Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên đại học ngành sư phạm Vật lý trong đào tạo theo học chế tín chỉ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:226

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận văn nhằm đề xuất các nguyên tắc, biện pháp hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm của SV sư phạm vật lý ở các trường đào tạo sư phạm trong dạy học học phần TNVLTHPT. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên đại học ngành sư phạm Vật lý trong đào tạo theo học chế tín chỉ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ MINH THANH CHÂU HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG DẠY HỌC VỚI THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ TRONG ĐÀO TẠO THEO HỌC CHẾ TÍN CHỈ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ MINH THANH CHÂU HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG DẠY HỌC VỚI THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ TRONG ĐÀO TẠO THEO HỌC CHẾ TÍN CHỈ Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. MAI VĂN TRINH PGS.TS. HÀ VĂN HÙNG NGHỆ AN - 2020
i LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Lãnh đạo và quý Thầy Cô ở Viện Sư phạm Tự nhiên, Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, triển khai nghiên cứu đề tài và hoàn thành công tác thực nghiệm đề tài. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cán bộ hướng dẫn khoa học PGS.TS. Mai Văn Trinh, PGS.TS. Hà Văn Hùng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. Cuối cùng, tôi xin gởi lời cảm ơn đối với gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện nghiên cứu đề tài. Nghệ An, Tháng 8 năm 2020 Tác giả Lê Minh Thanh Châu
ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Mai Văn Trinh và PGS.TS. Hà Văn Hùng. Tôi xin bảo đảm, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, được trích dẫn rõ ràng và chưa từng được công bố trong các công trình khác. Nghệ An, Tháng 8 năm 2020 Tác giả Lê Minh Thanh Châu
iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN STT Từ viết tắt Từ viết đầy đủ 1 ĐC Đối chứng 2 GV Giảng viên 4 HS Học sinh 5 KN Kỹ năng 6 KNDHTN Kỹ năng dạy học với thí nghiệm 7 NXB Nhà xuất bản 8 PPDH Phương pháp dạy học 9 SV Sinh viên 10 THPT Trung học phổ thông 11 THTN Thực hành thí nghiệm 12 TN Thí nghiệm 13 TNg Thực nghiệm 14 TNVLTHPT Thí nghiệm vật lý trung học phổ thông 15 TNSP Thực nghiệm sư phạm
iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN .......................................... iii MỤC LỤC ...................................................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ ....................................................... viii PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ......................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 2 3.1. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 2 4. Giả thuyết khoa học ..................................................................................................... 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................. 2 6. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 3 6.1. Các phương pháp nghiên cứu lý luận .............................................................. 3 6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn ........................................................... 3 6.3. Thực nghiệm sư phạm ..................................................................................... 3 6.4. Phương pháp thống kê toán học ...................................................................... 3 7. Đóng góp mới của luận án ........................................................................................... 3 8. Cấu trúc luận án ........................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................. 5 1.1. Các kết quả nghiên cứu về hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lý ở nước ngoài ........................................................ 5 1.2. Các kết quả nghiên cứu về hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lý ở Việt Nam ........................................................ 10 1.3. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu ............................................................... 14 Kết luận chương 1 ..................................................................................................... 16 CHƯƠNG 2. LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ HÌNH THÀNH ............... 17 VÀ PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG DẠY HỌC VỚI THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÝ ...................................................................................................... 17
v 2.1. Kỹ năng dạy học................................................................................................. 17 2.1.1. Kỹ năng ....................................................................................................... 17 2.1.2. Khái niệm kỹ năng dạy học ........................................................................ 20 2.1.3. Quá trình dạy học ở đại học theo hệ thống tín chỉ ...................................... 21 2.1.3.1. Đặc điểm về nội dung và PPDH ở đại học .............................................. 21 2.1.3.2. Đào tạo tín chỉ .......................................................................................... 22 2.2. Kỹ năng dạy học với thí nghiệm vật lý trong đào tạo sinh viên sư phạm.......... 23 2.2.1. Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý ........................ 23 2.2.2. Kỹ năng dạy học với thí nghiệm vật lý ....................................................... 31 2.2.2.1. Khái niệm kỹ năng dạy học với thí nghiệm vật lý ................................... 31 2.2.2.2. Các cấp độ và kỹ năng thành phần .......................................................... 34 2.2.2.3. Các nhóm kỹ năng dạy học với thí nghiệm vật lý ................................... 35 2.3. Thực trạng hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm của sinh viên sư phạm ngành vật lý ............................................................................................. 46 2.3.1. Mục đích khảo sát ....................................................................................... 46 2.3.2. Đối tượng khảo sát ...................................................................................... 46 2.3.3. Phương pháp khảo sát ................................................................................. 46 2.3.4. Kết quả điều tra thực trạng ......................................................................... 47 2.4. Sự cần thiết đề xuất các biện pháp hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Vật lý trong đào tạo theo hệ thống tín chỉ........ 54 2.5. Các nguyên tắc đề xuất biện pháp hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lý trong đào tạo theo tín chỉ ....................... 55 2.5.1. Nguyên tắc đảm bảo tính mục tiêu ............................................................. 55 2.5.2. Nguyên tắc đảm bảo tính thực tiễn ............................................................ 56 2.5.3. Nguyên tắc đảm bảo tính hiệu quả, biến SV thành chủ thể của quá trình hình thành kỹ năng. .................................................................................. 56 2.5.4. Nguyên tắc đảm bảo tính khả thi ................................................................ 56 2.6. Biện pháp 1. Đổi mới cấu trúc nội dung chương trình học phần Thí nghiệm vật lý phổ thông theo hướng phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm trong đào tạo theo tín chỉ ................................................................................ 57 2.6.1. Mục tiêu của đổi mới .................................................................................. 57
vi 2.6.2. Nội dung ..................................................................................................... 57 2.6.3. Cách thức thực hiện .................................................................................... 58 2.6.4. Điều kiện thực hiện ..................................................................................... 64 2.7. Biện pháp 2. Đổi mới phương pháp dạy học theo tiếp cận năng lực và đặc biệt chú trọng phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên ............................. 64 2.7.1. Mục tiêu ...................................................................................................... 64 2.7.2. Nội dung và cách thức thực hiện ................................................................ 64 2.7.3. Điều kiện thực hiện ..................................................................................... 70 2.8. Biện pháp 3. Bồi dưỡng kỹ năng chế tạo, sử dụng thiết bị thí nghiệm tự tạo.... 71 2.8.1. Mục tiêu ...................................................................................................... 71 2.8.2. Nội dung ..................................................................................................... 71 2.8.3. Cách thức thực hiện .................................................................................... 71 2.8.4. Điều kiện thực hiện ..................................................................................... 73 2.9. Biện pháp 4. Đổi mới các hình thức kiểm tra đánh giá kỹ năng dạy học với thí nghiệm của sinh viên ..................................................................................................... 74 2.9.1. Mục tiêu ...................................................................................................... 74 2.9.2. Nội dung ..................................................................................................... 74 2.9.3. Cách thức thực hiện .................................................................................... 74 2.9.4. Điều kiện thực hiện ..................................................................................... 80 Kết luận chương 2 ..................................................................................................... 81 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC NHẰM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KỸ NĂNG DẠY HỌC VỚI THÍ NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM TRONG DẠY HỌC THEO TÍN CHỈ HỌC PHẦN “THÍ NGHIỆM VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG” ...................................................................................... 82 3.1. Tiến trình tổ chức dạy học “Hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm vật lý” cho sinh viên sư phạm .......................................................................... 82 3.2. Tiến trình dạy học một số nội dung cụ thể của học phần “Thí nghiệm vật lý trung học phổ thông” nhằm phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên. 89 3.2.1. Tiến trình dạy học chủ đề 1 ........................................................................ 89 3.2.2. Tiến trình dạy học chủ đề 2 ........................................................................ 98 3.2.3. Tiến trình dạy học chủ đề 3 ...................................................................... 108
vii Kết luận chương 3 ................................................................................................... 116 CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................ 117 4.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ................................................................ 117 4.2. Tiến trình TNSP ............................................................................................... 117 4.2.1. Đối tượng TNSP ....................................................................................... 117 4.2.2. Nội dung TNSP ......................................................................................... 117 4.3. Phương pháp TNSP .......................................................................................... 118 4.4. Kết quả TNSP .................................................................................................. 118 4.4.1. Phương thức thực nghiệm sư phạm .......................................................... 118 4.4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng thứ nhất ....................................................... 121 4.4.3. Thực nghiệm sư phạm vòng thứ hai ......................................................... 128 4.4.4. Kết luận chung về thực nghiệm sư phạm ................................................. 136 Kết luận chương 4 ................................................................................................... 139 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 140 1. Kết luận ............................................................................................................... 140 2. Kiến nghị ............................................................................................................. 140 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 143 PHỤ LỤC .................................................................................................................... 149
viii DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ Bảng: Bảng 2.1. Cấp độ mục tiêu nhận thức ........................................................................... 32 Bảng 2.2. Cấp độ mục tiêu KN tâm vận ........................................................................ 33 Bảng 2.3. Thang đánh giá sự thực hiện ......................................................................... 33 Bảng 2.4. Cấp độ mục tiêu “KNDHTN trong dạy học vật lý” ...................................... 34 Bảng 2.5. Nhóm KN dạy học cần rèn luyện cho SV sư phạm ...................................... 35 Bảng 2.6. Nhóm KN thiết kế TN ................................................................................... 37 Bảng 2.7. Các KN DH vật lý cần rèn luyện cho SV sư phạm vật lý ............................. 38 Bảng 2.8. Thang đo KN TN theo mức độ các tiêu chí .................................................. 39 Bảng 2.9. Thang đo KNDHTN theo mức độ các tiêu chí ............................................. 42 Bảng 2.10. Tỷ lệ SV muốn thay đổi các yếu tố trong quá trình rèn luyện KNDHTN .. 46 Bảng 2.11. KN SV cần được rèn luyện thông qua học phần TNVLTHPT ................... 48 Bảng 2.12. Thống kê các loại thí nghiệm được dùng .................................................... 67 Bảng 2.13. Bảng mức độ thành thạo kỹ năng theo thang đo Dreyfus ........................... 75 Bảng 2.14. Cấu trúc KN tổ chức dạy học TN vật lý của SV sư phạm vật lý ................ 76 Bảng 2.15. Phân mức hình thành KN tổ chức dạy học TN vật lý của SV .................... 78 Bảng 4.1. Bảng phân phối tần số điểm lớp Thực nghiệm và ĐC ................................ 135 Bảng 4.2. Bảng phân phối tần số tích lũy điểm lớp Thực nghiệm và ĐC................... 135 Bảng 4.3. Bảng gia trị thống kê đặc trưng ................................................................... 136 Bảng 4.4. Phân tích phương sai điểm kiểm tra ............................................................ 137 Bảng 4.5. So sánh giá trị trung bình và kiểm định giả thuyết H0 của bài kiểm tra ..... 137 Sơ đồ: Sơ đồ 2.1. Cấu trúc của TN trong dạy học .................................................................... 23 Sơ đồ 2.2. Cấu trúc tâm lý của hoạt động...................................................................... 31 Sơ đồ 2.3. Vị trí học phần TNVLTHPT trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm vật lý ............................................................................................................. 58 Sơ đồ 2.4. Chương trình học phần TNVLTHPT phần điện, quang học ........................ 59 Sơ đồ 2.5. Cấu trúc của kỹ năng dạy học với TNVL .................................................... 69 Sơ đồ 2.6. Quy trình hướng dẫn chế tạo thí nghiệm tự làm .......................................... 70 Sơ đồ 2.7. Quy trình tổ chức tiến hành thí nghiệm tự tạo ............................................. 72 Sơ đồ 3.1. Quy trình bồi dưỡng tổ chức giờ học TNVLTHPT ..................................... 84
ix Đồ thị: Đồ thị 4.1. Đồ thị phân phối điểm số lớp ĐC và lớp Thực nghiệm ............................ 132 Đồ thị 4.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích ĐC và lớp Thực nghiệm ..................... 132
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Có thể nói việc phát triển KN thực hành của SV là một trong những mục tiêu hàng đầu và việc đổi mới PPDH là một trong những giải pháp chiến lược quan trọng để hiện thực hóa mục tiêu “Chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam giai đoạn 2011 – 2020” [1]. Quá trình dạy học được quy định bởi mục tiêu và nội dung dạy học, PPDH chỉ có thể phát huy hiệu quả khi được lựa chọn và sử dụng phù hợp với phương tiện dạy học, đặc điểm nhận thức, trình độ, phong cách học tập và môi trường học tập của SV trong nhà trường. Học phần TNVLTHPT là khâu thực hành nghề rất quan trọng trong quá trình đào tạo giáo viên THPT. Vì vậy, việc tổ chức tốt hoạt động dạy học học phần này sẽ là cơ sở quan trọng để bổ sung, củng cố, khắc sâu và mở rộng những kiến thức chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm mà SV đã được học. Đồng thời, việc tổ chức tốt dạy học học phần này cũng sẽ hình thành, trau dồi những KN nghề nghiệp cho các giáo sinh. Đây là cơ sở để họ thực hiện tốt các nhiệm vụ và thích ứng nhanh trong các môi trường công tác sau này ở trường phổ thông. Để có năng lực, KNDHTN, SV sư phạm nhất thiết phải được luyện tập trong hoạt động thực tiễn, phải được trải nghiệm trong thực tế. Hình thành KNDHTN cho SV sẽ giúp hoàn thiện KN nghề khi họ tham gia thực hành nghề nghiệp ở các trường phổ thông. Tuy nhiên, thực tế tại các trường đào tạo sư phạm cho thấy, phương tiện dạy học của các trường khác nhau; phong cách học tập và môi trường học tập của các SV khác nhau. Do đó, để nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học học phần TNVLTHPT, GV phải lựa chọn và sử dụng PPDH phù hợp với những thay đổi có thể xảy ra đối với phương tiện dạy học, trình độ, phong cách học tập và môi trường học tập của SV. Trong thực tiễn dạy học, với vai trò là chủ thể của quá trình dạy học, GV phải có khả năng sử dụng linh hoạt PPDH tương ứng với những thay đổi khác nhau của phương tiện dạy học, trình độ, đối tượng và môi trường học tập trong quá trình tổ chức dạy học học phần TNVLTHPT. Dựa trên cơ sở đó sẽ tạo được nhiều cơ hội học tập cho SV, kích thích tính tích cực, chủ động, sáng tạo của SV đồng thời khơi dậy được các tiềm năng phong phú vốn có của SV. Hiện nay, việc rèn luyện tay nghề cho SV sư phạm ở các trường đại học đã có nhiều cải tiến và đã thu được một số kết quả nhất định. Tuy nhiên, kết quả vẫn chưa đạt
2 như mong muốn, chưa đáp ứng được yêu cầu của xã hội. Trong thời gian qua, nhiều giáo viên trẻ, mới tốt nghiệp vẫn chưa đáp ứng được các yêu cầu về giảng dạy, chưa quan tâm nhiều về KN dạy học và đặc biệt là KNDHTN. Có thể thấy rõ một trong những nguyên nhân chính là quá trình đào tạo và rèn luyện ở trường sư phạm còn nặng tính hàn lâm, chưa chú ý nhiều đến các đặc điểm của SV và hoạt động rèn luyện nghề nghiệp của họ. Cho đến nay, quá trình dạy và học TN được tổ chức trong môi trường làm việc vẫn còn cứng nhắc, gò bó về không gian, thời gian và điều kiện thực hiện. Hoạt động tổ chức rèn luyện phát triển KNDHTN cho SV còn chưa được thực hiện và chưa có phương án triển khai để tạo ra nhiều cơ hội giúp SV học tập đạt hiệu quả. Những yêu cầu về mặt lý luận và thực tiễn nêu trên đã đặt ra nhiệm vụ cần phải tiếp tục nghiên cứu hình thành và phát triển KNDHTN cho SV ở các trường đào tạo sư phạm. Với mong muốn góp phần giải quyết vấn đề đã nêu, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên đại học ngành sư phạm Vật lý trong đào tạo theo tín chỉ”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất các nguyên tắc, biện pháp hình thành và phát triển KNDHTN của SV sư phạm vật lý ở các trường đào tạo sư phạm trong dạy học học phần TNVLTHPT. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Các biện pháp hình thành và phát triển KNDHTN của SV sư phạm ngành vật lý trong đào tạo theo học chế tín chỉ, học phần TNVLTHPT. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Hoạt động dạy học học phần TNVLTHPT ở các trường đào tạo sư phạm. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và sử dụng các biện pháp hình thành và phát triển KNDHTN trong dạy học học phần TNVLTHPT thì sẽ hình thành và phát triển được KNDHTN cho SV sư phạm vật lý ở các trường đào tạo sư phạm. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận - Lý luận về đổi mới giáo dục, về phát triển năng lực và các quan điểm dạy học hiện đại trong đào tạo SV ngành sư phạm. - Những lý luận về hình thành và phát triển KNDHTN cho SV sư phạm vật lý.
3 5.2. Nghiên cứu cơ sở thực tiễn - Khảo sát, đánh giá thực trạng dạy học theo hướng phát triển năng lực và rèn luyện KNDHTN cho SV ở trường đào tạo sư phạm. 5.3. Thực nghiệm sư phạm Tổ chức TNSP nhằm đánh giá tính khả thi của các biện pháp đã đề xuất đối với việc phát triển KNDHTN cho SV sư phạm vật lý. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Các phương pháp nghiên cứu lý luận - Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa cơ sở lý luận về việc phát triển KNDHTN của SV sư phạm vật lý ở trường đào tạo sư phạm. - Nghiên cứu chương trình học phần TNVLTHPT, các giáo trình, tài liệu hướng dẫn THTN của học phần này ở một số cơ sở đào tạo giáo viên vật lý, nội dung sách giáo khoa vật lý phổ thông và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ nội dung, yêu cầu kiến thức, KN mà SV sư phạm vật lý cần nắm vững. - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ rèn luyện KNDHTN khi dạy học học phần TNVLTHPT. 6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn Quan sát quá trình dạy học học phần TNVLTHPT ở các trường đào tạo sư phạm và phỏng vấn GV, SV, nhằm tìm hiểu thực tiễn việc phát triển KNDHTN và hình thức học tập trong dạy học học phần TNVLTHPT, phần Điện và Quang học. 6.3. Thực nghiệm sư phạm - Tiến hành giảng dạy song song lớp ĐC và lớp thực nghiệm cho SV sư phạm vật lý theo phương án đã xây dựng. - Trên cơ sở kết quả thu được trong quá trình TNSP để đánh giá tính khả thi, tính hiệu quả của các biện pháp được đề xuất trong đề tài. 6.4. Phương pháp thống kê toán học Vận dụng toán thống kê để phân tích, đánh giá các kết quả nghiên cứu đạt được. 7. Đóng góp mới của luận án 7.1. Về lý luận: − Đề tài hệ thống và phát triển lý luận về hình thành và phát triển KNDHTN cho SV sư phạm vật lý.
4 − Đưa ra nhóm KN và các KN thành phần thuộc KNDHTN. − Đề xuất 4 biện pháp dạy học để phát triển KNDHTN trong dạy học học phần TNVLTHPT: đổi mới cấu trúc và nội dung của chương trình môn học, đổi mới PPDH và kiểm tra đánh giá, bồi dưỡng KN tự chế tạo thiết bị TN. 7.2. Về thực tiễn: − Kết quả nghiên cứu của đề tài được vận dụng vào việc hình thành và phát triển KNDHTN cho SV sư phạm vật lý trong dạy học học phần TNVLTHPT. - Nghiên cứu triển khai và TNSP các biện pháp đã đề xuất trong dạy học học phần TNVLTHPT, cụ thể: xây dựng 5 tiến trình dạy học học phần TNVLTHPT. 8. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, phụ lục, luận án được chia thành 4 phần: Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu (11 trang) Chương 2. Lý luận và thực tiễn của vấn đề hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho SV sư phạm vật lý (65 trang) Chương 3. Thiết kế tiến trình dạy học nhằm hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho SV sư phạm trong dạy học theo tín chỉ học phần “thí nghiệm vật lý trung học phổ thông” (34 trang) Chương 4. Thực nghiệm sư phạm (26 trang)
5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các kết quả nghiên cứu về hình thành và phát triển kỹ năng dạy học với thí nghiệm cho sinh viên sư phạm vật lý ở nước ngoài Việc dạy học với TN vật lý đã được các nhà khoa học giáo dục Nga như L.I. Reznicop, A.V. Pioruskin, P.A. Znamenxki quan tâm và nghiên cứu từ rất sớm. Trong quyển “Những cơ sở của phương pháp giảng dạy vật lý”, các tác giả đã chỉ rõ các dạng TN, yêu cầu, phương pháp, hình thức tổ chức và kỹ thuật sử dụng TN trong dạy học vật lý, đồng thời cũng nêu ra yêu cầu cần phân biệt rõ phương pháp và kỹ thuật chuẩn bị TN vật lý với phương pháp vận dụng TN vật lý ở trường phổ thông. Một số học giả khác như Usova (1988), Kondrative (1989) cũng đã chỉ ra các KN TN cần hình thành và phát triển ở SV sư phạm vật lý. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về KNDHTN của SV sư phạm chưa được các tác giả đề cập đến [36], [47]. Trong công trình nghiên cứu “Năng lực thực nghiệm của giáo viên vật lý tương lai” của M.C Pavlova (2010), trên cơ sở nghiên cứu các công trình của A.K Markova, O.E Lebedev, V.A Slastenina, V.I Colomina, V.V Bashev và nhiều người khác, M.C Pavlova đã cho thấy sự cần thiết của việc phát triển KN thực nghiệm cho giáo viên vật lý tương lai và với sự phát triển của các tiêu chuẩn Quốc gia về giáo dục, đòi hỏi cụ thể hóa các tiêu chuẩn đó trong từng lĩnh vực chuyên ngành cụ thể. Theo M.C Pavlova, giáo viên vật lý tương lai cần có các năng lực sau: - Hiểu biết về thiết bị TN và khả năng sử dụng các thiết bị TN ở trường phổ thông. - Dựa trên kiến thức về phương pháp thực nghiệm để thiết kế các TN sử dụng trong dạy học (dành cho HS nghiên cứu), khả năng bố trí, lắp đặt và tiến hành TN theo thiết kế. - Tổ chức TN biểu diễn, nắm vững các kỹ thuật triển khai và tiến hành các kỹ thuật đó, chỉ ra được mối quan hệ giữa TN với các vấn đề lý thuyết. - Vận dụng được một số PPDH để tổ chức hoạt động học tập của HS với TN. Thông qua nghiên cứu của M.C Pavlova có thể thấy được những năng lực cần hình thành ở SV sư phạm vật lý. Tuy nhiên, trong nghiên cứu trên, việc xác định và mô tả những KN thành phần của KNDHTN vật lý cần hình thành, phát triển ở SV sư phạm chưa được đề cập đến nhiều. Qua nghiên cứu những hoạt động trong phòng TN của giáo viên và HS, các nhà giáo dục cho rằng, việc sử dụng TN trong dạy học vật lý chưa thực hiện đúng vai trò của
6 nó. Theo Beisenher, cần có khóa học đặc biệt về KN THTN và kỹ thuật chuẩn bị cho giáo viên vật lý tương lai. Tuy nhiên, rất ít công trình nghiên cứu xác định những KN cần rèn luyện cho SV trong các khóa học này [48], [49], [50]. Tại Mỹ, trong công trình nghiên cứu của James and Schaff, Voltmer and James (1982), qua khảo sát ở trường đại học và cao đẳng tại Mỹ, các tác giả xác định 70 KN thực hiện TN cần thiết của giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên và chia thành các nhóm KN TN chung cho các môn khoa học tự nhiên và KN riêng cho các môn cụ thể như hóa học và vật lý. Trong đó, chủ yếu là các KN sử dụng các dụng cụ TN [51]. Trong dự án “Vai trò, đào tạo và chất lượng của giáo viên vật lý phổ thông, 1988” (The Role, Education, and Qualifications of the High School Physics Teacher) của Hội giáo viên vật lý Mỹ, các thành viên của dự án cho rằng: Giáo viên cần học kiến thức vật lý bằng các phương pháp nghiên cứu khoa học, qua đó giáo viên có cơ hội trải nghiệm quá trình tìm tòi, đồng thời rèn luyện các KN TN. Với các KN nền tảng này, giáo viên có thể sử dụng các PPDH để hướng dẫn HS tìm tòi kiến thức. Đồng thời, cũng cần có khóa học về PPDH vật lý, tăng cường các hoạt động thực hành dạy học như là lập kế hoạch và thực hành dạy học ở trường phổ thông [52]. Trong công trình nghiên cứu “Các KN học tập và giảng dạy các môn khoa học thực nghiệm” của Peter Nonnon (2005) tại Trường Đại học Montreal (Canada) cho thấy một yêu cầu cấp thiết là cải cách chương trình đào tạo giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên, chú trọng việc rèn luyện các KN dạy các môn khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, Peter Nonnon chưa đề cập đến các KNDHTN cần hình thành và phát triển ở SV sư phạm [54]. Hiện nay, nhiều quốc gia đã và đang xây dựng các Chuẩn quốc gia về giáo dục. Trong các Chuẩn nghề nghiệp cho giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên đều xác định sự cần thiết hình thành và phát triển KN thực nghiệm cho giáo viên. Tuy nhiên, những KN sử dụng TN trong dạy học cần thiết của giáo viên vật lý tương lai chưa được xác định rõ ràng và mô tả cụ thể [50], [51], [52], [53]. Phần lớn các nhà khoa học giáo dục ở Nga và các nước Đông Âu như A.V. Khutorskoi (2001), P.I. Pidkasistui (2002), S.E. Kameneski (2000) .v.v… theo cách tiếp cận hoạt động để nghiên cứu quá trình dạy học (cách tổ chức, thứ tự qui trình thực hiện các thao tác hoạt động, các dạng hoạt động của quá trình lên lớp, các loại hình giờ lên
7 lớp v.v.) và đã có nhiều nghiên cứu về quá trình, biện pháp hình thành và phát triển KN nói chung và KN dạy học cho SV sư phạm nói riêng [61], [67]. Theo công trình nghiên cứu “Phát triển các khóa học vật lý trong đào tạo giáo viên theo hướng dẫn “tìm tòi” và thực hành ngoài trời” (Developing an introductory physics course in teacher education using guided inquiry and outdoors approaches) của Oleg Popov và Irina Tevel (2005), các tác giả cho rằng: Hoạt động hướng dẫn THTN cho SV sư phạm ở Nga hiện nay vẫn thực hiện theo các bước nghiêm ngặt và khá giống như cách hướng dẫn nấu ăn (Cookbook lab). Những đổi mới theo hướng tìm tòi (Inquiry) được nhiều nhà khoa học Nga hưởng ứng, họ cũng nhận thấy rằng cần những khóa học đặc biệt dành cho SV sư phạm vật lý để chuẩn bị dạy học theo hướng này, trong đó đặc biệt chú ý đến phát triển của KN như: xác định mục tiêu, lập kế hoạch, phân tích và đánh giá kết quả của TN. Các tác giả cho rằng: việc tạo ra những tình huống học tập là rất quan trọng và cho SV tự lực giải quyết các vấn đề sẽ có hiệu quả cho việc phát triển KN TN hơn là tiến hành một số lượng lớn TN [47], [48], [49]. Trong nghiên cứu về các hoạt động TN của Kondratiev (1989), tác giả đã phân biệt các mức độ phát triển KN ở hai mức: mức độ cơ bản và mức độ nâng cao. KN cơ bản bao gồm các KN cụ thể của việc thu thập và xử lý dữ liệu như quản lý thiết bị, thực hiện các phép đo, trình bày các kết quả, v.v. Những KN này có thể được đào tạo và lặp đi lặp lại để đạt được hình thức algorit các thao tác mà không đòi hỏi nỗ lực tư duy về các yếu tố của hoạt động thực tiễn. Trình độ nâng cao của KN như xác định các vấn đề, xây dựng mục tiêu, đặt ra giả thuyết, lập kế hoạch TN, tìm kiếm phương tiện thay thế, lựa chọn phương pháp phân tích, đánh giá kết quả không thể đạt được hình thức algorit các thao tác. Đây là những KN phát triển trên các KN cơ bản. Do đó, trong khóa học đào tạo giáo viên vật lý cần nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tạo điều kiện cho các SV vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học trong thực tiễn và phát triển các KN nâng cao [25]. Hiện nay, hệ thống giáo dục của Nga và các nước Đông Âu đang có nhiều cải cách và đổi mới. Các mô hình giáo dục theo định hướng dựa trên năng lực, tạo điều kiện tối ưu cho sự phát triển năng lực của người học, nhấn mạnh sự phát triển KN học tập được các nhà khoa học hưởng ứng. Dựa trên tâm lý học hành vi và tâm lý học chức năng, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phát triển KN dạy học cho SV sư phạm. Các PPDH như: dạy học vi mô
8 (Microteaching), nghiên cứu tình huống (Case study), v.v... đã được nghiên cứu và áp dụng để tổ chức rèn luyện KN dạy học cho SV. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về phương pháp, hình thức tổ chức THTN nhằm hình thành và phát triển KN sử dụng TN cho SV sư phạm vật lý tương đối ít [35], [57], [58], [60]. Từ những năm 1970, nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Hầu hết các phòng TN theo kiểu “tái tạo” (Cookbook lab), theo nghĩa tương tự như sách hướng dẫn nấu ăn, làm đơn giản và bóp méo hoạt động nghiên cứu khoa học. Các tác giả cho rằng: SV vật lý có khả năng phát triển năng lực nghề nghiệp, nếu họ không chỉ thu nhận kiến thức thông qua các hoạt động THTN, mà còn qua đó phát triển năng lực tìm tòi, nghiên cứu. Việc nghiên cứu áp dụng mô hình phòng TN theo kiểu “tìm tòi” (Inquiry lab) được nghiên cứu và triển khai ở nhiều trường đại học và trường phổ thông từ những năm 1980 [48], [49], [61]. Theo nghiên cứu của Richard Coughlan báo cáo tại hội thảo chuyên đề vật lý của liên minh Châu Âu năm 2000, qua nghiên cứu việc đào tạo giáo viên vật lý tại các nước Anh, Đức, Đan Mạch, Hy Lạp, Hà Lan, Phần Lan, Pháp, Scotland và một số nước khác, tác giả cho rằng: việc đào tạo giáo viên ở các nước trên đã đặt trọng tâm vào dạy kiến thức vật lý nhiều hơn là rèn luyện các KN dạy học cho giáo viên vật lý tương lai, việc phát triển KN sử dụng TN trong dạy học chỉ dừng lại nhiệm vụ tiến hành TN. Trong công trình nghiên cứu “Vai trò của TN trong dạy học vật lý – tiếp cận quá trình” (Role of Experiments in Physics Instruction – a Process Approach) của E. Etkina, A. Van Heuvelen, D.T. Brookes, D. Mills (2002), các tác giả cho rằng: việc tổ chức những khóa học TN vật lý phổ thông dành cho SV sư phạm theo các hoạt động tìm tòi khoa học, tích hợp các nội dung về tâm lý học, giáo dục học, kiến thức vật lý và PPDH vật lý, tập trung vào rèn luyện “năng lực mở” (open competency) ở cả giáo viên và HS, trong đó việc rèn luyện KN dạy học với các TN hay sử dụng TN trong dạy học vật lý là thành phần cần thiết trong các khóa học này [61]. Từ những năm 1980, ở Mỹ và nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu và áp dụng quan điểm giáo dục và đào tạo dựa trên phát triển năng lực (Competency Based Education and Training) trong đào tạo giáo viên. Theo quan điểm này, trong đào tạo cần dựa trên năng lực của người học, tập trung vào kết quả đạt được sau khi học gắn với yêu cầu của công việc trong tương lai theo tiêu chuẩn về nghề nghiệp, giúp người học thực hiện một số KN nền tảng trong điều kiện tiêu chuẩn cụ thể, tạo điều kiện cho họ phát
9 triển những KN khác dựa trên các KN nền tảng trong hoàn cảnh mới, các KN sau đó trở thành năng lực. Công việc này đòi hỏi phân tích, mô tả năng lực, KN để xây dựng chuẩn nghề nghiệp, xây dựng chương trình đào tạo và áp dụng các hình thức kiểm tra – đánh giá khả năng thực thi của người học theo các chuẩn đó [56], [62]. Về mức độ phát triển KN, các nhà tâm lý học Bloom và Harrow đã chỉ rõ các cấp độ mục tiêu theo lĩnh vực nhận thức, lĩnh vực tâm vận. Thang cấp độ mục tiêu KN nhận thức và KN tâm vận theo trên được áp dụng vào đánh giá sự phát triển của KN đơn lẻ của người theo học từng giai đoạn trong quá trình thực hành, luyện tập. Tuy nhiên, khi đánh giá KN thực hiện một hoạt động nghề nghiệp thì các cấp độ trên gặp khó khăn vì các hoạt động nghề nghiệp đòi hỏi kết hợp cả hai loại KN này. Vì vậy, ở nhiều nước đã sử dụng thang đánh giá sự thực hiện (Performance Rating Scale) để đánh giá về KN thực hiện công việc của người tốt nghiệp các khóa học [9]. Như vậy, các nghiên cứu trên đã cho thấy sự cần thiết rèn luyện KNDHTN cho SV sư phạm. Tuy nhiên, việc nghiên cứu xác định các mức độ phát triển KNDHTN vật lý và nghiên cứu các biện pháp phát triển KN trên cho SV sư phạm dựa trên quan điểm phát triển năng lực vẫn chưa được quan tâm đầy đủ. Theo các nhà khoa học Nga như L.I. Reznicop, A.V. Pioruskin, P.A. Znamenxki (1973), cần phân biệt rõ phương pháp, kỹ thuật chuẩn bị và tiến hành TN với phương pháp sử dụng TN trong dạy học vật lý. Việc kiểm tra KN tiến hành TN có thể được thực hiện theo nhiều hình thức, phổ biến nhất là thông qua quan sát quá trình tiến hành TN, qua phần trình bày và báo cáo kết quả TN của SV. Các bài kiểm tra yêu cầu SV tự thiết kế và tiến hành TN, sau đó viết báo cáo mô tả lại TN, giúp kiểm tra được cả về kiến thức và KN, kỹ xảo của SV [36]. Như vậy, các nhà khoa học đã phân biệt KN tiến hành TN và KN sử dụng TN trong dạy học, đồng thời đã chỉ ra các phương pháp, hình thức kiểm tra – đánh giá các KN đó. Tuy nhiên, do việc xác định hệ thống KN sử dụng TN trong dạy học vật lý còn chưa đầy đủ, nên việc kiểm tra – đánh giá các KN này vẫn còn có hạn chế. Khoa học về đo lường và đánh giá trong giáo dục và các lý thuyết về đo lường trong tâm lý học hiện nay phát triển rất nhanh. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp và hình thức kiểm tra – đánh giá KN dạy học của giáo viên. Tuy nhiên,