Tóm tắt Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục: Dạy học Vật lí theo quy trình nghiên cứu khoa học Chương “Điện từ học” cấp THCS

1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Giáo dục phổ thông ở nước ta được Đảng, Nhà nước quan tâm
thường xuyên và liên tục qua nhiều thời kì biến đổi của đất nước, đặc
biệt trong Nghị quyết 29 đã chỉ rõ, giáo dục phổ thông nhằm hướng
đến phát triển phẩm chất và năng lực của người học và NCKH là một
hình thức học tập không thể thiếu trong DH ở trường phổ thông.
Để nâng cao chất lượng giáo dục ở trường phổ thông, Bộ GDĐT
đã triển khai nhiều đợt tập huấn cho GV, tuy nhiên đa số GV còn gặp
phải nhiều khó khăn trong việc xác định thành phần, tiêu chí, mức độ
về phẩm chất và năng lực của HS.
Cuộc thi Khoa học kĩ thuật dành cho HS trung học được tổ từ
năm 2012 cho đến nay, về số lượng đăng kí dự thi và số giải thưởng
Quốc tế dành được tăng mạnh thể hiện sự thành công trong việc đổi
mới hình thức DH. Tuy nhiên, đề tài NCKH cần thực hiện theo các
giai đoạn trong quy trình NCKH, nhưng nó chưa được đưa vào trong
DH ở trường phổ thông.
Kiến thức về Điện từ học ở cấp THCS thuộc Chương 2 lớp 9 với
thời lượng 20 tiết, SGK chia nội dung kiến thức thành 19 bài học và
chưa thể hiện theo logic tiến trình NCKH nên cần sắp xếp lại thành
các bài học mới.
Thiết bị DH ở trường phổ thông chưa phù hợp trong DH phát
triển NLKH của HS, vì vậy cần phải thiết kế, chế tạo bổ sung thêm
một số dụng cụ và thiết bị TN.
Đánh giá và xếp loại kết quả học tập của HS thực hiện theo Thông tư
58/BGĐT, quy chế này đánh giá kết quả học tập về nội dung kiến thức mà
chưa có đánh giá về sự phát triển năng lực của HS trong quá trình học tập.


2

Từ những lí do trên, chúng tôi triển khai nghiên cứu đề tài: Dạy
học Vật lí theo quy trình NCKH Chương “Điện từ học” cấp THCS.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu những vấn đề liên quan đến phương
pháp dạy học và quy trình NCKH để thiết kế tiến trình dạy học dựa
trên quy trình NCKH, trong đó có chú ý đưa giai đoạn nghiên cứu
tổng quan vào tiến trình dạy học. Đồng thời, vận dụng tiến trình DH
theo quy trình NCKH để tổ chức DH một số kiến thức ở chương
“Điện từ học” cấp THCS nhằm giúp HS phát triển NLKH.
3. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu chỉ giới hạn vận dụng tiến trình DH theo quy trình
NCKH ở nội dung kiến thức kiến thức về Điện từ học cấp THCS (đã
được cấu trúc lại thành ba bài học) và thử nghiệm trên đối tượng HS
THCS trên địa bàn thành phố Hà Nội.
4. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Tiến trình DH theo quy trình NCKH; Các NLTP của NLKH khi
DH theo quy trình NCKH; Công cụ đánh giá NLKH của HS khi học
theo quy trình NCKH; Nội dung kiến thức về Điện từ cấp THCS;
Các TN và thiết bị TN trong DH kiến thức về điện từ.
4.2. Khách thể nghiên cứu
HS lớp 8, lớp 9 ở một số trường THCS trên địa bàn TP Hà Nội.
GV ở một số trường THCS trên địa bàn TP Hà Nội.
5. Giả thuyết khoa học
Muốn phát triển được NLKH của HS ở trường phổ thông thì cần
tổ chức DH kiến thức KH theo con đường nghiên cứu của nhà KH.
Nếu xây dựng được tiến trình DH dựa theo quy trình NCKH và vận


3

dụng vào DH kiến thức vật lí về Điện từ học cấp THCS thì sẽ phát
triển được NLKH của HS.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
6.1. Hệ thống hóa cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn của DH theo quy
trình NCKH, DH phát triển NLKH trên thế giới và ở Việt Nam.
6.2. Điều tra thực trạng của việc tổ chức DH theo quy trình
NCKH nhằm phát triển NLKH của HS ở trường THCS.
6.3. Xác định mức độ năng lực của nhà KH và mức độ năng lực
của HS ở các giai đoạn trong quy trình NCKH để đề xuất các NLTP,
biểu hiện của hành vi của NLKH và mức độ biểu hiện của hành vi
NLKH của HS.
6.4. Thiết kế tiến trình DH theo quy trình NCKH, trong đó có đưa
giai đoạn nghiên cứu tổng quan vào tiến trình DH nhằm phát triển
NLKH của HS.
6.5. Xây dựng bộ công cụ đánh giá NLKH của HS khi học theo
quy trình NCKH.
6.6. Nghiên cứu nội dung kiến thức về Điện từ học trong Chương
trình GDPT hiện hành để sắp xếp nội dung kiến thức về Điện từ học
thành nhóm kiến thức có liên quan và cấu trúc lại thành các bài học
mới. Trên cơ sở đó, thiết kế logic hình thành kiến thức theo các giai
đoạn của quy trình NCKH.
6.7. Thiết kế tiến trình DH, các hoạt động dạy và học ở các bài
học mới theo quy trình NCKH nhằm phát triển NLKH của HS. Thiết
kế các TN và chế tạo các thiết bị TN tương ứng với các bài học.
6.8. Trên cơ sở cấu trúc của NLKH, xây dựng bộ công cụ để đánh
giá mức độ đạt được về NLKH của HS khi học các bài học về Điện
từ cấp THCS.


4

6.9. TNSP nhằm đánh giá tính khả thi của giả thuyết KH: Nếu áp
dụng dạy và học nội dung kiến thức về Điện từ cấp THCS theo quy
trình NCKH trên các đối tượng GV và HS ở một số trường THCS
mà thấy rằng, các GV đều có thể DH theo quy trình NCKH và phát
triển được NLKH của tất cả HS ở các trường TNSP thì giả thuyết của
đề tài có tính khả thi và phù hợp với thực tiễn DH Vật lí ở trường
THCS của Việt Nam.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Thu thập và xử lí thông tin trong các văn bản chỉ đạo về đổi mới
căn bản và toàn diện GDĐT để định hướng nghiên cứu phù hợp thực
tiễn khách quan.
- Thu thập và xử lí thông tin trong các công trình KH, các ấn
phẩm liên quan đến DH theo quy trình NCKH, NLKH của HS, đánh
giá sự phát triển NLKH của HS để làm cơ sở lí luận nhằm thiết kế
tiến trình DH, các hoạt động DH và công cụ đánh giá NLKH.
- Phân tích mục tiêu, nội dung kiến thức về Chương “Điện từ
học” trong Chương trình GDPT hiện hành để sắp sếp lại nội dung
kiến thức, đồng thời xây dựng logic hình thành kiến thức hợp lí với
tiến trình DH theo quy trình NCKH.
7.2. Phương pháp điều tra thực trạng
Khảo sát GV về: Quy trình NCKH; Thực trạng việc DH phát triển
NLKH ở trường THCS; Những khó khăn trong DH phát triển năng lực.
7.3. Phương pháp chuyên gia
Trao đổi, xin ý kiến của các chuyên gia lí luận và PPDH, chuyên
gia tâm lí giáo dục về một số nội dung: Tâm lí lứa tuổi của HS
THCS; Tiến trình DH kiến thức vật lí theo quy trình NCKH; Tiêu


5

chí, biểu hiện, chỉ báo hành vi về NLKH của HS. Cấu trúc NLKH,
công cụ đánh giá NLKH của HS; Nội dung kiến thức về Điện từ học
cấp THCS, mạch logic phát triển kiến thức theo quy trình NCKH.
7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- TNSP lần thứ nhất để thu thập dữ liệu để hoàn thiện: tiến trình
DH, nội dung DH, hình thức tổ chức DH, bộ công cụ đánh giá
NLKH của HS.
- TNSP lần thứ hai để thu thập và xử lí số liệu theo mức độ chỉ
báo hành vi của HS về NLKH.
- Đánh giá sự phát triển NLKH trên cùng một đối tượng HS thông
qua phiếu phản hồi ở ba bài học. Lấy kết quả học tập trên phiếu phản
hồi ở Bài 1 làm số liệu đánh giá khảo sát đầu vào về NLKH của HS,
sau đó dùng số liệu kết quả học tập ở Bài 2 và Bài 3 để so sánh với
Bài 1, từ đó rút ra kết luận về sự phát triển NLKH của HS khi học
theo quy trình NCKH.
- Tổng hợp kết quả đánh giá sự phát triển năng lực của HS ở các
lớp, các trường khác nhau; lứa tuổi khác nhau; GV dạy khác nhau để
đưa ra kết luận về tính đúng/sai của giả thuyết đã đưa ra.
7.5. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phần mềm Excel để xác định tỉ lệ % mức độ chỉ báo
hành vi ở từng NLTP của HS và sử dụng biểu đồ để so sánh và đánh
giá sự phát triển NLKH của HS khi học theo quy trình NCKH.
8. Các đóng góp mới của đề tài
8.1. Đề xuất tiến trình DH dựa theo quy trình NCKH gồm 5 giai
đoạn trong đó có giai đoạn nghiên cứu tổng quan.
8.2. Đề xuất được cấu thành NLKH gồm 10 NLTP và biểu hiện
hành vi của các NLTP.


6

8.3. Thiết kế bộ công cụ đánh giá NLKH của HS với 4 mức độ
chỉ báo hành vi tương ứng với mỗi NLTP.
8.4. Thiết kế logic tiến trình KH xây dựng kiến thức ba bài học ở
Chương “Điện từ học” cấp THCS theo tiến trình 5 giai đoạn NCKH.
8.5. Thiết kế các hoạt động dạy và hoạt động học của 3 bài học
theo 5 giai đoạn quy trình NCKH.
8.6. Xây dựng ba bộ công cụ đánh giá mức độ NLKH của HS đạt
được khi học ba bài học về Điện từ học cấp THCS.
8.7. Thiết kế dụng cụ, thiết bị TN dùng để TNSP DH theo quy
trình NCKH ở ba bài học về Điện từ học gồm:
Tên thí nghiệm

Tên bài

1. Từ

1. TN về sự tương tác của nam châm vĩnh cửu

trường

với: nam châm; kim nam châm; sắt, mạt sắt và các

của nam

kim loại, vật liệu khác nhau

Số lƣợng

5 bộ

châm vĩnh
cửu
2.

Từ

2. TN kiểm tra các dự đoán dòng điện có tính chất

trường

như của nam châm (hút sắt; hút hoặc đẩy nhau;

của dòng

tương tác với nam châm và từ phổ của của dòng

điện

điện trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau)

3.

Cảm

3. TN xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ: sử

ứng

điện

dụng nam châm vĩnh cửu và sử dụng nam châm

từ

5 bộ

5 bộ

điện
4. TN kiểm tra dự đoán độ lớn của dòng điện cảm
ứng phụ thuộc vào 4 yếu tố: độ lớn từ trường; góc
hợp bởi phương của đường sức từ với tiết diện của
vòng dây; diện tích vòng dây; tốc độ thay đổi số
đường sức từ (thay đổi tốc độ góc hợp bởi phương
đường sức từ với diện tích vòng dây; thay đổi từ
trường; thay đổi tốc độ biến dạng diện tích)

5 bộ


7
Chƣơng 1. TỔNG QUAN. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Ở mục này, chúng tôi nghiên cứu các công trình KH của các nước
trên thế giới và ở Việt Nam về NLKH, quy trình NCKH và DH phát
triển NLKH của HS. Thấy rằng, ở các nước tiên tiến luôn chú trọng
đến DH phát triển NLKH của HS, tuy nhiên trong các tiến trình DH
chưa thể hiện một cách đầy đủ của quy trình NCKH vì thiếu giai
đoạn nghiên cứu tổng quan trong tiến trình DH.

1.2. Cơ sở lí luận
1.2.1. Một số khái niệm
1.2.1.1. Khái niệm về NCKH của học sinh ở trường phổ thông
- NCKH là cách thức triển khai thực hiện các nội dung nghiên
cứu để tạo ra những sản phẩm mới mang tính khách quan. DH là tổ
chức các hoạt động để HS không những chiếm lĩnh tri thức KH mà
còn phát triển NLKH và hình thành phẩm chất của nhà KH.
- Hoạt động DH theo quy trình NCKH thực chất là tổ chức hoạt
động NCKH cho HS nhằm tìm kiếm tri thức mới theo con đường
nhận thức KH. Với đối tượng HS phổ thông, hoạt động học theo quy
trình NCKH là hoạt động NCKH.
- NCKH ở trường phổ thông là một quá trình học tập để phát triển
NLKH, tư duy KH và phẩm chất trong NCKH thông qua tiến trình
DH theo quy trình NCKH.
1.2.1.2. Khái niệm về quy trình nghiên cứu khoa học
Chúng tôi cho rằng: Quy trình NCKH là con đường, cách thức
triển khai thực hiện các giai đoạn NCKH để tạo ra những sản phẩm
mang tính khách quan. Các giai đoạn NCKH bao gồm 5 giai đoạn (i)


8
Quan sát - đặt câu hỏi nghiên cứu; (ii) Nghiên cứu tổng quan - Hình
thành giả thuyết; (iii) Rút ra hệ quả từ giả thuyết - Đề xuất phương
án thí nghiệm kiểm tra hệ quả; (iv) Tiến hành thí nghiệm kiểm tra hệ
quả; (v) Xử lí dữ liệu và rút ra kết luận về sự đúng/sai của giả thuyết
- Công bố kết quả nghiên cứu.
1.2.1.3. Khái niệm về năng lực khoa học của học sinh phổ thông
NLKH của HS là sự làm chủ các năng lực thành phần của NLKH
trong từng giai đoạn NCKH và vận hành chúng một cách hợp lí để
thực hiện thành công nhiệm vụ đặt ra nhằm chiếm lĩnh tri thức KH

hay tạo ra sản phẩm KH trong quá trình học tập ở trường phổ thông.
NLKH của HS ở trường phổ thông bao gồm 10 NLTP (Bảng 1.3)
1.2.2. Thiết kế tiến trình dạy học theo quy trình NCKH
1.2.2.1. Khái niệm về dạy học theo quy trình NCKH
DH Vật lí theo quy trình NCKH là một PPDH, trong đó người
học được trải nghiệm qua giai đoạn NCKH dưới sự định hướng của
GV nhằm phát hiện tri thức mới, PP mới và vận dụng chúng để giải
quyết vấn đề gặp phải trong thực tiễn, qua đó rèn phẩm chất và năng
lực trong NCKH.
1.2.2.2. Chuyển quy trình NCKH thành tiến trình dạy học
1. Thực hiện quan sát – Đặt câu hỏi nghiên cứu
Hình thành giả thuyết

3. Đề xuất phương án thực nghiệm kiểm tra giả thuyết
4. Thực nghiệm kiểm tra giả thuyết. Xử lí kết quả và rút ra kết luận
Giả thuyết đúng

Giả thuyết sai

5. Rút ra kiến thức mới – Vận dụng kiến thức vào thực tế

Hình 1.1.Sơ đồ tiến trình dạy học theo quy trình NCKH

Xây dựng giả thuyết mới

2. Nghiên cứu tổng quan


9
1.2.2.3. Sự khác nhau giữa nhà khoa học và học sinh phổ thông trong

NCKH
Phẩm chất và năng lực của nhà KH đã được hoàn thiện đạt mức
độ cao, điều kiện làm việc thuận lợi, khả năng làm việc độc lập cao.
HS phổ thông thì những phẩm chất và năng lực trên phát triển là nhờ
sự giúp đỡ, hỗ trợ và tạo cơ hội của GV. Sản phẩm của nhà KH có
tính mới và có giá trị về tri thức KH cho nhân loại, còn sản phẩm của
HS là những tri thức KH có tính mới đối với chính họ.
1.2.3. Giải pháp đưa giai đoạn “nghiên cứu tổng quan” vào tiến trình
dạy học
1.2.3.1. Định nghĩa về tổng quan
Trong DH Vật lí theo quy trình NCKH, chúng tôi cho rằng:
Nghiên cứu tổng quan trong DH là việc HS tìm hiểu những câu
chuyện lịch sử về các nhà KH trước đó đã trả lời câu hỏi nghiên cứu
như thế nào, từ đó xác định vấn đề cần giải quyết và đưa ra định
hướng giải quyết vấn đề một cách rõ ràng hơn.
1.2.3.2. Mục đích đưa giai đoạn “nghiên cứu tổng quan” vào tiến
trình dạy học
Để phù hợp với lứa tuổi HS THCS, chúng tôi lựa chọn tiêu đề
“Những câu chuyện lịch sử về vấn đề nghiên cứu” và đưa vào tiến
trình DH kiến thức vật lí ở trên lớp học trong hai trường hợp:
Trường hợp 1. Nếu nội dung “nghiên cứu tổng quan” liên quan
đến những giả thuyết còn hạn chế thì giai đoạn “nghiên cứu tổng
quan” đưa trước giai đoạn “hình thành giả thuyết” là để giúp HS
tránh được các sai lầm của các nhà KH về vấn đề mà HS đang phải
giải quyết, từ đó hình thành giả thuyết mới.
Trường hợp 2. Nếu nội dung “Nghiên cứu tổng quan” liên quan đến


10
những phương án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết, thì giai đoạn

“nghiên cứu tổng quan” đưa sau giai đoạn “hình thành giả thuyết” là để
giúp HS phát hiện ra những ý tưởng của các nhà KH, từ đó “lựa chọn
hay đề xuất phương án thực nghiệm kiểm tra giả thuyết hợp lí”
1.2.3.3. Những khó khăn khi đưa “nghiên cứu tổng quan” vào tiến
trình dạy học
Ở mục này chúng tôi xác định được 4 khó khăn, trở ngại nếu khi yêu
cầu HS “nghiên cứu tổng quan” để trả lời câu hỏi nghiên cứu và khẳng
định, HS không có thể tự “nghiên cứu tổng quan” để trả lời câu hỏi
nghiên cứu trong quá trình học tập trên lớp.
1.2.3.4. Giải pháp đưa giai đoạn “nghiên cứu tổng quan” vào tiến
trình dạy học
Cách 1. GV tìm kiếm tư liệu lịch sử về sự phát hiện, phát triển
kiến thức để lựa chọn những nội dung liên quan đến vấn đề cần
nghiên cứu (tổng quan). Sau đó, GV có thể thông báo cho HS địa chỉ
tìm kiếm thông tin và giao nhiệm vụ học tập để HS xử lí thông tin
phục vụ cho nghiên cứu.
Cách 2. GV tập hợp những thông tin thành văn bản “Những câu
chuyện lịch sử về vấn đề nghiên cứu” và giao nhiệm vụ học tập cho
HS để HS xử lí thông tin phục vụ cho nghiên cứu (phân tích, nhận
xét, đánh giá những thông tin hay sự kiện và đưa ra quan điểm nhận
định của cá nhân).
1.2.4. Thiết kế hoạt động dạy và học theo quy trình NCKH
Ở mục này, chúng tôi mô tả chi tiết: Mục đích các giai đoạn,
nhiệm vụ của GV, nhiệm vụ của HS ở các giai đoạn trong tiến trình
DH theo quy trình NCKH.
1.2.4.1. Một số đặc điểm lứa tuổi của học sinh trung học cơ sở


11
Đây là lứa tuổi có bước nhảy vọt về thể chất lẫn tinh thần và đang

tách dần khỏi thời thơ ấu để tiến sang giai đoạn phát triển cao hơn để
tạo nên sự khác biệt trong mọi mặt phát triển: thể chất, trí tuệ, tình
cảm, đạo đức,… Vì vậy, tiến trình DH theo QTKH là phù hợp trên
đối tượng HS THCS.
1.2.4.2. Mục tiêu của dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học
Mỗi giai đoạn của tiến trình DH theo quy trình NCKH sẽ cho biết
môi trường học tập của HS, mục tiêu phát triển phẩm chất và NLKH
cho HS ở từng giai đoạn NCKH.
1.2.4.3. Định hướng tổ chức hoạt động dạy và hoạt động học theo
quy trình nghiên cứu khoa học
Ở mục này chúng tôi mô tả chi tiết: Mục đích, nhiệm vụ của GV,
nhiệm vụ của HS ở các giai đoạn trong tiến trình DH theo quy trình
NCKH
1.2.4.4. Cấu trúc câu giả thuyết và câu dự đoán
Ở mục này chúng tôi giới thiệu cấu trúc câu giả thuyết: “… Nếu …
thì … sẽ …”; Cấu trúc câu dự đoán: “Nếu … mà … thì …”
1.2.4.5. Một số lưu ý trong dạy học theo quy trình NCKH
Trong mục này chúng tôi đưa ra một số lưu ý khi dạy học theo quy
trình NCKH đó là: thí nghiệm trong DH theo quy trình NCKH, các kĩ
thuật tổ chức hoạt động học cá nhân, học nhóm, trao đổi lớp và với
chuyên gia.
1.2.5. Vai trò, nguyên tắc, mức độ dạy học theo quy trình NCKH
1.2.5.1. Vai trò của dạy học theo quy trình NCKH
DH theo quy trình NCKH thì có thể phát hiện và bồi dưỡng
những HS giỏi, đam mê đối với KH, đặc biệt giúp HS phát triển năng
lực giải quyết những vấn đề thường gặp trong cuộc sống.


12
1.2.5.2. Nguyên tắc của dạy học theo quy trình NCKH

(i) Về kiến thức: Đảm bảo gắn liền với dạy nội dung kiến thức KH;
(ii). Về PPDH: các giai đoạn trong tiến trình DH phải tuân theo
PP nhận thức KH, “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ
tư duy trừu tượng lại trở về thực tế khách quan” và theo Chu trình
sáng tạo của Razumopxki;
(iii) Về quan điểm DH: triển khai các hoạt động DH “lấy HS làm
trung tâm”, có chú trọng tính tự lực của HS;
(iv) Về kĩ thuật DH: tạo cơ hội để phát huy tối đa vốn kiến thức
đã có và khả năng sáng tạo của HS bằng các hoạt động làm việc cá
nhân, trao đổi nhóm, thảo luận của lớp;
(v) Về hình thức tổ chức DH: tổ chức hoạt động học theo từng
giai đoạn NCKH, hỗ trợ HS các phương tiện học, định hướng nghiên
cứu cho HS tìm kiếm tri thức KH.
1.2.5.3. Các mức độ dạy học theo quy trình nghiên cứu khoa học
Mức 1. HS được biết về: quy trình NCKH, các giai đoạn nghiên cứu
học tập theo quy trình NCKH; Các kĩ thuật thực hiện ở từng giai
đoạn học tập; Hình thức học; Kĩ thuật làm việc theo nhóm, trao đổi
lớp, làm việc cá nhân. Sau đó được hoạt động học tập hình thành
kiến thức vật lí theo logic tiến trình NCKH dưới sự giúp đỡ hỗ trợ
của GV; Mức 2. HS được thực hiện các hoạt động học tập hình thành
kiến thức vật lí theo logic tiến trình NCKH. HS tương tác với nhau
trong suốt quá trình hình thành kiến thức mới. GV trợ giúp khi cần
thiết; Mức 3. HS được định hướng nội dung nghiên cứu, được trang
bị các học liệu cần thiết và triển khai học tập theo quy trình NCKH
để chiếm lĩnh tri thức khoa học; Mức 4. HS được định hướng vấn đề
nghiên cứu, sau đó tự triển khai các hoạt động nghiên cứu để hình


13
thành tri thức KH.

1.2.6. Đánh giá NLKH của học sinh khi học theo quy trình NCKH
1.2.6.1. Biểu hiện NLTP của học sinh khi học theo quy trình NCKH
Bảng 1.3. Năng lực thành phần cấu thành năng lực khoa học
Giai đoạn
I.

Thực

Năng lực TP
1. Tiến hành TN

Là khả năng người học sử dụng các thiết

hiện quan

làm

hiện

bị, phương pháp thực hành, tìm kiếm tài liệu

sát. Đặt ra

hiện tượng vật lí

hướng dẫn để thực hiện các thao tác lắp đặt

câu

và mô tả quá

và tiến hành các TN làm xuất hiện quá trình,

nghiên

trình, hiện tượng

hiện tượng mới. Khả năng quan sát và phát

cứu.

xảy ra

hiện ra vấn đề cần nghiên cứu. Khả năng sử

hỏi

xuất

Mô tả

dụng ngôn ngữ khoa học để diễn đạt hiện
tượng, quá trình quan sát được.
2. Phát hiện vấn

Là khả năng người học tái hiện kiến

đề và phát biểu

thức, hiện tượng đã biết để so sánh hiện

vấn

nghiên

tượng mới, từ đó đặt ra câu hỏi nghiên cứu

cứu dưới dạng

về nguyên nhân, bản chất của quá trình hay

câu hỏi

hiện tượng xảy ra.

đề

II. Nghiên

3. Tìm hiểu lịch

Là khả năng người học tìm kiếm thông

cứu

sử vấn đề nghiên

tin, sử dụng kĩ năng đọc hiểu các dữ liệu có

quan.

cứu

định

liên quan đến câu hỏi nghiên cứu để đưa ra

Hình

hướng đưa ra giả

những nhận xét, phân tích hay đánh giá các

thành giả

thuyết hoặc đề

công trình nghiên cứu đã công bố nhằm xác

thuyết.

xuất phương án

định được vấn đề nghiên cứu đã giải quyết

thực nghiệm thực

đến đâu, cơ sở giải quyết đó có đúng quan

nghiệm kiểm tra

điểm của khoa học hiện đại hay không, từ

giả thuyết

đó định hướng đưa ra giả thuyết của cá

tổng

để

nhân hoặc là giải pháp thực nghiệm để
kiểm tra giả thuyết đã đưa ra.
4. Đưa ra giả

Là khả năng người học đưa ra lập luận


14
thuyết nghiên cứu

logic để hình thành giả thuyết có căn cứ
nhằm trả lời câu hỏi nghiên cứu có tính
thuyết phục cao.

III. Rút ra

5. Rút ra hệ quả

Là khả năng người học đưa ra những dự

hệ quả từ

từ giả thuyết dưới

báo, phán đoán, suy đoán, dự đoán có tác

giả thuyết.

dạng

động đến giả thuyết nghiên cứu mà có thể

Đề

đoán hay phán

xuất

một

dự

kiểm chứng bằng thực nghiệm.

phương án

đoán, suy đoán

thực

6.

xuất

Là khả năng người học phân tích, suy luận

nghiệm

phương án thực

để đề xuất phương án thực nghiệm kiểm tra

nghiệm kiểm tra

các hệ quả bằng cách đề xuất: công cụ thực

hệ quả

nghiệm, phương pháp thực nghiệm, dự báo

kiểm

tra

hệ quả.

Đề

kết quả để kiểm tra tính đúng sai của hệ quả.

Tiến

7. Tiến hành TN

Là khả năng người học sử dụng các thiết

hành thực

kiểm tra dự đoán

bị, sử dụng các phương pháp thực hành,

nghiệm

và ghi chép kết

tìm kiếm tài liệu hướng dẫn để thực hiện

quả

các thao tác lắp đặt và tiến hành các TN

IV.

kiểm

tra

giả thuyết.

nhằm kiểm tra các hệ quả rút ra từ giả

Xử lí kết

thuyết. Khả năng thu thập, sắp xếp dữ liệu

quả

một cách khoa học.

thực

nghiệm.

8. Xử lí dữ liệu,

Là khả năng người sử dụng các công cụ

phân tích số liệu

toán học, phần mềm, công nghệ thông tin để

và đánh giá kết

xử lí dữ liệu, khả năng tổng hợp kết quả, khả

quả để đưa ra kết

năng phân tích số liệu, khả năng đánh giá các

luận về sự đúng/

kết quả thu được từ thực nghiệm để rút ra kết

sai của giả thuyết

luận về sự đúng/sai của giả thuyết đưa ra.

V. Rút ra

9. Rút ra kiến

kiến thức

thức mới

hợp những tri thức mới ở bài học và sử
dụng các thuật ngữ khoa học để diễn đạt.

mới. Vận
dụng kiến

Là khả năng người học phát hiện và tổng

10. VD kiến thức

Là khả năng vận dụng tri thức KH,


15

thức.

vào tình huống

phương pháp NCKH để giải quyết các tình

mới

huống mới.

1.2.6.2. Tiêu chí và mức độ hành vi trong đánh giá NLKH của HS
4 mức độ biểu hiện hành vi của HS tương ứng với mỗi NL thành
phần gồm: Mức 1. Không có biểu hiện hành động tích cực thực hiện
nhiệm vụ được giao. Ý thức, trách nhiệm chưa cao trong học tập; Mức
2. Có biểu hiện thực hiện nhiệm vụ được giao, nhưng hiệu quả thấp;
Mức 3. Hoàn thành nhiệm vụ được giao, nhưng còn chưa đạt kết quả
như mong đợi; Mức 4. Hoàn thành tốt (xuất sắc) nhiệm vụ được giao.
1.2.6.3. Bảng kiểm theo chỉ báo và mức độ hành vi của NLKH
Chúng tôi xây dựng Bảng 1.4. Bảng kiểm mức độ chỉ báo hành vi
năng lực thành phần của năng lực khoa học mô tả biểu hiện 4 mức
độ hành vi của HS ở 10 NLTP của NLKH.
1.3. Cơ sở thực tiễn
Kết quả khảo sát cho thấy, GV còn gặp nhiều khó khăn trong việc
thiết kế tiến trình DH theo quy trình NCKH và xác định các tiêu chí
đánh giá NLKH của HS.
Kết luận Chƣơng 1
Ở chương này, chúng tôi đã nghiên cứu lí luận liên quan đến phát
triển và đánh giá sự phát triển của NLKH của HS từ đó làm cơ sở trả
lời câu hỏi đã nêu ra sau khi nghiên cứu tổng quan. Việc phân tích,
xử lí các thông tin khi khảo sát thực tiễn giúp chúng tôi đánh giá

được thực trạng của việc tổ chức DH phát triển NLKH của GV ở
trường phổ thông, phát hiện những khó khăn, nguyên nhân dẫn đến
thực trạng đó. Qua đó, chúng tôi đưa ra những giải pháp khắc phục
và triển khai thiết kế nội dung và tiến trình DH kiến thức về “Điện từ
học” để áp dụng cho HS THCS.


16
Chƣơng 2. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO
QUY TRÌNH NCKH CHƢƠNG “ĐIỆN TỪ HỌC”
2.1. Phân tích chƣơng trình Điện từ học cấp THCS trong
Chƣơng trình giáo dục phổ thông hiện hành
2.1.1. Vị trí về kiến thức Điện từ học trong Chương trình giáo dục
phổ thông hiện hành
Điện từ học thuộc lĩnh vực Điện học, chiếm tỉ lệ 11,43% (20/175)
tổng số tiết của chương trình giáo dục môn Vật lí cấp THCS. Vì vậy nội
dung kiến thức thì Chương “Điện từ học” là một nội dung quan trọng
trong Chương trình GDPT môn Vật lí cấp THCS.
2.1.2. Phân tích nội dung Chương 2 “Điện từ học”
DH Vật lí nhằm giúp HS rèn luyện phẩm chất và phát triển
NLKH, nhưng hiện tại chưa được Chương trình giáo dục phổ thông
hiện hành chú trọng.
2.2. Lựa chọn và sắp xếp logic kiến thức ở Chƣơng “Điện từ học”
2.2.1. Sắp xếp logic các bài học ở Chương “Điện từ học”
Sắp xếp lại Chương “Điện từ học” thành 3 bài học với thời lượng
10 tiết, 10 tiết còn lại để dạy các ứng dụng về điện từ theo Chương
trình hiện hành. Gồm: Bài 1. Từ trường của nam châm vĩnh cửu; Bài
2. Từ trường của dòng điện; Bài 3. Cảm ứng điện từ.
2.2.2. Thiết kế logic bài học “Từ trường của nam châm vĩnh cửu”
- Mục tiêu về nội dung tri thức HS cần đạt: Theo mục tiêu cần đạt

trong Chương trình giáo dục phổ thông hiện hành.
- Mục tiêu về phát triển năng lực khoa học cho HS: Tiến trình DH
nhằm mục tiêu phát triển 10 NLTP của NLKH như bảng 1.9.
- Tiến trình DH theo quy trình NCKKH.
Hình 2.1. Sơ đồ logic hình thành kiến thức về từ trường của nam
châm vĩnh cửu


17
Giai đoạn 1. Thực hiện quan sát. Đặt ra câu hỏi nghiên cứu
- Tiến hành các thí nghiệm: Tương tác từ của nam châm với đồng,
nhôm, sắt, mạt sắt;Tương tác nam châm với nam châm, kim nam châm.
- Đặt ra câu hỏi: Tại sao nam châm hút, đẩy nam châm? Tại sao nam
châm hút sắt, mạt sắt mà không hút đồng, nhôm?
Giai

đoạn

2a.

Hình

thành giả thuyết: Có thể

Giai đoạn 2b. Nghiên cứu tổng quan.
Hình thành giả thuyết mới.

xung quanh nam châm là

- Nghiên cứu tổng quan: Nam châm

điện trường vì nó cũng

hút sắt vì nó có linh hồn. Nam châm hút

hút và đẩy nhau như điện

sắt vì sắt và nam châm có cấu tạo nguyên

tích. Nếu môi trường

tử giống nhau. Nam châm phát ra xung

xung quanh nam châm là

quanh nó một khoảng trống và các phân

điện trường thì nó sẽ có

tử sắt rơi vào các khoảng trống đó và bị

tính chất như của điện

nam châm hút với một lực hút vô hình.

tích.

Những giả thuyết trên không đúng,
vậy cần có một giả thuyết mới chỉ đúng
Trái Đất có từ trường.

- Giả thuyết mới: Môi trường vật chất
xung quanh nam châm là từ trường. Hình
dạng từ trường xung quanh các nam châm
khác nhau thì sẽ khác nhau.

Giai đoạn 3a. Đề xuất

Giai đoạn 3b. Đề xuất phương án thí

phương án thí nghiệm

nghiệm kiểm tra giả thuyết mới

kiểm tra giả thuyết
Hệ quả: tương tác với
vật nhỏ nhẹ; tương tác

Hệ quả: tính chất, hình dạng (cho các
nam châm khác nhau tương tác với mạt
sắt một cách gián tiếp)

với vật nhiễm điện.
Giai đoạn 4a. Tiến hành

Giai đoạn 4b. Tiến hành thí nghiệm kiểm

thí nghiệm kiểm tra hệ

tra hệ quả và rút ra kết luận

quả và rút ra kết luận:

Tiến hành thí nghiệm khảo sát hình


18
Nam châm không tương

dạng nam châm thẳng, bằng cách cho

tác với vật nhỏ nhẹ và

nam châm tương tác với mạt sắt ngâm

không tương tác với vật

trong dầu.

nhiễm điện, nên môi

Tiến hành thí nghiệm khảo sát hình

trường xung quanh nam

dạng nam châm hình chữ U, bằng cách

châm không phải là điện

cho nam châm tương tác với mạt sắt

trường.

ngâm trong dầu.
Tiến hành thí nghiệm xác định chiều
đường sức từ bằng cách di chuyển nam
châm thử trên đường sức từ

Giai đoạn 5. Rút ra kiến thức mới. Vận dụng kiến thức
- Khái niệm, đặc điểm, tính chất, hình dạng từ trường.
- Vận dụng kiến thức để giải quyết một số bài tập, tình huống thực tiễn.

- Mục tiêu về kiểm tra, đánh giá NLKH của HS: chúng tôi xây
dựng Bảng 2.2. Bảng kiểm chỉ báo hành vi NLKH của HS bài “Từ
trường của nam châm vĩnh cửu”.
2.3. Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm
2.3.1. Lí do thiết kế, chế tạo
Các bộ TN về Điện từ ở trường phổ thông đơn lẻ, chiếm nhiều
không gian lớp học, mất nhiều thời gian chuẩn bị, chi phí cao. Để
DH theo quy trình NCKH cần thiết kế, chế tạo, bổ sung một số thiết
bị để HS học tập theo nhóm
nhằm phát triển NLKH.

2

2.3.2. Thiết kế bộ TN Bài “Từ
trường của nam châm vĩnh
cửu”
- TN tương tác của nam
châm vĩnh cửu, gồm tương
tác: giữa nam châm với nam

5

4

3

6

1
8
7

Hình 2.4. Thí nghiệm về tương tác
của nam châm vĩnh cửu


19
châm (1), giữa nam châm với kim nam châm (6); giữa nam châm với
kim loại khác nhau: sắt (4), mạt sắt (5), đồng (3), nhôm (2).
2.3.3. Thiết kế, chế tạo bộ TN Bài “Từ trường của dòng điện”
-

Bộ

phận

chung. Bảng mạch
điện:

chất

10

9
8

mica; kích thước

6

20 x 30 cm; Ắc

5

quy (1); Công tắc

1

(2).

7

liệu

2

4
3

Hình 2.6. Bố trí và lắp đặt bộ thí nghiệm
- Hình ảnh từ phổ từ trường dòng điện qua các dạng dây dẫn

Hình 2.7.

Hình 2.8.

Hình 2. 9.

Kết luận Chƣơng 2
Dựa trên lí luận về phát triển và đánh giá NLKH của HS trong
DH theo quy trình NCKH chúng tôi đã xây dựng logic tiến trình xây
dựng kiến thức và thiết kế tiến trình DH 3 bài học, cũng như xây
dựng bảng kiểm chỉ báo hành vi NLKH của HS đối với 3 bài đó.
Ngoài ra, chúng tôi đã thiết kế và chế tạo các bộ thí nghiệm để hỗ
trợ việc tổ chức DH 3 bài đó nhằm phát triển NLKH của HS.


20
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích TNSP
Nhằm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết KH đã đặt ra: Nếu
xây dựng được tiến trình DH dựa theo quy trình NCKH và vận dụng
vào DH kiến thức vật lí về Điện từ học cấp THCS thì sẽ phát triển
được NLKH của HS.
3.2. Nội dung TNSP
Triển khai DH theo quy trình NCKH với ba bài học đã được thiết
kế ở Chương 2 được áp dụng trên đối tượng HS lớp 8 và lớp 9 ở 5
trường THCS trên địa bàn Thành phố Hà Nội.
3.3. Phƣơng pháp TNSP

Đối tượng GV là giáo viên ở các trường triển khai TNSP.
Đối tượng HS thực nghiệm: không có nhiều khác biệt về trình độ
nhận thức hay lứa tuổi; không phân biệt loại hình trường công lập
hay ngoài tư thục; không phân biệt về giới hay thành tích học tập.
Hai đối tượng HS tham gia thực nghiệm gồm: Nhóm HS tình nguyện
và nhóm học theo lớp.
Triển khai TNSP khi HS đã kết thúc Chương 1 “Điện học”.
3.4. Kết quả thực nghiệm
3.4.1. Đánh giá định tính
Sử dụng Bảng 2.2. Bảng 2.3. Bảng 2.4. để đánh giá mức độ đạt
được của HS trên phiếu phản hồi ở ba bài học.
Kết quả thực nghiệm: Đa số các NLTP của NLKH đã được phát
triển ở Bài 2 và Bài 3 so với Bài 1.
3.5.2. Đánh giá sự tiến bộ của học sinh
Lựa chọn mỗi lớp/nhóm thực nghiệm 01 HS có kết quả tương đối
cao ở ba bài để so sánh mức độ phát triển bốn NLTP cốt lõi của NLKH.
Kết quả: 4 HS được lựa chọn đã phát triển bốn NLTP của NLKH.


21
3.5.3. Đánh giá định lƣợng
Đánh giá: Sự phát triển NLKH của HS ở 4 trường; sự phát triển
NLKH của HS khối lớp 8 so với HS khối lớp 9; sự phát triển từng
NLTP của NLKH ở tất cả HS tham gia thực nghiệm.
a) Đánh giá sự phát triển NLKH của HS các trường TNSP
Biểu đồ 3.2. Mức độ NLTP của HS lớp 8 trường Hoàng Hoa Thám
100
80
60
40

Mức 1

20

Mức 2

0

B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3
NL1

NL2

NL3

NL4

NL5

NL6

NL7

NL8

NL9

Mức 3
Mức 4

NL10

b) Đánh giá sự phát triển NLKH của HS lớp 8 và lớp 9
Biểu đồ 3.7. Mức độ NLTP của học sinh lớp 8 và lớp 9 ở Bài 3
Mức 1

100

Mức 2

50

Mức 3
0
B3NL2_ 8 B3NL2_9 B3NL4_ 8 B3NL4_9 B3NL5_ 8 B3NL5_9 B3NL6_ 8 B3NL6_9

Mức 4

c) Đánh giá sự phát triển 10 NLTP của HS tham gia thực nghiệm
Số HS tham gia đánh giá: Bài 1: 77 HS; Bài 2: 66; Bài 3: 62 HS.
Số liệu (%) năng lực thành phần 4

100

Bài 1

Bài 2

Bài 3

Mức 1

14.29

1.52

1.61

Mức 2

19.48

3.03

1.61

Mức 3

36.36

25.76

22.58

Mức Mức Mức Mức
1
2
3
4

Mức 4

29.87

69.7

74.19

Biểu đồ 3.11 Mức độ NLTP 4

Mức 4 tăng dần lên sau mỗi bài

Bài 1

50

Bài 2
Bài 3

0


22
Biểu đồ từng NLTP cho chúng tôi kết quả: mức độ hành vi ở 10
NLTP của HS ở ba bài học đúng với kết quả đánh giá định tính và
định lượng.
Kết luận Chƣơng 3
Kết quả đánh giá trên cho phép khẳng định, DH theo quy trình
NCKH có tác dụng phát triển NLKH của HS. Vì số lượng thiết bị

DH và điều kiện về thời gian nghiên cứu của đề tài có hạn, nên đề tài
triển khai TNSP trên phạm vi hẹp, do đó kết quả thực nghiệm có thể
chưa khẳng định được hết những giá trị của tiến trình DH theo quy
trình NCKH mà đề tài đã xây dựng.


23
KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT VÀ KHUYẾN NGHỊ
1. Kết luận.
Luận án đã tiến hành TNSP và kết quả TNSP cho thấy tiến trình
DH ba bài học hình thành kiến thức về Điện từ học theo quy trình
NCKH đã phát triển được NLKH cho HS THCS. Kết quả này đã
khẳng định sự đúng đắn giả thuyết của đề tài KH.
2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo của đề tài
2.1. Nghiên cứu để thiết kế các bài học về: Cơ học, Nhiệt học,
Quang học hay về Hóa học, Sinh học ở trường phổ thông để hình
thành một hệ thống các bài học hình thành kiến thức theo logic
NCKH.
2.2. Nghiên cứu để thiết kế tiến trình DH theo quy trình NCKH
các nội dung về ứng dụng của vật lí trong đời sống để vận dụng trong
DH hay hướng dẫn HS NCKH.
2.3. Nghiên cứu để thiết kế hệ thống câu hỏi, bài tập, tên đề tài
KH để làm công cụ phát triển và đánh giá NLKH của HS.
2.4. Nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chí đánh giá phẩm chất NCKH
của HS phổ thông để phát hiện kịp thời những tài năng.
2.5. Đề xuất đưa DH theo quy trình NCKH vào học phần PPDH
bộ môn Vật lí trong chương trình đào tạo ở các trường sư phạm để
nâng cao chất lượng đào tạo GV.
3. Khuyến nghị
3.1. Với Bộ Giáo dục và Đào tạo

3.1.1. Triển khai áp dụng trên diện rộng DH theo quy trình
NCKH.
3.1.2. Phổ biến tiêu chí đánh giá NLKH của HS đến GV để tháo gỡ
khó khăn trong việc đánh giá quá trình, đánh giá sự tiến bộ của HS.


24
3.2. Với giáo viên trung học
3.2.1. Nghiên cứu tiến trình DH theo quy trình NCKH để vận
dụng vào trong DH các môn KH ở trường phổ thông.
3.2.2. Nghiên cứu hình thức tổ chức DH theo quy trình NCKH để
có thể áp dụng một hoặc nhiều giai đoạn trong quá trình DH nhằm
phát triển NLKH của HS ở trường phổ thông.