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

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”

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Nghệ An, 2021


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”

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 9 14 01 11

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

Nghệ An, 2021


1

MỞ ĐẦU
1. Lý 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. Việc
giảng dạy các môn khoa học trong nhà trường phải phản ánh sự phát triển hiện đại của
khoa học. Đề tài luận án được chúng tôi lựa chọn xuất phát từ bốn lý do chính đó là: Sự
cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học đại học theo hướng phát triển năng lực, dạy
học tích hợp là năng lực rất quan trọng đối với giáo viên THPT nói chung và giáo viên Vật
lí nói riêng, dạy học theo chủ đề là một phương pháp dạy học có hiệu quả nhằm bồi dưỡng
năng lực cho người học, nội dung của các học phần Vật lí đại cương giảng dạy cho SV sư
phạm có liên hệ với những nội dung dạy học Vật lí ở trường THPT.
Thứ nhất, sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học đại học theo hướng phát
triển năng lực. Thật vậy, nhiệm vụ trọng tâm của dạy học ở đại học đó là phải trang bị cho
SV những tri thức khoa học hiện đại và hệ thống những kĩ năng nghề nghiệp, phát triển
năng lực hoạt động trí tuệ cho SV nhằm đào tạo ra người cán bộ “Có tri thức có tay nghề,
có năng lực thực hành” [31], đồng thời tăng cường dạy và học tích cực, hướng tới tăng
cường sự tham gia tích cực của người học, tạo điều kiện phân hóa trình độ, đáp ứng các
phong cách học, phát huy khả năng tối đa của người học. Đảm bảo cho người học không
những học “sâu” mà cịn học “thoải mái”. Qua đó hình thành các năng lực hợp tác, giao
tiếp, trình bày, tìm kiếm, thu thập xử lí thơng tin và giải quyết vấn đề [7].

Thứ hai, dạy học tích hợp là một năng lực rất quan trọng đối với giáo viên THPT
nói chung và giáo viên Vật lí nói riêng. Nghị quyết 14/2005/NQ-CP đổi mới căn bản và
toàn diện giáo dục đại học Việt Nam giai đoạn 2006-2020 khẳng định “Phát triển các
chương trình giáo dục đại học theo định hướng nghiên cứu và định hướng nghề nghiệp
- ứng dụng”[41]. Năm 2015, Bộ GD&ĐT ban hành tài liệu tập huấn cho các trường đại
học sư phạm về đào tạo giáo viên THPT theo chuẩn đầu ra, theo đó, năng lực dạy học tích
hợp của SV sư phạm Vật lí được nêu rõ đó là SV sư phạm Vật lí phải có “Kiến thức,

kĩ năng các khoa học liên môn bổ trợ nền tảng” và “Năng lực dạy học tích hợp”. Giảng
viên cần khai thác nội dung từ các học phần Vật lí đại cương như Cơ học, Nhiệt học,


2

Điện và Từ, Quang học, Dao động sóng, Vật lí nguyên tử hạt nhân để triển khai dạy
học cho SV sư phạm Vật lí nhằm bồi dưỡng kiến thức liên mơn đồng thời kiến thức
liên mơn này cũng góp phần vào việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp liên mơn
cho SV sư phạm Vật lí.
Thứ ba, dạy học theo chủ đề đang là một xu hướng dạy học hiện đại, việc áp
dụng phương pháp dạy học theo chủ đề có thể góp phần bồi dưỡng cho SV một số
năng lực bậc cao như phân tích, so sánh, tổng hợp [73]. Một chủ đề dạy học phải gắn
liền với thực tiễn cuộc sống và có nội dung bao quát hơn một bài học theo kiểu truyền
thống, nội dung của chủ đề bao gồm nhiều lĩnh vực như Vật lí, Hóa học, Sinh học. Bên
cạnh đó, phương pháp này cịn có các ưu điểm như tạo cơ hội cho SV phát triển năng
lực thuyết trình, SV phát biểu, lập luận các vấn đề dựa vào bằng chứng khoa học, từ đó
SV thấy được ý nghĩa của q trình học tập theo chủ đề, SV sẽ có tinh thần, thái độ
học tập tích cực hơn.
Cuối cùng, chúng tơi nghiên cứu nội dung khoa học từ các học phần Vật lí đại
cương cho SV sư phạm như Quang học, Vật lí nguyên tử hạt nhân [5], [23], kết quả
cho thấy nội dung các học phần này và nội dung Vật lí THPT có sự liên hệ với nhau,

chẳng hạn như sự bức xạ và hấp thụ của nguyên tử, thuyết lượng tử ánh sáng, các mẫu
nguyên tử cổ điển và hiện đại, hiện tượng phóng xạ và ứng dụng của đồng vị phóng
xạ, ứng dụng Vật lí ngun tử hạt nhân trong Y học và các ngành khoa học khác như
Thiên văn, Địa lí, Cơng nghệ [36], [44].
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 VLĐC phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân” theo hướng phát triển năng lực
tích hợp kiến thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí, góp phần bồi dưỡng năng
lực dạy học tích hợp của SV trong chương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT.

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.

Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học Vật lí đại cương theo hướng phát triển năng lực tích hợp kiến


3

thức các khoa học tự nhiên của SV sư phạm Vật lí.
3.2. 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.
4. 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
SV sư phạm Vật lí.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu lí luận và thực tiễn giáo dục đại học nói chung và đào tạo giáo
viên Vật lí THPT nói riêng.
5.2. 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.
5.3. Phân tích chương trình, nội dung dạy học phần “Vật lí nguyên tử hạt nhân”
cho SV sư phạm Vật lí.
5.4. 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.
5.5. 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.
5.6. 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.
5.7. 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”.
5.8. Thực nghiệm sư phạm.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. 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.
6.2. 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


4

lực dạy học nói chung và năng lực dạy học tích hợp các mơn khoa học ở trường THPT.
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm sư phạm kiểm chứng giả
thuyết khoa học của đề tài.
6.4. Phương pháp thống kê tốn học: Xử lí các số liệu điều tra thực tiễn và kết

quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ tốn học thống kê.
7. Đóng góp mới của luận án
7.1. 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 SV sư phạm Vật lí trong q trình dạy học Vật lí đại cương. 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 THPT.
- 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 SV 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.
7.2. Về mặt thực tiễn
- Điều tra được thực trạng dạy học Vật lí đại cương cho SV 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 nguyên 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 SV sư phạm Vật lí.
8. Cấu trúc luận án
Ngoài phần Mở đầu, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, luận án có 4 chương:
Chương 1. Tổng quan lịch sử các vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
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
Chương 4. Thực nghiệm sư phạm.


5

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
Từ những năm 1970, xu hướng liên ngành trong nghiên cứu khoa học bắt đầu phát
triển. Lariviere cho rằng sự phát triển đó một phần là nhờ vào các thư viện, nơi bắt đầu
tăng dự trữ tạp chí đặt định kỳ, các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận các tạp chí thuộc các
lĩnh vực khác, ví dụ một nhà Vật lí có thể dễ dàng tham khảo các tạp chí về sinh học. Hơn
nữa, Mỹ cũng bắt đầu chuyển hướng tập trung từ nghiên cứu cơ bản sang những vấn đề xã
hội như bảo vệ môi trường, những vấn đề khó có thể được giải quyết bởi một lĩnh vực
riêng lẻ. Theodore Brown thuộc Viện nghiên cứu tại Đại học Illinois đã kêu gọi các nhà tài
trợ đầu tư 40 triệu USD để xây dựng Viện nghiên cứu liên ngành và cho rằng điều này sẽ
cho phép giải quyết những vấn đề khoa học và xã hội lớn hơn so với khi chúng ta làm việc
trong từng ngành riêng rẽ. Mặc dù dự án này gặp phải nhiều phản đối từ các đồng nghiệp,
bởi lẽ cách phân chia ngành học đã trở thành một đặc điểm cơ bản của rất nhiều trường
đại học thời bấy giờ, nhưng viện cũng đã được thành lập năm 1983 theo ý tưởng của
Brown dưới sự đồng tình và ủng hộ tài chính của Beckman với tên gọi “Beckman Institute
for Advanced Science and Technology”, đây là một ví dụ sơ khai về tiến trình thúc đẩy
các nghiên cứu liên ngành mà ngày nay đang lan rộng

ở khắp các trường đại học trên tồn cầu [30].
“Trí tuệ của con người thực chất là một q trình xã hội và tiến hóa” [82]. Theo
thuyết phát triển nhận thức “Life and theory of cognitive development” của Piaget, ơng
cho rằng trung tâm của q trình nhận thức là các hoạt động trí tuệ như nhận biết, phân

tích, hệ thống hóa các sự kiện và các hiện tượng, nhớ lại những kiến thức đã học, giải
quyết các vấn đề [77]. Thuyết nhận thức của Piaget cũng góp phần phát triển ngành tâm lí
học nhận thức hiện đại, giải thích hành vi của con người như là sự hiểu biết của trí óc,
thuyết có liên quan đến việc tiếp nhận thông tin và cách tiếp cận xử lí thơng tin. Từ thuyết
nhận thức của Piaget, học sinh được hình thành và phát triển nhận thức thơng qua


6

các hoạt động học tập có thử thách, giáo viên cần tạo tình huống mới để học sinh được
cơ hội phân tích, lập luận, từ đó sẽ phát triển cho họ những tri thức mới.
Các ưu điểm liên quan đến dạy học tích hợp về khoa học tự nhiên được nghiên cứu
rộng rãi trên phạm vi quốc tế [51], [103]. Trong đó, các tác giả kể đến hướng tích hợp như
một cách tiếp cận kiến tạo vì đã cung cấp cho người học cơ hội phong phú hơn để thiết lập
kết nối giữa những kiến thức mới và kiến thức trước đó. Giáo viên đặt mục tiêu khi thực
hiện chương trình giảng dạy tích hợp là để cho học sinh thấy kiến thức trong các ngành
học có liên quan đến nhau trong một thế giới tự nhiên. 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 không có khả năng sử dụng các kiến thức
đó hàng ngày” [51].
Các nhà khoa học giáo dục một số nước như Anh, Romania nghiên cứu về năng
lực của giáo viên Vật lí [78]. Theo đó, năng lực của giáo viên Vật lí (Physics teaching
competences) địi hỏi phải có kĩ năng dạy cho học sinh về bản chất và giá trị của khoa
học, nhận thức khoa học cũng như sử dụng ngôn ngữ khoa học trong mơn Vật lí, đồng
thời giáo viên Vật lí cịn phải có năng lực thúc đẩy phát triển kiến thức khoa học bằng
cách vạch ra các chiến lược dạy học tích cực [78, tr. 43]. Như vậy, các nhóm năng lực của

giáo viên Vật lí bao gồm kiến thức khoa học, kĩ năng sử dụng ngôn ngữ khoa học trong
mơn Vật lí và kĩ năng dạy học các môn khoa học. Đối với kiến thức khoa học, kĩ năng sử
dụng ngôn ngữ khoa học trong môn Vật lí, các nhà nghiên cứu đề xuất SV được học tập
một số học phần có liên quan đến Vật lí bao gồm “Physics-related optional subjects”, ví
dụ như Hóa học, Sinh học, Vật lí thiên văn, Vật lí trong Địa lý (Geophysics) ngồi ra cịn
có các 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 mơi 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” [78, tr. 50].


7

Để việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm Vật lí có hiệu
quả, bên cạnh nội dung dạy học, người giảng viên cần quan tâm đến xây dựng tiêu chí
đánh giá năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm Vật lí một cách phù hợp, trong đó
cần quan tâm đánh giá hai tiêu chí đó là kiến thức khoa học tích hợp và phương pháp
sử dụng các kĩ thuật dạy học tích hợp. Tác giả Adrienne cho rằng một chương trình
đào tạo giáo viên khoa học nên tập trung bồi dưỡng cho SV về kiến thức chuyên ngành
và kiến thức liên môn, để giúp họ nhận thức về các mối quan hệ giữa các khoa học,
đồng thời cần bồi dưỡng cho SV có năng lực xây dựng các tình huống thực tế phù hợp
với lớp học, đó là tình huống dựa trên vấn đề hoặc các dự án (để cá nhân thực hiện
hoặc thực hiện theo nhóm nhỏ) [64].
Fogarty mơ tả ba hình thức bao gồm mười phương pháp tích hợp cơ bản của việc
tích hợp chương trình giảng dạy [70]. Marzano đề xuất khung chương trình giảng dạy
nhằm mục tiêu phát triển nhận thức cho người học, tác giả cho rằng các quá trình tư duy
của SV bao gồm hình thành khái niệm, thu thập thông tin và giải quyết vấn đề [80].

Hiện nay, mơ hình dạy học theo chủ đề tích hợp vẫn được một số nước như Đức

và Thụy Sĩ áp dụng khi dạy Vật lí bậc đại học trong khi nước Áo áp dụng dạy học theo
kiểu truyền thống, tác giả Leopold Mathelitsch đã nghiên cứu so sánh ba cấu trúc năng
lực dạy học Vật lí của giáo viên ở Đức, Áo và Thụy Sĩ [79], nhìn chung mơ hình dạy
học theo tiếp cận năng lực ở ba nước này khá tương đồng, đó là cấu trúc ba chiều gồm
có nội dung, kĩ năng và các mức độ. Đối với chuyên ngành Vật lí, những nội dung kiến
thức trong giáo trình ở nước Áo được trình bày dưới dạng liệt kê các học phần như Cơ
học, Điện từ, Nhiệt động lực học, Quang học và Vật chất. Ngược lại, nội dung dạy học
Vật lí ở Đức và Thụy Sĩ được thiết kế theo hình thức dạy học chủ đề tích hợp như năng
lượng, Trái đất và các hành tinh, cơ thể người, thực vật và động vật, hệ sinh thái, xã
hội và công nghệ.
Hầu hết SV sư phạm Vật lí bậc đại học sau khi tốt nghiệp sẽ được phân cơng
nhiệm vụ để dạy mơn Vật lí ở trường THPT [72]. Tuy nhiên thực tế ở một số nước Đơng
nam Á trong đó có Indonesia, nhiều SV đại học sư phạm chuyên ngành Vật lí sau khi tốt
nghiệp đã trở thành giáo viên trung học cơ sở. Dựa vào thống kê kết quả điều tra, các tác
giả Hartono và Nugroho kết luận rằng SV khơng có cơ hội hoặc có cơ hội rất hạn


8

chế để tích hợp kiến thức trong các mơn học trong quá trình học đại học, điều này dẫn đến
hệ quả là SV tốt nghiệp không đủ năng lực để dạy học tích hợp. Các tác giả đề xuất biện
pháp để rèn luyện năng lực tích hợp kiến thức liên mơn cho SV sư phạm Vật lí, theo đó
SV sư phạm Vật lí được giảng viên yêu cầu đề xuất tên chủ đề tích hợp, nội dung cụ thể
của từng chủ đề tích hợp và phát triển các chủ đề này thành bài giảng tích hợp các khoa
học cho đối tượng là SV năm thứ ba và thứ tư. Theo đó, giảng viên yêu cầu SV phát triển
các chủ đề có nội dung tích hợp các khoa học, tự đề xuất và viết chủ đề như nội dung tích
hợp nội môn hoặc liên môn tùy chọn. Kết quả nghiên cứu cho thấy phần lớn các tài liệu
tích hợp được phát triển bởi các SV sư phạm Vật lí tập trung vào một số chủ đề nội mơn
(Vật lí), liên mơn (Vật lí -Sinh học) và đa mơn (Vật lí-Sinh học-Hóa học). Chẳng hạn như
tích hợp nội mơn (Vật lí) bao gồm nhiệt, chất lỏng, nhiệt động lực học, âm thanh, quang

học, điện và chuyển động; tích hợp liên mơn (Vật lí-Sinh học): Quang hợp, tích hợp đa
mơn (Vật lí -Sinh học-Hóa học): Năng lượng [72].

Theo tác giả Beane, mơ hình dạy học tích hợp kiến thức các khoa học là một
mơ hình cần được ủng hộ và duy trì, bởi vì trong nội dung dạy học tích hợp, các lĩnh
vực kiến thức không phải là đối chọi lẫn nhau, Beane cho rằng mơ hình này hữu ích
cho người học hơn là chỉ dạy học các môn học riêng lẻ, bởi vì kiến thức của từng
ngành học rất cần thiết trong việc tìm hiểu một chủ đề hay một dự án học tập [76].
Tại Mỹ, việc giải quyết các vấn đề thiếu giáo viên dạy học khoa học tự nhiên (Lí,
Hóa, Sinh) và Toán học đã dẫn đến hơn 151 chương trình đào tạo khác nhau. Thơng
thường, đa số SV tốt nghiệp đại học sư phạm chỉ dạy một môn học ví dụ như sư phạm
Hóa học, sư phạm Vật lí, SV không được đào tạo để dạy khoa học khác hoặc thuộc lĩnh
vực rộng hơn [83]. Tại tiểu ban Texas, tác giả Pamela đã nghiên cứu về các khóa học,
điểm trung bình và điểm kiểm tra SV trong quá trình học đại học, sau đó tác giả tiến hành
đánh giá chất lượng dạy học tích hợp của các SV này để tìm mối liên hệ giữa chất lượng
đầu ra của SV tốt nghiệp và chất lượng giảng dạy các chủ đề của các SV, tác giả sử dụng
bài thi năng lực có tên “TExES Science test- Texas Examinations for Educator Standards”.
TExES là bài kiểm tra kiến thức khoa học dành cho giáo viên ở mức độ chuyên sâu (tức là
kiến thức Sinh học, Hóa học, Vật lí và Khoa học Trái đất). Kết quả cho thấy chỉ có 5 giáo
viên (trong tổng số 45 giáo viên tham gia) vượt qua được kì thi


9

này. Kết quả phân tích bảng điểm cho thấy các giáo viên không thể chứng minh rằng
họ nắm vững kiến thức cần thiết để dạy học tích hợp ở Texas, do đó, tác giả đề xuất
mơ hình đào tạo 4+1 (4 năm dạy THPT và 1 năm dạy trung học cơ sở) nhằm góp phần
bồi dưỡng kiến thức chuyên ngành và kiến thức tích hợp cho SV.
Tại Úc, mục tiêu của chương trình giáo dục tích hợp cho giáo dục phổ thơng được
xác định rõ như sau: Chương trình giáo dục tích hợp là hệ thống giảng dạy tích hợp đa

ngành, trong hệ thống đó tầm quan trọng của việc phát triển và ứng dụng kĩ năng được
chú trọng; quá trình dạy học tích hợp này bao gồm việc dạy, học và kiểm tra, đánh giá
năng lực tiếp thu kiến thức cũng như ứng dụng của học sinh phổ thông [89].

Tư tưởng dạy học tích hợp được hiện thực hố trong việc xây dựng chương
trình, lựa chọn nội dung, tổ chức hoạt động dạy học của từng môn học. Dạy học tích
hợp cần có các mơ hình giảng dạy mới và sự thành cơng của tư tưởng dạy học tích hợp
phụ thuộc vào năng lực dạy học của người giáo viên [65], [66].
1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
Ở
Việt Nam, thời Pháp thuộc, quan điểm tích hợp được thể hiện trong
một số
mơn ở trường tiểu học như mơn “Cách trí” từ điển Hán Nơm có nghĩa là “Cách trí chi
học”, theo tác giả Nguyễn Quốc Hùng nghĩa là “Cách vật trí tri” (tìm đến vật mà đạt tới sự
hiểu biết) tên một mơn học tìm hiểu về các sự vật thiên nhiên, tương đương với những
mơn Vật lí học, Hố học,… ngày nay [106]. Sau cuộc cải cách giáo dục lần thứ nhất năm
1950 được đổi thành mơn “Cách trí cải tiến”, sau cuộc cải cách giáo dục lần thứ hai năm
1956 đổi thành “Tìm hiểu khoa học thường thức”. Mơn học này cịn được dạy một số năm
ở trường cấp I của miền Bắc nước ta. Từ năm 1981 diễn ra cuộc cải cách giáo dục lần thứ
ba, việc nghiên cứu xây dựng môn “Tự nhiên và xã hội” theo quan điểm tích hợp đã được
thực hiện và mơn học này được thiết kế để đưa vào dạy học ở trường cấp I từ lớp 1 đến
lớp 5. Chương trình năm 2000 đã được hồn chỉnh thêm một bước, quan điểm tích hợp đã
được thể hiện trong chương trình và SGK và các hoạt động dạy học ở tiểu học. Chương
trình ở cấp trung học chủ yếu thực hiện tích hợp ở mức thấp, chưa đặt nặng vấn đề dạy
học tích hợp ở trung học. Theo tác giả Vũ Cao Đàm, nghiên cứu liên bộ môn đang là một
xu hướng mới, phát triển nghiên cứu liên bộ mơn chính là hội nhập


10

đúng xu thế phát triển khoa học và giáo dục của thế giới đương đại [21], do đó việc
nghiên cứu dạy học tích hợp cho cấp trung học là một vấn đề đáng được quan tâm.
Trong đào tạo và bồi dưỡng giáo viên ở các cấp học từ phổ thông đến đại học
đã có nhiều chương trình dự án mang tính quốc gia về đổi mới căn bản và tồn diện về
giáo dục để phát triển phẩm chất và năng lực cho người học. Vấn đề đổi mới dạy học
và kiểm tra đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực người học đã
và đang được đội ngũ quản lí giáo dục, giáo viên đón nhận thực hiện và cả xã hội quan
tâm [9], [10], [11], [12], [14], [15].
Tác giả Đặng Thị Thuận An nghiên cứu phát triển năng lực dạy học tích hợp cho
SV sư phạm Hóa học thơng qua học phần Phương pháp dạy học Hóa học phổ thơng [1].
Tác giả nghiên cứu về bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm Hóa học
thơng qua các hoạt động như: Xây dựng nguồn tài liệu hỗ trợ cho việc phát triển năng lực
dạy học tích hợp cho SV thơng qua trang web ‘hoahocsupham.com”, hướng dẫn SV xây
dựng kế hoạch dạy học và nội dung một số chủ đề dạy học tích hợp, chuẩn bị cho SV sư
phạm có khả năng thực hiện tốt dạy học tích hợp trong dạy học Hóa học ở THPT.
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 SV sư phạm Vật lí ít được tiếp cận với kiến thức về
Sinh học và Hóa học [29]. Nhóm tác giả đã có kết quả nghiên cứu “Làm thế nào để đào tạo
được giáo viên dạy học tích hợp các khoa học trong nhà trường?” [28], nội dung về phương
pháp dạy - học bằng chính logic của khoa học cơ bản, bồi dưỡng năng lực tìm tịi khám phá
cho SV đó là “lấy tự học làm gốc và tạo mọi cơ hội cho SV hoạt động trải nghiệm gắn với
hoạt động nghề nghiệp nhằm hình thành tư duy sáng tạo, rèn khả năng kết hợp nguồn kiến
thức khác nhau để họ có thể giải quyết vấn đề nghề nghiệp và cuộc sống” [28]. Các tác giả
đề cao việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho SV sư phạm, việc đào tạo này nên
được bắt đầu bằng các môn học đại cương F1, F2, F3….
song song với dạy học dự án tích hợp liên mơn. Các tác giả cho rằng với mơ hình đào tạo
dạy học dự án tích hợp liên mơn cho SV sư phạm sẽ mang lại hiệu quả trong việc rèn

11

luyện năng lực dạy học tích hợp trong nhà trường nhằm đáp ứng mục tiêu về kiến thức
và kĩ năng nghề nghiệp cho SV sư phạm nói chung và cho SV sư phạm Vật lí nói riêng.
Theo tác giả Đỗ Hương Trà, “Điều quan trọng trong việc đào tạo SV có được năng
lực dạy học tích hợp liên mơn ở trường phổ thơng là phải đào tạo SV theo hình thức tích
hợp liên mơn” [61], tác giả đã đề xuất 4 cách tiếp cận đào tạo tích hợp liên mơn đối với
SV sư phạm (hình 1.1), đây là sự kết hợp giữa đào tạo, nghiên cứu và thực hành trong đào
tạo tích hợp liên mơn, tức là bên cạnh tổ chức quản lý dạy học, cần thực hiện các hoạt
động giảng dạy tích hợp liên mơn cho SV, kết hợp với thực hiện các nghiên cứu tích hợp
liên mơn và thực hành dạy học tích hợp liên mơn ở trường THPT.

Đào tạo tích hợp liên mơn

Nghiên cứu
tích hợp
liên mơn

Tổ chức
quản lí

Tổ chức
kiến
thức

Giảng dạy
tích hợp
liên mơn

Thực hành
dạy học tích
hợp liên mơn

Hình 1.1: Bốn cách tiếp cận đào tạo tích hợp liên môn đối với SV sư phạm [61] Các
tác giả Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước nghiên cứu và đề xuất phương
pháp tổ chức dạy học tích hợp bằng hình thức dạy học theo dự án. Các tác giả đã đề
xuất quy trình dạy học dự án gồm 7 bước đó là: “Lựa chọn vấn đề, xác định vấn đề,
xác định kiến thức giải quyết vấn đề, xác định mục tiêu dạy học tích hợp, xây dựng kế
hoạch dạy học, tổ chức dạy học và đánh giá sản phẩm của người học” [48, tr. 255].
Tác giả Phạm Xuân Quế cho rằng dạy học tích hợp sẽ giúp cho người học hình
thành một số năng lực bậc cao như phân tích, tổng hợp, tư duy phê phán và năng lực
hợp tác. Theo đó, tác giả đã xác định các năng lực đặc thù bao gồm 5 kĩ năng của học
sinh phải đạt được sau khi học xong một chương trình tích hợp đó là: “Kĩ năng tiếp
cận vấn đề theo các quan điểm khác nhau, kĩ năng xác định các vấn đề cần giải quyết,
kĩ năng phân tích, tổng hợp và tư duy phê phán, bên cạnh đó cịn có các nhóm năng lực
chun biệt đối với mơn Vật lí gồm: Năng lực liên quan đến kiến thức Vật lí, phương
pháp nhận thức Vật lí, giao tiếp trong Vật lí và đánh giá” [50]. Tác giả Nguyễn Văn
Biên nghiên cứu “Quy trình xây dựng chủ đề về khoa học tự nhiên” [8], thể hiện một


12

quan điểm lí luận mới về dạy học tích hợp, theo đó có 4 loại tích hợp: Tích hợp đơn
mơn, đa mơn, liên mơn và xun mơn, từ đó tác giả đưa ra 7 bước để xây dựng một
chủ đề cho các phân loại tích hợp liên mơn đó là: “Lựa chọn chủ đề, xác định các vấn
đề cần giải quyết trong chủ đề, xác định các kiến thức cần thiết để giải quyết các vấn
đề, xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề, xây dựng nội dung các hoạt động dạy học
của chủ đề, lập kế hoạch dạy học chủ đề, tổ chức dạy học và đánh giá chủ đề”. Tài liệu

tập huấn của Bộ GD&ĐT [7], dạy học tích hợp liên mơn lĩnh vực khoa học tự nhiên có
5 bước đó là: “Rà sốt chương trình SGK để tìm nội dung, xác định chủ đề, dự kiến
thời gian, xác định mục tiêu và xây dựng nội dung chính trong bài học 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
Các tác giả Siti Rozaimah và Hasimi với kết quả nghiên cứu “Achievement of
Course Outcomes in Basic Thermodynamics Course based on Students’ Perception”
[86], các tác giả nghiên cứu dạy học phần Nhiệt động lực học 1, vào năm thứ nhất cho
SV theo tiếp cận năng lực nghề nghiệp. Đối tượng giảng dạy là SV chuyên ngành Kĩ
thuật Hóa học. Các mức độ đưa ra như sau:
“Mức 0: Khơng có ý tưởng.
Mức 1: Biết khái niệm, nguyên tắc, lý thuyết Vật lí.
Mức 2: Hiểu, diễn giải khái niệm, nguyên tắc, lý thuyết.
Mức 3: Có thể áp dụng các lý thuyết liên quan đến tình huống mới và có thể
giải quyết các tình huống các vấn đề có liên quan.
Mức 4: Có thể sử dụng các kiến thức liên quan và các lý thuyết để thiết kế hóa
chất hoặc hệ thống kĩ thuật hóa sinh.
Mức 5: Có thể sử dụng các kiến thức liên quan và các lý thuyết để phân tích và
đánh giá một hóa chất hoặc sinh hóa”.
Tác giả Eric Brewe và các cộng sự với kết quả nghiên cứu “From Vision to
Change: Educational Initiatives and Research at the Intersection of Physics and Biology,
Life Sciences Education” [69], theo đó, các tác giả cho rằng các nhà nghiên cứu thuộc
2 lĩnh vực Vật lí và Sinh học nên kết hợp với nhau để phát triển, xây dựng kế hoạch dạy


13

học có nội dung tích hợp. Ví dụ có thể biên soạn dạy học các định luật Vật lí song song
với áp dụng các định luật Vật lí để giúp dự đốn, mơ tả, giải thích các hiện tượng Sinh

học xảy ra ở từ cấp độ phân tử đến cấp độ rộng hơn như hệ sinh thái.
Tác giả Warren Christensen và các cộng sự với kết quả nghiên cứu “Developing
and Assessing Curriculum on the Physics of Medical Instruments” [68], nhóm tác giả
nghiên cứu về dạy học theo chủ đề tích hợp kiến thức phần Vật lí nguyên tử hạt nhân
vào lĩnh vực y sinh như chụp cộng hưởng từ MRI, phương pháp laser trong phẫu
thuật…Các tác giả đã dựa trên các cuộc khảo sát và đánh giá về khóa học chủ đề tích
hợp được SV vơ cùng thích thú so với khóa học chỉ học Vật lí dựa trên tính tốn đại số
theo kiểu truyền thống. Ngồi ra, các tác giả Jiann-wien Hsu, Roy Hsu nghiên cứu
giáo dục đại học, các tác giả cho rằng Vật lí cũng đóng một vai trị quan trọng trong
việc ni dưỡng các kiến thức về khoa học tự nhiên và thiết lập nền tảng của logic học
và phương pháp khoa học [91].
Tác giả Viviane Callier nghiên cứu về thực trạng và giải pháp để bồi dưỡng
năng lực cho SV để sau khi tốt nghiệp, SV có thể đáp ứng được nhu cầu của xã hội,
với kết quả nghiên cứu “Connecting undergraduate science education with the needs of
today’s graduates” [90]. Các tác giả cho rằng nên giảng dạy khoa học theo định hướng
tích hợp STEM, chương trình giảng dạy bao gồm các chủ đề liên ngành làm nổi bật
các kết nối giữa chương trình giảng dạy thông thường và các vấn đề STEM hiện tại.
Tương tự, nghiên cứu của tác giả Warren Christensen nhận định rằng nhìn chung
nghiên cứu về tư duy và học tập của SV trong các khóa học Vật lí đều chỉ dựa trên số
học, áp dụng Vật lí trong Sinh học hoặc khoa học đời sống còn rất hạn chế [68].
1.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
Tác giả Nguyễn Duân và các cộng sự với kết quả nghiên cứu “Mức độ tích hợp
rèn luyện năng lực sư phạm thơng qua giảng dạy khoa học cơ bản ở các trường đại học
sư phạm”. Các tác giả tiến hành khảo sát thực trạng dạy khoa học cơ bản, kết quả đã
cho thấy việc giáo dục khoa học cơ bản và nghiệp vụ sư phạm chưa gắn kết, vì thế các
tác giả cho rằng cần kết hợp rèn luyện năng lực sư phạm thông qua giáo dục các học
phần cơ bản, đây là một trong những biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng đào
tạo giáo viên ở các trường đại học sư phạm [25].

14

Các tác giả Phạm Thị Phú, Đinh Xuân Khoa cho rằng để khám phá, giải quyết
các vấn đề của thực tiễn (những vấn đề không thể bao quát được trong một khoa học
chuyên ngành) thì cần liên kết các khoa học ví dụ như Vật lí - Thiên văn, Vật lí địa
cầu, Lí-Y-Sinh học [49, tr. 18].
Các tác giả Lê Nguyên Long, Nguyễn Khắc Mão nghiên cứu ứng dụng các kiến
thức Vật lí đại cương bao gồm các phần Cơ học, Vật lí phân tử và nhiệt học, Dao động
và sóng, Điện và từ, Quang học, Vật lí ngun tử hạt nhân, trong đó nội dung dựa trên
những nguồn tài liệu đa dạng thuộc rất nhiều lĩnh vực công nghệ và đời sống, đồng
thời nội dung liên hệ mật thiết với các phần quen thuộc của chương trình Vật lí ở bậc
THPT. Các tác giả chú trọng đến bản chất Vật lí của các hiện tượng đời sống và của
các vấn đề cơng nghệ [36].
Các tác giả Nguyễn Đình Nỗn, Nguyễn Đình Thước nghiên cứu mối liên hệ
kiến thức Vật lí, Hóa học, Sinh học và Địa lí [44]. Tác giả Nguyễn Đức Thâm nghiên
cứu các phương pháp dạy học Vật lí, vai trị kiến thức Vật lí trong việc bồi dưỡng cho
người học kiến thức khoa học tổng hợp thơng qua các vấn đề dạy học Vật lí gắn liền
với thực tiễn cuộc sống [55]. Tác giả Nguyễn Xuân Chánh đã giới thiệu những ứng
dụng phong phú của Vật lí và cơng nghệ cao trong đời sống hiện đại, qua đó giúp cho
SV đại học nói chung và đại học sư phạm Vật lí nói riêng có thêm những kiến thức
khoa học phổ thơng về lĩnh vực Vật lí ứng dụng. Ví dụ như nghiên cứu chụp cộng
hưởng từ, chụp cắt lớp, sử dụng năng lượng tia laze trong in ấn [17].
Quan niệm Vật lí đại cương khơng những là mơn khoa học cơ bản mà cịn mà là
khoa học ứng dụng, tác giả Lê Phước Lượng với kết quả nghiên cứu “Bồi dưỡng năng
lực liên hệ và vận dụng kiến thức cơ bản vào thực tiễn của SV trong dạy học Vật lí đại
cương ở trường Đại học Thuỷ sản” [38] đã cho thấy tầm quan trọng của kiến thức Vật
lí nói chung và kiến thức Vật lí đại cương nói riêng, nó giúp cho SV nhận thức mối
quan hệ giữa lý luận và thực tiễn, dạy học theo hướng vận dụng kiến thức khoa học
vào thực tiễn đang được quan tâm trong dạy học đại học ở Việt Nam.
Tác giả Nguyễn Thanh Nga nghiên cứu về “Phát triển tư duy kĩ thuật cho SV

ngành kĩ thuật trong Vật lí đại cương thơng qua dạy học dự án” [40]. Tác giả cho rằng
đào tạo đáp ứng nhu cầu xã hội là một yêu cầu cấp thiết của các trường đại học, trong


15

đó có khối ngành kĩ thuật. Nghiên cứu xây dựng các dự án, yêu cầu người học giải
quyết các vấn đề phức tạp, các dự án dược thiết kế phù hợp với trình độ nhận thức của
SV, kích thích hứng thú và tạo động lực cho họ tiến hành tìm tịi, nghiên cứu bài tốn
thực tiễn liên quan đến hoạt động nghề nghiệp khi học Vật lí đại cương.
Kỹ thuật Vật lí y sinh đang là một lĩnh vực nổi bật thu hút sự quan tâm trên thế
giới. Tác giả Nguyễn Minh Tân đã có những kết quả nghiên cứu về “Xây dựng và sử
dụng tài liệu điện tử về các phương pháp và kĩ thuật Vật lí ứng dụng trong y học” [62],
trong đó có những kiến thức về Vật lí nguyên tử hạt nhân. Tác giả đã chú trọng đến
việc xây dựng và thiết kế tiến trình dạy học kỹ thuật Vật lí ứng dụng trong y học cho
SV Y khoa phù hợp với lí luận dạy học hiện đại.
“Vật lí nguyên tử và hạt nhân là học phần nằm trong chương trình đào tạo Vật lí
đại cương cho SV ngành Vật lí của các trường đại học sư phạm. Học phần này gắn liền
với những thành tựu rực rỡ và ứng dụng to lớn của ngành Vật lí nguyên tử hạt nhân
đối với cuộc sống của con người, đối với các lĩnh vực kinh tế, khoa học kĩ thuật hiện
đại khác” [24], [28]. Phần lớn các tác giả biên soạn 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. Ví dụ đơn vị kiến thức “tia
X và phổ tia X” được trình bày khá sơ lược, ngắn gọn như ống tia X hoạt động như thế
nào, bước sóng phát ra của ống tia X là do sự dịch chuyển electron từ lớp ngoài vào
lớp sâu bên trong nguyên tử. Vì thế SV gặp phải vấn đề đó là khơng thể liên hệ kiến
thức Vật lí đã học được với các lĩnh vực khác.

Các kết quả nghiên cứu về dạy học tích hợp và bồi dưỡng năng lực dạy học tích
hợp trên thế giới và trong nước như đã nêu trên cho thấy những kiến thức tích hợp các
khoa học liên ngành có ý nghĩa to lớn trong việc phát hiện và giải quyết những vấn đề
thực tiễn cũng như phát triển năng lực của người học trong q trình dạy học các mơn
học nói chung, Vật lí đại cương nói riêng. Cho đến nay, chưa có một cơng trình nào
cơng bố kết quả nghiên cứu về dạy học Vật lí đại cương, phần “Vật lí nguyên tử hạt


16

nhân” nói riêng cho SV sư phạm theo định hướng bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp
ở trường THPT một cách tường minh, có hệ thống.
1.3. Những 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?


17

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Phát triển chương trình mơn Vật lí đại cương trong đào tạo giáo viên
Vật lí trung học phổ thơng theo hướng phát triển năng lực của sinh viên
2.1.1. Cơ sở phát triển chương trình mơn học Vật lí đại cương trong
chương trình đào tạo giáo viên Vật lí trung học phổ thông
“Giáo dục định hướng năng lực nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy
học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng năng
lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người
năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp. Chương trình giáo
dục đại học nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận
thức” [9].
“SV học tập ở trường đại học sư phạm là theo học một nghề cụ thể - dạy học, do đó
trong q trình học tập tại trường, SV phải có sự hiểu biết và được rèn luyện các kĩ năng
cơ bản của nghề dạy học. Với tư cách là chủ thể học tập, SV tích cực, sáng tạo vận dụng
kiến thức, kinh nghiệm để giải quyết các nhiệm vụ, công việc của người giáo viên THPT
trong thực tiễn giảng dạy và giáo dục học sinh nhằm hình thành năng lực nghề nghiệp với
sự giúp đỡ, chỉ dẫn của giảng viên, sự hợp tác của những SV khác” [63].

Phương thức đào tạo ở đại học hiện nay đòi hỏi người SV sư phạm phải rèn
luyện để có được tính tự giác cao trong việc tiếp nhận tri thức khoa học chuyên ngành
mà sau này họ sẽ giảng dạy, đồng thời biết mở rộng, đi sâu tìm hiểu những tri thức
khoa học liên ngành để tạo dựng nền móng vững chắc về học thức chuyên môn phục
vụ cho việc chuyển tải tri thức mơn học cho học sinh.
Q trình học tập của SV sư phạm chính là q trình chủ động rèn luyện của bản
thân về phẩm chất và năng lực để hướng tới sự phù hợp với nghề dạy học. Năng lực thích
ứng của SV đối với những tiêu chí của nghề dạy học trên các phương diện nhận thức, kĩ
năng và thái độ là thước đo chất lượng và hiệu quả của q trình đào tạo, góp phần cung
cấp cho nhà trường phổ thông những sản phẩm đích thực [32]. Đổi mới cơ bản và tồn
diện giáo dục đại học Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 đã nêu mục tiêu cụ

18

thể: “Phát triển các chương trình giáo dục đại học theo định hướng nghiên cứu và định
hướng nghề nghiệp - ứng dụng” [41].
Phát triển chương trình đào tạo SV sư phạm Vật lí theo hướng phát triển năng
lực đang được các cơ sở đào tạo, bồi dưỡng giáo viên quan tâm nghiên cứu thực hiện.
2.1.2. Đổi mới chương trình Vật lí đại cương theo định hướng phát triển
năng lực
Vật lí đại cương là môn học thuộc khối kiến thức đại cương/cơ bản của chương
trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT. Kiến thức Vật lí đại cương là cơ sở của Vật lí học,
là khối kiến thức nền tảng giúp cho SV tiếp tục nghiên cứu các lĩnh vực của Vật lí hiện
đại, các ngành khoa học tự nhiên, ứng dụng Vật lí trong kĩ thuật cơng nghệ.
Phát triển chương trình mơn Vật lí đại cương theo định hướng phát triển năng
lực, góp phần đào tạo đội ngũ giáo viên Vật lí “vừa hồng, vừa chun” thực hiện tốt
chương trình giáo dục phổ thông mới là yêu cầu cấp thiết, quan trọng cần được quan
tâm nghiên cứu.
Phát triển chương trình mơn Vật lí đại cương theo định hướng phát triển năng
lực cũng đồng nghĩa với việc đổi mới các thành tố của q trình dạy học Vật lí đại
cương theo hướng phát triển năng lực, từ mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học
đến đánh giá kết quả học tập. Vận dụng dạy học tích hợp là một trong các quan điểm
giáo dục hiện đại vào dạy học Vật lí đại cương ở bậc đại học.
Mục tiêu của môn Vật lí đại cương phải góp phần thực hiện mục tiêu của
chương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT và mục tiêu giáo dục đại học ở nước ta.
Dựa vào triết lí giáo dục của thế kỉ XXI là lấy “học thường xuyên suốt đời” làm
nền tảng và mục tiêu tổng quát (bốn trụ cột của giáo dục) theo Tổ chức Giáo dục,
Khoa học và Văn hoá Liên hợp quốc: “Học để biết, học để làm, học để cùng chung
sống, học để tự khẳng định, tương ứng với các mục tiêu đó là các năng lực: Năng lực
chun mơn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể”[9], [39], đó là
những năng lực cần thiết của người lao động trong xã hội hiện đại. Dựa vào mô hình

đó để cụ thể hố trong từng lĩnh vực nghề nghiệp, đặt ra chuẩn nghề nghiệp.
Mục tiêu chương trình đào tạo giáo viên Vật lí THPT (mục tiêu đầu ra) phải đáp
ứng chuẩn giáo viên Vật lí THPT, mục tiêu đó được cơ sở đào tạo giáo viên xây dựng.


19

Ví dụ chuẩn đầu ra đào tạo giáo viên Vật lí của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và
của Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đưa ra trong mục tiêu đào tạo
(2015 -2020) [96], [98] (xem Phụ lục 9a và 9b).
Các hoạt động giáo dục trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí phải
hướng tới sự phát triển năng lực của SV theo chuẩn năng lực của giáo viên Vật lí THPT.

Trong dạy học Vật lí đại cương, kết quả học tập của SV cần phải đạt được theo
mục tiêu của chương trình mơn học. Mục tiêu được mơ tả chi tiết và có thể quan sát
được mức độ học tập của SV đạt được theo chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ hoặc
các mức độ năng lực cần hình thành và phát triển.
Giảng viên cần tạo điều kiện để SV được rèn luyện, phát triển hệ thống kĩ năng
học tập hiện đại, theo ba nhóm kĩ năng sau đây [34]:
(1)
-

Nhóm kĩ năng nhận thức trong học tập

Các kĩ năng tìm kiếm, khai thác các nguồn học tập (thông tin, tư liệu, dữ liệu,

tài liệu tham khảo, các dạng học liệu khác).
- Các kĩ năng xử lí, tổ chức đánh giá thông tin và nội dung dạy học.
-

Kĩ năng áp dụng, biến đổi và phát triển kết quả nhận thức và học tập dưới các

hình thức khác nhau.
(2) Nhóm kĩ năng giao tiếp và quan hệ học tập
-

Các kĩ năng trình bày ngơn ngữ nói và ngơn ngữ viết về những vấn đề học

tập: Trả lời câu hỏi, phiếu học tập, báo cáo seminar, trình bày kết quả dự án, viết tiểu
luận, làm bài kiểm tra…
-

Kĩ năng giao tiếp, thuyết phục trong hoạt động ở lớp, làm việc theo nhóm.
(3)

Nhóm kĩ năng quản lí học tập

- Kĩ năng xây dựng kế hoạch học tập, tổ chức môi trường học tập cá nhân.
- Kĩ năng thực hiện, điều chỉnh kế hoạch học tập.
- Kĩ năng đánh giá kết quả học tập.
Tổ chức rèn luyện và phát triển ba nhóm kĩ năng trên cho SV là điều kiện cần
để phát triển năng lực.


20



Nội dung dạy học

Sự phát triển nhanh chóng của khoa học, kĩ thuật và cơng nghệ với đặc điểm
vịng đời của công nghệ đều rất ngắn, tri thức tiếp thu được qua mấy năm học đại
học lạc hậu nhanh sau khi ra trường. Vì thế, khơng có cách nào khác là phải trang bị
kiến thức nền tảng, kĩ năng cơ bản và dạy cách học cho SV, tạo cho họ năng lực tự
học và niềm say mê học tập suốt đời.
Việc lựa chọn nội dung dạy học mơn Vật lí đại cương khơng chỉ dựa vào tài liệu
các giáo trình Vật lí đại cương trình bày về những khái niệm, định luật, nguyên lí,
thuyết vật lí, các phương pháp tư duy, các phương pháp nhận thức vật lí mà cịn phải
lựa chọn thông tin mới về các sự kiện, kết quả sáng tạo trong khoa học và công nghệ
hiện đại; Thơng tin về những sự kiện, tình huống thực tiễn trong đời sống, sản xuất
hiện đại; Những kết quả sáng tạo chứa đựng những kiến thức khoa học liên ngành,
tích hợp kiến thức của các lĩnh vực khoa học và cơng nghệ. Có thể hiểu là nội dung
dạy, nội dung học được SV tìm tịi, khám phá kiến tạo nên tri thức mới thông qua
hoạt động học. Như vậy, giảng viên phải biết lựa chọn nội dung gì, vấn đề gì để khi
học SV được rèn luyện các kĩ năng tư duy bậc cao, được học cách học tốt nhất. Việc
tích hợp kiến thức nội mơn Vật lí đại cương và tích hợp kiến thức Vật lí đại cương
với các lĩnh vực khác của Vật lí học, Hố học, Sinh học, Thiên văn học…tích hợp
kiến thức trong nội dung dạy học.
Phương pháp dạy học: Các phương pháp dạy học cần phải thoả mãn một số
tiêu chí cụ thể:
- Dạy cách học, học cách học.
- Phát huy tính tích cực, chủ động học tập của SV.
- Hoạt động học tập của SV là trung tâm của hoạt động dạy học.
- Khai thác, sử dụng kết hợp giữa các phương tiện dạy học truyền thống và
hiện
đại, sử dụng tối đa công nghệ thông tin truyền thông, đặc biệt là mạng Internet.
 Đánh giá kết quả học tập
Kết hợp đánh giá quá trình và đánh giá kết quả, kết hợp giữa đánh giá của giảng
viên và tự đánh giá của SV về năng lực cần được hình thành và phát triển (được xác
định ở mục tiêu dạy học).

21

2.2. Tư tưởng sư phạm tích hợp và dạy học tích hợp
2.2.1. Tư tưởng sư phạm tích hợp
Giáo dục hiện đại là giáo dục chuyển từ thuần tuý tập trung vào kiến thức sang
tập trung phát triển năng lực của người học, thể hiện rõ trong việc phát triển các
chương trình đào tạo [12], [14], [15].
Tư tưởng sư phạm tích hợp là quan niệm làm cho quá trình học tập ln có ý
nghĩa thiết thực đối với người học. Nội dung của tư tưởng sư phạm tích hợp thể hiện ở
những vấn đề sau [48], [51], [60]:
- Làm cho quá trình học có ý nghĩa, có nhu cầu và hứng thú, bằng cách gắn học
với hành, gắn lí thuyết với thực tiễn, hoà nhập thế giới học đường với cuộc sống thực.
- Hình thành và phát triển các năng lực của người học (năng lực chung và năng
lực chuyên biệt cần thiết) để vận dụng giải quyết những tình huống có ý nghĩa trong
học tập và trong cuộc sống.
-

Tận dụng tối đa vốn kinh nghiệm của người học, thiết lập mối quan hệ giữa

kiến thức, kĩ năng và phương pháp nhận thức của các môn học/của các khoa học.
- Tinh giản kiến thức, tránh sự lặp lại nội dung của các mơn học, giảm tải
trong
chương trình đào tạo.
2.2.2. Dạy học tích hợp
Khái niệm dạy học tích hợp có những hình thức diễn đạt khác nhau:
“Dạy học tích hợp là hành động liên kết một cách hữu cơ, có hệ thống các đối
tượng nghiên cứu, học tập của một vài lĩnh vực môn học khác nhau thành nội dung
thống nhất, dựa trên cơ sở về các mối liên hệ lí luận và thực tiễn được đề cập trong các

mơn học đó nhằm hình thành ở học sinh các năng lực cần thiết” [60, tr. 13].
“Dạy học tích hợp liên mơn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan đến
hai hay nhiều mơn học” [10].
Dạy học tích hợp được UNESCO định nghĩa như sau: “Một cách trình bày các
khái niệm và nguyên lí khoa học cho phép diễn đạt sự thống nhất cơ bản của tư tưởng
khoa học, tránh nhấn quá mạnh hoặc quá sớm sự sai khác giữa các lĩnh vực khoa học
khác nhau” [33].


22

“Dạy học tích hợp là một cách thức dạy học chú trọng đến việc hình thành, phát
triển tư duy sáng tạo và kĩ năng tổng hợp thông qua việc gắn kết, phối hợp các nội
dung gần gũi liên quan, nhằm hình thành ở học sinh những năng lực giải quyết vấn đề,
đặc biệt là các vấn đề đa dạng của các tình huống thực tiễn” [4].
Chương trình Giáo dục phổ thơng mới giải thích thuật ngữ “Dạy học tích hợp là
định hướng dạy học phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng,…thuộc
nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết có hiệu quả các vấn đề trong học tập và cuộc
sống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện kĩ năng” [14,
tr. 36]. Tích hợp thể hiện qua sự huy động, kết hợp, liên hệ các yếu tố liên quan với
nhau nhiều lĩnh vực để giải quyết một vấn đề có hiệu quả và thường đạt được nhiều
mục tiêu khác nhau.
Từ những định nghĩa nêu trên, ta có thể hiểu: Dạy học tích hợp là dạy cho người
học tìm ra các mối liên hệ để nhận thức bản chất của sự vật hiện tượng, người học biết
vận dụng những kiến thức, kĩ năng của hai hay nhiều môn học để giải quyết các vấn đề có
liên quan đến tình huống trong học tập hoặc thực tiễn, phát triển năng lực người học.

2.2.3. Ngun tắc tích hợp liên mơn Vật lí với các môn khoa học tự nhiên
Thực hiện mối liên hệ giữa các khoa học một cách có mục đích và có hệ thống
bằng những con đường khác nhau trong sự thống nhất hữu cơ. Có thể xây dựng nội

dung dạy học liên môn theo hướng những mối liên hệ/ nguyên tắc sau [48]:
● Những mối liên hệ đồng bộ nhiều mơn: Khi nghiên cứu các mơn khoa học
tự
nhiên (Vật lí, Hóa học, Sinh học) ở những mức khác nhau về cấu tạo chất (phân tử, nguyên
tử, hạt nhân và các hạt cơ bản) xác lập được mối liên hệ giữa các tính chất của các đối
tượng vật chất và cấu trúc bên trong của chúng. Sự chuyển kiến thức từ một lĩnh vực khoa
học này vào các hoàn cảnh khác nhau của các lĩnh vực khác làm cho SV nhận thức đầy đủ
sức mạnh của kiến thức khoa học không chỉ ở kết cấu lôgic của một lĩnh vực nào đó của nó
mà cả ở tính vạn năng, tính tổng quát của những luận điểm nền tảng của khoa học. Cụ thể,
như chất và trường, năng lượng, các hình thức vận động của vật chất, các định luật bảo
tồn, tính bảo tồn, tính đối xứng, thuyết cấu tạo chất và định luật tuần hồn của các
ngun tố hóa học, thuyết tế bào và trao đổi chất, tính di truyền, quan hệ tương hỗ của cơ
thể và mơi trường v.v... Chính những luận điểm nền tảng này dùng làm


23

cơ sở của nội dung các môn học. Sự lĩnh hội được những luận điểm nền tảng của khoa
học, các ngun lí của nó, kĩ năng rút ra được từ những trường hợp riêng và vận dụng
được vào những môn học khác. Tất cả những điều đó giúp nâng cao năng lực vận dụng
các kiến thức vào thực tiễn cho SV.
●

Những mối liên hệ không đồng bộ: Thời gian thực hiện chương trình của các

học phần các khoa học phải bảo đảm sao cho không phá vỡ cấu trúc lôgic của nó, vì thế
mối liên hệ giữa các học phần phải là mối liên hệ tương hỗ. Trong trường hợp nghiên
cứu một khái niệm “khơng đồng bộ hóa được” ở một mơn học khác là có lợi. Ví dụ:
Khái niệm lực, vận tốc, gia tốc,… trong bài học Vật lí sau đó hình thành các khái niệm
về vectơ, đạo hàm bậc nhất và bậc hai trong toán học, hoặc nghiên cứu định luật

Avơgađrơ trong hóa học, rồi cho nó một chứng minh tốn học và xác định số Avơgađrơ
bằng thực nghiệm trong Vật lí.
Mỗi khái niệm địi hỏi một logic hình thành và sắp xếp trong hệ thống của học
phần, nên trình bày sâu sắc một số khái niệm ở môn học khác, thực hiện sớm hơn, sẽ
không thể và khơng cần phải đạt đến mức giải thích chúng với nội hàm đầy đủ (dĩ
nhiên là phù hợp kiến thức khoa học, đối tượng SV). Ví dụ, các định luật bảo tồn chỉ
có thể nghiên cứu đầy đủ nhất trong giáo trình Vật lí, lí thuyết hàm số trong giáo trình
tốn học v.v… cịn kiến thức sơ bộ chỉ có thể thực hiện được trong phần giáp ranh ở
mức độ khoa học nào cần thiết để hiểu được những vấn đề cụ thể của khoa học đó.
●

Nội dung dạy học Vật lí theo ngun tắc liên mơn: Người ta tách ra một cách hợp

lí những mối liên hệ sau đây giữa các khoa học: Các mối liên hệ khái niệm, các mối liên hệ
tư tưởng, các mối liên hệ theo phương pháp khoa học và các mối liên hệ hệ thống

- tổng hợp (hình 2.1).
+ Các mối liên hệ khái niệm được tính đến trong khi xây dựng chương trình,
giáo
trình, lựa chọn nội dung dạy học. Ví dụ khi nghiên cứu dịng điện trong các mơi trường,
giảng viên phải kiểm tra sự hiện hữu những kiến thức hóa học của SV, cho SV biết rằng

ở Vật lí chúng ta cũng sử dụng chính những khái niệm có trong Hóa học. Việc xác lập
mối liên hệ các khái niệm giữa các khoa học giúp cho SV không những vận dụng kiến
thức mà còn hiểu rằng giữa các khoa học tự nhiên khơng có một ranh giới chặt chẽ.