Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt trong dạy học bài 31 mắt vật lý 11 THPT theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm (KLTN k41)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
=====o0o=====

LÊ THỊ KHÁNH LINH

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
MÔ HÌNH VẬT CHẤT CHỨC NĂNG CỦA MẮT
TRONG DẠY HỌC BÀI 31: MẮT – VẬT LÝ 11
THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

HÀ NỘI – 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
=====o0o=====

LÊ THỊ KHÁNH LINH

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
MÔ HÌNH VẬT CHẤT CHỨC NĂNG CỦA MẮT
TRONG DẠY HỌC BÀI 31: MẮT – VẬT LÝ 11
THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Người hướng dẫn khoa học

ThS. LÊ THỊ XUYẾN

HÀ NỘI – 2019


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô giáo khoa Vật lý đã giúp đỡ em
trong quá trình học tập tại trường và tạo điều kiện cho em thực hiện khóa luận tốt
nghiệp. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thạc sĩ Lê Thị Xuyến người
đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình
nghiên cứu thực hiện khóa luận này. Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám
hiệu và các thầy cô giáo thuộc tổ Lý - Tin trường Trung học phổ thông Đông Anh
(Hà Nội) đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình em tiến hành
khảo sát thực tế đề tài này. Trong khuôn khổ của một bài khóa luận, do điều kiện
thời gian, trình độ có hạn và cũng là lần đầu tiên nghiên cứu khoa học cho nên
không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót nhất định. Vì vậy, em kính mong nhận
được sự góp ý của các thầy cô giáo và toàn thể bạn đọc để khóa luận được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Khánh Linh


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài này là do em nghiên cứu, không sao chép và đề tài
chưa được công bố trên bất kỳ sách, báo hay tạp chí.
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện khóa luận này, em đã vận dụng những
thành tựu nghiên cứu của các nhà khoa học, của các thầy cô trong lĩnh vực Vật lý
với lòng biết ơn trân trọng.
Hà Nội, tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Khánh Linh


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài..........................................................................................................1
2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ...........................................................................................2
3. Mục đích nghiên cứu....................................................................................................3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................................3
5. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................................3
6. Kết quả dự kiến ............................................................................................................3
7. Nội dung chính nghiên cứu ..........................................................................................4
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC THỰC NGHIỆM.................................................................................................. 6
1. Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý.................................................6
1.1. Khái niệm về năng lực ...............................................................................................6
1.2. Khái niệm về năng lực thực nghiệm...........................................................................7
1.3. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm............................................................................8
1.4. Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm .......................................................11
1.5. Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập bộ môn Vật lý .............15
2. Lý luận về sử dụng mô hình trong dạy học Vật lý......................................................20

2.1. Khái niệm về mô hình ..............................................................................................20
2.2. Phân loại mô hình trong vật lý học...........................................................................20
2.3. Chức năng của mô hình trong vật lý học..................................................................21
3. Điều tra thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm cho HS ở THPT............22
3.1. Mục đích điều tra .....................................................................................................22
3.2. Phương pháp điều tra ...............................................................................................22
3.3. Kết quả điều tra........................................................................................................22
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ...............................................................................................27
Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI „MẮT‟ THÔNG QUA MÔ HÌNH MẮT ........ 28
1. Vị trí, tầm quan trọng của bài „Mắt‟ trong chương trình Vật lý THPT.......................28
2. Mục tiêu, nội dung kiến thức của bài „Mắt‟ ...............................................................28
2.1. Mục tiêu bài học theo hướng tiếp cận và phát triển năng lực thực nghiệm ..............28


2.1.1. Kiến thức .............................................................................................................28
2.1.2. Kỹ năng ...............................................................................................................29
2.1.3. Thái độ.................................................................................................................29
2.2.

Phân tích nội dung kiến thức bài học ...................................................................29

2.2.1. Sơ đồ cấu trúc đơn vị kiến thức của bài „Mắt‟ .....................................................29
2.2.2. Cấu tạo của mắt ...................................................................................................30
2.2.3. Cơ chế hoạt động của mắt....................................................................................33
2.2.4. Sự điều tiết của mắt .............................................................................................33
2.2.5. Một số tật khúc xạ về mắt....................................................................................35
3. Xây dựng mô hình vật chất chức năng của mắt..........................................................37
4. Thiết kế tiến trình dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT .........................................41
4.1. Chuẩn bị.................................................................................................................41
4.2. Các hoạt động dạy học...........................................................................................41

4.2.1. Tiết 1 .................................................................................................................41
4.2.2. Tiết 2 .................................................................................................................46
4.3. Cơ hội hình thành và phát triển các thành tố NLTN của việc sử dụng mô hình
trong tiến trình đã xây dựng .........................................................................................50
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ...............................................................................................52
Chương 3. DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................... 53
1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .................................................................................53
2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ..........................................................................53
3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ................................................................................54
4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ...........................................................................54
5. Dự kiến thực nghiệm sư phạm ...................................................................................54
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ...............................................................................................55
KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................................... 56
PHỤ LỤC...................................................................................................................... 57
PHỤ LỤC 1................................................................................................................... .57
PHỤ LỤC 2................................................................................................................... .68
PHỤ LỤC 3................................................................................................................... .75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 81


DANH MỤC VIẾT TẮT

S
T
T
1

C
h
ữGGi

Váo
2 HH
Sọc
3 NN
Lăn
4 NN
Lăn
5 TTr
Hun
6 SSá
Gch


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Cấu tạo của mắt ...........................................................................................30
Hình 2.2. Thấu kính nước – Mô hình mắt ..................................................................38
Hình 2.3. Kết quả thí nghiệm khi nguồn sáng đặt ở xa và thấu kính nước ở trạng thái
chưa điều tiết, đã điều tiết ..................................................................................... 38
Hình 2.4. Kết quả thí nghiệm khi nguồn sáng đặt ở gần và thấu kính nước ở trạng
thái đã điều tiết, không điều tiết ..................................................................................39
Sơ đồ 1. Phân loại mô hình trong vật lý học................................................................21
Sơ đồ 2. Cấu trúc đơn vị kiến thức của bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT .......................30

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Cấu trúc NLTN ...........................................................................................10
Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá và cấp độ đánh giá các thành tố của NLTN ....................15


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Hội nghị lần thứ VIII Ban Chấp Hành Trung ương Đảng khóa XI đã khẳng
định phải “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công
nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường, định hướng xã hội chủ
nghĩa và hội nhập quốc tế”. Trong nghị quyết cũng chỉ rõ: “Đổi mới chương trình
nhằm phát triển năng lực và phẩm chất người học, hoài hòa đức, trí, thể, mỹ; dạy
người, dạy chữ và dạy nghề. Đổi mới nội dung giáo dục theo hướng tinh giản, hiện
đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành nghề; tăng thực hành, vân
dụng kiến thức vào thực tiễn.”

[3]

Theo đó, xu hướng giáo dục của nước ta đã và đang chuyển sang hướng quan
tâm xem học sinh biết làm, biết thực hành và biết áp dụng vào thực tế dựa vào
những kiến thức đã được học như thế nào. Hay nói cách khác giáo dục đang quan
tâm khả năng người học làm được những gì và vận dụng được những gì. Điều này
đồng nghĩa với, thay vì chỉ chú trọng đến việc tiếp thu kiến thức một cách đơn
thuần, thụ động, giáo viên cần phải giúp cho học sinh chiếm lĩnh được cả kiến thức
và sử dụng những kiến thức đó áp dụng vào trong thực tiễn, đời sống, các ngành
nghề. Giáo dục hiện nay quan tâm đến năng lực của người học là mục tiêu đổi mới
của giáo dục sau năm 2015. Vấn đề đổi mới giáo dục đặt ra câu hỏi cho các nhà
giáo dục cũng như các giáo viên: Bằng cách nào để xây dựng và phát triển năng lực
cho học sinh qua các môn học ở phổ thông?
Trong chương trình THPT, Vật lý là môn khoa học gắn liền với thực nghiệm.
Năng lực thực nghiệm là năng lực đặc thù của nhà Vật lý, là năng lực không thể
thiếu trong nghiên cứu Vật lý cũng như các ngành nghề liên quan. Gần như tất cả
các khái niệm, công thức, định luật … của Vật lý đều được tìm ra hoặc kiểm chứng
nhờ vào con đường thực nghiệm. Do đó, Vật lý là một bộ môn rất tiềm năng để tạo
cơ hội phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Và hơn thế, việc phát triển
năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh là vô cùng cần thiết.

Nội dung của bộ môn Vật lý ở THPT rất đa dạng để thầy cô có thể xây dựng
cho học sinh những nhiệm vụ phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Trong
1


đó, có nội dung về phần Quang học – Vật lý 11 rất gần gũi với đời sống. Về phần
nội dung này, trước đây, các giáo viên thường chỉ định hướng học sinh giải bài tập
dựa vào việc học thuộc công thức hoặc giải thích hiện tượng dựa trên lý thuyết lý
tưởng. Cho đến hiện tại, sau khi giáo dục đi theo con đường phát triển năng lực cho
học sinh, giáo viên cũng mới chỉ dừng lại ở việc nỗ lực đưa vào các hiện tượng, kết
quả thí nghiệm hoặc thực tế để học sinh giải thích. Chúng ta có thể đưa những
nhiệm vụ cụ thể vào tiết học để tạo hứng thú học tập và nhằm phát triển được năng
lực thực nghiệm cho học sinh nhưng học sinh chưa thực sự có nhiều cơ hội thao tác
với thí nhgiệm hoặc thiết kế chế tạo các tài liệu học tập hay ứng dụng kĩ thuật. Ví
dụ khi dạy kiến thức về mắt, giáo viên mới chỉ sử dụng mô phỏng và sách giáo khoa
để tương tác với học sinh; chưa có nghiên cứu nào đề cập đến ý tưởng sử dụng mô
hình vật chất chức năng để giúp học sinh học kiến thức bài này. Với kỳ vọng giúp
học sinh tiếp thu nhanh chóng kiến thức và phát triển năng lực thực nghiệm, em đã
chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt
trong dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT theo hướng phát triển năng lực thực
nghiệm.
2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
Nhằm mục đích phát triển năng lực thực nghiệm Vật lý phần Quang hình cho
học sinh bậc phổ thông, trước đây đã có nhiều nghiên cứu được đưa ra. Chẳng hạn
như đã có nghiên cứu việc dùng hệ thống thí nghiệm mở đưa vào giảng dạy

[4]

hay

sử dụng hệ thống bài tập thực nghiệm mở đối với một số đơn vị kiến thức thuộc
chương „Mắt và các dụng cụ quang‟

[12]

giúp học sinh hình thành và bước đầu phát

triển được năng lực thực nghiệm. Hoặc đã có nghiên cứu về việc hướng dẫn học
sinh giải các bài tập bằng phương pháp thực hiện thí nghiệm để phát triển năng lực
thực nghiệm trong phần Quang hình học này

[13]

… Tuy nhiên, để làm rõ phần nội

dung kiến thức của từng bài học mà vẫn có thể phát triển được năng lực thực
nghiệm cho học sinh trong nội dung chương “Mắt và các dụng cụ quang” thì có rất
ít đề tài. Đặc biệt với nội dung của bài “Mắt” chưa có nghiên cứu nào đi tìm hiểu
chi tiết về việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Việc đi xây dựng mô
hình vật chất chức năng của mắt và sử dụng mô hình đó trong dạy học phần kiến


thức liên quan có thể vừa giúp ghi nhớ kiến thức một cách nhanh chóng, trực quan,
vừa giúp học sinh phát triển năng lực thực nghiệm ngay trong tiết học lý thuyết. Vì
vậy, nghiên cứu xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt vào dạy
học bài „Mắt‟ là một hướng đi khá tốt cho việc phát triển năng lực thực nghiệm của
học sinh trong bộ môn Vật lý.
3. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt vào dạy học bài
„Mắt và các tật của mắt‟ – Vật lý 11 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học

sinh.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nhiệm vụ 1: Xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài
- Hệ thống cơ sở lý luận về phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.
- Tìm hiểu thực trạng dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho HS ở
trường THPT.
Nhiệm vụ 2: Phân tích nội dung kiến thức bài „Mắt‟ và xây dựng lên tiến
trình dạy học sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt để phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh
- Nghiên cứu các nội dung liên quan đến cấu tạo, hoạt động và các tật khúc
xạ của mắt.
- Xây dựng mô hình cấu tạo vật chất chức năng của mắt.
- Xây dựng tiến trình sử dụng mô hình trên vào dạy học bài „Mắt‟ nhằm
phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.
Nhiệm vụ 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm
5. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp nghiên cứu lý luận.

-

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn (quan sát, điều tra).

-

Phương pháp thực nghiệm khoa học giáo dục.

-

Phương pháp thống kê toán học.

6. Kết quả dự kiến


- Xây dựng được mô hình cấu tạo vật chất chức năng của mắt và xây dựng
tiến trình dạy học sử dụng mô hình dạy bài „Mắt và các tật của mắt‟.
- Làm rõ cơ sở lý luận cho việc xây dựng và phát triển năng lực thực
nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lý.
- Bổ sung vào nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên và sinh viên chuyên
ngành.
7. Nội dung chính nghiên cứu
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm
1. Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý
1.1.Khái niệm về năng lực
1.2.Khái niệm về năng lực thực nghiệm
1.3.Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
1.4.Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm
1.5.Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập bộ môn Vật lý
2. Lý luận về mô hình trong dạy học Vật lý
2.1.Khái niệm về mô hình
2.2.Phân loại mô hình trong Vật lý học
2.3.Chức năng của mô hình trong Vật lý học
3. Điều tra thực tiễn của việc phát triển NLTN cho học sinh ở THPT
3.1.Mục đích điều tra
3.2.Phương pháp điều tra
3.3.Kết quả điều tra
Kết luận chương I
Chương 2: Tổ chức dạy học bài „Mắt‟ thông qua mô hình mắt
1. Vị trí, tầm quan trọng của bài „Mắt‟ trong chương trình Vật lý phổ thông

2. Mục tiêu, nội dung kiến thức của bài „Mắt‟
2.1.Mục tiêu bài học theo hướng tiếp cận và phát triển năng lực thực nghiệm
2.2.
3.

Phân tích nội dung kiến thức bài học
Thiết kế tiến trình dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT

3.1. Xây dựng mô hình vật chất chức năng của mắt


3.2. Thiết kế các hoạt động dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT
3.3. Các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh
Kết luận chương II
Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm
1.

Mục đích của thực nghiệm sư phạm

2.

Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

3.

Đối tượng của thực nghiệm sư phạm

4.

Phương pháp thực nghiệm sư phạm

5.

Dự kiến thực nghiệm sư phạm

Kết luận chương III


Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
1. Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý
1.1.

Khái niệm về năng lực
Theo một số nhà giáo dục nước ngoài thì năng lực được hiểu theo nhiều cách

khác nhau:
„- Năng lực gồm những kĩ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể
nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội
và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu
quả trong những tình huống linh hoạt (Weinert, 2001).
- Năng lực là khả năng sử dụng các kiến thức và các kĩ năng trong một tình
huống có ý nghĩa (Rogiers, 1996).
- Năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ phù hợp với một
hoạt động thực tiễn (Barnert, 1992).
- Năng lực là khả năng đáp ứng thích hợp và đầy đủ các yêu cầu của một lĩnh

th

vực hoạt động (Từ điển Webster‟s New 20 Century, 1965).‟

[12]

Theo từ điển Tiếng Việt thì năng lực được lí giải: „là phẩm chất sinh lí và
trình độ chuyên môn tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào
[10-tr. 816]

đó với chất lượng cao.‟

Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015): Năng lực là sự huy động tổng hợp các
kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí... để
thực hiện một loại công việc trong một bối cảnh nhất định.

[2]

Theo chương trình giáo dục phổ thông Tổng thể (2017): Năng lực là thuộc
tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn
luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc
tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại
hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.

[1]


Như vậy, người ta định nghĩa về năng lực thường quy năng lực về phạm trù
khả năng hoặc phạm trù phẩm chất, thuộc tính, hoạt động của con người. Tuy nhiên,
dù tiếp cận với định nghĩa năng lực theo phạm trù nào thì đều có điểm chung là

năng lực được bộc lộ qua hoạt động. Khi muốn đánh giá năng lực của một đối
tượng, chúng ta có thể quan sát hoạt động giải quyết một nhiệm vụ đặt trong một
điều kiện cụ thể của đối tượng đó. Có nghĩa, để xử lý tình huống nhất định đó, đối
tượng cần phải vận dụng kiến thức, kỹ năng và những thuộc tính cá nhân khác của
mình; và điều này có thể quan sát được qua những hoạt động của chủ thể. Có thể
thấy, năng lực là kết quả của sự huy động kiến thức, kỹ năng và thuộc tính cá nhân
để giải quyết vấn đề, nhưng năng lực không phải chính „sự huy động đó‟ hay năng
lực không phải hoạt động. Mặt khác, phẩm chất hay thuộc tính được hiểu là cái vốn
có của sự vật hay hiện tượng; nhưng chúng ta lại có thể rèn luyện và phát triển được
năng lực thông qua việc thực hiện nhuần nhuyễn các nhiệm vụ hoặc dựa vào chính
tố chất của người học, điều kiện giáo dục ... Điều này cho thấy, việc định nghĩa
năng lực theo phạm trù khả năng là hợp lý hơn cả. Chính vì thế, chúng tôi đưa ra
khái niệm về năng lực: „Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kỹ năng
và các phẩm chất cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí … để thực hiện thành
công hoạt động nhất định trong điều kiện cụ thể nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt
ra.‟
1.2.

Khái niệm về năng lực thực nghiệm
Theo từ điển Tiếng Việt, khái niệm thực nghiệm được định nghĩa: „Thực

nghiệm là tạo ra những biến đổi nào đó ở sự vật quan sát nhằm nghiên cứu nhứng
hiện tượng nhất định, kiểm tra một ý kiến hoặc gợi ra những ý kiến mới (nói khái
quát)‟

[10-tr.1207]

. Trong nghiên cứu khoa học, thực nghiệm được hiểu là quá trình thu

thập, phân tích thông tin để kiểm chứng cho một giả thuyết khoa học đã được đặt ra.

Năng lực thực nghiệm cũng là khả năng thực hiện thành công hoạt động thực
nghiệm trong một bối cảnh nhất định.

[7]

Năng lực nói chung sẽ được biểu hiện qua hoạt động đặt trong các tình
huống nhất định. Những năng lực khác nhau sẽ được biểu hiện trong những tình
huống khác nhau; chẳng hạn: năng lực hợp tác nhóm sẽ được thể hiện qua các hoạt
động nhóm, năng lực giải quyết vấn đề được thể hiện qua hoạt động có các tình


huống có vấn đề,… và năng lực thực nghiệm cũng sẽ được bộc lộ qua các hoạt động
thực nghiệm. Do vậy, có thể hiểu: „Năng lực thực nghiệm (NLTN) là khả năng vận
dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm
tin, ý chí,… để thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong một bối cảnh
nhất định nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra.‟
Theo đó, NLTN Vật lý được hiểu là: „khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng,
thái độ thuộc lĩnh vực Vật lý và các thuộc tính cá nhân khác để thực hiện thành
công hoạt động thực nghiệm trong bối cảnh chuyên ngành nhất định nhằm giải
quyết các vấn đề đã đặt ra‟. Đó có thể là khả năng thiết kế thí nghiệm Vật lý, khả
năng chế tạo một dụng cụ hay thiết bị dựa trên nguyên lý hoạt động … để phục vụ
quá trình học tập. Năng lực gắn liền với hoạt động nên NLTN đòi hỏi học sinh
không những phải hiểu rõ mà còn phải vận dụng được kiến thức và kỹ năng được
học để thực hiện. Vì vậy, trau dồi NLTN Vật lý cho học sinh là cần thiết.
1.3. Cấu trúc của năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm được cụ thể hóa thành những năng lực thành phần và
mỗi năng lực thành phần đó lại được cụ thể hóa bằng các thành tố liên quan đến
kiến thức, kỹ năng … để định hướng cho quá trình giảng dạy, kiểm tra và đánh giá
người học. Mỗi năng lực thành phần tương ứng được bộc lộ qua một hoạt động thực
nghiệm, các năng lực này được sắp xếp theo một trình tự sẽ cấu thành nên năng lực

thực nghiệm.
Theo Schreiber, N., Theyssen, H. & Schecker, H, cấu trúc năng lực thực
nghiệm bao gồm các năng lực thành phần:
-

Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả

thuyết.
-

Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm.

-

Năng lực tiến hành các phương án thí nghiệm đã thiết kế.

-

Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả.

Có thể cụ thể hóa cấu trúc năng lực thực nghiệm của các tác giả trên và đưa
ra các thành tố của NLTN như sau:


- Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả
thuyết
Năng lực này được hiểu là khả năng đặt ra câu hỏi trọng tâm về các hiện
tượng vật lý xung quanh vấn đề cần nghiên cứu, từ đó đưa ra chính xác vấn đề cần
nghiên cứu, sau đó đề xuất, lựa chọn ra dự đoán, giả thuyết hợp lý có thể kiểm tra
bằng thực nghiệm. Đó là câu trả lời cho những vấn đề cần nghiên cứu khi quan sát

hiện tượng, thí nghiệm.
-

Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm

Phương án thí nghiệm là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thí
nghiệm trong hoàn cảnh cụ thể để thu được kết quả mong muốn.

[5]

Dựa vào những phân tích về những hiện tượng vật lý và dự đoán, giả thiết
xung quanh vấn đề được đặt ra, người học có khả năng đề xuất ra những phương án
thí nghiệm, lựa chọn các phương án khả thi nhất và lập được kế hoạch thực hiện thí
nghiệm để thu được kết quả mong muốn chính là năng lực thiết kế phương án thí
nghiệm.
-

Năng lực tiến hành các phương án thí nghiệm đã thiết kế

Là khả năng người học lựa chọn, sử dụng hợp lý và hiệu quả các thiết bị,
dụng cụ để đưa ra phương án và lắp ráp được thí nghiệm; bên cạnh đó, người học
cũng phải có khả năng kiểm tra thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, phát hiện sai sót cũng
như khắc phục sai sót trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Sau đó, người học quan
sát, đọc và ghi chép số liệu trong quá trình tiến hành.
-

Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả

Đây là khả năng người học có thể xử lý được các số liệu đã thu được chính
xác sau khi tiến hành thí nghiệm, biểu diễn kết quả thu được (có thể dưới nhiều hình

thức), biện luận về tính đúng đắn của kết quả phân tích được và đưa ra những kết
luận có giá trị, đánh giá, đưa ra biện pháp cải thiện phương án thí nghiệm để có kết
quả mong muốn.
Cấu trúc của NLTN có thể bao gồm các thành tố như sau:


Bảng 1.1. Cấu trúc của NLTN
N
ng
1. 1.1.
N Đặt
đề lý
cầ xung
d 1. Ph
ự 2. át
1.3.
Đưa
thuyế
t hợp
2. 2. Đề
N 1. xu
ph 2.2.
ư Lựa
ưu
nhất
2. Lậ
3. p
ch
i
2.4.

Nêu
nguy
ên lý
3. 3.1.
N Lựa
n thiết
g và
h trình
3.2.
Kiểm
hiệu
chỉnh
3. Lắ
3. p
3. Tiế
4. n
3. Qu
5. an
4. 4. Xử
N 1. lý
tí 4.2.
ch Phân
khi
đã xử
4.3.
Biểu
các
dạng
4.4.
Giải

được
và rút
4.5.
Đưa
để
giúp
10


1.4.

Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm
Một số biện pháp phát triển NLTN thường được áp dụng trong giảng dạy:
Biệ n pháp 1: Tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học.
Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn. Vì thế, trong quá trình học

tập bộ môn, „nhờ có thí nghiệm mà HS có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lý của các
hiện tượng, định luật, quá trình … được nghiên cứu. Từ đó mà khả năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn‟

[14]

. Do đó, việc sử

dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện
những phẩm chất năng lực của HS nói chung và NLTN nói riêng.
Bắt đầu từ việc giáo viên tăng cường sử dụng thí nghiệm trong các giờ học lý
thuyết (đa phần là giáo viên thực hiện), người học sẽ có cơ hội được tiếp xúc nhiều
hơn với thí nghiệm để phát triển năng lực quan sát, thu thập số liệu và nhận xét. Bên
cạnh đó cũng tạo cho học sinh hứng thú và cơ hội để bắt chước các thao tác thực

hành; đây sẽ là nền tảng cơ bản để hình thành và phát triển NLTN cho người học.
Khi người học đã tiếp xúc nhiều với việc quan sát thí nghiệm sẽ có hứng thú
đối với việc thực hiện nó, đi từ việc thực hiện theo hướng dẫn chi tiết trong sách
giáo khoa, tài liệu hoặc sự chỉ dẫn của giáo viên đến việc tự đề xuất ra phương án
và thực hiện nó. Trước hết người học cần phải tiếp xúc với việc tìm ra vấn đề cần
giải quyết hay nói cách khác chính là mục đích thí nghiệm bằng cách trả lời các câu
hỏi thông qua việc tìm hiểu các hiện tượng vật lý xung quanh vấn đề thực nghiệm
cần giải quyết. Điều này giúp người học phát triển nhanh chóng năng lực thành
phần 1 trong cấu trúc của NLTN. Tiếp theo đó, để đề xuất ra được phương án thí
nghiệm cần người học phải hiểu rõ không chỉ nguyên lý vật lý mà còn phải xác
định, lựa chọn được thiết bị, dụng cụ thí nghiệm phù hợp; sau đó, tối ưu hoàn cảnh
và lập ra được kế hoạch thực hiện chi tiết; lắp ráp, bố trí thí nghiệm. Việc này giúp
người học phát triển các thành tố của năng lực thành phần 2. Ngoài ra, trong quá
trình thực hiện nếu gặp phải sai sót do thiết bị sẽ tạo cơ hội để phát triển thành tố
3.2 của năng lực thành phần 3.
Khi thực hiện thí nghiệm dưới sự điều chỉnh và góp ý của giáo viên, người
học sẽ được tiếp xúc và trau dồi thêm những kỹ năng thực nghiệm. Sau khi thực

11


hiện thí nghiệm xong, người học phải thu thập và xử lý số liệu; kế đến là biểu diễn
số liệu đó dưới dạng mong muốn và nhận xét, đưa ra kết luận về kết quả thu được.
Năng lực thành phần 4 sẽ được nâng cao.
Thực tế, do thời lượng lên lớp của môn học còn hạn chế nên người học đôi
khi sẽ phải thực hiện nhiệm vụ thí nghiệm ngoài giờ lên lớp. Điều này đòi hỏi người
học cần phải tự tu duy và thực hiện trong điều kiện không có sự giúp đỡ của giáo
viên, do đó, việc giao nhiệm vụ thực nghiệm về nhà góp phần quan trọng đối với
việc phát triển NLTN cho người học. Vì thế, giáo viên nên tăng cường giao những
nhiệm vụ học tập thực nghiệm về nhà cho người học tự tìm tòi và sáng tạo.

Biệ n pháp 2: Tích cực sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học.
Việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học nói chung và dạy học Vật
lý nói riêng là vô cùng cần thiết và quan trọng; tuy nhiên, trong bộ môn Vật lý, đôi
khi không thể làm thí nghiệm với vật thật và hiệu quả nhất. Chẳng hạn như khi dạy
về chuyển động quay của Trái Đất, hoặc khi dạy về lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và
Trái Đất, hoặc khi dạy về từ trường, hiện tượng cảm ứng điện từ … Trong những
trường hợp cụ thể đó, phương pháp tối ưu hơn hết là sự dụng mô hình vào giảng
dạy.
Việc sử dụng mô hình trong dạy học vật lý không những mô tả được sự vật,
hiện tượng hay giải thích các sự kiện và hiện tượng có liên quan tới đối tượng mà
thông qua tương tác với mô hình học sinh có thể tự tìm tòi, nghiên cứu và từ đó có
thể tiên đoán phát hiện ra các sự kiện và hiện tượng mới

[14]

. Đồng nghĩa với đó,

thành tố thứ ba của NLTN được phát triển. Khi sử dụng phương pháp mô hình trong
dạy học vật lý, giáo viên cần:
-

Hướng dẫn người học quan sát kỹ các sự vật, hiện tượng được biểu thị

trên mô hình bằng các câu hỏi định hướng cụ thể. Khi người học quan sát, lưu ý
quan sát mô hình từ nhiều phía và ngoài thị giác cần huy động việc sử dụng xúc
giác để tri giác đầy đủ các thông tin mà mô hình có khả năng cung cấp.
-

Định hướng và giúp người học tìm ra mối liên hệ giữa các sự vật, hiện

tượng được đề cập trong mô hình. Khi đó phát triển được thành tố 1.1 và 1.2 của
NLTN.

12


-

Tạo cơ hội và thời gian để người học được quan sát tỉ mỉ và tự phát

biểu những thông tin, kết quả mà đã quan sát được từ mô hình; giúp phát triển thành
tố 3.5 của NLTN.
-

Khi người học được tiếp xúc, làm việc với mô hình, có thể quan sát

hay tháo lắp dễ dàng để thuận lợi cho việc nghiên cứu, quan sát từng bộ phận; từ đó,
kích thích trí tưởng tượng, khả năng sáng tạo và niềm tin giải quyết vấn đề đã đặt ra.
Nhờ đó NLTN được bồi dưỡng và phát triển.
-

Giáo viên có thể khuyến khích người học từ những kiến thức vật lý đã

biết (và gợi ý) để tạo ra một mô hình dựa vào trí tưởng tượng và sáng tạo của bản
thân để tiếp tực nghiên cứu những kiến thức liên quan khác. Bên cạnh đó, giáo viên
nên giao cho người học nhiều hơn nhiệm vụ chế tạo, thiết kế mô hình.
Biệ n pháp 3: Thường xuyên sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy
học.
Trong quá trình dạy học, đặc biệt với bộ môn vật lí thì phương pháp thực
nghiệm được dùng khá phổ biến. Đó cũng là một phương pháp được sử dụng để dạy

thành công nhiều bài học trong chương trình phổ thông.
Trong chương trình phổ thông, có rất nhiều phần kiến thức được xây dựng
bằng con đường thực nghiệm. Đó chính là cơ hội tốt để người học bồi dưỡng và
phát triển NLTN. Vì vậy, trong quá trình dạy học, giáo viên cần tăng cường sử dụng
phương pháp thực nghiệm.
Để thực hiện tốt công việc này, giáo viên cần lưu ý:
-

Khai thác và sử dụng tối đa các bài học có thể sử dụng phương pháp

thực nghiệm.
-

Khi thực hiện phương pháp này cần phát huy tối đa khả năng của

người học như đề xuất phương án, nêu vấn đề, sử dụng kiến thức liên quan, kiểm tra
đánh giá… qua đó phát triển hầu hết các thành tố của năng lực thành phần 1 của
NLTN.
-

Tạo điều kiện cho người học làm thí nghiệm nhằm cũng cố niềm tin

cho các em, đồng thời tạo cơ hội cho các em tiếp xúc trực tiếp và rèn luyện các thao
tác tay chân hay chính là phát triển năng lực thành tố 3.4 của NLTN.

13


-

Các kết quả thực nghiệm mà các em thu được có thể có những sai số

nhỏ so với các kết quả mà nhà khoa học đã tìm ra trước đó. Giáo viên cần hướng
dẫn người học cách xử lí kết quả và tìm ra nguyên nhân, biện pháp khắc phục chứ
tuyệt đối không được điều chỉnh số liệu, để đi đến những kiến thức mới phù hợp.
Qua đó kỹ năng tính toán, kỹ năng thu thập và xử lý thông tin được phát triển. Từ
đó, bồi dưỡng và nâng cao năng lực thành phần 4 của NLTN.
Biệ n pháp 4: Đổi mới cách thức kiểm tra, đánh giá theo hướng chú
trọng phát triển NLTN.
Đánh giá theo hướng chú trọng phát triển NLTN nghĩa là trong quá trình học
tập cũng như trong các đề kiểm tra trên lớp, đề thi ... nên tăng cường các câu hỏi
yêu cầu học sinh phải vận dụng các kỹ năng thực nghiệm để giải quyết.

[14]

Việc kiểm tra đánh giá trong trường phổ thông hầu như chỉ chú trọng đến
học thuộc lí thuyết mà chưa chú trọng tới việc phát triển NLTN cho học sinh. Vật lí
học là bộ môn khoa học thực nghiệm, thế nên trong kiểm tra đánh giá kết quả học
tập của học sinh mà không có đánh giá về NLTN sẽ khiến học sinh không nhận thấy
được tầm quan trọng của NLTN và việc tự bồi dưỡng NLTN sẽ bị hạn chế. Do đó,
thay vì chỉ quan tâm đánh giá lượng kiến thức lý thuyết mà học sinh nhận được,
giáo viên nên tăng cường đưa các câu hỏi, nhiệm vụ phát triển NLTN nói riêng và
các năng lực nói chung vào để kiểm tra đánh giá học sinh (từ kiểm tra miệng đến
kiểm tra định kỳ). Việc thực hiện những nhiệm vụ thực nghiệm hoặc trả lời những
câu hỏi mang tính thực nghiệm sẽ giúp học sinh có cơ hội để phát triển những thành
tố của NLTN.
Các biện pháp phát triển NLTN cho học sinh có thể khác nhau bởi cách tiếp
cận nhưng thực chất chúng vẫn có những điểm chung. Dù là cho học sinh quan sát,
nghiên cứu thí nghiệm/ mô hình, hay cho học sinh tăng cường sử dụng phương pháp
thực nghiệm trong quá trình học tập, hay cho học sinh trả lời những câu hỏi, hoàn

thành những nhiệm vụ mang tính thực nghiệm để phát triển NLTN thì học sinh đều
cần phải nắm chắc được kiến thức, kỹ năng và sử dụng chúng một cách linh hoạt
nhằm giải quyết vấn đề đã đặt ra. Trong quá trình đó NLTN được bồi dưỡng và phát
triển. Mấu chốt của việc giúp học sinh phát triển NLTN là giáo viên cần tạo cơ hội


tối đa cho học sinh hay nói cách khác là giáo viên thiết kế nhiệm vụ thực nghiệm
phù hợp với học sinh sẽ giúp học sinh phát triển NLTN tốt nhất.
1.5.

Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập bộ môn Vật lý
Khác với việc tổ chức hoạt động dạy học, các công cụ đánh giá cần chỉ rõ

thành phần năng lực cần đánh giá và xây dựng được các công cụ đánh giá từng
thành tố của các năng lực thành phần. Dưới đây, chúng tôi đã sử dụng cách đánh giá
dựa trên các tiêu chí đánh giá và cấp độ đạt được của từng thành tố năng lực thành
phần.

Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá và cấp độ đánh giá của các thành tố của NLTN
T
i T
đ àn M M M
á h ứ
ứ ứ
n tố
1. T Đặt K
ự ra
hô
1. đ hỏi đ
ƣ nghiê ƣ

Đ câ dƣới hỏ
u sự
i
ặt ki hƣớn cứ
ện g,
u
ra liê giúp đế
n của n
1. đ vấ viên. th
X
n
ực
vấ ƣ ng
nnghiênhicứu
ợ
T Phát K
và
đ vấn bi
đ
ƣ
cá 1. ƣ đề
ểu
xá cứu đề
c
d 2. c, dƣới ng
đo
tâ định cứ
án
, P m hƣớn u.
th

uy
cầ trợ
ết h n giúp
cứ giáo
át u. viên.
bi
1. T Đ cá K
3.
th ự
đ ƣ
đo c ghô
đ
uy ƣ án
ng đo th
hi án uy

iƣ
t đo
hán


th
ực
ng
hi
ệ
m

th th ng th
uy

ng ực
h hi
sự uy
ng
hi ợ đị hi
lý.
tr
ợ
gi
áo
H
oặ
xu
ất
dự
đo
th
uy
ng
hi
ch
ưa
Tự đề Đ K
xuất
các ềm hô
xu

phươ
án thí
2. nghiệ

khác
1. nhau.
Đ
ề
x
u
ất
2.
T 2.
ph
ư 2.
th
í L
ự
a
c

ột
ph
ư
ng
hi
nh
au
đị
nh
tr
ợ
gi
áo

Tự
Đ
đưa
được ưa
ph
phươ ư
án thí ng
nghiệ hi
khả dư
thi. ới
hư
ớn
gi
úp
vi
ên

ất
kì
ph
thí
ng
nà
o.

K
hô
ch
ọn
ph

ươ
ng
hi
kh
ả

16


2.
3.
ng
hi

T Tr K
ự
đ ìn
tiế hô
bà
ƣ n y
trì hi tiế
nh ện t
hi ng th
được tiến trình thực
ện hi ực
ng ch kh
hi ọn ả
lự đị
a nh
tr

ợ
gi
áo
T N K
ự
ng êu
ng hô
đ

uy
độ
ng
đồ
ng
củ
a
th
ực
(n
ếu
sự
đị
tr
ợ
gi
áo
3. T D
1.
cá ự
đ ƣ

h
c ƣ ƣ
bị dụ gi
cầ ng úp
bà bị vi
y cầ ên
nă
đ
ng
ƣ
ho
cụ
ạt
,
ch
th
ún
iết
2.
4.
ng
uy
độ
ng
lí
củ
th
ực
có
)

uy
ho
ạt
ho
ặc
ng
uy
sả
n
th
ực
(n
ếu

ƣ
lí
ho
ha
y
ng
uy
sả
n
th
ực
(n
ếu

K

hô
ch
ọn
cá
c
thi
ết
thi
ết.

17