BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Trịnh Nguyễn Hữu Dũng

KHẢO SÁT LẬP LUẬN CỦA HỌC SINH VỀ
MỘT SỐ CÂU HỎI MAGNETISM CONCEPTUAL
SURVEY SAU KHI HỌC CHƯƠNG
“TỪ TRƯỜNG” – VẬT LÍ 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Trịnh Nguyễn Hữu Dũng

KHẢO SÁT LẬP LUẬN CỦA HỌC SINH VỀ
MỘT SỐ CÂU HỎI MAGNETISM CONCEPTUAL
SURVEY SAU KHI HỌC CHƯƠNG
“TỪ TRƯỜNG” – VẬT LÍ 11

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số

: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN ĐÔNG HẢI

Thành phố Hồ Chí Minh – 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng cơng bố trong bất kì
cơng trình nào khác.
Tác giả

Trịnh Nguyễn Hữu Dũng


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình làm luận văn, tác giả đã nhận được sự động viên, giúp đỡ và hỗ
trợ nhiệt tình từ gia đình, thầy cơ, nhà trường và bạn bè. Thông qua luận văn, tác giả
muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến:
- Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều
kiện thuận lợi để tác giả có thể học tập tại trường.
- TS. Nguyễn Đông Hải – GV hướng dẫn trực tiếp – người thầy đã tận tình giúp
đỡ và chỉ dẫn, định hướng cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hồn chỉnh
luận văn.
- Q thầy cơ khoa Vật lí và Phịng Sau đại học Trường Đại học Sư phạm
Thành phố Hồ Chí Minh cũng như các anh (chị), các bạn học viên lớp Lí luận và
phương pháp dạy học mơn Vật lí K25 Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí
Minh đã giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian làm luận văn.
- Quý thầy cơ bộ mơn Vật lí và các em học sinh lớp 11 tại trường THPT
Nguyễn Du và Nguyễn Khuyến đã giúp tác giả thực hiện khảo sát trong luận văn.
- Gia đình cùng bạn bè đã ln bên cạnh động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian

học tập và thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tác giả xin kính gửi lời chúc sức khỏe và hạnh phúc đến tất cả mọi
người.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2016

Trịnh Nguyễn Hữu Dũng


MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài...............................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................................2
3. Giả thuyết khoa học .........................................................................................................2
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ...............................................................................2
5. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................................2
6. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................................2
7. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu .....................................................................3
8. Đóng góp của đề tài .........................................................................................................3
9. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................................3
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN..........................................................................................4
1.1. Vấn đề nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí ................................................4
1.1.1. Khái niệm về lập luận của HS trong học vật lí...............................................4
1.1.2. Sự cần thiết nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí .............................5
1.1.3. Phương pháp nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí ..........................7

1.2. Bài MCS trong nghiên cứu dạy học vật lí .................................................................8
1.2.1. Giới thiệu về bài MCS.......................................................................................8
1.2.2. Thực trạng sử dụng bài MCS trong nghiên cứu dạy học vật lí ................. 10
1.2.3. Lí do sử dụng bài MCS trong đề tài này ...................................................... 17
Kết luận chương 1 .............................................................................................................. 18
CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT LẬP LUẬN CỦA HỌC SINH SAU KHI HỌC
CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” ............................................................................................ 19


2.1. Khảo sát một số câu hỏi MCS trên học sinh .......................................................... 19
2.1.1. Đối tượng khảo sát .......................................................................................... 19
2.1.2. Phương pháp thực hiện................................................................................... 19
2.1.3. Tổng quan kết quả khảo sát ........................................................................... 20
2.2. Phỏng vấn một số học sinh đã tham gia khảo sát .................................................. 22
2.2.1. Đối tượng phỏng vấn ...................................................................................... 22
2.2.2. Phương pháp thực hiện................................................................................... 25
2.3. Phân tích lập luận của HS về các khái niệm trong chương “Từ trường”............ 25
2.3.1. Từ trường ......................................................................................................... 25
2.3.2. Đường sức từ ................................................................................................... 28
2.3.3. Cảm ứng từ ...................................................................................................... 31
2.3.4. Lực từ tác dụng lên dòng điện thẳng ............................................................ 33
2.3.5. Lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động ........................................ 35
Kết luận chương 2 .............................................................................................................. 40
CHƯƠNG 3. SỰ TƯƠNG QUAN CỦA QUÁ TRÌNH DẠY HỌC VÀ LẬP
LUẬN CỦA HỌC SINH SAU KHI HỌC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”................ 41
3.1. Lí giải sự tương quan của quá trình dạy học và lập luận của học sinh sau
khi học chương “Từ trường” .................................................................................... 41
3.2. Đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quả quá trình dạy học đối với
lập luận của học sinh cho chương “Từ trường” ..................................................... 45
3.2.1. Tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo tiến trình xây dựng tri

thức khoa học .................................................................................................... 45
3.2.2. Tổ chức hoạt động nhận thức của HS theo hướng phát triển năng
lực giải quyết vấn đề......................................................................................... 49
3.2.3. Hệ thống hóa bài học với sơ đồ tư duy ........................................................ 51
3.2.4. Sử dụng bài tập định tính ............................................................................... 52
Kết luận chương 3 .............................................................................................................. 56
KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 58
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GV

:

Giáo viên

HS

:

Học sinh

NPV :

Người phỏng vấn

THPT :


Trung học phổ thông


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Các kiến thức và câu hỏi thể hiện chúng trong bài MCS ...........................9

Bảng 1.2.

Tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên năm ba và năm tư đã
chọn về các câu hỏi trong bài MCS ở tiền kiểm....................................... 12

Bảng 1.3.

Tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên năm ba và năm tư đã
chọn về các câu hỏi trong bài MCS ở hậu kiểm ....................................... 13

Bảng 1.4.

Tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên tốt nghiệp đã chọn về
các câu hỏi trong bài MCS ở hậu kiểm...................................................... 13

Bảng 1.5.

Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của
lớp đại số ở tiền kiểm................................................................................... 14

Bảng 1.6.


Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của
lớp đại số ở hậu kiểm ................................................................................... 14

Bảng 1.7.

Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của
lớp giải tích ở tiền kiểm ............................................................................... 15

Bảng 1.8.

Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của
lớp giải tích ở hậu kiểm ............................................................................... 15

Bảng 1.9.

Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của
lớp giải tích nâng cao ở hậu kiểm .............................................................. 15

Bảng 1.10.

Kết quả kiểm định sự khác biệt về điểm trung bình giữa lớp đại số
và giải tích ở tiền kiểm ................................................................................ 16

Bảng 1.11.

Kết quả kiểm định sự khác biệt về điểm trung bình giữa lớp đại số
và giải tích ở hậu kiểm................................................................................. 16

Bảng 2.1.


Các khái niệm cần khảo sát trong chương “Từ trường” .......................... 20

Bảng 2.2.

Kết quả khảo sát của HS trường Nguyễn Du............................................ 21

Bảng 2.3.

Kết quả khảo sát của HS trường Nguyễn Khuyến ................................... 22

Bảng 2.4.

Bộ câu hỏi phỏng vấn HS và các khái niệm liên quan ............................ 23


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1.

Độ khó của các câu hỏi trong MCS ........................................................... 11

Hình 1.2.

Độ phân cách của các câu hỏi trong MCS ................................................ 12

Hình 2.1.

Đồ thị tỷ lệ % HS chọn đúng mỗi câu trong bài khảo sát ....................... 22

Hình 3.1.


Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức .......................................... 45


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Khi học bộ mơn vật lí, học sinh được trang bị kiến thức vật lí, bên cạnh đó học
sinh cần phải được trang bị kỹ năng lập luận về các kiến thức hay hiện tượng vật lí,
mở rộng ra là phát triển kỹ năng lập luận khoa học. Lập luận là kết quả của sự kết hợp
giữa các năng lực tư duy và ngôn ngữ của con người. Để có một lập luận đạt được
hiệu quả thuyết phục cao đòi hỏi sự kết hợp của nhiều yếu tố, đó là sự vận dụng các
luận cứ - lí lẽ một cách chặt chẽ, sắc sảo; là kỹ năng sử dụng các phương tiện ngôn
ngữ một cách hiệu quả.
Trên thế giới đã có nhiều cơng trình nghiên cứu sự hiểu biết của học sinh về
các chủ đề vật lí, trong đó có các bài như: bộ câu hỏi về các khái niệm về lực (Force
Concept Invention – FCI) của nhóm tác giả David Hestenes, Malcolm Wells và Gregg
Swackhamer; bộ câu hỏi về nhiệt lượng và nhiệt độ (Heat and Temperature
Conceptual Evaluation – HTCE) của Ron Thornton and David Sokoloff; bộ câu hỏi về
điện và từ (Conceptual Survey in Electricity and Magnetism – CSEM) của Paula V.
Engelhardt, Robert J. Beichner; bộ câu hỏi về từ trường (Magnetism Conceptual
Survey – MCS) của Chandralekha Singh và Jing Li. Kiểm tra trắc nghiệm là một cơng
cụ hữu ích cho việc khảo sát học tập vật lí của học sinh, tuy nhiên có một nhược điểm
là q trình suy nghĩ của học sinh không được thể hiện qua câu trả lời. Vì thế, kiểm tra
trắc nghiệm kết hợp với phỏng vấn để khảo sát lập luận của học sinh là công cụ mạnh
mẽ để đánh giá được quá trình học tập vật lí của học sinh.
Trong chương trình vật lí phổ thơng lớp 11, chương “Từ trường” có một vai trị
khá quan trọng. Chương này có nhiều hiện tượng, khái niệm vật lí, thí nghiệm rất khó
biểu diễn cho học sinh thấy một cách rõ ràng. Cần nghiên cứu về lập luận để phát hiện
những khó khăn của học sinh trong diễn giải các khái niệm từ trường, cách xác định

và áp dụng chúng trong cách trường hợp khác nhau. Việc xác định các khó khăn đó sẽ
giúp giáo viên trong việc thiết kế bài giảng giải quyết khó khăn cho học sinh, làm cho
quá trình dạy và học đạt hiệu quả cao hơn.


2

Với những lí do trên, tơi lựa chọn nghiên cứu đề tài “Khảo sát lập luận của
học sinh về một số câu hỏi bài Magnetism Conceptual Survey sau khi học chương
“Từ trường” – Vật lí 11”.
2. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát lập luận của học sinh về một số khái niệm quan trọng trong chương
“Từ trường” – Vật lí 11.
3. Giả thuyết khoa học
Có thể sử dụng một số câu hỏi của bài MCS và thông qua phỏng vấn để khảo
sát lập luận của học sinh về một số khái niệm quan trọng trong chương “Từ trường” –
Vật lí 11.
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu: Lập luận của học sinh về một số khái niệm quan trọng
trong chương “Từ trường” – Vật lí 11.

-

Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 11 trường Nguyễn Du và Nguyễn
Khuyến.

5. Phạm vi nghiên cứu
-


Học sinh lớp 11 trường THPT Nguyễn Du và Nguyễn Khuyến.

-

Một số câu hỏi của bài MCS.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Nghiên cứu các cơng trình trên thế giới về khảo sát sự hiểu biết của học sinh về
các khái niệm từ trường.

-

Nghiên cứu cơ sở lí luận về vấn đề khảo sát các lập luận của học sinh trong học
tập vật lí.

-

Nghiên cứu cơ sở lí luận về phương pháp quan sát, phương pháp phỏng vấn và
các phương pháp phân tích dữ liệu định tính và định lượng.


3

-

Quan sát các tiết dạy chương “Từ trường” – Vật lí 11.


-

Khảo sát lập luận của học sinh bằng một số câu hỏi của bài MCS và thông qua
phỏng vấn học sinh.

-

Phân tích dữ liệu định tính và định lượng để rút ra kết luận.

7. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
-

Phương pháp: nghiên cứu lí luận, điều tra khảo sát, quan sát lớp học và phỏng
vấn.

-

Phương tiện: phiếu khảo sát, phiếu quan sát, máy ghi âm.

8. Đóng góp của đề tài
-

Phát hiện được những quan niệm còn tồn tại của học sinh sau khi học chương
“Từ trường”.

-

Cung cấp tài liệu có giá trị cho giáo viên, các nhà nghiên cứu giáo dục về việc
sử dụng câu hỏi MCS để khảo sát lập luận của học sinh.


-

Đánh giá sự tương quan của quá trình dạy học ở chương “Từ trường” lên
những lập luận của học sinh về kiến thức từ trường.

9. Nội dung nghiên cứu
Cấu trúc của luận văn:
Chương 1 – Cơ sở lí luận.
Chương 2 – Khảo sát lập luận của học sinh sau khi học chương “Từ trường”.
Chương 3 – Sự tương quan của quá trình dạy học và lập luận của học sinh sau
khi học chương “Từ trường”.


4

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN
1.1. Vấn đề nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí
1.1.1. Khái niệm về lập luận của HS trong học vật lí
Trong đời sống, con người sử dụng ngôn ngữ trong nhiều mục đích giao tiếp
khác nhau, địi hỏi phải sử dụng những phương thức biểu đạt khác nhau. Khi cần kể
một câu chuyện, ta dùng phương thức tự sự. Khi cần giới thiệu hình ảnh một sự vật,
một cảnh sinh hoạt hoặc phong cảnh thiên nhiên, ta thường dùng phương thức miêu tả,
thuyết minh. Khi cần bộc lộ cảm xúc người ta dùng phương thức biểu cảm...
Trong giao tiếp, con người cần phải bày tỏ, phát biểu những suy nghĩ, đánh giá,
thể hiện quan điểm, tư tưởng của mình trước một vấn đề nào đó, qua đó thuyết phục
người đọc hay người nghe chấp nhận ý kiến, quan điểm của mình, nhằm làm thay đổi
nhận thức và hành động của họ. Khi các hoạt động giao tiếp ngơn ngữ (nói và viết)
được thực hiện với mục đích như vậy cũng tức là chúng ta đã thực hiện hành động
“lập luận” [11].
Lập luận trong Logic học gọi là suy luận, suy lí hoặc suy diễn logic. Theo đó,

Logic học định nghĩa: “Suy luận là hình thức của tư duy, trong đó từ một số tri thức đã
có rút ra tri thức mới” [7]. Suy luận là hoạt động của tư duy trừu tượng, diễn ra trong
đầu óc con người. Tuy nhiên, tư duy khơng thể tồn tại bên ngồi ngơn ngữ (dưới các
dạng ngơn ngữ thầm hay phát ngơn nói và viết). Hoạt động suy luận khi được hiện
thực hóa bằng ngơn ngữ dưới các dạng phát ngơn nói và viết thì được gọi là “lập
luận”.
Từ phương diện ngôn ngữ, lập luận được định nghĩa:
-

Từ điển từ Hán – Việt Nhà xuất bản Văn hóa Thơng tin (2007) định nghĩa:
“Lập luận là sắp đặt ý tứ và lí lẽ lập thành lời nghị luận”.

-

Từ điển Tiếng Việt của Viện Ngôn ngữ học định nghĩa: “Lập luận là trình
bày lí lẽ một cách có hệ thống, có logic nhằm chứng minh cho một kết luận
về một vấn đề”.


5

Từ những định nghĩa trên, tác giả đưa ra khái niệm: “Lập luận của HS trong
học vật lí là sự trình bày một số tri thức vật lí đã có một cách có hệ thống, có logic
nhằm chứng minh cho một kết luận về một vấn đề (bài toán) vật lí”.
1.1.2. Sự cần thiết nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí
Mục tiêu dạy học mơn Vật lí về kiến thức HS phải có được một hệ thống kiến
thức vật lí phổ thơng, cơ bản trong các lĩnh vực vật lí học. Bên cạnh đó HS cần đạt
một số kỹ năng đặc thù của bộ môn như: [4]
-


Phân tích, tổng hợp và xử lí các thơng tin hay các dữ liệu thu được để rút ra
kết luận;

-

Đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các
hiện tượng vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự
đốn đã đề ra;

-

Vận dụng kiến thức để mơ tả và giải thích các hiện tượng và q trình vật lí
đơn giản, để giải các bài tập vật lí chỉ địi hỏi những suy luận logic và
những phép tính cơ bản và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và
sản xuất;

-

Sử dụng các thuật ngữ vật lí, các bảng, đồ thị, ... để trình bày rõ ràng chính
xác những hiểu biết, cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử lí
thơng tin.

Lập luận của HS về các bài tốn vật lí có thể thể hiện được các mục tiêu kể trên
đã đạt được hay chưa, từ đó GV mới tìm ra biện pháp sư phạm để tác động lên HS sao
cho phù hợp với mức năng lực của các em. Chính vì thế, nghiên cứu lập luận của HS
luôn là vấn đề cần thiết và quan trọng trong nghiên cứu dạy học [6].
Nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí là nghiên cứu xem HS sử dụng
những khái niệm vật lí đã học để giải quyết bài tốn vật lí như thế nào, HS có thể trình
bày những kiến thức vật lí để giải thích một cách hợp lí, đúng đắn cho bài tốn vật lí
được đặt ra hay khơng.



6

Mục tiêu cần đạt được khi giải một bài toán vật lí nói chung là tìm được câu trả
lời đúng đắn, giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ. Trong
đó, việc xác lập lời giải thường gây cho HS nhiều khó khăn vì nó địi hỏi phải lập luận
một cách logic, có căn cứ đầy đủ và xác đáng về mặt kiến thức. Thực tế nghiên cứu
cho thấy, HS thường có xu hướng đưa ra những lời giải đáp không thỏa đáng, hời hợt,
thậm chí khơng chính xác. Nhiều HS đã thu gọn toàn bộ những lập luận cần thiết vào
một cái tên gọi của khái niệm, của định luật hay của một hiện tượng vật lí nào đó [3].
Chẳng hạn, với câu hỏi “Tại sao hạt mang điện bay vào từ trường thì bị lệch phương
chuyển động?”, câu trả lời theo kiểu mượn tên của khái niệm như “Hạt mang điện bay
vào từ trường thì bị lệch phương chuyển động vì hạt chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ”
là không thể chấp nhận được. Bởi vì như định nghĩa ở trên, lập luận là cần phải trình
bày một số tri thức vật lí đã có một cách có hệ thống, có logic chứ không phải đưa ra
tên khái niệm, cần phải giải thích được nguồn gốc của lực Lo-ren-xơ như trong ví dụ
trên.
Để đưa ra kết luận cho bài tốn vật lí có khi HS phải dựa vào vốn kiến thức của
mình về sự hiểu biết các quy tắc, định luật, trên cơ sở các phép suy luận logic mới có
thể tìm ra những phương án tốt nhất để giải quyết yêu cầu của đề bài. Trong q trình
học vật lí, phần lớn HS đều khơng có khả năng liên kết các kiến thức được học với
những kinh nghiệm thường ngày về thế giới vật chất [12].
Đối với HS phổ thông, việc đưa ra một kết luận hồn chỉnh, chính xác cho một
bài tốn vật lí khơng phải là một việc đơn giản, mà cần phải có thời gian và sự định
hướng về mặt phương pháp của GV. Vì lập luận cần xây dựng những suy luận logic
dựa trên các định luật vật lí nên chúng là phương tiện rất tốt để đánh giá sự phát triển
tư duy, xem xét sự hiểu biết về bản chất của các hiện tượng vật lí và những quy luật
của chúng, thể hiện khả năng vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của HS.
Như vậy, nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí giúp giáo viên có thể tìm

hiểu được những kiến thức tồn tại hiện có của HS để từ đó bổ sung hoặc sửa chữa
những kiến thức cịn sai sót.


7

1.1.3. Phương pháp nghiên cứu lập luận của HS trong học vật lí
Lập luận là hoạt động của tư duy trừu tượng diễn ra trong não người. Quan sát
quá trình hoạt động đó diễn ra như thế nào là khơng thể được. Vì thế muốn nghiên cứu
lập luận của HS buộc nhà nghiên cứu phải thông qua sự hiện thực hóa lập luận bằng
ngơn ngữ dưới các dạng phát ngơn nói và viết. Tác giả sử dụng phương pháp phỏng
vấn để HS nói ra q trình suy nghĩ của mình. Mục đích của cuộc phỏng vấn khơng
phải là làm thay đổi suy nghĩ của HS mà chỉ làm cho các em bộc lộ những suy nghĩ về
vấn đề được hỏi đến.
Phương pháp phỏng vấn là phương pháp được sử dụng phổ biến trong nghiên
cứu giáo dục và tâm lí để tìm hiểu sâu những suy nghĩ của người học [15]. Các nhà
nghiên cứu và GV cũng thấy rằng cuộc phỏng vấn thường cung cấp những đánh giá
chính xác hơn bất kì phương pháp nào vì nó cung cấp một cái nhìn sâu sắc hơn về tư
duy và những quan niệm sai lầm của HS [17].
Phỏng vấn là cách người nghiên cứu hỏi trực tiếp đối tượng nghiên cứu thông
qua ngôn ngữ nói và tiếp xúc nhau khi trả lời (có thể qua truyền hình) và thơng qua đó
tìm hiểu về những điều cần biết. Cuộc phỏng vấn khơng có tiêu chuẩn xác định vì mỗi
cuộc phỏng vấn diễn ra là khác nhau cho mỗi đối tượng được phỏng vấn.
Người phỏng vấn cần phải có kinh nghiệm và nghệ thuật giao tiếp để có thể
tiếp cận và thuyết phục đối tượng cộng tác và tích cực nói ra những suy nghĩ của họ,
từ đó mới có thể thu thập được nhiều thông tin nhất. Người phỏng vấn cần tạo không
gian như một cuộc trị chuyện, khơng mang tính chất một buổi làm việc để đối tượng
bộc lộ suy nghĩ của mình. Người phỏng vấn tuyệt đối không phán xét hay hướng dẫn
ngầm, không phản ứng với câu trả lời của người được phỏng vấn dựa trên quan điểm
cá nhân.

Mục đích của cuộc phỏng vấn là để thu thập những dữ liệu “tinh khiết” về quan
điểm cá nhân của người được phỏng vấn nên các câu hỏi sử dụng trong cuộc phỏng
vấn thường là: [20]
-

Bạn có thể nói cho tơi biết bạn đang nghĩ gì?


8

-

Bạn có thể nói lớn những gì bạn đang nghĩ?

-

Bạn có thể nói làm thế nào bạn làm ra kết quả như vậy? Làm thế nào bạn biết
được?

-

Chỉ là dự đoán của bạn?

-

Tại sao?

-

Như thế nào?


1.2. Bài MCS trong nghiên cứu dạy học vật lí
1.2.1. Giới thiệu về bài MCS
Bài MCS được ra đời và phát triển bởi nhóm tác giả Jing Li và Chandralekha
Singh là hai giảng viên của khoa Vật lí và Thiên văn học tại trường Đại học
Pittsburgh, Mỹ.
Mục tiêu của bài MCS là đánh giá những hiểu biết của sinh viên về các kiến
thức của từ trường. Bài MCS được sử dụng cho cả tiền kiểm và hậu kiểm. Tiền kiểm
được sử dụng vào đầu khóa học để thu được những ý tưởng ban đầu của sinh viên về
từ trường khi bắt đầu học. Hậu kiểm được sử dụng vào cuối khóa học để đánh giá
những gì sinh viên đã học được. Qua đó, bài MCS có thể đánh giá được hiệu quả việc
giảng dạy của giảng viên về từ trường [18].
Việc thiết kế bài MCS bắt đầu bằng một bài kiểm tra có tất cả các kiến thức
mong muốn khảo sát ở sinh viên. Nhóm tác giả đã lập ra bảng nội dung và mức độ
phức tạp các kiến thức cần khảo sát. Trong quá trình này, nhóm tác giả đã tham khảo
ý kiến một số giảng viên có kinh nghiệm dạy đại cương điện – từ trường về các khái
niệm quan trọng về từ trường. Nhóm tác giả phân loại mức độ phức tạp của kiến thức
bằng việc sử dụng nguyên tắc phân loại đơn giản của Bloom: nhận biết, thông hiểu và
vận dụng kiến thức vào các tình huống khác nhau. Sau đó, nhóm tác giả phác thảo
bảng nội dung và mức độ phức tạp về kiến thức cùng với các tiêu chí để thực hiện
khảo sát được xem xét bởi ba giảng viên vật lí tại Đại học Pittsburgh. Các câu trả lời
của sinh viên trong bài khảo sát và thông qua các cuộc phỏng vấn đã giúp nhóm tác
giả trong việc thiết kế các đáp án nhiễu tốt nhất cho các câu hỏi trắc nghiệm. Nhóm


9

tác giả đã chọn ra bốn đáp án nhiễu phù hợp với sai lầm phổ biến của sinh viên để
tăng độ phân cách của các câu trắc nghiệm. Ba giảng viên vật lí được yêu cầu xem xét
lại các câu hỏi trắc nghiệm và nhận xét về sự phù hợp của bài khảo sát đối với khóa

học vật lí để phát hiện sự không rõ ràng trong từ ngữ được dùng trong bài khảo sát.
Từ kết quả thăm dò và kiểm kê, bài MCS được thiết kế với 30 câu hỏi trắc
nghiệm với thời gian làm bài là 40-50 phút. Các kiến thức và câu hỏi thể hiện chúng
trong bài MCS như bảng sau.
Bảng 1.1. Các kiến thức và câu hỏi thể hiện chúng trong bài MCS [18]
Kiến thức

Câu hỏi

Lực từ tác dụng lên thanh nam châm

1, 2, 3

Phân biệt giữa lưỡng cực điện và lưỡng cực từ

4, 5, 6

Hướng của từ trường bên trong và bên ngoài một
thanh nam châm
Lực tác dụng lên một hạt tích điện trong từ trường

7, 8

và trong các trường khác

15, 18, 19, 26

Chuyển động khơng nhất thiết phải có lực

9, 13, 17


Hướng chuyển động và lực từ tác dụng lên một
hạt tích điện chuyển động trong từ trường

10, 14, 16, 17

Công thực hiện bởi lực từ

11, 12

Lực tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt
trong từ trường
Phân biệt giữa dây dẫn mang dòng điện hướng
vào/ra mặt phẳng tờ giấy và điện tích đứng n
Từ trường sinh ra bởi các vịng dây có dịng điện

21, 25, 27

22, 23, 24
28, 29, 30

Trong khi thiết kế bài khảo sát, nhóm tác giả đặc biệt chú ý đến các chỉ số về
độ tin cậy (reliability) và độ giá trị (validity). Nhóm tác giả đã thực hiện các phép


10

kiểm định thống kê dữ liệu thu thập được để đảm bảo rằng bài khảo sát MCS là đáng
tin cậy. Hơn 800 sinh viên thực hiện bài MCS được tiến hành phân tích thống kê về độ
tin cậy, độ khó và độ phân biệt của mỗi câu trắc nghiệm, các giá trị tìm được là ở trên

mức chấp nhận được.
Độ giá trị của bài khảo sát là mức “Silver” (bạc), đây là độ giá trị cao thứ hai,
tương ứng với ít nhất 5 nhóm giá trị dưới đây: [21]
1.

Dựa trên nghiên cứu tư duy của sinh viên.

2.

Nghiên cứu sử dụng các cuộc phỏng vấn sinh viên.

3.

Nghiên cứu sử dụng xem xét chuyên gia.

4.

Nghiên cứu sử dụng phân tích thống kê thích hợp.

5.

Cơng bố được kiểm duyệt bởi hội đồng chun gia.

1.2.2. Thực trạng sử dụng bài MCS trong nghiên cứu dạy học vật lí
Phiên bản cuối cùng của MCS được Jing Li và cộng sự thực hiện khảo sát cho
tiền kiểm và hậu kiểm với số lượng lớn sinh viên học trong 11 lớp vật lí đại cương tại
Đại học Pittsburgh. Những sinh viên này từ 3 lớp “algebra-based introductory
physics” và 8 lớp “calculus-based introductory physics” [18]. “Algebra-based
introductory physics” là lớp vật lí đại cương sử dụng đại số (tức là cơng cụ tốn dùng
trong lớp này là đại số), tương đương chương trình vật lí THPT ở Việt Nam, trong

luận văn này, tác giả tạm gọi là “lớp đại số” và “Calculus-based introductory physics”
là lớp vật lí đại cương sử dụng giải tích (tức là cơng cụ tốn dùng trong lớp này là giải
tích), tương đương chương trình vật lí đại cương cho SV năm 1 và 2 ở Việt Nam,
trong luận văn này, tác giả tạm gọi là “lớp giải tích”. Các sinh viên được yêu cầu làm
khảo sát trong một tiết học (40-50 phút). Chỉ số độ tin cậy KR-20 cho cả lớp đại số và
giải tích là 0,83, chỉ số này thể hiện độ tin cậy tốt theo tiêu chuẩn của thiết kế khảo sát
[13]. Bài MCS cũng được dùng khảo sát 42 sinh viên vật lí đã tốt nghiệp để làm chuẩn
so sánh cho việc thực hiện khảo sát ở các sinh viên đại học.
Độ khó mỗi câu trắc nghiệm (Item Difficulty Index) được tính bằng cách lấy tỷ
lệ số câu trả lời đúng với tổng số sinh viên trả lời các câu trắc nghiệm đó. Hình 1.1


11

cho thấy độ khó của mỗi câu trắc nghiệm trong cuộc khảo sát của 848 sinh viên của
các lớp đại số và giải tích. Độ khó câu trắc nghiệm trung bình là 0,46 nằm trong phạm
vi tiêu chí mong muốn [13].

Hình 1.1. Độ khó của các câu hỏi trong MCS
Độ phân cách của câu trắc nghiệm (Item Discnimination Index) là chỉ số phản
ánh sự cách biệt giữa những sinh viên trong nhóm đạt điểm cao (sinh viên khá, giỏi)
với những sinh viên trong nhóm đạt điểm thấp (sinh viên kém) khi cùng làm một câu
trắc nghiệm. Độ phân cách của câu trắc nghiệm trung bình cho mẫu 848 sinh viên của
tất cả các câu trong bài MCS là 0,33, chỉ số này là đáng tin cậy với các tiêu chuẩn của
thiết kế khảo sát [13]. Hình 1.2 cho thấy độ phân cách của mỗi câu trắc nghiệm trong
bài MCS.

Hình 1.2. Độ phân cách của các câu hỏi trong MCS



12

Điểm số trung bình của các lớp đại số là 24% ở tiền kiểm và 41% ở hậu kiểm.
Còn các lớp giải tích có điểm trung bình ở tiền kiểm là 28% và ở hậu kiểm là 49%.
Nhóm tác giả cũng thực hiện khảo sát các sinh viên vật lí năm ba và năm tư khi
học điện – từ trường. Trong đó có 26 HS làm tiền kiểm và 25 HS làm hậu kiểm. Bảng
1.2 và 1.3 cho thấy tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên năm ba và năm tư đã
chọn trong các câu hỏi MCS ở tiền kiểm và hậu kiểm. Các đáp án đúng mỗi câu hỏi
được gạch chân. Điểm trung bình của tiền kiểm và hậu kiểm tương ứng là 51% và
59%. Sự khác biệt này là khơng có ý nghĩa về mặt thống kê.
Bảng 1.2. Tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên năm ba và năm tư đã chọn về
các câu hỏi trong bài MCS ở tiền kiểm [19]
Câu a b c d e Câu a b c d e Câu a b c d e
1
0 0 0 73 27 11 15 4 39 27 15 21 12 39 39 8 4
2
4 4 92 0 0
12
8 12 27 27 27 22
0 4 69 23 4
3
4 46 50 0 0
13 50 0 35 15 0
23
0 0 19 0 81
4
58 4 0 35 4
14
4 31 0 12 54 24
4 42 39 8 8

5
42 0 8 8 42 15
8 23 15 12 42 25
8 39 27 4 23
6
8 46 0 0 46 16 50 23 23 4 0
26
4 19 12 8 58
7
0 4 39 27 31 17 42 8 8 35 8
27 47 27 12 0 15
8
4 4 0 89 4
18
8 8 15 4 65 28 85 15 0 0 0
9
4 50 27 19 0
19
4 35 8 8 46 29 23 58 0 0 19
10
8 0 4 77 12 20 15 54 12 15 4
30 35 65 0 0 0

Bảng 1.3. Tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên năm ba và năm tư đã chọn về
các câu hỏi trong bài MCS ở hậu kiểm [19]
Câu a b c d e Câu a b c d e Câu a b
1
0 0 4 76 20 11
8 0 80 4 8
21

8 16
2
0 4 92 4 0
12
4 8 16 28 44 22
0 0
3
4 44 52 0 0
13 60 4 24 4 8
23
0 0
4
68 0 0 32 0
14
0 36 0 8 56 24
0 36
5
56 0 0 16 28 15 24 8 24 12 32 25
0 16
6
0 52 0 4 44 16 52 34 34 0 0
26 12 28
7
4 0 12 72 12 17 33 12 4 50 0
27 56 12
8
0 4 4 92 0
18
4 4 12 12 68 28 84 16
9

0 60 24 16 0
19 20 16 8 12 44 29
4 76
10
4 0 0 52 44 20
8 40 8 32 12 30 36 56

c d e
76 0 0
68 28 4
52 0 48
44 20 0
32 8 44
0 8 52
12 0 20
0 0 0
0 0 20
0 8 0


13

Để hiệu chỉnh bài khảo sát, nhóm tác giả cũng khảo sát 42 sinh viên vật lí đã
tốt nghiệp. Điểm số trung bình cho các sinh viên tốt nghiệp đạt xấp xỉ 83% với chỉ số
độ tin cậy là 0,87. Điểm trung bình của sinh viên tốt nghiệp cao hơn sinh viên năm
nhất là có ý nghĩa thống kê. Điểm số tối thiểu của sinh viên tốt nghiệp là 33% và số
điểm tối đa đạt được là 100%. Bảng 1.4 cho thấy tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh
viên tốt nghiệp đã chọn về các câu hỏi trong bài MCS ở hậu kiểm.
Bảng 1.4. Tỷ lệ phần trăm ở các đáp án mà sinh viên tốt nghiệp đã chọn về các câu
hỏi trong bài MCS ở hậu kiểm [19]

Câu a b c d e Câu a b c d e Câu a b
1
0 2 5 83 10 11
7 0 88 5 0
21
0 24
2
2 0 98 0 0
12
2 2 2 88 5
22
0 0
3
0 5 95 0 0
13 95 0 0 0 5
23
2 0
4
81 0 0 17 2
14
0 14 0 0 86 24
0 86
5
93 0 2 0 5
15 19 2 2 0 76 25
2 12
6
0 91 5 2 2
16 74 12 14 0 0
26

2 10
7
0 0 14 71 14 17 12 0 10 79 0
27 74 16
8
0 2 2 95 0
18
0 2 2 2 93 28 91 2
9
0 93 5 2 0
19
2 5 2 0 91 29
5 76
10
0 2 2 81 14 20
5 60 10 21 5
30 10 83

c d e
74 0 2
74 26 0
74 5 19
10 5 0
14 2 69
0 2 86
0 7 2
0 0 7
0 2 17
2 5 0


Đối với phân tích sự khác biệt giới tính trong thực nghiệm với sinh viên về
MCS, nhóm tác giả chia dữ liệu thu thập được thành 2 nhóm nam và nữ. Các lớp đại
số gồm 121 nữ và 110 nam (tổng số 231 sinh viên) ở tiền kiểm; 106 nữ và 91 nam
(tổng số 197 sinh viên) ở hậu kiểm. Có 168 nữ và 403 nam (tổng số 571 sinh viên) ở
các lớp giải tích cho tiền kiểm và hậu kiểm được đưa vào phân tích. Bên cạnh đó,
nhóm tác giả cũng đã phân tích dữ liệu về giới tính cho bài hậu kiểm của 95 sinh viên
ở lớp giải tích nâng cao. Nhóm tác giả thực hiện kiểm định tham số (ANOVA) để
kiểm tra sự khác biệt giới tính từ tiền kiểm và hậu kiểm MCS. Giả thuyết là sự khác
biệt giới tính về bài MCS khơng có ý nghĩa thống kê. Nếu p-value nhỏ hơn mức ý
nghĩa 0.05 thì kết luận rằng giả định là sai (tức là sự khác biệt giữa nam và nữ có ý
nghĩa thống kê).
Bảng 1.5-1.6 cho thấy kết quả của các sinh viên đại số ở tiền kiểm và hậu kiểm.
Bảng 1.5 cho thấy ở tiền kiểm, giá trị trung bình (mean) của nam và nữ là 7,3 và 7,1.


14

Giá trị p (p-value) là 0.94 > 0,05, cho thấy sự khác biệt giữa nam và nữ ở tiền kiểm là
khơng có ý nghĩa thống kê. Bảng 1.6 cho thấy ở hậu kiểm giá trị trung bình của nam
và nữ là 13,2 và 12,3. Giá trị p là 0,36 > 0,05 cũng cho thấy sự khác biệt giữa nam và
nữ ở hậu kiểm là khơng có ý nghĩa thống kê.
Bảng 1.5. Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của lớp đại
số ở tiền kiểm [19]
Giới tính

N

Nam
Nữ


91
106

Giá trị
trung bình
7,3
7,1

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
2,5
2,4

Giá trị
p
0,94

Bảng 1.6. Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của lớp đại
số ở hậu kiểm [19]
Giới tính

N

Nam
Nữ

110
121

Giá trị

trung bình
13,2
12,3

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
5,2
5,6

Giá trị
p
0,36

Bảng 1.7 cho thấy giá trị trung bình ở tiền kiểm của lớp giải tích đối với nam là
8,5 và nữ là 7,8. Giá trị p cho phép kiểm định giữa các nhóm này là 0,49 cho thấy sự
khác biệt giới tính ở tiền kiểm khơng có ý nghĩa thống kê. Tuy nhiên, kết quả ở bảng
1.8 cho thấy có sự khác biệt giới tính ở hậu kiểm là có ý nghĩa thống kê và nam vượt
trội so với nữ. Giá trị trung bình của nam là 15,3 so với nữ là 13,0 (giá trị p là 0,019).
Bảng 1.9 cũng thể hiện ở lớp chuyên giải tích sự khác biệt giới tính ở hậu kiểm là có ý
nghĩa thống kê.
Bảng 1.7. Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của lớp giải
tích ở tiền kiểm [19]
Giới tính

N

Nam
Nữ

403

168

Giá trị
trung bình
8,5
7,8

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
3,4
3,05

Giá trị
p
0,49


15

Bảng 1.8. Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của lớp giải
tích ở hậu kiểm [19]
Giới tính

N

Nam
Nữ

403
168


Giá trị
trung bình
15,3
13

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
6,2
5,4

Giá trị
p
0,019

Bảng 1.9. Kết quả kiểm định sự khác biệt giới tính về điểm trung bình của lớp giải
tích nâng cao ở hậu kiểm [19]
Giới tính

N

Nam
Nữ

75
20

Giá trị
trung bình
17,4

14,1

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
5,9
6,2

Giá trị
p
0,030

Tóm tắt dữ liệu được trình bày từ các bảng 1.5-1.9, các lớp đại số và giải tích
có sự khác biệt giữa nam và nữ ở tiền kiểm là khơng có ý nghĩa thống kê. Sau quá
trình giảng dạy truyền thống, các lớp đại số vẫn khơng có sự khác biệt giới tính về bài
MCS. Tuy nhiên, sự khác biệt giới tính có ý nghĩa thống kê xuất hiện ở hậu kiểm cho
các lớp giải tích, trong đó nữ kém hơn nam (gồm cả 2 lớp thường và nâng cao).
Để trả lời nhiều câu hỏi trong bài MCS chính xác địi hỏi sinh viên có thể hình
dung được hình ảnh ba chiều. Ví dụ, một số câu hỏi yêu cầu HS áp dụng các quy tắc
nắm tay phải để xác định hướng của từ trường hay quy tắc bàn tay trái xác định lực tác
dụng lên điện tích chuyển động và dây dẫn mang dịng điện. Một số nghiên cứu trước
đó cho thấy rằng nữ thường có khả năng ngơn ngữ tốt hơn nhưng khả năng khơng gian
kém hơn so với nam, vì thế có thể hạn chế suy luận của nữ trong khơng gian ba chiều
[16]. Những nguyên nhân cho sự khác biệt về giới tính là khá phức tạp. Ngồi sự khác
biệt về khả năng khơng gian, các yếu tố như tích lũy thiên vị xã hội, sự tự tin đều đóng
vai trị nhất định trong sự khác biệt giới tính [19].
Bài MCS khảo sát sự hiểu biết về khái niệm của sinh viên về từ trường. Nó
khơng cần đến các phép tính tốn học khi giải quyết các vấn đề về khái niệm. Nhóm
tác giả muốn khảo sát sinh viên lớp giải tích có tốt hơn sinh viên lớp đại số về bài
MCS hay khơng. Do đó, nhóm tác giả đã so sánh các lớp đại số và giải tích dựa trên



16

điểm số tiền kiểm và hậu kiểm. Bao gồm 267 sinh viên đại số và 575 sinh viên giải
tích ở tiền kiểm; 273 sinh viên đại số và 575 sinh viên giải tích ở hậu kiểm.
Bảng 1.10. Kết quả kiểm định sự khác biệt về điểm trung bình giữa lớp đại số và
giải tích ở tiền kiểm [18]
Lớp

N

Đại số
Giải tích

267
575

Giá trị
trung bình
7,2
8,3

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
2,5
3,3

Giá trị
p
0,00


Bảng 1.11. Kết quả kiểm định sự khác biệt về điểm trung bình giữa lớp đại số và
giải tích ở hậu kiểm [18]
Lớp

N

Đại số
Giải tích

273
575

Giá trị
trung bình
12,2
14,6

S.D.
(Độ lệch chuẩn)
5,3
6,1

Giá trị
p
0,01

Bảng 1.10-1.11 cho thấy kết quả cho các sinh viên đại số và sinh viên giải tích
ở tiền kiểm và hậu kiểm. Bảng 1.10 cho thấy ở tiền kiểm, giá trị trung bình của lớp đại
số và lớp giải tích là 7,2 và 8,3. Giá trị p là 0,00 < 0,05 cho thấy sự khác biệt điểm

trung bình giữa các lớp đại số và lớp giải tích là có ý nghĩa thống kê. Bảng 1.11 cho
thấy ở hậu kiểm, giá trị trung bình của lớp đại số là 12,2 so với giá trị trung bình lớp
giải tích là 14,6. Giá trị p là 0,010 cho thấy ở hậu kiểm, cũng có sự khác biệt giữa các
lớp đại số và lớp giải tích có ý nghĩa thống kê.
Ngun nhân của sự khác biệt giữa lớp đại số và giải tích có thể do kỹ năng
tốn học và lập luận khoa học của sinh viên lớp giải tích tốt hơn giúp họ trong việc
tìm hiểu các khái niệm tốt hơn. Sinh viên giải tích có nhiều khả năng để xây dựng một
cơ cấu kiến thức vững chắc và ít khả năng có tình trạng q tải về nhận thức trong q
trình học tập. Những vấn đề này có thể góp phần vào kết quả tốt hơn của các sinh viên
giải tích.
Như vậy, qua những thống kê và phân tích dữ liệu thu thập được từ việc khảo
sát số lượng lớn sinh viên đã khẳng định tính giá trị và tính tin cậy của bài MCS. Bên