Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương Dòng điện trong các môi trường Vật lí 11 nhằm phát triển NLKH cho học sinh trung học phổ thông

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ CHÍ NGUYỆN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG
DẠY HỌC CHƢƠNG “DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG”
VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO
HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

THÁI NGUYÊN - 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ CHÍ NGUYỆN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG
DẠY HỌC CHƢƠNG “DÕNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƢỜNG”
VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO
HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 9140111

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI
2. TS. CAO TIẾN KHOA

THÁI NGUYÊN - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng
tác giả. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan và
chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào.
Thái Nguyên, tháng 7 năm 2019
Tác giả

Lê Chí Nguyện

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đƣợc luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, tới:
PGS.TS Nguyễn Văn Khải, PGS.TS Phạm Xuân Quế, TS. Cao Tiến Khoa - ngƣời
đã tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Ban Giám hiệu, phòng Đào tạo, ban Chủ nhiệm Khoa Vật lý, các giảng
viên trong Bộ môn Giáo dục Vật lý - Khoa Vật lý, Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại
học Thái Nguyên. Các thầy, cô giáo và các em học sinh ở 4 trƣờng THPT tỉnh
Ninh Bình và thành phố Hà Nội, đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Hoa Lƣ - Ninh Bình, lãnh đạo Khoa Tự
nhiên, đã tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần cho tôi trong quá trình
học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, những ngƣời thân đã luôn
động viên, trong quá trình học tập và nghiên cứu./.
Tác giả

Lê Chí Nguyện

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN ............................ iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................. v
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................... vi
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 3
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu .................................................................... 3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 3
5. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 4
6. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................... 4
7. Những đóng góp mới của luận án ................................................................. 4
8. Cấu trúc của luận án ...................................................................................... 5
Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................... 6
1.1. Nghiên cứu về phát triển năng lực khoa học cho học sinh ........................ 6
1.1.1. Các nghiên cứu ở nƣớc ngoài ........................................................... 6
1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................... 16
1.2. Nghiên cứu về xây dựng và sử dụng thí nghiệm hỗ trợ dạy học phát
triển năng lực khoa học ................................................................................... 19
1.2.1. Nghiên cứu ở nƣớc ngoài ............................................................... 19
1.2.2. Nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................. 26

1.3. Nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến thức về “dòng
điện trong các môi trƣờng”, Vật lí 11 ............................................................. 32
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1................................................................................ 34
iii


Chƣơng 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ......................................... 36
2.1. Một số khái niệm ...................................................................................... 36
2.1.1. Năng lực của học sinh .................................................................... 36
2.1.2. Năng lực khoa học của học sinh..................................................... 39
2.2. Các biểu hiện năng lực khoa học của học sinh trong học tập môn Vật lí.... 40
2.2.1. Biểu hiện NLKH của học sinh theo PISA ...................................... 40
2.2.2. Biểu hiện năng lực Vật lí của học sinh THPT ................................. 41
2.2.3. Biểu hiện NLKH của học sinh THPT trong học tập môn Vật lí .... 43
2.3. Sử dụng thí nghiệm Vật lí trong dạy học phát triển NLKH cho học
sinh THPT ....................................................................................................... 45
2.3.1. Thí nghiệm Vật lí ........................................................................... 45
2.3.2. Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí...................................... 46
2.3.3. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học phát triển NLKH cho
học sinh .................................................................................................... 48
2.4. Xây dựng và sử dụng thí nghiệm phát triển NLKH cho học sinh THPT ...... 53
2.4.1. Nguyên tắc xây dựng thí nghiệm ................................................... 53
2.4.2. Quy trình xây dựng thí nghiệm ...................................................... 55
2.4.3. Quy trình sử dụng thí nghiệm phát triển NLKH cho học sinh ...... 56
2.5. Các biện pháp và nguyên tắc sử dụng thí nghiệm hỗ trợ dạy học phát
triển NLKH cho học sinh ................................................................................ 62
2.5.1. Biện pháp dạy học phát triển NLKH cho học sinh ..................... 62
2.5.2. Ba nguyên tắc sử dụng thí nghiệm ................................................. 67
2.6. Xây dựng bộ công cụ đánh giá nlkh của học sinh trong học tập vật lí
có sử dụng thí nghiệm ..................................................................................... 70

2.6.1. Khái niệm đánh giá ........................................................................ 70
2.6.2. Các phƣơng thức đánh giá NLKH của học sinh trong học tập
Vật lí ......................................................................................................... 71
2.6.3. Lƣợng giá tiêu chí đánh giá NLKH của học sinh .......................... 76
iv


2.7. Điều tra thực trạng về dạy học chƣơng “dòng điện trong các môi
trƣờng theo quan điểm dạy học phát triển NLKH cho học sinh ..................... 79
2.7.1. Mục đích điều tra ........................................................................... 79
2.7.2. Phƣơng pháp điều tra ..................................................................... 79
2.7.3. Phân tích kết quả điều tra ............................................................... 79
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2................................................................................ 87
Chƣơng 3. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG
DẠY HỌC KIẾN THỨC VỀ "DÕNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
VÀ CHẤT BÁN DẪN" VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH.......................................................... 89
3.1. Xây dựng thí nghiệm và phƣơng án sử dụng trong dạy học một số
kiến thức về “dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” phát triển
NLKH cho học sinh ........................................................................................ 89
3.1.1. Thí nghiệm khảo sát định lƣợng hiện tƣợng nhiệt điện ................. 89
3.1.2. Thí nghiệm khảo sát đặc tính chỉnh lƣu của điôt bán dẫn ............. 95
3.1.3. Bài tập thí nghiệm: “Sử dụng điôt bán dẫn và đèn LED chế
tạo bộ thí nghiệm chứng minh tính chất dẫn điện một chiều của điôt
bán dẫn” (thí nghiệm ở nhà)..................................................................... 99
3.2. Sử dụng thí nghiệm đã xây dựng vào dạy học một số kiến thức về
“dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn phát triển NLKH cho học sinh . 101
3.2.1. Phân tích nội dung kiến thức khoa học về “Dòng điện trong
các môi trƣờng” (Vật lí 11) .................................................................... 101
3.2.2. Sử dụng thí nghiệm trong tiến trình dạy học kiến thức về: “Hiện

tƣợng nhiệt điện” (xây dựng kiến thức mới) .......................................... 103
3.2.3. Sử dụng thí nghiệm thực hành đo hệ số nhiệt điện động của
cặp nhiệt điện và khảo sát dòng điện đi qua điôt bán dẫn ...................... 111
3.2.4. Sử dụng bài tập thí nghiệm: “Sử dụng 4 điôt bán dẫn và đèn 2
LED chế tạo thí nghiệm chứng minh tính chất dẫn điện một chiều
của điôt bán dẫn” (bài tập thí nghiệm ở nhà) ......................................... 118
v


3.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá NLKH của học sinh trong học tập một
số kiến thức về “dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” (Vật lí 11) ........ 122
3.3.1. Đánh giá NLKH của học sinh trong học kiến thức mới .............. 122
3.3.2. Đánh giá NLKH của học sinh trong thực hành thí nghiệm ......... 124
3.3.3. Đánh giá NLKH của học sinh thông qua giải bài tập thí
nghiệm ở nhà .......................................................................................... 126
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3.............................................................................. 127
Chƣơng 4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................. 128
4.1. Mục đích, nội dung và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ........................ 128
4.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ............................................ 128
4.1.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ................................................... 128
4.1.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm .................................................. 128
4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ....................................................... 128
4.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ............................. 130
4.3.1. Phân tích diễn biến và đánh giá định tính .................................... 130
4.3.2. Đánh giá định lƣợng..................................................................... 144
KẾT LUẬN CHƢƠNG 4.............................................................................. 152
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 153
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ .......................................... 155
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 156
PHỤ LỤC

vi


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

TT

Các chữ viết tắt

Ý nghĩa

1

BTTN

Bài tập thí nghiệm

2

ĐHSP

Đại học sƣ phạm

3

MVT

Máy vi tính

4

NLKH

Năng lực khoa học

5

NXB

Nhà xuất bản

6

PPTN

Phƣơng pháp thực nghiệm

7

SGK

Sách giáo khoa

8

THCS

Trƣờng trung học cơ sở

9

THPT

Trƣờng trung học phổ thông

10

C1; C2; C3
(Competency 1,2,3)

Năng lực thành tố 1,2,3

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1.

Biểu hiện NLKH của học sinh theo PISA 2015 ......................... 41

Bảng 2.2.

Biểu hiện năng lực Vật lí của học sinh THPT ............................ 42

Bảng 2.3.

Biểu hiện NLKH của học sinh THPT trong học môn Vật lí
theo tác giả .................................................................................. 44

Bảng 2.4.

Các động từ mô tả tiêu chí đánh giá theo Chƣơng trình giáo
dục phổ thông 2018 .................................................................... 75

Bảng 2.5.

Lƣợng giá tiêu chí đánh giá NLKH của học sinh....................... 76

Bảng 2.6.

Tổng hợp kết quả từ phiếu trao đổi ý kiến với giáo viên ........... 80

Bảng 2.7.

Tổng hợp kết quả từ phiếu trao đổi ý kiến với học sinh............. 80

Bảng 2.8.

Thống kế tỷ lệ % về mức độ sử dụng thí nghiệm....................... 83

Bảng 3.1.

Tiêu chí giáo viên chấm điểm cho nhóm học sinh ................... 123

Bảng 3.2.

Mẫu phiếu ghi điểm của học sinh chấm điểm cho các bạn
cùng nhóm ................................................................................ 124

Bảng 3.3.

Tiêu chí đánh giá NLKH của học sinh thực hành đo hệ số
nhiệt điện động ......................................................................... 124

Bảng 3.4.

Tiêu chí đánh giá NLKH của học sinh thực hành khảo sát
dòng điện đi qua điôt bán dẫn .................................................. 125

Bảng 3.5.

Tiêu chí đánh giá NLKH thông qua giải bài tập thí nghiệm .... 126

Bảng 4.1.

Thời gian, địa điểm và giáo viên tiến hành thực nghiệm sƣ phạm .. 129

Bảng 4.2.

Thống kê kết quả đánh giá NLKH của học sinh thông qua
học kiến thức về hiện tƣợng nhiệt điện .................................... 136

Bảng 4.3.

Thống kê kết quả đánh giá NLKH của học sinh thông qua
học thực hành đo hệ số αT ........................................................ 138

Bảng 4.4.

Thống kê kết quả đánh giá NLKH của học sinh thông qua
thực hành khảo sát dòng điện qua điôt ..................................... 140

Bảng 4.5.

Thống kê kết quả đánh giá NLKH của học sinh thông qua
giải bài tập thí nghiệm ở nhà của học sinh ............................... 142

Bảng 4.6.

Kết quả đánh giá NLKH của học sinh ...................................... 147
v


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1.
Hình 2.2.
Hình 2.3.
Hình 2.4.
Hình 2.5.
Hình 2.6.
Hình 2.7.
Hình 3.1.
Hình 3.2.
Hình 3.3.
Hình 3.4.
Hình 3.5.
Hình 3.6.
Hình 3.7.
Hình 3.8.

Hình 3.9.
Hình 3.10.
Hình 3.11:
Hình 3.12.
Hình 3.13.
Hình 3.15.
Hình 3.16.
Hình 3.17.
Hình 3.18.
Hình 3.19.
Hình 3.20.
Hình 3.21.
Hình 4.1.
Hình 4.2.
Hình 4.3.

Cấu trúc NLKH theo PISA 2015 ............................................... 40
Chu trình sáng tạo khoa học Vật lí theo Razumôpxki ............... 49
Quy trình xây dựng tiến trình dạy học kiến thức mới ............... 57
Quy trình hƣớng dẫn học sinh thực hành thí nghiệm ................ 59
Quy trình hƣớng dẫn học sinh giải bài tập thí nghiệm .............. 61
Ba mức độ yêu cầu học sinh đề xuất phƣơng án thí nghiệm ........... 68
Ba mức độ yêu cầu học sinh thực hiện thí nghiệm.................... 69
Thí nghiệm khảo sát định tính ................................................... 89
Mô tả sơ đồ khối kết nối thí nghiệm với MVT ......................... 90
Bộ chuyển đổi tín hiệu số USB-NI6001 .................................... 90
Cảm biến nhiệt độ ...................................................................... 91
Bộ khuếch đại điện áp................................................................ 91
Nguồn nhiệt t2 ........................................................................... 92
Thí nghiệm khảo sát hiện tƣợng nhiệt điện ............................... 93

Kết quả thí nghiệm khảo sát hiện tƣợng nhiệt điện ................... 94
Kết quả thực hành đo hệ số nhiệt điện động ............................. 95
Thí nghiệm sử dụng đồng hồ DT 920A..................................... 95
Sơ đồ khối kết nối thí nghiệm với MVT ................................... 96
Sơ đồ nguyên lí thí nghiệm khảo sát dòng điện thuận .............. 96
Sơ đồ nguyên lí thí nghiệm đo dòng điện ngƣợc....................... 97
Kết quả thí nghiệm đo dòng điện thuận..................................... 98
Kết quả thí nghiệm đo dòng điện ngƣợc ................................... 98
Thí nghiệm quan sát dòng điện xoay chiều ............................. 100
Chỉnh lƣu ½ chu kì .................................................................. 100
Chỉnh lƣu 1 chu kì ................................................................... 100
Phân tích nội dung kiến thức khoa học theo (Vật lí 11)
hiện hành .................................................................................. 102
Sơ đồ tiến trình dạy học kiến thức “Hiện tƣợng nhiệt điện” ... 104
Đồ thị biểu diễn mức độ NLKH của lớp thực nghiệm vòng 1.... 146
Đồ thị biểu diễn mức độ NLKH của lớp thực nghiệm vòng 2.... 148
Đồ thị biểu diễn mức độ NLKH của học sinh ......................... 150
vi


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Năng lực khoa học của học sinh đã trở thành một vấn đề quan trọng của
giáo dục, ở cấp quốc gia và quốc tế khi nhân loại đang đối mặt với những
thách thức lớn trong việc cung cấp nƣớc, thực phẩm, kiểm soát bệnh tật, tạo
ra đủ năng lƣợng và thích nghi với biến đổi khí hậu (UNEP, 2012),[72].
Nhiều vấn đề thực tiễn - nơi các cá nhân có thể phải đối mặt với các quyết
định về sự ảnh hƣởng của khoa học - công nghệ đến sức khỏe và nguồn cung
cấp thực phẩm của họ, cũng nhƣ việc sử dụng hợp lý các vật liệu, năng lƣợng
và công nghệ mới.... Đối phó với tất cả những thách thức trên đòi hỏi mọi

công dân phải có kiến thức khoa học. Theo Ủy ban châu Âu, các giải pháp
cho những vấn đề nan giải về chính trị và đạo đức liên quan đến khoa học và
công nghệ "không thể là chủ đề của cuộc tranh luận, trừ khi những người trẻ
tuổi có nhận thức nhất định về mặt khoa học" (European Commission, 1995),
[72]. Điều này không có nghĩa là “biến” tất cả mọi ngƣời thành một chuyên
gia khoa học, mà năng lực khoa học có vai trò giác ngộ mỗi con ngƣời trong
việc đƣa ra các lựa chọn ít ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống của chính mình và
cộng đồng. Với kiến thức về khoa học - công nghệ dựa trên khoa học, đã đóng
góp đáng kể vào cuộc sống con ngƣời, xã hội và nghề nghiệp của mỗi cá
nhân, sự hiểu biết về khoa học - công nghệ là yếu tố trung tâm đối với việc
chuẩn bị cho cuộc sống của một thanh thiếu niên. Vì vậy, ở các nƣớc có nền
giáo dục tiên tiến, khoa học là một yếu tố bắt buộc trong chƣơng trình Giáo
dục từ mẫu giáo đến khi hoàn thành giáo dục phổ thông [72].
Nghị quyết số: 29-NQ/TW, ngày 4 tháng 11 năm 2013 về đổi mới căn bản
toàn, diện giáo dục và đào tạo đã chỉ rõ: “Đổi mới chương trình nhằm phát triển
năng lực và phẩm chất người học, tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực
tiễn. Đa dạng hóa nội dung, tài liệu học tập, đáp ứng yêu cầu của các bậc học,
các chương trình giáo dục, đào tạo. 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
1


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 ngoại khóa, nghiên cứu khoa học...”.
Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông (2018) môn Vật lí ở cấp Trung học
phổ thông, thí nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc
hình thành khái niệm, quy luật, định luật Vật lí. Vì vậy, bên cạnh việc sử dụng

các mô hình Vật lí và Toán học, chƣơng trình môn Vật lí chú trọng thích đáng
đến việc hình thành năng lực tìm tòi khám phá các thuộc tính của đối tƣợng Vật
lí thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hành dƣới các góc độ khác nhau.[2]
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các phƣơng tiện kĩ thuật số, thí
nghiệm Vật lí kết nối với thiết bị vi tính cũng ngày càng phát triển không chỉ
trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học Vật lí mà đã đƣợc sử dụng trong các nhà
trƣờng. Các thí nghiệm kết nối với thiết bị vi tính đã cho phép thực hiện đƣợc
nhiều thí nghiệm với các phép đo tín hiệu bé (mV) mà trƣớc kia, với thiết bị thí
nghiệm truyền thống chƣa thực hiện đƣợc, đặc biệt có thể nghiên cứu không chỉ
định tính mà cả mặt định lƣợng của các hiện tƣợng Vật lí. Việc thu thập, xử lí
nhanh chóng, chính xác các dữ liệu, tiết kiệm thời gian tiến hành thí nghiệm là
một trong những ƣu điểm nổi trội của thí nghiệm kết nối với thiết bị vi tính.
Trong những năm qua, mặc dù các trƣờng phổ thông của nƣớc ta đã
đƣợc trang bị các thiết bị thí nghiệm theo “Danh mục thiết bị dạy học tối
thiểu” của Bộ Giáo dục và Đào tạo, nhƣng hiệu quả sử dụng chúng vẫn còn
nhiều hạn chế. Trong đó, các thí nghiệm về “Dòng điện trong các môi trường”
(Vật lí 11) hiện hành, số lƣợng thiết bị thí nghiệm thiếu; còn nhiều thí nghiệm
định tính, một số phép đo dùng đồng hồ đa năng hiện số có độ chính xác không
cao, khó sử dụng chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu dạy học phát triển năng lực cho
học sinh. Vì vậy, cần phải hoàn thiện và xây dựng thêm các thí nghiệm kết nối
với thiết bị vi tính, có độ chính xác cao, thu thập và xử lí dữ liệu trong thời gian
ngắn, tạo điều kiện nhiều hơn về thời gian cho các hoạt động tìm tòi - nghiên
cứu, đa dạng hóa hình thức học tập, chuyển phƣơng pháp khoa học thành
phƣơng pháp tự học, phát triển năng lực khoa học cho học sinh. Vì những lí do
nêu trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu là:

2


“Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương “Dòng điện

trong các môi trường” Vật lí 11 nhằm phát triển NLKH cho học sinh trung
học phổ thông”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến thức về “Dòng
điện trong kim loại và chất bán dẫn” Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực
khoa học cho học sinh.
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
+ Đối tƣợng nghiên cứu
- Hoạt động dạy học và thí nghiệm hỗ trợ dạy và học một số kiến thức
về: “Dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” trong chƣơng trình Vật lí
lớp 11 THPT.
- NLKH của học sinh THPT trong học tập môn Vật lí
+ Phạm vi nghiên cứu
- Xây dựng, hoàn thiện thí nghiệm hỗ trợ hoạt động dạy và học; Tổ
chức hoạt động học một số kiến thức về “Dòng điện trong kim loại và chất
bán dẫn” trong chƣơng trình Vật lí lớp 11 THPT.
- Học sinh lớp 11 ở tỉnh Ninh Bình và thành phố Hà Nội.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
1) Nghiên cứu tổng quan về dạy học phát triển năng lực, đánh giá
NLKH của học sinh ở trƣờng phổ thông.
2) Nghiên cứu lí luận dạy học phát triển năng lực, đánh giá NLKH của
học sinh THPT trong học tập môn Vật lí.
3) Nghiên cứu vai trò của thí nghiệm Vật lí ở trƣờng THPT trong việc
phát triển NLKH cho học sinh.
4) Nghiên cứu thực trạng về sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến
thức về “Dòng điện trong các môi trường”, theo định hƣớng dạy học phát
triển năng lực cho học sinh.
5) Xây dựng, hoàn thiện 3 bộ thí nghiệm và sử dụng chúng vào thiết kế
tiến trình dạy học góp phần phát triển NLKH cho học sinh trong dạy học một
số kiến thức về “Dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn”.

3


6) Xây dựng bộ công cụ đánh giá mức độ phát triển NLKH của học
sinh trong tiến trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm đã xây dựng.
7) Thực nghiệm sƣ phạm, nhằm đánh giá tính khả thi của các thiết bị thí
nghiệm và tiến trình dạy học về khả năng phát triển NLKH cho học sinh trong
học một số kiến thức về “Dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” (Vật lí 11).
5. Giả thuyết khoa học
“Nếu xây dựng được các thí nghiệm và sử dụng chúng để thiết kế tiến
trình dạy học phù hợp với lí luận phát triển năng lực trong dạy học một số
kiến thức về “Dòng điện trong các môi trường”(Vật lí 11), thì NLKH của học
sinh sẽ được phát triển”.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, luận án trong và ngoài
nƣớc về lí luận dạy học Vật lí, có sử dụng thí nghiệm phát triển NLKH cho
học sinh để xây dựng cơ sở lí luận của luận án.
- Nghiên cứu thực tiễn dạy học: Sử dụng phiếu điều tra thu thập thông
tin về thực trạng dạy và học Vật lí có sử dụng thí nghiệm, phát triển năng lực
học sinh ở trƣờng THPT.
- Thực nghiệm khoa học: Chế tạo, hoàn thiện và thử nghiệm thí
nghiệm; Dạy thực nghiệm Sƣ phạm ở trƣờng THPT. Đánh giá tính khả thi của
việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm phát triển NLKH của học sinh THPT.
- Thống kê toán học: Sử dụng các phần mềm thống kê chuyên dụng,
phân tích kết quả thực nghiệm để đánh giá tính khả thi của luận án.
7. Những đóng góp mới của luận án
7.1. Đóng góp về mặt lí luận
- Xây dựng đƣợc 3 nguyên tắc xây dựng và 6 biện pháp sử dụng thí
nghiệm hỗ trợ dạy học Vật lí phát triển NLKH cho học sinh THPT.
- Xây dựng đƣợc quy trình sử dụng thí nghiệm, hỗ trợ hoạt động dạy và

học kiến thức mới, thực hành thí nghiệm và giải bài tập thí nghiệm ở nhà phát
triển NLKH cho học sinh.
- Xây dựng đƣợc bộ công cụ đánh giá mức độ phát triển NLKH của học
sinh THPT trong học tập môn Vật lí có sử dụng thí nghiệm.
4


7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn
- Xây dựng và đƣa vào sử dụng 3 bộ thí nghiệm dạy và học kiến
thức về “Dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” (Vật lí 11) phát
triển NLKH cho học sinh.
- Xây dựng đƣợc tiến trình dạy và học 4 nội dung kiến thức về “Dòng
điện trong kim loại và chất bán dẫn” (Vật lí 11), có sử dụng các thí nghiệm
đã xây dựng nhằm phát triển NLKH cho học sinh.
- Xây dựng đƣợc bộ công cụ đánh giá mức độ phát triển NLKH của
học sinh trong và sau khi học 4 nội dung kiến thức về “Dòng điện trong kim
loại và chất bán dẫn” (Vật lí 11).
- Bằng những linh kiện bán dẫn phổ biến, rẻ tiền đã thiết kế và chế tạo
đƣợc thiết bị thu thập và xử lí số liệu thí nghiệm với các phép đo tín hiệu nhỏ
(mV), có độ chính xác cao, phù hợp với dạy học phát triển NLKH cho học
sinh ở trƣờng THPT.
8. Cấu trúc của luận án
Cấu trúc của luận án, ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu
tham khảo, luận án gồm 4 chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chƣơng 2: Cơ sở lí luận và thực tiễn
Chƣơng 3: Xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến
thức về “Dòng điện trong kim loại và chất bán dẫn” nhằm phát triển
NLKH cho học sinh.
Chƣơng 4: Thực nghiệm sƣ phạm

5


Chƣơng 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. NGHIÊN CỨU VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH

1.1.1. Các nghiên cứu ở nƣớc ngoài
Ngày nay, khái niệm năng lực, mô hình năng lực và đánh giá năng lực
học sinh dựa trên các tiêu chuẩn đã trở thành phổ biến trong giáo dục và đào
tạo. Từ những năm 1950, các nhà giáo dục Mỹ nhƣ Ralph W. Tyler và
Benjamin S. Bloom đề xuất quan điểm giáo dục cần dựa trên kết quả đầu ra
(outcome-based education- OBE) và các chƣơng trình giáo dục cần xác định
các mục tiêu rõ ràng, có thể định lƣợng đƣợc.
Giáo dục dựa trên năng lực (competency-based education -CBE) hay
dựa trên kết quả đầu ra đã đƣợc phát triển ở các trƣờng đại học vào đầu những
năm 1970. Gần 50 năm, dạy học dựa trên năng lực đã đƣợc áp dụng trong
giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp và trong giáo dục phổ thông ở nhiều
nƣớc trên thế giới.
Có nhiều định nghĩa khác nhau về khái niệm “năng lực”, sự khác biệt
chủ yếu ở độ rộng của nội hàm khái niệm. Tùy theo quan điểm tiếp cận mà
ngƣời ta chia năng lực thành các dạng thức khác nhau, phổ biến nhất vẫn là
cách phân loại năng lực chung và năng lực chuyên biệt. Năng lực đƣợc nhìn
nhận một cách chung đó là những năng lực thiết yếu để con ngƣời có thể sống
và làm việc trong xã hội, những năng lực này đƣợc hình thành và phát triển
do nhiều môn học, liên quan đến nhiều môn học. Tuy nhiên, trong các môn
học, năng lực đã đƣợc thu hẹp vào kiến thức, kỹ năng theo một lĩnh vực khoa
học hoặc chủ đề cụ thể.
Thế kỷ XXI, khoa học, kỹ thuật và công nghệ tác động đến mọi khía

cạnh của cuộc sống hiện đại, yêu cầu giáo dục & đào tạo cung cấp lực
lƣợng lao động mới sẵn sàng thích ứng với sự phát triển nhanh chóng của
khoa học - công nghệ.
6


Để đáp ứng sự phát triển nhanh chóng của khoa học - công nghệ, các
chuyên gia, các nhà khoa học giáo dục trên toàn thế giới, đang tập trung
nghiên cứu đổi mới chƣơng trình giáo dục, chuyển từ chƣơng trình giáo dục
tiếp cận nội dung sang giáo dục phát triển năng lực ngƣời học, đặc biệt chú
trọng đến phát triển NLKH cho học sinh từ cấp phổ thông trung học. Việc
nghiên cứu xây dựng chƣơng trình, kiểm tra đánh giá NLKH của học sinh phổ
thông ở các nƣớc trên thế giới có thể khái quát nhƣ sau:
+ Ở Hoa kỳ:
Ở Hoa kỳ nghiên cứu xây dựng khung NLKH cho học sinh phổ thông
để xây dựng các tiêu chuẩn dạy học các môn khoa học, đƣợc quan tâm từ
những năm 1990. Năm 2012, Ủy ban nghiên cứu khoa học quốc gia Hoa kỳ
(National Research Council -NRC) tiếp tục phát triển khung NLKH của học
sinh trên cơ sở kế thừa các nghiên cứu trƣớc đây và tìm cách xác định, mô tả
các ý tƣởng chính cho giáo dục khoa học phổ thông. Điển hình là các nghiên
cứu: “Khoa học cho tất cả người Mỹ “(Science for All Americans ) của Hiệp
hội vì sự tiến bộ của khoa học Hoa Kỳ (AAAS); “Tiêu chuẩn Giáo dục Khoa
học Quốc gia năm 1996” (Benchmarks for Science Literacy) đƣợc phát triển
bởi NRC, kết quả của các nghiên cứu này đã đƣợc sử dụng để phát triển các
tiêu chuẩn mới cho giáo dục khoa học ở Hoa kỳ. [73, tr 1]. Khung năng lực
khoa học của NRC theo ba hƣớng chính, cụ thể là:
- Năng lực thực hành khoa học và kỹ thuật
- Các khái niệm xuyên suốt, thống nhất trong nghiên cứu khoa học và
kỹ thuật thông qua ứng dụng chúng trong các lĩnh vực khoa học.
- Ý tƣởng cốt lõi trong chƣơng trình giáo dục gồm bốn lĩnh vực: khoa

học Vật lí; khoa học đời sống; trái đất và khoa học vũ trụ; kỹ thuật, công nghệ
và ứng dụng của khoa học. [73,tr2]
Về năng lực thực hành khoa học và kỹ thuật, khung năng lực trên đề
xuất 8 thành tố:
7


- Đặt câu hỏi (cho khoa học) và xác định vấn đề (cho kĩ thuật) (Asking
questions (for science) and defining problems (for engineering)
- Phát triển và sử dụng các mô hình (Developing and using models).
- Lập kế hoạch và thực hiện điều tra, khảo sát (Planning and carrying
out investigations).
- Phân tích và giải nghĩa dữ liệu (Analyzing and interpreting data).
- Sử dụng tƣ duy toán học và tính toán (Using mathematics and
computational thinking).
- Giải thích (cho khoa học) và thiết kế giải pháp (cho kỹ thuật) Constructing
explanations (for science) and designing solutions (for engineering).
- Tham gia tranh luận dựa trên bằng chứng (Engaging in argument
from evidence).
- Thu thập, đánh giá và truyền đạt thông tin (Obtaining, evaluating, and
communicating information). [73,tr3]
Nhiều chu trình học tập khoa học khác nhau đã đƣợc đề xuất, kể từ khi
Robert Karplus giới thiệu chu trình dạy học khoa học vào năm 1962. Carl J.
Wenning (2011) giới thiệu chu trình mới về dạy học khoa học Vật lí “phỏng
theo” phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, gồm 5 giai đoạn: quan sát, thao
tác, khái quát, xác minh và áp dụng. [98, tr 8]. Wenning đề xuất chu trình 5
giai đoạn nhƣ sau:
+ Quan sát (Observation) - Học sinh quan sát một hiện tƣợng thu
hút sự quan tâm của họ và suy nghĩ tìm câu trả lời. Học sinh mô tả chi
tiết những gì họ đang nhìn thấy và các ví dụ tƣơng tự. Nêu ra vấn đề cần

tìm tòi - khám phá.
+ Thao tác (Manipulation) - Học sinh đề xuất và thảo luận các ý tƣởng
để tìm tòi - khám phá và xây dựng các cách tiếp cận nghiên cứu hiện tƣợng họ
quan sát đƣợc, lập kế hoạch thu thập dữ liệu định tính và định lƣợng, sau đó
thực hiện các kế hoạch đó.
8


+ Khái quát (Generalization) - Học sinh xây dựng các nguyên tắc mới
hoặc quy tắc cho các hiện tƣợng khi thấy cần thiết. Học sinh cung cấp một lời
giải thích hợp lý về hiện tƣợng này.
+ Xác minh (Verification) - Học sinh dự đoán và tiến hành kiểm tra
bằng cách sử dụng quy tắc chung bắt nguồn từ giai đoạn trƣớc.
+ Áp dụng (Application) - Học sinh đƣa ra các kết luận độc lập, dựa
trên kết quả xác minh của mình. Các kết luận sau đó đƣợc áp dụng cho các
tình huống có phần mới (không mới hoàn toàn).
Chu trình học tập 5 giai đoạn này nhấn mạnh và chú trọng vào hoạt
động học của học sinh hơn là hoạt động dạy của giáo viên, tác giả đã áp dụng
chu trình 5 giai đoạn vào dạy thực nghiệm sƣ phạm, hƣớng dẫn học sinh “bắt
chước” (mimics) cách mà các nhà khoa học đã làm để dạy khoa học Vật lí
cho học sinh ở bang Illinois (Mĩ). Theo tác giả dạy học theo chu trình 5 giai
đoạn - “Có lẽ nó đơn giản và chặt chẽ hơn “bắt chước” các quá trình tổng
thể của khoa học Vật lí sơ khai”. [98, tr 11].
+ Ở các nước Châu Âu:
Các quan niệm về khung NLKH ở các nƣớc Tây Âu khá giống nhau, ví
dụ ở Đức, Thụy Sĩ và Áo, khung NLKH chung trong các môn khoa học tƣơng
tự nhƣ nhau. Sự khác biệt về thành tố NLKH giữa ba quốc gia phần lớn liên
quan đến nội dung kiến thức khoa học trong một số môn học cụ thể. Ví dụ: ở
Áo môn Vật lí dùng cách truyền thống, phân chia kiến thức Vật lí theo: cơ
học, điện từ, nhiệt động lực học, quang học và vật chất. Ở Đức đã áp dụng

cho cả ba môn khoa học là năng lƣợng, vật chất, hệ tƣơng tác, ở Thụy Sĩ phân
chia theo các chủ đề: vật chất, hành tinh trái đất, năng lƣợng, cơ thể con
ngƣời, thực vật và động vật, hệ sinh thái, xã hội và công nghệ. [75, tr 52]
Công bố nghiên cứu của Sara Frank Bristow Susan Patrick (2014) nghiên
về giáo dục dựa trên năng lực cho thấy: 28 quốc gia thành viên Liên minh Châu
Âu đã xác định việc hình thành và phát triển những năng lực chính để học tập
suốt đời là một biện pháp quan trọng của Châu Âu trong bối cảnh toàn cầu hóa
9


và sự chuyển đổi sang nền kinh tế tri thức. Các năng lực học tập suốt đời là sự
kết hợp giữa kiến thức, kỹ năng và thái độ đƣợc coi là cần thiết cho sự hoàn
thành và phát triển cá nhân. Năng lực này gồm 8 năng lực thành phần trong đó
năng lực thứ 3 là “Năng lực toán học và năng lực cơ bản trong khoa học và công
nghệ” (mathematical competence and basic competences in science and
technology). Các năng lực đƣợc nêu trong “Khung trình độ châu Âu” để học tập
suốt đời. Trên cơ sở đó, các quốc gia phát triển chƣơng trình giáo dục của riêng
mình, nhƣng phải mô tả chuẩn đánh giá kết quả học tập theo “khung năng lực
tham chiếu châu Âu” và phát triển một số công cụ đánh giá mới để hỗ trợ quá
trình học tập, nhấn mạnh tính minh bạch của chuẩn đánh giá và bằng cấp để các
quốc gia có thể liên kết hệ thống đào tạo với nhau [74, tr,7-8].
Theo Xavier Roegiers (Pháp) trong dạy học tích hợp năng lực đƣợc phát
triển thông qua việc học sinh vận dụng các kĩ năng vào giải quyết các tình huống
học tập, các tình huống này đƣợc giáo viên xây dựng dựa trên nội dung môn học.
Nghĩa là, năng lực của học sinh đƣợc hình thành hoặc phát triển nhờ vào việc các
em tự tích lũy dần dần các kĩ năng (kĩ năng hoạt động, kĩ năng nhận thức, kĩ năng
giao tiếp, kĩ năng tự phát triển...) trong và sau khi giải quyết thành công các tình
huống học tập. Năng lực nêu trong nghiên cứu Xavier Roegiers gọi là “năng lực
nội môn”. Thực tế, năng lực của học sinh khi giải quyết tình huống học tập không
chỉ là năng lực nội môn mà thƣờng dƣới dạng “năng lực liên môn” - năng lực dựa

trên các kiến thức đƣợc lĩnh hội thuộc nhiều môn học khác nhau. Đồng quan điểm
với De Ketele, Xavier Roegiers cho rằng: trong dạy học (giáo dục) năng lực học
sinh đƣợc phát triển theo hai mức độ, De Ketele gọi hai mức năng lƣc đó là: “năng
lực cơ bản” và “năng lực đề cao” [52, tr113]. Năng lực cơ bản (năng lực tối thiểu,
năng lực cốt lõi, năng lực nền …) là năng lực bắt buộc học sinh phải làm chủ để
có khả năng chuyển tiếp sang quá trình học tập mới. Một năng lực cơ bản mang
tính tƣơng đối trong quá trình đào tạo chứ không phải trong phạm vi đào tạo phổ
cập, trong phạm vi đào tạo này, nó là năng lực tối thiểu để học sinh giải quyết một
vấn đề, một tình huống học tập. Năng lực đề cao là những năng lực trong hoàn
cảnh ở thời điểm đào tạo, cho trƣớc không thật sự cần thiết cho các quá trình học
10


tập tiếp theo. Nghĩa là, nếu chƣa làm chủ đƣợc các năng lực này, thì vẫn không
ảnh hƣởng đến việc hoàn thành nhiệm vụ học tập của học sinh. Những năng lực đề
cao thƣờng là những năng lực có ích, có khi rất quan trọng nhƣng học sinh chƣa
làm chủ đƣợc thì cũng không bị thất bại trong học tập. Nhƣ vậy, trong dạy học
phát triển năng lực, khi xác định mục tiêu dạy học giáo viên cần phải xác định rõ
năng lực nào là cơ bản? năng lực nào là năng lực đề cao. Từ đó, tìm ra các biện
pháp dạy học, phát triển năng lực cho phù hợp với tiến trình phát triển năng lực
của học sinh. Theo Xavier Roegiers, trong dạy học phát triển năng lực, các quá
trình học tập không cô lập với cuộc sống hàng ngày, mà nó có quan hệ với các
tình huống cụ thể mà học sinh sẽ gặp sau này - những tình huống có ý nghĩa
với học sinh. Để phát triển một năng lực nào đó cho học sinh, giáo viên căn
cứ vào nội dung kiến thức cần dạy và nhu cầu thực tiễn của ngƣời học, xây
dựng các mục tiêu cần theo đuổi để phát triển năng lực đó.

Từ năm 2000, Chƣơng trình đánh giá học sinh quốc tế (Programme for
International Student Assesment, viết tắt là PISA) là kỳ thi, đƣợc tổ chức bởi
Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển (OECD). Mục đích của PISA là xác

định các đặc điểm của một hệ thống giáo dục có hiệu suất cao, giúp cho
Chính phủ và các nhà giáo dục xác định các chính sách phát triển chƣơng
trình giáo dục của mỗi quốc gia cho phù với hội nhập giáo dục toàn cầu. PISA
đƣợc nhiều quốc gia sử dụng làm thƣớc đo đánh giá chất lƣợng và sự công
bằng, hiệu quả của hệ thống trƣờng học. PISA 2015 đánh giá NLKH, năng
lực Toán học, năng lực Đọc hiểu của học sinh ở độ tuổi 15 của 34 quốc gia
trong khối OECD và 73 nƣớc thành viên chƣa chính thức. Theo PISA (2015),
NLKH của học sinh ở độ tuổi 15 đƣợc xác định bởi ba năng lực thành tố: (1)
Giải thích các hiện tượng có khoa học;(2) Đánh giá và thiết kế một điều tra
khoa học; (3) Trình bày các dữ liệu và bằng chứng khoa học. [72, tr12].

Giả i

thích

các

hiệ n

tư ợ ng

có

khoa

họ c

(Explain

phenomena scientifically) Công nhận, cung cấp và đánh giá các giải thích

cho một loạt các hiện tƣợng tự nhiên và công nghệ, biểu hiện qua các khả
11


năng: Huy động và áp dụng kiến thức khoa học phù hợp; Xác định, sử
dụng và tạo ra mô hình giải thích và trình bày mô hình giả thuyết; Đƣa ra
những biện minh thích hợp cho các dự đoán khoa học; Nêu đƣợc giả
thuyết cho một hiện tƣợng khoa học; Giải thích đƣợc các ứng dụng tiềm
năng liên quan đến kiến thức khoa học cho xã hội. [72]
Đánh giá và thiết kế một điều tra khoa học (Evaluate and Design
Scientific Enquiry), Mô tả và đánh giá một nghiên cứu khoa học và đề xuất
cách thức đƣa ra các câu hỏi một cách khoa học, thể hiện ở khả năng: Nhận
biết các câu hỏi/vấn đề đƣợc đƣa vào một nghiên cứu khoa học; Phân biệt
đƣợc các câu hỏi có thể đƣa vào nghiên cứu một cách khoa học; Đề xuất cách
thức nghiên cứu một vấn đề/câu hỏi một cách khoa học; Đánh giá cách thức
nghiên cứu một vấn đề có khoa học; Mô tả và đánh giá các cách thức mà nhà
khoa học sử dụng để bảo đảm tính khách quan và độ tin cậy của các số liệu,
tính tổng quát của việc giải thích một vấn đề khoa học.[72]
Trình bày các dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học (Interpret data
and evidence scientifically) phân tích trình bày dữ liệu bằng các hình thức,
công cụ trực quan khác nhau nhƣ trình bày báo cáo khoa học bằng văn bản,
hình ảnh, lập bảng biểu, đồ thị … từ đó đề xuất các kết luận khoa học phù
hợp. Thể hiện ở các khả năng: Chuyển đổi các dữ liệu từ một dạng trình bày
này sang một dạng khác; Phân tích và diễn giải dữ liệu, đƣa ra đƣợc các kết
luận phù hợp; Nhận ra đƣợc các dữ kiện, các bằng chứng và các lập luận
trong một bối cảnh liên quan tới khoa học; Phân biệt đƣợc các luận cứ có dựa
trên bằng chứng khoa học và các luận cứ dựa trên các căn cứ khác; Đánh giá
các luận cứ, bằng chứng khoa học từ các nguồn khác nhau (thí dụ: kết quả thí
nghiệm, báo in, tạp chí …),[72].
Trong PISA, NLKH của học sinh không phân cấp độ, mà nó đƣợc đánh

giá thông qua việc học sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng, thái độ vào giải

12


quyết các tình huống gắn với thực tiễn. Mức độ năng lực phụ thuộc vào các
tình huống nêu câu hỏi là đơn giản hay phức tạp (dễ hay khó).
Quan điểm về NLKH của PISA đã đƣợc áp dụng rộng rãi ở các nƣớc Tây
Âu. Trên cơ sở khung NLKH của PISA, ở một số nƣớc đã phát triển, cụ thể hóa
NLKH trong các môn học, ví dụ: ở CHLB Đức, Hội đồng Bộ trƣởng văn hóa
phê chuẩn ngày 16/12/2004, NLKH Vật lí của học sinh ở độ tuổi 15, đƣợc chia
thành các nhóm năng lực: Nhóm năng lực liên quan đến nhận thức Vật lí; Nhóm
năng lực về nhận biết và đánh giá những sự kiện khoa học Vật lí trong các bối
cảnh cụ thể. Năng lực của học sinh đƣợc đánh giá theo 3 mức: Tái tạo kiến thức;
Vận dụng kiến thức; Liên kết và truyền tải kiến thức [4],[52].
Kiến thức khoa học cơ bản luôn là một điểm mạnh của giáo dục khoa học
ở Nga. Công trình nghiên cứu của Razumốpxki (1975), “Phát triển năng lực
sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học Vật lí ” - NXB Mátxcơva, 1975,
trình bày một cách sâu sắc cơ sở lí thuyết và thực nghiệm của vấn đề phát triển
năng lực sáng tạo cho học sinh trong học tập Vật lí. Trong nghiên cứu này, tác
giả đã tập chung nghiên cứu bản chất về sáng tạo Vật lí của các nhà khoa học
nhƣ thế nào, từ đó, áp dụng vào xây dựng tiến trình dạy học “phỏng theo” chu
trình sáng tạo khoa học, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học
Vật lí. Kết quả nghiên cứu của Razumốpxki đã và đang đƣợc áp dụng vào dạy
học Vật lí ở nhiều nƣớc trên thế giới, trong đó có Việt Nam.
Trong hai thập kỷ qua, hệ thống giáo dục Nga đã đƣợc cải cách theo xu
hƣớng hội nhập giáo dục Quốc tế. Vì vậy, hệ thống giáo dục ở Nga đã đƣợc đổi
mới đáng kể về chƣơng trình dạy học và đánh giá năng lực học sinh. Những
thay đổi đã đƣợc thực hiện cả trong các thành phần cấu trúc và các nội dung
của hoạt động giáo dục, kiểm tra - đánh giá. Các yêu cầu giáo dục đã đƣợc

chuẩn hóa. [76, tr 1159]. Các tiêu chuẩn giáo dục của Nga không có những
định nghĩa cụ thể về năng lực. Năng lực chuyên biệt đƣợc thể hiện nhƣ một khả
năng cá nhân giải quyết một loại nhiệm vụ chuyên môn và sẵn sàng cho công
13


việc trong một lĩnh vực cụ thể. [76,tr 1150]. Nghiên cứu của Andrey Vorontsov
và Elena Vorontsova (2015) đã chỉ ra rằng, giáo dục ở Nga còn thiếu tích hợp
của các môn học để phát triển các kỹ năng cần thiết. Nga tham gia PISA từ chu
kỳ 2003, 2006, 2009, 2012 và 2015. Những kết quả đánh giá của PISA là một
phần của chƣơng trình mục tiêu phát triển giáo dục của Liên bang. Mặc dù là
một trong những quốc giá có nhiều đóng góp cho giáo dục thế giới, nhƣng kết
quả đánh giá của PISA 2015 cho thấy, việc dạy học các môn khoa học trong
các trƣờng phổ thông ở Nga vẫn tập trung vào đánh giá tiếp thu và thể hiện
kiến thức, việc dạy học phát triển NLKH cho học sinh chƣa hợp lí [78].
Trƣớc đây, các nƣớc Đông Âu chịu ảnh hƣởng lớn của giáo dục của Liên
Xô cũ, từ những năm 1990 nhiều quốc gia Trung và Đông Âu có sự thay đổi
đáng kể trong hệ thống chính trị và giáo dục của họ. Những cải cách trong giáo
dục đòi hỏi giáo dục khoa học cần tích cực hơn, chƣơng trình giáo dục đã đƣợc
xây dựng theo hƣớng phát triển năng lực ngƣời học, đặc biệt là năng lực thực
hành, nhiều nƣớc Đông Âu đã tham gia PISA và sử dụng khung NLKH của
PISA để xây dựng chuẩn NLKH của học sinh phổ thông. Tuy nhiên, kết quả
giáo dục các môn khoa học chƣa đạt đến mục tiêu mong muốn. Georgia và
Moldova là một ví dụ điển hình, sau khi độc lập, hai nƣớc này đƣợc thừa hƣởng
những thành tựu nhất định trong khoa học và khoa học giáo dục của Liên Xô cũ.
Mặc dù đã có một số kết quả tích cực trong giáo dục, nhƣng hiện nay việc dạy và
học các môn khoa học vẫn chủ yếu là lý thuyết và sự kiện khoa học [79].
+ Ở các nước Châu Á:
Các hệ thống giáo dục ở Châu Á có những khác biệt giữa các thể chế
chính trị và chuẩn mực văn hóa. Những thay đổi khá ấn tƣợng trong nền

kinh tế và xã hội của các nƣớc trong những thập kỷ gần đây nhƣ ở Nhật
Bản (đƣợc coi là nền kinh tế hàng đầu trong những năm 1970), Singapore,
Đài Loan, Hồng Kông và Hàn Quốc đƣợc xác định là mô hình của các nền
kinh tế mới phát triển, những thay đổi to lớn trong nền kinh tế Trung Quốc
(bắt đầu từ những năm 1980) và sự bùng nổ của công nghệ mới đã kéo theo
14