Phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh thông qua việc sử dụng bài tập định tính trong dạy học chương “các định luật bảo toàn” vật lý 10
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.25 MB, 109 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
LẠI THANH HẢI
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO
HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP
ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH
LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC GIÁO DỤC
ĐÀ NẴNG, NĂM 2018
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
LẠI THANH HẢI
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO
HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP
ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH
LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÝ 10
Chun ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 60140111
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
TS. Nguyễn Thanh Hải
ĐÀ NẴNG, NĂM 2018
Đà Nẵng, tháng 9 năm 2016
I
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các số
liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và
chưa từng cơng bố trong bất kì một cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn
Lại Thanh Hải
II
Lời cảm ơn
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin chân thành
cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban Chủ nhiệm,
quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng và
quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình
học tập.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các thầy cô
giáo tổ Vật lý trường THPT Nguyễn Hiền thành phố Đà Nẵng đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận
văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự hướng dẫn tận
tình của thầy giáo hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Hải trong suốt
thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Tác giả cảm ơn tập thể lớp Cao học Vật lý khóa 32 đã giúp đỡ,
đóng góp nhiều ý kiến trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn
bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn
này.
Đà Nẵng, tháng 01 năm 2018
Tác giả
Lại Thanh Hải
III
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan ..……………………………………..…………………………………………….......... I
Lời cảm ơn ……………………………………………..………………………………………............. II
Mục lục ………………………………………………………………………………………………… III
Tóm tắt đề tài bằng hai ngơn ngữ tiếng Việt và tiếng Anh ………………………………. V
Danh mục viết tắt …………………………………………………………………………………….. IX
Danh mục bảng biểu hình vẽ………………………………………………………………………. X
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................................... 1
2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu .............................................................................................. 2
3. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................................ 3
4. Giả thuyết khoa học .............................................................................................................. 3
5. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 4
6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ........................................................................................... 4
7. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................... 4
8. Đóng góp của đề tài .............................................................................................................. 5
9. Cấu trúc của luận văn............................................................................................................ 5
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THƠNG
QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH ................................................................. 6
1.1. Năng lực tư duy và năng lực tư duy vật lý ....................................................................... 6
1.1.1. Năng lực và năng lực tư duy .......................................................................................... 6
1.1.2. Năng lực tư duy vật lý .................................................................................................... 7
1.1.3. Các biểu hiện cơ bản của năng lực tư duy vật lý .......................................................... 8
1.1.4. Vai trò của năng lực tư duy vật lý đối với việc học tập mơn Vật lý .......................... 10
1.1.5. Các tiêu chí đánh giá sự phát triển năng lực tư duy vật lý ......................................... 11
1.2. Bài tập định tính ............................................................................................................... 14
1.2.1. Khái niệm về bài tập định tính ..................................................................................... 14
1.2.2. Phân loại, các hình thức thể hiện và phương pháp giải bài tập định tính .................. 14
1.2.3. Vị trí của bài tập định tính trong hệ thống bài tập vật lý ............................................ 17
1.2.4. Vai trị của bài tập định tính đối với việc phát triển năng lực tư duy vật lý cho học
sinh ........................................................................................................................................... 19
1.3. Một số vấn đề về tổ chức hoạt động nhận thức gắn với việc sử dụng bài tập định tính
để phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh.................................................................. 20
IV
1.3.1. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý .............................. 20
1.3.2. Quy trình lựa chọn các bài tập định tính gắn với việc phát triển năng lực tư duy
trong dạy học vật lý ................................................................................................................. 24
1.3.3. Các biện pháp tăng cường sử dụng bài tập định tính nhằm phát triển năng lực tư duy
vật lý cho học sinh ................................................................................................................... 25
1.4. Thực trạng về vấn đề sử dụng bài tập định tính gắn với việc phát triển năng lực tư duy
vật lý cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông hiện nay................................ 30
1.4.1. Đánh giá thực trạng....................................................................................................... 30
1.4.2. Nguyên nhân thực trạng ............................................................................................... 31
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ........................................................................................................ 32
CHƢƠNG 2. LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY
HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 THEO HƢỚNG
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH ............................. 33
2.1. Cấu trúc và đặc điểm nội dung chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 ............... 33
2.1.1. Cấu trúc nội dung .......................................................................................................... 33
2.1.2. Đặc điểm kiến thức ....................................................................................................... 34
2.2. Lựa chọn hệ thống bài tập định tính chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 ....... 35
2.2.1. Một số lưu ý khi vận dụng quy trình lựa chọn các bài tập định tính gắn với việc phát
triển năng lực tư duy trong dạy học vật lý ............................................................................. 36
2.2.2. Lựa chọn một số bài tập định tính tiêu biểu thuộc chương “Các định luật bảo toàn”
Vật lý 10 .................................................................................................................................. 37
2.3. Sử dụng bài tập định tính trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10
theo hướng phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh................................................... 44
2.3.1. Quy trình thiết kế bài dạy học theo hướng sử dụng bài tập định tính để phát triển
năng lực tư duy vật lý cho học sinh ....................................................................................... 44
2.3.2. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài học cụ thể ....................................................... 46
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2..................................................................................................... 72
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................................................... 73
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ......................................................... 73
3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................... 73
3.3. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................................ 74
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3..................................................................................................... 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 82
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 84
PHỤ LỤC
V
TĨM TẮT KẾT QUẢ NGIÊN CỨU BẰNG HAI NGƠN NGỮ TIẾNG VIỆT
VÀ TIẾNG ANH
Tên đề tài:
“PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH
THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH
TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÝ 10”
Ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Họ tên học viên: Lại Thanh Hải
Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Nguyễn Thanh Hải
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng
1. Kết quả đạt đƣợc của đề tài
Đối chiếu với mục tiêu, nhiệm vụ và kết quả nghiên cứu trong q trình thực hiện đề tài, chúng
tơi đã đạt được những kết quả sau:
1. Xây dựng được cơ sở lí luận của việc khai thác và sử dụng bài tập định tính trong dạy học vật
lý ở trường phổ thơng nhằm phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh, góp phần vào việc nâng cao
hiệu quả trong dạy học vật lý. Cụ thể là trình bày được:
- Các khái niệm về năng lực tư duy, năng lực tư duy vật lý, khái niệm về bài tập định tính, phân
loại, các hình thức thể hiện và phương pháp giải loại bài tập này.
- Vai trò của việc phát triển năng lực tư duy cho học sinh trong dạy học Vật lý ở trường trung học
phổ thơng.
- Vị trí, vai trị của bài tập định tính trong việc phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh.
- Quy trình lựa chọn bài tập định tính và biện pháp sử dụng bài tập định tính theo hướng phát
triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh.
- Tổ chức tốt việc điều tra về thực trạng của vấn đề sử dụng bài tập định tính theo hướng phát
triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh. Trên cơ sở đó, chúng tơi đánh giá được thực trạng của việc
sử dụng bài tập định tính trong dạy học ở trường trung học phổ thông hiện nay.
2. Nghiên cứu nội dung chương trình, sách giáo khoa vật lý 10 ở chương “Các định luật bảo tồn
” để từ đó xác định được những nội dung cần thiết phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh và lựa
chọn các bài tập định tính tiêu biểu cho phần này (46 bài). Hệ thống bài tập định tính được soạn thảo
mang tính chất định hướng và tập trung vào những yêu cầu cơ bản về nội dung, với mức độ tăng dần
từ bài tập cơ bản đến nâng cao, sáng tạo. Trên cơ sở đó, giáo viên có thể lựa chọn và tự biên soạn
những bài tập định tính phù hợp với điều kiện giảng dạy, trình độ học sinh.
3. Đề xuất được các bước thiết kế bài dạy học theo hướng sử dụng bài tập định tính để phát triển
năng lực tư duy vật lý cho học sinh gồm 7 bước: xác định mục tiêu dạy học; xác định nội dung kiến thức
cơ bản, trọng tâm của mỗi bài; xác định phương pháp dạy học; dự kiến tổ chức các hoạt động dạy học;
lựa chọn bài tập định tính liên quan trong hệ thống bài tập định tính; xác định hình thức củng cố và bài
tập vận dụng các kiến thức vừa tiếp nhận, giao nhiệm vụ về nhà; thiết kế giáo án và xây dựng bài
giảng sử dụng bài tập định tính đã chọn. Trên cơ sở đó, chúng tơi xây dựng được 3 giáo án có sử dụng
bài tập định tính của phần “Các định luật bảo toàn Vật lý 10” theo hướng phát triển năng lực tư duy
vật lý cho học sinh. Mỗi bài đều được xây dựng theo đúng quy trình dạy học và các bài tập định tính
VI
đưa vào một cách hợp lí.
4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của đề tài. Kết quả thực nghiệm cho thấy
giả thuyết đưa ra của đề tài là đúng đắn, sử dụng bài tập định tính trong dạy học có tác dụng kích thích
hứng thú học tập của học sinh rất lớn, do đó học sinh cũng học tập tích cực hơn, u thích mơn vật lý
hơn, biết vận dụng vào thực tế đời sống góp phần vào việc nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ
thơng.
Tóm lại, luận văn đã thu được một số kết quả nhất định. Do thời gian có hạn nên đề tài chỉ nghiên
cứu khai thác và sử dụng bài tập định tính cho một phần kiến thức nhỏ trong chương trình vật lý phổ
thơng và chỉ thực nghiệm sư phạm ở một trường trung học phổ thông với số lượng tiết dạy có hạn. Tuy
nhiên, với những kết quả thu được, đề tài cũng chỉ ra một khả năng và triển vọng trong việc khai thác
và sử dụng bài tập định tính nhằm phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh, qua đó góp phần
nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông.
2. Hƣớng phát triển của đề tài
Từ kết quả nghiên cứu trên và thực tiễn dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông chúng tôi
nhận thấy luận văn có thể được phát triển theo hướng sau:
- Tiếp tục hồn thiện cơ sở lí luận về việc khai thác và sử dụng bài tập định tính theo hướng phát
triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh.
- Mở rộng khai thác và sử dụng hệ thống bài tập định tính theo hướng phát triển năng lực tư duy vật lý
cho học sinh của học sinh trung học phổ thông ở các chương, phần khác nhau của chương trình vật lý
trung học phổ thơng.
Từ khóa: Khoa học giáo dục, năng lực tư duy, năng lực tư duy vật lý, giảng dạy vật lý, bài tập vật lý
định tính.
Xác nhận của giáo viên hƣớng dẫn
TS. Nguyễn Thanh Hải
Ngƣời thực hiện đề tài
Lại Thanh Hải
VII
Name of thesis: Developing physics thinking ability for students through the use of
qualitative physics exercises in learning and teaching which applied in the chapter of
“Law of conservation” – The 10th class Physics program
Major: Theory and Methods of Teaching Physics
Full name of Master student: Thanh-Hai Lai
Supervisors: Dr. Thanh-Hai Nguyen
Training institution: University of Education, The University of Danang
1. The results of this thesis
Compared with the objectives, tasks and results of the research in this thesis, the major findings
of the thesis research are summarized below:
1. Establish the theoretical basis for the exploitation and use of qualitative physics exercises in
teaching and learning physics in high school to develop the thinking ability of students, which
contributing to improving the effectiveness of teaching and learning physics. Specifically, the thesis
was presented:
- Concepts of thinking ability, physics thinking ability and qualitative physics exercises;
classification, expressions and methods of solving this type of exercise.
- The role of developing thinking ability for students in teaching physics in high school.
- Position, role of the qualitative physics exercises in the development of thinking ability for
students.
- The process of selecting qualitative physics exercises and the use of qualitative physics
exercises in the direction of developing physics thinking ability for students.
- Well organized survey on the current status of using qualitative physics exercises in the
direction of developing physics thinking ability for students. Based on that, we evaluate the current
state of using qualitative physics exercises in teaching and learning in high school today.
2. Research on the contents of the programs, physics 10th class’s textbooks in the chapter "Laws of
conservation", in order to identify the necessary content for developing physics thinking ability for
students and select the qualitative physics exercises typically for this section (46 items). The system of
qualitative physics exercises is designed to be oriented and focused on the basic requirements of
content, with increasing levels from basic to advanced and creative. Based on that, teachers can choose
and compile the suitable physics thinking ability with teaching conditions and student level.
3. Suggest and design steps for teaching and learning in the direction of using exercises to develop
physics thinking ability for students, including seven steps below:
- Determined the teaching purpose;
- Determine the content of basic knowledge, the focus of each subject;
- Determine teaching methods;
- Plan to organize teaching activities;
- Select the relevant qualitative physics exercises in the qualitative physics exercises system;
- Identify the form of consolidation and exercises to use the knowledge that has just received,
assign the homework;
- Design the lesson plan and build the lecture using selected qualitative physics exercises.
Based on that, we have developed three lesson plans using the qualitative physics exercises in the
VIII
chapter “Law of conservation” in the direction of developing the physics thinking ability for students.
Each lesson is built in accordance with the teaching and learning process. They are put in a reasonable
way.
4. Conduct pedagogical experiments to evaluate the effectiveness of the thesis. Experimental results
show that the hypothesis of the thesis is correct. The use of qualitative physics exercises in teaching
and learning has a great effect on stimulating the student's interest in learning. Therefore, students are
more active in learning, more interested in physics. From there, students know how to apply their
knowledge in real life. This contributes to improving the quality of teaching and learning in high
school.
In conclusion, the thesis has obtained some certain results. Due to limited time, the thesis is
only researching on qualitative physics exercises for a small part of the program in general physics and
experiment only in a high school with a limited number of classes. However, with the results obtained,
the thesis has shown a possibility and prospect in the exploitation and use of qualitative physics
exercises to develop physics thinking ability for students, contributing to improve the effectiveness of
teaching and learning physics in high school.
2. The outlook of this thesis
Based on the results of this research and the practical teaching of physics in high school, we find
that the thesis can be developed in the following way:
- Continuing to improve the theoretical basis on the exploitation and use of qualitative physics
exercises in the direction of developing the physics thinking ability of students.
- Extend the exploitation and the use of the qualitative physics exercises system in the direction
of developing physics thinking ability of students in different chapters of the high school general
physics program.
Key words: education science, thinking ability, physics thinking ability, teaching physics, qualitative
physics exercises.
Supervior’s confirmation
Dr. Thanh-Hai Nguyen
Student
Thanh-Hai Lai
IX
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Bài tập định tính
:
BTĐT
Đối chứng
:
ĐC
Giáo viên
:
GV
Học sinh
Năng lực tư duy
:
:
HS
NLTD
Năng lực tư duy vật lý
Sách giáo khoa
:
:
NLTDVL
SGK
Thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm
Trung học phổ thông
:
:
:
TN
TNSP
THPT
X
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 3.1
Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu thực nghiệm
69
Bảng 3.2
Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra
71
Bảng 3.3
Bảng phân phối tần suất
71
Bảng 3.4
Bảng phân phối tần suất lũy tích
72
Bảng 3.5
Bảng phân loại theo học lực
73
Bảng 3.6
Bảng tổng hợp các tham số
74
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu hình vẽ
Tên hình vẽ
Trang
Hình 1.1
Sơ đồ phân loại hệ thống bài tập vật lý
17
Hình 1.2
Sơ đồ phân loại hệ thống bài tập định tính vật lý
18
Hình 1.3
Sơ đồ chu trình sáng tạo khoa học theo
V.G.Razumơpxki
21
Hình 1.4
Sơ đồ tiến trình dạy học dựa theo chu trình sáng tạo
khoa học
23
Hình 2.1
Sơ đồ cấu trúc logic của chương Các định luật bảo tồn
32
Hình 3.1
Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm
71
Hình 3.2
Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm
72
Hình 3.3
Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm
72
Hình 3.4
Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm
73
Hình 3.5
Biểu đồ phân loại theo học lực của hai nhóm
73
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, đất nước ta đang trong thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, hiện đại
hóa, tham gia sâu rộng vào q trình hội nhập quốc tế và tồn cầu hố. Trong đó phát
triển nhân lực được coi là một trong ba khâu đột phá của chiến lược chuyển đổi mơ
hình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước và trở thành nền tảng phát triển bền vững,
tăng lợi thế cạnh tranh quốc gia. Thực hiện tốt đột phá này sẽ làm tăng sức mạnh mềm
của quốc gia, tạo ra sức mạnh tổng hợp, có ảnh hưởng quyết định đến việc xây dựng
nền kinh tế độc lập tự chủ ngày càng cao.
Một trong những giải pháp để phát triển nguồn nhân lực là đổi mới giáo dục và
đào tạo. Đây là nhiệm vụ then chốt, giải pháp chủ yếu để phát triển nhân lực Việt Nam
trong giai đoạn từ nay đến 2020 và những thời kỳ tiếp theo. Điều đó được khẳng định
trong Chiến lược giáo dục 2011 – 2020, ban hành kèm theo quyết định số 711/Q /TTg
ngày 13/6/2012 của Thủ tướng Chính phủ “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và
đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động sáng tạo và năng lực tự học của người học…”[4].
Điều 28 của Luật Giáo dục cũng quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thơng
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, khả năng làm việc
theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn ...”. [21]
Tuy nhiên theo các chuyên gia và các nhà nghiên cứu giáo dục Việt Nam thì thực
trạng của việc dạy học nước ta vẫn đang bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập. Nghị quyết hội
nghị trung ương 8 khóa XI chỉ rõ: “Chất lượng, hiệu quả giáo dục và đào tạo còn thấp
so với yêu cầu, nhất là giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Hệ thống giáo dục và
đào tạo thiếu liên thơng giữa các trình độ và giữa các phương thức giáo dục, đào tạo;
còn nặng lý thuyết, nhẹ thực hành”, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học
sinh (HS) thực sự còn nhiều yếu kém [7].
Đối với học sinh năng lực tư duy (NLTD) đóng vai trị vơ cùng quan trọng vì
NLTD giúp ích rất nhiều cho việc mở rộng giới hạn nhận thức; nâng cao khả năng
nhìn nhận sâu sắc vào bản chất của sự vật, hiện tượng và tìm ra các mối quan hệ có
tính qui luật giữa chúng với nhau; NLTD giúp học sinh vận dụng những kiến thức đã
được học để giải quyết những vấn đề liên quan trong thực tiễn. Vì vậy việc phát triển
NLTD cho học sinh là việc làm cần thiết và hết sức quan trọng.
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, đặc điểm nổi bật là phần lớn kiến thức vật
lý trong chương trình trung học phổ thông (THPT) liên hệ chặt chẽ với thực tế đời
sống. Vật lý học đòi hỏi người nghiên cứu phải có kĩ năng quan sát tinh tế, phải khéo
2
léo khi làm thí nghiệm, đồng thời phải có tư duy logic chặt chẽ và phải biết trao đổi,
thảo luận để khẳng định chân lí [24], [25], [26]. Để học tốt môn Vật lý học sinh phải
nắm vững hiện tượng vật lý, các nguyên lý, định luật vật lý; biết cách dự đốn các kết
quả của các thí nghiệm vật lý hoặc các hiện tượng, biết vận dụng linh hoạt các kiến
thức đã học trong các tình huống mới. Nghĩa là nếu học sinh nắm được các thao tác tư
duy vật lý, thì sẽ học tập hiệu quả hơn.
Thực tiễn dạy học cho thấy, một trong những nguyên nhân dẫn đến sự yếu kém
về khả năng vận dụng kiến thức vật lý vào đời sống thực tế của HS là các em có q ít
cơ hội để tiếp xúc với loại bài tập định tính (BTĐT). BTĐT là một bộ phận quan trọng
của bài tập vật lý. Phần nhiều những BTĐT có đề cập đến những q trình, hiện tượng
xảy ra trong cuộc sống. Vì vậy, nếu sử dụng BTĐT một cách hợp lý thì vừa có thể kích
thích hứng thú học tập cho HS, vừa giúp HS có kĩ năng giải quyết những vấn đề thực tiễn.
Trong dạy học vật lý, vai trị quan trọng vốn có của BTĐT chưa được đặt ra một cách
đúng mực, việc sử dụng BTĐT của giáo viên (GV) còn rất nhiều bất cập, thiếu hợp lí
[12], [13].
Những hạn chế nêu trên chưa đáp ứng được những mục tiêu mà Luật Giáo dục
và Chiến lược phát triển giáo dục 2011 - 2020 đã đề ra. Với sự phát triển chung của
tồn xã hội, tình trạng này không thể kéo dài thêm nữa, mà cần phải có những động
thái tích cực hơn, những biện pháp cụ thể hơn để GV và HS có thể điều chỉnh phương
pháp dạy và học của mình theo đúng định hướng.
Căn cứ vào các chủ trương của Đảng, Nhà nước, Bộ giáo dục và đào tạo,
căn cứ vào những bất cập thực tế nêu trên và việc nhận thức rõ tầm quan trọng của
việc phát triển năng lực tư duy Vật lý (NLTDVL) cho HS chúng tôi thực hiện nghiên
cứu đề tài “Phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh thông qua việc sử dụng
bài tập định tính trong dạy học chương “Các định luật bảo tồn” Vật lý 10”.
2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình dạy học vật lý, bài tập giữ một vai trị rất quan trọng, nó là
phương tiện giúp giáo viên hoàn thành các chức năng giáo dưỡng, giáo dục và phát
triển tư duy cho HS. Việc giải bài tập giúp HS ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức một
cách vững chắc, giúp HS rèn luyện tốt kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn
cuộc sống, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát, giúp HS làm việc với
tinh thần tự lực cao, đồng thời góp phần quan trọng vào việc phát triển tư duy sáng tạo
của HS.
Vì vậy trong những năm gần đây có khơng ít tác giả đã nghiên cứu về việc phát
triển NLTD và NLTDVL trong dạy học vật lý ở trường phổ thông thông qua xây dựng
và sử dụng hệ thống các bài tập vật lý. Các cơng trình nghiên cứu này chủ yếu là các
3
Luận văn Thạc sĩ. Điển hình có các đề tài “Phát triển năng lực tư duy vật lý rèn luyện
năng lực vận dụng kiến thức thông qua hệ thống bài tập của phần “Dịng điện xoay
chiều” trong chương trình lớp 12 THPT” của tác giả Phan Xuân Cát ; “Các bài tập cơ
học để nâng cao chất lượng để rèn luyện và phát triển năng lực tư duy vật lý cho học
sinh trung học cơ sở ” của tác giả Bùi Văn Phỏng; “Góp phần bồi dưỡng tư duy vật lý
cho học sinh thơng qua bài tập thí nghiệm phần từ trường và cảm ứng điện từ lớp 11
THPT” của tác giả Nguyễn Trọng Thạch; “Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm
góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh (áp dụng cho chương “Dịng điện
khơng đổi” vật lý 11 nâng cao)” của tác giả Bùi Danh Hào; “Xây dựng hệ thống câu
hỏi định hướng phát triển tư duy của học sinh trong dạy học chương “Dao động cơ”
vật lý 12 chương trình cơ bản” của tác giả Đặng Xuân Hiệp. Các đề tài trên đã hệ
thống hóa cơ sở lí luận về NLTD, NLTDVL: các đặc điểm của NLTD; các giai đoạn
của quá trình tư duy; các thao tác và hành động tư duy vật lý phổ biến, đồng thời chỉ ra
năm biện pháp phát triển NLTD cho HS trong dạy học vật lý (tạo nhu cầu, hứng thú,
kích thích sự ham muốn hiểu biết của HS; xây dựng logic nội dung phù hợp với đối
tượng HS; rèn luyện cho HS các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến
trong dạy học vật lý [5], [19],[23].
Có thể nói rằng, mặc dù đã có khơng ít tác giả đề cập đến việc phát triển
NLTDVL cho học sinh thông qua việc sử dụng hệ thống bài tập, nhưng do nhiều
nguyên nhân khác nhau mà việc nghiên cứu sử dụng BTĐT theo hướng phát triển
NLTDVL của HS vẫn còn là vấn đề chưa được giải quyết thỏa đáng.
3. Mục tiêu của đề tài
- Góp phần bổ sung được cơ sở lí luận về việc sử dụng BTĐT theo hướng phát
triển NLTDVL của HS.
- Xây dựng được các tiêu chí đánh giá sự phát triển NLTDVL của học sinh
thông qua các kỹ năng cụ thể.
- Xác định được quy trình lựa chọn BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL của
học sinh và vận dụng để lựa chọn các BTĐT sử dụng trong dạy học chương “Các định
luật bảo toàn” Vật lý 10.
- Xác định và vận dụng được quy trình tổ chức dạy học có sử dụng BTĐT để
phát triển NLTDVL cho HS.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu các giờ học thuộc chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 có sử dụng
các BTĐT đã được lựa chọn đúng quy trình và thực hiện theo tiến trình dạy học đã
được đề xuất thì sẽ phát triển NLTDVL của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy
học vật lý.
4
5. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo tồn” Vật lý 10 có sử dụng các
BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL cho HS.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung kiến thức chỉ đề cập chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10.
- Địa bàn TNSP tại trường THPT Nguyễn Hiền, TP Đà Nẵng.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng BTĐT để phát triển
NLTDVL của học sinh.
- Đánh giá thực trạng của việc sử dụng BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL
của HS trong dạy học vật lý ở một số trường THPT hiện nay.
- Đề xuất quy trình và vận dụng để lựa chọn được các BTĐT gắn với việc phát
triển NLTDVL cho học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo tồn” Vật lý 10.
- Đề xuất quy trình tổ chức dạy học có sử dụng BTĐT để phát triển NLTDVL
cho HS.
- Thiết kế một số bài giảng cụ thể của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý
10 có sử dụng các BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL cho HS.
- Thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá hiệu quả của đề tài.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các văn bản của nhà nước và của ngành về
đổi mới giáo dục phổ thông; phát triển NLTD, NLTDVL của HS.
- Nghiên cứu các sách, bài báo, luận văn, luận án, tạp chí chuyên ngành liên quan.
- Nghiên cứu các BTĐT trong quá trình dạy học vật lý.
- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa (SGK), sách bài tập, tài liệu tham
khảo chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10.
7.2. Phƣơng pháp thực tiễn
- Điều tra thực trạng việc sử dụng các BTĐT gắn với việc phát triển tư duy cho
học sinh trong dạy học vật lý ở một số trường THPT hiện nay.
- Lấy ý kiến GV, HS về việc lựa chọn và sử dụng các BTĐT trong dạy học vật
lý nhằm phát triển NLTDVL của HS.
7.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
Tiến hành dạy TNSP ở trường phổ thông để kiểm tra giả thuyết khoa học và
đánh giá hiệu quả của đề tài.
5
7.4. Phƣơng pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê tốn học nhằm xử lí số liệu và trình bày kết quả
TNSP.
8. Đóng góp của đề tài
- Góp phần làm rõ được cơ sở lí luận về việc sử dụng BTĐT theo hướng phát
triển NLTDVL của HS.
- Xác định được quy trình lựa chọn BTĐT theo hướng phát triển NLTDVL của
học sinh và vận dụng để lựa chọn được 46 BTĐT tiêu biểu sử dụng trong dạy học
chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10.
- Đề xuất được các bước thiết kế bài dạy học theo hướng sử dụng BTĐT để phát
triển NLTDVL cho HS trên cơ sở đó xây dựng được 3 giáo án có sử dụng BTĐT của
phần Các định luật bảo toàn Vật lý 10 theo hướng phát triển NLTDVL cho HS.
9. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tư duy vật lý
cho học sinh trong dạy học vật lý thông qua việc sử dụng bài tập định tính
Chương 2: Lựa chọn và sử dụng bài tập định tính trong dạy học chương “Các
định luật bảo toàn” Vật lý 10 theo hướng phát triển năng lực tư duy vật lý cho học sinh
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
6
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC TƢ DUY VẬT LÝ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
THÔNG QUA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH
1.1. Năng lực tƣ duy và năng lực tƣ duy vật lý
1.1.1. Năng lực và năng lực tƣ duy
Năng lực (competency) có nguồn gốc tiếng la tinh “competentia”, có nghĩa là
“gặp gỡ”. Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau như sự
thành thạo, khả năng thực hiện của cá nhân đối với một công việc, là khả năng, công
suất của một doanh nghiệp, thẩm quyền pháp lý của một cơ quan...
Trong dạy học, khái niệm năng lực được dùng ở đây là đối tượng của tâm lý,
giáo dục học. Theo từ điển tâm lý học (Vũ Dũng, 2000): “Năng lực là tập hợp các tính
chất hay phẩm chất của tâm lý cá nhân, đóng vai trị là điều kiện bên trong, tạo thuận lợi
cho việc thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định”.
Theo John Erpenbeck: “Năng lực được tri thức làm cơ sở, được sử dụng như khả
năng, được quy định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và được hiện thực
hoá qua chủ định”.
Weinert (2001) định nghĩa: “Năng lực là những khả năng và kỹ 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”.
Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải
quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề
nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng
như sự sẵn sàng hành động [3].
Trong triết học người ta định nghĩa NLTD như sau: “Năng lực tư duy là tổng
hợp các phẩm chất tâm, sinh lý, tri thức của chủ thể nhằm đáp ứng các yêu cầu phát hiện
và giải quyết một vấn đề nào đó do nhận thức và thực tiễn đặt ra với một mục đích xác
định và đem lại hiệu quả nhất định”.
Định nghĩa này đã bao quát được các lĩnh vực tư duy khác nhau, từ tư duy khoa
học đến tư duy nghệ thuật; từ tư duy kinh nghiệm đến tư duy lý luận; từ tư duy thông
thường đến tư duy khoa học ...
NLTD được thể hiện ở các khả năng như tính tốn, phân tích, tổng hợp và nhận
định... Người có NLTD tốt thường có trí nhớ tốt, thích lí luận, giỏi làm việc với các con
số, nhìn nhận vấn đề logic, khoa học... Tố chất này giúp người ta dễ thành công trong
các lĩnh vực khoa học và cơng nghệ như: Tốn học, Vật lý, Tin học ...
NLTD có thể được chia thành 4 cấp độ như sau:
7
- Năng lực tư duy cụ thể: Chỉ có thể suy luận dựa trên cơ sở những thông tin cụ
thể, từ những thông tin cụ thể này đến những thông tin cụ thể khác.
- Năng lực tư duy logic: Có khả năng suy luận bằng một chuỗi thao tác liên tục,
tuần tự, có khoa học. Sau đó phê phán, nhận xét.
- Năng lực tư duy hệ thống: Biết cách suy luận và tiếp cận các thông tin, các vấn
đề một cách có hệ thống. Nhờ đó mà có cái nhìn hợp lí hơn, bao quát hơn.
- Năng lực tư duy trừu tượng: Có khả năng suy luận các vấn đề một cách sáng
tạo, thông minh và không nhất thiết phải nằm trong khuôn khổ định sẵn [17].
Như vậy theo chúng tơi thì năng lực là một thuộc tính tâm lý phức hợp, hội tụ của
nhiều yếu tố như tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách
nhiệm. Năng lực tư duy là sự tổng hợp các phẩm chất đó của người học nhằm đáp ứng
các yêu cầu phát hiện và giải quyết một vấn đề nào đó do nhận thức và thực tiễn đặt ra
và đem lại hiệu quả nhất định.
1.1.2. Năng lực tƣ duy vật lý
Theo L.I Rênicôv, A.V Piôruxki và P.A Znamenxki “Tư duy vật lý là một q
trình hành động trí tuệ bao gồm: kĩ năng quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một
hiện tượng vật lý phức tạp thành những bộ phận thành phần đồng thời xác lập những
mối quan hệ, những sự phụ thuộc xác định giữa chúng, tìm ra những mối liên hệ giữa
những mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và đại lượng vật lý, dự đoán
trước các hệ quả từ các thuyết và áp dụng được các kiến thức của mình” [22].
Khái niệm này được các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng phát
biểu lại như sau: “Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một
hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng có những
mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặt định tính
và mặt định lượng của các hiện tượng và đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ
các thuyết và vận dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn” [24].
Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những định luật chi
phối chúng thường là đơn giản. Nhưng vì mỗi hiện tượng chịu tác động đồng thời hoặc
tuần tự nhau của các yếu tố bên ngoài mà ta chỉ có thể quan sát được kết quả tổng hợp
cuối cùng. Vì thế muốn nhận thức được những đặc tính bản chất và quy luật của tự
nhiên thì việc đầu tiên là phải phân tích được hiện tượng phức tạp thành các bộ phận,
các giai đoạn mà mỗi bộ phận hoặc giai đoạn này bị chi phối bởi một số ít ngun
nhân, yếu tố. Có như thế chúng ta mới xác lập được những mối quan hệ bản chất, trực
tiếp hoặc những sự phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng vật lý dùng để đo lường
những thuộc tính của sự vật hiện tượng. Những kết luận thu được có thể phản ánh
đúng thực tiễn khách quan nhưng cũng có khi sự phản ánh đó chưa hồn tồn chính
8
xác. Muốn biết chúng có phản ánh đúng thực tiễn khách quan hay khơng, ta phải kiểm
tra bằng thí nghiệm. Ta phải xuất phát từ những kết luận khái quát đã đúc kết được mà
suy ra những hệ quả, dự đốn những hiện tượng mới có thể quan sát được trong thực
tiễn. Sau đó, nếu thí nghiệm xác nhận hiện tượng mới đúng như dự đốn thì kết luận
khái qt ban đầu mới được xem là chân lí. Mặt khác, việc vận dụng những kiến thức
khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con người cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện
tượng vật lý xảy ra theo hướng có lợi cho con người, thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng
của con người [24], [28].
Theo chúng tôi, NLTDVL là các hành động trí tuệ khi nghiên cứu vật lý bao
gồm việc quan sát có chủ đích các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng vật
lý phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng có những mối
quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặt định tính và
mặt định lượng của các hiện tượng và đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ
các thuyết vật lý và vận dụng những kiến thức vật lý khái quát thu được vào thực
tiễn.
1.1.3. Các biểu hiện cơ bản của năng lực tƣ duy vật lý
Theo Phạm Hữu Tịng, Lê Văn Giáo, Lê Thúc Tuấn thì các kiến thức vật lý nằm
trong chương trình vật lý phổ thông bao gồm những khái niệm vật lý, những định luật
vật lý, những thuyết vật lý, những phương pháp nhận thức vật lý và những ứng dụng
vật lý trong kĩ thuật [10], [26]. Do đó, trong dạy học vật lý, vấn đề quan trọng là phải
giúp cho HS nắm vững kiến thức, nghĩa là HS phải có khả năng tổ chức các kiến thức
một cách chặt chẽ và có thể trình bày các kiến thức một cách mạch lạc và sâu sắc. Vì
vậy, mục tiêu đầu tiên của GV trong dạy học là phải giúp HS nắm chắc các kiến thức
vật lý.
Các biểu hiện của NLTDVL của HS trong học tập bộ môn Vật lý ở trường
THPT thể hiện thông qua những yếu tố giúp HS có thể lĩnh hội và vận dụng tốt các
kiến thức vật lý kể trên đồng thời thể hiện ở chỗ HS có khả năng thực hiện các hành
động phổ biến trong hoạt động nhận thức vật lý. Theo Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn
Ngọc Hưng và Phạm Xuân Quế, các hành động phổ biến trong hoạt động nhận thức vật
lý bao gồm: Quan sát, nhận biết những đặc trưng của sự vật, hiện tượng; phân tích một
hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng đơn giản; xác định những giai đoạn diễn
biến của hiện tượng; tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tượng; bố trí một
thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định; tìm những tính
chất chung của nhiều sự vật hiện tượng; tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các
sự vật hiện tượng; mơ hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những
khái niệm, những mơ hình lí tưởng để sử dụng chúng làm công cụ để tư duy; đo một đại
9
lượng vật lý; tìm mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý, biểu diễn chúng bằng các cơng
cụ tốn học; dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác
định; giải thích một hiện tượng thực tế; xây dựng một giả thuyết; từ giả thuyết, xây dựng
một hệ quả; lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả); tìm những
biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lý; đánh giá kết quả
hành động và tìm phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề [25].
Từ các cơ sở trên có thể thấy, NLTDVL có các biểu hiện dưới đây:
(1) Nhận biết các định luật vật lý chi phối hiện tượng quan sát
Các hiện tượng vật lý đều chịu sự chi phối của một hoặc một số định luật vật lý.
Nhận biết sự có mặt của các định luật vật lý chi phối hiện tượng đang quan sát giúp
cho người quan sát tiếp cận với bản chất của hiện tượng.
(2) Phân tích được sự chi phối của các định luật vật lý đến hiện tượng quan sát
Sau khi nhận biết sự tác động của các định luật vật lý đến hiện tượng quan sát,
người quan sát cần phải phân tích được sự ảnh hưởng, chi phối của các định luật vật lý
ấy đến hiện tượng quan sát. Người quan sát cần nhận ra đâu là các yếu tố quan trọng
cần nghiên cứu, đâu là các yếu tố thứ yếu, gây nhiễu; từ đó có thể tách khỏi hiện tượng
những yếu tố không quan trọng, chỉ giữ lại những yếu tố bản chất để khảo sát và
nghiên cứu.
(3) Xác lập được mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý dùng để
đo lường những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng
Vật lý học mơ tả những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng bằng các đại
lượng vật lý. Nhiệm vụ của người nghiên cứu vật lý là xác lập được mối quan hệ định
lượng giữa các đại lượng vật lý ấy trong các tình huống cụ thể. Điều này bao gồm cả
việc xác lập được mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý theo một định luật
vật lý đã biết trong các trường hợp cụ thể, thiết lập mối quan hệ định lượng giữa các
đại lượng vật lý dựa vào các số liệu thực nghiệm hoặc tiên đoán mối quan hệ định
lượng của các đại lượng vật lý trong các tình huống mới.
(4) Mơ hình hóa các sự vật hiện tượng
Mọi sự vật hiện tượng trong thực tế đều tồn tại trong những mối quan hệ, ràng
buộc với các đối tượng khác và chịu sự tác động của nhiều yếu tố. Do đó việc nghiên
cứu đối tượng thường gặp khó khăn vì đối tượng nghiên cứu chịu tác động của các yếu
tố không mong muốn làm ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu. Mơ hình hóa đối tượng
nghiên cứu giúp cho người nghiên cứu trừu xuất được những yếu tố tác động không
mong muốn và giữ lại những đặc điểm, tính chất cốt lõi của sự vật hiện tượng cần
nghiên cứu. Từ đó có cơ hội để nghiên cứu đối tượng hiệu quả hơn.
10
(5) Xây dựng các giả thuyết từ các sự vật hiện tượng
Khi quan sát các sự vật hiện tượng mới, chưa thể giải thích được bằng các
kiến thức vật lý đã có hoặc mâu thuẫn với các kiến thức vật lý đã có, người nghiên cứu
cần đưa ra một giả thuyết khả dĩ để giải thích loại hiên tượng này. Các giả thuyết khoa
học là cơ sở và mục tiêu mà người nghiên cứu hướng tới nhằm giải thích cho các sự
vật hiện tượng trong khi nghiên cứu. Nếu giả thuyết được chứng minh thì kiến thức
mới được xác lập. Có thể nói, nếu khơng xây dựng được các giả thuyết từ các sự vật
hiện tượng trong quá trình nghiên cứu thì sẽ khơng có các kiến thức vật lý.
(6) Dự đoán các hệ quả từ các giả thuyết khoa học
Các giả thuyết khoa học là những kết luận mang tính tổng qt và thường khơng
thể kiểm chứng được bằng thực nghiệm. Để chứng minh hay bác bỏ một giả thuyết, ta
thường tìm các biểu hiện của nó trong từng trường hợp cụ thể có thể kiểm tra được
bằng thực nghiệm. Các biểu hiện này gọi là hệ quả của giả thuyết. Hệ quả của giả
thuyết phải mang tính khoa học, nghĩa là nó có thể dùng để chứng minh hoặc bác bỏ
giả thuyết. Đồng thời phải mang tính thực tiễn nghĩa là phải có thể kiểm chứng được
bằng thực nghiệm.
(7) Thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra một nhận định
Vật lý học là một môn khoa học thực nghiệm nên làm việc với thí nghiệm là
một việc làm không thể thiếu khi học tập và nghiên cứu bộ mơn này. Điều này địi hỏi
người nghiên cứu phải chỉ ra được phương án tạo ra hiện tượng vật lý cần quan sát, xác
định các dụng cụ hợp lí để đo được các đại lượng vật lý cần thiết và đề xuất được cách
để loại bỏ những yếu tố gây nhiễu ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
(8) Áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn
Để áp dụng những kiến thức khái quát vào thực tiễn người nghiên cứu phải
nhận ra khả năng và phạm vi áp dụng của từng kiến thức vật lý. Biết cách lựa chọn
kiến thức phù hợp để áp dụng cho mỗi trường hợp và có thể lựa chọn kiến thức tối ưu
cho những trường hợp ta có thể sử dụng nhiều kiến thức để giải quyết một nhiệm vụ
thực tế.
1.1.4. Vai trị của NLTDVL đối với việc học tập mơn Vật lý
Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc học của HS và chất lượng giáo dục như:
trình độ văn hóa, nghề nghiệp của bố mẹ, số anh chị em trong gia đình, trạng thái kinh
tế xã hội, văn hóa gia đình, mơi trường học tập, thái độ, nhận thức, thói quen học tập
của HS... Trong đó, NLTDVL đóng vai trị rất quan trọng. Như vậy có thể nói,
NLTDVL đóng vai trò quan trọng đối với HS trong học tập mơn vật lý. Hay nói cách
khác, có NLTDVL tốt, HS có thể học vật lý tốt hơn.
11
NLTDVL giúp HS lĩnh hội tốt các kiến thức vật lý. Có NLTDVL, HS sẽ biết
cách phân tích các kết quả quan sát một cách khoa học: loại bỏ những tác động của các
yếu tố không cơ bản để thấy được sự tác động của các yếu tố cơ bản lên đối tượng, từ
đó nhận ra được bản chất của vấn đề nghiên cứu. Học sinh cũng biết cách tổng hợp các
kết quả quan sát để thấy được các điểm chung của các đối tượng quan sát cùng chịu chi
phối bởi một quy luật vật lý. Học sinh sẽ có khả năng đưa ra các giả thuyết nhằm giải
thích cho các hiện tượng quan sát được và đưa ra các phương án thí nghiệm để kiểm
tra các giả thuyết của mình. Nghĩa là HS có khả năng tham gia vào các giai đoạn của
tiến trình nghiên cứu vật lý. Từ đó HS sẽ tiếp thu các kiến thức vật lý một cách chủ
động và hiệu quả hơn.
NLTDVL giúp HS vận dụng tốt các kiến thức vật lý đã học vào các tình huống
mới: Có NLTDVL, HS biết cách phân tích tình huống mới thành những giai đoạn,
những thành phần riêng biệt một cách hợp lí để mỗi giai đoạn, mỗi thành phần chỉ bị
chi phối bởi một hoặc một vài quy luật vật lý đã học. Đồng thời HS cũng sẽ tìm ra
được quy luật nào tác động đến các yếu tố trong tình huống mới. Từ đó giải quyết được
nhiệm vụ đặt ra.
Tóm lại, NLTDVL chính là chìa khóa để HS khám phá và vận dụng kiến thức.
Có NLTDVL, HS có thể tự học vật lý và vận dụng các kiến thức vật lý một cách linh
hoạt. Vậy, phát triển NLTDVL cho HS trong dạy học là một việc làm cần thiết và hết
sức quan trọng.
1.1.5. Các tiêu chí đánh giá sự phát triển NLTDVL
Theo Nguyễn Lăng Bình và các cộng sự, đánh giá trong giáo dục là quá
trình thu thập và lí giải kịp thời, có hệ thống các thông tin về hiện trạng, khả năng
hay nguyên nhân về chất lượng, hiệu quả giáo dục dựa vào mục tiêu giáo dục, làm cơ
sở cho việc điều chỉnh, bổ sung những chủ trương, biện pháp và hành động giáo dục
tiếp theo [1]. Như vậy, có thể hiểu đánh giá NLTDVL của HS là q trình thu thập
các thơng tin dựa trên các biểu hiện cơ bản của NLTDVL của HS căn cứ vào mục
tiêu của việc phát triển NLTDVL cho HS, từ đó làm cơ sở cho hành động phát triển
NLTDVL tiếp theo.
Theo Mai Văn Hưng, đánh giá năng lực của HS cần chú trọng đến các mục tiêu
kĩ năng, thái độ hơn so với kiến thức [14]. Vậy, các tiêu chuẩn và tiêu chí dùng để
đánh giá mức độ NLTDVL của HS cũng phải chú trọng đến các mục tiêu kĩ năng và
thái độ của HS.
Xuất phát từ các nhận định trên, căn cứ vào khái niệm NLTDVL và các biểu
hiện cơ bản của NLTDVL, có thể đánh giá mức độ NLTDVL của HS theo ba tiêu
chuẩn dưới đây [15]:
12
Tiêu chuẩn
Mức độ
Tiêu chí
Mức độ 1: Biết cách sử dụng các
dụng cụ đo lường cơ bản
Tiêu chí 1: Biết cách
Mức độ 2: Biết cách sử dụng các
sử dụng các dụng cụ
dụng cụ thí nghiệm cơ bản
thí nghiệm cơ bản dùng
Mức độ 3: Biết cách sử dụng các
trong nghiên cứu vật lý
dụng cụ thí nghiệm đơn giản để thiết
kế các phương án thí nghiệm khả thi
Mức độ 1: Nhận biết sự phù hợp của
một mơ hình đối với đối tượng
Tiêu chí 2: Mơ hình
nghiên cứu
Mức độ 2: Chỉ ra được đặc điểm
khơng phù hợp giữa mơ hình cho sẵn
tượng dưới dạng các
và đối tượng nghiên cứu.
mơ hình lý thuyết
Mức độ 3: Mơ hình hóa được đối
hóa được sự vật, hiện
Tiêu chuẩn 1:
Thực hiện các
hành động nghiên
cứu vật lý
tượng nghiên cứu dưới dạng mơ hình
đồ thị hoặc mơ hình tốn học
Mức độ 1: Nhận ra được giả thuyết
hợp lí trong các giả thuyết đã cho về
Tiêu chí 3: Xây dựng một sự vật hiện tượng nào đó
được các giả thuyết từ Mức độ 2: Chỉ ra được chỗ bất hợp lí
các sự vật hiện tượng
của một giả thuyết.
Mức độ 3: Xây dựng được giả thuyết
phù hợp.
Mức độ 1: Nhận biết hệ quả hợp lí
của giả thuyết trong các hệ quả cho
trước.
Tiêu chí 4: Suy ra được Mức độ 2: Chỉ ra những điểm bất
các hệ quả từ các giả
hợp lí trong một hệ quả đã cho.
thuyết
Mức độ 3: Phát biểu hệ quả hợp lí
cho một giả thuyết.
13
Mức độ 1: Hiểu đúng các khái niệm,
Tiêu chí 5: Sử dụng
chính xác các khái
niệm, thuật ngữ vật lý
thuật ngữ vật lý.
Mức độ 2: Phát hiện được các trường
hợp sử dụng sai thuật ngữ, khái niệm
vật lý.
Mức độ 3: Sử dụng chính xác các
Tiêu
Tiêu
chuẩn
chuẩn
thuật ngữ, khái niệm vật lý.
2:
về
hiểu và sử dụng
ngơn ngữ vật lý
Tiêu chí 6: Diễn đạt
thành lời các công thức
vật lý và diễn đạt được
mối quan hệ nhân quả
trong các cơng thức đó
Mức độ 1: Diễn đạt được mối quan
hệ định tính giữa các đại lượng vật lý
trong mỗi công thức
Mức độ 2: Diễn đạt được mối quan
hệ định lượng giữa các đại lượng vật
lý trong công thức vật lý
Mức độ 3: Diễn đạt được mối quan
hệ nhân quả giữa các đại lượng vật lý
trong công thức vật lý
Mức độ 1: Nhận biết được các định
luật chi phối hiện tượng đang khảo
Tiêu chí 7: Phân tích
được sự chi phối của
các định luật vật lý đến
hiện tượng đang quan
Tiêu chuẩn 3: sát
Tiêu chuẩn ứng
dụng các kiến
thức vật lý trong
các tình huống
mới
Tiêu chí 8: Tiên đốn
được kết quả của các
sát
Mức độ 2: Chỉ ra được các biểu hiện
cụ thể của các khái niệm, định luật
vật lý trong thực tế
Mức độ 3: Phân tích được sự chi phối
của các định luật vật lý đến hiện
tượng đang khảo sát
Mức độ 1: Tiên đoán được sự phụ
thuộc của các đại lượng vật lý mơ tả
thuộc tính bản chất của sự vật hiện
tượng vào các yếu tố tác động
Mức độ 2: Tiên đoán được kết quả
thí nghiệm dựa trên các
của các thí nghiệm chỉ chịu sự chi
thuyết, định luật vật lý
phối của một định luật hay thuyết vật
đã biết
lý đang xét
Mức độ 3: Tiên đốn được kết quả
của các thí nghiệm mới chịu sự chi
