Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên ngành sư phạm Vật lí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:232

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên ngành sư phạm Vật lí" là nghiên cứu, đề xuất các biện pháp phát triển NLSDTN trong dạy học cho sinh viên (SV) ngành sư phạm Vật lí nhằm nâng cao chất lượng đào tạo SV sư phạm Vật lí ở các trường đại học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên ngành sư phạm Vật lí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH _________________________________________________ LÊ VĂN VINH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH SƢ PHẠM VẬT LÍ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH _________________________________________________ LÊ VĂN VINH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH SƢ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN QUANG LẠC PGS.TS. NGUYỄN THỊ NHỊ NGHỆ AN - 2022
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu riêng của tôi, các số liệu kết quả nghiên cứu nêu trong luận án này là trung thực và chưa từng được người khác công bố trong các công trình khác. Tác giả luận án Lê Văn Vinh
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban lãnh đạo Khoa Vật lí, các thầy cô giáo bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí, Trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc và PGS.TS. Nguyễn Thị Nhị đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ và động viên tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả luận án Lê Văn Vinh
iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................ vii DANH MỤC CÁC ẢNH, ĐỒ THỊ.................................................................... ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................... xi MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 6 1.1. Các nghiên cứu về năng lực và năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học ...... 6 1.1.1. Năng lực ............................................................................................ 6 1.1.2. Năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học..................................... 7 1.2. Những nghiên cứu về chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học Vật lí .................................................................................................... 9 1.3. Những nghiên cứu về iểm tra - đánh giá năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học ..................................................................................... 12 1.4. Những vấn đề tiếp tục cần nghiên cứu .................................................... 14 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.................. 16 2.1. Vị trí và vai trò học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí ở các trường đại học sư phạm .............................................................................................. 16 2.1.1. Vị trí học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí ở các trường đại học sư phạm ............................................................................ 16 2.1.2. Vai trò học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí ở các trường đại học sư phạm ............................................................................. 17 2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dạy học học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” ............................................... 18 2.2. Năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học ........................................... 24 2.2.1. Khái niệm năng lực ......................................................................... 24 2.2.2. Đặc điểm của năng lực.................................................................... 24
iv 2.2.3. Cấu trúc năng lực ............................................................................ 25 2.2.4. Năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học................................... 26 2.2.5. Các mức độ của năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học ........ 26 2.2.6. Cấu trúc năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học ..................... 29 2.3. Điều tra thực trạng dạy học học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” ................................................................................ 51 2.3.1. Mục đích điều tra ............................................................................ 51 2.3.2. Phương pháp điều tra ...................................................................... 51 2.3.3. Kết quả điều tra ............................................................................... 51 2.4. Kết luận chương 2 ................................................................................... 54 CHƢƠNG 3. ĐỀ XUẤT VÀ TRIỂN KHAI CÁC BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHO SINH VIÊN SƢ PHẠM VẬT LÍ............................................................ 56 3.1. Các nguyên tắc đề xuất các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm cho sinh viên sư phạm Vật lí .................................... 56 3.1.1. Đảm bảo tính pháp chế ................................................................... 56 3.1.2. Đảm bảo tính thực tiễn.................................................................... 57 3.1.3. Đảm bảo tính hách quan, hoa học............................................... 57 3.1.4. Đảm bảo tính mục đích ................................................................... 57 3.2. Nội dung dạy học học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” ...................................................................................................... 58 3.2.1. Nội dung học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” hiện hành ....................................................................................... 58 3.2.2. Cấu trúc lại các bài thí nghiệm thành các chủ đề ........................... 62 3.3. Biện pháp 1: Tăng cường hoạt động seminar, nội dung seminar gắn liền với hoạt động nghề nghiệp của người học (BP1) .................................... 65 3.3.1. Seminar trong giáo dục đại học ...................................................... 65 3.3.2. Seminar với việc phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm của sinh viên trong học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” ...... 67 3.3.3. Triển hai nội dung các seminar ..................................................... 68 3.4. Biện pháp 2: Tăng cường hoạt động thiết ế, chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự làm (BP2) ...................................................................................... 73 3.4.1. Thí nghiệm tự làm trong dạy học Vật lí ......................................... 73
v 3.4.2. Quy trình chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự làm nhằm phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên ............... 77 3.4.3. Một số lưu ý hi triển hai biện pháp ............................................. 79 3.4.4. Thiết ế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm dùng vào dạy học các định luật chất hí ................................................................................ 79 3.4.5. Thiết ế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm dùng vào dạy học bài “Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc” ............ 82 3.4.6. Thiết ế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm dùng vào dạy học bài “Chuyển động của vật bị ném” ........................................................... 87 3.4.7. Thiết ế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm dùng dạy học chương “Dao động cơ” ............................................................................. 91 3.4.8. Thiết ế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm dùng dạy học chương “Sóng cơ” ..................................................................................... 95 3.5. Biện pháp 3: Đa dạng hóa hình thức iểm tra đánh giá, chú trọng đánh giá quá trình (BP3)............................................................................... 100 3.5.1. Kiểm tra đánh giá trong dạy học................................................... 100 3.5.2. Kiểm tra đánh giá trong dạy học học phần "Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông" giúp hình thành và phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học của sinh viên ......................................... 102 3.5.3. Triển hai biện pháp ..................................................................... 103 3.6. Biện pháp 4: Xây dựng website hỗ trợ dạy học học phần "Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông" (BP4) ................................................. 111 3.6.1. Website hỗ trợ dạy học học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông" nhằm phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm cho sinh viên ngành sư phạm Vật lí........................................... 111 3.6.2. Các bước xây dựng website hỗ trợ dạy học học phần "Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông" ............................................. 111 3.6.3. Triển hai biện pháp ..................................................................... 111 3.6.4. Các bước dạy học với website đã thiết ế .................................... 112 3.7. Tiến trình tổ chức dạy học học phần “Thực hành dạy học thí nghiệm vật lí phổ thông” ........................................................................................... 113 3.8. Kết luận chương 3 ................................................................................. 114
vi CHƢƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................. 116 4.1. Mục đích và nội dung của thực nghiệm sư phạm.................................. 116 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................... 116 4.1.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm .................................................... 116 4.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................ 118 4.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .................................................. 118 4.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................. 118 4.3. Chuẩn bị, triển hai thực nghiệm sư phạm............................................ 121 4.3.1. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm. ................................................... 121 4.3.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm, tổ chức rút inh nghiệm .......... 122 4.4. Đánh giá định tính diễn biến và ết quả thực nghiệm sư phạm vòng 1 .......... 123 4.4.1. Đánh giá nhóm đối chứng ............................................................. 123 4.4.2. Đánh giá nhóm thực nghiệm......................................................... 127 4.5. Đánh giá ết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2 .................................... 133 4.5.1. Đánh giá định tính diễn biến thực nghiệm sư phạm vòng 2 ......... 133 4.5.2. Đánh giá định lượng ết quả thực nghiệm sư phạm vòng 2 ......... 134 4.6. Kết luận chương 4 ................................................................................. 141 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 143 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .................................................................................. 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 145 PHỤ LỤC ........................................................................................................ PL1 PHỤ LỤC 1. HỆ THỐNG CÂU HỎI KIỂM TRA ĐẦU VÀO CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ ........................................................................... PL1 PHỤ LỤC 2. MỘT SỐ BỘ THÍ NGHIỆM TỰ CHẾ TẠO CỦA SINH VIÊN ... PL23 PHỤ LỤC 3.. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MINH HỌA .... PL28 PHỤ LỤC 4 PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG DẠY HỌC HỌC PHẦN THỰC HÀNH DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÍ PHỔ THÔNG, PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GIẢNG VIÊN VỀ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VÀO DẠY HỌC VẬT LÍ TẠI CÁC TRƯỜNG ĐÀO TẠO SƯ PHẠM ....................................... PL60
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông ............................................................................ 23 Bảng 2.2. Thang đánh giá Bloom........................................................................ 27 Bảng 2.3. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL1.1. ....................................................................................... 30 Bảng 2.4. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL 1.2 ................................................................................................. 33 Bảng 2.5. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL1.3. ....................................................................................... 36 Bảng 2.6. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL2.1. ....................................................................................... 38 Bảng 2.7. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL2.2 ........................................................................................ 41 Bảng 2.8. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL2.3 ........................................................................................ 43 Bảng 2.9. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL3.1 ........................................................................................ 45 Bảng 2.10. Năng lực cụ thể, biểu hiện hành vi và tiêu chí chất lượng của nhóm NL3.2 ........................................................................................ 48 Bảng 4.1. Số liệu điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng .. 135 Bảng 4.2. Số liệu điểm trung bình cộng nhóm NLTT1 của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ............................................................................... 136 Bảng 4.3. Số liệu điểm trung bình cộng nhóm NLTT2 của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ............................................................................... 136 Bảng 4.4. Số liệu điểm trung bình cộng nhóm NLTT3 của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ............................................................................... 137 Bảng 4.5. Số liệu điểm trung bình cộng của một SV bất ì lớp thực nghiệm .. 138 Bảng 4.6. Điểm trung bình cộng nhóm NLTT1 của một SV lớp thực nghiệm 139 Bảng 4.7. Điểm trung bình cộng nhóm NLTT2 của một SV lớp thực nghiệm 139 Bảng 4.8. Điểm trung bình cộng nhóm NLTT3 của một SV lớp thực nghiệm 140
viii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH Trang SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1. Vị trí HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí .................................................. 16 Sơ đồ 2.2. Cấu trúc NL sử dụng TN trong dạy học ............................................ 50 Sơ đồ 3.1. Thành tố quá trình dạy học đại học ................................................... 59 Sơ đồ 3.2. Quy trình chế tạo và sử dụng TNTL trong dạy học........................... 78 HÌNH Hình 3.1. Bộ TN hảo sát các định luật chất hí ................................................ 80
ix DANH MỤC CÁC ẢNH, ĐỒ THỊ Trang ẢNH Ảnh 1. Các bộ phận chính của bộ TN hảo sát tính tương đối của chuyển động - Công thức cộng vận tốc .............................................................. 84 Ảnh 2. Lắp ráp và ết quả TN hảo sát vận tốc tương đối hai chuyển động cùng phương, cùng chiều ....................................................................... 84 Ảnh 3. Kết quả TN hảo sát vận tốc tương đối 2 chuyển động vuông góc .......... 85 Ảnh 4. Kết quả TN hảo sát vận tốc tương đối hai chuyển động với góc lệch bất ì...... 86 Ảnh 5. Các bộ phận chính của bộ TN hảo sát chuyển động của vật bị ném........... 88 Ảnh 6. Chuyển động ném ngang ......................................................................... 89 Ảnh 7. Chuyển động ném ngang với các độ cao hác nhau ............................... 89 Ảnh 8. Chuyển động ném xiên ............................................................................ 90 Ảnh 9. Chuyển động ném xiên với góc bắn hác nhau ...................................... 90 Ảnh 10. Các thiết bị chính của bộ thí nghiệm hảo sát các loại dao động ......... 92 Ảnh 11. Cách lắp đặt và ết quả TN hảo sát dao động điều hòa của con lắc lò xo ..... 93 Ảnh 12. Cách lắp đặt và ết quả TN hảo sát dao động điều hòa của con lắc đơn ...... 93 Ảnh 13. Cách lắp đặt và ết quả TN hảo sát dao động điều hòa của con lắc vật lí .... 93 Ảnh 14. Cách lắp đặt và ết quả TN hảo sát dao động tắt dần của con lắc đơn ......... 94 Ảnh 15. Cách lắp đặt và ết quả TN hảo sát dao động cưỡng bức ................... 95 Ảnh 16. Các thiết bị chính của bộ thí nghiệm mô tả và hảo sát sóng cơ .......... 96 Ảnh 17. TN mô tả và hảo sát sóng cơ ............................................................... 97 Ảnh 18. TN hảo sát hiện tượng giao thoa sóng điểm cùng pha ........................ 97 Ảnh 19. TN hảo sát hiện tượng giao thoa sóng điểm ngược pha...................... 97 Ảnh 20. TN hảo sát hiện tượng giao thoa sóng phẳng ...................................... 98 Ảnh 21. TN hảo sát hiện tượng sóng dừng trên dây ......................................... 98 Ảnh 22. TN hảo sát hiện tượng cộng hưởng sóng âm trong cột hí ................. 98 Ảnh 23. TN hảo sát hiện tượng sóng dừng trên dây ......................................... 99 Ảnh 24. TN hảo sát hiện tượng nhiễu xạ sóng nước......................................... 99
x ĐỒ THỊ Đồ thị 4.1. Đường số liệu điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng . 135 Đồ thị 4.2. Đường số liệu điểm trung bình cộng nhóm NLTT1 của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ................................................................. 136 Đồ thị 4.3. Đường số liệu điểm trung bình cộng nhóm NLTT2 của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng .................................................................. 137 Đồ thị 4.4. Đường số liệu điểm trung bình cộng nhóm NLTT3 của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ................................................................. 138 Đồ thị 4.5. Đường số liệu điểm trung bình cộng của một SV bất ì lớp thực nghiệm.......138 Đồ thị 4.6. Điểm trung bình cộng nhóm NLTT1 của một SV lớp thực nghiệm ........139 Đồ thị 4.7. Điểm trung bình cộng nhóm NLTT2 của một SV lớp thực nghiệm ........140 Đồ thị 4.8. Điểm trung bình cộng nhóm NLTT3 của một SV lớp thực nghiệm ........140
xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Nội dung 1 DHVL Dạy học Vật lí 2 GV Giảng viên 3 HP Học phần 4 HS Học sinh 5 NL Năng lực 6 NLTT Năng lực thành tố 7 PATN Phương án thí nghiệm 8 PC Phẩm chất 9 PPDH Phương pháp dạy học 10 SV Sinh viên 11 THPT Trung học phổ thông 12 TN Thí nghiệm 13 TNSP Thực nghiệm sư phạm 14 TNTL Thí nghiệm tự làm
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong thế kỉ 21, sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật đã tác động mạnh mẽ đến nhiều lĩnh vực, khía cạnh trong cuộc sống đòi hỏi xã hội phải có nguồn nhân lực chất lượng cao, có khả năng thích nghi và đáp ứng được mọi môi trường, điều kiện công việc. Vì vậy, sứ mệnh hết sức quan trọng của giáo dục trong bối cảnh hiện nay là đào tạo ra những con người năng động, có đầy đủ phẩm chất và năng lực, đáp ứng được nhu cầu của thời đại. Hiện nay giáo dục Việt nam nói chung, giáo dục phổ thông nói riêng đang từng bước đổi mới theo hướng phát triển phẩm chất, năng lực người học. Theo đó năm 2018, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể và chương trình môn học đã được xây dựng và ban hành với mục tiêu phát triển toàn diện phẩm chất (PC) và năng lực (NL) người học. Vấn đề này đã được đề cập trong Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương hóa XI (Nghị quyết số 29- NQ/TW). Trong đó nhấn mạnh: Giáo dục và Đào tạo đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa, hội nhập quốc tế. Với cách tiếp cận quan trọng là chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu chú trọng trang bị kiến thức sang tập trung phát triển toàn diện NL và PC người học. Mục tiêu của giáo dục đại học được quy định trong Luật Giáo dục (Luật số: 43/2019/QH14), tại điều 39 cũng đề cập đến phát triển toàn diện con người Việt Nam có đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khỏe, thẩm mỹ, có PC, NL và ý thức công dân. Để thực hiện được các mục tiêu giáo dục đã đề cập ở trên thì vai trò của đội ngũ giáo viên hết sức quan trọng. Chính vì vậy, nhiệm vụ của các trường đại học sư phạm là đào tạo ra những giáo viên có đầy đủ PC và NL, đáp ứng được yêu cầu của xã hội. Trong quá trình đào tạo giáo viên, chúng ta phải chú trọng đến hình thành và phát triển các NL của người học, đặc biệt là các NL đặc thù của giáo viên từng bộ môn.
2 Trong môn học Vật lí, kiến thức được xây dựng chủ yếu từ quan sát, thí nghiệm (TN), đến tiến hành các thao tác tư duy (phân tích, so sánh, tổng hợp, hái quát hóa…) rồi đưa ra các ết luận. Bởi vậy, vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí (DHVL) ở trường phổ thông hết sức quan trọng. Tuy nhiên, việc sử dụng TN vào DHVL ở trường phổ thông hiện nay còn nhiều hạn chế. Một trong những nguyên nhân cốt lõi là do người giáo viên chưa có đủ năng lực sử dụng thí nghiệm (NL sử dụng TN) vào dạy học. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu cho luận án: “Phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên ngành sư phạm Vật lí”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, đề xuất các biện pháp phát triển NL sử dụng TN trong dạy học cho sinh viên (SV) ngành sư phạm Vật lí nhằm nâng cao chất lượng đào tạo SV sư phạm Vật lí ở các trường đại học. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Lí luận dạy học đại học. - Các phương pháp dạy học (PPDH) theo hướng phát triển NL. - Quá trình dạy học học phần (HP) Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Hoạt động dạy và học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông phần Cơ - Nhiệt tại các cơ sở đào tạo giáo viên Vật lí. 4. Giả thuyết khoa học Vận dụng và triển khai các biện pháp như tăng cường hoạt động seminar, hoạt động thiết kế chế tạo và sử dụng thí nghiệm tự làm (TNTL), đa dạng hóa hình thức kiểm tra đánh giá, xây dựng website hỗ trợ dạy học HP Thực hành dạy học
3 TN vật lí phổ thông để phát triển được NL sử dụng TN trong dạy học cho SV, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí ở các trường đại học. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn việc phát triển NL sử dụng TN trong dạy học cho SV ngành sư phạm Vật lí. - Nghiên cứu, đề xuất các biện pháp phát triển NL sử dụng TN trong dạy học cho SV ngành sư phạm Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng dạy học. - Nghiên cứu, triển khai các biện pháp trên trong phạm vi phần cơ học và nhiệt học. - Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm đánh giá tính khả thi của các biện pháp đã đề xuất đối với việc phát triển NL sử dụng TN trong dạy học của SV ngành sư phạm Vật lí, từ đó kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu tài liệu lí luận dạy học liên quan đến đề tài. Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa cơ sở lí luận về nội dung dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông. - Nghiên cứu chương trình HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông, các giáo trình, tài liệu hướng dẫn thực hành TN của HP này ở một số cơ sở đào tạo giáo viên Vật lí, nội dung sách giáo khoa vật lí phổ thông và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ nội dung, yêu cầu kiến thức, kỹ năng mà SV sư phạm Vật lí cần nắm vững. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Tìm hiểu thực trạng quá trình dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông ở một số trường đại học thông qua phiếu điều tra. - Dự giờ, xem giáo án, trao đổi với giảng viên (GV) về các nội dung đã đề
4 xuất và triển khai (cấu trúc NL sử dụng TN, các biện pháp được đề xuất, cách thức triển khai). 6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Soạn thảo tài liệu dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông (Phần Cơ học và Nhiệt học). - Soạn thảo tiến trình dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông (Phần Cơ học và Nhiệt học). - Tiến hành giảng dạy song song lớp đối chứng và lớp thực nghiệm ở một số trường đại học sư phạm theo phương án đã xây dựng. - Phân tích kết quả định tính và định lượng thu được trong quá trình TNSP để đánh giá tính hả thi, tính hiệu quả của các biện pháp mà đề tài đưa ra. 7. Những đóng góp mới của luận án - Làm rõ khái niệm NL, NL sử dụng TN vào dạy học, cấu trúc NL sử dụng TN vào dạy học Vật lí gồm 3 nhóm NLTT. - Đề xuất và triển khai thành công 04 biện pháp phát triển NL sử dụng TN trong dạy học của SV ngành sư phạm Vật lí. - Xây dựng được 01 website hỗ trợ phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí của SV. - Thiết kế công cụ đánh giá năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí của SV. - Thiết kế và chế tạo được 05 bộ TN dùng vào dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông. - Thiết kế được các tiến trình dạy học HP Thực hành dạy học TN vật lí phổ thông với các biện pháp đã đề xuất theo hướng phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí của SV.
5 8. Cấu trúc luận án Ngoài Phần mở đầu, Phần kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, phần nội dung gồm 4 chương: Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu. Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí của sinh viên. Chương 3. Đề xuất và triển khai các biện pháp phát triển năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên sư phạm Vật lí. Chương 4. Thực nghiệm sư phạm.
6 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu về năng lực và năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học 1.1.1. Năng lực Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về NL, cụ thể như: - Theo Từ điển Tiếng Việt NL là PC tâm lí và sinh lí tạo cho con người khả năng hoàn thành một hoạt động nào đó với một chất lượng được đảm bảo theo các tiêu chí đã được đề ra [65]. NL có thể hiểu một cách đơn giản là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để con người có thể thực hiện một hoạt động nào đó. NL được gắn liền với những PC về trí nhớ, trí tuệ, tính nhạy cảm, tính cách của cá nhân. NL của mỗi cá nhân được thể hiện theo các mức độ thông thạo khác nhau, tức là cách mà người đó thực hiện được thành thục và chắc chắn một hay một số dạng hoạt động nào đó. NL hông phải là bẩm sinh mà có, nhưng nó được phát triển trên cơ sở năng hiếu, đó là ết quả của phát triển xã hội và của con người. - Theo P.A. Rudich, NL là quá trình vận dụng các kiến thức, kỹ năng và ỹ xảo để thực hiện hiệu quả một hoạt động nhất định, nó được chi phối bởi tính chất tâm lý của con người [54]. Tác giả Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn nhận định: NL là kết quả tốt mà con người đạt được thông qua quá trình hoạt động, đó là tổng hợp những thuộc tính riêng biệt của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định, đảm bảo với các yêu cầu của vấn đề đặt ra [62]. - Xavier Roegiers cho rằng NL là kết quả của sự kết hợp những kiến thức để thực hiện trong tình huống cụ thể, đáp ứng với tình huống đó một cách tích hợp và tự nhiên [53]. - Theo Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường: “NL là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như iến thức, kỹ năng, ỹ xảo, kinh
7 nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm đạo đức” [37]. - Tổ chức Hợp tác và Phát triển kinh tế (OECD) cho rằng NL là khả năng thực hiện thành công nhiệm vụ của mỗi cá nhân, đáp ứng các yêu cầu phức hợp và được đặt trong các bối cảnh cụ thể [71]. - Jonh Erpenbek cho rằng NL được xây dựng trên cơ sở kiến thức, thiết lập qua giá trị như là các hả năng, hình thành qua trải nghiệm, củng cố qua kinh nghiệm, hiện thực hóa qua ý chí [37]. Đối với Barnert, NL là một tập hợp các kiến thức, kỹ năng và thái độ phù hợp với một hoạt động thực tiễn [21]. - Để khẳng định tính hành động của NL, Howard Gardner khẳng định NL phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo được [68]. Nhà tâm lí học người pháp Denys Tremblay quan niệm rằng NL là khả năng hành động, đạt được thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả năng huy động, đạt được thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả năng huy động vận dụng hiệu quả nhiều nguồn lực tích hợp của cá nhân khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống [72]. Như vậy, dù có nhiều cách diễn đạt khái niệm NL hác nhau, tuy nhiên đa số các khái niệm này đều có một điểm chung là đề cập đến kiến thức, kỹ năng và khả năng vận dụng các kiến thức, kỹ năng này để giải quyết các vấn đề gặp phải. Từ đó, chúng tôi xin đưa ra hái niệm NL như sau: NL là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, thái độ, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm. Nó là một thuộc tính tâm lí con người hết sức phức tạp. 1.1.2. Năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học NL sử dụng TN trong dạy học đã được rất nhiều tài liệu trong và ngoài nước đề cập đến. - Tác giả Josephy đánh giá hoạt động thực nghiệm trong Vật lí bao gồm 4 quy trình: Lập kế hoạch (thiết kế TN, nâng cao và làm sáng tỏ vấn đề); Thực hiện (quan sát, thao tác, thu thập dữ liệu); Diễn giải (xử lí dữ liệu, đưa ra suy