Phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm vật lí trong dạy học vật lí đại cương phần vật lí nguyên tử hạt nhân TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
----------------------

TRẦN THỊ KIỂM THU

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍCH HỢP
KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG
PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN”
Chun ngành: LÍ LUẬN VÀ PPDH BỘ MƠN VẬT LÍ
Mã số: 9 14 01 11

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC
2. PGS.TS. LÊ PHƯỚC LƯỢNG

NGHỆ AN – 2021


0

Luận án được hoàn thành tại Trường Đại học Vinh

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC
2. PGS.TS. LÊ PHƯỚC LƯỢNG

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường
Địa điểm: Trường Đại học Vinh

Thời gian: Vào hồi giờ, ngày

tháng

năm

2021

Có thể tìm luận án tại Thư viện Quốc gia Việt Nam,
Thư viện Nguyễn Thúc Hào – Trường Đại học Vinh


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của khoa học, kĩ thuật và cơng nghệ, tri
thức của lồi người đang tăng nhanh chóng. Xu thế phát triển của khoa học ngày nay là
tiếp tục phân hóa sâu, song song với tích hợp liên môn, liên ngành ngày càng rộng. Đề tài
luận án được chúng tôi lựa chọn xuất phát từ bốn lý do chính đó là
Thứ nhất, sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học đại học theo hướng phát
triển năng lực cho sinh viên.

Thứ hai, dạy học tích hợp là một năng lực rất quan trọng đối với giáo viên nói
chung và giáo viên Vật lí nói riêng.
Thứ ba, dạy học theo chủ đề tích hợp đang là một xu hướng dạy học hiện đại, việc
áp dụng phương pháp dạy học theo chủ đề tích hợp có thể góp phần bồi dưỡng cho sinh
viên một số năng lực bậc cao như phân tích, so sánh, tổng hợp.
Cuối cùng, nội dung học phần Vật lí đại cương dành cho sinh viên sư phạm và nội
dung chương trình Vật lí THPT có sự liên hệ chặt chẽ với nhau, kiến thức khoa học tích
hợp trong học phần Vật lí đại cương góp phần cho sinh viên triển khai dạy học tích hợp,
đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018.
Từ các phân tích trên, chúng tơi chọn vấn đề: Phát triển năng lực tích hợp kiến thức
các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí trong dạy học Vật lí đại cương phần
“Vật lí nguyên tử hạt nhân” để làm đề tài nghiên cứu của luận án.
2. Mục đích nghiên cứu
Dạy học Vật lí đại cương phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo hướng phát triển
năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí, góp phần
bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho sinh viên trong chương trình đào tạo giáo viên
Vật lí Trung học phổ thơng.
3. Đối tượng nghiên cứu
Q trình dạy học Vật lí đại cương theo hướng phát triển năng lực tích hợp kiến
thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí.
4. Phạm vi nghiên cứu
Dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” bằng các chủ đề tích hợp, phát triển năng
lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu dạy học Vật lí đại cương phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo các chủ đề tích
hợp thì sẽ phát triển được năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh viên
sư phạm Vật lí.


2

6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận và thực tiễn giáo dục đại học nói chung và đào tạo giáo viên
Vật lí THPT nói riêng.
- Nghiên cứu năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm
Vật lí và năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí ở trường THPT.
- Phân tích chương trình, nội dung dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” cho
SV sư phạm Vật lí.
- Điều tra thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho SV sư phạm theo hướng phát
triển năng lực dạy học tích hợp ở các khoa sư phạm, các trường đại học sư phạm.
- Phát triển chương trình học phần Vật lí đại cương theo hướng bồi dưỡng năng lực
dạy học tích hợp các mơn khoa học ở THPT cho SV sư phạm Vật lí.
- Nghiên cứu vận dụng dạy học tích hợp theo chủ đề trong dạy học Vật lí đại cương
theo hướng phát triển năng lực tích hợp các kiến thức khoa học tự nhiên của SV sư phạm
Vật lí.
- Đánh giá năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật
lí trong dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân”.
- Thực nghiệm sư phạm.
7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu quan điểm đổi mới giáo dục đại học, lí luận dạy học đại học theo
hướng phát triển năng lực nghề nghiệp cho SV.
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra, khảo sát, phân tích và đánh giá thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho
SV sư phạm Vật lí theo hướng phát triển năng lực dạy học nói chung và năng lực dạy học
tích hợp các môn khoa học ở trường THPT.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
7.4. Phương pháp thống kê tốn học
Xử lí các số liệu điều tra thực tiễn và kết quả thực nghiệm sư phạm bằng cơng cụ
tốn học thống kê.

8. Những đóng góp của luận án
8.1. Về mặt lí luận
- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về phát triển năng lực tích hợp kiến thức các
khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí trong q trình dạy học Vật lí đại cương.


3
Phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên là điều kiện cần để bồi dưỡng
năng lực dạy học tích hợp trong chương trình đào tạo giáo viên Vật lí Trung học phổ
thơng.
- Xây dựng cấu trúc năng lực dạy học tích hợp của giáo viên Vật lí và cấu trúc năng
lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên; Xây dựng thang đo năng lực tích hợp kiến
thức các khoa học tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí trong học tập Vật lí đại cương.
- Đề xuất quy trình xây dựng/thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề tích hợp trong Vật lí
đại cương theo 5 giai đoạn.
8.2. Về mặt thực tiễn
- Điều tra được thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư phạm Vật lí
theo định hướng phát triển năng lực dạy học tích hợp.
- Thiết kế được 5 kế hoạch dạy học theo chủ đề tích hợp phần “Vật lí ngun tử hạt
nhân” trong chương trình Vật lí đại cương theo định hướng phát triển năng lực tích hợp
kiến thức khoa tự nhiên của sinh viên sư phạm Vật lí.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN LỊCH SỬ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Các nghiên cứu về dạy học tích hợp
1.1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài
Xavier Rogiers đánh giá tầm quan trọng của dạy học tích hợp trong giáo dục như

sau “Nếu nhà trường chỉ quan tâm dạy cho học sinh các khái niệm một cách rời rạc thì
nguy cơ sẽ hình thành ở học sinh các suy luận khép kín, sẽ hình thành những con người
mù chức năng, nghĩa là những người đã lĩnh hội kiến thức nhưng khơng có khả năng sử
dụng các kiến thức đó hàng ngày”.
Các nước Mỹ, Anh, Rumani, Indonesia, Úc nghiên cứu về hiệu quả và phương
pháp dạy học tích hợp và năng lực của giáo viên/sinh viên sư phạm Vật lí.
Laura Tugulea và các cộng sự nghiên cứu về năng lực đặc thù của giáo viên Vật lí.
Nhóm tác giả đề xuất các học phần dạy học Vật lí đại cương có liên quan đến Vật lí
(Physics-related optional subjects) như Hóa học, Sinh học, Vật lí thiên văn, Vật lí trong
Địa lý và một số học phần ứng dụng kiến thức Vật lí vào trong các lĩnh vực khác bao gồm:
Nguyên tắc Vật lí trong vận hành thiết bị máy móc, Vật lí trong y học và thể thao, Vật lí
khí hậu, Vật lí trong sử dụng năng lượng và môi trường, các học phần này có mục tiêu đề
cập đến mối quan hệ Vật lí đến các sự vật, hiện tượng trong cuộc sống, các học phần này
được gọi tên chung là “Physics in other Sciences”.
Như vậy các nghiên cứu ở nước ngoài cũng cho thấy dạy học tích hợp có ý nghĩa
trong việc hình thành và phát triển năng lực cho người học và sinh viên Vật lí cũng được
học một số học phần có nội dung tích hợp để nâng cao kiến thức tích hợp các khoa học.
1.1.2. Các kết quả nghiên cứu ở Việt Nam
Tác giả Phạm Xuân Quế, Nguyễn Văn Biên nghiên cứu về năng lực được hình
thành trong dạy học tích hợp, các quy trình dạy học tích hợp trong nhà trường. Các tác giả
Tưởng Duy Hải, Đỗ Hương Trà đã phân tích rủi ro xung quanh việc giáo viên trung học
được đào tạo để tổ chức dạy học đơn mơn mà chưa có sự kết hợp đào tạo liên môn trong
bối cảnh nước ta đang triển khai dạy học tích hợp trong nhà trường, điều này tiềm ẩn khả
năng mất tự chủ của giáo viên khi xử lí các tình huống tích hợp có kiến thức của các mơn
học khác, chẳng hạn sinh viên sư phạm Vật lí ít được tiếp cận với kiến thức về Sinh học và
Hóa học.


5
Các tác giả Trần Trung Ninh, Đặng Thị Thuận An đã nghiên cứu về khung năng

lực dạy học tích hợp dành cho giáo viên trung học gồm có 4 mức độ và 9 tiêu chí. Tuy
nhiên, các tiêu chí này chưa đề cập đến tiêu chí kiến thức tích hợp.
1.2. Các nghiên cứu về dạy học Vật lí đại cương theo định hướng bồi dưỡng
năng lực nghề nghiệp và năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài
Tác giả Eric Brewe, Warren Christensen, Viviane Callier cho rằng dạy học Vật lí
đại cương hiện nay cịn tập trung vào giải các bài tốn, ít vận dụng dụng kiến thức vào
thực tiễn.
1.2.2. Các nghiên cứu trong nước
Học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” có những nội dung gắn liền với chương trình
trung học phổ thông, các tác giả Thái Khắc Định, Trần Quốc Hà, Tạ Hưng Quí đã phân
chia học phần thành hai nội dung chính Vật lí nguyên tử và Vật lí hạt nhân. Tuy nhiên, các
nội dung dạy học có liên hệ thực tiễn để góp phần bồi dưỡng năng lực tích hợp các khoa
học cho SV như các bài tập trong phần cuối chương, dự án học tập, nội dung dạy học
mang yếu tố liên ngành, các vấn đề tích hợp có liên quan đến nghề nghiệp của SV sư
phạm thì những nghiên cứu này chưa đề cập đến hoặc chưa đề cập rõ ràng.
1.3. Một số vấn đề tiếp tục nghiên cứu
Thực hiện đề tài luận án, chúng tôi cần tiếp tục nghiên cứu các vấn đề sau:
(1) Trong đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thơng, để SV có năng lực dạy học
tích hợp cần những điều kiện, yếu tố nào?
(2) Dạy học Vật lí đại cương nói chung và dạy học phần “Vật lí ngun tử hạt
nhân” nói riêng theo phương thức nào để bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư
phạm Vật lí?


6
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Năng lực và các năng lực thành phần của năng lực dạy học tích hợp
2.1.1. Năng lực

Năng lực là khả năng vận dụng kiến thức tổng hợp để giải quyết vấn đề/tình huống
của bài học/bài tập một cách có hiệu quả, năng lực của sinh viên sư phạm Vật lí thể hiện
trong điều kiện sinh viên biết dựa vào các chứng cứ khoa học (chủ yếu là khoa học tự
nhiên) đã huy động để đánh giá những tác động của khoa học đến đời sống xã hội.
2.1.2. Các năng lực thành phần của năng lực dạy học tích hợp
Trong phạm vi luận án này, chúng tôi đề xuất cấu trúc của năng lực dạy học tích
hợp bao gồm bốn năng lực thành phần (bảng 2.1).
Bảng 2.1: Cấu trúc năng lực dạy học tích hợp theo các năng lực thành phần và các
biểu hiện hành vi
Năng lực thành phần

Biểu hiện hành vi/tiêu chí

1. Năng lực nhận thức về - Xác định được năng lực chung, năng lực đặc thù của mơn
dạy học tích hợp

học Vật lí
- Trình bày được những vấn đề lí luận về dạy học tích hợp

2. Năng lực tích hợp kiến - Phát hiện được vấn đề tích hợp
thức các khoa học tự - Tổng hợp kiến thức tích hợp
- Tìm tịi, khám phá, sắp xếp kiến thức các khoa học liên

nhiên

quan đến vấn đề tích hợp
- Thuyết trình, diễn đạt chủ đề tích hợp theo trình tự logic,
chính xác
- Đánh giá tác động của khoa học đến đời sống, xã hội
3. Năng lực thiết kế giáo - Xác định mục tiêu dạy học tích hợp

án và tổ chức hoạt động - Xây dựng kế hoạch (giáo án) dạy học tích hợp
dạy học tích hợp

- Sử dụng phương pháp, phương tiện dạy học hiệu quả

4. Năng lực kiểm tra đánh - Thiết kế và sử dụng bộ công cụ đánh giá năng lực học
giá năng lực trong dạy sinh trong dạy học tích hợp
học tích hợp
Bảng 2.1 chỉ ra rằng năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên được phát
triển cho SV sư phạm Vật lí thơng qua tổ chức các chủ đề dạy học tích hợp trong dạy học
Vật lí đại cương nhằm góp phần bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV Vật lí.


7
2.2. Năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
2.2.1. Khái niệm năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
Năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên là thuộc tính tâm lí, khả năng
của người học phát hiện được vấn đề tích hợp, huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng,
phương pháp nhận thức của các môn học/của các khoa học tự nhiên để giải quyết vấn đề
liên quan đến lí thuyết khoa học hoặc vấn đề thực tiễn trong đời sống, khoa học, cơng
nghệ và dạy học Vật lí đạt được hiệu quả.
Từ khái niệm năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên, chúng tôi cho rằng
năng lực được hình thành cho SV thơng qua các giai đoạn tổ chức dạy học chủ đề tích hợp
(hình 2.1).

Hình 2.1. Các giai đoạn hình thành năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
2.2.2. Cấu trúc năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
Dựa trên cơ sở định nghĩa và phân tích các giai đoạn hình thành năng lực tích hợp
kiến thức các khoa học tự nhiên, chúng tôi xác định khung năng lực tích hợp kiến thức các
khoa học tự nhiên cho SV sư phạm Vật lí trong q trình dạy học Vật lí đại cương được

trình bày trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Khung năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm

Vật lí trong dạy học Vật lí đại cương
Năng lực thành phần
Phát hiện được vấn đề tích hợp

Biểu hiện hành vi/tiêu chí
Nhận diện được vấn đề tích hợp, nhận ra được những
mâu thuẫn từ vấn đề đã được nêu, đặt được câu hỏi
xoay quanh vấn đề.

Tổng hợp kiến thức tích hợp

Tìm kiếm thơng tin, huy động được các kiến thức liên
quan và thiết lập mối quan hệ giữa kiến thức Vật lí
với kiến thức các khoa học tự nhiên.


8
Tìm tịi, khám phá, sắp xếp Khám phá, lựa chọn, sắp xếp nội dung kiến thức liên
kiến thức các khoa học liên quan đến vấn đề tích hợp, nghiên cứu giải quyết vấn
quan đến vấn đề tích hợp

đề tích hợp, đưa ra câu trả lời về tình huống gắn với
thực tiễn bằng cách xâu chuỗi các thông tin đã thu
thập được

Thuyết trình, diễn đạt chủ đề Sử dụng đúng, chính xác ngơn ngữ khoa học, phát
tích hợp theo trình tự logic, biểu ý tưởng rõ ràng, mạch lạc

chính xác
Đánh giá tác động của khoa Đánh giá tích cực, tiêu cực của nghiên cứu khoa học
học đến đời sống, xã hội

đến đời sống, xã hội, hình thành kĩ năng sống

2.2.3. Thang đo năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của sinh
viên sư phạm Vật lí
Dựa trên khung năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên (bảng 2.2). Chúng
tôi đề xuất thang đo chi tiết các mức độ của năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự
nhiên của SV sư phạm Vật lí trong học tập Vật lí đại cương (bảng 2.3).
Bảng 2.3: Thang đo năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
Năng lực
thành phần

Mức 1
Điểm: 0-4,9

Phát hiện được Không
vấn đề tích hợp

Mức 2

Mức 3

Mức 4

Điểm: 5,0-5,9

Điểm: 6,0-7,9

Điểm: 8,0-10

phát Phát hiện được Tự phát hiện Tự phát hiện

hiện được vấn vấn
đề tích hợp

hợp

đề

tích được
nhưng chưa

nhưng được một cách
đầy

đủ đầy đủ

các

phải nhờ sự các vấn đề tích vấn đề tích hợp
hướng dẫn
Tổng hợp kiến Khơng
thức tích hợp

tổng Tổng

hợp

hợp Tổng hợp được Tổng hợp kiến

hợp được kiến được kiến thức kiến thức tích thức tích hợp,
thức tích hợp

tích hợp nhưng hợp, nhưng cịn thơng tin đầy
cần sự hướng thiếu
dẫn

một số đủ, giải quyết

thơng tin mới được vấn đề
có

thể

giải

quyết được vấn
đề


9
Tìm tịi, khám Khơng biết tìm Tìm tịi, khám Tìm tịi, khám Tìm tịi, khám
phá, sắp xếp kiến tịi, khám phá, phá, lựa chọn, phá, lựa chọn, phá, lựa chọn,
thức

các

khoa lựa chọn và sắp sắp xếp được sắp xếp các nội sắp xếp các nội

học liên quan đến xếp nội dung, các nội dung dung để giải dung hợp lý, rõ
vấn đề tích hợp

sắp xếp lộn xộn nhưng phải
các nội dung

nhờ

đến

quyết được các ràng, hồn tồn
sự vấn đề nhưng chính xác

hướng dẫn

chưa hồn tồn
chính xác

Thuyết

trình, Khơng

biết Thuyết

diễn đạt chủ đề thuyết
tích

hợp

trình

tự

trình, Thuyết

trình, diễn đạt được diễn

theo diễn

đạt

giá

đạt

ý ý tưởng khi có tưởng

logic, tưởng khó hiểu

gợi ý

ý diễn

trình,
đạt

ý

đúng tưởng đúng, tự

nhưng

cịn tin, có sáng tạo

thiếu tự tin

chính xác
Đánh

trình, Thuyết

tác Khơng

biết Đánh giá được Đánh giá được Đánh giá được

động của khoa đánh giá, không các mặt hạn các mặt hạn chế các mặt hạn
học đến đời sống thể nêu được chế và tích cực và tích cực của chế và tích cực
xã hội

mặt hạn chế và của khoa học khoa học tác của khoa học
tích

cực

của tác động đến động đến đời tác động đến

khoa học tác đời sống xã sống,
động đến đời hội nhưng phải bằng
sống xã hội

có sự trợ giúp

đưa

ra đời sống, đưa

chứng ra bằng chứng

khoa học thuyết khoa
phục

nhưng thuyết

chưa đầy đủ

học
phục

đầy đủ

2.3. Dạy học theo chủ đề tích hợp
2.3.1. Khái niệm chủ đề tích hợp
Chủ đề tích hợp là chủ đề có nội dung liên quan đến hai hay nhiều môn học hoặc
lĩnh vực khoa học khác nhau. Những nội dung này có liên quan đến các vấn đề thời sự,
những bài học gắn với thực tiễn, thể hiện được sự tổng hợp kiến thức của các môn học hay
các lĩnh vực trên trong việc giải quyết các vấn đề của cuộc sống.

2.3.2. Dạy học theo chủ đề tích hợp
Trong phạm vi luận án này, kế hoạch dạy học theo chủ đề tích hợp trong học phần

Vật lí đại cương bao gồm 5 giai đoạn sau: (1) Mục tiêu chủ đề, (2) Ý tưởng sư phạm của
chủ đề, (3) Graph tiến trình dạy học chủ đề, (4) Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học, (5)
Tiến trình dạy học cụ thể.


10
a. Mục tiêu chủ đề
Xác định mục tiêu của chủ đề bao gồm kiến thức, kĩ năng mà SV phải đạt được,
lĩnh hội được thông qua chủ đề và mục tiêu này được thể hiện theo từng giai đoạn dạy học
phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học.
b. Ý tưởng sư phạm của chủ đề
Nêu lên các nội dung chứa trong chủ đề có liên hệ như thế nào về mặt thực tiễn,
xuất phát từ vấn đề thời sự, những vấn đề đang được xã hội quan tâm hiện nay, những vấn
đề có liên quan đến nghề nghiệp dạy học của SV như chủ đề trong chương trình mơn học
ở trường Trung học phổ thơng, những vấn đề thời sự ấy có liên hệ với bài học trong
chương trình Vật lí đại cương.
c. Graph tiến trình dạy học chủ đề tích hợp
Trong phạm vi luận án này, graph được dùng để thiết kế tiến trình dạy học chủ đề
tích hợp theo hướng phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên trong
dạy học phần Vật lí đại cương, đồng thời cũng là sơ đồ liên kết các nội dung kiến thức
tích hợp các khoa học và cách thức tổ chức dạy học chủ đề tích hợp (hình 2.2).
Nội dung Vật lí
đại cương

Những vấn đề sản xuất, đời sống xã hội có tính thời sự
về khoa học và công nghệ

Giai đoạn tiếp nhận nhiệm vụ: Xác định câu hỏi chính cho chủ đề

Giai đoạn chuẩn bị: Tổng hợp kiến thức tích hợp liên mơn có liên quan đến

câu hỏi, phân tích các dữ liệu khoa học hướng đến câu hỏi bài học.

Giai đoạn thực hiện: Xâu chuỗi các dữ liệu khoa học, kiến thức tích hợp để
giải thích vấn đề, đưa ra câu trả lời cho bài học

Giai đoạn phát biểu, thuyết
trình về câu trả lời

Giai đoạn đánh giá tác động của
khoa học đến đời sống, xã hội

Giai đoạn kết thúc chủ đề: Kết luận và rút ra nhận xét. Đánh giá kết quả học
tập của SV
Hình 2.8: Tiến trình dạy học chủ đề tích hợp trong dạy học Vật lí đại cương.


11
d. Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học: Các giai đoạn hình thành năng lực cho SV
cần phải có hình thức tổ chức học tập khác nhau, ví dụ làm thí nghiệm, thảo luận nhóm,
làm việc cá nhân, tra cứu thơng tin, thuyết trình…
e. Tiến trình dạy học cụ thể: Mô tả chi tiết kế hoạch dạy học các chủ đề tích hợp.
2.4. Thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư phạm Vật lí theo
định hướng bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp
2.4.1. Thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư phạm Vật lí
a. Mục tiêu điều tra: Điều tra thực trạng bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp đặc
biệt là bồi dưỡng năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên trong dạy học Vật lí
đại cương cho SV sư phạm Vật lí.
b. Đối tượng điều tra: 25 giảng viên và 176 SV các trường sư phạm có đào tạo SV
sư phạm Vật lí.
2.4.2. Kết luận kết quả điều tra về dạy học Vật lí đại cương cho sinh viên sư

phạm Vật lí theo định hướng bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp
Chương trình Vật lí đại cương, đề cương mơn học dành cho SV sư phạm Vật lí của
các trường đại học đều xác định cụ thể mục tiêu theo chuẩn đầu ra hướng đến phát triển
phẩm chất, năng lực của SV, đáp ứng chuẩn giáo viên Vật lí THPT. Tích hợp kiến thức
các khoa học tự nhiên trong chương trình u cầu cịn ở mức độ thấp (liên hệ, ứng dụng).
Chưa quan tâm dạy học các chủ đề tích hợp. Các giảng viên và sinh viên phần lớn đồng
tình với việc đưa dạy học theo chủ đề tích hợp vào trong chương trình dạy học Vật lí đại
cương để tạo điều kiện cho sinh viên vận dụng kiến thức liên ngành để giải quyết các vấn
đề trong thực tiễn, nâng cao năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên (một thành
phần của năng lực dạy học tích hợp).
Kết luận chương 2
- Năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên thực chất là năng lực vận dụng
kiến thức tích hợp liên mơn để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. Bồi dưỡng
cho SV năng lực này nhằm giúp SV áp dụng kiến thức tích hợp một cách hiệu quả khi
triển khai xây dựng và tổ chức dạy học các chủ đề tích hợp nói chung, tích hợp STEM,
STEAM nói riêng là những điểm mới nổi bật trong chương trình giáo dục phổ thơng 2018.
- Quy trình dạy học để bồi dưỡng năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
cho SV sư phạm được xây dựng ở chương 2 thích hợp với quá trình dạy học trên lớp bởi
vì quy trình này giúp cho SV tham gia vào hầu hết các hoạt động học tập, SV tích cực, chủ
động chiếm lĩnh kiến thức mới.


12
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP
PHẦN “VẬT LÍ NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN” THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC TÍCH HỢP KIẾN THỨC CÁC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
CỦA SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ
3.1. Các chủ đề tích hợp nhằm phát triển năng lực tích hợp kiến thức các khoa
học cho sinh viên sư phạm Vật lí Chúng tôi đề xuất dạy học các kiến thức học

phần” Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo các chủ đề sau:
Chủ đề 1. Sự kích thích nguyên tử, sự phát quang của một số chất.
Chủ đề 2. Tia X và chẩn đốn hình ảnh bằng tia X.
Chủ đề 3. Thực phẩm chiếu xạ.
Chủ đề 4. Phóng xạ và các đồng vị phóng xạ.
Chủ đề 5. Ứng dụng của Vật lí hạt nhân vào các lĩnh vực trong đời sống.
3.1. Tiến trình dạy học chủ đề “Tia X và chẩn đốn hình ảnh bằng tia X”
a. Mục tiêu của chủ đề
- Phân tích và đề xuất được bộ câu hỏi để giải quyết tình huống đặt ra của chủ đề
“Tia X và chẩn đốn hình ảnh bằng tia X”.
- Giải thích hoạt động của ống Coolidgo hoặc ống Crookes, cơ chế tạo ra tia X.
- Phát biểu được phổ tia X gồm có hai thành phần: Phổ vạch và phổ liên tục.
- Mơ tả và giải thích được hiệu ứng Auger.
- Dự đốn được các ngun tố hóa học có ngun tử lượng lớn sẽ hấp thụ mạnh
tia X.
- Đề xuất thí nghiệm kiểm chứng về chất khơng tan được ứng dụng trong chuẩn
đốn dạ dày và mơ mềm.
- Tiến hành thí nghiệm và nhận xét đúng về mối quan hệ giữa tia X và các nguyên
tố có nguyên tử lượng lớn, ngun tố càng có khối lượng lớn thì càng hấp thụ mạnh
tia X.
b. Ý tưởng sư phạm của chủ đề
Nghiên cứu giáo trình dành cho SV sư phạm Vật lí, tác giả Thái Khắc Định đề cập
đến tia X và phổ tia X [24]. Các photon tia X khi mang đủ năng lượng có thể ion hóa
nguyên tử và phá vỡ liên kết phân tử. Điều này làm cho nó trở thành một loại bức xạ ion
hố, do đó gây hại cho mô sống cơ thể. Ứng dụng tia X và kết hợp với một số khám phá
về chất hóa học hấp thụ tia X sẽ được tìm hiểu sâu hơn khi dạy chủ đề tích hợp cho SV.


13
Phân tích nội dung chương trình giáo dục phổ thơng mới và chương trình giáo dục

phổ thơng mơn Vật lí [14], [15] (chương trình mới có đề cập đến ứng dụng kiến thức Vật
lí trong Y học), có một chủ đề tích hợp “tia X” để dạy kiến thức về tia X và ứng dụng của
nó vào thực tiễn. Chủ đề này tạo cơ hội cho SV vận dụng kiến thức của nhiều lĩnh vực như
tia X (Vật lí), muối BaSO4 (Hóa học), chụp dạ dày (Y sinh) và các thành phần nguyên tố
tạo nên các cơ quan bên trong cơ thể.
c. Graph dạy học chủ đề
Tia X

Chụp X quang các mơ mềm trong cơ thể người để chuẩn đốn một số bệnh

a. Phát hiện vấn đề tích hợp
Tại sao mơ mềm mà tia X đi qua được? Có thể dùng 1 hợp chất nào đó để tăng sự
hấp thu tia X khơng? Làm sao em biết được?
Có phải muối BaSO4 là một loại muối vơ hại và có lợi trong chuẩn đốn X quang
khơng? Làm thế nào để em biết được điều này là đúng hay sai?

b. Tổng hợp kiến thức tích hợp
Sự tạo thành tia X, tính chất tia X, ứng dụng tia X, phổ tia X
Muối hấp thụ tia X: Thí nghiệm kiểm tra để đánh giá độ an toàn của muối
So sánh sự khác nhau giữa cấu tạo các nguyên tố bên trong cơ thể, rút ra được kết
luận vì sao muối hấp thụ được tia X

Đọc giáo trình, thảo luận
nhóm, tra cứu thơng tin
Mơ tả tia X tạo ra bằng
ống Coolidge hoặc ống
Crookes
Giải thích sự hình thành
phổ tia X
Cách tạo ra hình ảnh tia

X

Đọc phiếu thông tin
So sánh khả năng hấp
thụ tia X giữa một số
nguyên tố và các mô
trong cơ thể
Rút ra nhận xét: muối
có chứa Ba có Z=137,
cao hơn các nguyên tố
khác cấu tạo nên cơ thể

Đề xuất thí nghiệm để
kiểm chứng độ an tồn
của muối dùng hỗ trợ
chẩn đốn X quang. Kết
luận được muối không
tan trong nước và axit nên
sẽ bị đào thải ra ngồi qua
hệ tiêu hóa, từ đó khơng
gây hại cho người

c. Tòi tòi, khám phá, sắp xếp dữ liệu và trả lời câu hỏi
Muối có chứa Ba, nguyên tố này có nguyên tử lượng cao hơn hẳn các nguyên tố tạo
ra mơ mềm (hidro, carbon, nitrogen, oxygen) nên có khả năng hấp thu chùm tia X
gấp nhiều lần mô mềm của cơ thể. Việc ăn muối này trước khi chụp X quang mơ
mềm nhằm giúp tạo ra hình ảnh X quang rõ nét về mô mềm trong cơ thể, giúp bác
sĩ chẩn đốn bệnh chính xác hơn. Đồng thời muối kết tủa nên dẽ bị thải ra ngồi,
khơng gây nguy hiểm cho người ăn.

14
d. Thuyết trình

e. Đánh giá tác động của khoa học đến đời sống xã hội
Việc chẩn đốn các mơ mềm của cơ thể bằng kĩ thuật X quang trong y tế là hồn
tồn khả thi nhưng phải dùng chất hóa học bổ trợ. Tia X xuyên qua các mô mềm
nhưng lại bị hấp thu mạnh bởi các kim loại có khối lượng cao. Các muối chứa kim
loại này không tốt cho những người bị tổn thương bên trong mô mềm, có thể để lại
vết mờ cho các lần chuẩn đốn sau. Tia X là bức xạ có bước sóng ngắn nên dễ gây
tổn hại các tế bào lành.
f. Kết luận
Hiệu ứng Auger: Khi eletron và chạm với electron ở lớp vỏ trong nguyên tử và
làm bật electron lõi này ra khỏi nguyên tử, để lại một lỗ trống. Các electron ở lớp
vỏ kế tiếp sẽ chuyển mức và lấp đầy lỗ trống. Trong trường hợp bình thường thì sự
dịch chuyển này sẽ phát ra bức xạ tia X. Tuy nhiên trong một số trường hợp thì
phần năng lượng này sẽ được chuyển cho một electron ở lớp vỏ khác và làm bật
electon này ra khỏi nguyên tử. Electron đó gọi là electron Auger.
BaSO4 là một muối kim loại không tan trong nước được dùng trong khám X
quang ống tiêu hoá do chất này không bị cơ thể hấp thu và cũng không tác động đối
với sự tiết dịch của dạ dày, ruột.
Hình 3.1: Graph tiến trình dạy học chủ đề “Tia X và chẩn đốn hình ảnh bằng tia X
d. Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học
Căn cứ vào graph của tiến trình dạy học đã trình bày trên hình 3.1, bảng 3.2 mơ tả
chi tiết các hình thức tổ chức dạy học, phương tiện và thời gian dạy học chủ đề 2.
Bảng 3.2: Bảng mơ tả hình thức, phương tiện và thời gian tổ chức dạy học chủ đề
Tiến trình

Hình thức tổ chức

Thời

Phương tiện sử dụng

gian
(phút)
Giới thiệu chủ đề

Thuyết giảng

5

Nêu câu hỏi dạng lựa chọn.
Phát hiện vấn đề

Video khoa học.
Câu hỏi trắc nghiệm.

Làm việc nhóm

10

Tổng hợp kiến

Làm việc nhóm

30

thức tích hợp

Tia X và phổ tia X

Giấy, bút, phiếu học tập.

tích hợp
Giáo trình, giấy A4, sổ ghi
chép
Nêu câu hỏi so sánh thơng

Phiếu thơng tin

tin và đánh giá thơng tin
Thí nghiệm về BaSO4

BaSO4, que khuấy, dung


15
dịch axit lỗng
Tìm tịi, sắp xếp

Làm việc nhóm. Lên ý

30

Giấy A0, bút.

dữ liệu logic

tưởng trình bày

Trình bày

SV trình bày trước lớp

40

Slide báo cáo ngắn

Đánh giá tác động

SV trình bày trước lớp

10

Slide báo cáo ngắn

Thuyết giảng

10

Bảng

của khoa học với
đời sống xã hội
Kết luận của
giảng viên

e.

Tiến trình dạy học cụ thể

Hoạt động 1. Phát hiện vấn đề tích hợp
Giảng viên mời SV xem một video[100]
Giảng viên: Hãy thảo luận và nhận xét về tia X khi dùng nó để chụp các bộ phận trong cơ
thể người. Từ đó hãy lựa chọn phương án đúng nhất trong số các phương án sau đây:
A. Hiện nay trong các bệnh viện, công nghệ chụp X quang để chẩn đốn tổn thương các
mơ cứng như xương cổ, bàn tay, bàn chân.
B. Hiện nay trong các bệnh viện, cơng nghệ chụp X quang để chẩn đốn tổn thương các
mô mềm như dạ dày, ruột.
C. Cả hai phương án trên đều được sử dụng.
Mục đích của câu hỏi nhiều lựa chọn là để tạo ra hai ý kiến khác nhau, đó là phương án A
hoặc C.
Giảng viên: Câu trả lời là C.
Giảng viên đề nghị nhóm SV chọn phương án A nêu lên “nghi vấn” ở câu trả lời C này.
Giảng viên nêu “Câu trả lời đúng là câu C có mâu thuẫn với những hiểu biết của em về tia
X khơng? Nếu em cho là có thì mâu thuẫn ở chỗ nào?”
Giảng viên nhắc SV lấy giấy, bút, ghi các nghi ngờ/thắc mắc chưa rõ. Giảng viên mời 3
bạn lên phát biểu, các nhóm khác nhận xét.
Kết quả được mong đợi từ SV: Tại sao mô mềm mà tia X đi qua được? Có thể dung chất
hóa học nào đó để tăng sự hấp thu tia X không? Làm sao em biết được?
Giảng viên tiếp tục giả sử một tình huống: Anh M bị đau dạ dày, mặc dù đã uống thuốc
khá lâu nhưng không khỏi, M bị nghi có khối u bênh trong dạ dày. Để chụp X quang dạ
dày cho anh M, bác sĩ cho bệnh nhân M ăn một loại muối BaSO4, trong khi bệnh nhân N
cùng phòng với M chụp X quang xương thì lại khơng cần ăn chất này? Giải thích vì sao?


16
Giảng viên: Trước khi trả lời cho tình huống, các em thảo luận với nhau, thiết lập một
hoặc một chuỗi các câu hỏi xoay quanh tình huống này?

Dự đốn câu trả lời của SV: Có phải muối BaSO4 là một loại muối vơ hại và có lợi trong
chuẩn đốn X quang không? Làm sao em biết được điều này là đúng hay sai?
Hoạt động 2. Tổng hợp tài liệu tích hợp
Hoạt động tìm hiểu về tia X và phổ tia X
Giảng viên: SV đọc giáo trình, thảo luận nhóm. Tìm thơng tin trả lời các câu hỏi.
Tìm hiểu khái qt về tia X
1. Tia X được khám ra vào năm nào? Ai là người khám phá tia X?
2. Vẽ sơ đồ và mô tả hoạt động của ống tạo ra tia X
3. Bản chất tia X. Nêu một số công dụng tia X mà em biết.
Phổ tia X
Giảng viên: Giới thiệu có hai loại phổ tia X là phổ vạch và phổ liên tục. Giảng viên
đề nghị SV đọc giáo trình, làm việc nhóm để trả lời câu hỏi.
1. Phổ liên tục của tia X được hình thành như thế nào? Bước sóng nhỏ nhất tia X
được tính bằng cơng thức gì?
2. Phổ vạch (cịn gọi là phổ đặc trưng) được hình thành như thế nào? Hãy trình bày
biểu thức xác định tần số phổ vạch tia X theo hệ thức Moseley.
Tính chất đâm xuyên của tia X
Giảng viên: Vẽ thang sóng điện từ, cho biết bản chất Vật lí của tia X và so sánh
tính chất đặc trưng nhất của tia X so với một số sóng điện từ khác (dựa vào thuyết năng
lượng). Mục đích là để SV hiểu tác dụng đâm xuyên mạnh của tia X là do bước sóng của
nó ngắn đến mức nào, xếp thứ hai chỉ sau tia Gamma.
Bài tập củng cố: SV giải các bài tập.
Giảng viên: SV nghiên cứu nội dung trong giáo trình, các dụng cụ hỗ trợ tìm kiếm
thơng tin như điện thoại có kết nối internet: Hãy trình bày nguyên lý tạo ảnh của máy chụp
X quang dùng để chẩn đốn hình ảnh (lĩnh vực y tế).
Hoạt động phân tích khả năng hấp thụ tia X trong cơ thể
Giảng viên: SV hãy đọc và phân tích phiếu thơng tin (hình 3.5), đề nghị SV dựa
trên phiếu thơng tin để rút ra nhận xét về khả năng hấp thụ tia X.

17

1.
2.
3.
4.

PHIẾU THÔNG TIN TRỢ GIÚP SV SO SÁNH SỰ HẤP THỤ TIA X
GIỮA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ VÀ CÁC MÔ TRONG CƠ THỂ
Các nguyên tố chính cấu tạo nên các bộ phận trong cơ thể người: C, H, O, N.
Xương: 11,6 - 13,8 vì 10% là Canxi (Z=20).
Mơ mềm: 7,4.
Chì (Z=82) hấp thụ tia X rất mạnh, nên dùng để che chắn trong chụp X quang.

Hình 3.5: Phiếu thơng tin trợ giúp SV so sánh khả năng hấp thụ tia X giữa một số nguyên
tố và các mô trong cơ thể
Câu trả lời mong đợi từ SV:
Trong cơ thể, các nguyên tố C, H, O, N là các nguyên tố có giá trị Z nhỏ, mơ mềm có
Z khoảng 7,4 nên không thể hấp thụ tia X (cho tia X đi qua), xương có giá trị Z cao nhất
nên xương có thể cản tia X (hình ảnh xương trên X quang cho ta biết được đều đó).
Chì có giá trị Z lớn nên dùng để cản tia X. Vậy trong cơ thể, bộ phận nào có giá trị Z càng
lớn thì hấp thụ (cản) tia X càng cao và ngược lại.
Hoạt động thí nghiệm kết tủa của muối.

Hình 3.6: Dụng cụ thí nghiệm kiểm chứng sự kết tủa của muối BaSO4
SV quan sát và tìm hiểu các dụng cụ thí nghiệm (hình 3.6). Giảng viên hỏi: Nếu
cho muối vào nước hoặc nước chanh thì các em sẽ quan sát được gì? Dự đốn một số SV
sẽ trả lời kết tủa một cốc, hai cốc hoặc một số khác có thể khơng biết mà sẽ nói nó có màu
trắng đục.
Giảng viên đề nghị SV đề xuất cách tiến hành thí nghiệm kiểm tra.

a. SV hãy lý giải hiện tượng quan sát được và trả lời câu hỏi “Muối BaSO4 có thực
sự an tồn khi ăn khơng? Vì sao?”
b. Muối đang dùng có gốc kim loại gì? Khối lượng bao nhiêu? Khả năng hấp thụ tia
X nhiều hay ít? Dựa vào đâu để em biết?
SV thảo luận và trả lời các câu hỏi của giảng viên.
Hoạt động 3: Tìm tịi, khám phá, sắp xếp kiến thức các khoa học liên quan đến
vấn đề tích hợp


18
SV thiết kế câu trả lời: hình thức trình bày là dùng công cụ bổ trợ như giấy A0.
BaSO4 là một muối kim loại khơng tan trong nước (qua thí nghiệm kết tủa trong axit)
được dùng trong khám X quang ống tiêu hố do chất này khơng bị cơ thể hấp thu và cũng
không tác động đối với sự tiết dịch của dạ dày, ruột.
Hoạt động 4: Trình bày và đánh giá tác động khoa học đến đời sống, xã hội
SV trình bày câu trả lời cho tình huống nêu lên trước đó, ghi lên giấy A0. Kết luận
dựa vào bằng chứng khoa học.
Dựa vào thang đo năng lực tích hợp kiến thức khoa học tự nhiên bảng 2.3 và mục
tiêu, nội dung dạy học chủ đề 2. Chúng tôi đề xuất các tiêu chí đánh giá theo các năng lực
thành phần cho SV (bảng 3.7), giảng viên đánh giá SV theo thang điểm 10, sau đó qui đổi
thành 4 mức độ năng lực từ thấp đến cao.
Bảng 3.7: Bảng tiêu chí đánh giá chủ đề “Tia X và chẩn đốn hình ảnh bằng tia X”
Năng lực thành tố

Biểu hiện cụ thể

Điểm
(Nhóm 1)

Năng lực phát hiện

1. Tia X được tạo ra như thế nào?

vấn đề tích hợp

2. Vì sao tia X lại xun qua được mơ
mềm?
3. Muối BaSO4 có thành phần đặc biệt nào
để hấp thụ tia X?
4. Ăn một chất Hóa học như vậy có ảnh
hưởng đến sức khỏe khơng? Làm sao có thể
khẳng định được?

Năng lực tổng hợp 1. Khái quát về tia X
kiến thức tích hợp

2. Phổ tia X
3. Cách tạo ảnh bằng tia X trong y tế
4. Các ngun tố có Z càng lớn thì có khả
năng hấp thụ tia X càng cao
5. Muối dùng cho bệnh nhân là muối kết tủa
trong môi trường axit. Đề xuất ý tưởng và
thực hiện thí nghiệm

Năng lực tìm tịi,

Ba có Z lớn, muối của nó kết tủa nên nó vừa

khám phá, sắp xếp

hấp thụ mạnh tia X, vừa thải ra ngồi theo

kiến thức các khoa

đường bài tiết. Do đó, có tác dụng trong

học liên quan đến

chụp X quang dạ dày và gần như vô hại


19
vấn đề tích hợp
Thuyết trình, đánh

1. Trả lời tự tin

giá tác động của

2. Nêu chứng cứ khoa học thuyết phục

khoa học đến đời

3. Muối BaSO4 không thể dùng trong

sống, xã hội

trường hợp người bệnh bị loét dạ dày, ruột
4. Việc chẩn đốn tia X khơng phải là tối
ưu, vì tia X là sóng điện từ có thể thể gây ra

các tổn thương như tế bào
Kết luận chương 3

Các chủ đề dạy học được biên soạn đều có nội dung định hướng phát triển năng lực
cho SV, đặc biệt là chủ đề bắt đầu bằng các tình huống có vấn đề, SV chưa gặp phải nếu
học theo chương trình cũ, vì thế đây là một phương pháp truyền đạt tạo được sự hấp dẫn
cho SV, từ đó làm cho SV yêu thích và có thêm động lực học tập học phần này.
SV được rèn luyện các kĩ năng học tập hiện đại trong các hoạt động học tập như xác
định câu hỏi bài học (thông qua hoạt động tiếp nhận, theo dõi và phân tích tình huống,
phát biểu các vấn đề xoay quanh tình huống), tổng hợp thơng tin tích hợp (thơng qua hoạt
động như phân tích phiếu thơng tin, làm thí nghiệm, truy cập trang web dạy học, vẽ sơ đồ
cấu tạo và giải thích hoạt động của các thiết bị), từ các dữ liệu thu thập được, yêu cầu SV
đề xuất câu trả lời cho vấn đề của tình huống/ nêu giả thuyết , chứng minh giả thuyết bằng
các dẫn chứng khoa học cụ thể, có lập luận và xâu chuỗi các vấn đề đã tìm hiểu trước đó,
có thể thấy rằng, các hoạt động học tập của SV đều được định hướng để phát triển năng
lực tích hợp các kiến thức khoa học tự nhiên.


20
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
4.1. Mục đích và đối tượng thực nghiệm sư phạm
Việc tổ chức thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài
luận án: Nếu dạy học Vật lí đại cương phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo các chủ đề
tích hợp thì sẽ phát triển được năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV
sư phạm Vật lí.
Chúng tơi chọn đối tượng TN sư phạm để tổ chức dạy học phần “Vật lí nguyên tử
hạt nhân” là SV ngành sư phạm Vật lí năm thứ 3 của Trường Đại học Sư phạm Thành phố
Hồ Chí Minh và Trường Đại học Cần Thơ, TN được tiến hành trong hai học kỳ tương ứng
với hai vòng. Kết quả của TN sư phạm vòng 1 là cơ sở để chúng tơi rút kinh nghiệm,
chỉnh sửa và hồn thiện để tiến hành TN sư phạm vòng 2.

4.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm
a) Kết quả định lượng
Sau tổ chức TN sư phạm với việc dạy học theo chủ đề học phần “Vật lí nguyên tử
hạt nhân”. Sau khi kết thúc TN sư phạm vịng 2, chúng tơi tiến hành cho SV cả 2 nhóm
làm bài kiểm tra. Kết quả bài kiểm tra được chấm và xử lí theo lý thuyết thống kê và được
trình bày ở bảng 4.1, 4.2 và bảng 4.3.
Bảng 4.1: Phân bố tần số điểm của lớp thực nghiệm và ĐC sau khi TN vòng 2.
Trường

Lớp

Xi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tổng

Đại học

TN

f

0

0

1

4

7

8

9

8

7

1

45

Cần Thơ

ĐC

f

0

1

3

6

9

9

8

4

3

2

45

Đại học Sư

TN

f

0

1

1

4

5

7

9

12

7

4

50

phạm TPHCM

ĐC

f

0

2

4

5

5

12

11

6

5

0

50

Bảng 4.2: Phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi của lớp TN và ĐC sau khi TN vòng 2.
Trường

Lớp

Xi

Đại học

TN

wi 0,0 0,0

2,2

11,1 26,7 44,4 64,4 82,2 97,8 100

Cần Thơ

ĐC

wi 0,0 2,2

8,9

22,2 42,2 62,2 80,0 88,9 95,6 100

Đại học Sư

TN

wi 0,0 2,0

4,0

12,0 22,0 36,0 54,0 78,0 92,0 100

phạm TPHCM

ĐC

wi 0,0 4,0 12,0 22,0 32,0 56,0 78,0 90,0 100 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

21

Biểu đồ 4.1: Biểu đồ mơ tả tần suất tích lũy hội tụ lùi của lớp TN và ĐC
Từ biểu đồ cho thấy rằng chất lượng học tập của nhóm lớp TN cao hơn chất lượng
của nhóm lớp ĐC. Trường Đại học Cần Thơ, ở lớp thực nghiệm có tổng số % điểm từ 7
trở lên chiếm tới 35,6% trong khi con số này ở lớp đối chứng chỉ có 20%. Điều này cũng
xảy ra tương tự với Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, tổng số % điểm từ
7 trở lên ở lớp thực nghiệm và đối chứng lần lượt là 46% và 28%.
 Kết quả các chỉ số thống kê như sau:
Bảng 4.3: Bảng thống kê kết quả kiểm tra lớp TN và ĐC
Đại học Cần Thơ

Đại học sư phạm TPHCM

Lớp

TN

ĐC

TN

ĐC

Điểm trung bình

6,71

5,96

7,00

6,06

Phương sai

3,03

3,46

3,67

3,53

Độ lệch chuẩn

1,74

1,86

1,92

1,88

p-value

0,0496031

0,0149604

Kết luận: Sự chênh lệch giá trị trung bình của hai nhóm TN và ĐC cả hai trường là có ý
nghĩa với độ tin cậy cao.
b) Kết quả thăm dò hiệu quả của dạy học với chủ đề
Bảng 4.4: Kết quả tự đánh giá năng lực của SV sau khi học chủ đề trên lớp
Năng lực thành phần

SV tự đánh giá (%)
Tăng rất

Tăng

nhiều

Giữ

Giảm

nguyên

Năng lực phát hiện được vấn đề tích hợp

4

82

14

0

Năng lực tập hợp kiến thức tích hợp

4

82

14

0

Năng lực tìm tòi, khám phá, sắp xếp kiến
thức các khoa học liên quan đến vấn đề
tích hợp
Năng lực thuyết trình

4

79

17

0

11

43

46

0

Năng lực đánh giá những tác động của

14

75

11

0


22
khoa học đến đời sống xã hội

c) Kết quả nghiên cứu trường hợp
Bảng 4.5: Kết quả các mức năng lực của các SV nghiên cứu trường hợp
Lê Nguyễn Nhựt T
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Chủ đề 5

Năng lực 1

1

2

2

3

3

Năng lực 2

2

2

3

3

3

Năng lực 3

1

2

3

2

3

Năng lực 4

1

2

2

3

3

Năng lực 5

2

3

3

3

3

Trần Mai T
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Chủ đề 5

Năng lực 1

1

1

2

2

3

Năng lực 2

2

2

2

3

3

Năng lực 3

1

2

2

2

3

Năng lực 4

1

2

2

3

3

Năng lực 5

2

2

3

3

3

Danh A
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Chủ đề 5

Năng lực 1

2

3

3

4

4

Năng lực 2

2

2

3

3

4

Năng lực 3

1

2

2

3

3

Năng lực 4

2

2

2

3

3

Năng lực 5

2

3

3

3

3

Võ Thị Ngọc H
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Năng lực 1

2

2

3

4

3

Năng lực 2

2

2

3

3

4

Năng lực 3

2

3

2

3

3

Năng lực 4

1

2

2

3

3

Năng lực 5

2

2

3

3

3

Thiềm Thị K

Chủ đề 5


23
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Chủ đề 5

Năng lực 1

1

3

3

4

4

Năng lực 2

1

2

3

3

4

Năng lực 3

2

3

3

3

4

Năng lực 4

2

3

4

3

4

Năng lực 5

3

3

3

4

4

Nguyễn Ngọc H
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Chủ đề 5

Năng lực 1

1

3

3

4

4

Năng lực 2

2

3

4

4

4

Năng lực 3

2

3

3

3

4

Năng lực 4

3

4

4

4

4

Năng lực 5

3

3

3

4

4

Bùi Hồng V
Chủ đề 1

Chủ đề 2

Chủ đề 3 Chủ đề 4

Chủ đề 5

Năng lực 1

2

3

4

4

4

Năng lực 2

3

3

4

4

4

Năng lực 3

2

3

3

4

4

Năng lực 4

2

3

3

4

4

Năng lực 5

3

3

3

4

4

Kết luận chương 4
Sau khi phân tích kết quả thực nghiệm, chúng tơi rút ra những kết luận như sau
Về năng lực tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên
Việc đánh giá năng lực cho SV lớp thực nghiệm bằng thang đo đã cho thấy SV đạt
được sự tiến bộ đáng kể, các mức độ tăng từ thấp đến cao.
Phân tích các sản phẩm của SV trong quá trình thực nghiệm cho thấy: SV có tham
gia tích cực vào q trình thảo luận nhóm, lập kế hoạch, thiết kế sản phẩm theo yêu cầu

của giảng viên.
Về thái độ của SV khi học tập chủ đề tích hợp
SV thể hiện sự chú ý, quan tâm đến nội dung của chủ đề tích hợp. SV tập trung
thảo luận nhóm, tranh luận sơi nổi khi đưa ra ý kiến trước tập thể lớp.