1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI....................5
1.1. Khái quát về năng lực..............................................................................5
1.1.1. Khái niệm năng lực.................................................................................5
1.1.2. Sự hình thành và phát triển năng lực......................................................5
1.2. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật lý......................................5
1.2.1. Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực
chung.................................................................................................................5
1.2.2. Xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học..............6
1.3. Năng lực thực nghiệm..............................................................................6
1.3.2. Một số biểu hiện của học sinh có NLTN.................................................7
1.3.3. Các thành tố của năng lực thực nghiệm..................................................7
1.4. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm cho học
sinh....................................................................................................................9
1.4.1. Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu............................................................9
1.4.2. Hướng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán (giả thuyết)............................9
1.4.3. Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra...............................................10
1.4.4. Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện..........................10
1.4.5. Nhận xét và rút ra kết luận....................................................................11
1.5. Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh để nâng cao hiệu
quả dạy học....................................................................................................11
1.5.1. Tầm quan trọng việc bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy học vật lí.....11
1.5.2. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.............12
1.5.3. Quy trình bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh..........15
1.6. Đánh giá năng lực thực nghiệm............................................................17
1.7. Các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của bài tập thực nghiệm
vật lý...............................................................................................................20

2

1.8. Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển
năng lực thực nghiệm cho học sinh trường phổ thông...............................22
1.8.1. Thực trạng.............................................................................................22
1.8.2. Nguyên nhân của thực trạng.................................................................24
1.9. Tiểu kết chương 1...................................................................................24
Chương 2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC”
VẬT LÍ 11 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM.........25
2.1. Cấu trúc nôi dung kiến thức của phần Quang hình học.....................25
2.2. Đặc điểm nội dung phần “Quang hình học” Vật lí 11- Chương trình
chuẩn..............................................................................................................27
2.3. Mục tiêu dạy học của phần Quang hình lớp 11 cơ bản.......................29
2.3.1. Mục tiêu kiến thức.................................................................................29
2.3.2. Mục tiêu kĩ năng....................................................................................30
2.3.3. Mục tiêu phát triển tư duy.....................................................................31
2.3.4. Mục tiêu về tình cảm, thái độ................................................................32
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học các bài học phần “Quang hình học” Vật lí
11 theo định hướng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.........32
2.5. Thiết kế tiến trình hoạt động ngoại khóa nhằm phát huy năng lực
thực nghiệm của học sinh về phần “Quang hình học” Vật lí 11...............49
2.6. Tiểu kết chương 2...................................................................................54
Chương 3: THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM.......................................................55
3.1. Mục đích và đối tượng của thử nghiệm sư phạm................................55
3.1.1 Mục đích thử nghiệm sư phạm..............................................................55
3.1.2. Đối tượng thử nghiệm sư phạm.............................................................55
3.2. Nhiệm vụ thử nghiệm sư phạm.............................................................55
3.3. Nội dung của thử nghiệm sư phạm.......................................................56

3.4. Phương pháp đánh giá kết quả thử nghiệm sư phạm.........................56
3.4.1. Các tiêu chí đánh giá............................................................................56
3.4.2. Việc xử lí, phân tích kết quả thử nghiệm sư phạm.................................57


3

3.5. Kết quả của thử nghiệm sư phạm.........................................................57
3.5.1. Đánh giá sự hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm................57
3.5.2. Kết quả thử nghiệm về mặt định tính....................................................60
3.5.3. Kết quả thử nghiệm về mặt định lượng.................................................61
3.5.4. Đánh giá việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm thông qua việc tổ chức
hoạt động ngoại khóa......................................................................................64
3.6. Nhận xét kết quả thử nghiệm sư phạm................................................85
3.7. Tiểu kết chương 3...................................................................................86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................90


4

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12
13
14
15
16

Cụn từ đầy đủ
Bài tập thí nghiệm
Đối chứng
Giáo dục và Đào tạo
Giáo viên
Hoạt động ngoại khóa
Học sinh
Năng lực thực nghiệm
Sách giáo khoa
Thấu kính hội tụ
Thấu kính phân kì
Thử nghiệm sư phạm
Thí nghiệm thực hành
Thí nghiệm
Trung học cơ sở
Trung học phổ thông
Xã hội chủ nghĩa

Chữ cái viết tắt
BTTN

ĐC
GD&ĐT
GV
HĐNK
HS
NLTN
SGK
TKHT
TKPK
TNSP
TNTH
TN
THCS
THPT
XHCN

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình
Hình 1.1
Hình 2.1
Hình 2.2

Nội dung
Trang
Các thành tố của năng lực thực nghiệm
7
Tia sáng truyền qua khối trong suốt hình chữ nhật.
35
Tia sáng truyền từ môi trường khối bán trụ sang môi
38

trường không khí


5

Hình 2.3
Hình 2.4

TN về tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
TN về sự truyền của tia sáng vào môi trường chiết

40
46

Hình 3.1

quang kém hơn
Các biểu đồ đánh giá NLTN của nhóm lớp TN trong

60

Hình 3.2
Hình 3.3

quá trình lên lớp
Biểu đồ phân bố tần suất bài kiểm tra 15 phút
Đồ thị xếp loại điểm kiểm tra của nhóm lớp đối chứng

62
63


Hình 3.4.

và nhóm lớp thực nghiệm
Ảnh chụp chiếc cốc trong suốt đựng nước đặt lên trên

65

Hình 3.5
Hình 3.6.
Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9

một đồng xu
Đường đi của các tia sáng từ vật.
Ảnh chụp trước khi ấn chai.
Ảnh chụp sau khi ấn chai xuống nước
Sự tạo ảnh của vật qua thấu kính hội tụ
Đường truyền của tia sáng qua lăng kính không khí

65
66
66
67
68

Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12

Hình 3.13
Hình 3.14

đặt trong nước
Tìm hiểu kiến thức của kính tiềm vọng
Mô phỏng chiếc kính tiềm vọng
Một số hình ảnh quá trình chế tạo kính tiềm vọng
Sản phẩm chiếc kính tiềm vọng hoàn chỉnh
Sơ đồ kính thiên văn khúc xạ và sự tạo ảnh khi ngắm

68
69
70
71
72

Hình 3.15
Hình 3.16
Hình 3.17
Hình 3.18
Hình 3.19
Hình 3.20
Hình 3.21
Hình 3.22
Hình 3.23
Hình 3.24
Hình 3.25
Hình 3.26

chừng ở vô cực

Mô hình kính thiên văn khúc xạ
Một số hình ảnh quá trình chế tạo kính thiên văn
Sản phẩm chiếc kính thiên văn khúc xạ hoàn chỉnh
Lăng kính
Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Mô hình của lăng kính
Một số hình ảnh quá trình chế tạo lăng kinh
Sản phẩm chiếc lăng kính hoàn chỉnh
Nhìn vật qua kính lúp
Mô hình của kính lúp
Một số hình ảnh quá trình chế tạo kính lúp
Sản phẩm chiếc kính lúp hoàn chỉnh

74
74
76
76
77
77
78
79
80
80
81
81


6



7

DANH MỤC BẢNG
Bảng
Bảng 1.1
Bảng 1.2

Nội dung
Ma trận đánh giá năng lực thực nghiệm của HS
Tiêu chí và các mức độ đánh giá NLTN với các

Trang
18
20

Bảng 1.3

bài tập quan sát, giải thích hiện tượng
Tiêu chí và các mức độ đánh giá năng lực thực

21

Bảng 3.1

nghiệm cho các bài tập chế tạo thiết bị
Kết quả học lực môn Vật lí lớp 11 học kì 1( năm

55

Bảng 3.2

Bảng 3.3

học 2017-2018)
Thang xếp loại điểm kiểm tra
Kết quả đánh giá NLTN của nhóm lớp thực

56
58

Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 3.6

nghiệm trong quá trình lên lớp
Thống kê các loại điểm của bài kiểm tra
Kết quả xếp loại điểm kiểm tra
Đánh giá NLTN của nhóm với các nhiệm vụ trong

62
63
83

Bảng 3.7

phần thi “quan sát, giải thích hiện tương”
Đánh giá năng lực thực nghiệm với nhiệm vụ của

83

các nhóm trong phần thi “Thiết kế, chế tạo”



8


9


1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Giáo dục – đào tạo luôn được xem là nhân tố quan trọng, quyết định
cho sự phát triển kinh tế nhanh, mạnh và bền vững. Nhằm đáp ứng yêu cầu
phát triển của xã hội, Đảng và nhà nước ta đưa ra đường lối chủ trương chính
sách đúng đắn và hợp lý, được thể hiện trong Luật giáo dục 2005. Luật Giáo
dục được Quốc hội Nước Cộng hòa XHCN Việt Nam khóa X, kì họp thứ 10
thông qua và quy định rõ: “Hoạt động giáo dục phải được thực hiện theo
nguyên lí học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lí luận
gắn liền với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và
giáo dục xã hội”. Trong đó cũng nêu rõ phương pháp giáo dục phổ thông cũng
đã được đổi mới theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy
sáng tạo của người học, bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng
thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên.
Vật lí là bộ môn khoa học thực nghiệm, vì vậy việc sử dụng TN trong
giảng dạy Vật lí ở trường phổ thông không chỉ là công việc bắt buộc mà còn
là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học,
góp phần tích cực vào đổi mới phương pháp dạy học theo hướng chuyển từ
chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực người học.

Trong quá trình học tập Vật lí, ngoài việc suy luận logic HS cần phải biết làm
TN để quan sát, thu thập xử lí số liệu nhằm rút ra kiến thức mới hoặc đối
chiếu, kiểm tra lại các hệ quả Vật lí đã có từ các suy luận logic. Do đó, việc
phát triển NLTN trong dạy học Vật lí là hết sức cần thiết.
Hiện nay, trong dạy học Vật lí nói chung và Vật lí THPT nói riêng, vẫn
còn nặng về việc truyền thụ kiến thức, chưa chú trọng đến việc phát triển
NLTN cho người học. Chỉ trình bày về mặt lí thuyết mang tính suy luận toán
học, thiếu tính thực tiễn. Chưa phát huy được tính sáng tạo, tự chiếm lĩnh tri
thức của người học.


2

Trong dạy học Vật lí để bồi dưỡng năng lực sáng tạo, tự lực chiếm lĩnh
kiến thức cho HS thì cách tốt nhất là dạy cho HS biết sử dụng các phương
pháp nhận thức vật lí, trong đó phương pháp thực nghiệm là phương pháp đặc
thù của nghiên cứu vật lí. Chỉ thông qua các bài thực hành của HS, các TN
biểu diễn của GV và các BTTN mới có thể bồi dưỡng NLTN cho HS đạt hiệu
quả và cũng qua đó mà HS hiểu sâu hơn về kiến thức vật lí.
Năng lực thực nghiệm là một trong những năng lực thành phần quan
trọng trong các năng lực chuyên biệt của môn Vật lí [1], việc hình thành và
phát triển kĩ năng này góp phần hình thành và phát triển các năng lực chuyên
biệt ở HS thông qua dạy học Vật lí. Thực tế cho thấy, trong những năm gần
đây đã có sự chuyển biến tích cực về nhận thức của GV trong việc nâng cao
NLTN cho HS. Trong kì thi HS giỏi quốc gia môn vật lí năm 2013, đã có
riêng phần thi thực nghiệm, điều này tác động không nhỏ tới việc đưa TN vào
trong dạy học và bồi dưỡng đội tuyển [2]. Năm 2011-2012, Bộ GD&ĐT chính
thức phát cuộc thi nghiên cứu khoa học cho HS trung học trong toàn quốc và
coi đây là một kỳ thi quốc gia. Cuộc thi được tổ chức ở cấp trường, cấp tỉnh
(thành phố) và cấp quốc gia, nhằm phát huy tính năng động, sáng tạo của HS

và tuyển chọn đội tuyển dự thi Nghiên cứu khoa học, kỹ thuật quốc tế tại Hoa
Kỳ. Mặc dù vậy, nhìn một cách tổng thể, việc bồi dưỡng NLTN cho HS phổ
thông hiện nay còn chưa được chú trọng, việc vận dụng những kiến thức đã
được học vào thực tiễn cuộc sống hay những ứng dụng khoa học và kỹ thuật
còn chưa thực sự được quan tâm.
Trong chương trình Vật lí 11, phần “Quang hình học” là phần mà các
nội dung chủ yếu được hình thành bằng con đường thực nghiệm. Vận dụng
kiến thức của phần quang hình học có thể giải thích được hiện tượng thường
xảy ra trong cuộc sống. Đối với bài tập trong phần quang hình học này có vai
trò quan trọng, kiến thức trong hai chương có nhiều ứng dụng trong thực tế
như lăng kính phản xạ toàn phần, sợi cáp quang, kính lúp, kính hiển vi, kính
thiên văn.... Điều này đòi hỏi không chỉ trong các tiết lí thuyết mà ngay cả


3

trong tiết bài tập phải có TN biểu diễn, TN thực hành, TN ở nhà ... Đặc biệt là
đối với các BTTN của phần quang hình học có thể sử dụng từ các vật liệu đơn
giản, dễ kiếm nhưng lại có tác dụng trên nhiều mặt. Vì vậy, từ những lý do
trên, tôi lựa chọn khóa luận với tên đề tài: “Bồi dưỡng năng lực thực
nghiệm cho học sinh thông qua dạy học phần Quang hình học -Vật lí 11”.
2. Mục tiêu khóa luận.
- Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS thông qua giảng dạy phần
“Quang hình học” - Vật lí 11.
- Thử nghiệm sư phạm để đánh giá mức độ thành công của việc bồi
dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS.
3. Giả thuyêt khoa học
Đề xuất được các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm, xây dựng
được quy trình bồi dưỡng NLTN trong dạy học vật lí và vận dụng các biện
pháp và quy trình đó vào dạy học phần Quang hình học - Vật lí 11 THPT thì

sẽ phát triển được NLTN cho HS góp phần nâng cao hiệu quả học tập vật lí.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở lí luận về bồi dưỡng
NLTN cho HS trong dạy học vật lý. Đưa ra khái niệm NLTN, cấu trúc của
NLTN thông qua dạy học phần quang hình học - Vật lí 11.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Bước đầu đánh giá được thực trạng công tác thực hành TN và thực
trạng bồi dưỡng NLTN của HS trong dạy học vật lí ở THPT.
- Đề xuất các biện pháp bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy học vật lí ở
trường THPT.
- Xây dưng quy trình bồi dưỡng NLTN trong dạy học vật lý THPT.


4

- Thiết kế tiến trình dạy học theo hướng bồi dưỡng NLTN trong chương
trình Vật lí 11 phần “Quang hình học”.
Đồng thời, đề tài có thể làm tài liệu tham khảo hữu ích cho GV và sinh
viên ngành Vật lí.
5. Bố cục của khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, khóa luận được chia
thành 3 chương:
- Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT.
Trong chương 1, làm rõ cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng năng lực thực
nghiệm và điều tra, phân tích thực trạng bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho
học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT Việt Trì.
- Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học phần “Quang hình học” Vật lí
11 theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm.

Trong chương 2, trình bày tiến trình dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng”,
bài “ Phản xạ toàn phần” và tổ chức hoạt động ngoại khóa theo chủ đề “Hội
thi Vật lí Vui ”. Các bài được thiết kế dựa trên quy trình bồi dưỡng năng lực
thực nghiệm trình bày ở chương 1.
- Chương 3: Thử nghiệm sư phạm
Trong chương 3, trình bày tiến trình thử nghiệm sư phạm với các chủ
đề đã thiết kế ở trường THPT Việt Trì và phân tích, xử lí kết quả thử nghiệm
sư phạm để từ đó đánh giá, nhận xét tính khả thi của các chủ đề theo hướng
phát triển năng lực thực nghiệm đã thiết kế.


5

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Khái quát về năng lực
1.1.1. Khái niệm năng lực
Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ 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.
Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí
riêng của cá nhân; nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp
một loại hoạt đông nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt
kết quả cao [1].
1.1.2. Sự hình thành và phát triển năng lực
Nguồn gốc phát sinh và quá trình phát triển năng lực là một vấn đề
phức tạp, tuân theo quy luật chung của sự phát triển nhân cách. Tâm lí học
hiện đại cho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân
cách. Chính trong quá trình sống, học tập, lao động, giao lưu, con người đã
hình thành và phát triển nhân cách của mình. Sự hình thành và phát triển năng

lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh
học, yếu tố hoạt động của chủ thể; môi trường xã hội và vai trò của giáo dục
[20].
1.2. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật lý
Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong
dạy học từng môn. Ở đây, trình bày hai quan điểm xây dựng các năng lực
chuyên biệt trong dạy học Vật lý .


6

1.2.1. Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng
lực chung [1].
Năng lực chung là các năng lực mà toàn bộ quá trình giáo dục ở
trường phổ thông đều phải hướng tới để hình thành ở HS, từng môn học sẽ
xác định sự thể hiện cụ thể của các năng lực chung ở trong môn học của
mình.
- Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân:
+ Năng lực tự học
+ Năng lực giải quyết vấn đề
+ Năng lực sáng tạo
+ Năng lực tự quản lý
- Nhóm năng lực về quan hệ xã hội:
+ Năng lực giao tiếp
+ Năng lực hợp tác
- Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong
quá trình hình thành các năng lực ở trên)
+ Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT)
+ Năng lực sử dụng ngôn ngữ
+ Năng lực tính toán

1.2.2. Xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học [1].
Với quan điểm này, người ta sẽ dựa trên đặc thù nội dung, phương
pháp nhận thức và vai trò của môn học đối với thực tiễn để đưa ra hệ thống
năng lực. Có nhiều nước trên thế giới tiếp cận theo cách này. Hệ thống năng
lực chuyên biệt môn Vật lí đối với HS [1].
- Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực hợp tác
- Năng lực thực nghiệm
- Năng lực quan sát
- Năng lực tự học
- Năng lực sáng tạo …


7

Trong đề tài này, tôi muốn hướng đến bồi dưỡng nâng cao NLTN cho
HS. Rèn luyện NLTN cho HS sẽ góp phần quan trọng vào việc rèn luyện
nhiều năng lực cho HS trong dạy học Vật lý.
1.3. Năng lực thực nghiệm
1.3.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm là năng lực thuộc nhóm năng lực về phương
pháp. Từ khái niệm năng lực và khái niệm thực nghiệm, có thể định nghĩa:
Năng lực thực nghiệm của HS là khả năng vận dụng phương pháp thực
nghiệm trong dạy học vật lý để giải quyết nhiệm vụ học tập một cách có hiệu
quả nhất. NLTN vật lí là một trong những năng lực chuyên biệt của bộ môn
vật lí. NLTN vật lí có thể hiểu là khả năng vận dụng các kiến thức, thái độ, kỹ
năng thực nghiệm trong lĩnh vực vật lí để giải quyết các vấn đề đặt ra trong
giờ học và trong thực tiễn. Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, bồi
dưỡng NLTN cho HS là việc hết sức cần thiết [1], [21].
1.3.2. Một số biểu hiện của học sinh có NLTN

Việc bồi dưỡng và trang bị cho HS có được NLTN là một trong những
vấn đề trọng tâm và cốt lõi trong quá trình giảng dạy Vật lí ở trường phổ
thông. NLTN của HS có thể nhận thức thông qua những thành tố làm nền tảng
của năng lực thực nghiệm được trình bày ở Hình 1.1 [1].
Năng lực thực nghiệm
+ Kiến thức vật lí liên quan đến quá trình cần khảo
Kĩ năng
sát
+ Thiết kế phương án thí nghiệm
+ Kiến thức về thiết bị, về an toàn
+ Chế tạo dụng cụ
+ Kiến thức về xử lí số liệu, kiến thức về sai số + Lựa chọn dụng cụ
+ Kiến thức về biểu diễn số liệu dưới dạng bảng + Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm
biểu, đồ thị
+ Thay đổi các đại lượng
+ Thái độ kiên nhẫn
+ Thái độ trung thực
+ Thái độ tỉ mỉ
+ Thái độ hợp tác
+ Thái độ tích cực

+ Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh
dụng cụ đo, đọc số liệu
+ Sửa chưa các sai hỏng thông
thường
+ Quan sát diễn biến hiện tượng
+ Ghi lại kết quả
+ Biểu diễn kết quả bằng bảng biểu,
đồ thị
+ Tính toán sai số

+ Biện luận, trình bày kết quả
+ Tự đánh giá cải tiến phép đo


8

Hình 1.1: Các thành tố của năng lực thực nghiệm [1]
1.3.3. Các thành tố của năng lực thực nghiệm [12], [21].
1.3.3.1. Nhận ra vấn đề cần nghiên cứu
Dựa vào kinh nghiệm trong cuộc sống hàng ngày (qua quan sát tự
nhiên, qua lao động sản xuất...) hoặc xuất phát từ kiến thức đã học, hoặc dựa
vào TN mở đầu, dưới sự chỉ đạo của GV, HS nêu ra vấn đề cần nghiên cứu.
Cụ thể là:
- Huy động được các kiến thức vật lí liên quan đến vấn đề cần
khảo sát.
- Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng…
diễn ra như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Các đại lượng trong
hiện tượng tự nhiên có mối quan hệ với nhau như thế nào?
- Diễn đạt được thành lời vấn đề cần nghiên cứu
1.3.3.2. Nêu được giả thuyết cho vấn đề cần nghiên cứu
- Dự đoán được câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra.
1.3.3.3. Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra
- Dự đoán được cần phải kiểm tra cái gì để kiểm chứng câu trả lời.
1.3.3.4. Đề xuất phương án TN để kiểm tra dự đoán và kế hoạch thực hiện TN
- HS biết hiện tượng cần tạo ra
- HS biết các đại lượng cần đo (nếu có)
- HS biết các dụng cụ cần có, biết sửa chữa các sai hỏng, biết chế
tạo các dụng cụ còn thiếu…
- HS vẽ được sơ đồ TN, lắp ráp được các dụng cụ thí nghiệm.
- HS thực hiện đúng các thao tác thí nghiệm.

- HS biết quan sát hiện tượng thí nghiệm, biết lập bảng (nếu cần),
biết đo lường các đại lượng cần đo và điền vào bảng số liệu.
1.3.3.5. Nhận xét và rút ra kết luận
- Tính các giá trị trung bình


9

- Tính toán, biểu diễn kết quả bằng bảng biểu, đồ thị, lập các mối
quan hệ giữa các đại lượng qua số liệu đo được.
- Tính toán sai số, tìm nguyên nhân và cách khắc phục sai số.
- Biện luận, rút ra kết quả, trình bày kết quả bằng lời.
1.4. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm cho học
sinh
Để rèn luyện NLTN khi giảng dạy vật lý GV cần từng bước rèn luyện
cho HS thực hiện các bước của phương pháp thực nghiệm trong các bài dạy
có TN.
1.4.1. Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu
Vấn đề xuất hiện khi đã có một số hiểu biết về các sự vật hay hiện
tượng vật lý nhưng chưa đầy đủ. Điều đặc biệt ở đây là nhận ra những lỗ
hổng trong kiến thức hoặc là mâu thuẫn giữa kiến thức và những TN hay
phép đo mới, những câu hỏi mà HS có thể trả lời một cách lôgic nhờ kiến
thức đã có hoặc có thể giải quyết được nhờ các quy tắc đã biết không phải
vấn đề theo nghĩa này [5].
1.4.2. Hướng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán (giả thuyết)
Cần phân biệt giả thuyết với những phỏng đoán vu vơ, không có căn cứ
và phân biệt giả thuyết với một kết luận được suy ra một cách lôgic từ một
điều chân thật đã biết [5]. Kết luận này không phải là giả thuyết và trong
trường hợp này cũng không còn vấn đề đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết nữa.
Dấu hiệu đặc trưng của giả thuyết là: Tính xác thực lúc đầu của nó chưa hoàn

toàn sáng tỏ, chỉ là có thể chứ chưa phải là chắc chắn. Giả thuyết đưa ra phải
có khả năng giải thích, dự đoán hiện tượng. Từ điều được coi là giả thuyết,
người ta có thể giải thích hiện tượng đã biết và tiên đoán hiện tượng có thể
xảy ra. Bước đề xuất giả thuyết là một khâu rất quan trọng vì nó đòi hỏi tư
duy trực giác sáng tạo của người nghiên cứu (chính là HS). Vì vậy, GV cần có
sự chỉ đạo công phu để hướng dẫn sự chú ý của HS vào vấn đề, linh hoạt gợi


10

mở cho HS. HS có thể hiểu không đúng câu hỏi, do xuất hiện những liên
tưởng mà GV không tính trước được, do quên hoặc bỏ qua những điều kiện
hạn chế, hoặc do những nguyên nhân khác khiến cho HS không trả lời đúng ý
GV muốn, thậm chí đưa ra những câu trả lời thiếu chính xác, sai và đôi khi
hoàn toàn bất ngờ. Cần phải hướng những kiến thức của HS vào việc phát
hiện những liên hệ bên trong của sự vật, hiện tượng. Nhưng không phải lúc
nào GV cũng nắm được một cách chính xác trình độ kiến thức cũng như kinh
nghiệm thực tiễn mà HS đã tích luỹ được. Vì thế, GV phải chuẩn bị hai hay
nhiều phương án đàm thoại với HS tuỳ theo tài liệu và đặc biệt là có sẵn hệ
thống câu hỏi gợi mở dẫn dắt HS định hướng vấn đề, nêu lên hoặc phỏng
đoán hoặc giả thuyết một cách sáng tạo.
1.4.3. Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra
Từ giả thuyết GV hướng dẫn HS sử dụng suy luận lôgíc hay suy luận
toán học để rút ra một hệ quả, dự đoán hiện tượng có thể xảy ra trong thực
tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý.
1.4.4. Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện
- Đề xuất phương án TN:
GV tổ chức cho HS để nhận ra:
+ Hiện tượng gì cần tạo ra, cần các dụng cụ gì? Sử dụng dụng cụ đo
nào, hiệu chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu như thế nào? Các dụng cụ TN được

lắp ráp như thế nào? Vẽ sơ đồ TN.
+ Thứ tự thực hiện TN như thế nào, các thao tác và thứ tự các thao tác
thí nghiệm cần thực hiện.
+ Thay đổi các đại lượng như thế nào?
+ Sửa chữa các dụng cụ hỏng, chế tạo dụng cụ cần thiết còn thiếu.
- Tiến hành thí nghiệm:
GV biểu diễn hoặc chia HS thành các nhóm và hướng dẫn HS tiến
hành theo kế hoạch đã dự định hướng dẫn HS:
+ Quan sát các hiện tượng xảy ra, diễn biến hiện tượng,


11

+ Đo các đại lượng, ghi các kết quả vào bảng
+ Ghi nhận kết quả TN: Hiện tượng xảy ra, các đại lượng đo được. Sau
khi HS đã đề xuất được phương án TN và bắt đầu TN, GV cần hướng dẫn HS
kiểm tra các dụng cụ TN để đảm bảo chính xác của các phép đo. Khi HS tiến
hành TN, GV cần uốn nắn cho HS các thao tác, kỹ thuật TN và đây chính là
việc rèn luyện cho HS tác phong làm việc của người nghiên cứu.
1.4.5. Nhận xét và rút ra kết luận
Sau khi có kết quả TN, GV tổ chức cho HS thảo luận, hướng dẫn HS:
+ Nhận xét, phân tích hiện tượng quan sát được và rút ra kết luận tương
ứng với kiến thức cần hình thành.
+ Tính giá trị trung bình, tính sai số.
+ Để xử lý các số liệu thu được thường có 3 cách để nhận ra mối quan
hệ giữa các đại lượng: biểu diễn kết quả bằng bảng; vẽ đồ thị về sự phụ thuộc
của các đại lượng; lập các tỉ số giữa các đại lượng. GV hướng dẫn HS thực
hiện các cách đó để rút ra kết luận về mối quan hệ giữa các đại lượng. Sau đó
GV hướng dẫn HS trình bày kết quả bằng lời về các định luật, định lý, qui tắc.
Khi phân tích và xử lý kết quả TN, GV hướng dẫn HS xác định độ tin

cậy của kết quả. Có trường hợp kết quả TN không phù hợp với điều dự đoán
từ giả thuyết thì cần lưu ý; hoặc là giả thuyết bị bác bỏ, hoặc kết quả TN chỉ
ra cho ta thấy phạm vi áp dụng của giả thuyết, hoặc kết quả của nó lại là động
lực của những nghiên cứu tiếp theo.
1.5. Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh để nâng cao hiệu
quả dạy học.
1.5.1. Tầm quan trọng việc bồi dưỡng NLTN cho HS trong dạy học vật lí.
Có thể nói, Vật lí học là cơ sở, là nền tảng của đa số các ngành kỹ thuật
và các quá trình sản xuất. Trong xã hội ngày nay sự bùng nổ của công nghệ
thông tin, khoa học công nghệ phát triển như vũ bão làm cho sự ra đời của các
thiết bị kỹ thuật phục vụ cho sản xuất ngày càng nhiều. Những thiết bị này


12

góp phần làm tăng năng suất lao động, tiết kiệm sức lao động cho con người
và sự phát triển này càng mạnh mẽ hơn trong tương lai. Sự phát triển đó đòi
hỏi người lao động phải luôn theo kịp với sự phát triển này và làm chủ được
các công nghệ mới. Nghĩa là họ phải hiểu rõ và có khả năng thao tác, vận
hành, sửa chữa được các thiết bị kỹ thuật cả cũ lẫn mới. Với những HS có
NLTN vật lý sẽ luôn có tâm thế sẵn sàng, tự tin chủ động trong việc tìm hiểu,
xem xét, sửa chữa các thiết bị, máy móc trong cuộc sống. Đồng thời những
HS này sẽ có khả năng tiếp cận thế giới tự nhiên tốt hơn, biết cách tìm hiểu và
khám phá tự nhiên, có một trực giác nhạy bén đối với các tình huống thực tế.
Đặc biệt, Vật lí học là một khoa học thực nghiệm nên với những HS có niềm
đam mê vật lí thì NLTN càng có ý nghĩa rất quan trọng. Vì vậy NLTN là một
trong những năng lực quan trọng mà người lao động cần có.
Việc bồi dưỡng NLTN sẽ giúp HS hình thành thói quen gắn kết các kiến
thức đã học vào thực tế cuộc sống, thấy được mối quan hệ mật thiết giữa lí
thuyết và thực tiễn. Sau khi học xong mỗi phần kiến thức, GV nên yêu cầu,

nhắc nhở HS liên hệ kiến thức lí thuyết vào thực tiễn, biết vận dụng các kiến
thức vào các tình huống thực tế trong đời sống hàng ngày. Điều đó có nghĩa
quan trọng trong việc kích thích hứng thú học tập của HS, đồng thời giúp HS
mở rộng vốn hiểu biết và phát triển toàn diện hơn.
1.5.2. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh
Để hình thành và phát triển được NLTN cho HS cần thực hiện các biện
pháp sau đây:
Tổ chức cho HS hoạt động phỏng theo phương pháp thực nghiệm.
Quá trình này được chia thành 6 giai đoạn [22]:
Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề
Vấn đề là những câu hỏi hay nhiệm vụ đặt ra mà việc giải quyết chúng
chưa có quy luật sẵn cũng như những tri thức, kĩ năng sẵn có chưa đủ giải
quyết mà còn khó khăn, cản trở cần vượt qua. Vấn đề phải được đặt ra thế nào
cho lí thú, kích thích tính tích cực nhận thức của HS, nghĩa là phải tạo ra tình


13

huống có vấn đề theo quy trình sau. Để tổ chức và rèn luyện cho HS phát
hiện, phát biểu vấn đề GV cần:
- Đặt câu hỏi, khi cần giúp đỡ HS thì gợi ý, định hướng chú ý của HS
vào những điều mâu thuẫn, bất ngờ trong tình huống vừa được tổ chức để HS
phát hiện ra vấn đề.
- Khích lệ HS nói lên cảm nhận, phát hiện của mình về vấn đề được đặt
ra, chưa yêu cầu phải dùng đúng hoặc chính xác ngôn ngữ khoa học. Lưu ý
đến các ý kiến trái ngược hoặc chưa đúng để hướng dẫn HS điều chỉnh hướng
suy nghĩ cho phù hợp.
- Uốn nắn, chỉ dẫn và luyện cho HS phát biểu thành lời vấn đề của bài
học, sử dụng hợp lí ngôn từ vật lí.
- Căn cứ vào trình độ HS, vào nội dung của bài học mà lựa chọn và đưa

ra mức độ thích hợp nhằm yêu cầu HS tự phát biểu vấn đề của bài học. Lúc
đầu có thể đưa ra mức độ cao hơn để thăm dò, sau đó hướng dẫn và giảm bớt
khó khăn cho HS khi cần thiết.
Giai đoạn 2: Đưa ra dự đoán
Dự đoán, giả thuyết là một giai đoạn rất quan trọng của quá trình
nghiên cứu. Hướng dẫn để HS dự đoán những việc phải làm, những hiện
tượng sẽ xảy ra…sẽ giúp HS tăng cường các hoạt động tư duy và tưởng
tượng.
Căn cứ để hướng dẫn HS đưa ra dự đoán:
- Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có, một hoàn cảnh đã
gặp.
- Dựa vào sự tương tự.
- Dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời,
cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả giữa chúng.
- Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết
sang một lĩnh vực khác.
Giai đoạn 3: Suy luận rút ra hệ quả


14

Việc suy ra hệ quả được thực hiện bằng suy luận lôgic hay suy luận
toán học.
Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án TN kiểm tra
Những căn cứ để hướng dẫn HS đề xuất phương án TN kiểm tra:
- Căn cứ vào vốn sống, sử dụng một kinh nghiệm tích lũy được của HS.
- Căn cứ vào vốn kiến thức đã được học.
- Căn cứ vào sự liên tưởng tới một việc, một cách làm đã biết, đã nghe
nói đến, vận dụng vào một hoàn cảnh mới không hoàn toàn giống như cái cũ.
- Dựa vào sự hướng dẫn của GV và sự giúp đỡ của bạn bè trong hoạt

động nhóm. Sự gợi mở, hướng dẫn đúng lúc, đúng cách của GV, sự trao đổi
với các bạn cùng nhóm và khác nhóm, sẽ giúp HS vượt qua những khó khăn
tưởng như quá sức để đi đến những đề xuất, những giải pháp thực nghiệm hợp
lí, sáng tạo.
Giai đoạn 5: Hợp thức hóa kết quả nghiên cứu
- Yêu cầu mỗi nhóm có sự phân công công việc cho từng thành viên, cử
đại biểu nhóm báo cáo kết quả nghiên cứu trước lớp. Việc phân công này cần
phải luân phiên để HS nào cũng được rèn luyện. Mặt khác, cần lưu ý giúp đỡ
các HS rụt rè, những HS học lực yếu để tạo điều kiện cho HS vươn lên.
- Trong việc tổ chức tranh luận hợp thức hóa kết quả nghiên cứu, GV là
người hướng dẫn và trọng tài, cần giúp HS lập luận có lí lẽ và cơ sở thực tiễn,
biết phân tích kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong những điều kiện cụ thể.
Việc chuẩn xác hóa các kết luận gắn liền với việc rèn luyện cho HS sử dụng
ngôn ngữ khoa học để biểu đạt các hiện tượng, định luật được nghiên cứu. Nó
càng quan trọng hơn đối với các lớp đầu cấp và cần được GV thực hiện
thường xuyên qua mỗi bài học.
- Cần dựa vào trình độ thực tế của HS và vào tình hình cụ thể của tiến
trình dạy học mà đưa ra mức độ thích hợp đối với từng lớp và từng bài học.
Giai đoạn 6: Ứng dụng kiến thức mới


15

Để HS có thể vận dụng được kiến thức một cách sáng tạo, làm cho việc
nắm vững kiến thức trở lên sâu sắc, bền vững, GV cần tận dụng tối đa các bài
tập vận dụng đã được chuẩn bị trong SGK và sách bài tập, đồng thời suy nghĩ,
tìm tòi để đưa ra các ứng dụng cụ thể, gần gũi trong đời sống và kĩ thuật;
khuyến khích HS làm các bài tập thực nghiệm, sáng chế các thiết bị vận dụng
kiến thức đã học, làm các đồ chơi; phát hiện, thu thập các tài liệu, tranh ảnh,
các thiết bị, dụng cụ có ứng dụng kiến thức trong thực tế.

1.5.3. Quy trình bồi dưỡng năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh
Bồi dưỡng NLTN trong dạy học vật lí cần tập trung bồi dưỡng hệ thống
các kỹ năng thực nghiệm cho HS. Do đó, trước khi bồi dưỡng GV cần xác
định rõ các kỹ năng thực nghiệm cần bồi dưỡng cho HS. Từ việc nghiên cứu
hệ thống các kỹ năng thực nghiệm và căn cứ vào nội dung bài học, GV xem
bài học đó có thể bồi dưỡng những kỹ năng nào. Mỗi bài học GV có thể bồi
dưỡng cho HS nhiều kỹ năng. Tuy nhiên, tùy thuộc vào tình hình thực tế, GV
cần lựa chọn những kỹ năng quan trọng để bồi dưỡng với hiệu quả cao.
Quy trình bồi dưỡng NLTN cho HS gồm 5 bước:
Bước 1. Xác định hình thức tổ chức bồi dưỡng
Hiện nay, các hình thức tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông chủ
yếu là hình thức bài lên lớp, còn hình thức tham quan, ngoại khoá, hình thức
tự học ở nhà thực hiện khá hạn chế. Quá trình bồi dưỡng NLTN có thể thực
hiện lồng ghép khi GV triển khai các hình thức này. Đối với hình thức dạy
học theo bài lên lớp, GV có thể bồi dưỡng với loại bài nghiên cứu kiến thức
mới, bài luyện tập cũng cố kiến thức hay bài thực hành TN. Với hình thức tự
học ở nhà, GV có thể giao nhiệm vụ chế tạo dụng cụ dựa trên các nguyên tắc
vật lí hay làm các bài tập TN.
Bước 2. Xác định kỹ năng và mục tiêu cần đạt được
Căn cứ vào nội dung và hình thức bồi dưỡng mà GV lựa chọn những
kỹ năng thực nghiệm phù hợp để bồi dưỡng cho HS. Mỗi kỹ năng lại có nhiều
mức độ khác nhau, GV cần dựa vào năng thực tế của HS mà đề ra mục tiêu về


16

các mức độ hình thành kỹ năng cho phù hợp. Đối với những HS học lực yếu,
kỹ năng xây dựng giả thuyết chỉ đặt ra ở mức dự đoán được câu trả lời dưới
sự hướng dẫn của GV. Còn với HS khá, giỏi GV cần đề ra mức độ cao hơn là
thực hiện từ giả thuyết suy ra hệ quả mà không cần sự hướng dẫn của GV.

Các mục tiêu đưa ra cần được lượng hoá cụ thể, chi tiết để GV lấy đó làm cơ
sở đánh giá hiệu quả quá trình bồi dưỡng.
Bước 3. Lập kế hoạch và tổ chức bồi dưỡng
Việc thiết kế kế hoạch bồi dưỡng cần được chuẩn bị kĩ càng và chu đáo.
Một kế hoạch tốt sẽ giúp GV có định hướng rõ ràng khi tiến hành tổ chức bồi
dưỡng. Các công đoạn GV cần thực hiện khi lập kế hoạch và tổ chức bồi
dưỡng:
a. Xác định các điều kiện về phương tiện, thiết bị, không gian, thời
gian
Trong quá trình bồi dưỡng NLTN cho HS thì phương tiện, thiết bị là
không thể thiếu. Do đó khi lập kế hoạch bồi dưỡng, GV cần chuẩn bị trước
các phương tiện, thiết bị cần sử dụng. Bên cạnh đó việc lập kế hoạch cũng cần
chú ý đến điều kiện về không gian (lớp học truyền thống, phòng thực hành
hay không gian ngoài trời), chú ý đến thời gian tổ chức bồi dưỡng.
b. Dự kiến cách thức tổ chức bồi dưỡng
Để việc bồi dưỡng diễn ra có hiệu quả GV cần định hình trước cách
thức tổ chức bồi dưỡng.
c. Xây dựng kế hoạch tổ chức kiểm tra đánh giá
Kiểm tra đánh giá là một khâu không thể thiếu trong quá trình dạy học.
Mục đích của kiểm tra đánh giá là công khai hoá về năng lực, kết quả học tập
của mỗi HS đồng thời GV cũng nhận ra những điểm mạnh, yếu để tự hoàn
thiện hoạt động dạy, phấn đấu nâng cao chất lượng dạy học. Kiểm tra đánh giá
cần dựa vào mục tiêu ban đầu đã đặt ra và được GV lên kế hoạch rõ ràng, chi
tiết. Trong kế hoạch cần thể hiện các yếu tố như: phương thức tiến hành kiểm
tra (quan sát HS làm việc, lập bảng theo dõi HS trong quá trình bồi dưỡng),