Luận văn thạc sĩ tổ chức dạy học chương chất khí vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Huy

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”
VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN
CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Huy

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”
VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN
CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số

: 8140111
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGÔ VĂN THIỆN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng cơng bố trong một
cơng trình nào khác.
Tác giả

Nguyễn Thị Huy


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình nghiên cứu và hồn thành luận văn, tôi đã nhận được sự
hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ q thầy cơ, gia đình, bạn bè và các em học sinh.
Vì vậy, tơi xin bày tỏ lịng tri ân sâu sắc đến:
TS. Ngơ Văn Thiện – người hướng dẫn khoa học đã luôn hướng dẫn, giúp đỡ
và động viên tơi trong suốt q trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, phịng Sau
đại học, khoa Vật lí và q thầy cơ đã giảng dạy tận tình, truyền đạt những kiến
thức quý báu trong suốt q trình tơi tham gia học tập và nghiên cứu tại trường.
Thầy Hiệu trưởng, giáo viên chủ nhiệm và tập thể học sinh lớp 10A9 trường
THPT Nguyễn Thị Diệu đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tơi hồn thành đợt
thực nghiệm sư phạm tại trường.
Gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh, giúp đỡ và động viên tơi trong suốt q
trình học tập và nghiên cứu.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 3 năm 2019
Tác giả

Nguyễn Thị Huy


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
Danh mục các đồ thị
Danh mục các sơ đồ
Danh mục các biểu đồ
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN ................................................................................... 6
1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu....................................................................... 6
1.2. Năng lực thực nghiệm ....................................................................................... 7
1.2.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm .............................................................. 7
1.2.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm ................................................................. 7
1.2.3. Đánh giá năng lực thực nghiệm .............................................................. 12
1.3. Phương pháp thực nghiệm............................................................................... 16
1.3.1. Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm ................................................ 16
1.3.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm ................................................ 17
1.3.3. Ứng dụng phương pháp thực nghiệm vào trong dạy học Vật lí ............. 19
1.3.4. Tiến trình dạy học theo các giai đoạn của phương pháp
thực nghiệm ............................................................................................. 22
1.3.5. Thí nghiệm Vật lí trong dạy học theo các giai đoạn của phương
pháp thực nghiệm .................................................................................... 23

1.4. Mối liên hệ giữa tổ chức dạy học theo các giai đoạn của phương

pháp

thực nghiệm và sự phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh ................ 26
Kết luận chương 1................................................................................................... 28
Chương 2. XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG
“CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN
CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH ........ 29


2.1. Mục tiêu dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT..................................... 29
2.1.1. Mục tiêu về kiến thức .............................................................................. 29
2.1.2. Mục tiêu về phát triển năng lực ............................................................... 29
2.2. Cấu trúc chương “chất khí” trong chương trình Vật lí THPT ......................... 30
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10
THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát
triển năng lực thực nghiệm của học sinh. ...................................................... 32
2.3.1. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte ................................... 32
2.3.2. Quá trình đẳng tích. Định luật Charles .................................................... 47
2.3.3. Q trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac.............................................. 61
2.4. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh qua q
trình học tập chương “chất khí” Vật lí 10 THPT........................................... 74
Kết luận chương 2................................................................................................... 81
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................. 82
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ............................................................... 82
3.2. Đối tượng, thời gian và địa điểm thực nghiệm sư phạm ................................. 82
3.3. Mẫu nghiên cứu ............................................................................................... 82
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 84

3.5. Những thuận lợi và khó khăn trong q trình thực nghiệm sư phạm ............. 85
3.5.1. Thuận lợi .................................................................................................. 85
3.5.2. Khó khăn .................................................................................................. 85
3.6. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 85
3.7. Diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm ...................................................... 88
3.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 95
3.9. Thảo luận ...................................................................................................... 108
Kết luận chương 3................................................................................................. 110
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA ĐỀ TÀI ..................................................... 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 112
PHỤ LỤC


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết đầy đủ

Chữ viết tắt

1

GV

Giáo viên

2

HS

Học sinh

3

NL

Năng lực

4

NLTN

Năng lực thực nghiệm

5

PPTN

Phương pháp thực nghiệm

6

TN

Thí nghiệm

7

THPT

Trung học phổ thông

8

TNSP

Thực nghiệm sư phạm


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Các tiêu chí đánh giá ứng với từng thành tố của NLTN ......................... 9

Bảng 1.2.

Các mức độ ứng với mỗi tiêu chí của NLTN ....................................... 12

Bảng 1.3.

Loại TN và mục đích TN sử dụng trong từng giai đoạn của PPTN ..... 25

Bảng 1.4.

Mối liên hệ giữa các giai đoạn của PPTN và NLTN ............................ 27

Bảng 2.1.

Đơn vị kiến thức bài 1. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle –
Mariotte ................................................................................................. 33

Bảng 2.2.

Đơn vị kiến thức bài 2. Q trình đẳng tích. Định luật Charles ........... 48

Bảng 2.3.

Đơn vị kiến thức bài 3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac .... 62

Bảng 2.4.

Rubric đánh giá NLTN của HS............................................................. 74

Bảng 3.1.

Điểm của từng tiêu chí ứng với thành tố "NL xác định vấn đề
nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học ........ 95

Bảng 3.2.

Kết quả đánh giá thành tố "NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa
ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học ....................................... 98

Bảng 3.3.

Điểm trung bình của thành tố"NL xác định vấn đề nghiên cứu và
đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học ................................ 99

Bảng 3.4.

Kết quả đánh giá thành tố "NL thiết kế phương án TN" của HS
qua 3 bài học ....................................................................................... 101

Bảng 3.5.

Điểm trung bình của thành tố "NL thiết kế phương án TN" của HS
qua 3 bài học ....................................................................................... 102

Bảng 3.6.

Kết quả đánh giá thành tố "NL tiến hành phương án TN" của HS
qua 3 bài học ....................................................................................... 104

Bảng 3.7.

Điểm trung bình của thành tố "NL tiến hành phương án TN" của
HS qua 3 bài học ................................................................................. 104
105

Bảng 3.8.

Kết quả đánh giá thành tố "NL phân tích, xử lí và trình bày kết
quả TN" của HS qua 3 bài học............................................................ 106

Bảng 3.9.

Điểm trung bình của thành tố "NL phân tích, xử lí và trình bày kết
quả TN" của HS qua 3 bài học............................................................ 107

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Bộ TN Boyle – Mariotte ........................................................................... 36
Hình 2.2. Bộ TN Charles .......................................................................................... 50
Hình 2.3. Bộ TN Gay Luy - xác ............................................................................... 64
Hình 3.1. Bộ TN Boyle – Mariotte của nhóm 1 ....................................................... 90
Hình 3.2. Boyle – Mariotte của nhóm 2 ................................................................... 91


DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 2.1. Đường đẳng nhiệt.................................................................................. 44
Đồ thị 2.2. Đường đẳng tích.................................................................................... 60
Đồ thị 2.3. Đường đẳng áp ...................................................................................... 73
Đồ thị 3.1. Kết quả điểm trung bình của thành tố "NL xác định vấn đề nghiên
cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học .................. 100
Đồ thị 3.2. Kết quả đánh giá thành tố "NL thiết kế các phương án TN" của
HS qua 3 bài học ................................................................................. 103
Đồ thị 3.3. Kết quả đánh giá thành tố "NL tiến hành phương án TN" của HS
qua 3 bài học ....................................................................................... 105
Đồ thị 3.4. Kết quả đánh giá thành tố "NL phân tích, xử lí và trình bày kết
quả TN" của HS qua 3 bài học............................................................ 107


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ của NLTN ......................................... 11
Sơ đồ 1.2. Tiến trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN .................................... 23
Sơ đồ 1.3. Phân loại TN Vật lí ................................................................................. 24


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Kết quả khảo sát những cách mà GV thường dùng để mở đầu

bài học ................................................................................................. 83
Biểu đồ 3.2. Kết quả khảo sát về mức độ các hoạt động của HS trong giờ học
Vật lí ................................................................................................... 83
Biểu đồ 3.3. Kết quả khảo sát về mức độ các hoạt động của HS vận dụng
kiến thức ............................................................................................. 83
Biểu đồ 3.4. Kết quả khảo sát về cách tổ chức dạy học Vật lí HS thích ................. 84


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Sau 30 năm đổi mới, Việt Nam đang dần thốt khỏi tình trạng kinh tế trì trệ và
vươn lên nằm trong nhóm các nước đang phát triển ở khu vực Đông Nam Á. Tuy
nhiên, sự phát triển kinh tế của nước ta chưa thật sự bền vững. Nguyên nhân chủ
yếu do chất lượng nguồn nhân lực và năng lực cạnh tranh kinh tế dựa trên tri thức
của nước ta chưa được chú trọng đúng mức. Nhằm hướng tới sự phát triển bền
vững, các cuộc họp quốc hội đã không ngừng kêu gọi tăng cường đổi mới hệ thống
giáo dục quốc dân nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, bằng cách trang bị
cho thế hệ tương lai nền tảng tri thức vững chắc và năng lực thích ứng với sự biến
đổi về kinh tế, xã hội tồn cầu. Vì vậy, đổi mới giáo dục là vấn đề mang tính cấp
thiết hàng đầu hiện nay.
Theo nghị quyết số 88/2014/QH13, ngày 28 tháng 11 năm 2014 của Quốc hội
quy định: “Đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo
chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết
hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục
nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất
và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi HS”.
“Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ
phương pháp dạy học theo lối “truyền thụ một chiều” sang dạy cách học, cách vận
dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành NL và phẩm chất; đồng thời phải

chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra,
đánh giá NL, vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm tra đánh giá
kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập nhằm nâng cao chất
lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục” (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2014).
Trong thế kỉ 21, một trong những NL quan trọng và cần thiết phải bồi dưỡng
cho học sinh đó là NLTN. Trong đề thi chọn HS giỏi quốc gia mơn Vật lí năm
2017, có đưa vào bài thi thực nghiệm, điều này cho thấy những chuyển biến tích
cực trong nhận thức của GV về việc bồi dưỡng NLTN cho HS. Tuy nhiên, việc bồi


2
dưỡng NLTN cho HS tại các trường THPT vẫn chưa được thực hiện đồng bộ và chú
trọng đúng mức.
Trong dạy học Vật lí ở trường phổ thơng, để bồi dưỡng NLTN cho HS, người
GV cần phải nghiên cứu chiến lược dạy học và vận dụng các phương pháp dạy học
sao cho phù hợp với từng đối tượng HS và điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường.
Ngày nay, có rất nhiều phương pháp dạy học mới được đề xuất, mỗi phương pháp
có những chức năng và ưu điểm riêng. Vì vậy, chúng được vận dụng sao cho phù
hợp với từng mục đích dạy học khác nhau. Ngồi ra, các nhà nghiên cứu giáo dục
cho rằng, nội dung kiến thức thuộc mỗi môn học được nghiên cứu và khám phá
bằng những con đường khác nhau. Điều này có nghĩa là con đường xây dựng kiến
thức Tốn học, Hóa học khơng giống như con đường xây dựng kiến thức Vật lí.
Trong chương trình Vật lí phổ thơng, phần lớn các kiến thức được xây dựng bằng
con đường thực nghiệm. Vì vậy, việc tổ chức dạy học dựa trên PPTN theo như tiến
trình của các nhà khoa học thực nghiệm để HS kiến tạo kiến thức Vật lí là một trong
những cách phát huy tối đa NLTN cho HS. Chúng tôi cho rằng PPTN sẽ giúp cho
HS phát triển kĩ năng phát hiện và giải quyết vấn đề thuộc lĩnh vực khoa học tự
nhiên trong cuộc hành trình khám phá ra tri thức và ứng dụng tri thức đã lĩnh hội để
giải quyết vấn đề mà họ gặp phải trong thực tiễn cuộc sống.
Trong chương trình Vật lí 10, chương “chất khí” có nhiều nội dung kiến thức

được xây dựng chủ yếu từ thực nghiệm. Vì vậy, chúng tơi có thể thiết kế tiến trình
dạy học cho các kiến thức này phỏng theo các giai đoạn của PPTN; điều này sẽ giúp
HS vừa lĩnh hội được các tri thức Vật lí, vừa rèn luyện tư duy và phát triển NLTN.
Hiện nay, ở nước ta đã có nhiều tài liệu, cơng trình, luận văn nghiên cứu cách
thiết kế tiến trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN. Tuy nhiên, các nghiên cứu
trong cơng trình trước đây chưa chú trọng vào việc phát triển năng lực nói chung và
NLTN nói riêng. Các nghiên cứu của họ tập trung vào việc dạy học phát huy tính
tích cực và tạo hứng thú học tập cho HS. Vì vậy, hướng nghiên cứu phát triển
NLTN sẽ phù hợp với xu hướng thay đổi cách giảng dạy các mơn khoa học cơng
nghệ trong nhà trường. Với những lí do trên, mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi là


3
nhằm vào nghiên cứu đề tài: “Tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT
theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm”.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng hệ thống quan điểm lí luận về dạy học theo các giai đoạn của PPTN
để tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT nhằm phát triển NLTN của
HS.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của
PPTN thì có thể phát triển được NLTN của HS.
4. Đối tượng nghiên cứu
Quá trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo
các giai đoạn của PPTN.
NLTN của HS trong quá trình học tập một số kiến thức chương “chất khí” Vật
lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN.
5. Phạm vi nghiên cứu
Quá trình tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai
đoạn của PPTN cho HS ở trường THPT tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu trên, chúng tôi đề ra những nhiệm vụ nghiên
cứu sau đây:
Nghiên cứu cơ sở lí luận về PPTN trong nghiên cứu khoa học Vật lí, về dạy
học theo các giai đoạn của PPTN và về NLTN.
Điều tra thực trạng dạy học theo các giai đoạn của PPTN và NLTN của HS tại
trường THPT trước khi tiến hành TNSP.
Tìm hiểu trang thiết bị TN dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 ở trường phổ
thông để tiến hành TNSP.
Thiết kế tiến trình và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật
lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN.
Xây dựng công cụ và phương pháp đánh giá NLTN của HS qua q trình học
tập chương “chất khí” Vật lí 10.


4
Tiến hành TNSP.
Phân tích, đánh giá kết quả, thảo luận và rút ra nhận xét về tính hiệu quả của
đề tài.
7. Phương pháp nghiên cứu
a. Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu cơ sở lí luận về PPTN trong nghiên cứu khoa học Vật lí, về dạy
học theo các giai đoạn của PPTN cho học sinh và về NLTN.
Nghiên cứu các kiến thức trong chương “chất khí” Vật lí 10 THPT.
b. Phương pháp quan sát
Quan sát quá trình học tập trên lớp để phân tích, đánh giá các thuận lợi, khó
khăn trong việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN và theo dõi sự phát
triển NLTN qua quá trình học tập của HS.
c. Phương pháp điều tra
Điều tra về thực trạng dạy học theo các giai đoạn của PPTN trước khi tiến

hành thực nghiệm sư phạm.
Điều tra về NLTN của HS trước khi tiến hành TNSP.
d. Phương pháp thực nghiệm
Tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 tại lớp học theo tiến trình dạy
học đã xây dựng, tương ứng với nhiệm vụ nghiên cứu đã đề ra.
e. Phương pháp thống kê
Phân tích và xử lí kết quả thu được từ thực nghiệm bằng phần mềm thống kê.
8. Đóng góp của luận văn
Góp phần làm rõ thêm cơ sở lí luận về việc vận dụng các giai đoạn của PPTN
trong dạy học Vật lí nhằm phát triển NLTN của HS, về NLTN và đánh giá NLTN.
Xây dựng tiến trình và tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT
theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS.
Kết quả nghiên cứu có thể làm tư liệu tham khảo cho GV và HS trong q
trình dạy và học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT.


5
9. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm phần mở đầu, ba chương nội dung, phần kết luận và kiến nghị
của đề tài, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục.
Ba chương của luận văn có nội dung như sau:
Chương 1: Cơ sở lí luận
Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí”
Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.


6
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN
1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Hiện nay, xu hướng mới trong dạy học nói chung và dạy học Vật lí nói riêng
là dạy học định hướng phát triển NL của HS. Theo định hướng này, HS khơng cịn
tiếp thu kiến thức thụ động do GV cung cấp mà phải tự chiếm lĩnh kiến thức thông
qua hoạt động học tập.
Xuất phát từ mục tiêu dạy học theo định hướng phát triển NL nói trên, chúng
tôi nhận thấy NLTN là một trong những NL quan trọng, cần thiết phải bồi dưỡng
cho HS khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Do đó, trong khn khổ luận văn này,
chúng tôi nghiên cứu việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN để hình
thành và phát triển NLTN cho HS.
Hiện nay, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về NLTN trên nhiều lĩnh vực như
luận văn của: Nguyễn Huy Thái (2016) “Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần
dao động cơ, Vật lí 12 bằng phần mềm Macromedia Flash nhằm nâng cao năng lực
thực nghiệm cho học sinh”; Trương Xuân Cảnh (2015) “Xây dựng và sử dụng bài
tập để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học cơ thể thực vật –
sinh học 11 Trung học phổ thơng”; Vũ Tiến Tình (2017) “Sử dụng phương tiện trực
quan trong dạy học một số khái niệm hóa học sơ bản ở trường Trung học cơ sở
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh”.
Ngồi ra, cịn có một số bài báo cơng bố kết quả nghiên cứu về NLTN như:
“Xây dựng chuyên đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học
sinh THPT chuyên” của Nguyễn Văn Biên; “Biện pháp hình thành năng lực thực
nghiệm cho sinh viên Sư phạm Vật lí” của Trần Thị Thanh Thư; “Xây dựng các tiêu
chí đánh giá năng lực thực nghiệm dựa trên thí nghiệm tự tạo” của Nguyễn Hồng
Anh.
Qua đó cho thấy, nghiên cứu về định hướng phát triển NLTN cho HS đã có
nhiều tác giả quan tâm. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu về tổ chức dạy học theo các
giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS chưa có tác giả nào đề cập đến.
Vì vậy, trong khn khổ luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu về việc tổ


7

chức dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN
nhằm phát triển NLTN cho HS.
1.2. Năng lực thực nghiệm
1.2.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm
Trong từ điển Tiếng Việt, khái niệm NLTN được định nghĩa như sau: NLTN là khả
năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành
động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống.
Theo Trương Xuân Cảnh, “NLTN của HS THPT là sự làm chủ những hệ
thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành chúng một cách hợp lí để thực hiện
thành cơng nhiệm vụ thực nghiệm trong quá trình học tập ở trường THPT” (Trương
Xuân Cảnh, 2015).
Theo Phạm Hữu Tòng, “NLTN với tư cách là NL nhận thức khoa học, được
hiểu là năng lực nghĩ ra (thiết kế) phương án TN khả thi cho phép đề xuất hoặc
kiểm tra những giả thuyết hay phỏng đoán khoa học và thực hành được TN thành
công để rút ra kết luận cần thiết (chứ không đơn thuần là NL thao tác TN, hiểu theo
nghĩa là NL thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát và đo đạc)” (Phạm Hữu Tòng,
2004).
Dựa vào những định nghĩa trên, chúng tơi thấy rằng khó có thể đưa ra một
định nghĩa chung nhất về NLTN, vì vậy trong nghiên cứu này chúng tơi đưa ra định
nghĩa NLTN mang tính liệt kê như sau: NLTN là khả năng thiết kế, tiến hành, xử lí
kết quả TN nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết (dự đoán) đã đề ra.
1.2.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm
NLTN là một trong những NL quan trọng nhất mà HS cần hình thành và phát
triển thơng qua dạy học Vật lí. Khi muốn nghiên cứu và đánh giá NLTN, nhà
nghiên cứu cần phải làm rõ các yếu tố cấu trúc nên nó. Mỗi yếu tố cấu trúc chúng
tôi gọi là NL thành phần (thành tố) của NLTN.
Trong mơ hình khám phá khoa học như sự nghiên cứu kép (Scientific
Discovery as Dual Search – SDSS, 2000), Klahr đề xuất mơ hình phát triển NL,
theo đó NLTN gồm 3 thành tố: tìm kiếm giả thuyết, kiểm chứng giả thuyết và đánh

8
giá bằng chứng. Hammann (2004) đề xuất mơ hình NLTN bao gồm: nghiên cứu giả
thuyết, nghiên cứu TN và phân tích dữ liệu (Trương Xuân Cảnh, 2015).
Quan điểm của các nhà nghiên cứu cho thấy NLTN bao gồm 4 thành tố sau
(Nguyễn Văn Biên, 2013):
-

NL xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết;

-

NL thiết kế các phương án TN;

-

NL tiến hành phương án TN đã thiết kế;

-

NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả.
Trong khuôn khổ của luận văn này, chúng tôi dựa vào 4 thành tố đã nêu ở trên

để đánh giá NLTN của HS. Vì vậy, chúng tơi sẽ tiến hành phân tích và làm rõ từng
thành tố dựa trên cơng trình nghiên cứu của Trương Xn Cảnh (Trương Xn
Cảnh, 2015) như sau:
 NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết
-

Giả thuyết thực nghiệm là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định có giá

trị về bản chất sự vật được đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ.

-

NL hình thành giả thuyết thực nghiệm là khả năng người học đưa ra những
nhận định sơ bộ hay kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật.

 NL thiết kế các phương án TN
-

Phương án TN là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thực nghiệm
trong hồn cảnh, điều kiện nhất định nào đó để thu được kết quả thực nghiệm
mong muốn.

-

NL thiết kế phương án TN là khả năng người học đề xuất được các yếu tố
cần thiết cho việc triển khai thực nghiệm; bố trí TN và xác định quy trình
tiến hành thực nghiệm để thu được kết quả mong muốn.

 NL tiến hành phương án TN đã thiết kế
-

NL tiến hành phương án TN là khả năng người học sử dụng hợp lí, có hiệu
quả các thiết bị, dụng cụ và quy trình thao tác kĩ thuật để tiến hành thực
nghiệm và quan sát, ghi chép, thu thập kết quả trong quá trình thực nghiệm.

 NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả

9
-

NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả là khả năng người học xử lí được kết
quả thực nghiệm thu được, trình bày mối liên hệ giữa các dữ liệu thực
nghiệm (vẽ bảng biểu, sơ đồ, biều đồ, đồ thị), phân tích mối quan hệ nhân
quả để rút ra tính quy luật và đưa ra những kết luận có tính giá trị từ kết quả
thực nghiệm thu được.
Khi muốn đánh giá sự phát triển NLTN, nhà nghiên cứu cần làm rõ nội hàm

bằng cách chỉ ra các thành tố cấu trúc nên nó. Sau đó, xây dựng cơng cụ đánh giá
thơng qua các tiêu chí cụ thể của từng thành tố. Mỗi thành tố của NLTN bao gồm
các tiêu chí được trình bày cụ thể trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Các tiêu chí đánh giá ứng với từng thành tố của NLTN
Thành tố

Tiêu chí đánh giá

1. NL xác định vấn đề nghiên 1.1. Quan sát, nhận ra dấu hiệu chung của sự
cứu và đưa ra dự đoán, giả
thuyết

vật hiện tượng.
1.2. Nhận ra vấn đề cần nghiên cứu.
1.3. Đặt ra những câu hỏi về vấn đề cần nghiên
cứu.
1.4. Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu.
1.5. Đề xuất giả thuyết
1.6. Từ giả thuyết, suy luận ra hệ quả có thể
kiểm tra bằng TN.

2. NL thiết kế các phương án TN 2.1. Xác định mục đích TN.
2.2. Xác định đại lượng cần đo.
2.3. Đề xuất cách thay đổi và cách đo các đại
lượng có trong TN.
2.4. Xác định các dụng cụ TN cần sử dụng.
2.5. Mơ tả cách bố trí TN.
3. NL tiến hành phương án TN 3.1. Lắp ráp dụng cụ TN.
đã thiết kế

3.2. Tiến hành TN.
3.3. Quan sát hiện tượng xảy ra.


10
Thành tố

Tiêu chí đánh giá
3.4. Đọc giá trị các đại lượng cần đo.
3.5. Ghi lại kết quả vào bảng kết quả TN.

4. Năng lực phân tích, xử lí và 4.1. Tính tốn kết quả đo được.
trình bày kết quả

4.2. Tính toán sai số
4.3. Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng đồ
thị.
4.4. Nhận xét tính đúng đắn của giả thuyết đã
đề xuất và kết luận rút ra từ khái quát hóa
kết quả TN.

4.5. Đánh giá, cải tiến phép đo.

Những biểu hiện của các thành tố cấu trúc nên NLTN được cụ thể hóa qua 3
phương diện của học sinh: Kiến thức, kĩ năng và thái độ trong quá trình học tập bộ
mơn Vật lí được trình bày trong sơ đồ 1.1 (Lê Đình Trung & Phan Thị Thanh Hội,
2016).


11

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

KĨ NĂNG
KIẾN THỨC
+ Kiến thức vật lí liên
quan đến quá trình khảo
sát.
+ Kiến thức về thiết bị,
an tồn.
+ Kiến thức về xử lí số
liệu, kiến thức về sai số
+ Kiến thức về biểu diễn
số liệu dưới dạng bảng
biểu, đồ thị.

+ Thiết kế phương án TN
+ Chế tạo dụng cụ
+ Lựa chọn dụng cụ
+ Lắp ráp dụng cụ TN
+ Thay đổi các đại lượng

+ Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh
dụng cụ đo, đọc số liệu

+ Sửa chữa các sai hỏng thông
thường
+ Quan sát diễn biến hiện tượng
THÁI ĐỘ

+ Ghi lại kết quả

+ Thái độ kiên nhẫn

+ Biểu diễn kết quả bằng bằng
bảng biểu, đồ thị

+ Thái độ trung thực
+ Thái độ tỉ mỉ
+ Thái độ hợp tác

+ Tính tốn sai số
+ Biện luận, trình bày kết quả
+ Tự đánh giá, cải thiện phép đo

+ Thái độ tích cực

Sơ đồ 1.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ của NLTN


12
1.2.3. Đánh giá năng lực thực nghiệm

Đánh giá NLTN về cơ bản là đánh giá tham chiếu tiêu chí. Dựa trên những
tiêu chí ứng với từng thành tố của NLTN, chúng tơi sẽ tiến hành phân tích biểu hiện
của mỗi cá nhân HS để đánh giá sự phát triển NLTN. Tuy nhiên, biểu hiện của mỗi
HS ở các mức độ là khác nhau. Vì vậy, muốn đánh giá NLTN cần chia ra các mức
độ theo thứ tự tăng dần ứng với mỗi biểu hiện. Theo khung đánh giá NLTN này,
ứng với mỗi tiêu chí chúng tơi đề xuất 4 mức độ cụ thể như sau:
-

Mức 0 (0 điểm). HS không thực hiện được nhiệm vụ nào

-

Mức 1 (1 điểm). HS hoàn thành được nhiệm vụ hoặc một phần của nhiệm vụ
dưới sự hỗ trợ của GV

-

Mức 2 (2 điểm). HS tự hồn thành nhiệm vụ nhưng cịn sai sót nhỏ.

-

Mức 3 (3 điểm). HS tự hoàn thành tốt nhiệm vụ

Bảng 1.2. Các mức độ ứng với mỗi tiêu chí của NLTN
Mức độ đạt được
Thành tố

Tiêu chí

1.1.

Quan

sát,

1.

NL

xác

định nhận ra dấu hiệu

vấn

đề chung của sự vật,

nghiên cứu hiện tượng
và đưa ra 1.2.
dự

Nhận ra vấn

đoán, đề cần nghiên cứu

giả thuyết

1.3.

Đặt ra những

câu hỏi về vấn đề
nghiên cứu
1.4.

Phát biểu vấn

đề cần nghiên cứu
1.5.
thuyết

Đề xuất giả

Mức 0

Mức 1

Mức 2

Mức 3

(0 điểm)

(1 điểm)

(2 điểm)

(3 điểm)

13
Mức độ đạt được
Thành tố

Tiêu chí

1.6.

Từ giả thuyết,

suy luận ra hệ quả có
thể kiểm tra bằng TN
2.

NL

2.1. Xác định mục

thiết kế các đích TN
phương án 2.2. Xác định đại
lượng cần đo

TN

2.3.

Đề xuất cách

thay đổi và cách đo
các đại lượng có

trong TN
2.4. Xác định các
dụng cụ TN cần sử
dụng.
2.5.

Mô tả cách bố

trí TN
3.

NL

3.1. Lắp ráp dụng cụ

tiến hành

TN

phương án

3.2. Tiến hành TN

TN

3.3. Quan sát hiện
tượng xảy ra
3.4. Đọc giá trị các
đại lượng cần đo
3.5. Ghi lại kết quả

vào bảng kết quả TN

4.

NL

4.1. Tính tốn kết

Mức 0

Mức 1

Mức 2

Mức 3

(0 điểm)

(1 điểm)

(2 điểm)

(3 điểm)