Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua hoạt động ngoại khóa chủ đề chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản

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

Huỳnh Thị Hồng Thi

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH THƠNG QUA
HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA CHỦ ĐỀ
“CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ
TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018


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

Huỳnh Thị Hồng Thi

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH THƠNG QUA
HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA CHỦ ĐỀ
“CHẾ TẠO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ
TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN”
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. TRẦN NGỌC CHẤT

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung và kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa từng
được cơng bố trong bất kì một cơng trình nào khác.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 9 năm 2018
Học viên thực hiện

Huỳnh Thị Hồng Thi


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện luận văn, tơi nhận được sự giúp đỡ từ thầy cô, đồng
nghiệp, bạn bè và gia đình. Tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến:
TS. Trần Ngọc Chất, người đã tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này.
Ban giám hiệu, phịng, ban, tổ bộ mơn Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn
Vật lí Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi thực hiện luận văn.
Ban giám hiệu Trường THPT Vĩnh Bình, các giáo viên bộ mơn Vật lí cùng các
em học sinh đã giúp đỡ, hợp tác và tạo điều kiện thuận lợi trong q trình tơi thực
nghiệm sư phạm.
Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, những người đã luôn
ở bên cạnh giúp đỡ, động viên tơi trong suốt q trình học tập và hồn thành luận
văn.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2018

Huỳnh Thị Hồng Thi


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình ảnh và đồ thị
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THƠNG
QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA TRONG DẠY HỌC VẬT
LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG .............................................................. 5
1.1. Năng lực thực nghiệm ....................................................................................... 5
1.1.1. Khái niệm năng lực .................................................................................... 5
1.1.2. Năng lực thực nghiệm ................................................................................ 9
1.2. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí...................................................................... 18
1.2.1. Khái niệm về thí nghiệm Vật lí ............................................................... 18
1.2.3. Phân loại thí nghiệm Vật lí ..................................................................... 22
1.2.4. Thí nghiệm Vật lí ở nhà của học sinh ..................................................... 22
1.2.5. Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ thí nghiệm đơn giản ......................... 23
1.2.6. Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
trong dạy học Vật lí ở trường phổ thơng ................................................ 23
1.2.7. Khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học
Vật lí ở trường phổ thơng ....................................................................... 24
1.3. HĐNK Vật lí ở trường phổ thơng với việc nâng cao chất lượng học tập ....... 25
1.3.1. Vai trị của HĐNK Vật lí trong trường phổ thơng ................................... 25

1.3.2. Đặc điểm của HĐNK Vật lí ..................................................................... 26
1.3.3. Tác dụng của hoạt động ngoại khóa Vật lí .............................................. 27
1.3.4. Nội dung ngoại khóa Vật lí ...................................................................... 28


1.3.5. Các loại hình HĐNK Vật lí ...................................................................... 29
1.3.6. Qui trình tổ chức HĐNK.......................................................................... 31
1.4. Bồi dưỡng NLTN Vật lí cho HS thông qua HĐNK về chế tạo và tiến
hành thí nghiệm ............................................................................................. 33
1.5. Điều tra tình hình tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm
nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS .................................................................... 34
1.5.1. Mục đích điều tra ..................................................................................... 34
1.5.2. Nội dung điều tra ..................................................................................... 34
1.5.3. Phương pháp điều tra ............................................................................... 34
1.5.4. Đối tượng điều tra .................................................................................... 34
1.5.5. Kết quả điều tra ........................................................................................ 35
Chương 2. THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT
ĐỘNG NGOẠI KHOÁ CHỦ ĐỀ “CHẾ TẠO VÀ TIẾN
HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG VỚI CÁC DỤNG
CỤ ĐƠN GIẢN” ................................................................................. 39
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Từ trường” ........................................................... 39
2.1.1. Mục tiêu về kiến thức .............................................................................. 39
2.1.2. Mục tiêu về kỹ năng................................................................................. 39
2.1.3. Mục tiêu về phát triển năng lực ............................................................... 40
2.2. Xây dựng kế hoạch HĐNK chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về
từ trường với các dụng cụ đơn giản” ............................................................... 40
2.2.1. Xác định mục tiêu của HĐNK ................................................................. 40
2.2.2. Xác định nội dung HĐNK ....................................................................... 41
2.2.3. Phương pháp và hình thức tổ chức HĐNK .............................................. 66

2.2.4. Dự kiến nội dung HĐNK ......................................................................... 67
2.2.5. Kế hoạch tổ chức buổi báo cáo ................................................................ 78
2.2.6. Phương pháp đánh giá NLTN .................................................................. 79
Kết luận chương 2 ...................................................................................................... 81


Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................... 82
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ................................................................ 82
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm...................................................................... 82
3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm ................................................. 82
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 82
3.5. Tiến trình thực nghiệm sư phạm...................................................................... 83
3.5.1. Đánh giá trước thực nghiệm .................................................................... 83
3.5.2. Tiến hành thực nghiệm ............................................................................ 83
3.5.3. Đánh giá sau thực nghiệm........................................................................ 84
3.5.4. Thu thập và xử lý kết quả thực nghiệm ................................................... 84
3.6. Phân tích diễn biến HĐNK .............................................................................. 85
3.7. Xử lý kết quả thực nghiệm ............................................................................ 124
3.7.1. Kết quả đánh giá bài kiểm tra ................................................................ 124
3.7.2. Xử lí kết quả thực nghiệm ..................................................................... 133
3.7.3. Mô tả, so sánh và nhận xét kết quả thực nghiệm ................................... 137
Kết luận chương 3 .................................................................................................... 141
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 142
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 143
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HK

Hậu kiểm

HĐNK

Hoạt động ngoại khóa

HS

Học sinh

NLTN

Năng lực thực nghiệm

Nxb

Nhà xuất bản

TS

Tiến sĩ

TK

Tiền kiểm

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

THPT

Trung học phổ thông


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Năng lực chuyên biệt môn Vật lí .............................................................. 7

Bảng 1.2.

Các biểu hiện của NLTN ........................................................................ 11

Bảng 1.3.

Các tiêu chí đánh giá ứng với mỗi thành tố của NLTN .......................... 11

Bảng 1.4.

Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Xác
định các vấn đề cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đốn, giả thuyết
có căn cứ”. .............................................................................................. 13

Bảng 1.5.

Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Thiết
kế các phương án thí nghiệm” ................................................................ 14

Bảng 1.6.

Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Tiến
hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế” ......................................... 16

Bảng 1.7.

Các tiêu chí và mức độ biểu hiện đối với thành tố năng lực “Xử lý,
phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận” ..................................... 17

Bảng 1.8.

Thực trạng việc tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm
để bồi dưỡng NLTN cho HS ................................................................... 35

Bảng 1.9.

Ý kiến của GV về ưu điểm khi HS sử dụng thí nghiệm tự chế tạo
và thí nghiệm có sẵn. .............................................................................. 35

Bảng 1.10. Những khó khăn khi tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí
nghiệm..................................................................................................... 36
Bảng 1.11. Những biện pháp có thể thể áp dụng góp phần nâng cao hiệu quả
của HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm nhằm bồi dưỡng
NLTN cho HS ......................................................................................... 36
Bảng 2.1.

Kết quả thí nghiệm kiểm tra độ lớn từ trường phụ thuộc mật độ
vòng dây .................................................................................................. 61

Bảng 2.2.

Kết quả thí nghiệm đo thành phần nằm ngang của từ trường trái đất .... 62

Bảng 2.3.

Các tiêu chí đánh giá NLTN và thang điểm bài TK và HK ................... 79

Bảng 3.1.

Bảng thang điểm xếp loại NLTN của HS ............................................... 83

Bảng 3.2.

Thơng tin về các nhóm tham gia HĐNK ................................................ 85

Bảng 3.3.

Phân tích kết quả bài tiền kiểm của nhóm 4 (lớp ĐC) .......................... 125

Bảng 3.4.

Phân tích kết quả bài hậu kiểm của nhóm 2 (lớp TN) .......................... 126


Bảng 3.5.

Điểm năng lực của lớp ĐC ................................................................... 131

Bảng 3.6.

Điểm năng lực của lớp TN.................................................................... 132

Bảng 3.7.

Bảng phân phối tần số và tần suất kết quả đánh giá NLTN của HS
trước TN ................................................................................................ 133

Bảng 3.8.

Bảng phân phối tần suất lũy tích đánh giá NLTN trước TN ................ 134

Bảng 3.9.

Bảng xếp loại NLTN của HS trước TN ................................................ 134

Bảng 3.10. Thống kê tần số và tần suất điểm HK ................................................... 135
Bảng 3.11. Bảng phân phối tần suất lũy tích đánh giá NLTN sau TN.................... 136
Bảng 3.12. Xếp loại NLTN của HS sau TN ............................................................ 137

Bảng 3.13. Mô tả thống kê kết quả TN hai lớp TN và ĐC ..................................... 138


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 2.1.

Sơ đồ kiến thức phần “Từ trường” ........................................................41

Hình 2.2.

Thí nghiệm kiểm tra từ tính của dịng điện ...........................................42

Hình 2.3.

Thí nghiệm kiểm tra hoạt động của nguồn điện tự tạo bằng từ
trường .....................................................................................................44

Hình 2.4.

Thí nghiệm kiểm tra chiều lực tương tác giữa hai dịng điện thẳng ......45

Hình 2.5.

Động cơ điện hai khung dây ..................................................................47

Hình 2.6.

Động cơ điện một khung dây.................................................................49

Hình 2.8.

Động cơ Ritchie .....................................................................................51

Hình 2.11.

Mơ hình tàu biển Yamato ......................................................................55

Hình 2.12.

Dụng cụ phát hiện dịng điện (phương án 1) .........................................56

Hình 2.13.

Dụng cụ phát hiện dịng điện (phương án 2) .........................................57

Hình 2.14.

Mạch chng điện (kín) ........................................................................58

Hình 2.15.

Mạch chng điện (hở) ..........................................................................58

Hình 2.16.

Chng điện ...........................................................................................59

Hình 2.17.

Bộ thí nghiệm kiểm tra độ lớn của từ trường phụ thuộc mật độ

vịng dây.............................................................................................................. 60

Hình 2.18.

Thí nghiệm la bàn tang ..........................................................................61

Hình 2.19.

Khung dây hình chữ nhật .......................................................................63

Hình 2.20.

Từ phổ dịng điện thẳng .........................................................................64

Hình 2.21.

Khung dây trịn ......................................................................................64

Hình 2.22.

Từ phổ dịng điện trịn ...........................................................................65

Hình 2.23.

Ống dây dài ............................................................................................65

Hình 2.24.

Từ phổ của ống dây ...............................................................................66

Hình 3.1

Sơ đồ động cơ điện đơn giản .................................................................88

Hình 3.2.

Sơ đồ động cơ điện một khung dây của nhóm 1 ...................................90

Hình 3.3.

Sơ đồ động cơ điện hai khung dây của nhóm 2 .....................................90

Hình 3.4.

Sơ đồ mạch chng điện đơn giản.........................................................91


Hình 3.5.

Sơ đồ chng điện của nhóm 3..............................................................93

Hình 3.6.

Sơ đồ chng điện của nhóm 4..............................................................93

Hình 3.7.

Sơ đồ tàu biển ........................................................................................96

Hình 3.8.

Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm động cơ điện của nhóm 1. ................98

Hình 3.9.

Nhóm 1 chế tạo động cơ điện ................................................................98

Hình 3.10.

Động cơ điện (chưa hồn thành) của nhóm 2 ........................................98

Hình 3.11.

Động cơ điện của Thành ......................................................................100

Hình 3.12.

Chng điện (chưa hồn thành) của nhóm 3 .......................................102

Hình 3.13.

Chng điện (chưa hồn thành) của nhóm 4 .......................................102

Hình 3.14.

Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm động cơ Faraday ............................105

Hình 3.15.

Động sơ Faraday (chưa hịan thành) của nhóm 5 ................................105

Hình 3.16.

Động sơ Faraday (chưa hồn thành) của nhóm 6 ................................105

Hình 3.17.

Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm tàu biển của nhóm 7 .......................109

Hình 3.18.

Tàu biển của nhóm 7 (chưa hoạt động) ...............................................109

Hình 3.19.

Các dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm tàu biển của nhóm 8 .......................109

Hình 3.20.

Tàu biển của nhóm 8 (chưa hoạt động) ...............................................109

Hình 3.21.

HS Nguyễn Thị Ngọc Giàu dẫn chương trình .....................................112

Hình 3.22.

GV khách mời: Thầy Trần Đoàn Lĩnh và thầy Lý Thanh Tồn ..........112

Hình 3.23.

Nhóm 1 tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (một khung dây) ........113

Hình 3.24.

Nhóm 1 tiến hành thí nghiệm về động cơ điện khơng bộ góp.............113

Hình 3.25.

Động cơ điện của nhóm 1 ....................................................................114

Hình 3.26.

Cả lớp theo dõi bài power point của nhóm hai ....................................114

Hình 3.27.

Nhóm hai tiến hành thí nghiệm về động cơ điện (hai khung dây) ......115

Hình 3.28.

Thầy Trần Đồn Lĩnh đặt câu hỏi cho nhóm 2 về động cơ điện .........115

Hình 3.29.

Động cơ điện của nhóm 2 ....................................................................116

Hình 3.30.

Nhóm 3 tiến hành thí nghiệm về chng điện .....................................116

Hình 3.31.

Chng điện của nhóm 3 .....................................................................117

Hình 3.32.

Nhóm 4 mơ tả cấu tạo của chng điện...............................................118

Hình 3.33.

Chng điện của nhóm 4 .....................................................................118

Hình 3.34.

Nhóm 5 tiến hành thí nghiệm về động cơ Faraday..............................119


Hình 3.35.

Nhóm 5 khắc phục sai sót của bộ thí nghiệm ......................................119

Hình 3.36.

Động cơ Faraday của nhóm 5 ..............................................................119

Hình 3.37.

Thí nghiệm khối chất lỏng chuyển động trong từ trường của nhóm 5 ....120

Hình 3.38.

Nhóm 6 làm thí nghiệm về động cơ Faraday ......................................120

Hình 3.39.

Động cơ Faraday của nhóm 6 ..............................................................121

Hình 3.40.

Nhóm 7 báo cáo về tàu biển ................................................................121

Hình 3.41.

Tàu biển của nhóm 7 ...........................................................................122

Hình 3.42.

GV đặt câu hỏi cho nhóm 7 .................................................................122

Hình 3.43.

Nhóm 8 báo cáo về tàu biển ................................................................123

Hình 3.44.

Tàu biển của nhóm 8 ...........................................................................123

Hình 3.45.

Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra từ tính của dịng điện (lớp ĐC) .................125

Hình 3.46.

Nhóm 4 (lớp ĐC) làm thí nghiệm phát hiện từ tính của dịng điện. ....125

Hình 3.47.

Bộ thí nghiệm phát hiện từ tính của dịng điện của nhóm 4 ................126

Hình 3.48.

Sơ đồ thí nghiệm tương tác giữa hai dịng điện thẳng song song
(nhóm 2 - lớp TN) ................................................................................126

Hình 3.49.

Bộ thí nghiệm tương tác giữa hai dịng điện thẳng song song của
nhóm 2 (lớp TN). .................................................................................127

Hình 3.50.

Nhóm 2 lớp TN tiến hành thí nghiệm tương tác giữa hai dịng điện
thẳng ....................................................................................................127

Hình 3.51.

Biểu đồ phân bố tần số điểm TK của hai lớp TN và ĐC .....................133

Hình 3.52.

Biểu đồ phân bố tần suất điểm TK của hai lớp TN và ĐC ..................134

Hình 3.53.

Đồ thị đường lũy tích kết quả đánh giá NLTN trước TN của hai
lớp TN và ĐC ......................................................................................134

Hình 3.54.

Biểu đồ xếp loại NLTN của HS hai lớp trước TN ..............................135

Hình 3.55.

Biểu đồ phân bố tần số điểm HK của hai lớp TN và ĐC ....................136

Hình 3.56.

Biểu đồ phân bố tần suất điểm HK của hai lớp TN và ĐC .................136

Hình 3.57.

Đồ thị đường lũy tích kết quả đánh giá NLTN của hai lớp sau TN ....137

Hình 3.58.

Biểu đồ xếp loại NLTN của HS hai lớp sau TN ..................................137


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Khoa học và cơng nghệ phát triển mạnh mẽ đã góp phần đẩy nhanh q trình
quốc tế hóa nền kinh tế của các nước, trong đó có Việt Nam. Để đáp ứng được q
trình hội nhập, Việt Nam phải đào tạo được đội ngũ nhân lực có phẩm chất đạo đức
tốt, giỏi về chuyên mơn, có khả năng vận dụng tri thức khoa học vào giải quyết
những vấn đề thực tiễn một cách hiệu quả nhất. Trước tình hình đó, ngành giáo dục
của nước ta cần phải đổi mới căn bản, mạnh mẽ và đồng bộ về mọi mặt, trong đó chú
trọng đến dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học. Trong chương
trình Vật lí trung học phổ thơng, hầu hết các khái niệm, các định luật Vật lí đều liên
quan đến thực tiễn và được hình thành bằng con đường thực nghiệm. Vì vậy, việc
tìm kiếm những biện pháp nhằm bồi dưỡng, nâng cao NLTN cho HS là rất quan
trọng và cần thiết. Sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy Vật lí là một trong những
biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, góp phần tích cực vào đổi
mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển NLTN cho người học. Trong q
trình học tập Vật lí, ngoài việc suy luận logic, HS cần phải biết làm thí nghiệm để
tìm ra kiến thức mới hoặc đối chiếu, kiểm tra lại các hệ quả Vật lí đã có từ các suy
luận logic. Tuy nhiên thực tế cho thấy, nhiều HS lúng túng, không biết sử dụng các
thiết bị thí nghiệm, khơng hiểu ngun tắc hoạt động của các dụng cụ thí nghiệm.
Điều đó chứng tỏ rằng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS còn nhiều
hạn chế. Sự yếu kém này có thể do nhiều ngun nhân, trong đó có thể khơng có thói
quen làm thí nghiệm, hoặc do phương pháp, cách thức tổ chức hoạt động thí nghiệm
chưa gây được sự yêu thích bộ mơn ở HS. Do đó, để đạt được mục tiêu đề ra, cần
phải đa dạng hóa các hình thức hoạt động học tập, trong đó hình thức HĐNK đang
rất được chú trọng hiện nay.
Tổ chức học tập trên lớp và tổ chức học tập ngoại khố là hai hình thức tổ chức
trong một thể thống nhất của quá trình giáo dục nhằm thực hiện mục tiêu dạy học.
Tuy nhiên, việc tổ chức HĐNK như thế nào để đảm bảo mục tiêu dạy học là rất quan
trọng đối với mỗi GV. HĐNK giúp HS biết vận dụng những tri thức đã học để giải

quyết các vấn đề do thực tiễn đời sống đặt ra, giúp HS rèn luyện những kỹ năng giao


2
tiếp, kỹ năng ứng xử có văn hố, những thói quen trong học tập, lao động; kỹ năng tự
quản, tự tổ chức, điều khiển, nhận xét, đánh giá, hoà nhập và thực hiện một số hoạt
động tập thể có hiệu quả khác.
Từ trường là một chương quan trọng trong chương trình lớp 11. Kiến thức về từ
trường có nhiều ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật. Theo sách giáo khoa, rất nhiều
các kiến thức trong chương được xây dựng từ khảo sát thí nghiệm. Tuy nhiên trên
thực tế, các dụng cụ thí nghiệm về từ trường ở các trường phổ thơng cịn thiếu nhiều
hoặc nếu có thì chủ yếu chỉ mang tính mơ hình, khơng hoạt động được. Vì thế nó
chưa đáp ứng được mục tiêu dạy học theo hướng phát triển năng lực HS. Mặt khác,
GV đứng lớp chưa chủ động hướng dẫn học sinh tạo ra các thí nghiệm phục vụ bài
học. Vì thế, HS khơng có cơ hội rèn luyện các kỹ năng, thao tác làm thí nghiệm cũng
như khơng nắm bắt được kiến thức một cách sâu sắc. Điều đó dẫn đến việc đa số học
sinh sẽ cảm thấy rất khó hiểu và mơ hồ về các hiện tượng Vật lí. Để khắc phục khó
khăn này và để HS có thể phát triển được NLTN, tự chủ tiếp thu kiến thức một cách
vững chắc thì HS phải tham gia tự chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường. Để
làm được những điều này, đòi hỏi GV phải tổ chức giờ dạy sao cho HS thật thoải mái
nhưng phải bảo đảm chất lượng và hiệu quả cao, đáp ứng được mục tiêu bài học. Vì
vậy, HĐNK là một sự lựa chọn hợp lí hơn cả.
Qua tìm hiểu tơi nhận thấy từ trước đến giờ chưa có nghiên cứu nào về bồi
dưỡng NLTN cho HS thông qua các HĐNK với chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí
nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn giản”. Là một học viên cao học đồng thời
là một GV dạy học ở trường THPT, tôi nhận thấy việc tổ chức HĐNK cho HS là cần
thiết và có thể bồi dưỡng NLTN cho HS.
Từ những lí do trên, tôi lựa chọn đề tài: Bồi dưỡng NLTN cho HS thơng qua
HĐNK chủ đề “Chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các dụng cụ đơn
giản”.

2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu việc xây dựng và tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí
nghiệm về “từ trường” với các dụng cụ đơn giản nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS.


3

3. Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm về từ trường với các
dụng cụ đơn giản sẽ bồi dưỡng NLTN cho HS.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: NLTN của HS.
Phạm vi: HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm về “Từ trường” ở trường
THPT Vĩnh Bình – Tiền Giang.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng NLTN cho HS thơng
qua HĐNK trong dạy học Vật lí.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về thí nghiệm trong dạy học Vật lí.
- Tìm hiểu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, phát triển NL mà HS cần
đạt được khi học chương “Từ trường”.
- Tìm hiểu các biện pháp bồi dưỡng NLTN cho HS.
- Xây dựng quy trình bồi dưỡng NLTN thơng qua HĐNK trong dạy học Vật lí.
- Xây dựng kế hoạch tổ chức HĐNK.
- Xây dựng các công cụ đánh giá NLTN.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tư liệu: Nghiên cứu cơ sở lý luận của HĐNK, của việc xây dựng
và sử dụng các thí nghiệm từ các dụng cụ đơn giản.
- Nghiên cứu thử nghiệm: Chế tạo trước một số thí nghiệm về từ trường làm từ
các dụng cụ đơn giản.

- Phương pháp quan sát: được sử dụng trong quá trình thực nghiệm sư phạm,
quan sát trực tiếp thái độ của HS đối với HĐNK về chế tạo và tiến hành thí nghiệm.
- Phương pháp điều tra: điều tra khảo sát ý kiến của GV, điều tra tình hình HS
trong khi tham gia HĐNK.
- Phương pháp tiền - hậu kiểm kết hợp TN và ĐC để kiểm nghiệm giá trị thực
tiễn, tính khả thi và hiệu quả của các kết quả nghiên cứu.


4
- Phương pháp thống kê toán học: sử dụng trong xử lý kết quả bài TK và HK.
7. Đóng góp của đề tài
- Xây dựng quy trình tổ chức HĐNK chủ đề: Chế tạo và tiến hành thí nghiệm
về “Từ trường” với các dụng cụ đơn giản.
- Thiết kế, chế tạo 12 bộ thí nghiệm về “Từ trường” từ các dụng cụ đơn giản.
- Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV ở các trường phổ thông.


5

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHĨA
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1.1. Năng lực thực nghiệm
1.1.1. Khái niệm năng lực
Năng lực có nhiều cách định nghĩa khác nhau như sau:
Theo Từ điển Tiếng Việt (1988), Hoàng Phê (chủ biên), năng lực là khả năng,
điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó, hoặc là
phẩm chất tâm lí và sinh lí, tạo cho con người khả năng hồn thành một hoạt động
nào đó với chất lượng cao (khi đề cập tới năng lực của con người).

Theo Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002),
Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thơng, năng lực là những thuộc tính tâm lí
riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này con người hồn thành tốt một loại hoạt
động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao.
Theo Ia.I.Perenman (1994), Vật lí vui tập 2, 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.
Theo Lê Đức Ngọc (2014), Phát triển chương trình đáp ứng đổi mới căn bản
tồn diện giáo dục, năng lực là khả năng vận dụng đồng bộ các kiến thức, kỹ năng,
thái độ, phẩm chất đã tích lũy được để ứng xử, xử lý tình huống hay để giải quyết
vấn đề một cách có hiệu quả.
Theo Phạm Thúy Diễm (2017), Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần
“Quang hình học” lớp 11 THPT nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học
sinh, năng lực là khả năng huy động, vận dụng một cách linh hoạt các kiến thức, kĩ
năng, thái độ, phẩm chất nhằm giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra trong cuộc sống
hoặc đáp ứng những yêu cầu của một hoạt động, đảm bảo hoạt động đó đạt kết quả
tốt nhất trong một tình huống cụ thể. Cũng theo Phạm Thúy Diễm, trong dạy học,


6
khái niệm năng lực liên quan đến nội dung, kỹ năng, mục tiêu của dạy học. Nội dung
dạy học là những vấn đề dạy học hoặc đối tượng dạy học. Kỹ năng là khả năng thực
hiện một cái gì đó và nó chỉ biểu hiện thơng qua một nội dung và đạt được dần dần
trong cả cuộc đời. Mục tiêu là kết quả của sự tác động của một kỹ năng lên một nội
dung.
Năng lực là tập hợp các kỹ năng cùng với sự đam mê để thực hiện tốt một cơng
việc. Năng lực được hình thành và phát triển trong quá trình học tập và lao động của
con người. Theo chúng tôi, năng lực là khả năng phối hợp đồng bộ và linh hoạt các
kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm cùng với thái độ, phẩm chất và sự hứng thú

để giải quyết một cách có hiệu quả các vấn đề vừa cụ thể vừa đa dạng của cuộc
sống.
Theo Hồ Sỹ Chương, Trương Văn Minh, Trần Minh Hùng, Nguyễn Thị Thu
Thủy (2014), Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm xác định chiết suất của chất lỏng và sử
dụng trong dạy học theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm, năng lực bao gồm
năng lực chung (hay năng lực cốt lõi) và năng lực chuyên biệt. Năng lực chung là hệ
thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân, đảm bảo cho cá nhân nắm bắt được tri thức
và hoạt động một cách dễ dàng, có hiệu quả. Năng lực chung gồm những năng lực
nền tảng như: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng
lực quản lý, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng công nghệ thông
tin và truyền thơng, năng lực ngơn ngữ, năng lực tính tốn. Năng lực chung là năng
lực cơ bản cần thiết làm nền tảng để phát triển năng lực chuyên biệt.
Theo Vụ giáo dục trung học (2014), Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đáng giá
theo định hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông, năng lực
chung và năng lực chuyên biệt không tách rời mà liên hệ chặt chẽ với nhau. Có nhiều
quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy học từng môn. Các
năng lực chuyên biệt có thể được xây dựng bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung
hoặc dựa trên đặc thù môn học.
Theo Theo Phạm Xuân Quế, Ngô Diệu Nga, Nguyễn Văn Biên (2014), Tài liệu
bồi dưỡng giáo viên dạy học và kiểm tra đánh giá theo tiếp cận năng lực mơn Vật lí,
năng lực chun biệt của mơn Vật lí được thể hiện qua bảng sau:


7
Bảng 1.1. Năng lực chun biệt mơn Vật lí
Stt

Năng lực chung

Biểu hiện năng lực trong mơn Vật lí

Nhóm năng lực làm chủ phát triển
1

Năng lực tự học

- Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế
hoạch có hiệu quả.
- Tìm kiếm thơng tin về ngun tắc cấu tạo, hoạt động
của các ứng dụng kỹ thuật.
- Đánh giá được mức độ chính xác của nguồn tin.
- Đặt được câu hỏi về sự vật xung quanh.
- Tóm tắt được nội dung Vật lí trọng tâm của văn bản.
- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm,
bảng biểu sơ đồ khối.
- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án
thí nghiệm để trả lời cho câu hỏi đó.

2

Năng

lực

giải - Đặc biệt quan trọng là NLTN.

quyết vấn đề (đặc Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện
biệt quan trọng là tượng diễn ra như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng
năng

lực

giải là gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối

quyết vấn đề bằng quan hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có nguyên
con

đường

TN tắc cấu tạo và hoạt động như thế nào?

hay còn gọi là - Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu
NLTN).

hỏi đặt ra.
- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng
suy luận lý thuyết hoặc khảo sát TN.
- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được.
- Đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được.

3

Năng lực sáng tạo - Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả
thuyết (hoặc dự đoán).
- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu.


8
- Giải được bài tập sáng tạo.
- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề tối ưu.

Năng lực tự quản

4

Khơng có tính đặc thù.

lí
Nhóm năng lực về quản lí xã hội
Năng

5

lực

giao - Sử dụng được ngơn ngữ Vật lí để mô tả hiện tượng.
- Lập được bảng và mô tả bảng số liệu TN.

tiếp

- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước.
- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm.
- Mơ tả được sơ đồ thí nghiệm.
- Đưa ra các lập luận logic, biện chứng.
Năng lực hợp tác

6

- Tiến hành thí nghiệm theo nhóm.
- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau.

Nhóm năng lực cơng cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá trình
hình thành năng lực ở trên)
7

Năng lực sử dụng - Sử dụng một số phần mềm chun dụng, để mơ hình
cơng nghệ thơng hóa q trình Vật lí.
tin

và

truyền

thơng (ICT)
8

Năng lực sử dụng - Sử dụng ngôn ngữ khoa học để diễn tả quy luật Vật lí.
ngơn ngữ

- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật Vật lí.
- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu.

9

Năng
tốn

lực

tính - Mơ hình hóa qui luật Vật lí bằng các cơng thức tốn
học.

- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết ra hệ
quả hoặc ra kiến thức mới.


9

1.1.2. Năng lực thực nghiệm
1.1.2.1. Khái niệm NLTN
Theo từ điển Tiếng Việt, NLTN được định nghĩa: “NLTN là khả năng vận dụng
những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ 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”. Từ đó có thể
định nghĩa NLTN Vật lí như sau: “NLTN Vật lí là khả năng vận dụng các kiến thức,
kỹ năng thực hành trong lĩnh vực Vật lí cùng với thái độ tích cực để giải quyết các
vấn đề đặt ra trong thực tiễn”(Đinh Anh Tuấn (2015)).
Một người học có NLTN Vật lí khi họ biết vận dụng các kiến thức để có thể
nghĩ ra phương án thiết kế, chế tạo và tiến hành một thí nghiệm Vật lí để kiểm tra
hoặc khẳng định một vấn đề nào đó.
Theo chúng tơi, NLTN Vật lí là khả năng phối hợp đồng bộ và linh hoạt các
kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm cùng với thái độ, phẩm chất và sự hứng thú
để thiết kế phương án thí nghiệm, chế tạo và tiến hành thí nghiệm thành cơng nhằm
kiểm tra một giả thuyết hoặc rút ra một kết luận cần thiết.
1.1.2.2. Cấu trúc của NLTN
Đánh giá NLTN là một việc làm khó khăn và cần phải có thời gian. Để dễ dàng
hơn trong việc nghiên cứu, người ta chia NLTN ra thành 4 thành tố:
- Xác định các vấn đề cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đốn, giả thuyết có
căn cứ.
- Thiết kế được các phương án thí nghiệm.
- Tiến hành được thí nghiệm theo phương án đã thiết kế.
- Xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.
• Năng lực xác định các vấn đế cần nghiên cứu hoặc đưa ra các dự đốn, giả

thuyết có căn cứ.
HS có khả năng đưa ra các dự đốn hoặc giả thuyết, sau đó lựa chọn được dự
đốn hoặc giả thuyết hợp lý, có cơ sở và có thể kiểm tra được bằng thí nghiệm.
• Năng lực thiết kế được các phương án thí nghiệm.
HS có khả năng:


10
- Xác định mục đích thí nghiệm: thí nghiệm khảo sát hay thí nghiệm kiểm tra
một giả thuyết.
- Xác định được đại lượng cần đo: đại lượng cần đo hay cịn gọi là các biến số.
Có 2 loại biến số: biến số độc lập và biến số phụ thuộc.
- Xác định được các dụng cụ cần sử dụng trong thí nghiệm: dựa vào mục đích
thí nghiệm và các biến số, HS có thể chọn được những dụng cụ thích hợp.
- Mơ tả cách bố trí các dụng cụ thí nghiệm: HS sắp xếp được các dụng cụ theo
một trình tự và có thể vẽ được sơ đồ thí nghiệm.
• Năng lực tiến hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế.
HS có khả năng:
- Lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã thiết kế: HS có khả năng lắp ráp
nhanh chóng, thành thạo, đúng ngun tắc và an tồn.
- Biết sử dụng dụng cụ thí nghiệm: HS sử dụng dụng cụ đúng chức năng của
nó, có khả năng phát hiện và sửa chữa được những sai hỏng thông thường.
- Tiến hành được thí nghiệm: quan sát rõ các hiện tượng diễn ra trong q trình
làm thí nghiệm.
- Ghi nhận lại kết quả thí nghiệm một cách chính xác và trung thực.
• Năng lực xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.
HS có khả năng:
- Tính tốn được sai số: có thể giải thích được nguyên nhân gây sai số và cách
hạn chế.
- Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm: xem xét kết quả thu được có phù

hợp với giả thuyết hay dự đốn trước đó hay khơng và tìm ra ngun nhân.
- Rút ra kết luận: HS nêu được vấn đề chính được rút ra từ thí nghiệm hay nội
dung kiến thức thu được từ thí nghiệm.
1.1.2.3. Các biểu hiện của NLTN
Theo Vụ giáo dục trung học (2014), Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đáng giá
theo định hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông, NLTN của
người học có thể nhận thức thơng qua một số biểu hiện qua sơ đồ sau:


11

Bảng 1.2. Các biểu hiện của NLTN
Kiến thức

Kỹ năng

Thái độ

- Kiến thức liên - Xác định mục đích thí nghiệm, thiết - Thái độ kiên
quan đến vấn đề cần kế phương án thí nghiệm, chế tạo dụng nhẫn.
khảo sát.

cụ thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ thí - Thái độ trung

- Kiến thức về thiết nghiệm, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm.
bị, an toàn.

thực.

- Thay đổi các đại lượng, sử dụng - Thái độ tỉ mỉ.

- Kiến thức về xử lý dụng cụ đo, hiệu chỉnh dụng cụ đo, - Thái độ hợp tác.
số liệu, tính sai số.

đọc số liệu, sửa chửa các sai hỏng - Thái độ tích cực.

- Kiến thức về biểu thông thường.
diễn số liệu dưới - Quan sát diễn biến hiện tượng, ghi lại
dạng bảng biểu, đồ kết quả, biểu diễn bằng bảng biểu, đồ
thị.

thị, tính tốn sai số.
- Biện luận, trình bày kết quả, đối
chiếu kết quả với giả thuyết đã xây
dựng.
1.1.2.4. Các tiêu chí đánh giá và các mức độ biểu hiện của NLTN
Mỗi thành tố của NLTN có các tiêu chí đánh giá khác nhau, được trình bày cụ

thể theo bảng sau:
Bảng 1.3. Các tiêu chí đánh giá ứng với mỗi thành tố của NLTN
NLTN
Thành tố

Chỉ số hành vi
- Quan sát, nhận ra dấu hiệu chung của sự vật, hiện
tượng.

Năng lực xác định các vấn - Đặt ra những câu hỏi về vấn đề cần nghiên cứu.
đề cần nghiên cứu hoặc đưa - Phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu.
ra các dự đoán, giả thuyết - Nêu được dự đốn hoặc giả thuyết.

có căn cứ.

- Đưa ra các căn cứ của dự đoán.
- Lựa chọn được dự đốn, giả thuyết hợp lý, có thể


12
kiểm tra được bằng thí nghiệm.
- Xác định được mục đích thí nghiệm
Năng lực thiết kế các - Xác định được đại lượng cần đo.
phương án thí nghiệm.

- Xác định cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế, chế
tạo.
- Xác định được các dụng cụ thí nghiệm cần sử
dụng.
- Mơ tả được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm.
- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm.
- Lắp ráp được thiết bị thí nghiệm theo sơ đồ thiết
kế.

Năng lực tiến hành thí - Sử dụng dụng cụ đúng với chức năng của nó.
nghiệm theo phương án đã - Phát hiện và sửa chữa được những sai hỏng thông
thiết kế.

thường.
- Tiến hành thí nghiệm thành cơng.
- Giải thích hiện tượng diễn ra.
- Đọc giá trị các đại lượng cần đo và ghi lại kết quả.

- Năng lực xử lý, phân tích - Lựa chọn và sử dụng cơng cụ tính tốn thích hợp.
kết quả thí nghiệm và rút ra - Biểu diễn kết quả đo được dưới dạng bảng hay đồ
kết luận.

thị.
- Đọc được sai số của dụng cụ đo, tính tốn được
sai số, giải thích nguyên nhân và nêu cách khắc
phục.
- Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và
kết luận rút ra từ khái quát hóa kết quả thí nghiệm.
- Đánh giá cải tiến phép đo.

Từ cấu trúc NLTN, mỗi tiêu chí đánh giá có 4 mức độ biểu hiện khác nhau.
Mức 0: Không xác định được hoặc xác định sai vấn đề đang đề cập, NLTN yếu.
Mức 1: Có NLTN ở mức độ trung bình.
Mức 2: Có NLTN ở mức độ khá.