Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:171

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệm vụ của đề tài là nghiên cứu cơ sở lí luận về PPTN trong nghiên cứu khoa học Vật lí, về dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và về năng lực thực nghiệm. Điều tra thực trạng dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và năng lực thực nghiệm của HS tại trường THPT trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Huy TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Huy TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGÔ VĂN THIỆN Thành phố Hồ Chí Minh – 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố trong một công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Thị Huy
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ quý thầy cô, gia đình, bạn bè và các em học sinh. Vì vậy, tôi xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến: TS. Ngô Văn Thiện – người hướng dẫn khoa học đã luôn hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, phòng Sau đại học, khoa Vật lí và quý thầy cô đã giảng dạy tận tình, truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt quá trình tôi tham gia học tập và nghiên cứu tại trường. Thầy Hiệu trưởng, giáo viên chủ nhiệm và tập thể học sinh lớp 10A9 trường THPT Nguyễn Thị Diệu đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đợt thực nghiệm sư phạm tại trường. Gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 3 năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Huy
MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình Danh mục các đồ thị Danh mục các sơ đồ Danh mục các biểu đồ MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN ................................................................................... 6 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu....................................................................... 6 1.2. Năng lực thực nghiệm ....................................................................................... 7 1.2.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm .............................................................. 7 1.2.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm ................................................................. 7 1.2.3. Đánh giá năng lực thực nghiệm .............................................................. 12 1.3. Phương pháp thực nghiệm............................................................................... 16 1.3.1. Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm ................................................ 16 1.3.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm ................................................ 17 1.3.3. Ứng dụng phương pháp thực nghiệm vào trong dạy học Vật lí ............. 19 1.3.4. Tiến trình dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm ............................................................................................. 22 1.3.5. Thí nghiệm Vật lí trong dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm .................................................................................... 23 1.4. Mối liên hệ giữa tổ chức dạy học theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và sự phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh ................ 26 Kết luận chương 1................................................................................................... 28 Chương 2. XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 THPT THEO CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH ........ 29
2.1. Mục tiêu dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT..................................... 29 2.1.1. Mục tiêu về kiến thức .............................................................................. 29 2.1.2. Mục tiêu về phát triển năng lực ............................................................... 29 2.2. Cấu trúc chương “chất khí” trong chương trình Vật lí THPT ......................... 30 2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh. ...................................................... 32 2.3.1. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte ................................... 32 2.3.2. Quá trình đẳng tích. Định luật Charles .................................................... 47 2.3.3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac.............................................. 61 2.4. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh qua quá trình học tập chương “chất khí” Vật lí 10 THPT........................................... 74 Kết luận chương 2................................................................................................... 81 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................. 82 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ............................................................... 82 3.2. Đối tượng, thời gian và địa điểm thực nghiệm sư phạm ................................. 82 3.3. Mẫu nghiên cứu ............................................................................................... 82 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 84 3.5. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sư phạm ............. 85 3.5.1. Thuận lợi .................................................................................................. 85 3.5.2. Khó khăn .................................................................................................. 85 3.6. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 85 3.7. Diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm ...................................................... 88 3.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 95 3.9. Thảo luận ...................................................................................................... 108 Kết luận chương 3................................................................................................. 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA ĐỀ TÀI ..................................................... 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 112 PHỤ LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 GV Giáo viên 2 HS Học sinh 3 NL Năng lực 4 NLTN Năng lực thực nghiệm 5 PPTN Phương pháp thực nghiệm 6 TN Thí nghiệm 7 THPT Trung học phổ thông 8 TNSP Thực nghiệm sư phạm
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các tiêu chí đánh giá ứng với từng thành tố của NLTN ......................... 9 Bảng 1.2. Các mức độ ứng với mỗi tiêu chí của NLTN ....................................... 12 Bảng 1.3. Loại TN và mục đích TN sử dụng trong từng giai đoạn của PPTN ..... 25 Bảng 1.4. Mối liên hệ giữa các giai đoạn của PPTN và NLTN ............................ 27 Bảng 2.1. Đơn vị kiến thức bài 1. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte ................................................................................................. 33 Bảng 2.2. Đơn vị kiến thức bài 2. Quá trình đẳng tích. Định luật Charles ........... 48 Bảng 2.3. Đơn vị kiến thức bài 3. Quá trình đẳng áp. Định luật Gay - Lussac .... 62 Bảng 2.4. Rubric đánh giá NLTN của HS............................................................. 74 Bảng 3.1. Điểm của từng tiêu chí ứng với thành tố "NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học ........ 95 Bảng 3.2. Kết quả đánh giá thành tố "NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học ....................................... 98 Bảng 3.3. Điểm trung bình của thành tố"NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học ................................ 99 Bảng 3.4. Kết quả đánh giá thành tố "NL thiết kế phương án TN" của HS qua 3 bài học ....................................................................................... 101 Bảng 3.5. Điểm trung bình của thành tố "NL thiết kế phương án TN" của HS qua 3 bài học ....................................................................................... 102 Bảng 3.6. Kết quả đánh giá thành tố "NL tiến hành phương án TN" của HS qua 3 bài học ....................................................................................... 104 Bảng 3.7. Điểm trung bình của thành tố "NL tiến hành phương án TN" của HS qua 3 bài học ................................................................................. 104 105 Bảng 3.8. Kết quả đánh giá thành tố "NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả TN" của HS qua 3 bài học............................................................ 106 Bảng 3.9. Điểm trung bình của thành tố "NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả TN" của HS qua 3 bài học............................................................ 107
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Bộ TN Boyle – Mariotte ........................................................................... 36 Hình 2.2. Bộ TN Charles .......................................................................................... 50 Hình 2.3. Bộ TN Gay Luy - xác ............................................................................... 64 Hình 3.1. Bộ TN Boyle – Mariotte của nhóm 1 ....................................................... 90 Hình 3.2. Boyle – Mariotte của nhóm 2 ................................................................... 91
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Đồ thị 2.1. Đường đẳng nhiệt.................................................................................. 44 Đồ thị 2.2. Đường đẳng tích.................................................................................... 60 Đồ thị 2.3. Đường đẳng áp ...................................................................................... 73 Đồ thị 3.1. Kết quả điểm trung bình của thành tố "NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết" của HS qua 3 bài học .................. 100 Đồ thị 3.2. Kết quả đánh giá thành tố "NL thiết kế các phương án TN" của HS qua 3 bài học ................................................................................. 103 Đồ thị 3.3. Kết quả đánh giá thành tố "NL tiến hành phương án TN" của HS qua 3 bài học ....................................................................................... 105 Đồ thị 3.4. Kết quả đánh giá thành tố "NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả TN" của HS qua 3 bài học............................................................ 107
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ của NLTN ......................................... 11 Sơ đồ 1.2. Tiến trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN .................................... 23 Sơ đồ 1.3. Phân loại TN Vật lí ................................................................................. 24
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Kết quả khảo sát những cách mà GV thường dùng để mở đầu bài học ................................................................................................. 83 Biểu đồ 3.2. Kết quả khảo sát về mức độ các hoạt động của HS trong giờ học Vật lí ................................................................................................... 83 Biểu đồ 3.3. Kết quả khảo sát về mức độ các hoạt động của HS vận dụng kiến thức ............................................................................................. 83 Biểu đồ 3.4. Kết quả khảo sát về cách tổ chức dạy học Vật lí HS thích ................. 84
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Sau 30 năm đổi mới, Việt Nam đang dần thoát khỏi tình trạng kinh tế trì trệ và vươn lên nằm trong nhóm các nước đang phát triển ở khu vực Đông Nam Á. Tuy nhiên, sự phát triển kinh tế của nước ta chưa thật sự bền vững. Nguyên nhân chủ yếu do chất lượng nguồn nhân lực và năng lực cạnh tranh kinh tế dựa trên tri thức của nước ta chưa được chú trọng đúng mức. Nhằm hướng tới sự phát triển bền vững, các cuộc họp quốc hội đã không ngừng kêu gọi tăng cường đổi mới hệ thống giáo dục quốc dân nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, bằng cách trang bị cho thế hệ tương lai nền tảng tri thức vững chắc và năng lực thích ứng với sự biến đổi về kinh tế, xã hội toàn cầu. Vì vậy, đổi mới giáo dục là vấn đề mang tính cấp thiết hàng đầu hiện nay. Theo nghị quyết số 88/2014/QH13, ngày 28 tháng 11 năm 2014 của Quốc hội quy định: “Đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi HS”. “Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “truyền thụ một chiều” sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành NL và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá NL, vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục” (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2014). Trong thế kỉ 21, một trong những NL quan trọng và cần thiết phải bồi dưỡng cho học sinh đó là NLTN. Trong đề thi chọn HS giỏi quốc gia môn Vật lí năm 2017, có đưa vào bài thi thực nghiệm, điều này cho thấy những chuyển biến tích cực trong nhận thức của GV về việc bồi dưỡng NLTN cho HS. Tuy nhiên, việc bồi
2 dưỡng NLTN cho HS tại các trường THPT vẫn chưa được thực hiện đồng bộ và chú trọng đúng mức. Trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, để bồi dưỡng NLTN cho HS, người GV cần phải nghiên cứu chiến lược dạy học và vận dụng các phương pháp dạy học sao cho phù hợp với từng đối tượng HS và điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường. Ngày nay, có rất nhiều phương pháp dạy học mới được đề xuất, mỗi phương pháp có những chức năng và ưu điểm riêng. Vì vậy, chúng được vận dụng sao cho phù hợp với từng mục đích dạy học khác nhau. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu giáo dục cho rằng, nội dung kiến thức thuộc mỗi môn học được nghiên cứu và khám phá bằng những con đường khác nhau. Điều này có nghĩa là con đường xây dựng kiến thức Toán học, Hóa học không giống như con đường xây dựng kiến thức Vật lí. Trong chương trình Vật lí phổ thông, phần lớn các kiến thức được xây dựng bằng con đường thực nghiệm. Vì vậy, việc tổ chức dạy học dựa trên PPTN theo như tiến trình của các nhà khoa học thực nghiệm để HS kiến tạo kiến thức Vật lí là một trong những cách phát huy tối đa NLTN cho HS. Chúng tôi cho rằng PPTN sẽ giúp cho HS phát triển kĩ năng phát hiện và giải quyết vấn đề thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên trong cuộc hành trình khám phá ra tri thức và ứng dụng tri thức đã lĩnh hội để giải quyết vấn đề mà họ gặp phải trong thực tiễn cuộc sống. Trong chương trình Vật lí 10, chương “chất khí” có nhiều nội dung kiến thức được xây dựng chủ yếu từ thực nghiệm. Vì vậy, chúng tôi có thể thiết kế tiến trình dạy học cho các kiến thức này phỏng theo các giai đoạn của PPTN; điều này sẽ giúp HS vừa lĩnh hội được các tri thức Vật lí, vừa rèn luyện tư duy và phát triển NLTN. Hiện nay, ở nước ta đã có nhiều tài liệu, công trình, luận văn nghiên cứu cách thiết kế tiến trình dạy học theo các giai đoạn của PPTN. Tuy nhiên, các nghiên cứu trong công trình trước đây chưa chú trọng vào việc phát triển năng lực nói chung và NLTN nói riêng. Các nghiên cứu của họ tập trung vào việc dạy học phát huy tính tích cực và tạo hứng thú học tập cho HS. Vì vậy, hướng nghiên cứu phát triển NLTN sẽ phù hợp với xu hướng thay đổi cách giảng dạy các môn khoa học công nghệ trong nhà trường. Với những lí do trên, mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi là
3 nhằm vào nghiên cứu đề tài: “Tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm”. 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng hệ thống quan điểm lí luận về dạy học theo các giai đoạn của PPTN để tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT nhằm phát triển NLTN của HS. 3. Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN thì có thể phát triển được NLTN của HS. 4. Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN. NLTN của HS trong quá trình học tập một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN. 5. Phạm vi nghiên cứu Quá trình tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN cho HS ở trường THPT tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích nghiên cứu trên, chúng tôi đề ra những nhiệm vụ nghiên cứu sau đây: Nghiên cứu cơ sở lí luận về PPTN trong nghiên cứu khoa học Vật lí, về dạy học theo các giai đoạn của PPTN và về NLTN. Điều tra thực trạng dạy học theo các giai đoạn của PPTN và NLTN của HS tại trường THPT trước khi tiến hành TNSP. Tìm hiểu trang thiết bị TN dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 ở trường phổ thông để tiến hành TNSP. Thiết kế tiến trình và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN. Xây dựng công cụ và phương pháp đánh giá NLTN của HS qua quá trình học tập chương “chất khí” Vật lí 10.
4 Tiến hành TNSP. Phân tích, đánh giá kết quả, thảo luận và rút ra nhận xét về tính hiệu quả của đề tài. 7. Phương pháp nghiên cứu a. Phương pháp nghiên cứu lí luận Nghiên cứu cơ sở lí luận về PPTN trong nghiên cứu khoa học Vật lí, về dạy học theo các giai đoạn của PPTN cho học sinh và về NLTN. Nghiên cứu các kiến thức trong chương “chất khí” Vật lí 10 THPT. b. Phương pháp quan sát Quan sát quá trình học tập trên lớp để phân tích, đánh giá các thuận lợi, khó khăn trong việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN và theo dõi sự phát triển NLTN qua quá trình học tập của HS. c. Phương pháp điều tra Điều tra về thực trạng dạy học theo các giai đoạn của PPTN trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm. Điều tra về NLTN của HS trước khi tiến hành TNSP. d. Phương pháp thực nghiệm Tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 tại lớp học theo tiến trình dạy học đã xây dựng, tương ứng với nhiệm vụ nghiên cứu đã đề ra. e. Phương pháp thống kê Phân tích và xử lí kết quả thu được từ thực nghiệm bằng phần mềm thống kê. 8. Đóng góp của luận văn Góp phần làm rõ thêm cơ sở lí luận về việc vận dụng các giai đoạn của PPTN trong dạy học Vật lí nhằm phát triển NLTN của HS, về NLTN và đánh giá NLTN. Xây dựng tiến trình và tổ chức dạy học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS. Kết quả nghiên cứu có thể làm tư liệu tham khảo cho GV và HS trong quá trình dạy và học chương “chất khí” Vật lí 10 THPT.
5 9. Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, ba chương nội dung, phần kết luận và kiến nghị của đề tài, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục. Ba chương của luận văn có nội dung như sau: Chương 1: Cơ sở lí luận Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
6 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Hiện nay, xu hướng mới trong dạy học nói chung và dạy học Vật lí nói riêng là dạy học định hướng phát triển NL của HS. Theo định hướng này, HS không còn tiếp thu kiến thức thụ động do GV cung cấp mà phải tự chiếm lĩnh kiến thức thông qua hoạt động học tập. Xuất phát từ mục tiêu dạy học theo định hướng phát triển NL nói trên, chúng tôi nhận thấy NLTN là một trong những NL quan trọng, cần thiết phải bồi dưỡng cho HS khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Do đó, trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi nghiên cứu việc tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN để hình thành và phát triển NLTN cho HS. Hiện nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về NLTN trên nhiều lĩnh vực như luận văn của: Nguyễn Huy Thái (2016) “Xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo phần dao động cơ, Vật lí 12 bằng phần mềm Macromedia Flash nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh”; Trương Xuân Cảnh (2015) “Xây dựng và sử dụng bài tập để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học cơ thể thực vật – sinh học 11 Trung học phổ thông”; Vũ Tiến Tình (2017) “Sử dụng phương tiện trực quan trong dạy học một số khái niệm hóa học sơ bản ở trường Trung học cơ sở nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh”. Ngoài ra, còn có một số bài báo công bố kết quả nghiên cứu về NLTN như: “Xây dựng chuyên đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT chuyên” của Nguyễn Văn Biên; “Biện pháp hình thành năng lực thực nghiệm cho sinh viên Sư phạm Vật lí” của Trần Thị Thanh Thư; “Xây dựng các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm dựa trên thí nghiệm tự tạo” của Nguyễn Hoàng Anh. Qua đó cho thấy, nghiên cứu về định hướng phát triển NLTN cho HS đã có nhiều tác giả quan tâm. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu về tổ chức dạy học theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN của HS chưa có tác giả nào đề cập đến. Vì vậy, trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu về việc tổ
7 chức dạy học chương “Chất khí” Vật lí 10 THPT theo các giai đoạn của PPTN nhằm phát triển NLTN cho HS. 1.2. Năng lực thực nghiệm 1.2.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm Trong từ điển Tiếng Việt, khái niệm NLTN được định nghĩa như sau: NLTN là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống. Theo Trương Xuân Cảnh, “NLTN của HS THPT là sự làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành chúng một cách hợp lí để thực hiện thành công nhiệm vụ thực nghiệm trong quá trình học tập ở trường THPT” (Trương Xuân Cảnh, 2015). Theo Phạm Hữu Tòng, “NLTN với tư cách là NL nhận thức khoa học, được hiểu là năng lực nghĩ ra (thiết kế) phương án TN khả thi cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những giả thuyết hay phỏng đoán khoa học và thực hành được TN thành công để rút ra kết luận cần thiết (chứ không đơn thuần là NL thao tác TN, hiểu theo nghĩa là NL thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát và đo đạc)” (Phạm Hữu Tòng, 2004). Dựa vào những định nghĩa trên, chúng tôi thấy rằng khó có thể đưa ra một định nghĩa chung nhất về NLTN, vì vậy trong nghiên cứu này chúng tôi đưa ra định nghĩa NLTN mang tính liệt kê như sau: NLTN là khả năng thiết kế, tiến hành, xử lí kết quả TN nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết (dự đoán) đã đề ra. 1.2.2. Cấu trúc năng lực thực nghiệm NLTN là một trong những NL quan trọng nhất mà HS cần hình thành và phát triển thông qua dạy học Vật lí. Khi muốn nghiên cứu và đánh giá NLTN, nhà nghiên cứu cần phải làm rõ các yếu tố cấu trúc nên nó. Mỗi yếu tố cấu trúc chúng tôi gọi là NL thành phần (thành tố) của NLTN. Trong mô hình khám phá khoa học như sự nghiên cứu kép (Scientific Discovery as Dual Search – SDSS, 2000), Klahr đề xuất mô hình phát triển NL, theo đó NLTN gồm 3 thành tố: tìm kiếm giả thuyết, kiểm chứng giả thuyết và đánh
8 giá bằng chứng. Hammann (2004) đề xuất mô hình NLTN bao gồm: nghiên cứu giả thuyết, nghiên cứu TN và phân tích dữ liệu (Trương Xuân Cảnh, 2015). Quan điểm của các nhà nghiên cứu cho thấy NLTN bao gồm 4 thành tố sau (Nguyễn Văn Biên, 2013): - NL xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết; - NL thiết kế các phương án TN; - NL tiến hành phương án TN đã thiết kế; - NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả. Trong khuôn khổ của luận văn này, chúng tôi dựa vào 4 thành tố đã nêu ở trên để đánh giá NLTN của HS. Vì vậy, chúng tôi sẽ tiến hành phân tích và làm rõ từng thành tố dựa trên công trình nghiên cứu của Trương Xuân Cảnh (Trương Xuân Cảnh, 2015) như sau:  NL xác định vấn đề nghiên cứu và đưa ra dự đoán, giả thuyết - Giả thuyết thực nghiệm là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật được đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ. - NL hình thành giả thuyết thực nghiệm là khả năng người học đưa ra những nhận định sơ bộ hay kết luận giả định có giá trị về bản chất sự vật.  NL thiết kế các phương án TN - Phương án TN là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thực nghiệm trong hoàn cảnh, điều kiện nhất định nào đó để thu được kết quả thực nghiệm mong muốn. - NL thiết kế phương án TN là khả năng người học đề xuất được các yếu tố cần thiết cho việc triển khai thực nghiệm; bố trí TN và xác định quy trình tiến hành thực nghiệm để thu được kết quả mong muốn.  NL tiến hành phương án TN đã thiết kế - NL tiến hành phương án TN là khả năng người học sử dụng hợp lí, có hiệu quả các thiết bị, dụng cụ và quy trình thao tác kĩ thuật để tiến hành thực nghiệm và quan sát, ghi chép, thu thập kết quả trong quá trình thực nghiệm.  NL phân tích, xử lí và trình bày kết quả