(Luận văn thạc sĩ) xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập phần động lực học chất điểm vật lí 10 trung học phổ thông theo hướng tiếp cận pisa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ HỒNG MINH

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC BÀI TẬP
PHẦN “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10 TRUNG HỌC
PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG TIẾP CẬN PISA

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 60.14.01.11

HÀ NỘI – 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ HỒNG MINH

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC BÀI TẬP
PHẦN“ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ 10
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG TIẾP CẬN PISA

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 60.14.01.11

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung

HÀ NỘI 2014


LỜI CẢM ƠN

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn các thày, cô giáo, các cán bộ ở Trường Đại
học Giáo dục- Đại học Quốc gia Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong thời
gian học tập và thực hiện đề tài luận văn này.
Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn TS. Phạm Kim Chung đã tận tình
hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Hà Nội, 2014.
Tác giả

Nguyễn Thị Hồng Minh

i


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1.Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 7
2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 8
3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 9
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu .............................................................. 9
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................... 9
7. Giả thuyết khoa học...................................................................................... 9
8. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 10
9. Cấu trúc luận văn ....................................................................................... 11
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............. 12
1.1. Tổng quan về chương trình PISA lĩnh vực khoa học ............................... 12

1.1.1. Giới thiệu chung về chương trình PiSa ................................................. 12
1.1.2 Mục tiêu của PiSa ................................................................................. 12
1.1.3. Mục đích của PiSa................................................................................ 13
1.2. Đánh giá năng lực khoa học theo tiếp cận PISA .................................... 14
1.2.1. Năng lực khoa học theo tiếp cận PISA ................................................. 14
1.2.2. Các lĩnh vực và mức độ đánh giá năng lực theo PISA ......................... 18
1.2.3. Đặc điểm câu hỏi lĩnh vực khoa học của PISA ..................................... 22
1.3. Bài tập vật lí và vai trị nó trong dạy học vật lí ........................................ 25
1.3.1. Bài tập vật lí ......................................................................................... 25
1.3.2. Vai trị của bài tập vật lí trong dạy và học ............................................ 25
1.3.3. Mục đích sử dụng bài tập vật lí trong trường phổ thơng ....................... 28
1.3.4. Các dạng bài tập vật lí .......................................................................... 29
1.3.5. Các yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí ................................ 30
ii


1.3.6. Các bước giải bài tập vật lí. .................................................................. 31
1.4. Bài tập vật lí dựa trên tình huống theo hướng tiếp cận PiSa..................... 32
1.4.1. Định hướng xây dựng bài tập vật lí theo tiếp cận PiSa ......................... 32
1.4.3. Hướng dẫn giải bài tập tình huống theo hướng tiếp cận PISA .............. 36
1.5. Thực trạng việc sử dụng bài tập vật lí theo hướng tiếp cận PiSa trong dạy
học vật lí ở trường THPT ............................................................................. 39
1.5.1. Mục đích điều tra ................................................................................. 39
1.5.2. Nội dung điều tra.................................................................................. 40
1.5.3. Đối tượng điều tra ................................................................................ 40
1.5.4. Kết quả điều tra .................................................................................... 40
1.6. Kết luận chương 1 ................................................................................... 42
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI CÁC BÀI TẬP THEO HƯỚNG TIẾP CẬN PI SA (PHẦN
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM –VẬT LÍ 10) ........................................... 43

2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương Động lực học chất điểm ................ 43
2.1.1. Nội dung kiến thức ............................................................................... 43
2.2. Xây dựng các bài tập theo hướng tiếp cận PI SA ..................................... 46
2.2.1. Xây dựng khung năng lực phần Động lực học chất điểm...................... 46
2.2.1. Mục tiêu dạy học phần Động học chất điểm ......................................... 50
2.2.3. Xây dựng ngữ cảnh .............................................................................. 52
2.2.3. Xây dựng các bài tập theo tiếp cận PISA.............................................. 54
2.3. Hướng dẫn học sinh giải các bài tập tình huống theo tiếp cận PISA ........ 77
2.4. Kết luận chương 2 ................................................................................... 78
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm................................................................80
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................................. 80

iii


3.3. Thời gian thực nghiệm sư phạm .............................................................. 80
3.4. Tổ chức thực nhiệm sư phạm và thu thập các dữ liệu thực nghiệm .......... 80
3.4.1. Tổ chức thực nghiệm............................................................................ 80
3.4.2. Thu thập các dữ liệu thực nghiệm......................................................... 82
3.5. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm ................................................. 83
3.5.1. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm............................................... 83
3.5.2. Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm............................................ 88
3.6. Kết luận chương 3 ................................................................................... 93
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

iv

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
CSVC

Cơ sở vật chất

DH

Dạy học

DHVL

Dạy học vật lí

GD&ĐT

Giáo dục và Đào tạo

HS

Học sinh

KHKT

Khoa học - kỹ thuật

TLGK

Tài liệu giáo khoa

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

THPT

Trung học phổ thơng

MTĐT

Máy tính điện tử

PTDH

Phương tiện dạy học

SGK

Sách giáo khoa

VL

Vật lí

v


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH

Bảng 1.1. Khung đánh giá năng lực khoa học trong PISA ........................ 17
Bảng 1.2. Các cấp độ Năng lực Khoa học.................................................... 18

Bảng 1.3. Sáu mức độ đánh giá năng lực Khoa học trong PISA 2012 ....... 21
Bảng 2.1. Khung năng lực phần Động lực học chất điểm........................... 47
Bảng 2.2. Mục tiêu dạy học phần Động lực học chất điểm. ........................ 50
Bảng 2.3. Các ngữ cảnh tạo tình huống có vấn đề phần Động lực học ...... 53
Bảng 3.1. Kế hoạch tổ chức thực nghiệm sư phạm ..................................... 81
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát câu hỏi 6........................................................... 86
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát câu 8 ................................................................. 87
Bảng 3.3. Các chỉ số thống kê từng câu hỏi ................................................. 89
Bảng 3.4. Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra ............................................ 90
Bảng 3.6. Các tham số thống kê ................................................................... 91
Bảng 3.7. Phân phối F ( =0,05)- số mẫu: 50. ............................................ 91
Bảng 3.8. Phân phối t (Student)- số mẫu: 52. .............................................. 92
Hình 3.1. Màn hình kết quả phân tích câu hỏi trên phần mềm IATA .............. 88
Hình 3.2.Đồ thị các đường tần suất luỹ tích.................................................... 90

vi


MỞ ĐẦU
1.Lý do chọn đề tài
Nghị quyết TW2 khoá VIII đã khẳng định phải " Đổi mới phương
pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành
nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên
tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và
thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh". Định hướng trên đây đã được
pháp chế hoá trong Luật giáo dục: " Phương pháp giáo dục phổ thông phải
phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với
đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn
luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem
lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh".

Tâm lý học và lý luận dạy học hiện đại khẳng định : Con đường có
hiệu quả nhất để làm cho học sinh nắm vững kiến thức và phát triển được
năng lực sáng tạo phải là đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận
thức, thực sự lĩnh hội chúng, cái đó học sinh phải tự mình làm lấy, bằng trí
tuệ của chính bản thân.
Bài tập vật lí ở trường THPT có vai trị quan trọng trong việc phát
triển khả năng vận dụng kiến thức vật lí để giải quyết vấn để, giúp học sinh
phát triển tư duy. Tuy nhiên, hiện nay việc xây dựng các bài tập vật lí và
hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí cịn nặng về lí thuyết, ít vận dụng vào
thực tế.
PISA (Programe for International Student Assessment - PISA) là
chương trình đánh giá học sinh quốc tế do Tổ chức Hợp tác và phát triển
kinh tế (Organization for Economic Co-operation and Development, viết tắt
là OECD) khởi xướng, nhằm tìm kiếm và xác định các tiêu chuẩn đánh giá
kết quả của người học trong thời đại mới thông qua tiêu chí, phương pháp,

7


cách thức kiểm tra và so sánh học sinh giữa các nước trên cơ sở 4 lĩnh vực
cơ bản là: Đọc hiểu, Toán, Khoa học tự nhiên, và xử lý tình huống.
Theo tiếp cận PISA, các bài tập, câu hỏi quan tâm nhiều hơn đến khả
năng, năng lực vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thức vào thực tiễn của học
sinh, xuất phát từ các vấn đề do nhu cầu thực tiễn cần giải quyết, vấn đề nảy
sinh trong quá trình học tập, lao động của người học và phục vụ chính cho
nhu cầu, lợi ích của người học, phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế của
đất nước. Việc xây dựng và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí theo cách
tiếp cận trên khơng chỉ giúp học sinh nắm rõ bản chất của sự vật hiện tượng
tồn tại xung quanh mình, từ đó hình thành các kĩ năng phát hiện và giải
quyết các vấn đề của cuộc sống, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học

sinh.
Hiện nay, đã có một số cơng trình nghiên cứu và luận văn thạc sĩ về
việc dạy học các mơn Tốn, Hóa học theo tiếp cận PISA, tuy nhiên những
nghiên cứu dạy học vật lí nói chung và dạy học sinh giải các bài tập vật lí
theo tiếp cận PISA cịn ít ỏi.
Phần Động lực học chất điểm là phần đầu của chương trình vật lí 10,
đây là phần nội dung kiến thức cơ bản nhất của phần cơ học, đồng thời học
sinh ở lứa tuổi 15 cũng là lứa tuổi có thể tham gia chương trình PISA.
Từ những lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài : Xây dựng và hướng
dẫn học sinh giải các bài tập theo hướng tiếp cận PISA (Phần động lực học
chất điểm – Vật lí 10 –THPT) để làm đề tài nghiên cứu.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí theo
hướng tiếp cận đánh giá PISA nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề
theo hướng tích cực, tự lực, tăng hứng thú trong học tập của học sinh.

8


3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Phần động lực học chất điểm, Vật lí 10 – chương trình cơ bản.
- Bài tập vật lí theo hướng tiếp cận PISA.
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Q trình dạy học vật lí ở trường THPT.
-Khách thể nghiên cứu: học sinh lớp 10 trường THPT Lý Thái Tổ- Từ
sơn- Bắc Ninh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận về bài tập vật lí và hướng dẫn học sinh giải bài
tập vật lí theo tiếp cận PISA.
- Nghiên cứu chương trình, nội dung, phương pháp dạy học bài tập

chương động lực học chất điểm, vật lí lớp 10.
- Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập chương Động lực
chất điểm, Vật lí 10 theo tiếp cận PISA.
- Thực nghiệm sư phạm.
6.Vấn đề nghiên cứu
Tập trung vào vấn đề cơ bản sau:
- Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập tình huống theo
hướng tiếp cận PISA như thế nào để phát triển khả năng giải quyết vấn đề
thực tiễn, tăng tính tích cực, chủ động, hứng thú trong học tập vật lí ở trường
THPT?
7. Giả thuyết khoa học
Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập phần Động lực học chất
điểm - Vật lí 10 theo hướng tiếp cận PISA sẽ phát triển được năng lực khoa
học của học sinh theo hướng tăng hứng thú, tích cực, tự lực trong học tập.

9


8. Phương pháp nghiên cứu
*Nghiên cứu lí luận:
- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học, tài liệu về PISA, tổng hợp
các quan điểm, lý luận liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
+ Nghiên cứu cách thức xây dựng các câu hỏi, bài tập vật lí theo tiếp cận
PISA.
+ Nghiên cứu chương trình, nội dung kiến thức, phân phối chương
trình, sách giáo viên, tài liệu tham khảo, các chuyên đề liên quan về động
lực học chất điểm – Vật lí 10 – THPT.
*Phương pháp điều tra:
- Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy tại một số trường THPT bằng phiếu
hỏi, trao đổi với giáo viên,tham vấn chuyên gia.

*Thực nghiệm
+ Thực hiện giảng dạy một số giáo án đã thiết kế tại trường THPT Lý
Thái Tổ - Từ Sơn – Bắc Ninh.
+ Kiểm tra thí điểm, điều tra, đánh giá và chỉnh sửa các bài tập.

10


9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung
chính của luận văn được trình bày trong 3 chương
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2 Thiêt kế xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập
theo hướng tiếp cận PISA phần động lực học chất điểm – Vật lí 10 – THPT.
Chương3 :Thực nghiệm sư phạm.

11


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan về chương trình PISA lĩnh vực khoa học
1.1.1. Giới thiệu chung về chương trình PiSa
Chương trình đánh giá học sinh quốc tế (The Programme for
International Student Assessment) - PISA được xây dựng và điều phối bởi tổ
chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD). Các bài kiểm tra PISA được thiết
kế nhằm đưa ra đánh giá có chất lượng và đáng tin cậy về hiệu quả của hệ
thống giáo dục, chủ yếu là đánh giá năng lực của học sinh trong các lĩnh vực
Đọc hiểu, Toán học và Khoa học với đối tượng là học sinh ở độ tuổi 15, tuổi
sắp kết thúc chương trình giáo dục bắt buộc ở hầu hết các nước thành viên

OECD.
Mục đích của PISA là nhằm đánh giá xem học sinh đã được chuẩn bị
để đối mặt với những thách thức của cuộc sống xã hội hiện đại ở mức độ nào
trước khi bước vào cuộc sống. PISA không kiểm tra kiến thức thu được tại
trường học mà đưa ra cái nhìn tổng quan về khả năng phổ thơng thực tế của
học sinh. Bài thi chú trọng khả năng học sinh vận dụng kiến thức và kĩ năng
của mình khi đối mặt với nhiều tình huống và những thử thách liên quan đến
các kĩ năng đó. Nói cách khác, PISA đánh giá khả năng học sinh vận dụng
kiến thức và kĩ năng đọc để hiểu nhiều tài liệu khác nhau mà họ có khả năng
sẽ gặp trong cuộc sống hàng ngày; khả năng vận dụng kiến thức vào các tình
huống; khả năng vận dụng kiến thức khoa học để hiểu và giải quyết các tình
huống khoa học.
1.1.2 Mục tiêu của PiSa
- Mục tiêu tổng quát của PISA nhằm kiểm tra xem ở độ tuổi kết thúc
giai đoạn giáo dục bắt buộc, học sinh đã được chuẩn bị để đáp ứng các thách

12


thức của cuộc sống sau này đến mức độ nào. Cụ thể hơn nữa PISA hướng
vào các mục đích sau:
+ Đánh giá các mức độ năng lực đạt được ở các lĩnh vực đọc hiểu Toán
học, và Khoa học của học sinh ở lứa tuổi 15.
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của chính sách đến kết quả học tập của HS.
+ Nghiên cứu hệ thống các điều kiện giảng dạy, học tập có ảnh hưởng
đến kết quả học tập của học sinh. [ 4. tr 12]
1.1.3. Mục đích của PiSa
Chương trình đánh giá quốc tế PISA chú trọng xem xét và đánh giá một
số vấn đề sau:
+ Chính sách cơng (Public Policy), các chính phủ, các nhà trường, giáo

viên và phụ huynh đều muốn câu trả lời cho tất cả các câu hỏi như “Nhà
trường của chúng ta đã chuẩn bị đầy đủ cho những người trẻ tuổi trước
những thách thức của cuộc sống của người trưởng thành chưa?”. “Phải chăng
một số loại hình giảng dạy và học tập của những nơi này hiệu quả hơn nơi
khác?” và Nhà trường có thể góp phần cải thiện tương lai của học sinh có
gốc nhập cư hay có hồn cảnh khó khăn khơng.
- Năng lực phổ thơng: Thay vì kiểm tra sự thuộc bài theo các chương
trình giáo dục cụ thể, PiSa chú trọng việc xem xét đánh giá về các năng lực
của học sinh trong việc ứng dụng các kiến thức và kĩ năng phổ thơng cơ bản
vào các tình huống thực tiễn. Ngồi ra cịn xem xét đánh giá khả năng phân
tích, lý giải và truyền đạt một cách có hiệu quả các kiến thức và kỹ năng đó
thơng qua cách học sinh xem xét, diễn giải và giải quyết các vấn đề.
- Năng lực học tập suốt đời (Lifelong learning). Học sinh không thể học
tất cả mọi thứ cần thiết trong nhà trường. Để trở thành những người có thể
học tập suốt đời có hiệu quả, ngồi việc học sinh phải có kiến thức và kỹ
năng phổ thơng cơ bản họ cịn phải có cả ý thức về động cơ học tập và cách
học. Do vậy PiSa sẽ tiến hành đo cả năng lực thực hiện của học sinh về các

13


lĩnh vực đọc hiểu, Toán học, khoa học đồng thời cịn tìm hiểu cả về động cơ,
niềm tin vào bản thân cũng như các chiến lược học tập của học sinh. [4,
tr.12-14]
1.2. Đánh giá năng lực khoa học theo tiếp cận PISA
1.2.1. Năng lực khoa học theo tiếp cận PISA
PISA sử dụng thuật ngữ “năng lực khoa học” thay cho “khoa học” là
nhằm nhấn mạnh tầm quan trọng của những đánh giá khoa học PISA trong
việc áp dụng kiến thức khoa học ở các ngữ cảnh, tình huống cuộc sống.
Thuật ngữ “kiến thức khoa học” được sử dụng trong khung đánh giá PISA

bao gồm cả kiến thức khoa học và kiến thức về khoa học. Kiến thức khoa
học là kiến thức về thế giới tự nhiên ở các lĩnh vực chính như vật lí, hóa học,
khoa học sinh học, Trái đất và khoa học vũ trụ và công nghệ cơ sở khoa học.
Kiến thức về khoa học là kiến thức của các phương tiện nghiên cứu khoa học
và các mục tiêu nghiên cứu đề ra.
Theo cách tiếp cận của PISA, năng lực khoa học của cá nhân thể hiện
qua các khía cạnh về:
+ Kiến thức khoa học và sử dụng kiến thức đó để xác định các câu hỏi,
tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra kết luận
dựa trên bằng chứng về những vấn đề liên quan tới khoa học. “Kiến thức”
trong định nghĩa này hàm ý nhiều hơn là khả năng nhớ lại thông tin, sự kiện
và tên gọi. Định nghĩa bao gồm kiến thức về khoa học (kiến thức về thế giới
tự nhiên) và kiến thức về chính lĩnh vực khoa học đó. Kiến thức khoa học bao
gồm sự hiểu biết về những khái niệm và lý thuyết khoa học cơ bản, kiến thức
về khoa học bao gồm sự hiểu biết bản chất của khoa học như một hoạt động
của con người và sức mạnh cũng như hạn chế của kiến thức khoa học. Các
câu hỏi được xác định là những câu có thể trả lời được bằng nghiên cứu khoa
học, một lần nữa yêu cầu có kiến thức về khoa học cũng như kiến thức khoa

14


học về các chủ đề cụ thể có liên quan. Điều quan trọng là cá nhân phải
thường xuyên tiếp thu kiến thức mới không chỉ thông qua việc nghiên cứu
khoa học của mình, mà cịn thơng qua các nguồn tài nguyên như thư viện và
Internet. Rút ra kết luận dựa trên bằng chứng có nghĩa là hiểu biết, lựa chọn
và đánh giá thông tin và dữ liệu, tuy nhiên cần thấy rằng thường khơng có đủ
thơng tin để rút ra kết luận rõ ràng, nên cần phải suy đoán một cách thận
trọng và có ý thức về thơng tin sẵn có.
+ Sự hiểu biết về các đặc trưng của khoa học là một hình thức về tìm

hiểu và tri thức nhân loại. Sự hiểu biết về khoa học và công nghệ là trọng
tâm trong sự chuẩn bị của một người trẻ tuổi cho cuộc sống trong xã hội hiện
đại, cho phép cá nhân tham gia đầy đủ vào xã hội mà ở đó khoa học và cơng
nghệ đóng vai trị quan trọng. Sự hiểu biết này cũng trao quyền cho cá nhân
tham gia thích đáng vào việc xác định chính sách công, nơi mà những vấn đề
khoa học và công nghệ có tác động tới cuộc sống của họ. Sự hiểu biết về
khoa học và cơng nghệ góp phần quan trọng vào cuộc sống cá nhân, xã hội,
nghề nghiệp và văn hóa của tất cả mọi người. Đánh giá PISA bao gồm một
chuỗi các kiến thức khoa học và khả năng nhận thức có liên quan tới nghiên
cứu khoa học và giải quyết các mối quan hệ giữa khoa học và công nghệ.
Như vậy đưa ra đánh giá về kiến thức khoa học của học sinh bằng đánh giá
năng lực của học sinh trong việc kiến thức khoa học. PISA quan tâm với cả
hai khía cạnh nhận thức (cognitive) và tình cảm (effective) của năng lực học
sinh trong khoa học. Khi đánh giá năng lực khoa học, PISA quan tâm tới
những vấn đề có sự đóng góp kiến thức khoa học và vấn đề nào có liên quan
đến học sinh khi các em đưa ra quyết định, kể cả ở hiện tại hoặc tương lai.
PISA cũng quan tâm tới những khía cạnh ngồi nhận thức (non-cognitive).
+Nhận thức về việc khoa học và cơng nghệ tạo thành mơi trường tư
liệu, trí tuệ và văn hóa như thế nào.

15


+Sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học và các ý
tưởng khoa học như một cơng dân có suy nghĩ. Sẵn sàng tham gia vào các
vấn đề liên quan đến khoa học mang ý nghĩa rộng hơn so với việc ghi lại và
hành động theo yêu cầu; ở đây hàm ý là tiếp tục quan tâm, đưa ra ý kiến và
tham dự vào những vấn đề khoa học hiện tại và tương lai. Phần thứ hai của
lời phát biểu và những ý tưởng khoa học như một cơng dân biết suy nghĩ,
bao gồm các khía cạnh khác nhau về thái độ và giá trị của cá nhân đối với

khoa học. Câu này hàm ý là người nào có mối quan tâm tới các đề tài khoa
học, nghĩ về các vấn đề liên quan đến khoa học, sẽ quan tâm đến các vấn đề
công nghệ, tài nguyên và môi trường, và suy ngẫm về tầm quan trọng của
khoa học theo quan điểm cá nhân và xã hội.
Một học sinh có năng lực khoa học phát triển hơn sẽ chứng minh được
khả năng tạo ra và sử dụng các mơ hình khái niệm (conceptual model) để
đưa ra dự đốn và giải thích, phân tích những nghiên cứu khoa học, lấy dữ
liệu làm bằng chứng, đánh giá nhiều cách giải thích khác của các hiện tượng
giống nhau và đưa ra kết luận chính xác.
Thuật ngữ “năng lực khoa học” không chỉ là kiến thức và kĩ năng mà
thể hiện khả năng bao quát, những năng lực ở trung tâm của đánh giá khoa
học PISA (bảng 1.1), trong đó yêu cầu học sinh:
+ Xác định các vấn đề khoa học:
Năng lực xác định các vấn đề khoa học gồm nhận dạng các câu hỏi có
thể dùng nghiên cứu khoa học trong một tình huống đặt ra và xác định các từ
khóa để tìm kiếm thơng tin khoa học của một chủ đề đặt ra. Ngoài ra gồm
nhận dạng các đặc điểm chính của một nghiên cứu khoa học: ví dụ: nên so
sánh những gì, nên thay đổi hoặc kiểm sốt những biến nào, cần thêm những
thơng tin nào hoặc nên thực hiện những hành động để thu thập các dữ liệu
liên quan.
+ Giải thích các hiện tượng bằng khoa học:

16


Thể hiện năng lực giải thích các hiện tượng bằng khoa học gồm có áp
dụng kiến thức khoa học phù hợp trong một tình huống đưa ra. Năng lực ở
đây là mơ tả hoặc giải thích hiện tượng và dự đốn những thay đổi, bên cạnh
đó có thể là nhận dạng hoặc xác định những phần mơ tả, giải thích và dự

đốn thích hợp.
+ Sử dụng bằng chứng khoa học:
Năng lực sử dụng bằng chứng khoa học là tiếp cận thông tin khoa học
và xây dựng những lập luận, kết luận dựa trên bằng chứng khoa học. Năng
lực này bao gồm : lựa chọn từ kết luận khác liên quan đến chứng cứ; đưa ra
lý do cho hay chống lại một kết luận được đưa ra trong điều khoản của quá
trình mà kết luận được rút ra từ các dữ liệu được cung cấp , và xác định các
giả định trong việc đạt được một kết luận. Phản ánh về những tác động xã
hội của phát triển khoa học, công nghệ là một khía cạnh của khả năng này.
Bảng 1.1. Khung đánh giá năng lực khoa học trong PISA[4]
Các năng
Ngữ cảnh
Các tình

lực
• xác

định

huống cuộc các vấn đề
sống có liên khoa học
quan tới

• giải

thích

Các lĩnh vực
Kiến thức/ kĩ năng
Em biết gì:

-về thế giới tự nhiên (kiến thức khoa học)
-về

chính khoa học (kiến thức về khoa học

khoa học và các hiện
ảnh hưởng như thế nào ?
cơng nghệ tượng bằng
khoa học

Thái độ

• sử dụng

Em hưởng ứng các vấn đề khoa học như thế

bằng chứng nào: Quan tâm, Ủng hộ các tìm hiểu khoa
khoa học

học, Trách nhiệm

17


Bảng 1.2. Các cấp độ Năng lực Khoa học
Cấp độ của năng
lực

Đặc điểm

Cấp độ 1

- Nhận dạng các vấn đề có thể nghiên cứu bằng khoa học;

Xác định các vấn - Xác định các từ khóa để tìm kiếm thơng tin khoa học;
đề khoa học
Cấp độ 2
Giải thích các hiện
tượng bằng khoa
học

- Nhận dạng đặc điểm chính của một cuộc NCKH
- Áp dụng kiến thức khoa học trong tình huống đặt ra;
- Mơ tả hoặc giải thích các hiện tượng bằng khoa học và
dự báo những thay đổi;
- Xác định các phần giới thiệu, giải thích và dự đốn
thích hợp
Giải thích bằng chứng khoa học và đưa ra (make) và

Cấp độ 3
Sử dụng bằng
chứng khoa học

truyền tải (communicate) những kế luận;
- Xác định các giả thiết, bằng chứng và lý do đưa ra
những kết luận;
- Suy ngẫm những hệ quả (implication) về mặt xã hội
của sự phát triển khoa học và công nghệ

1.2.2. Các lĩnh vực và mức độ đánh giá năng lực theo PISA

Phần lớn những tình huống và vấn đề mà con người gặp phải trong
cuộc sống hàng ngày sẽ yêu cầu cần phải có một số hiểu biết về khoa học và
công nghệ trước khi hiểu rõ hoặc giải quyết chúng. Những vấn đề liên quan
tới khoa học và công nghệ đối diện với con người ở cấp cá nhân, cộng đồng,
quốc gia và thậm chí là tồn cầu. Một khía cạnh quan trọng của việc này là
học sinh sẽ giải quyết những câu hỏi khoa học như thế nào khi chúng xuất
hiện ở trường học. Một cuộc đánh giá cung cấp dấu hiệu ban đầu về việc học
sinh sẽ giải quyết như thế nào với các tình huống đa dạng có liên quan đến
khoa học và cơng nghệ trong cuộc sống tương lai. Do đó, để làm cơ sở cho

18


một cuộc đánh giá quốc tế về học sinh ở độ tuổi 15, có thể là hợp lý khi đưa
ra câu hỏi: “Điều gì quan trọng mà cơng dân cần biết, đánh giá và có thể thực
hiện trong những tình huống có liên quan tới khoa học và cơng nghệ?” Trả
lời câu hỏi này sẽ thiết lập cơ sở cho việc đánh giá học sinh về kiến thức, giá
trị và khả năng hơm nay của các em sẽ có liên quan như thế nào tới nhu cầu
của các em trong tương lai.
Câu hỏi PISA gồm có những khái niệm cơ bản về các mơn khoa học,
nhưng kiến thức đó phải được sử dụng trong các ngữ cảnh mà con người gặp
phải trong cuộc sống. Ngoài ra, con người thường gặp phải những tình
huống trong đó u cầu phải có sự hiểu biết nhất định về khoa học, đó chính
là q trình sn xuất kiến thức và đề xuất giải thích về thế giới tự nhiên. Hơn
nữa, con người cần phải nhận biết được những mối quan hệ bổ sung giữa
khoa học và công nghệ, cũng như công nghệ dựa trên khoa học xâm nhập và
tác động như thế nào tới bản chất của cuộc sống hiện đại.
Đối với con người, điều gì là quan trọng để họ có khả năng thực hiện
những cơng việc có liên quan tới khoa học. Mọi người thường phải rút ra kết
luận thích hợp từ bằng chứng và thông tin đã cho; họ phải đánh giá những

nhận xét của những người khác dựa trên cơ sở bằng chứng đưa ra và họ phải
phân biệt ý kiến cá nhân từ các báo cáo dựa trên bằng chứng.
Thơng thường, các bằng chứng có liên quan điều có tính khoa học,
nhưng khoa học đóng một vai trị tổng qt vì có liên quan tới tính hợp lý ở
những ý tưởng thử nghiệm và lý thuyết căn cứ trên bằng chứng. Tất nhiên,
điều này khơng có nghĩa phủ nhận việc khoa học bao gồm sức sáng tạo và trí
tưởng tượng, các thuộc tính này ln đóng vai trị trọng tâm trong việc thúc
đẩy sự hiểu biết của con người đối với thế giới.
Như đã trình bày ở trên, có năng lực về khoa học tức là học sinh cần
phải có hiểu biết nhất định về cách mà các nhà khoa học thu được dữ liệu và
đưa ra phần giải thích, và nhận ra những đặc điểm chính của nghiên cứu

19


khoa học và các dạng câu trả lời hợp lý từ khoa học. Ví dụ, các nhà khoa học
sử dụng những cách quan sát và thí nghiệm để thu thập dữ liệu về các đối
tượng, sinh vật và các sự kiện trong thế giới tự nhiên.
Các dữ liệu dùng để đưa ra phần giải thích sẽ trở thành kiến thức
chung của mọi người và có thể sử dụng trong nhiều hoạt động của con
người. Một số đặc điểm chính của khoa học bao gồm: việc thu thập và sử
dụng dữ liệu - thu thập dữ liệu được dẫn dắt bởi ý tưởng và khái niệm (đơi
khi cịn gọi là giả thuyết) và bao gồm các vấn đề có liên quan, ngữ cảnh và
tính chính xác; tính chất thăm dị của nhận định; sự sẵn sàng xem xét nghi
vấn; việc sử dụng các lập luận logic; kết nối giữa kiến thức hiện tại và lịch sử
và báo cáo phương pháp và quy trình dùng để thu thập bằng chứng.
Đối với các mục đích đánh giá, đặc điểm của định nghĩa PISA về năng
lực khoa học (scientific literacy) bao gồm 4 khía cạnh tương quan với nhau:
1) Ngữ cảnh (Context): nhận ra các tình huống liên quan đến khoa học
và cơng nghệ.

2) Kiến thức (Knowledge): hiểu biết về thế giới tự nhiên trên cơ sở
kiến thức khoa học trong đó bao gồm kiến thức về thế giới tự nhiên và kiến
thức về chính khoa học;
3) Năng lực (competencies): thể hiện năng lực khoa học trong đó bao
gồm xác định các vấn đề khoa học, giải thích các hiện tượng theo khoa học
và sử dụng bằng chứng khoa học;
4) Thái độ (attitude): thể hiện sự quan tâm đến khoa học, hỗ trợ tìm
hiểu khoa học và động lực để hành động có trách nhiệm, ví dụ, tài ngun
thiên nhiên và mơi trường.
Một khía cạnh quan trọng trong việc đánh giá lĩnh vực khoa học PISA
là tham gia (engagement) vào khoa học ở nhiều tình huống. Khi việc giải
quyết các vấn đề khoa học, việc lựa chọn các phương pháp và phép đại diện

20


(representation) thường phụ thuộc vào các tình huống có các vấn đề được
trình bày.
Các câu hỏi (item) PISA được xếp theo các nhóm (đề thi – unit) dựa
trên một phần dẫn chung (common stimulus) thiết lập ngữ cảnh cho câu hỏi.
Các ngữ cảnh được lựa chọn dựa trên mối quan tâm (interest) và cuộc sống
(life) của học sinh. Đánh giá lĩnh vực khoa học PISA không phải là
đánh

giá

các

ngữ

cảnh (context), mà đánh giá về các năng lực

(competencies), kiến thức (knowledge) và thái độ (attitude) khi đưa vào hoặc
có liên quan đến các ngữ cảnh, tình huống là một phần trong thế giới của học
sinh, có các nhiệm vụ được đặt vào. Các câu hỏi đánh giá (assessment items)
được bố trí đặt vào các tình huống của cuộc sống nói chung và không giới
hạn trong cuộc sống ở trường. Trong phần đánh giá lĩnh vực khoa học PISA ,
trọng tâm của các cây hỏi là dựa trên những tình huống liên quan tới bản
thân, gia đình và bạn bè (cá nhân – personal), đến cộng đồng (xã hội –
social) và tới cuộc sống trên toàn thế giới (toàn cầu – global). [4, tr. 13-23]
Đánh giá năng lực Khoa học trong PISA chia ra 6 mức độ, thể hiện ở
bảng 1.3:
Bảng 1.3. Sáu mức độ đánh giá năng lực Khoa học trong PISA 2012
Mức độ

Khả năng thực hiện của học sinh
Xác định, giải thích và áp dụng kiến thức khoa học và kiến thức
về các ngành khoa học trong nhiều tình huống phức tạp của cuộc

6

sống. Sử dụng kiến thức khoa học và xây dựng những cơ sở lý
luận để hỗ trợ cho các quyết định và đề xuất xung quanh các tình
huống con người, xã hội và toàn cầu.
Xác định các cấu phần khoa học của nhiều tình huống phức tạp

5

trong cuộc sống, áp dụng những khái niệm khoa học và kiến thức
về khoa học vào các tình huống này, sosánh, chọn lựa và đánh giá

21


bằng chứng khoa học thích hợp đáp ứngnhững tình huống trong
cuộc sống.
Lựa chọn và tích hợp các phần giải thích từ nhiều nguyên tắc
4

khoa học và công nghệ khac nhau, liên kết những phần phải thích
đó tới các khía cạnh của những tình huống trong cuộc sống.
Xác định các vấn đề khoa học được mô tả rõ ràng ở nhiều bối

3

cảnh. Lựa chọn các minh chứng và kiến thức để giải thích các hiện
tượng và áp dụng các mơ hình hoặc kế hoạch nghiên cứu.
Giải thích phù hợp với các bối cảnh quen thuộc hoặc rút ra kết

2

luận dựa trên những nghiên cứu đơn giản. Lập luận trực tiếp và
đưa ra những diễn giải theo nghĩa đen về những kết quả của
nghiên cứu khoa học hoặc giải quyết vấn đề cơng nghệ.
học sinh chỉ áp dụng được kiến thức đó vào một số ít các tình

1

huống quen thuộc. Trình bày phần giải thích được thể hiện rõ
ràng và làm theo hướng cho sẵn từ bằng chứng đã cho.

1.2.3. Đặc điểm câu hỏi lĩnh vực khoa học của PISA
Năng lực phổ thông của PISA được đánh giá qua các Unit (bài tập)
bao gồm phần dẫn “stimulus material” (có thể trình bày dưới dạng chữ, bảng,
biểu đồ,…) và theo sau đó là một số câu hỏi (item) được kết hợp với tài liệu
này.
Đây là một điểm quan trọng trong cách ra đề. Nó cho phép các câu hỏi
đi sâu hơn (so với việc sử dụng các câu hỏi hoàn toàn riêng rẽ – mỗi câu hỏi
lại đặt trong một bối cảnh mới hồn tồn). Điều này cũng cho phép học sinh
có thời gian suy nghĩ kĩ càng tài liệu (do ít tình huống hơn) mà sau đó có thể
được sử dụng trong đánh giá ở những góc độ khác nhau. Nó cũng cho phép
thuận lợi hơn trong việc gắn với tình huống thực trong cuộc sống. Việc cho
điểm của các câu trong một Unit là độc lập.[3]

22


Các kiểu câu hỏi được sử dụng (trong các UNIT):
+Câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn;
+Câu hỏi Có – Khơng, Đúng – Sai phức hợp;
+Câu hỏi đóng địi hỏi trả lời dựa trên những trả lời có sẵn.
+Câu hỏi mở đòi hỏi trả lời ngắn.
+Câu hỏi mở đòi hỏi trả lời dài (khi chấm sẽ phải tách ra từng phần để
cho điểm).
PISA sử dụng thuật ngữ coding (mã hóa), khơng sử dụng khái niệm
chấm bài vì mỗi một mã của câu trả lời được quy ra điểm số tùy theo câu
hỏi.
Các câu trả lời đối với các câu hỏi nhiều lựa chọn hoặc câu trả lời của
một số câu hỏi trả lời ngắn được xây dựng trước sẽ được nhập trực tiếp vào
phần mềm nhập dữ liệu.

Mã của các câu hỏi thường là 0, 1, 2, 9 hoặc 0, 1, 9 tùy theo từng câu
hỏi. Các mã thể hiện mức độ trả lời bao gồm: mức đạt được tối đa cho mỗi
câu hỏi và được quy ước gọi là “Mức tối đa”, mức “Không đạt” mô tả các
câu trả lời không được chấp nhận và bỏ trống không trả lời. Một số câu hỏi
có thêm “Mức chưa tối đa” cho những câu trả lời thỏa mãn một phần nào đó.
Cụ thể:
+Mức tối đa (Mức đầy đủ) : Mức cao nhất (mã 1 trong câu có mã 0, 1,
9 hoặc mã 2 trong câu có mã 0, 1, 2, 9). Ở đây hiểu là điểm.
+Mức chưa tối đa (Mức khơng đầy đủ) (mã 1 trong câu có mã 0, 1, 2,
9).
+Không đạt: Mã 0, mã 9. Mã 0 khác mã 9.

23