Xây dựng chương trình học phần “thí nghiệm vật lý” theo tiếp cận cdio nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM



LÊ VŨ TRƯỜNG SƠN

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH HỌC PHẦN “THÍ NGHIỆM VẬT

LÍ” THEO TIẾP CẬN CDIO NHẰM PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO SINH VIÊN

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 8.14.01.11

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đà Nẵng – Năm 2019

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Xuân Quế

Phản biện 1: GS.TS. Đỗ Hương Trà

Phản biện 2: TS. Phùng Việt Hải

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày 21 tháng 07 năm

2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Ngày 02 tháng 11 năm 2005 Thủ tướng Chính phủ đã ra Nghị quyết

số 14/2005/NQ-CP về đổi mới cơ bản và toàn diện giáo dục đại học Việt

Nam giai đoạn 2006 - 2020. Một trong những nhiệm vụ và giải pháp đổi

mới là: “Triển khai đổi mới phương pháp đào tạo theo 3 tiêu chí: trang bị

cách học; phát huy tính chủ động của người học; sử dụng công nghệ thông

tin và truyền thông trong hoạt động dạy và học. Khai thác các nguồn tư liệu

giáo dục mở và nguồn tư liệu trên mạng Internet. Lựa chọn, sử dụng các

chương trình, giáo trình tiên tiến của các nước” [3]. Báo cáo chính trị của

Ban Chấp hành Trung ương Đảng tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XI

của Đảng cũng đã nêu rõ: “Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp

dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra theo hiện đại; nâng cao chất lượng

giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lí tưởng, giáo dục truyền

thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kĩ năng thực

hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội” [4].

Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng (ĐHBK – ĐHĐN)

với bề dày hơn 40 năm xây dựng và phát triển, được đánh giá là trường đại

học kỹ thuật có chất lượng và uy tín đào tạo nhất khu vực miền Trung – Tây

Nguyên. Mục tiêu trong thời gian tới của nhà trường là trở thành một

trường đại học định hướng nghiên cứu, một trường đại học đổi mới, sáng

tạo, một cơ sở đào tạo kỹ thuật, công nghệ bậc đại học và sau đại học chất

lượng cao, cung cấp cho người học môi trường giáo dục đại học và nghiên

cứu khoa học tốt nhất, có tính chuyên nghiệp cao. Chương trình đào tạo của

nhà trường, đặc biệt là các chương trình đào tạo chất lượng cao đã và đang

được đổi mới toàn diện và sâu sắc dựa trên phương pháp tiếp cận CDIO

(Conceive – Design – Implement – Operate) và định hướng tiêu chuẩn kiểm

định chất lượng ABET (Accreditation Board of Engineering and

Technology), Hoa Kỳ [23].

2

Chuẩn đầu ra của các ngành đào tạo tại trường ĐHBK - ĐHĐN có

yêu cầu cụ thể về năng lực thực nghiệm (NLTN) [22]. NLTN có thể hình

thành và phát triển thông qua học phần thực hành, đặc biệt là học phần Thí

nghiệm Vật lí (TNVL). Sự phát triển và đánh giá NL trên trong học phần

TNVL đã được thực hiện trong quá trình giảng dạy và kiểm tra - đánh giá

(KT-ĐG). Tuy nhiên quá trình KT-ĐG năng lực chưa có tiêu chí cụ thể và

phụ thuộc nhiều vào cảm tính của giáo viên (GV).

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối với giáo dục đại học, cụ thể

là trường ĐHBK - ĐHĐN; việc xây dựng chương trình cho học phần

TNVL thống nhất từ chuẩn đầu ra (CĐR), nội dung giảng dạy và KT-ĐG,

đặc biệt là KT-ĐG NLTN của sinh viên (SV) là yêu cầu cấp thiết hiện nay.

Từ những lí do trên, tôi lựa chọn đề tài “XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH

HỌC PHẦN “THÍ NGHIỆM VẬT LÍ” THEO TIẾP CẬN CDIO

NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO SINH

VIÊN” cho luận văn thạc sĩ.

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Các trường đại học trên thế giới đã nghiên cứu áp dụng phương

pháp tiếp cận CDIO trong việc cải cách căn bản, toàn diện công tác đào tạo

của các ngành nghề chủ yếu thuộc lĩnh vực kỹ thuật. Các nội dung cải cách

tập trung vào: 1) Phát triển CĐR của ngành đào tạo; 2) Thiết kế chương

trình đào tạo theo tích hợp và có sự tham gia của các bên liên quan (doanh

nghiệp, giảng viên, SV, lãnh đạo nhà trường); 3) Tổ chức dạy học và đánh

giá nhất quán với CĐR, đảm bảo phát huy được tính chủ động của người

học, chú trọng các hoạt động dạy học tích hợp và dạy học trải nghiệm. Các

hoạt động đánh giá học tập được cải tiến theo đánh giá các NL đầu ra, dựa

vào minh chứng về quá trình và kết quả đạt được trong thực hiện các nhiệm

vụ học tập của SV.

Tại Việt Nam, năm 2008 chủ trương áp dụng phương pháp tiếp cận

CDIO đã được thực hiện, với sự khởi xướng của 2 trường đại học lớn: Đại

3

học Quốc gia Hà Nội và Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. Tháng

6 năm 2008, công trình nghiên cứu áp dụng cách tiếp cận CDIO đầu tiên

được thực hiện bởi TS. Vũ Anh Dũng với Đề án “Xác lập cơ sở khoa học,

thực tiễn và quy trình xây dựng chương trình đào tạo theo cách tiếp cận

CDIO và áp dụng cho ngành Kinh tế Đối ngoại chất lượng cao tại Đại học

Quốc gia Hà Nội”.

Tháng 8 năm 2009, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh đã

xây dựng Đề án “Triển khai thí điểm mô hình CDIO tại Đại học Quốc gia

Thành phố Hồ Chí Minh cho ngành Kỹ thuật chế tạo và Công nghệ thông

tin” với mục tiêu phát triển một mô hình để tiếp nhận, áp dụng và triển khai

CDIO cho Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và các

chương trình đào tạo kỹ thuật ở Việt Nam nói chung.

Sau đó, hàng loạt các trường đã triển khai áp dụng phương pháp

tiếp cận CDIO ở các mức độ khác nhau. Mức độ phổ biến, bước đầu mà

nhiều trường áp dụng đó là xây dựng CĐR và phát triển chương trình đào

tạo theo tiếp cận CDIO (Đại học Ngoại ngữ - Tin học Thành phố Hồ Chí

Minh (2012) áp dụng cho 6 ngành, trong đó có 5 ngành ngoài kỹ thuật; Đại

học Thái Nguyên (2012) áp dụng cho tất cả các ngành đào tạo; Đại học Sư

phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (2013) áp dụng cho tất cả các

ngành đào tạo; Học viện Công nghệ bưu chính Viễn thông (2013) áp dụng

cho ngành Công nghệ Đa phương tiện). Một số trường khác cũng đang

trong giai đoạn tìm hiểu và bắt đầu triển khai áp dụng phương pháp tiếp cận

CDIO trong đào tạo các ngành của nhà trường (Đại học Công nghệ Thông

tin (2013); Đại học Kinh tế - Luật (2013); Đại học Thủ dầu 1 (2014); Đại

học An Giang (2014); Đại học Đà Nẵng (2014)…) [7].

Hiện tại, đã có hơn 140 trường đại học trên thế giới là thành viên

của tổ chức này, trong đó Việt Nam hiện có 06 trường gồm Đại học Quốc

gia TP.HCM, Trường Đại học Duy Tân, Trường Đại học Thủ Dầu Một,

Trường Đại học Đà Lạt, Trường Đại học FPT và Trường Đại học Vinh. Tất

4

cả các chương trình đào tạo kỹ thuật và công nghệ của nhà trường đều được

hoạch định và cải tiến toàn diện. Việc triển khai áp dụng phương pháp tiếp

cận CDIO của các trường thành viên trong Hiệp hội sẽ tuân thủ chặt chẽ các

tiêu chuẩn của CDIO để đảm bảo đạt chuẩn chất lượng quốc tế.

3. Mục tiêu của đề tài

Xây dựng học phần “Thí nghiệm Vật lí” theo tiếp cận CDIO

(thống nhất từ CĐR, nội dung giảng dạy đến các phương pháp KT-ĐG) để

hình thành và phát triển NLTN.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu học phần “Thí nghiệm Vật lí” theo tiếp cận CDIO đảm bảo

những đặc trưng: hướng vào NL đầu ra của người học, hướng vào hành

động thì sẽ phát triển ở người học NLTN.

5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

5.1. Đối tượng nghiên cứu

NLTN của SV được phát triển trong học phần “Thí nghiệm Vật lí”

được xây dựng theo hướng tiếp cận CDIO.

5.2. Phạm vi nghiên cứu

a. Nội dung nghiên cứu

- Năng lực thực nghiệm.

- Học phần “Thí nghiệm Vật lí” trong chương trình giảng dạy tại

trường ĐHBK - ĐHĐN.

- Đề xướng CDIO đã đề cập đến 12 tiêu chuẩn phản ánh toàn diện

quá trình đào tạo và quản lí chất lượng đào tạo theo định hướng NL đầu ra.

Để phù hợp với thực tiễn hiện tại, tôi chỉ tiếp cận một số luận điểm cơ bản

của CDIO, đó là: 1) Thiết kế CĐR, 2) Thiết kế nội dung dạy học để chuyển

tải CĐR đã ban hành, 3) Nội dung thích hợp, phương pháp dạy học chủ

động và KT-ĐG học tập nhất quán với CĐR.

b. Thời gian nghiên cứu

Tháng 7 năm 2018 đến tháng 7 năm 2019.

5

c. Không gian nghiên cứu

Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo tiếp cận CDIO trong dạy

học đại học.

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về phát triển NLTN của SV trong học

tập nói chung và trong học tập học phần “Thí nghiệm Vật lí” nói riêng.

- Tìm hiểu các mục tiêu dạy học về kiến thức, kĩ năng, thái độ và

mục tiêu phát triển NL mà SV cần đạt được khi học học phần “Thí nghiệm

Vật lí”.

- Xây dựng chương trình học phần “Thí nghiệm Vật lí” theo tiếp

cận CDIO (thống nhất từ CĐR, nội dung giảng dạy đến các phương pháp

dạy học và KT-ĐG).

- Thực nghiệm sư phạm (TNSP) chương trình học phần “Thí

nghiệm Vật lí” để đánh giá tính khả thi và hiệu quả.

7. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Khái quát những tư tưởng cơ bản của

phương pháp luận CDIO; và các tài liệu lí luận, pháp lí liên quan đến đề tài

để hình thành cơ sở lý thuyết cho đề tài.

- Nghiên cứu thực tiễn.

- Thực nghiệm sư phạm.

- Xử lý thống kê toán học.

8. Đóng góp của đề tài

Kết quả TNSP đã bước đầu khẳng định chương trình học phần

TNVL là khả thi và hiệu quả, chứng minh được giả thuyết khoa học mà

luận văn đề ra và hoàn toàn đúng đắn. Các kết quả nghiên cứu có thể áp

dụng được trong dạy học tại trường ĐHBK – ĐHĐN và là một tài liệu hữu

ích cho các GV tham khảo.

6

9. Cấu trúc luận văn

Ngoài các phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, nội dung

chính của luận văn gồm ba chương:

Chương 1: Năng lực thực nghiệm và dạy học phát triển năng lực

thực nghiệm theo tiếp cận CDIO

Chương 2: Xây dựng chương trình học phần “Thí nghiệm Vật lí”

theo tiếp cận CDIO nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

7

CHƯƠNG 1: NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM VÀ DẠY HỌC PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM THEO CDIO

Trong chương này tôi tập trung nghiên cứu: cơ sở lí luận về NLTN, dạy

học phát triển NLTN theo tiếp cận CDIO và điều tra thực trạng chất lượng

dạy học học phần “Thí nghiệm Vật lí” tại trường ĐHBK – ĐHĐN trong

việc phát triển NLTN (Tìm ra các nguyên nhân những hạn chế và đưa ra

cách khắc phục). Từ đó có cơ sở để xây dựng chương trình học phần “Thí

nghiệm Vật lí” theo tiếp cận CDIO nhằm phát triển NLTN cho SV.

1.1. Năng lực thực nghiệm và đánh giá năng lực thực nghiệm

1.1.1. Một số khái niệm

1.1.1.1. Khái niệm năng lực

1.1.1.2. Khái niệm thực nghiệm

1.1.1.3. Khái niệm năng lực thực nghiệm

Trong từ điển Tiếng Việt khái niệm năng lực thực nghiệm được định

nghĩa như sau: “Năng lực thực nghiệm là khả năng vận dụng những kiến

thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù

hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống” [10].

Vậy NLTN vật lí là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng (thiết kế

và thực hiện) trong lĩnh vực vật lí cùng với thái độ tích cực để giải quyết

các vấn đề đặt ra trong thực tiễn liên quan đến thực nghiệm.

1.1.2. Cấu trúc

Trình bày ở hình 1.1

1.1.3. Biểu hiện

8

Phát biểu

vấn đề cần

nghiên

cứu/nêu câu

hỏi khoa học

liên quan

đến bài thí

nghiệm

Đưa ra được

các dự

đoán/giả

thuyết

Đề xuất các

phương án

thí nghiệm

Lựa chọn

phương án

khả thi

Lập kế hoạch

tiến hành thí

nghiệm

Xử lý số liệu

Biểu diễn

kết quả thí

nghiệm

Biện luận

kết quả thí

nghiệm và

rút ra kết

luận khoa

Đánh giá, cải

tiến phép đo

NLTP 4:

Xử lý, phân

tích, trình

bày kết quả

và đánh giá

NLTP 3:

Thực hiện

phương án

thí nghiệm đã

thiết kế

Năng lực thực nghiệm

NLTP 1:

Nêu câu hỏi

khoa học và

đưa ra dự

đoán/giả

thuyết

NLTP 2:

Đề xuất, lựa

chọn và lập

kế hoạch tiến

hành thí

nghiệm

Lựa

chọn/xây

dựng các

dụng cụ, thiết

bị thí nghiệm

Lắp ráp thiết

bị thí nghiệm

Kiểm tra

thiết bị và

phát hiện,

sửa chữa

những hư

hỏng thông

thường

Tiến hành thí

nghiệm

Thu thập và

ghi lại kết

quả từ thí

nghiệm

Hình 1. 1: Cấu trúc năng lực thực nghiệm

9

1.1.4. Biện pháp phát triển

1.1.4.1. Đổi mới nội dung giảng dạy

1.1.4.2. Đổi mới cách thức KT-ĐG theo hướng chú trọng phát triển NLTN

1.1.5. Phương pháp đánh giá NLTN

1.1.5.1. Đánh giá dựa theo tiêu chí

Được trình bày ở bảng 1.2

1.1.5.2. Tự đánh giá

1.1.5.3. Đánh giá đồng đẳng

Bảng 1. 1: Rubric đánh giá NLTN của SV

NLTP Hành vi

biểu hiện

Mức độ

Mức 4 Mức 3 Mức 2 Mức 1

1. Nêu

câu hỏi

khoa học

và đưa

ra dự

đoán/giả

thuyết

1.1. Phát

biểu vấn đề

cần nghiên

cứu/nêu

câu hỏi

khoa học

liên quan

đến bài thí

nghiệm

 Đưa ra

được

chính xác

và đầy đủ

vấn đề/câu

hỏi nghiên

cứu có liên

quan đến

vấn đề

nghiên

cứu

 Đưa ra

được

chính

xác vấn

đề/câu

hỏi

nghiên

cứu có

liên quan

đến vấn

đề

nghiên

cứu

nhưng

không

đầy đủ

 Đưa ra

được

vấn

đề/câu

hỏi

nghiên

cứu có

liên

quan

đến vấn

đề

nghiên

cứu

nhưng

chưa

chính

xác

 Không

đưa ra

được

vấn

đề/câu

hỏi

nghiên

cứu

1.2. Đưa ra

được các

dự đoán/giả

 …  …  …  …

10

thuyết

2. Đề

xuất, lựa

chọn và

lập kế

hoạch

tiến

hành thí

nghiệm

2.1. Đề xuất

các phương

án thí

nghiệm



…



…



…



…

2.2. Lựa

chọn

phương án

khả thi



…



…



…



…

2.3. Lập kế

hoạch tiến

hành thí

nghiệm và

thu thập số

liệu



…



…



…



…

3. Thực

hiện

phương

án thí

nghiệm

đã thiết

kế

3.1. Lựa

chọn/xây

dựng các

dụng cụ,

thiết bị thí

nghiệm



…



…



…



…

3.2. Lắp

ráp thiết bị

thí nghiệm



…



…



…



…

3.3. Kiểm

tra thiết bị

và phát

hiện, sửa

chữa những

sai hỏng

thông

thường



…



…



…



…

11

3.4. Tiến

hành thí

nghiệm

 …  …  …  …

3.5. Thu

thập và ghi

lại kết quả

từ thí

nghiệm

 …  …  …  …

4. Xử lý,

phân

tích,

trình

bày kết

quả và

đánh giá

4.1. Xử lý

số liệu

 …  …  …  …

4.2. Biểu

diễn kết TN

 …  …  …  …

4.3. Biện

luận kết

quả thí

nghiệm và

rút ra kết

luận khoa

học

 …  …  …  …

4.4. Đánh

giá, cải tiến

phép đo

 …  …  …  …

1.2. Dạy học theo tiếp cận CDIO

1.2.1. Bản chất và các luận điểm của phương pháp tiếp cận CDIO

1.2.2. CĐR của chương trình đào tạo theo tiếp cận CDIO

1.2.3. Phương pháp giảng dạy, học tập nhằm đáp ứng CĐR trong chương

trình

1.2.4. Xác lập và biểu đạt mục tiêu dạy học

1.2.5. Nguyên tắc dạy học

1.2.5.1. Phát huy tính chủ động, tích cực của SV

1.2.5.2. Tính vấn đề của dạy học và các tình huống dạy học

12

1.2.5.3. Đảm bảo thống nhất giữa CĐR với các hoạt động dạy học và đánh

giá

1.2.6. Quan điểm và kỹ thuật đánh giá kết quả học tập

1.2.6.1. Các nguyên tắc KT-ĐG trong dạy học

1.2.6.2. Hệ thống các phương pháp đánh giá học tập gắn với CĐR

1.2.6.3. Quy trình kỹ thuật để KT-ĐG kết quả học tập theo CĐR

1.2.7. Chương trình đào tạo theo tiếp cận CDIO

1.2.7.1. Thiết kế đề cương chi tiết môn học

1.2.7.2. Thiết kế bài học

1.3. Giới thiệu học phần “Thí nghiệm Vật lí” tại trường ĐHBK

1.3.1. Khái quát về dạy TNVL tại trường ĐHBK - ĐHĐN

1.3.1.1. Mục đích

1.3.1.2. Nội dung và phương pháp giảng dạy

1.3.1.3. Hình thức tổ chức và đánh giá liên quan đến phát triển NL

1.3.2. Giới thiệu về NLTN của SV trong dạy học học phần TNVL tại

trường ĐHBK - ĐHĐN

1.3.3. Nguyên nhân những hạn chế và cách khắc phục

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Nội dung chương 1 cũng đã làm rõ khung lí luận của đề tài gồm:

- NLTN: xác định khái niệm, cấu trúc, hành vi biểu hiện, biện pháp

phát triển, phương pháp đánh giá và bảng tiêu chí đánh giá.

- CDIO: bản chất và các luận điểm của phương pháp tiếp cận

CDIO, CĐR của chương trình đào tạo theo tiếp cận CDIO, phương pháp

giảng dạy, học tập nhằm đáp ứng CĐR trong chương trình, xác lập và biểu

đạt mục tiêu dạy học, nguyên tắc dạy học, quan điểm và kỹ thuật đánh giá

kết quả học tập, chương trình đào tạo theo tiếp cận CDIO.

Thông qua việc điều tra thực tiễn tôi đã có những kết quả sau:

13

- Việc dạy học phát triển NL cho người học chưa được đi sâu, cũng

như chưa đưa ra được hình thức tổ chức dạy học phát triển NL, phương

pháp đánh giá và các tiêu chí để đánh giá sự phát triển NL của người học.

- Đa số các NLTP đều ở mức thấp, cho thấy SV vẫn còn phụ thuộc

vào tài liệu hướng dẫn thí nghiệm và hướng dẫn của GV.