luận án tiến sĩ khoa học giáo dục tổ chức dạy học khám phá thí nghiệm vật lí đại cương nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm

Lí do chán đÁ tài Ngày nay, do xã hái đang diễn ra sự thay đổi và phát trián không ngừng, đißu này đặt ra mát thách thāc lớn đái với hệ tháng giáo dāc, đòi hßi māc tiêu cÿa giáo dāc đồng

TR¯äNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M HÀ NàI

Chuyên ngành: Lí luÃn và ph°¢ng pháp d¿y hác bá môn VÃt lí

Mã số: 9.14.01.11

NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HàC

1 PGS TS NguyÅn Vn Biên 2 TS TrÅn Ngác ChÃt

HÀ NàI - 2023

LäI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cāu khoa học cÿa tôi và có trích dẫn đầy đÿ các nguồn tham khảo

bày trong luận án là hoàn toàn trung thực, đảm bảo tính khách quan và chưa có bất kì ai công bá á công trình nào khác

Hà Nội, ngày… tháng … năm 2023

Tác giả luận án

NguyÅn Thanh Loan

LäI CÀM ¡N

Đầu tiên, tôi xin trân trọng gửi lßi cảm ơn chân thành và với tất cả sự kính

và thầy TS Trần Ngọc Chất Hai thầy cjng chính là ngưßi đã truyßn cảm hāng, lan tßa nißm khát khao say mê nghiên cāu khoa học và giảng d¿y cho tôi trong suát thßi gian làm nghiên cāu sinh t¿i trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Hà Nái Đặc biệt, tôi vô cùng biết ơn hai ngưßi thầy đáng kính đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo, hß trÿ, đáng viên và có những góp ý quý báu trong suát cả quá trình dài thực hiện luận án tiến sĩ cÿa tôi

Trà; PGS TS Nguyễn Ngọc Hưng; PGS TS Ph¿m Xuân Quế; TS Tưáng Duy Hải; và TS Nguyễn Anh Thuấn; TS Dương Xuân Quý; TS Trần Bá Trình đã dành cho tôi nhißu thßi gian, tâm sāc, cho tôi nhißu ý kiến và nhận xét quý báu cho luận án tiến sĩ cÿa tôi

Ngoài ra, tôi cjng xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phòng Sau đ¿i học, Ban Chÿ nhiệm Khoa Vật lí, tập thá các thầy cô tổ Phương pháp d¿y học - Khoa Vật lí trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Hà Nái đã nhiệt tình giúp đỡ, hß trÿ, t¿o đißu kiện học tập tát nhất đá tôi hoàn thành luận án tiến sĩ

Qua đây, tôi xin cjng chân thành gửi lßi cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám Hiệu, Phòng Sau đ¿i học, Ban Chÿ nhiệm Khoa Vật lí, các thầy cô tổ Vật lí đ¿i cương- Khoa Vật lí trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Thành phá Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ, hß trÿ, chia sẻ và t¿o đißu kiện thuận lÿi đá tôi hoàn thành xong luận án tiến sĩ

Cuái cùng, tôi rất trân quý và xin chân thành cảm ơn gia đình, b¿n bè, các anh chị em nghiên cāu sinh và đồng nghiệp đã đồng hành, giúp đỡ, sẻ chia, đáng viên, hß trÿ tôi rất đắc lực và hết sāc nhiệt tình trong suát quá trình làm luận án tiến sĩ

Mát lần nữa tôi xin gửi đến các quý thầy cô, đồng nghiệp, anh chị em nghiên cāu sinh, b¿n bè và gia đình với tất cả lßi cảm ơn chân thành và tát đẹp nhất./

Hà Nội, ngày… tháng … năm 2023

Tác giả luận án

NguyÅn Thanh Loan

2 Māc đích nghiên cāu cÿa đß tài 3

3 Đái tưÿng và ph¿m vi nghiên cāu 3

4 Giả thuyết khoa học cÿa đß tài 4

5 Các nhiệm vā nghiên cāu 4

6 Các phương pháp nghiên cāu 4

7 Những đóng góp mới cÿa luận án 5

8 Cấu trúc cÿa luận án 6

CH¯¡NG 1: TàNG QUAN CÁC VÂN ĐÀ NGHIÊN CĄU 7

1.1 Các nghiên cąu vÁ nng lăc 7

1.1.1 Định nghĩa năng lực 7

1.1.2 Cấu trúc năng lực 8

1.2 Các nghiên cąu vÁ nng lăc thăc nghiÇm 9

1.2.1 Định nghĩa năng lực thực nghiệm 9

1.2.2 Các nghiên cứu về cấu trúc năng lực thực nghiệm 11

1.3 Các nghiên cąu vÁ d¿y hác phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm căa sinh

1.5.1 Trên thế giới 23

1.5.2 à Việt Nam 24

1.6 NhÃn đßnh chung vÁ thí nghiÇm khám phá nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm căa sinh viên s° ph¿m 25

K¾T LUÂN CH¯¡NG 1 27

CH¯¡NG 2: C¡ Sæ LÍ LUÂN VÀ THĂC TIÄN VÀ Tà CHĄC D¾Y HàC KHÁM PHÁ <THÍ NGHIÆM VÂT LÍ Đ¾I C¯¡NG= NHÆM PHÁT TRIÂN NNG LĂC THĂC NGHIÆM CĂA SINH VIÊN S¯ PH¾M 29

2.1 Nng lăc thăc nghiÇm 29

2.1.1 Định nghĩa năng lực thực nghiệm 29

2.1.2 Cơ sá đề xuất cấu trúc năng lực thực nghiệm 29

2.1.3 Cấu trúc năng lực thực nghiệm của sinh viên sư phạm 31

2.1.4 Các mức độ của các chỉ số hành vi năng lực thực nghiệm 35

2.2 D¿y hác khám phá 44

2.2.1 Khái niệm dạy học khám phá 44

2.2.2 Đặc điểm của dạy học khám phá 44

2.2.3 Thí nghiệm khám phá 45

2.3 Vị trí, vai trò và đặc điểm <Thí nghiệm Vật lí đại cương= trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí ở các trường Đại học Sư phạm 46

2.3.1 Vị trí <Thí nghiệm Vật lí đại cương= trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí á các trưßng Đại học Sư phạm 46

2.3.2 Vai trò <Thí nghiệm Vật lí đại cương= trong chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Vật lí á các trưßng Đại học Sư phạm 48

2.3.3 Đặc điểm nội dung <Thí nghiệm Vật lí đại cương= 49

2.4 Thăc tr¿ng d¿y hác <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng= ç tr°ång Đ¿i hác

2.5 Các nguyên tÅc s° ph¿m nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm khi tá

chąc d¿y hác <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng= theo d¿y hác khám phá 56

2.6 Các biÇn pháp phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm khi tá chąc d¿y hác <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng= theo d¿y hác khám phá 64

2.7 Quy trình xây dăng ch°¢ng trình <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng= theo d¿y hác khám phá nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm 69

2.7.1 Giới thiệu sơ lược về mô hình ADDIE 69

2.7.2 Quy trình xây dựng chương trình <Thí nghiệm Vật lí đại cương= theo mô hình ADDIE 70

2.8 Quy trình tá chąc d¿y hác <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng= theo d¿y hác khám phá nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm 76

2.8.1 Quy trình tổ chức dạy học khóa học <Thí nghiệm Vật lí đại cương= theo dạy học khám phá nhằm phát triển năng lực thực nghiệm 79

2.8.2 Quy trình tổ chức dạy học từng bài thí nghiệm theo dạy học khám phá nhằm phát triển năng lực thực nghiệm 82

2.8.3 Tiến trình dạy học khám phá <Thí nghiệm Vật lí đại cương= 86

K¾T LUÂN CH¯¡NG 2 87

CH¯¡NG 3: THI¾T K¾ TI¾N TRÌNH D¾Y HàC KHÁM PHÁ <THÍ NGHIÆM VÂT LÍ Đ¾I C¯¡NG= NHÆM PHÁT TRIÂN NNG LĂC THĂC NGHIÆM CĂA SINH VIÊN S¯ PH¾M 90

3.1 Xây dăng nái dung các bài thí nghiÇm nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm theo d¿y hác khám phá 90

3.1.1 Xây dựng các phương án và dụng cụ thí nghiệm 90

4.2 Thi¿t k¿ thăc nghiÇm s° ph¿m 130

4.2.1 Đối tượng thực nghiệm và thßi gian thực nghiệm sư phạm 130

4.2.2 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 132

4.2.3 Công cụ đánh giá và phương pháp xử lí dữ liệu 134

4.3 K¿t quÁ thăc nghiÇm s° ph¿m lÅn 1 136

4.3.1 Kết quả nghiên cứu 136

4.3.2 Thảo luận 140

4.3.3 Kết luận quá trình thực nghiệm sư phạm lần 1 143

4.4 K¿t quÁ thăc nghiÇm s° ph¿m lÅn 2 144

4.4.1 Kết quả nghiên cứu 144

4.4.2 Thảo luận 163

4.4.3 Kết luận quá trình thực nghiệm sư phạm lần 2 164

K¾T LUÂN CH¯¡NG 4 165

K¾T LUÂN CHUNG VÀ ĐÀ XUÂT 166

DANH MĀC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HàC LIÊN QUAN Đ¾N LUÂN ÁN 169

TÀI LIÆU THAM KHÀO 170 PHĀ LĀC 1.PL

DANH MĀC CÁC BÀNG

Trang

Bảng 1.1 Mát sá nghiên cāu định nghĩa năng lực dựa trên <khả năng= 7

Bảng 1.2 Mát sá nghiên cāu định nghĩa năng lực dựa trên <đặc điám, phẩm chất, thuác tính cá nhân= 7

Bảng 1.3 Sự khác biệt cÿa sinh viên sư ph¿m so với sinh viên kĩ thuật trong khái niệm năng lực thực nghiệm 10

Bảng 1.4 Các quan điám vß cấu trúc năng lực thực nghiệm 11

Bảng 1.5 Tháng kê sá lưÿng bài báo liên quan thí nghiệm khám phá 19

Bảng 1.6 Các māc đá khám phá theo tác giả Hegarty-Hazel 21

Bảng 2.1 Cấu trúc năng lực thực nghiệm cÿa sinh viên sư ph¿m 33

Bảng 2.2 Thành tá và tiêu chí chất lưÿng hành vi cÿa năng lực thực nghiệm 38

Bảng 2.3 Bảng tóm tắt các quan điám cÿa các tác giả vß māc đá khám phá 58

Bảng 2.4 Ba māc đá khám phá trong quy trình d¿y học khám phá TNVLĐC 60

Bảng 2.5 Đß xuất đißu chỉnh chương trình Thí nghiệm Vật lí đ¿i cương 71

Bảng 2.6 Thiết kế nghiên cāu cÿa phương pháp thực nghiệm 75

Bảng 3.1 Bảng mô tả tình tr¿ng các dāng cā thí nghiệm hiện có 91

Bảng 3.2 Bảng tóm tắt các bài TN cần má vß phương án và dāng cā TN 92

Bảng 3.3 Dāng cā thí nghiệm trong phương án thí nghiệm xác định suất căng mặt ngoài cÿa chất lßng bằng vòng kim lo¿i 96

Bảng 3.4 Dāng cā thí nghiệm trong phương án thí nghiệm xác định suất căng mặt ngoài cÿa chất lßng bằng áng nhß giọt 98

Bảng 3.5 Dāng cā thí nghiệm trong phương án thí nghiệm xác định tỷ sá nhiệt dung phân tử cÿa chất khí bằng cách làm nóng chất khí trong đißu kiện đẳng tích/ đẳng áp 100

Bảng 3.6 Dāng cā thí nghiệm trong phương án thí nghiệm kiám chāng định luật bảo toàn đáng lưÿng bằng mô hình ván trưÿt 104

Bảng 3.7 Dāng cā thí nghiệm trong phương án thí nghiệm kiám chāng định luật bảo toàn đáng lưÿng bằng phần mßm Tracker 106

Bảng 3.8 Dāng cā thí nghiệm trong phương án thí nghiệm kiám chāng l¿i ba định luật thực nghiệm cÿa chất khí 108

Bảng 3.9 Tổng kết những nái dung đã xây dựng mới và những nái dung đã

khai thác cái có sẵn trong các bài thí nghiệm 116

Bảng 4.1 Tháng kê đầu vào cÿa các lớp ThN và lớp ĐC 130

Bảng 4.2 Thiết kế nghiên cāu thực nghiệm 131

Bảng 4.3 Phân chia đá khó cÿa 9 bài thí nghiệm 133

Bảng 4.4 Bảng kế ho¿ch đánh giá 134

Bảng 4.5 Tổng kết sơ bá vß phân tích định tính cÿa lớp ĐC và thực nghiệm 149

Bảng 4.6 Kết quả điám TB cÿa các CSHVcÿa nhóm thực nghiệm và ĐC 150

Bảng 4.7 Tháng kê sá sinh viên đ¿t māc 1, māc 2, māc 3 155

Bảng 4.8 Kiám định T-test trước và sau tác đáng cÿa bài kiám tra PLIC 158

Bảng 4.9 Trung vị vß đánh giá mô hình, phương pháp và đß xuất các bước tiến hành TN cÿa nhóm thực nghiệm và đái chāng 159

Bảng 4.10 Tháng kê cÿa điám bài báo cáo thí nghiệm 160

Bảng 4.11 Tháng kê cÿa điám bài thi kết thúc học phần 160

Bảng 4.12 Tháng kê điám cÿa bài kiám tra NLTN cÿa nhóm ThN và ĐC 160

Bảng 4.13 Dữ liệu tháng kê cÿa lớp thực nghiệm 3 161

Bảng 4.14 Kiám định Kolmogorov và Shapiro-Wilk cÿa lớp thực nghiệm 3 161

Bảng 4.15 Tháng kê dữ liệu Paired Samples T-test cÿa lớp Thực nghiệm 3 163

DANH MĀC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1 Sơ đồ tóm tắt cấu trúc luận án 6

Hình 1.1 Quy trình d¿y học thí nghiệm má 23

Hình 2.1 Quy trình xây dựng cấu trúc năng lực thực nghiệm cÿa SVSP 31

Hình 2.2 Các māc đá hành vi năng lực thực nghiệm 36

Hình 2.3 Sơ đồ các nái dung và nhiệm vā học tập āng với hành vi 2.1 43

Hình 2.4 Sơ đồ vị trí TNVLĐC 48

Hình 2.5 Kết quả tháng kê sá % SV chọn thành tá đưÿc phát trián nhất 51

Hình 2.6 Kết quả tháng kê sá % SV chọn kiáu hướng dẫn tài liệu 52

Hình 2.7 Kết quả tháng kê sá % SV chọn phương pháp d¿y học đưÿc sử dāng trong TNVLĐC 53

Hình 2.8 Kết quả tháng kê sá % SV chọn māc đá yêu thích đái với d¿y học khám phá 54

Hình 2.9 Các bước trong d¿y học khám phá cÿa tác giả Sokolowska 63

Hình 2.10 Các biện pháp phát trián NLTN khi tổ chāc d¿y học TNVLĐC theo d¿y học khám phá 68

Hình 2.11 Mô hình thiết kế giảng d¿y ADDIE 70

Hình 2.12 Sơ đồ hóa 5 giai đo¿n xây dựng nái dung TNVLĐC 76

Hình 2.13 Quy trình Delphi 2 vòng 78

Hình 2.14 Quy trình tổ chāc d¿y học khám phá Thí nghiệm Vật lí đ¿i cương 81

Hình 2.15 Quy trình tổ chāc d¿y học từng bài thí nghiệm theo d¿y học khám phá nhằm phát trián năng lực thực nghiệm 85

Hình 2.16 Tiến trình d¿y học khám phá Thí nghiệm Vật lí đ¿i cương trong đó cát bên trái là các ho¿t đáng học và cát bên phải các chỉ sá hành vi trong cấu trúc năng lực thực nghiệm 87

Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc các bài thí nghiệm trong TNVLĐC phần cơ- nhiệt t¿i trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM 93

Hình 3.2 Bá trí thí nghiệm xác định suất căng mặt ngoài cÿa chất lßng bằng vòng kim lo¿i 95

Hình 3.3 Bá trí thí nghiệm xác định suất căng mặt ngoài cÿa chất lßng bằng

áng nhß giọt 98

Hình 3.4 Bá trí TN xác định nhiệt dung phân tử đẳng tích Cv cÿa chất khí 100

Hình 3.5 Bá trí thí nghiệm xác định nhiệt dung phân tử đẳng áp Cp cÿa chất khí 100 Hình 3.6 Kết nái giữa Cobra 4 Sensor với nguồn điện (in) & cuán dây nóng (out) 102

Hình 3.7 Hai vật va ch¿m xuyên tâm với nhau 103

Hình 3.8 Bá trí thí nghiệm kiám chāng định luật bảo toàn đáng lưÿng 104

Hình 3.9 Bá trí thí nghiệm kiám chāng định luật bảo toàn đáng lưÿng bằng phần mßm Tracker 105

Hình 3.10 Bá trí thí nghiệm kiám chāng định luật Boyle-Mariotte 108

Hình 3.11 Bá trí thí nghiệm kiám chāng định luật Gay-Lussac 108

Hình 3.12 Mặt trước* cÿa vòng kim lo¿i 1 (dày) 113

Hình 3.13 Mặt sau* cÿa vòng kim lo¿i 1 (mßng) 113

Hình 3.14 Mặt trước* cÿa vòng kim lo¿i 2 (dày) 113

Hình 3.15 Mặt sau* cÿa vòng kim lo¿i 2 (mßng) 113

Hình 3.16 Tấm chắn sáng 1 115

Hình 3.17 Tấm chắn sáng 2 115

Hình 3.18 Miếng nhựa 115

Hình 3.19 Hai xe va ch¿m mßm 115

Hình 3.20 Sơ đồ tiến trình d¿y học khám phá bài 07 119

Hình 4.1 Thiết kế PATN xác định hệ sá nhớt cÿa chất lßng cÿa SV6 lớp ThN 139

Hình 4.2 Thiết kế PATN kiám chāng ĐLBTĐL cÿa SV 8 lớp ThN 139

Hình 4.3 Biáu đồ tiêu chí chất lưÿng các chỉ sá hành vi NLTN cÿa SV 140

Hình 4.4 Nhật kí thí nghiệm cÿa SV 32_2 khi tính toán sai ∆�㖗 cÿa bài 5 146

Hình 4.5 Nhật kí thí nghiệm cÿa SV40_2 khi tính sai tần sá góc bài 9 146

Hình 4.6 Thao tác sai đo đưßng kính vòng kim lo¿i cÿa SV 14_2 147

Hình 4.7 Thao tác đo khái lưÿng xe cÿa SV 35_2 khi đá con mã chưa đúng 147

Hình 4.8 Đß xuất cải tiến dāng cā thí nghiệm cÿa SV40_2 147

Hình 4.9 Tiến hành thiết kế phương án 1 xác định gia tác trọng trưßng cÿa

Hình 4.16 Tỉ lệ sá lưÿng SV theo chất lưÿng hành vi trong thành tá 1 Xác định māc đích thí nghiệm qua 9 bài thí nghiệm 153 Hình 4.17 Sá lưÿng SV theo chất lưÿng hành vi trong hành vi 3.1 154

hành vi ổn định 156

(màu cam) và đái chāng (màu xanh) 159 Hình 4.25 Biáu đồ phân phái với đưßng cong chuẩn có d¿ng hình chuông 161 Hình 4.26 Biáu đồ xác suất chuẩn (Normal Q-Q Plot) 162 Hình 4.27 Biáu đồ đưßng ljy tích kết quả cÿa 2 bài kiám tra NLTN trước và

sau tác đáng cho nhóm thực nghiệm 162

Mæ ĐÄU 1 Lí do chán đÁ tài

Ngày nay, do xã hái đang diễn ra sự thay đổi và phát trián không ngừng, đißu này đặt ra mát thách thāc lớn đái với hệ tháng giáo dāc, đòi hßi māc tiêu cÿa giáo dāc đồng thßi trang bị cho ngưßi học kiến thāc và kĩ năng với trang bị các năng lực cần thiết đá đái mặt và giải quyết hiệu quả các thách thāc và vấn đß

hành Chương trình giáo dāc phổ thông (GDPT) mới, māc tiêu cÿa GDPT là phát trián ngưßi học thành những ngưßi chÿ đáng trong quá trình tiếp thu kiến thāc cơ bản; khuyến khích sự linh ho¿t và hiệu quả trong việc āng dāng kiến thāc vào thực tế cuác sáng và khuyến khích tinh thần tự học suát đßi; đồng thßi, thúc đẩy sự đổi mới trong phương pháp giáo dāc, tăng cưßng thực hành [1] Theo tinh

học cần chú trọng vào phát trián năng lực (NL) cÿa học sinh, thay vì tập trung vào truyßn thā kiến thāc Đá đáp āng tinh thần cÿa chương trình, tất yếu việc đào t¿o sinh viên sư ph¿m (SVSP) đòi hßi cjng phải thay đổi theo đá đáp āng māc tiêu phát trián NL ngưßi học Do đó, các trưßng Đ¿i học đã và đang đổi mới phương pháp d¿y học và đẩy m¿nh tăng cưßng thêm các giß thực hành nhằm phát trián năng lực thực nghiệm (NLTN) cÿa SVSP Trong việc giảng d¿y môn

NLTN đóng mát vai trò quan trọng và rất cần thiết á các trưßng Sư ph¿m Thực sự, việc phát trián NLTN rất cần thiết không thá thiếu và nó đã hoàn toàn đáp āng chuẩn đầu ra cÿa chương trình giáo dāc đ¿i học ngành sư ph¿m Vật lí giúp sinh viên (SV) không chỉ thực hiện các thí nghiệm (TN) đúng quy trình mà còn có thá đß xuất đưÿc phương án cải tiến TN mát cách khoa học và phù hÿp thực

trián NLTN thì sẽ hß trÿ rất nhißu cho SV sau khi ra trưßng tổ chāc d¿y học Vật

nên Bá Giáo dāc và Đào t¿o đã đưa 2 đß án đưÿc thá hiện rõ trong chương trình đào t¿o giáo viên (GV) Chương trình đào t¿o này bao gồm các nái dung như

ETEP= [2], <chuẩn nghß nghiệp đầu ra,= <Đề án chương trình vật lí 2020 nâng cao dạy học vật lí= [3], <tăng cưßng các phòng thí nghiệm thực hành= Trong đß

án chương trình vật lí 2020 có tăng cưßng đầu tư các phòng TN vật lí, đây là

đißu kiện tát nhằm phát trián NLTN cÿa SV Trong các đß án trên cÿa Bá Giáo dāc và Đào t¿o đã nghiên cāu và đưa ra các giải pháp phát trián NLTN cÿa SV

NLTN cÿa SV đưÿc hình thành và phát trián thông qua ho¿t đáng thực

chân Chính nhß ho¿t đáng thực nghiệm sẽ giúp SV tự tìm tòi, khám phá phát hiện và giải quyết vấn đß D¿y học khám phá (DHKP) là mát trong những phương pháp d¿y học tích cực có thá t¿o nhißu cơ hái tát cho SV thá hiện bản thân thông qua tìm tòi, khám phá trải nghiệm con đưßng cÿa các nhà khoa học trước đó DHKP đưÿc nhißu nhà nghiên cāu trên thế giới quan tâm trong giảng d¿y á trưßng Đ¿i học, phản ánh qua sá lưÿng bài báo ngày càng tăng nhißu trong thßi gian gần đây Mát sá nghiên

các khóa học TN á các trưßng Đ¿i học, vì đây là những khóa học mà SV sẽ áp dāng quy trình nghiên cāu khoa học Quy trình này giúp SV nghiên cāu và nhận thāc: xác định māc đích nghiên cāu; xây dựng câu hßi giả thuyết; lập kế ho¿ch nghiên cāu; thu thập dữ liệu; xử lí và phân tích dữ liệu; viết báo cáo kết quả nghiên cāu và thúc đẩy sự hiáu biết sâu sắc hơn [38], [39], [40], [41] DHKP giúp SV nâng cao chất lưÿng

[45], [46]; nâng cao kĩ năng TN [47], [48], [49], [50], [51], [52] Ngoài ra, DHKP cjng phát trián tính tích cực cÿa SV trong các học phần TN [53] Bên c¿nh các yếu tá khách quan vừa trình bày á trên thì bản thân các giảng viên chúng tôi cjng gặp nhißu vấn đß khó khăn trong quá trình giảng d¿y t¿i trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Thành phá Hồ Chí Minh (Tp.HCM) Chẳng h¿n như là chương trình d¿y học Thí nghiệm Vật lí đ¿i

cương (TNVLĐC) tách d¿y lí thuyết và thực hành ra thành hai học phần Do đó, SV chưa có sự kết nái giữa lí thuyết đã học với các bước TN; đa phần SV đưÿc phát trián

nhißu á các kĩ năng: kĩ năng tiến hành TN, kĩ năng xử lí dữ liệu Chúng tôi đã khảo sát thực tr¿ng d¿y học TNVLĐC t¿i khoa Vật lí cÿa trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM cho SVSP Vật lí năm thā hai cÿa học kì 1 năm học 2020-2021 và kết quả đã cho thấy, có 51,43% SV chọn kĩ năng tiến hành TN đưÿc phát trián nhißu nhất; 36,23% SV cho rằng kĩ năng xử lí dữ liệu, phân tích đánh giá kết quả đưÿc phát trián nhißu Tuy nhiên, SV vẫn còn rất yếu á các kĩ năng cā thá như kĩ năng lắp ráp TN; kĩ năng sử dāng các dāng cā TN; và kĩ năng cải tiến, chế t¿o dāng cā TN SV làm không tát và làm sai, thậm chí có mát sá SV không thá tiến hành TN theo tài liệu Khảo sát đã cho thấy, có 71,53% SV chọn kĩ năng cải tiến, chế t¿o dāng cā không đưÿc phát trián nhất (thông tin khảo sát đưÿc trình bày cā thá á māc 2.4) Ngoài ra, thßi gian SV

học giß thực hành trên lớp vẫn còn ít (mßi tuần học 5 tiết), sá lưÿng phòng TN còn h¿n chế, dāng cā TN đơn giản, cj kĩ chưa đáp āng đưÿc nhu cầu học cÿa SV Đa phần các bài TN đßu thiết kế sẵn, SV chỉ việc tiến hành TN theo tài liệu Do đó, SV

này vô tình kìm hãm sự sáng t¿o cÿa SV và làm cho SV trá nên thā đáng Hơn thế nữa, SV chỉ đơn thuần học lí thuyết suông mà không biết áp dāng những kiến thāc vào trong thực tế nên khi tiến hành thao tác TN vẫn còn gặp nhißu khó khăn và trá ng¿i Đặc biệt, đa phần SV không thá lí giải đưÿc các bước tiến hành TN Hơn thế nữa, chúng tôi nhận thấy rằng cách thāc tổ chāc d¿y học hiện t¿i thưßng tập trung vào việc bồi dưỡng các kĩ năng thực hành và nâng cao nhận thāc vật lí, việc chuẩn bị

phân tích trên, chúng tôi nhận thấy việc tổ chāc d¿y học TNVLĐC theo DHKP là định hướng phù hÿp nhằm t¿o cơ hái tát cho SV có thá phát trián NLTN và mát sá phẩm chất như tính kiên trì, tính tự học, sự chu đáo, cẩn thận,&trong quá trình thực hiện TN Chính vì vậy, chúng tôi xác định đß tài nghiên cāu cÿa luận án (LA) là <Tá

chąc d¿y hác khám phá <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng= nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm căa sinh viên s° ph¿m.=

2 Māc đích nghiên cąu căa đÁ tài

Từ cơ sá lí luận và thực tiễn vß NLTN, vß DHKP trong d¿y học TNVLĐC, đß xuất đưÿc quy trình tổ chāc d¿y học TNVLĐC theo DHKP và tiến trình DHKP TNVLĐC nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP

3 Đối t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu

- Đái tưÿng nghiên cāu: Sự phát trián NLTN cÿa SVSP trong học tập TNVLĐC theo DHKP

Gòn, đưÿc gọi tên là TNVLĐC

cơ-nhiệt) cÿa SV năm thā hai khoa Vật lí, trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM

1 Lí do đưa phần này vào trong LA: đá tránh sự nhầm lẫn giữa tên học phần và lo¿i TN do đó chúng tôi đã mô tả thêm vß các cách gọi tên khác nhau cÿa TNVLĐC á ba trưßng Đ¿i học Ngoài ra, chúng tôi nhấn m¿nh việc trián khai tổ chāc DHKP đưÿc áp dāng cho TNVLĐC chā không chỉ dừng l¿i á māc đá 1 học phần Trong nghiên cāu này với đißu kiện cho phép, chúng tôi chỉ có thá thực nghiệm sư ph¿m cho học phần TNVLĐC 1 á trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM

4 GiÁ thuy¿t khoa hác căa đÁ tài

Nếu đß xuất đưÿc quy trình cùng với tiến trình tổ chāc d¿y học TNVLĐC

theo DHKP dựa trên cấu trúc NLTN cÿa SVSP và thực hiện tổ chāc d¿y học như

5 Các nhiÇm vā nghiên cąu

Để đạt được mục đích nghiên cứu, LA có các nhiệm vụ chính như sau:

TNVLĐC nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP

- Xây dựng chương trình TNVLĐC theo DHKP với các māc đá khám phá tăng dần nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP

- Xây dựng rubric và bảng kiám đánh giá NLTN cÿa SVSP

đß tài đá từ đó rút ra kết luận và kiến nghị liên quan đến việc phát trián NLTN cÿa SVSP trong d¿y học TNVLĐC

6 Các ph°¢ng pháp nghiên cąu

Đá hoàn thành các nhiệm vā trên, những phương pháp nghiên cāu sau đã

đưÿc sử dāng trong đß tài:

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Nghiên cāu các tài liệu vß DHKP và các tài liệu vß phát trián NLTN đá phân tích, tổng hÿp, khái quát hóa hệ tháng lí luận nhằm:

xuất quy trình tổ chāc d¿y học TNVLĐC theo DHKP nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP

6.2 Phương pháp khảo sát thực tiễn

với 88 SVSP Vật lí năm thā hai và 7 GV tổ Vật lí đ¿i cương t¿i trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM

- Khảo sát ý kiến cÿa GV, SV vß quy trình tổ chāc d¿y học TNVLĐC theo DHKP và tiến trình DHKP TNVLĐC thông qua hình thāc bảng hßi với 85 SVSP Vật lí năm thā hai và 11 GV tổ Vật lí đ¿i cương, tổ phương pháp d¿y học Vật lí t¿i trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM

6.3 Phương pháp chuyên gia

Phương pháp chuyên gia đưÿc sử dāng đá xin ý kiến tham vấn cÿa các chuyên gia vß cấu trúc NLTN cÿa SVSP; quy trình cùng với tiến trình tổ chāc DHKP trong d¿y học TNVLĐC Ý kiến cÿa các chuyên gia đưÿc tổng hÿp từ phiếu hßi, phiếu phßng vấn và thảo luận trong các buổi seminar vß các kết quả LA

6.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

TNSP kiám định giả thuyết khoa học cÿa đß tài với SVSP mới tiếp cận tiến trình tổ chāc DHKP trong d¿y học TNVLĐC

giá đá tin cậy cÿa cấu trúc NLTN cÿa SVSP

- TNSP lần 2 đánh giá tác đáng cÿa quy trình tổ chāc d¿y học TNVLĐC theo DHKP và tiến trình tổ chāc đái với sự phát trián NLTN cÿa SVSP

6.5 Phương pháp thống kê toán học: xử lí các kết quả TNSP thu đưÿc bằng phần

tả cách thāc tổ chāc d¿y học cho toàn khóa học gồm 4 bước thực hiện và định hướng tổ chāc d¿y học cho từng bài TN

(2) Quy trình tổ chức dạy học từng bài TN theo DHKP: Quy trình này mô tả chi

tiết, cā thá hóa cách thāc xây dựng và tổ chāc d¿y học cho từng bài TN trong d¿y học TNVLĐC thá hiện thông qua 3 giai đo¿n

- VÁ mặt thăc tiÅn:

dung của các bài TN theo DHKP, xây dựng NVHT theo 3 mức độ khám phá, xây dựng thêm 6 PATN và các dụng cụ TN cho 4 bài TN (bài 02 xác định suất căng mặt

ngoài cÿa chất lßng (2 PATN); bài 04 xác định tỷ sá nhiệt dung phân tử cÿa chất khí (1 PATN); bài 07 kiám chāng định luật bảo toàn đáng lưÿng (ĐLBTĐL) (2PATN); bài 08 kiám chāng l¿i ba định luật thực nghiệm cÿa chất khí (1PATN) Trong bài 07

tích băng hình Đồng thßi, chúng tôi cjng đã cải tiến dāng cā TN cÿa 4 bài TN đá

đáp āng māc tiêu phát trián NLTN, cā thá á các bài 01, bài 02, bài 03, bài 07), xây

dựng công cụ đánh giá NLTN của SVSP gồm có các bảng rubric và bảng kiểm cho từng bài TN

8 CÃu trúc căa luÃn án

công trình khoa học liên quan đến LA đã đưÿc công bá và phā lāc Cấu trúc cÿa LA bao gồm tổng cáng 04 chương:

Chương 1 Tổng quan các vấn đß nghiên cāu

Chương 2 Cơ sá lí luận và thực tiễn vß tổ chāc d¿y học khám phá <Thí nghiệm Vật lí đ¿i cương= nhằm phát trián năng lực thực nghiệm cÿa sinh viên sư ph¿m

Chương 3 Thiết kế tiến trình d¿y học khám phá <Thí nghiệm Vật lí đ¿i cương= nhằm phát trián năng lực thực nghiệm cÿa sinh viên sư ph¿m

Chương 4 Thực nghiệm sư ph¿m

Cấu trúc cÿa LA đưÿc trình bày tóm tắt thông qua sơ đồ hình 1 như sau:

Hình 1 S¢ đß tóm tÅt cÃu trúc luÃn án

CH¯¡NG 1

TàNG QUAN CÁC VÂN ĐÀ NGHIÊN CĄU 1.1 Các nghiên cąu vÁ nng lăc

1.1.1 Định nghĩa năng lực

Ngày nay, đa d¿ng quan điám vß NL có thá chia thành 3 xu hướng chính:

1.1.1.1 Năng lực là khả năng

Nhißu tài liệu nước ngoài định nghĩa NL dựa vào khả năng (ability, capacity, possibility) thá hiện qua bảng 1.1 như sau:

BÁng 1.1 Mát số nghiên cąu đßnh ngh*a nng lăc dăa trên <khÁ nng= OECD2 [54] P Quebec [55] T Denyse [56] F E Weinert [57] kĩ năng, thái đá, kinh nghiệm và sự đam mê

đá đạt được câu trả lßi

cÿa các tài liệu nước ngoài đßu cho rằng NL là khả năng thực hiện ho¿t đáng tương āng và luôn luôn đi kèm theo sau là các cām từ <thực hiện thành công,= <phù hÿp và hiệu quả,= <hành đáng, đ¿t đưÿc thành công và tiến bá,= <đ¿t đưÿc câu trả lßi.=

1.1.1.2 Năng lực là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, và thuộc tính cá nhân

Theo chương trình GDPT tổng thá 2018 cÿa Bá Giáo dāc và Đào t¿o đã định nghĩa NL như sau: <Nng lăc là sự huy đáng táng hÿp các ki¿n thąc, k* nng và

các thuác tính cá nhân khác như hāng thú, nißm tin, ý chí đá thực hiện mát lo¿i

công việc trong mát bái cảnh nhất định= [4]

1.1.1.3 Năng lực là đặc điểm, phẩm chất hoặc thuộc tính cá nhân

BÁng 1.2 Mát số nghiên cąu đßnh ngh*a nng lăc dăa trên <đặc điÃm, ph¿m

thuận lÿi cho việc

Qua các định nghĩa vừa trình bày á bảng trên, chúng tôi nhận thấy việc giải

nghiên cāu đồng tình hơn xem nó là ho¿t đáng Tuy nhiên, cām từ <đặc điám= trong các diễn đ¿t còn khá chung chung nên cần phải đưÿc mô tả cā thá hơn, tùy vào māc đích cần đ¿t tới Chính vì vậy, đá lí giải khái niệm NL phù hÿp với tinh thần cÿa Nghị quyết 29 cÿa Trung ương đòi hßi chúng tôi xem NL là sự kết hÿp cÿa những đặc điám, không chỉ bao gồm các đặc tính bẩm sinh mà còn bao hàm những đặc tính đưÿc hình thành và phát trián qua quá trình học tập, rèn luyện cÿa ngưßi học, đá từ đó giúp ngưßi học thực hiện thành công nhiệm vā trong hoàn cảnh cā thá

Như vậy, thông qua việc khảo cāu các tài liệu nước ngoài cjng như các tài liệu trong nước, chúng tôi có thá quan niệm chung vß NL như sau:

Năng lực là khả năng huy đáng tổng hÿp các kiến thāc, kĩ năng, kĩ xảo với các thuác tính cá nhân khác như hāng thú, nißm tin, ý chí đá thực hiện nhiệm vā thành công trong mát bái cảnh cā thá

1.1.2 Cấu trúc năng lực

Theo tác giả Nguyễn Văn Biên [10], Đß Hương Trà [11], xây dựng cấu trúc NL bao gồm 4 bước như sau:

hàm cÿa NL

NL đó

- B°ãc 3: Xác định các CSHV có trong mßi thành tá Các CSHV cần đưÿc

diễn đ¿t sao cho chúng có thá quan sát đưÿc và làm bằng chāng cho việc đ¿t đưÿc các thành tá NL Thông thưßng, các CSHV luôn bắt đầu bằng những đáng từ chỉ hành đáng như là: viết ra (đá đọc đưÿc), nói ra (đá nghe đưÿc), làm (đá quan sát đưÿc), t¿o ra (sản phẩm vật chất đá đánh giá đưÿc)

đưÿc cÿa các CSHV trong các công cā đánh giá

1.2 Các nghiên cąu vÁ nng lăc thăc nghiÇm

1.2.1 Định nghĩa năng lực thực nghiệm

Khi tìm hiáu các nghiên cāu vß NLTN, chúng tôi đã tham khảo nhißu nguồn thông tin như lí thuyết, định nghĩa từ các luận văn và LA, cjng như từ t¿p chí và các định nghĩa trong các tài liệu hướng dẫn đá có cái nhìn toàn diện vß nái hàm NLTN

(Oxford Certificate of Educational Achievement) bao gồm các kĩ năng như sau:

giải (bao gồm xử lí dữ liệu, suy luận, dự đoán, và giải thích); Giao tiếp (bao gồm báo cáo và truyßn đ¿t thông tin) [58]

đưÿc hình thành và phát trián thông qua quá trình d¿y học Vật lí Nhóm tác giả sử dāng các bài tập TN nhằm bồi dưỡng NLTN cÿa SV Cā thá như trong quá trình

hành dựa trên sự hiáu biết sẵn có vß Vật lí, kĩ thuật và thực tế đßi sáng [59]

năng tißm ẩn ít nhất là lập kế ho¿ch dựa trên quy tắc trực quan và thực hiện các TN nhằm làm rõ mát câu hßi vật lí, cjng như đá đánh giá có ý thāc vß phương pháp luận đái với dữ liệu thu đưÿc [60]

phương pháp quan trọng mà các nhà khoa học đã sử dāng t¿o ra kiến thāc và giải quyết các vấn đß thực nghiệm [61]

mát trong những bước quan trọng trong phương pháp khoa học sử dāng nhằm giúp ngưßi học có thá phân biệt giữa mô hình khoa học hay giả thuyết [12]

trong việc hình thành và phát trián kĩ năng cÿa ngưßi học, đặc biệt là trong quá trình

TN thành công nhằm đưa ra kết quả TN cần thiết Tuy nhiên, NLTN không chỉ là năng lực thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát, đo đ¿c mà còn liên quan năng lực tư duy trí óc [14]

đáng tổng hÿp các kiến thāc, kĩ năng, kĩ xảo với các thuác tính tâm lí như hāng thú, nißm tin, ý chí đá thực hiện thành công các nhiệm vā thực nghiệm Tác giả

đích TN, thiết kế PATN, tiến hành đưÿc TN và đánh giá đưÿc kết quả [15]

Sau khi chúng tôi đã tìm hiáu định nghĩa NLTN bằng các từ khóa <experimental competence,= <practical skill,= <experimental skills,= <scientific abilities= ,&Chúng tôi nhận thấy có ít tài liệu định nghĩa cā thá, tưßng minh NLTN mà chÿ yếu các tác giả chỉ tập trung nhißu vào vai trò cÿa NLTN [13], [59] và đưa ra các thành tá cÿa NLTN [14], [15], [58], [60] Trong sá các định nghĩa vừa nêu á

tháng nhất á cả 2 thành tá đầu tiên Tuy nhiên, cjng cần phải đißu chỉnh l¿i á hai thành tá còn l¿i cho đầy đÿ với các bước cÿa quá trình TN

Vß mặt nái hàm, khái niệm NLTN cÿa SVSP tương đồng với SV kĩ thuật Tuy nhiên, do chuẩn đầu ra và chuẩn nghß nghiệp khác nhau nên NLTN cÿa SVSP

BÁng 1.3 Să khác biÇt căa SVSP so vãi SV k* thuÃt trong khái niÇm NLTN

d¿y – thực hiện kế ho¿ch – kiám tra đánh giá (theo tiêu chí 4 và tiêu chí 6 trong Thông tư sá 20 năm 2018 quy định chuẩn nghß nghiệp GV [16])

+ Mục đích học để làm:

thiết kế và xây lắp sản phẩm.

chính bản thân mà còn hướng dẫn l¿i cho HS

kĩ năng cho chính bản thân đá giải quyết vấn đß kĩ thuật + Chuẩn đầu ra học phần TNVLĐC 1: SVSP + Chuẩn đầu ra học phần

đưÿc trang bị các kĩ năng thực hành, có thá tiến

hành các TN vß cơ học và nhiệt học SV vận dāng

đưÿc các kiến thāc và kĩ năng vß hướng dẫn thực

hành và xử lí dữ liệu thực nghiệm cho HS, xây dựng được các chủ đề thực hành trong giảng dạy thực hành Vật lí á trưßng trung học phổ thông

(Đ¿i học Sư ph¿m Tp.HCM và Hà Nái)

thực hành Vật lí: Khả năng

thiết kế và tiến hành các TN,

cjng như khả năng hiáu và

phân tích dữ liệu trong các chuyên ngành (Đ¿i học Bách Khoa Tp.HCM)

Có thá nói, qua bảng 1.3, chúng tôi nhận thấy chuẩn đầu ra cÿa SVSP và SV kĩ thuật vẫn có điám giáng nhau đßu phát trián các kĩ năng tiến hành TN, xử lí và phân tích dữ liệu Tuy nhiên, đái với SVSP không chỉ phát trián NLTN cho bản thân, mà còn có thêm phần hướng dẫn thực hành, xử lí dữ liệu, đánh giá kết quả cÿa HS và xây dựng các chÿ đß thực hành trong công tác giảng d¿y Chính vì vậy, NLTN cÿa SVSP đòi hßi yêu cầu māc đá đ¿t đưÿc cÿa các CSHV sẽ cao hơn so với SV kĩ thuật và đặc biệt đái với SVSP khả năng báo cáo quá trình TN, kết quả TN càng quan trọng hơn nữa cho nên trong cấu trúc NLTN cÿa SVSP càng cần có thêm thành tá thá hiện khả năng trình bày quá trình TN và kết quả TN

1.2.2 Các nghiên cứu về cấu trúc năng lực thực nghiệm

BÁng 1.4 Các quan điÃm vÁ cÃu trúc nng lăc thăc nghiÇm Tác giÁ CÃu trúc nng lăc thăc nghiÇm

hoặc mái quan hệ định lưÿng

mái quan hệ định lưÿng

+ Khả năng giao tiếp

Tuy nhiên, thành tá xác định māc đích TN và thiết kế PATN nằm trong thành tá lập kế ho¿ch Cấu trúc NLTN này chưa quan tâm nhißu đến thành tá thiết kế

Vß cấu trúc NLTN cÿa nghiên cāu [66] chÿ yếu tập trung phát trián những kĩ năng thực hành cho SV bao gồm các kĩ năng tiến hành TN và xử lí dữ liệu, chưa thấy đß cập rõ ràng đến thiết kế PATN Ngoài ra, những thành tá, kĩ năng thực hành

trong bái cảnh thực tế Cấu trúc NLTN cÿa các nghiên cāu [62], [63], [64] có đÿ các thành tá như lập kế ho¿ch, tiến hành TN và phân tích kết quả TN, nhưng thiết kế PATN thuác thành tá lập kế ho¿ch Các tác giả này cjng tập trung mô tả nhißu á thành tá tiến hành TN, chưa quan tâm nhißu đến việc thiết kế PATN và phân tích dữ liệu Các biáu hiện hành vi cÿa các thành tá chưa đưÿc bóc tách nhß ra trong cấu trúc NLTN Đißu này gây khó khăn cho việc đo lưßng māc đá đ¿t đưÿc cÿa các hành vi

Trong LA, chúng tôi dựa vào quan điám cấu trúc NLTN cÿa hai nghiên cāu [63], [65] bái vì hai lí do: thā nhất cấu trúc NLTN dựa vào chính các giai đo¿n cÿa quá trình TN và thā hai dựa vào con đưßng giải quyết vấn đß khi thực hiện tiến trình phát hiện và giải quyết vấn đß cÿa SV trong học tập thực hành TN cÿa TNVLĐC Chúng tôi nhất trí cao với 2 thành tá đầu tiên cÿa cấu trúc NLTN cÿa tác giả Nguyễn Văn Biên

tiến hành TN= và <xử lí dữ liệu và phân tích, đánh giá kết quả= Trong cấu trúc NLTN cÿa các tác giả vẫn chưa thấy đß cập đến các CSHV như <xác định nguyên nhân sai sá=, <đánh giá ưu và nhưÿc điám cÿa PATN= và <cải tiến dāng cā TN= [65]

1.3 Các nghiên cąu vÁ d¿y hác phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm căa sinh viên s° ph¿m

1.3.1 Trên thế giới

Hiện nay, trên thế giới đã có mát sá công trình nghiên cāu đá xác định các

biện pháp phát trián NLTN cho SV nói chung và cho SVSP nói riêng Dưới đây là

Nhóm tác giả Muhamad Imaduddin đã đưa ra biện pháp phát trián NLTN

chuyán đổi các ho¿t đáng TN truyßn tháng thành TNKP [67]

Hai tác giả Trna và Novak đã đưa ra mát sá cách phát trián NLTN thông qua TN vật lí như là: phân tích video; TN đơn giản, TN giải trí, TN giáo dāc, TN với sự

Tác giả Etkina và đồng nghiệp [61] đã phát trián mát bá nhiệm vā đánh giá quá trình và xây dựng các bảng rubric cho khóa học Vật lí cơ bản, t¿o cơ hái cho SV tự đánh giá NLTN cÿa mình

á Đāc và trình bày phương pháp thực nghiệm cơ bản trong chương trình nghiên cāu SVSP

SVSP Vật lí Trong mô hình NLTN gồm 3 thành tá lập kế ho¿ch, tiến hành TN và phân tích kết quả TN Các tác giả l¿i chú trọng vào thực hiện TN hơn là lập kế ho¿ch và phân tích dữ liệu Các CSHV trong các thành tá chưa đưÿc bóc tách nhß ra trong cấu trúc

Ngoài ra, thêm nghiên cāu cÿa tác giả Quinn cùng với cáng sự đã xây dựng bá câu hßi PLIC đánh giá tư duy phản biện trong giảng d¿y TN vật lí Nhóm tác giả đã xây dựng bài tißn kiám và hậu kiám PLIC trực tuyến PLIC là công cā đánh giá đã đưÿc chuẩn hóa và thẩm định đá xác định māc đá mà SV phát trián các kĩ năng thông qua hướng dẫn TN PLIC là 1 bá gồm 10 câu hßi, đánh giá trả lßi đóng thăm

kết quả phßng vấn và dữ liệu từ 5584 SV t¿i 29 viện, các tác giả chāng minh định tính và định lưÿng, giá trị và đá tin cậy cÿa công cā đánh giá kĩ năng tư duy phản biện Có thá nói PLIC là 1 công cā đánh giá mới đang đưÿc phát trián và có thẩm

định dành cho các khóa học TN vật lí [69], [70]

K¿t luÃn: Trên thế giới, sá lưÿng các công trình nghiên cāu phát trián

phát trián NLTN như: cấu trúc l¿i các ho¿t đáng TN truyßn tháng thành TNKP, xây dựng các TN đơn giản, dùng phần mßm phân tích video, TN āng dāng công nghệ thông tin, xây dựng cấu trúc NLTN, xây dựng bá câu hßi đánh giá tư duy phản biện

d¿y học nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP dành cho các học phần TN

1.3.2 à Việt Nam

Qua việc khảo cāu tài liệu, chúng tôi đã nhận thấy sự đóng góp đáng ká từ các nghiên cāu sinh, học viên cao học và SVSP Vật lí Các công trình nghiên cāu

phát trián NLTN cÿa học sinh (HS) á phổ thông, cā thá như sau:

Biện pháp bồi dưỡng và phát trián NLTN cÿa HS phần lớn đưÿc các tác giả thưßng xuyên quan tâm và áp dāng là xây dựng các thiết bị TN hß trÿ quá trình d¿y học, chẳng h¿n như: Tác giả Ph¿m Ngọc M¿nh (2020) đã xây dựng và sử dāng thiết bị TN đá d¿y học mát sá kiến thāc <Trưßng Điện= – Vật lí 11 nhằm phát trián NLTN cÿa HS Tác giả đã tổ chāc quá trình d¿y học theo các giai đo¿n cÿa tiến trình d¿y học

sử dāng thiết bị TN trong d¿y học phần <Nhiệt học= – Vật lí lớp 8 và tổ chāc d¿y học giải quyết vấn đß nái dung này nhằm phát trián NLTN cÿa HS nước Lào Tác giả đã t¿o ra mát bá thiết bị TN với 18 TN, không chỉ đá hß trÿ quá trình d¿y học Vật lí mà

kết hÿp chặt chẽ với các ho¿t đáng thực nghiệm [15]

dưỡng NLTN cho HS đưÿc thá hiện qua các công trình nghiên cāu như sau: tác giả Nguyễn Thị Thanh Thÿy [18] và Ph¿m Thúy Diễm [19] đã xây dựng và hướng dẫn giải hệ tháng bài tập thực nghiệm phần Quang hình lớp 11 nâng cao nhằm bồi dưỡng NLTN cho HS; tác giả Lê Thị Quý [20] cjng so¿n thảo và sử dāng các bài tập chương <Dòng điện xoay chißu= – Vật lí 12 có sử dāng dao đáng kí điện tử nhằm bồi dưỡng NLTN cÿa

theo māc đá tăng dần từ dễ đến khó đá bồi dưỡng NLTN cho HS, chẳng h¿n như tác giả Nguyễn Văn Biên [13] đã xây dựng chuyên đß TN vß chiết suất với 4 māc đá má nhằm phát trián NLTN cÿa HS THPT chuyên, các tác giả Thân Thị Thanh Bình [21], tác giả Vj Thị Minh H¿nh [22] và tác giả Đặng Thị Quỳnh Mai [23] cjng đã xây dựng và sử dāng bài tập TN má lần lưÿt vß chÿ đß <Điện trá=; <Ma sát= và<Dòng điện không đổi= nhằm phát trián NLTN cho HS

Thßi gian gần đây có nghiên cāu cÿa tác giả Phùng Thị Thái Hà [24], nêu ra việc bồi dưỡng NLTN cÿa HS thông qua xây dựng và sử dāng các TN vß dao đáng cơ có kết nái với điện tho¿i thông minh Bên c¿nh đó, còn có công trình nghiên cāu cÿa tác giả Trần Nhật Linh [25] đã xây dựng công cā đánh giá NLTN cÿa HS trong d¿y học phần cơ học Vật lí 10

K¿t luÃn: Đái với HS, các nhà nghiên cāu đã đưa ra nhißu biện pháp phát

trián NLTN như: xây dựng và sử dāng thiết bị TN; xây dựng và sử dāng bài tập TN; xây dựng chuyên đß TN má; sử dāng TN trong d¿y học chÿ đß; āng dāng công

HS, xây dựng công cā đánh giá NLTN và chế t¿o các dāng cā TN

Vß nghiên cāu phát trián NLTN cÿa SVSP, đã có mát sá nghiên cāu như sau: Tác giả Trần Thị Thanh Thư [26] đã đưa ra 2 biện pháp hình thành NLTN cho SVSP thông qua học phần <Thực hành Vật lí đ¿i cương= Biện pháp 1 tập trung vào việc rèn luyện kĩ năng thực hành bao gồm thiết kế PATN, lựa chọn dāng cā, lắp ráp TN và thực hiện TN cùng với xử lí kết quả thu đưÿc Biện pháp 2 tập trung vào

chÿ yếu tập trung vào việc rèn kĩ năng thực hành chưa đß cập đến khía c¿nh cải tiến, chế t¿o dāng cā TN

Tác giả Ngô Văn Thiện [27] đß xuất tổ chāc giảng d¿y TN vật lí thực hành theo các giai đo¿n thực nghiệm và đánh giá NLTN cho SV kĩ thuật Tác giả đã đưa ra tiến trình thực hiện TN vật lí thực hành và khung đánh giá NLTN trong khuôn khổ

hướng dẫn theo giai đo¿n cÿa phương pháp thực nghiệm Việc đánh giá tiến trình TN cÿa SV đưÿc thực hiện sau mßi buổi thực hành, trong đó SV cần náp báo cáo TN đá kiám tra kĩ năng đo đ¿c và xử lí sai sá Kết quả cÿa nghiên cāu tập trung chÿ yếu vào phát trián kĩ năng đo lưßng, xử lí dữ liệu TN, đánh giá kết quả và nhận biết các h¿n chế trong quá trình đo lưßng

gồm các năng lực thành tá sau: Thiết kế PATN; Lập kế ho¿ch TN; Tìm hiáu, chế t¿o dāng cā TN; Bá trí TN; Tiến hành TN; Thu thập sá liệu TN; Xử lí sá liệu, nhận xét, đánh giá kết quả TN Đồng thßi, tác giả cjng đã đưa ra mát sá biện pháp phát trián năng lực thực hành TN cho SVSP ngành Vật lí á trưßng đ¿i học, chẳng h¿n như là tổ chāc d¿y học các học phần thực hành theo hướng phát trián tính tự lực và tính sáng t¿o cho SV; tăng cưßng tổ chāc cho SV chế t¿o các thiết bị, các dāng cā TN và thay đổi cách thāc kiám tra đánh giá theo hướng chú trọng phát trián năng lực thực hành TN

Tác giả Ph¿m Kim Chung [29] đã đưa ra 2 biện pháp phát trián kĩ năng sử dāng TN trong d¿y học học phần Thí nghiệm Vật lí phổ thông cho SVSP Vật lí gồm: BiÇn pháp 1 là đổi mới toàn diện vß nái dung, phương pháp, hình thāc tổ

chāc và kiám tra - đánh giá trong d¿y học học phần Thí nghiệm Vật lí phổ thông

pháp 2 là āng dāng công nghệ thông tin hß trÿ rèn luyện kĩ năng sử dāng TN trong

kĩ năng sử dāng TN gồm kĩ năng thiết kế PATN và kĩ năng thực hiện PATN trong d¿y học và trong nghiên cāu Vật lí

Thêm mát nghiên cāu gần đây cÿa tác giả Nguyễn Thị Diệu Linh và các cáng sự [30], nhóm tác giả đã xác định ba điám tồn t¿i thưßng gặp trong bài tập đánh giá thiết kế PATN cÿa SVSP, đó là: Đß bài không cung cấp đầy đÿ thông tin vß dāng cā TN làm cho HS khó hình dung dāng cā cần sử dāng; Đß bài không thu

đá cÿa HS Đá khắc phāc h¿n chế đầu tiên, tác giả đã đß xuất rằng: SV cần tìm kiếm những hình ảnh trên internet với các từ khóa liên quan dāng cā TN cần sử dāng đá từ đó giúp cho HS thấy đưÿc sự đa đ¿ng cÿa các dāng cā TN Đái với h¿n chế thā hai, đá tăng tính hấp dẫn cÿa đß bài đòi hßi những nhiệm vā xây dựng cần phải gắn với các tình huáng thực tiễn cuác sáng hoặc các vấn đß phải nằm trong mái quan

vß từng lo¿i thông tin cần cung cấp trong đß bài với 5 māc khó khác nhau Nghiên cāu này chÿ yếu tập trung đánh giá năng lực thiết kế PATN cÿa SVSP

K¿t luÃn: Đái với SV, rõ ràng trong các nghiên cāu vừa trình bày á

trên cho thấy rằng: quy trình, phương pháp, hình thāc tổ chāc d¿y học, tài liệu hướng dẫn TN vẫn còn thiếu, chưa có hệ tháng, chưa có sự quan tâm thích đáng Đß

NLTN, chỉ dừng á māc cho SV rèn luyện kĩ năng sử dāng TN, tiến hành TN lấy sá liệu theo tài liệu hướng dẫn, đa phần SV chưa tự thiết kế PATN và SV gặp nhißu khó khăn trong việc suy nghĩ thiết kế PATN, đặc biệt chưa có công cā đánh giá có đá tin cậy, đá giá trị cho việc đánh giá NLTN cÿa SVSP Hiện t¿i vẫn chưa có LA, luận văn phát trián NLTN cÿa SVSP trong d¿y học TNVLĐC (cơ – nhiệt)

1.4 Các nghiên cąu vÁ d¿y hác khám phá và thí nghiÇm khám phá

Trong phần này, chúng tôi đã nghiên cāu, tìm hiáu 2 khái niệm là phương pháp DHKP và TNKP Phương pháp DHKP đưÿc gọi tắt là DHKP DHKP là mát phương pháp d¿y học tích cực, mà trong đó dưới sự hướng dẫn, hß trÿ, định hướng cÿa GV, SV sẽ tự giác, tích cực chÿ đáng chiếm lĩnh tri thāc, kĩ năng thông qua ho¿t đáng tìm tòi khám phá nhằm giải quyết các nhiệm vā do GV giao TNKP là TN đòi hßi SV tìm tòi

khám phá giải quyết các nhiệm vā thực nghiệm dưới sự tổ chāc các ho¿t đáng học cÿa GV trong phòng TN và nhằm giúp SV hình thành và phát trián NL theo nhißu māc đá

đó, TNKP có nhißu māc đá tùy thuác māc đá hướng dẫn cÿa GV Các māc đá cÿa TNKP sẽ đưÿc trình bày chi tiết á phần tổng quan bên dưới TNKP giúp SV có thá tham gia nhißu hơn việc học cÿa bản thân khi bái cảnh ban đầu tập trung vào đißu SV quan tâm và trải nghiệm cÿa SV, thay vì khám phá các khái niệm khá trừu tưÿng như á TN truyßn tháng Trong TNKP, SV thực hành đưa ra các quyết định quan trọng vß giả thuyết, dự đoán, thiết kế PATN, thực hiện TN, xử lí dữ liệu và phân tích, đánh giá kết quả Đặc biệt TNKP lấy ngưßi học làm trung tâm, chā không phải các kiến thāc là trọng tâm [71] Trước tiên, chúng tôi nghiên cāu tổng quan vß DHKP, cā thá như sau:

1.4.1 Trên thế giới

Tiến sĩ Jerome Bruner đưÿc xem là nhà khoa học đầu tiên đưa ra khái niệm <d¿y học khám phá= trong công trình <The Process of Education= vào năm 1960 Bruner cho rằng, việc học tập phải là mát quá trình tích cực, trong đó ngưßi học kiến t¿o ý tưáng mới hay khái niệm mới trên cơ sá ván kiến thāc

hßi và tự tìm câu trả lßi, hay rút ra những nguyên tắc từ những ví dā hay trải nghiệm thực tế [73] Nhóm tác giả Ernst, Hodge và Yoshinobu [74] cjng đã định nghĩa DHKP là mát phương pháp d¿y học tích cực mà SV đưÿc giao mát

hß trÿ cÿa GV Nhiệm vā cÿa SV là giải quyết và hiáu rõ các nhiệm vā đã giao theo hình thāc làm việc nhóm hoặc cá nhân.= Theo tác giả Keselman, DHKP là mát ho¿t đáng giáo dāc mà SV sẽ đưÿc làm việc và thu thập kiến thāc vß thế giới như mát nhà khoa học SV tự định hướng ho¿t đáng nghiên cāu cÿa mình, hoàn thành tất cả các giai đo¿n nghiên cāu khoa học như: xây dựng giả thuyết, thiết kế TN đá kiám chāng giả thuyết, thu thập dữ liệu và rút ra kết luận [75]

Tác giả Samia Khan [76] đã đưa mô hình chu kì GEM (mô hình d¿y học khám phá) cho SV hóa học, chu trình bao gồm: SV t¿o ra, đánh giá, chỉnh sửa giả thuyết Trong bài báo này, tác giả có đß cập, DHKP mát lần nữa đưÿc tổ chāc ráng rãi như mát chìa khóa tiếp cận hướng dẫn khoa học [77], [78], [79] Nhißu GV khoa học thiết

với kết quả học tập tích cực cÿa SV, như là phát trián sự hiáu biết khái niệm, tăng

cưßng hiáu biết khoa học tự nhiên, và phát trián kĩ năng nghiên cāu [80], [81], [82] Nhißu nhà giáo dāc khoa học á trưßng đ¿i học đưa ra nhißu d¿ng lớp học khám phá

khuyến khích SV khám phá và trải qua quá trình tìm tòi thế giới cÿa họ giáng như mát nhà khoa học đã làm [85], [86], [87] DHKP cjng có thá SV tự t¿o cho họ kiến thāc bằng thiết lập sự kết nái giữa kiến thāc đã có sẵn và trải nghiệm mới Lớp học sử dāng mô hình DHKP tăng cưßng tính sáng t¿o cÿa SV [88]

Ngoài ra, trong công trình nghiên cāu cÿa tác giả Beck đã cho rằng cách tiếp cận DHKP đưÿc áp dāng phổ biến và có vai trò đặc biệt quan trọng trong các khóa học TN á các trưßng Đ¿i học [38]

Tiếp theo, chúng tôi đã tìm hiáu vß các nghiên cāu liên quan tới TNKP Khái niệm TNKP có thá đưÿc hiáu như là cách thāc tổ chāc ngưßi học sử dāng TN trong việc chiếm lĩnh tri thāc và hình thāc NL theo nhißu māc đá yêu cầu khác nhau [13] Nhóm tác giả Yakar và Baykara đã chāng tß hiệu quả cÿa TNKP có thá giúp SVSP tự nhiên nâng cao kĩ năng TN [89]

Trong LA, chúng tôi đã sử dāng TNKP xem như là TN trong đó GV tổ chāc d¿y

thấp đến cao Vì TNVLĐC là TN thực hành nên SV đã học trước 2 học phần lí thuyết đó là học phần <Cơ học= và học phần <Vật lí phân tử và nhiệt học= Do vậy, trong LA này SV không phải khám phá kiến thāc, mà SV khám phá tiến trình TN, dāng cā TN và

chế t¿o dāng cā TN mới và nghĩ ra các PATN mới khác so với PATN trong phòng TN Đá hiáu rõ hơn thuật ngữ TNKP, chúng tôi đã sử dāng phương pháp tổng quan hệ tháng (systematic review) đá tìm kiếm các bài báo liên quan tới TNKP bằng câu lệnh tìm kiếm như sau: "Inquiry-oriented science labs" OR "Open guided inquiry laboratory " OR "Inquiry-based laboratory ", với giới h¿n thßi gian nghiên cāu trong 10 năm gần đây (từ năm 2011-2021), với các tiêu chí liên quan tới TNKP và đái tưÿng khoa học tự nhiên (gồm Vật lí, Hóa học, Sinh học) Theo cơ sá dữ liệu Eric đã có 99 bài báo, Scopus có 100 bài báo và theo Science direct có 25 bài liên quan tới TNKP, trong đó sá bài báo liên quan Vật lí thì rất ít, chỉ khoảng 10 bài (Eric), 8 bài (Scopus) và 2 bài (Science direct) Tuy nhiên vẫn chưa có bài báo nào đß cập đến việc sử dāng TNKP cho TNVLĐC (phần cơ nhiệt) nhằm phát trián NLTN cho SVSP

BÁng 1.5 Thống kê số l°ÿng bài báo liên quan tãi thí nghiÇm khám phá

Kết quả cÿa bảng 1.5 cho thấy, chỉ có 8,9% các tài liệu liên quan tới TNKP thuác lĩnh vực Vật lí Có 24,6% các nghiên cāu liên quan tới TNKP cho SVSP tự nhiên Đißu này, chāng tß vẫn còn rất ít các nghiên cāu quan tâm tới TNKP nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP tự nhiên nói chung và SVSP vật lí nói riêng Dưới đây là các kết quả nghiên cāu đã tìm đưÿc liên quan tới TNKP, cā thá như sau:

Hiệu quả cÿa khóa học TNKP mang l¿i cho SV kết quả học tập cao hơn so với các khóa học TN truyßn tháng [90], [91], [92], [93] Đißu này đưÿc rõ ràng thá hiện trong nái dung cÿa bài báo <Cách tiếp cận khám phá đái với các trải nghiệm thí nghiệm: đißu tra cách học tập tích cực cÿa sinh viên,= Kết quả cÿa bài báo đã cho thấy, tỉ lệ sá SV chọn TNKP cao so với TN truyßn tháng (có 48% TNKP và 33% TN truyßn tháng); 79% SV cảm thấy họ phải suy nghĩ và phân tích rất nhißu cho các bài báo cáo dựa trên TNKP và 63% SV tin rằng đã học đưÿc nhißu hơn so với TN truyßn tháng Kết quả cÿa bài báo cho thấy, có đến 69% SV thích học TNKP Điám cÿa SV cjng đưÿc cải thiện đáng ká dựa trên bài báo cáo Thái đá cÿa SV tích cực hơn đái với TNKP Tác giả Parappilly cùng với các cáng sự cho rằng, TNKP thu hút SV, SV học tập tích cực hơn, SV có thá tham gia thiết kế PATN từ đó giúp SV hiáu sâu sắc hơn vß lí thuyết, còn đái với TN truyßn tháng không chỉ khiến SV cảm thấy nhàm chán, mà còn làm cho SV mất đi sự hāng thú Đißu này xuất phát từ việc SV không có cơ hái tham gia thiết kế PATN TNKP thật sự có lÿi cho việc học cÿa SV [94]

Các nghiên cāu vừa trình bày á trên cho thấy, TNKP mang l¿i nhißu lÿi ích hơn so TN truyßn tháng và ảnh hưáng rất tích cực đến kết quả học tập cÿa SV Chính vì vậy, trên thế giới đã có nhißu công trình tiếp tāc nghiên cāu vß các māc đá cÿa TNKP, cā thá như sau:

Tác giả Domin đã đưa ra 4 māc đá hướng dẫn TN: i TN truyßn tháng, ii

này có nhißu điám chung, chỉ duy nhất khác á kết quả đầu ra, cách tiếp cận và tiến

quy n¿p nhưng TNKP có hướng dẫn thì SV đã đưÿc cung cấp tiến trình TN, nhưng TN má SV tự tìm tòi ra tiến trình TN [95]

Tác giả Baseya cùng với cáng sự cho rằng, có 2 māc đá cÿa TNKP là khám phá có hướng dẫn (guided inquiry – GI) và khám phá dựa trên vấn đß (problem-based – PB) Bài báo cho thấy rằng, thái đá SV không khác biệt đáng ká giữa TNKP có hướng dẫn và dựa trên vấn đß, nhưng khi các khó khăn gặp phải cao, TNKP có hướng dẫn đưÿc SV đánh giá cao hơn đáng ká so với dựa trên vấn đß [96] Rõ ràng, nghiên cāu cÿa Domin và nghiên cāu Baseya & Francis hái tā nhau á điám là TNKP có hướng dẫn và TN dựa trên vấn đß

Ngoài ra, tác giả Beck và các cáng sự đưa ra 3 māc đá cÿa TNKP:

cāu, hướng dẫn cho SV thiết kế PATN phù hÿp

+ TNKP má (open-ended inquiry): SV tự đặt câu hßi nghiên cāu và vận dāng phương pháp phù hÿp đá giải quyết vấn đß

+ TNKP nghiên cāu (re-search): SV đác lập xác định câu hßi và sự đa d¿ng các phương pháp Khác với TNKP có hướng dẫn á chß kết quả đầu ra SV chưa đưÿc biết

Mặc dù các kết quả cÿa các nghiên cāu này chỉ ra những tác đáng tích cực cÿa các lo¿i TNKP đến sự tiếp thu cÿa SV, nhưng vẫn cần các nghiên cāu sử dāng cùng mát lo¿i TNKP trong nhißu học phần và nhißu trưßng khác nhau đá xác định xem các kết quả đó có thá đưÿc tổng quát hóa hay không? Hầu hết các bài tập TN là thuác d¿ng khám phá có hướng dẫn thay vì là khám phá má hay nghiên cāu

giữa TNKP có hướng dẫn và TNKP má á gần cuái học kì cÿa học phần hóa học đ¿i cương t¿i mát trưßng đ¿i học lớn á phía tây nam nước Mỹ Nghiên cāu này đißu tra thái đá cÿa SV đái với cả 2 māc đá cÿa TNKP mà họ đã thực hiện trong học kì và liệu SV có nhận thāc rằng, họ học đưÿc nhißu hơn với TNKP có hướng dẫn hay TNKP má hay không Kết quả chỉ ra rằng, gần 78% SV chọn thích TNKP có hướng dẫn, trong khi gần 54% chọn thích TNKP má; chỉ gần 46% chọn thích cả 2 māc đá cÿa TNKP Kết quả cho thấy, SV thích học TNKP có hướng dẫn hơn so với TNKP

má và họ nghĩ rằng họ đã học đưÿc nhißu hơn với TNKP có hướng dẫn [41]

Trong các māc đá cÿa TNKP, TNKP có hướng dẫn đưÿc đa phần SV yêu thích, lựa chọn bái vì māc đá này giúp SV nhanh chóng và dễ dàng thích nghi với môi trưßng TN bằng cách SV làm quen với các dāng cā TN, SV đưÿc hướng dẫn

trực tiếp từ GV và SV học đưÿc cách thực hiện TN mát cách an toàn và chính xác, &TNKP có hướng dẫn trao quyßn cho SV đác lập trong học tập suát đßi và cung cấp cho SV những cơ hái đá phát trián tát các kĩ năng TN [97] Tác giả Baloyi đã

nhiên cÿa SV năm đầu tiên và kết quả học tập đưÿc đißu tra [98]

Tác giả Blumer và Beck (2019) đã chāng tß rằng, các khóa học TN với các ho¿t đáng TNKP có hướng dẫn nuôi dưỡng sự phát trián kĩ năng lập luận khoa học cÿa SV và kĩ năng thiết kế PATN cÿa SV [99]

Tuy nhiên, khác với cách tiếp cận cÿa nghiên cāu vừa trình bày á trên, tác giả Hegarty-Hazel [100] đã chia nhß khám phá thành 5 māc đá tùy thuác vào māc đá hướng dẫn cÿa GV Các māc đá khám phá đưÿc thá hiện qua bảng 1.6:

BÁng 1.6 Các mąc đá khám phá theo tác giÁ Hegarty-Hazel [100] Mąc đá VÃn đÁ Dāng cā

TN

Cách ti¿n hành

Câu trÁ låi Tên gái

Với 5 māc đá khám phá, có thá gom l¿i thành 3 māc đá cÿa TNKP: cÃu trúc (māc đá 0 & 1), h°ãng dÁn (māc đá 2a), mç (māc đá 2b & 3) [100], [101] Đái với TNKP cấu trúc, SV đưÿc thông báo cả vấn đß, cách thāc tiến hành và dāng cā TN [102] Còn TNKP có hướng dẫn, SV sẽ không đưÿc cung cấp cách tiến hành và câu trả lßi à TNKP má, SV tự tìm tòi khám phá ra vấn đß

Trong công trình nghiên cāu <Chuyán đổi giữa khám phá có hướng dẫn và khám phá má= cÿa Arslan [103], tác giả có đưa ra 4 māc đá cÿa TNKP: TNKP kiám chāng, TNKP cấu trúc, TNKP có hướng dẫn và TNKP má Trong đó TNKP kiám chāng và cấu trúc đưÿc mô tả như TN truyßn tháng bái vì tất cả tiến trình TN đã cung cấp cho SV và SV cā làm theo các bước hướng dẫn trong tài liệu Trái l¿i, TNKP có hướng dẫn và TNKP má trá nên phāc t¿p đái với SV, bái vì SV phải tự thiết kế PATN

và tiến trình TN [104] SV tham gia TNKP có hướng dẫn, ít thực hành thiết kế PATN, đây chỉ là bước chuẩn bị đá chuyán lên TNKP má và yêu cầu SV phải tự xây dựng đưÿc tiến trình TN [105] Trong TNKP má, GV giao vấn đß, còn SV tìm cách giải quyết vấn đß, tự xây dựng câu hßi nghiên cāu, tự thiết kế và tiến hành TN Tác giả còn cho rằng, khi SV áp dāng TNKP má thưßng gặp mát sá khó khăn như: (1) Thiếu các kĩ năng vß quy trình khoa học như hình thành câu hßi nghiên cāu, giả thuyết, và xác định các biến sá; (2) SV lần đầu tiên tiếp cận với TNKP; (3) Khi nghiên cāu vß các khái niệm và liên kết các TN cÿa SV với các công trình cÿa các nhà khoa học, SV gặp khó khăn trong việc xác định điám khái đầu và phương pháp tiếp cận phù hÿp Khi SV thực hiện TNKP má gặp nhißu khó khăn thì GV có thá chuyán đổi sang TNKP có hướng dẫn Ngoài ra còn tùy lo¿i ho¿t đáng mà GV sử dāng māc đá TNKP có hướng dẫn hay má cho thật sự phù hÿp

Các công trình nghiên cāu trên đã phần nào xác định đưÿc cơ sá lí luận vß các māc đá cÿa TNKP Theo các tác giả Domin, Baseya, Chatterjee, TNKP có 2 māc đá; Beck, TNKP có 3 māc đá; Bell và Arslan, TNKP có 4 māc đá và Hegarty-Hazel, TNKP có 5 māc đá Hiện nay, trên thế giới mặc dù có nhißu cách phân māc đá cÿa TNKP nhưng có bán māc đá phổ biến gồm TNKP kiám chāng, TNKP cấu

tương tự với TN truyßn tháng trong đó GV cung cấp māc đích TN, dāng cā TN, PATN và cách thāc tiến hành TN và SV chỉ thực hiện TN theo hướng dẫn cÿa tài liệu có sẵn TNKP kiám chāng khác với TNKP cấu trúc á chß SV đã biết trước kết quả đo Các nhà nghiên cāu thưßng quan tâm nhißu đó là TNKP có hướng dẫn và

hướng dẫn hơn so với TNKP má Tuy nhiên, GV có thá linh ho¿t sử dāng nhißu māc đá cÿa TNKP tùy vào ho¿t đáng, tùy māc tiêu muán phát trián thành tá NLTN nào cho SV, tùy vào trình đá cÿa SV và đißu kiện thực tế Khi GV muán phát trián cho SV hành vi lắp ráp, bá trí TN thì có thá sử dāng TNKP có hướng dẫn Nhưng khi SV tiến hành TN hoặc thực hiện dự án cá nhân thì GV có thá sử dāng TNKP má Ngoài ra, có những chß SV gặp khó khăn trong các khâu cÿa quá trình tiến hành TN thì GV sử dāng TNKP có hướng dẫn đá hß trÿ giúp SV vưÿt qua chướng ng¿i vật

K¿t luÃn: Như vậy, các nghiên cāu trên đã khẳng định tầm quan trọng,

mang l¿i hiệu quả cao so với TN truyßn tháng TNKP hấp dẫn, thu hút SV, SV tích

cực học tập, SV có thá tự tìm tòi, khám phá các PATN, cách tiến hành TN, các phương tiện TN GV cần linh ho¿t, sáng t¿o trong việc sử dāng các māc đá cÿa TNKP cho phù hÿp māc tiêu cÿa từng ho¿t đáng và trình đá cÿa SV

1.4.2 à Việt Nam

Trong nghiên cāu cÿa Nguyễn Văn Biên [13], tác giả đã đưa ra định nghĩa TN má và á đây thuật ngữ TN má có thá ngầm hiáu như là TNKP Tuy nhiên, theo như các kết quả nghiên cāu á phần tổng quan bên trên, TN má có thá đưÿc hiáu như là mát māc đá tìm tòi, khám phá cÿa ngưßi học do vậy thuật ngữ TNKP mang tính khái quát hơn vì khám phá có thá hiện nhißu māc đá tùy thuác vào lưÿng thông tin mà ngưßi d¿y cung cấp

TN má nhằm bồi dưỡng NLTN cÿa HS chuyên Quy trình này bao gồm 4 giai đo¿n, và māc đá má cÿa các TN tăng dần từ thấp đến cao trong mßi giai đo¿n Māc đá má cÿa các TN đưÿc mô tả theo sơ đồ hình 1.1 bên dưới:

Hình 1.1 Quy trình d¿y hác thí nghiÇm mç [13]

K¿t luÃn: Qua việc khảo cāu tài liệu trong nước, việc nghiên cāu vß

TNKP còn khá mới mẻ và sá lưÿng các nghiên cāu liên quan TNKP rất ít Có thá nói, trong nước vẫn còn thiếu các nghiên cāu vß TNKP nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP trong d¿y học TNVLĐC

1.5 Các nghiên cąu vÁ d¿y hác nái dung <Thí nghiÇm VÃt lí đ¿i c°¢ng=

1.5.1 Trên thế giới

Gần đây có mát sá nghiên cāu đã āng dāng công nghệ thông tin (như máy tính, điện tho¿i, máy ảnh&) vào trong giảng d¿y TNVLĐC, cā thá như:

Tác giả Shi cùng cáng sự [106] đã sử dāng điện tho¿i thông minh như là

công cā hữu ích đá truyßn đ¿t thông tin cơ bản vß an toàn TN, kiến thāc chung vß thiết bị TN nhằm hß trÿ việc học TNVLĐC Tuy nhiên, điện tho¿i không phải là công cā tát đá viết báo cáo TN

TNVLĐC nhằm giúp SV thu thập và phân tích dữ liệu [107] Đß xuất việc phát trián các bài tập mô phßng TN trên máy tính trong TNVLĐC và phát trián hệ tháng tương tác cho phép SV có thá thực thi TN trong bất kì đißu kiện nào và đảm bảo đá chính xác cÿa phép đo [108]

Tác giả G Aşıksoy đã khảo sát tác đáng cÿa TN ảo đái với thái đá cÿa SV trong khi học TNVLĐC Kết quả cÿa bài báo đã chāng tß TN ảo có ảnh hưáng tích cực đến

thao tác trực tiếp trên dāng cā TN Ngoài ra, các tác giả A Aydin và F Biyikli đã chāng tß hiệu quả cÿa kĩ thuật các mảnh ghép đái với phát trián nhận thāc, kĩ năng TN và sử dāng dāng cā TN trong d¿y học TNVLĐC [110] Tác giả Demircioglu đã đißu tra ảnh hưáng cÿa TNKP có hướng dẫn đái với SVSP khoa học tự nhiên cho TNVLĐC (phần quang học) Kết quả cÿa bài báo cho thấy, TNKP có hướng dẫn có hiệu quả hơn

cÿa SVSP khoa học tự nhiên so với TN truyßn tháng [92]

K¿t luÃn: Như vậy, đa phần các nghiên cāu trên đßu tập trung nhißu vào

āng dāng công nghệ thông tin nhằm hß trÿ cho SV trang bị kiến thāc thiết bị TN, nguyên tắc ho¿t đáng, an toàn TN và quan sát hiện tưÿng TN, thu thập, phân tích dữ liệu và đảm bảo đá chính xác cÿa phép đo Tuy nhiên, TN ảo sẽ không t¿o đưÿc môi trưßng TN thực đá SV có thá phát trián thành tá bá trí và tiến hành TN trên thiết bị

thiếu nghiên cāu xây dựng chương trình TNVLĐC theo DHKP nhằm phát trián

NLTN cÿa SVSP Vật lí

1.5.2 à Việt Nam

Tác giả Nguyễn Thị Nhị [28] đã cho rằng: TNVLĐC đóng vai trò quan trọng trong quá trình d¿y học Vật lí t¿i trưßng Đ¿i học Sư ph¿m Nó không chỉ giúp SV rèn luyện kĩ năng thực hành TN mà còn đóng góp lớn vào việc phát trián những đāc tính cơ bản cần thiết cho SV tiếp cận nghiên cāu Vật lí với sự kết hÿp giữa hiáu biết lí thuyết và thực tế Đá bồi dưỡng kĩ năng thực hành TN cho các học phần TN, trong đó có TNVLĐC thì GV cần đổi mới phương pháp tổ chāc d¿y học theo hướng tăng cưßng ho¿t đáng tự lực cÿa SV

Tác giả Kißu Thị Khánh [31] đã đưa ra mát sá biện pháp phát huy tính tự lực cÿa SV kĩ thuật công nghiệp khi học TNVLĐC Tác giả đã cho rằng, muán phát huy đưÿc tính tự lực nhận thāc thì trước hết và quan trọng nhất là phải rèn luyện cho ngưßi học năng lực tư duy đác lập Đồng thßi, phái hÿp các biện pháp cā thá cho cả GV và SV Kết quả cÿa bài báo cho thấy, ý thāc, thái đá, tinh thần và kết quả học tập cÿa SV đã đưÿc nâng lên Tiếp nái nghiên cāu trên, tác giả Kißu Thị Khánh đã tiếp tāc đào sâu vào thực tr¿ng d¿y học TNVLĐC cÿa SV kĩ thuật công nghiệp Dựa trên kết quả cÿa cuác khảo sát, tác giả đã đưa ra mát sá biện pháp nhằm tăng cưßng hiệu quả d¿y học TNVLĐC như sau: thā nhất là đß xuất nhân bản các bài TN đang tiến hành; thā hai là chỉ bá trí từ 2-3 SV thực hành mßi bài TN; thā ba là có thá đào

tư thay đổi cách thāc kiám tra, đánh giá đái với SV [32]

K¿t luÃn: Có thá thấy, sá lưÿng các công trình nghiên cāu trong nước liên

quan đến TNVLĐC vẫn còn rất ít ßi và chưa đưÿc quan tâm nhißu Đa phần các nghiên cāu chỉ dừng l¿i nghiên cāu thực tr¿ng d¿y học TNVLĐC và đß xuất biện pháp nâng cao hiệu quả TNVLĐC như nhân đôi sá bài TN, cần thêm sự hß trÿ cÿa

chỉ chú trọng đến các biện pháp tăng cưßng ho¿t đáng tự lực cÿa SV nhằm bồi dưỡng kĩ năng thực hành cho SV hơn là phát trián NLTN cÿa SV Hiện t¿i, còn thiếu các công trình nghiên cāu xây dựng chương trình TNVLĐC nhằm phát trián NLTN cÿa SVSV vật lí và cjng chưa có nghiên cāu nào đß cập đến hiệu quả cÿa

TNVLĐC cho SVSP

1.6 NhÃn đßnh chung vÁ thí nghiÇm khám phá nhÇm phát triÃn nng lăc thăc nghiÇm căa sinh viên s° ph¿m

nhằm phát trián NLTN cho SV trong các học phần TN đã chỉ ra rằng: TN truyßn tháng không thu hút SV, thưßng nhàm chán, không hấp dẫn SV [98] Ngưÿc l¿i TNKP giúp SV tích cực tham gia học tập; khơi dậy SV quan tâm và thu hút họ với nái dung vật lí SV học tập hiệu quả hơn so TN truyßn tháng Đặc biệt, SV có thá tham gia quá trình thiết kế PATN Chính trong quá trình thiết kế PATN sẽ giúp SV hiáu biết sâu sắc hơn vß lí thuyết TNKP đóng vai trò quan trọng thúc đẩy sự phát trián NLTN cho các học phần TN nói chung, cā thá trong LA này là TNVLĐC

Trên thế giới, các nhà nghiên cāu đã đưa ra các biện pháp phát trián NLTN như là: thiết kế l¿i các ho¿t đáng TN truyßn tháng thành TNKP; áp dāng công cā

đánh giá chuẩn hóa PLIC đá đánh giá tư duy phản biện cÿa SV Tuy nhiên, vẫn chưa có bất cā nghiên cāu nào trình bày vß quy trình xây dựng chương trình TNVLĐC theo DHKP cjng như quy trình tổ chāc d¿y học TNVLĐC nhằm phát trián NLTN cho SV

Trong nước đã có rất nhißu nghiên cāu đß xuất biện pháp phát trián NLTN cÿa HS Trung học phổ thông thông qua việc xây dựng, sử dāng các thiết bị TN; và tổ chāc DHKP Trái l¿i, còn có ít các nghiên cāu dành cho phát trián NLTN cÿa SV Hiện có mát sá nghiên cāu [26], [28], [29] đã sử dāng mát sá biện pháp phát

trián NLTN cÿa SV như là: tổ chức dạy học các học phần thực hành TN theo hướng

nâng cao tính tự lực và tính sáng tạo của SV; tăng cưßng tổ chức các hoạt động cho SV cải tiến, chế tạo dụng cụ TN; chuyển đổi phương pháp kiểm tra và đánh giá, tập trung vào phát triển năng lực thực hành TN; củng cố rèn luyện kĩ năng thực hành; và ưu tiên vào việc rèn luyện kĩ năng tổng hợp và áp dụng kiến thức

Các nghiên cāu đã chỉ rằng, đa phần các SV chỉ phát trián kĩ năng đo lưßng, xử lí dữ liệu trong khi các thành tá NLTN mà SV còn yếu: thiết kế PATN, cải tiến dāng cā TN, chế t¿o dāng cā TN Thực tế, theo kết quả khảo sát trên đái tưÿng

cải tiến dāng cā TN, chế t¿o dāng cā TN cÿa bản thân đßu á māc thấp nhất Do đó, những thành tá này SV cần đưÿc tiếp tāc rèn luyện và phát trián trong quá trình học tập Đá khắc phāc vấn đß này, chúng tôi sẽ tổ chāc DHKP TNVLĐC với các māc đá khám phá tăng dần từ thấp đến cao nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP Hiện t¿i, có nhißu cách phân chia các māc đá khám phá, trong LA này chúng tôi quan tâm nhißu đến 3 māc đá cÿa TNKP như: TNKP cấu trúc, TNKP có hướng dẫn và TNKP má, bái vì theo chúng tôi, 3 māc đá này phù hÿp māc tiêu nghiên cāu, đặc điám TNVLĐC, thßi gian học tập, trình đá cÿa SVSP và đißu kiện giảng d¿y thực tế Đồng thßi, cần phải xây dựng thêm các TNKP và sử dāng TNKP nhằm phát trián các CSHV còn thiếu trong cấu trúc NLTN cÿa SVSP

K¾T LUÂN CH¯¡NG 1

Sau khi tìm hiáu tổng quan các nghiên cāu vß việc phát trián NLTN cÿa SV trong d¿y học TNVLĐC thông qua DHKP, chúng tôi đã đ¿t đưÿc các kết quả cā thá như sau:

- Đã có nhißu nghiên cāu đưa ra định nghĩa NL theo hai quan điám như sau: NL là khả năng tổng hÿp những kiến thāc, kĩ năng đá thực hiện thành công nhiệm vā trong bái cảnh cā thá, nghiên cāu khác hiáu NL là đặc điám, phẩm chất hoặc thuác tính cá nhân t¿o đißu kiện giúp ngưßi học hoàn thành tát ho¿t đáng trong tình huáng cā thá Tuy nhiên, các nghiên cāu định nghĩa cā thá, tưßng minh NLTN rất ít, các nghiên cāu chÿ yếu chỉ tập trung nhấn m¿nh vai trò cÿa NLTN và giới thiệu các thành tá cÿa NLTN Đặc biệt, hiện t¿i vẫn còn khoảng tráng nghiên cāu đß cập định nghĩa NLTN cÿa SVSP

nghiên cāu đã trình bày các thành tá và các CSHV cÿa cấu trúc NLTN cho HS, nhưng

như <đánh giá ưu và nhưÿc điám cÿa PATN=, <trình bày quá trình TN và kết quả TN= và sắp xếp vị trí cÿa các CSHV chưa phù hÿp Các nghiên cāu chÿ yếu l¿i tập trung nhißu vào phát trián thành tá tiến hành TN, chưa đánh giá đưÿc đầy đÿ tất cả các thành tá cÿa cấu trúc NLTN Ngoài ra, do đái tưÿng phát trián NLTN cÿa các nghiên cāu trước đây chÿ yếu là HS nên yêu cầu māc đá đ¿t đưÿc cÿa các CSHV cÿa ngưßi học vẫn chưa cao và chưa chú trọng đến khả năng trình bày quá trình TN và kết quả TN

cÿa SV Các nghiên cāu chÿ yếu tập trung nhißu vào rèn luyện kĩ năng sử dāng TN, kĩ năng tiến hành TN và xử lí dữ liệu nhưng vẫn chưa quan tâm nhißu vào các biáu hiện hành vi thiết kế PATN, lắp ráp, bá trí TN, cải tiến và chế t¿o dāng cā TN Hiện

chāc d¿y học các học phần TN nhằm phát trián NLTN cÿa SVSP Ngoài ra, các nghiên cāu vẫn chưa hệ tháng hóa các thiết bị TN, các dāng cā TN chưa đồng bá và vẫn còn đơn giản, cj kĩ và thưßng hay hư hßng dẫn đến sai sá lớn

- Đã tìm hiáu nái dung TNVLĐC đưÿc áp dāng trong d¿y học và nghiên cāu Đặc biệt, hiện nay vẫn chưa có nghiên cāu nào tập trung vào việc phát trián và xây dựng chương trình TNVLĐC cjng như đánh giá hiệu quả cÿa khóa học này