng lực được hình thành và phát triển trong
quá trình hoạt động tích cực như rèn luyện, học tập, giáo dục,... của con người.

“Năng lực là một thuộc tính tích hợp của nhân cách, là tổ hợp các đặc tính tâm
lí của cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động xác định, đảm bảo cho
hoạt động đó có kết quả tốt đẹp” [2].
“Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải
quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề
nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng
như sự sẵn sàng hành động” [21].
“Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ và
vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lý vào thực hiện thành công nhiệm vụ hoặc
giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống” [7].
“Năng lực là khả năng vận dụng đồng bộ các kiến thức, kỹ năng, thái độ, phẩm
chất đã tích lũy được để ứng xử, xử lý tình huống hay để giải quyết vấn đề một cách có
hiệu quả” [10].
“Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất


6

định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác
như hứng thú, niềm tin, ý chí,... Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức
và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống” [1].
“Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải
quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề
nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng
như sự sẵn sàng hành động” [6].
Trong dạy học, khái niệm năng lực liên quan đến nội dung, kĩ năng, mục tiêu
của dạy học. Nội dung dạy học là những vấn đề giảng dạy hay đối tượng học tập. Kĩ
năng là khả năng thực hiện một cái gì đó và nó chỉ biểu hiện thông qua một nội dung
và đạt được dần dần trong cả cuộc đời. Mục tiêu là kết quả của sự tác động của một kĩ
năng lên một nội dung. Năng lực trong dạy học là tập hợp các kĩ năng tác động lên các

nội dung trong một tình huống có ý nghĩa đối với học sinh.
Theo chúng tôi, năng lực là khả năng huy động, vận dụng một cách linh hoạt
các kiến thức, kĩ năng, thái độ, phẩm chất nhằm giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra
trong cuộc sống hoặc đáp ứng những yêu cầu của một hoạt động, bảo đảm hoạt động
đó đạt kết quả tốt nhất trong một tình huống cụ thể.
1.1.2. Dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực
Việc dạy học định hướng phát triển năng lực coi trọng thực hiện mục tiêu dạy
học hiện tại ở các mức độ cao hơn, thông qua việc yêu cầu HS vận dụng những kiến
thức, kĩ năng một cách tự tin, hiệu quả và thích hợp trong học tập và trong đời sống
thực tiễn. Việc dạy học không chỉ hướng tới mục tiêu hình thành kiến thức, kĩ năng và
thái độ tích cực ở HS mà còn phát triển khả năng thực hiện các hành động có ý nghĩa
đối với người học. Nói một cách khác việc dạy học định hướng năng lực về bản chất
không thay thế mà chỉ mở rộng hoạt động dạy học bằng cách tạo một môi trường, bối
cảnh cụ thể để HS được thực hiện các hoạt động vận dụng kiến thức, sử dụng kĩ năng
và thể hiện thái độ của mình.
Sau đây là bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng
nội dung và chương trình định hướng phát triển năng lực.


7

Bảng 1.1. Bảng so sánh một số đặc trƣng cơ bản của chƣơng trình định hƣớng nội
dung và chƣơng trình định hƣớng phát triển năng lực [23]
Đặc trƣng
cơ bản

Mục tiêu

Chƣơng trình định hƣớng nội
dung

Chƣơng trình định hƣớng phát
triển năng lực

Mục tiêu dạy học được mô Kết quả học tập cần đạt được mô
tả không chi tiết và không nhất tả chi tiết và có thể quan sát, đánh
thiết phải quan sát, đánh giá giá được; thể hiện được mức độ
được.
tiến bộ của HS một cách liên tục.
Việc lựa chọn nội dung dựa vào Lựa chọn những nội dung nhằm

Nội dung

Phƣơng

các khoa học chuyên môn, đạt được kết quả đầu ra đã quy
không gắn với các tình huống định, gắn với các tình huống thực
thực tiễn. Nội dung được quy tiễn. Chương trình chỉ quy định
định chi tiết trong chương trình.

những nội dung chính, không quy
định chi tiết.

GV là người truyền thụ tri thức,
là trung tâm của quá trình dạy
học. HS tiếp thu thụ động những
tri thức được quy định sẵn

GV chủ yếu là người tổ chức, hỗ
trợ HS tự lực và tích cực lĩnh hội

tri thức. Chú trọng sự phát triển
khả năng giải quyết vấn đề, khả
năng giao tiếp,…
Chú trọng sử dụng các quan

pháp

điểm, phương pháp và kỹ thuật
dạy học tích cực; các phương pháp
dạy học TN, thực hành.

Hình thức

Chủ yếu dạy học lý thuyết trên Tổ chức hình thức học tập đa
lớp học
dạng; chú ý các hoạt động xã hội,
ngoại khóa, nghiên cứu khoa học,
trải nghiệm sáng tạo; đẩy mạnh
ứng dụng công nghệ thông tin và
truyền thông trong dạy và học

Tiêu chí đánh giá được xây
Đánh giá kết dựng chủ yếu dựa trên sự ghi
quả học tập nhớ và tái hiện nội dung đã học.
của HS

Tiêu chí đánh giá dựa vào năng
lực đầu ra, có tính đến sự tiến bộ
trong quá trình học tập, chú trọng
khả năng vận dụng trong các tình

huống thực tiễn.


8

Có nhiều hình thức dạy học phát triển năng lực như dạy học dự án, dạy học theo
góc, trạm, lớp học đảo ngược,… Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu về hình thức dạy
học dự án và dạy học theo trạm.
-

Dạy học dự án
Dạy học dự án là một hình thức tổ chức dạy học trong đó GV tổ chức, hướng

dẫn HS thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, gắn với thực tiễn. Trong quá trình
đó HS tự lập và thực hiện kế hoạch, thể hiện kết quả thông qua quá trình học tập và
sản phẩm dự án, tự đánh giá và tham gia đánh giá kết quả.
Trong cách học theo dự án, hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm, HS cộng
tác với các thành viên khác trong nhóm trong một khoảng thời gian nhất định để giải
quyết những vấn đề được giao. Cuối cùng có thể là một buổi thuyết trình sử dụng các
phương tiện nghe nhìn, một ấn phẩm báo chí, một trang web hoặc một sản phẩm được
tạo ra. Đặc điểm của dạy học dự án:
+ HS là trung tâm của quá trình dạy học.
+ Dự án được định hướng theo bộ câu hỏi khung chương trình.
+ Dự án đòi hỏi các hình thức đánh giá đa dạng và thường xuyên.
+ Dự án có liên hệ với thực tế.
+ HS thể hiện sự hiểu biết của mình thông qua sản phẩm hoặc quá trình thực hiện.
+ Công nghệ hiện đại hỗ trợ và thúc đẩy việc học của HS.
+ Kĩ năng tư duy là không thể thiếu trong làm việc theo dự án.
+ Chiến lược dạy học đa dạng hỗ trợ phong cách học đa dạng.
-

Dạy học theo trạm
Trạm học tập là một địa điểm (hay vị trí) học tập của HS hay nhóm HS trong

không gian học tập. Tại các vị trí này, HS tự thực hiện các nhiệm vụ học tập theo yêu
cầu của GV.
Dạy học theo trạm là một trong những hình thức dạy học giúp HS phát triển
năng lực, tăng cường các hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng tạo. Hình thức
dạy học này lấy HS làm trung tâm, HS làm việc cá nhân, theo cặp hoặc theo nhóm để
thực hiện các nhiệm vụ bộ phận nhằm giải quyết một nhiệm vụ tổng quát hoặc thực
hiện cùng một nhiệm vụ nhưng với các phương pháp khác nhau tại các trạm khác


9

nhau. Các nhiệm vụ ở mỗi trạm cần tương đối độc lập với nhau, sao cho học sinh có
thể bắt đầu từ một trạm bất kì. Sau khi hoàn thành trạm đó, học sinh sẽ chuyển sang
một trạm bất kì khác. Có thể thiết kế các trạm học tập ứng với các phong cách học tập
khác nhau của HS: trạm làm việc với thí nghiệm, trạm làm việc với tài liệu in, trạm
làm việc với video, phần mềm dạy học, trạm làm việc với các vật thật,…
Đối với môn Vật lí, dạy học theo trạm có thể áp dụng để dạy kiến thức mới như
các kiến thức vật lí được xây dựng bằng cả hai con đường lí thuyết và thực nghiệm (ví
dụ như định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn Ôm cho toàn mạch,…), các
kiến thức về ứng dụng kĩ thuật của vật lí (ví dụ như Kính lúp,…) hoặc để củng cố các
kiến thức, kĩ năng đã học. Trong luận văn này, chúng tôi áp dụng hình thức dạy học
theo trạm để củng cố kiến thức, kĩ năng cho HS.
1.1.3. Khái niệm năng lực thực nghiệm
Trong từ điển Tiếng Việt khái niệm NLTN được định nghĩa như sau: “NLTN là
khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để
hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc

sống”.
Trên cơ sở đó, NLTN vật lí được định nghĩa: “NLTN vật lí là khả năng vận
dụng các kiến thức, kĩ năng thực hành trong lĩnh vực vật lí cùng với thái độ tích cực để
giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn” [2]. Điều đó nghĩa là HS có khả năng lí
giải một hiện tượng vật lí, thực hiện thành công một thí nghiệm vật lí hay khả năng
chế tạo một dụng cụ thí nghiệm hoạt động dựa trên các nguyên tắc vật lí để phục vụ
học tập và nghiên cứu. Điều này đòi hỏi HS phải giải thích được, vận dụng được kiến
thức vật lí vào thực tiễn chứ không dừng lại ở mức độ hiểu.
NLTN với tư cách là một năng lực nhận thức khoa học, được hiểu là năng lực nghĩ
ra (thiết kế) phương án TN khả thi cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những giả thuyết hay
phỏng đoán khoa học và thực hành được TN thành công để rút ra kết luận cần thiết (chứ
không phải đơn thuần là năng lực thao tác TN, hiểu theo nghĩa là năng lực thực hiện các
thao tác bằng tay, quan sát, đo đạc) [17].
Theo chúng tôi, NLTN trong dạy học vật lí là khả năng HS vận dụng các kiến thức,
kĩ năng, kinh nghiệm, thái độ và hứng thú để thiết kế phương án TN khả thi để đề xuất


10

hoặc kiểm tra những giả thuyết khoa học và thực hành được TN thành công để rút ra kết
luận cần thiết.
1.1.4. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
Việc hình thành, phát triển và đánh giá năng lực là việc làm khó khăn và đòi hỏi
có thời gian. Do đó, để thuận tiện cho việc nghiên cứu, ta chia nhỏ năng lực thành các
thành tố. NLTN gồm 4 thành tố:
-

Xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết;

-

Thiết kế các phương án TN;

-

Tiến hành phương án TN đã thiết kế;

-

Xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận.

 Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết
HS có khả năng đưa ra được các dự đoán (giả thuyết) có căn cứ.
 Năng lực thiết kế các phương án TN
HS có khả năng:
 Xác định mục đích TN cần tiến hành: TN khảo sát hay TN kiểm tra, minh họa;
 Xác định được đại lượng cần đo: là phải xác định rõ đại lượng cần đo hoặc tính
toán hay còn gọi là các biến số, có hai loại biến số: biến số độc lập và biến số phụ
thuộc;
 Xác định được các dụng cụ TN cần sử dụng: dựa vào mục đích TN, các biến số
cần quan sát, đo đạc để chọn những dụng cụ TN thích hợp;
 Mô tả cách bố trí, tiến hành TN và vẽ sơ đồ TN: xác định trình tự các thao tác
với các dụng cụ TN theo sơ đồ đã vẽ.
 Năng lực thực hiện phương án thí nghiệm đã thiết kế
 Biết sử dụng dụng cụ TN: sử dụng dụng cụ TN đúng chức năng, nguyên tắc và
đảm bảo an toàn, có khả năng kiểm tra thiết bị và phát hiện, sửa chữa được
những sai hỏng thông thường, chế tạo thiết bị TN đơn giản;
 Lắp ráp được thiết bị TN theo sơ đồ thiết kế: lắp ráp theo sơ đồ TN nhanh
chóng, đúng nguyên tắc và đảm bảo an toàn;
 Tiến hành được TN: đúng quy trình, an toàn;

11

 Quan sát, phân tích, giải thích hiện tượng diễn ra, đọc được giá trị các đại lượng
cần đo;
 Ghi lại kết quả TN: trung thực, đầy đủ, khoa học.
 Năng lực xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận
Tính toán được sai số, đánh giá kết quả TN và rút ra kết luận.
Khi muốn đánh giá một năng lực, ta cần chỉ ra những kiến thức, kỹ năng và thái
độ cần có để làm nền tảng cho việc thể hiện, phát triển năng lực. Sau đó xây dựng các
công cụ đo kiến thức, kỹ năng, thái độ. NLTN của HS có thể nhận thức thông qua một
số biểu hiện được trình bày ở bảng 1.1.
Bảng 1.2. Biểu hiện của năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm
Kiến thức

Kĩ năng

Thái độ

- Kiến thức vật lí liên quan - Xác định mục đích TN, thiết kế - Thái độ kiên nhẫn
đến vấn đề cần khảo sát

phương án TN, chế tạo dụng cụ - Thái độ trung thực

- Kiến thức về thiết bị, về TN, lựa chọn dụng cụ TN, lắp ráp - Thái độ tỉ mỉ
an toàn

dụng cụ TN

- Thái độ hợp tác

- Kiến thức về xử lí số liệu, - Thay đổi các đại lượng, sử dụng - Thái độ tích cực
kiến thức về sai số

dụng cụ đo, hiệu chỉnh dụng cụ

- Kiến thức về biểu diễn số đo, đọc số liệu, sửa chữa các sai
liệu dưới dạng bảng biểu, hỏng thông thường
đồ thị

- Quan sát diễn biến hiện tượng,
ghi lại kết quả, biểu diễn bằng
bảng biểu, đồ thị, tính toán sai số
- Biện luận, trình bày kết quả
- Tự đánh giá, cải tiến phép đo


12

Mỗi thành tố của NLTN có các chỉ số hành vi khác nhau, được trình bày cụ thể
như bảng 1.3.
Bảng 1.3. Thành tố và chỉ số hành vi của năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm
Thành tố

Chỉ số hành vi
Quan sát, nhận ra dấu hiệu chung của sự vật, hiện tượng
Nhận ra sự mâu thuẫn giữa điều quan sát được với kiến thức,

kinh nghiệm sẵn có

Xác định vấn đề cần

Nhận ra vấn đề cần nghiên cứu

nghiên cứu và đưa ra

Đặt ra những câu hỏi về vấn đề cần nghiên cứu

các dự đoán, giả
thuyết

Phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu
Đề xuất dự đoán, giả thuyết
Đưa ra các căn cứ của dự đoán
Lựa chọn được dự đoán, giả thuyết hợp lí, có thể kiểm tra
được bằng TN
Xác định được mục đích TN
Xác định được đại lượng cần đo
Xác định được đại lượng phụ thuộc và đại lượng độc lập

Thiết kế các phương
án TN

Đề xuất được cách thay đổi và cách đo các đại lượng trong
TN
Xác định được các dụng cụ TN cần sử dụng
Mô tả được cách bố trí và tiến hành TN
Vẽ được sơ đồ TN

Lựa chọn được dụng cụ TN (thang đo) phù hợp
Kiểm tra thiết bị và phát hiện, sửa chữa được những sai

Tiến hành phương án

hỏng thông thường

TN đã thiết kế

Chế tạo thiết bị TN
Lắp ráp được thiết bị TN theo sơ đồ thiết kế
Tiến hành được TN


13

Quan sát, phân tích, giải thích hiện tượng diễn ra
Đọc giá trị các đại lượng cần đo
Ghi lại kết quả
Đọc được sai số của dụng cụ đo
Lựa chọn và sử dụng công cụ tính toán phù hợp
Xử lí, phân tích và
trình bày kết quả, rút
ra kết luận

Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng bảng hay đồ thị
Tính toán được sai số, giải thích nguyên nhân và nêu cách
khắc phục.
Biện luận tính đúng đắn của kết quả TN và kết luận rút ra từ
khái quát hóa kết quả TN

Đánh giá, cải tiến phép đo

Mỗi chỉ số hành vi có các tiêu chí chất lượng khác nhau được trình bày cụ thể như sau:
-

Xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết

Bảng 1.4. Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lƣợng thành tố xác định vấn đề cần
nghiên cứu và đƣa ra các dự đoán, giả thuyết
Tiêu chí chất lƣợng
Các hành vi

Mức 1

Mức 2

Mức 3

1.1 Quan sát,

Quan sát nhưng

Quan sát, nhận ra

Quan sát, nhận ra

nhận ra dấu hiệu

không nhận ra dấu

dấu hiệu chung của

đúng dấu hiệu chung

chung của sự vật,

hiệu chung của sự

sự vật, hiện tượng

của sự vật, hiện

hiện tượng

vật, hiện tượng

nhưng chưa hoàn

tượng

toàn đúng
1.2 Nhận ra sự

Nhận ra sự mâu

Tự nhận ra được một Tự nhận ra toàn bộ

mâu thuẫn giữa

thuẫn giữa điều

phần sự mâu thuẫn

sự mâu thuẫn giữa

điều quan sát

quan sát được với

giữa điều quan sát

điều quan sát được

được với kiến

kiến thức, kinh

được với kiến thức,

với kiến thức, kinh

thức, kinh

nghiệm sẵn có dưới

kinh nghiệm sẵn có

nghiệm sẵn có

nghiệm sẵn có

sự hỗ trợ của GV


14

Tiêu chí chất lƣợng
Các hành vi

Mức 1

Mức 2

Mức 3

1.3 Nhận ra vấn

Nhận ra vấn đề cần

Nhận ra một phần

Nhận ra đúng vấn đề

đề cần nghiên

nghiên cứu dưới sự

vấn đề cần nghiên

cần nghiên cứu

cứu

hỗ trợ của GV

cứu

1.4 Đặt ra những Đặt ra được câu hỏi Tự lực đưa ra được Tự lực đưa ra được
câu hỏi về vấn đề xung quanh vấn đề câu hỏi xung quanh câu hỏi trúng vấn đề
cần nghiên cứu

cần

nghiên

cứu vấn đề cần nghiên cần nghiên cứu

dưới sự hỗ trợ của cứu
GV
1.5

Phát

biểu Phát biểu được vấn Tự phát biểu được Tự phát biểu được

được vấn đề cần đề cần nghiên cứu một phần vấn đề cần vấn đề cần nghiên
nghiên cứu

dưới sự hỗ trợ của nghiên cứu

cứu

GV
1.6 Đề xuất dự Đề xuất được dự Tự đề xuất được dự Tự đề xuất được đầy
đoán

đoán,

giả

thuyết đoán,

giả

thuyết đủ và chính xác dự

dưới sự hỗ trợ của nhưng chưa đầy đủ

đoán, giả thuyết

GV
1.7 Đưa ra các Đưa ra căn cứ của Tự đưa ra căn cứ của Tự đưa ra chính xác
căn cứ của dự dự đoán dưới sự hỗ dự đoán nhưng chưa căn cứ của dự đoán
đoán
1.8

trợ của GV
Lựa

hoàn toàn đúng

chọn Lựa chọn được dự Tự nêu được dự Tự lựa chọn được dự

được dự đoán, đoán,

giả

thuyết đoán, giả thuyết có đoán, giả thuyết hợp

giả thuyết hợp lí, dưới sự hỗ trợ của thể kiểm tra được lí và có thể kiểm tra
có thể kiểm tra GV và các bạn
được bằng TN

bằng TN

được bằng TN


15

Thiết kế các phương án TN

-

Bảng 1.5. Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lƣợng thành tố thiết kế các phƣơng
án TN
Tiêu chí chất lƣợng
Các hành vi
Mức 1
2.1

Xác

Mức 2

Mức 3

định Hiểu được mục đích Dưới sự hỗ trợ của Tự xác định được

được mục đích TN

GV, xác định chính chính xác mục đích

TN

xác mục đích TN

2.2

Xác

TN

định Dưới sự hỗ trợ của Dưới sự hỗ trợ của Tự xác định được

được đại lượng GV, xác định được GV, xác định được chính xác các đại
cần đo

một số đại lượng chính xác các đại lượng cần đo phù
cần đo

2.3

Xác

lượng cần đo

hợp

định Dưới sự hỗ trợ của Dưới sự hỗ trợ của Tự xác định được

được đại lượng GV, xác định được GV, xác định được đầy đủ, chính xác
phụ thuộc và đại một số đại lượng đầy đủ, chính xác đại đại lượng phụ thuộc
lượng độc lập

phụ thuộc và đại lượng phụ thuộc và và đại lượng độc lập
lượng độc lập

2.4 Đề xuất được Hiểu

được

đại lượng độc lập
cách Phát hiện và đề xuất Tự phát hiện và đề

cách thay đổi và thay đổi và cách đo được cách thay đổi xuất được cách thay
cách đo các đại các đại lượng trong và cách đo các đại đổi và cách đo các
lượng trong TN TN

lượng trong TN với đại lượng trong TN

sự hỗ trợ của GV

2.5 Xác định cơ Dưới sự hỗ trợ của Dưới sự hỗ trợ của Tự xác định được
sở lí thuyết cho GV, xác định được GV, xác định được đầy đủ, chính xác cơ
việc thiết kế, chế một phần cơ sở lí đầy đủ, chính xác cơ sở lí thuyết cho việc
tạo

thuyết cho việc thiết sở lí thuyết cho việc thiết kế, chế tạo
kế, chế tạo

thiết kế, chế tạo