Tài liệu Xây dựng và khai thác thí nghiệm trong dạy học vật lí lớp 10 định hướng phát triển năng lực vật lí của học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG KHOA VẬT LÍ VÕ THỊ NGUYÊN XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ LỚP 10 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG KHOA VẬT LÍ VÕ THỊ NGUYÊN XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ LỚP 10 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật Lí Khóa học :2018-2022 Người hướng dẫn: TS Phùng Việt Hải Đà Nẵng, 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô, bạn bè trong Khoa Vật Lý - Đại học sư phạm Đà Nẵng đã giúp đỡ tận tình để em có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình . Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phùng Việt Hải – người hướng dẫn – đã cung cấp tài liệu nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, động viên từ lúc hình thành ý tưởng đến lúc nghiên cứu xong khóa luận tốt nghiệp này. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bài nghiên cứu của em không tránh khỏi sai sót trong quá trình nghiên cứu và thực hiện. Vì vậy, em rất mong được sự thông cảm, góp ý và đánh giá chân thành của quý thầy cô và bạn bè để đề tài của em có giá trị về mặt lý luận và thực tiễn hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng 4 năm 2022 Sinh viên thực hiện Võ Thị Nguyên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................... DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... MỞ ĐẦU .........................................................................................................................5 1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................5 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................6 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ..........................................................................................6 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................7 5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................7 6. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ............................................................................8 NỘI DUNG......................................................................................................................9 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ ......................................................................................................9 1.1. Năng lực vật lí của học sinh................................................................................9 1.1.1. Khái niệm năng lực .......................................................................................9 1.1.2. Khái niệm năng lực vật lí.................................................................................9 1.1.3. Cấu trúc năng lực vật lí của học sinh ........................................................10 1.1.4. Biện pháp phát triển năng lực vật lí của học sinh ...................................14 1.2. Sử dụng thí nghiệm Vật lí hướng phát triển NL Vật lí của học sinh ...........16 1.2.1. Khái niệm và đặc điểm của thí nghiệm Vật lí ..........................................16 1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí .............................................18 1.2.3. Các chức năng cơ bản của thí nghiệm trong dạy học Vật lí THPT .......22 1.2.4. Phân loại thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông .......................................25 1.2.5. Yêu cầu trong việc cải tiến, chế tạo thiết bị thí nghiệm ..........................26 1.2.6 Các yêu cầu trong sử dụng các thí nghiệm vật lí trong dạy học .............27 1.2.7. Xâu dựng và khai thác thí nghiệm Vật lí hướng phát triển NL Vật lí của học sinh trong chương trình GDPT 2018 ....................................................29 1.2.8. Quy trình xây dựng thí nghiệm theo hướng phát triển năng lực Vật lí cho học sinh ...........................................................................................................30 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM CHỦ ĐỀ “ĐỘNG HỌC” VÀ “ĐỘNG LỰC HỌC” – CHƯƠNG TRÌNH GDPT MÔN VẬT LÍ LỚP 10 (2018). ...................32 2.1 Tổng quan về chương trình GDPT môn Vật lí lớp 10 (2018). .......................32 2.2 Các thí nghiệm cần thực hiện trong chương Động học và Động lực học trong chương trình môn Vật lí lớp 10 (2018) ...................................................................34 2.3. Xây dựng các thí nghiệm cụ thể .......................................................................38 2.3.1. Thí nghiệm 1: Thí nghiệm xác định độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động thẳng.................................................................................................38 2.3.2. Thí nghiệm 2: Thí nghiệm khảo sát vận tốc tức thời - thời gian chuyển động của viên bi trên máng nghiêng.....................................................................44 2.3.3. Thí nghiệm 3: Thí nghiệm thực hành đo gia tốc g của vật rơi tự do ........52 2.3.4. Thí nghiệm 4: Thí nghiệm kiểm chứng/nghiên cứu lực cản không khí phụ thuộc vào hình dạng bề ngoài của vật ...........................................................61 2.3.5. Thí nghiệm 5: TN khảo sát lực ma sát trượt, TN minh họa lực ma sát lăn nhỏ hơn ma sát trượt. ............................................................................................68 2.3.6. Thí nghiệm 6: TN minh họa lực nâng cánh máy bay khi bay ...................80 2.3.7 Thí nghiệm 7: TN kiểm nghiệm phương trình cơ bản của thủy tĩnh học: Δp = ρgΔh ...............................................................................................................86 2.4 Xây dựng kế hoạch bài dạy có sử dụng một số thí nghiệm đã xây dựng nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh. .......................................................93 CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .............................................109 3.1. Mục đích khảo sát .................................................................................................109 3.2. Phương pháp khảo sát ....................................................................................109 3.3. Phạm vi, đối tượng và thời gian khảo sát .....................................................113 3.4. Kết quả khảo sát và đánh giá ......................................................................114 KẾT LUẬN .................................................................................................................123 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................124 PHỤ LỤC ....................................................................................................................126 1 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực NLVL Năng lực Vật lí THPT Trung học Phổ thông TN SGK ĐG Thí nghiệm Sách giáo khoa Đánh giá 2 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. 1 Các chỉ số năng lực vật lí theo thông tư 32/2018 về CTGDPTTT ............... 10 Bảng 2. 1 Bảng yêu cầu cần đạt đối với thí nghiệm trong chương Động học và Động lực học ................................................................................................................................ 34 Bảng 2. 2 Dụng cụ và vật tư thí nghiệm xác định độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động thẳng ............................................................................................................ 38 Bảng 2. 3 Kết quả thí nghiệm xác định độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động thẳng .................................................................................................................................. 41 Bảng 2. 4 Bảng kết quả thí nghiệm xác định độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động thẳng ......................................................................................................................... 41 Bảng 2. 5. Bảng dụng cụ và vật tư thí nghiệm khảo sát vận tốc tức thời - thời gian chuyển động của viên bi trên máng nghiêng .................................................................. 45 Bảng 2. 6. Bảng số liệu khảo sát vận tốc – thời gian của viên bi trong chuyển động thẳng nhanh dần. .............................................................................................................. 46 Bảng 2. 7 Kết quả thí nghiệm khảo sát vận tốc tức thời - thời gian chuyển động của viên bi trên máng nghiêng ............................................................................................... 47 Bảng 2. 8 Bảng dụng cụ, vật tư thí nghiệm đo gia tốc g của vật rơi tự do ................... 52 Bảng 2. 9 Kết quả thí nghiệm đo gia tốc g của vật rơi tự do ......................................... 54 Bảng 2. 10 Hình ảnh của kết quả thí nghiệm đo gia tốc g của vật rơi tự do ............... 55 Bảng 2. 11 Kết quả thí nghiệm đo gia tốc g của vật rơi tự do ....................................... 57 Bảng 2. 12 Bảng dụng cụ và vật tư thí nghiệm kiểm chứng/nghiên cứu lực cản không khí phụ thuộc vào hình dạng bề ngoài của vật .............................................................. 61 Bảng 2. 13 Các hình dạng của vật cần khảo sát ............................................................. 63 Bảng 2. 14 Kết quả thí nghiệm kiểm chứng/nghiên cứu lực cản không khí phụ thuộc vào hình dạng bề ngoài của vật ....................................................................................... 64 Bảng 2. 15 Bảng dụng cụ và vật tư thí nghiệm khảo sát lực ma sát trượt, TN minh họa lực ma sát lăn nhỏ hơn ma sát trượt. ....................................................................... 68 Bảng 2. 16 Kết quả thí nghiệm so sánh lực ma sát trượt và lực ma sát lăn ................ 74 Bảng 2. 17 Kết quả thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát trượt vào bề mặt tiếp xúc ....................................................................................................................... 74 Bảng 2. 18 Kết quả thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của lực ma sát vào áp lực (khi diện tích tiếp xúc và bề mặt tiếp xúc không đổi) ........................................................... 75 Bảng 2. 19 Bảng dụng cụ và vật tư thí nghiệm minh họa lực nâng cánh máy bay khi bay ...................................................................................................................................... 80 Bảng 2. 20 Kết quả thí nghiệm minh họa lực nâng cánh máy bay khi bay ................. 83 Bảng 2. 21. Bảng dụng cụ và vật tư thí nghiệm kiểm nghiệm phương trình cơ bản của thủy tĩnh học: Δp = ρgΔh .......................................................................................... 86 3 Bảng 2. 22. kết quả thí nghiệm kiểm nghiệm phương trình cơ bản của thủy tĩnh học: Δp = ρgΔh .......................................................................................................................... 89 Bảng 3. 1 Tiêu chí đánh giá các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng ............................... 110 Bảng 3. 2 Bảng đánh giá các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng .................................... 111 Bảng 3. 3 kết quả trung bình khảo sát từ các chuyên gia ........................................... 114 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1 Cấu trúc năng lực Vật lí ................................................................................... 10 Hình 1. 2 Quy trình xây dựng thí nghiệm theo định hướng phát triển năng lực vật lí cho học sinh ....................................................................................................................... 30 Hình 2. 1: Thước đo góc và dây rọi.................................................................................. 39 Hình 2. 2: Xử lí video trong Kinemaster trong chuyển động thẳng ............................. 40 Hình 2. 3 Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động thẳng của viên bi. ... 42 Hình 2. 4: Thí nghiệm khảo sát vận tốc – thời gian ....................................................... 46 Hình 2. 5 Đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng nhanh dần của viên bi. ............................................................................................................................................ 48 Hình 2. 6 Các quả nặng 50g.............................................................................................. 62 Hình 2. 7 sơ đồ thiết kế của xe gỗ và miếng gỗ khảo sát ................................................ 70 Hình 2. 8 hình ảnh xe gỗ khảo sát .................................................................................... 71 Hình 2. 9. hình ảnh xe gỗ khảo sát khi lật ngược lại ...................................................... 72 Hình 2. 10. hình ảnh xe gỗ khảo sát khi lật ngược lại .................................................... 72 Hình 2. 11 hình ảnh xe gỗ khảo sát khi lật ngược lại ..................................................... 72 Hình 2. 12. hình ảnh xe gỗ khảo sát khi lật ngược lại và thêm gia trọng..................... 73 Hình 2. 13 hình ảnh xe gỗ khảo sát khi lật ngược lại không thêm gia trọng ............... 73 Hình 3. 1. Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 1 ........................................................ 117 Hình 3. 2. Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 2 ........................................................ 117 Hình 3. 3. Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 3 ........................................................ 118 Hình 3. 4 Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 4 ......................................................... 119 Hình 3. 5 Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 5 ......................................................... 120 Hình 3. 6. Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 6 ........................................................ 121 Hình 3. 7 Số liệu khảo sát đánh giá thí nghiệm 7 ......................................................... 121 5 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Vật lí là một ngành khoa học thực nghiệm nên thí nghiệm đóng một vai trò quan trọng trong quá trình dạy học. Thí nghiệm (TN) là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, là tiêu chuẩn đánh giá tính chân thực của giả thuyết, hỗ trợ đắc lực cho tư duy sáng tạo và là phương tiện tích cực nhất giúp hình thành ở học sinh kỹ năng thực hành, và tư duy kỹ thuật. TN cũng kích thích sự quan tâm, tạo hứng thú học tập cho học sinh. Vì vậy việc sử dụng TN trong quá trình dạy học Vật lí ở trường phổ thông ngày càng được chú trọng và phổ biến. Do tác dụng trên nhiều mặt của TN nên việc tăng cường sử dụng phương pháp dạy học thực nghiệm là một trong những nội dung quan trọng của việc đổi mới chương trình, nội dung và phương pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông hiện nay. Hiện nay, việc đổi mới Chương trình Vật lí phổ thông 2018 cũng quy định nhiều yêu cầu mới về TN trong dạy học, từ đó đặt ra nhiều vấn đề cần giải quyết. Đó là: - TN Vật lí trong chương trình 2018 chủ yếu là TN thực hiện theo nhóm nên cần có nhiều bộ cho mỗi TN (khoảng 7 bộ/lớp) - Trong chương trình Vật lí 2018 có một số TN ghép nối cảm biến như (TN khảo sát định luật 2 Newton) nên sẽ khó khăn cho các trường trong những năm đầu khi chưa mua sắm đủ. Và nếu các TN này hư hỏng (sẽ có nhiều nguy cơ) sẽ gây khó khăn cho các GV khi triển khai. - Có nhiều bộ sách giáo khoa lại có thể có những phương án TN khác nhau. - Nhiều bài học có thể khai thác được các bộ TN hiện hành, nhưng cần khai thác, sử dụng theo hướng phát triển NL Vật lí của học sinh. - Bên cạnh các TN Vật lí sẽ được Bộ Giáo dục và Đào tạo trang bị (nằm trong danh mục các thiết bị thí nghiệm tối thiểu), một số bài học giáo viên có thể tự chế tạo mới từ các thiết bị, nguyên liệu thân thiện, gắn kết cuộc sống hàng ngày của học sinh. 6 Do đó việc khai thác các thí nghiệm hiện hành và xây dựng các TN mới theo hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh đáp ứng chương trình giáo dục phổ thong môn Vât lí 2018 là rất cần thiết trong thực tiễn dạy học hiện nay, đồng thời tiết kiệm kinh phí, khai thác tối đa nguồn lực của Nhà trường. Chính những lý do trên, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài:” Xây dựng và khai thác thí nghiệm trong dạy học Vật lí lớp 10 định hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh” để tiến hành nghiên cứu. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất được quy trình xây dựng thí nghiệm theo hướng phát triển năng lực vật lí cho học sinh, sử dụng quy trình này để thiết kế các thí nghiệm trong chương trình Vật lí lớp 10 (2018) nhằm góp phần phát triển được năng lực vật lí cho học sinh.. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích nghiên cứu, tôi cần thực hiện những nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương trình GDPT môn Vật lí lớp 10 (2018). - Nghiên cứu cơ sở lý luận liên quan đến Năng lực Vật Lí trong chương trình Vật Lí 2018 - Nghiên cứu nội dung kiến thức của chủ đề “Động học” và “Động lực học” – chương trình GDPT môn Vật lí lớp 10 (2018). - Nghiên cứu các yêu cầu cần đạt liên quan đến thí nghiệm trong chủ đề Động học” và “Động lực học”, từ đó xác định các thí nghiệm cần thực hiện và loại thí nghiệm (khảo sát, minh họa, mở đầu, củng cố hay thực hành)… - Xây dựng các thí nghiệm gồm: Xác định mục tiêu của TN (có thể trùng hoặc cao hơn YCCĐ), phương án thiết kế TN (mới hoặc khai thác các TN hiện hành), thiết bị, dụng cụ, cách thức chế tạo, thử nghiệm và thu thập kết quả 7 - Thiết kế kế hoạch bài dạy có sử dụng một số TN đã xây dựng hướng phát triển năng lực vật lí của học sinh. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Hoạt động DH một số bài học trong chủ đề “Động học” và “Động lực học” trong chương trình Vật lí lớp 10 (2018) có sử dụng thí nghiệm theo hướng phát triển NL vật lí cho HS. Phạm vi: - Về Kiến thức: Nội dung kiến thức một số bài học trong chủ đề “Động học” và “Động lực học” – chương trình Vật lí GDPT môn lớp 10 (2018). - Về địa bàn: Thành phố Đà Nẵng - Thời gian: Quá trình nghiên cứu được thực hiện từ tháng 1năm 2022 đến tháng 5 năm 2022 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu và nắm vững mục tiêu chung trong giáo dục, mục tiêu giáo dục của môn Vật lí của chương trình giáo dục phổ thông 2018. - Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, lí luận dạy học phổ thông, lí luận dạy học hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí có liên quan… - Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông. Từ đó hình thành ý tưởng xây dựng một số thí nghiệm cho chủ đề “Động học” và “Động lực học” – chương trình Vật lí lớp 10 (2018). - Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu có liên quan để xác định kiến thức, kĩ năng, thái độ mà học sinh cần nắm vững. Từ đó định hướng phát triển năng lực Vật lí của học sinh. 8 5.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm: Nghiên cứu, xây dựng các thí nghiệm -Phương pháp nghiên cứu chuyên gia. 6. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Một số công trình đã được nghiên cứu liên quan đến đề tài: - Đề tài Xây dựng một số thí nghiệm sử dụng cảm biến siêu âm và phần mềm Labview để dạy học chương Động học – Vật lí 10 của tác giả Ngô Minh Nhựt – Mai Hoàng Phương. - Luận Văn Tiến sĩ : Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua việc tổ chức dạy học một số chủ đề phần Động học, Động lực học Vật lí lớp 10 Trung học phổ thông của tác giả Bùi Ngọc Nhân trường đại học Vinh. - Đề Tài Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm hỗ trợ quá trình dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học”, Vật lí 10 ban Cơ bản của tác giả Phan Minh Tiến trường đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. - Đề tài Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua việc tổ chức dạy học một số chủ đề phần động học, động lực học Vật Lí lớp 10 THPT của tác giả Nguyễn Thanh Tú. ... Các đề tài đã được nghiên cứu đã phát triển được một số năng lực của học sinh. Tuy nhiên, các nghiên cứu về chế tạo các thí nghiệm mới và khai thác các thí nghiệm cũ thành các thí nghiệm mới nhằm đáp ứng cho chương trình Vật Lí 2018 hiện chưa có nhiều công bố. 9 NỘI DUNG CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC THÍ NGHIỆM VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ 1.1. Năng lực vật lí của học sinh 1.1.1. Khái niệm năng lực Có rất nhiều khái niệm khác nhau về NL. Theo OECD, khái niệm Năng lực bao gồm tri thức, kĩ năng, thái độ và quan niệm giá trị. NL nhiều hơn là tri thức và các khả năng nhận thức, khả năng giải quyết những đòi hỏi phức tạp, trong đó các nguồn lực tâm lí ( bao gồm những khả năng nhận thức, thái độ và các phương thức ứng xử) được huy động và sử dụng trong các bối cảnh xác định.[8] Định nghĩa về năng lực , nhà tâm lí người Đức Weinert cho rằng:”NL là những khả năng và kĩ năng nhận thức có hoặc có thể học được của cá thể nhằm giải quyết các tình huống vấn đề xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, ý chí, ý thức xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề trong những tình huống thay đổi một cách thành công và có trách nhiệm.[8] Như vậy có thể hiểu, NL Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể. 1.1.2. Khái niệm năng lực vật lí - Năng lực khoa học trong môn Vật lí gọi là năng lực vật lí. Qua các nghiên cứu có thể thấy định nghĩa về năng lực khoa học có các biểu hiện gần giống với năng lực vật lí được quy định trong chương trình Giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể. [10] - Theo Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển, năng lực khoa học là [11]: (1) Kiến thức khoa học của một cá nhân và sử dụng kiến thức khoa học đó để nhận biết các câu hỏi,tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra các 10 kết luận có vấn đề; (2) Nhận dạng được vấn đề và rút ra được kết luận có cơ sở về các vấn đề liên quan đến khoa học; (3) Hiểu biết của cá nhân về đặc điểm đặc trưng của khoa học; (4) Nhận thức của cá nhân đó về những ảnh hưởng của khoa học và công nghệ tới đời sống, vật chất, tinh thần và văn hóa của con người; (5) Sự sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là một công dân có hiểu biết và tư duy khoa học. 1.1.3. Cấu trúc năng lực vật lí của học sinh Năng lực Vật Lí Nhận thức Vật Lí Tìm hiểu yếu tố tự nhiên dưới góc độ Vật Lí Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. Hình 1. 1 Cấu trúc năng lực Vật lí Bảng 1. 1 Các chỉ số năng lực vật lí theo thông tư 32/2018 về CTGDPTTT Năng lực thành Chỉ số hành vi phần Nhận thức VL1.1: Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy Kiến thức 11 vật lí luật, quá trình vật lí. VL1.2: Trình bày được các hiện tượng, quá trình vật lí; đặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá trình vật lí bằng các hình thức biểu đạt: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ. VL1.3: Tìm được từ khoá, sử dụng được thuật ngữ khoa học, kết nối được thông tin theo logic có ý nghĩa, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học. VL1.4: So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình vật lí theo các tiêu chí khác nhau. VL1.5:Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng, quá trình. VL1.6: Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được nhận thức hoặc lời giải thích; đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận. VL1.7: Nhận ra được một số ngành nghề phù hợp với thiên hướng của bản thân. Tìm tòi và VL2.1: Đề xuất vấn đề liên quan đến vật lí: Nhận ra và đặt được câu hỏi khám Phá liên quan đến vấn đề; phân tích được bối cảnh để đề xuất được vấn đề nhờ thế giới tự kết nối tri thức, kinh nghiệm đã có và dùng ngôn ngữ của mình để biểu đạt nhiên dưới vấn đề đã đề xuất. góc độ vật lí VL2.2: Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết: Phân tích vấn đề để nêu được phán đoán; xây dựng và phát biểu được giả thuyết cần tìm hiểu. VL2.3: Lập kế hoạch thực hiện: Xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; lựa chọn được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, tra cứu tư liệu); lập được kế hoạch triển khai tìm hiểu. VL2.4: Thực hiện kế hoạch: Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá được kết quả dựa trên phân tích, xử lí 12 các dữ liệu bằng các tham số thống kê đơn giản; so sánh được kết quả với giả thuyết; giải thích, rút ra được kết luận và điều chỉnh khi cần thiết. VL2.5: Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: Sử dụng ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt được quá trình và kết quả tìm hiểu; viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; hợp tác được với đối tác bằng thái độ tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giải trình, phản biện, bảo vệ được kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục. VL2.6: Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp: Đưa ra được quyết định xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu; đề xuất được ý kiến khuyến nghị vận dụng kết quả tìm hiểu, nghiên cứu, hoặc vấn đề nghiên cứu tiếp. Vận dụng VL3.1: Giải thích, chứng minh được một vấn đề thực tiễn. kiến thức VL3.2: Đánh giá, phản biện được ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn. vật lí vào thực tiễn VL3.3: Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất và thực hiện được một số phương pháp hay biện pháp mới. VL3.4: Nêu được giải pháp và thực hiện được một số giải pháp để bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững. • Vật lí giúp học sinh HT PT năng lực Vật lí - Nhận thức vật lí Con người luôn có nhu cầu và trách nhiệm nhận thức thế giới xung quanh. Nhận thức vật lí chính là nhận thức một khía cạnh của khoa học tự nhiên. Trong Chương trình môn Vật lí, học sinh nhận thức vật lí tức là có được kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ vật lí; năng lượng và sóng; lực và trường; nhận biết được một số ngành, nghề liên quan đến vật lí. 13 Để học sinh phát triển được năng lực nhận thức vật lí, giáo viên cần tạo cho học sinh cơ hội huy động những hiểu biết, kinh nghiệm sẵn có để tham gia hình thành kiến thức, kĩ năng mới. Chú ý tổ chức các hoạt động, trong đó học sinh có thể diễn đạt hoặc mô tả bằng cách riêng, phân tích, giải thích so sánh, hệ thống hoá, áp dụng trực tiếp kiến thức, kĩ năng đã được học để giải quyết thành công tình huống, vấn đề trong học tập; qua đó, kết nối được kiến thức, kĩ năng mới với vốn kiến thức, kĩ năng đã có. - Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí Trong Chương trình môn Vật lí học sinh tìm hiểu được thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí nghĩa là vận dụng được một số kĩ năng tiến trình khoa học để khám phá, giải quyết vấn đề dưới góc độ vật lí. Để giúp học sinh phát triển được năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí, giáo viên cần vận dụng một số phương pháp dạy học có ưu thế như: phương pháp trực quan (đặc biệt là thực hành, thí nghiệm,...), phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp dạy học theo dự án,... tạo điều kiện để học sinh đưa ra câu hỏi, xác định vấn đề cần tìm hiểu, tự tìm các bằng chứng để phân tích thông tin, kiểm tra các dự đoán, giả thuyết qua việc tiến hành thí nghiệm, hoặc tìm kiếm, thu thập thông tin qua sách, mạng Internet,...; đồng thời chú trọng các bài tập đòi hỏi tư duy phản biện, sáng tạo (bài tập mở, có nhiều cách giải,...), các bài tập có nội dung gắn với thực tiễn thể hiện bản chất vật lí, giảm các bài tập nặng về tính toán,... - Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học Kiến thức, kĩ năng của nhân loại là kết tinh của quá trình tìm hiểu, nhận thức thiên nhiên qua rất nhiều thế hệ. Đối với người học, để kiểm nghiệm các nhận thức của mình về một vấn đề đã học, không gì chính xác hơn là vận dụng vấn đề đó trong thực tiễn. Tức là kiểm nghiệm xem nhận thức về nội dung đã học có phù hợp với đối tượng mà nội dung đó mô tả hay không. Chỉ có thực tiễn mới cho biết nhận thức đó có chính xác hay không, và cũng chỉ kiểm nghệm trong thực tiễn thì mới biết một kĩ năng có thể thực hiện hiệu quả hay không. 14 Trong Chương trình môn Vật lí, yêu cầu học sinh vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học tức là vận dụng được một số kiến thức, kĩ năng trong thực tiễn, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường; đồng thời nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng được nghề nghiệp và có kế hoạch học tập, rèn luyện đáp ứng yêu cầu của định hướng nghề nghiệp. Để học sinh phát triển được năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, giáo viên cần chú ý tạo cơ hội cho học sinh tương tác tích cực thông qua quá trình phát hiện, đề xuất ý tưởng, giải quyết vấn đề bằng cách: đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch thực hiện; tìm kiếm thông tin qua tài liệu in và tài liệu đa phương tiện; thu thập, lưu trữ dữ liệu từ các thí nghiệm trong phòng thực hành hoặc quan sát ở thiên nhiên; phân tích, xử lí, đánh giá các dữ liệu dựa trên các tham số thống kê đơn giản; so sánh kết quả với giả thuyết, giải thích, rút ra được kết luận; viết, trình bày báo cáo và thảo luận; vận dụng kiến thức, kĩ năng vật lí để đưa ra những phản hồi hợp lí hoặc giải quyết thành công tình huống, vấn đề mới trong học tập, trong cuộc sống. 1.1.4. Biện pháp phát triển năng lực vật lí của học sinh Để thực hiện mục tiêu phát triển các phẩm chất và năng lực chung cũng như năng lực vật lí, giáo viên cần lưu ý lựa chọn các phương pháp giáo dục phù hợp, có ưu thế đối với việc phát triển một năng lực cụ thể. Trong môn Vật lí, học sinh thường xuyên phải thực hiện các dự án học tập, các bài thực hành, thực tập theo nhóm. Khi thực hiện các nhiệm vụ học tập này, học sinh được trao đổi, trình bày, chia sẻ ý tưởng, nội dung học tập. Đó là những cơ hội tốt để học sinh có thể hình thành và phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác Để phát triển năng lực nhận thức vật lí, giáo viên cần tạo cho học sinh cơ hội huy động những hiểu biết, kinh nghiệm sẵn có để tham gia hình thành kiến thức, kĩ năng mới. Chú ý tổ chức các hoạt động, trong đó học sinh có thể diễn đạt hoặc mô tả bằng cách riêng, phân tích, giải thích so sánh, hệ thống hoá, áp dụng trực tiếp kiến thức, kĩ năng đã được học để giải quyết thành công tình huống, vấn đề trong học tập; qua đó, kết nối được kiến thức, kĩ năng mới với vốn kiến thức, kĩ năng đã có 15 Để phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí, giáo viên cần vận dụng một số phương pháp dạy học có ưu thế như: phương pháp trực quan (đặc biệt là thực hành, thí nghiệm,...), phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp dạy học theo dự án,... tạo điều kiện để học sinh đưa ra câu hỏi, xác định vấn đề cần tìm hiểu, tự tìm các bằng chứng để phân tích thông tin, kiểm tra các dự đoán, giả thuyết qua việc tiến hành thí nghiệm, hoặc tìm kiếm, thu thập thông tin qua sách, mạng Internet,...; đồng thời chú trọng các bài tập đòi hỏi tư duy phản biện, sáng tạo (bài tập mở, có nhiều cách giải,...), các bài tập có nội dung gắn với thực tiễn thể hiện bản chất vật lí, giảm các bài tập tính toán,... Để phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, giáo viên cần chú ý tạo cơ hội cho học sinh tương tác tích cực thông qua quá trình phát hiện, đề xuất ý tưởng, giải quyết vấn đề bằng cách: đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch thực hiện; tìm kiếm thông tin qua tài liệu in và tài liệu đa phương tiện; thu thập, lưu trữ dữ liệu từ các thí nghiệm trong phòng thực hành hoặc quan sát ở thiên nhiên; phân tích, xử lí, đánh giá các dữ liệu dựa trên các tham số thống kê đơn giản; so sánh kết quả với giả thuyết, giải thích, rút ra được kết luận; viết, trình bày báo cáo và thảo luận; vận dụng kiến thức, kĩ năng vật lí để đưa ra những phản hồi hợp lí hoặc giải quyết thành công tình huống, vấn đề mới trong học tập, trong cuộc sống + Một số biện pháp, hình thức tổ chức dạy học vật lí – Dạy học theo các chủ đề tích hợp, trong đó, giáo viên xây dựng các tình huống đòi hỏi học sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng để giải quyết vấn đề nhận thức, vấn đề thực tiễn hoặc công nghệ. Hình thức tổ chức dạy học này có thể được sử dụng trong nhiều chủ đề và chuyên đề của môn Vật lí – Dạy học bằng tổ chức chuỗi hoạt động tìm hiểu, khám phá. Để tổ chức các hoạt động này, giáo viên cần có kĩ năng đặt câu hỏi, kĩ năng đưa ra bài tập có vấn đề, tạo cơ hội cho học sinh tham gia các hoạt động thực hành, thí nghiệm, dự án học tập trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa, được rèn luyện các kĩ năng tiến trình, các cách học, được sử dụng các phương tiện thông tin và truyền thông hiện đại cũng như tăng cường phối hợp