Tổ chức dạy học chương “dao động cơ” vật lý 12 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.5 MB, 176 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------------------
ĐINH NGỌC THIỆN
TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “DAO ĐỘNG CƠ”
VẬT LÝ 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT
VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MƠN VẬT LÍ
ĐÀ NẴNG – NĂM 2022
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
---------------------------------------
ĐINH NGỌC THIỆN
TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “DAO ĐỘNG CƠ”
VẬT LÝ 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT
VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
Ngành : Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí
Mã số : 8.14.01.11
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN VĂN GIANG
ĐÀ NẴNG – NĂM 2022
III
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
CHỮ VIẾT TẮT
CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ
BTVL
Bài tập Vật lí
BTVN
Bài tập về nhà
CCGD
Cải cách giáo dục
CNH, HĐH
Cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa
DHKP
Dạy học khám phá
GD&ĐT
Giáo dục và đào tạo
GQVĐ
Giải quyết vấn đề
ST
Sáng tạo
GQVĐ&ST
Giải quyết vấn đề và sáng tạo
GV
Giáo viên
KTĐG
Kiểm tra đánh giá
KTXH
Kinh tế xã hội
HS
Học sinh
PPDH
Phương pháp dạy học
SGK
Sách giáo khoa
THPT
Trung học phổ thơng
TN
Thí nghiệm
TNKQ
Trắc nghiệm khách quan
TW
Trung ương
VTCB
Vị trí cân bằng
IV
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... II
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT ................................................................ III
MỤC LỤC ............................................................................................................... IV
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................2
3. Giả thuyết khoa học ..............................................................................................2
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................2
6. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................3
7. Đóng góp của luận văn ..........................................................................................3
8. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................3
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG CỦA VIỆC TỔ CHỨC
DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT
VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG
“DAO ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 THPT ....................................................................5
1.1. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí ....5
1.1.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ........................................................5
1.1.2. Cấu trúc của năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề ...............................7
1.1.3. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí
THPT ....................................................................................................................10
1.3.1.1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập vật lí THPT ..12
1.3.1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí THPT .................14
1.2. Một số phƣơng pháp và hình thức tổ chức dạy học vật lí theo định hƣớng
phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật
lí THPT .....................................................................................................................16
1.2.1. Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh
trong học tập vật lí HTPT ....................................................................................16
1.2.2. Tổ chức dạy học theo hình thức hoạt động nhóm ...................................18
V
1.2.3. Quy trình tổ chức dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải
quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí THPT ....................25
1.3. Phƣơng pháp và hình thức kiểm tra đánh giá theo định hƣớng phát triển
năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí THPT
...................................................................................................................................27
1.3.1. Sư khác biệt giữa đánh giá năng lực và đánh giá theo chuẩn kiến thức
kĩ năng ..................................................................................................................27
1.3.2. Các phương pháp kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng
lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí THPT .......30
1.3.3. Xây dựng khung tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng
tạo của học sinh trong học tập vật lí THPT........................................................32
1.4. Thực trạng dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề
và sáng tạo của học sinh trong học tập chƣơng “Dạo động cơ” Vật lí 12 THPT
...................................................................................................................................35
1.4.1. Những vấn đề chung về cơng tác điều tra. ...............................................35
1.4.1.1. Mục đích điều tra. ................................................................................35
1.4.1.2. Phương pháp điều tra...........................................................................36
1.4.1.3. Đối tượng điều tra................................................................................36
1.4.2. Kết quả điều tra. ........................................................................................36
1.4.2.1. Về phía giáo viên .................................................................................36
1.4.2.2. Về phía học sinh ..................................................................................38
1.4.3. Nguyên nhân và một số khó khăn, sai lầm chủ yếu của HS khi học
chương “Dạo động cơ” Vật lí 12 THPT .............................................................40
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ........................................................................................41
CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƢƠNG “DAO ĐỘNG
CƠ ” VẬT LÝ 12 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT
VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH ........................................................42
2.1. Thiết kế tiến trình dạy học Chƣơng “Dạo động cơ” Vật lí 12 THPT .........42
2.1.1. Đặc điểm chương “Dạo động cơ” Vật lí 12 THPT ..................................42
2.1.1.1. Về cấu trúc ...........................................................................................42
2.1.1.2. Về nội dung .........................................................................................42
VI
2.1.2. Mục tiêu dạy học chương “Dạo động cơ” Vật lí 12 THPT .....................48
2.2.2.1. Về kiến thức ........................................................................................48
2.2.2.2. Về kỹ năng...........................................................................................49
2.2.2.3. Về thái độ ............................................................................................49
2.2.2.4. Về phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh .....49
2.2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài ở chương “Dạo động cơ” Vật lí 12
THPT ....................................................................................................................49
2.2.3.1. Bài 1: Dao động điều hòa ....................................................................49
2.2.3.2. Các vấn đề thực tiễn và cách giải quyết vấn đề sáng tạo trong dạy học
một số bài ở chương “Dạo động cơ” Vật lí 12 THPT ....................................105
2.3. Cơng cụ và tiêu chí đánh giá kết quả học tập một số bài ở chƣơng “Dạo
động cơ” Vật lí 12 THPT ......................................................................................105
2.3.1. Cơng cụ đánh giá phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ...105
2.3.2. Tiêu chí đánh giá kết quả qua phiếu học tập. ........................................105
2.3.3. Tiêu chí đánh giá kết quả hoạt động nhóm. ...........................................106
2.3.4. Tiêu chí đánh giá tính tích cực của các nhóm, các thành viên. ............110
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ......................................................................................113
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................114
3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ............................................................114
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ............................................................114
3.3. Đối tƣợng và thời gian thực nghiệm sƣ phạm .............................................114
3.4. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ............................................................114
3.5. Những thuận lợi và khó khăn trong q trình thực nghiệm sƣ phạm......115
3.5.1. Những thuận lợi.......................................................................................115
3.5.2. Những khó khăn. .....................................................................................115
3.5.3. Những biện pháp nhằm khắc phục những khó khăn trong thực nghiệm
sư phạm. .............................................................................................................115
3.6. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ......................................................................116
3.6.1. Phân tích diễn biến của q trình thực nghiệm sư phạm .....................116
3.6.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................................118
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ......................................................................................121
VII
PHỤ LỤC 1: HỆ THỐNG PHIẾU HỌC TẬP .................................................... P1
PHỤ LỤC 2 : CÁC BÀI KIỂM TRA ................................................................... P8
PHỤ LỤC 3 : CÁC PHIẾU PHỎNG VẤN ........................................................ P19
PHỤ LỤC 4 : CÁC KẾT QUẢ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ................................ P26
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề ....................................................... 7
Bảng 1.2. Biểu hiện của các năng lực cụ thể của năng lực giải quyết vấn đề .... 13
Bảng 1.3. Các bƣớc tổ chức giờ học theo nhóm. .................................................. 19
Bảng 1.4. Các cơng việc cụ thể của GV và HS. ..................................................... 20
Bảng 1.5. Cách tính chỉ số cố gắng của từng thành viên trong nhóm ................ 21
Bảng 1.6. Ma trận về nhiệm vụ cùng thời lƣợng của Nhóm .............................. 23
Bảng 1.7. Ma trận về nhiệm vụ khác thời lƣợng của Nhóm .............................. 23
Bảng 1.8. Cách tính điểm tiến bộ của từng cá nhân ........................................... 24
Bảng 1.9. Kết quả khảo sát tần suất sử dụng các PPDH trong dạy học Vật lí ở
THPT ........................................................................................................................ 37
Bảng 1.10. Kết quả khảo sát mức độ yêu thích của học sinh đối với hoạt động
học Vật lí ................................................................................................................. 38
Bảng 2.3.2. Tiêu chí đánh giá kết quả qua phiếu học tập. ................................. 105
Bảng 2.3.3. Tiêu chí đánh giá kết quả hoạt động nhóm. ................................... 106
Bảng 2.3.4. Tiêu chí đánh giá cá nhân. ............................................................... 110
Bảng 2.3.4. bảng 2 - Tiêu chí đánh giá các thành viên trong nhóm. ............... 112
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học của V.G. Razumôpxki.......................... 14
Sơ đồ 1.2. Khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học ...... 17
Sơ đồ 1.3. Sơ đồ dạy học GQVĐ ........................................................................... 25
Sơ đồ 2.1. Nội dung chƣơng “Dao động cơ” ......................................................... 42
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Mục tiêu của dạy học hiện nay là nhằm hình thành và phát triển phẩm chất,
năng lực cho người học chứ không đơn thuần là cung cấp kiến thức, kĩ năng và hình
thành thái độ học tập. Theo đó, Nghị quyết 29 của Ban chấp hành TW lần thứ 8
(khóa XI) đã khẳng định: “Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến
thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với
hành; lý luận gắn với thực tiễn; ...”. Thực hiện Nghị quyết 29, ngày 26 tháng 12
năm 2018, Bộ GD&ĐT đã ban hành “Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể”,
trong chương trình này đã đề xuất tám năng lực chung cần hình thành và phát triển
cho học sinh, trong đó có năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo (GQVĐ&ST).
Năng lực GQVĐ&ST của HS là một trong những năng lực quan trọng để
phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS, đồng thời giúp HS phát triển các
năng lực quan trọng khác như năng lực tự học, tự nghiên cứu.
Để thực hiện công cuộc đổi mới giáo dục phổ thông sau năm 2018 theo
hướng phát triển phẩm chất, năng lực của HS, cả ngành giáo dục đã và đang có
những chuẩn bị kĩ lưỡng về đổi mới chương trình, sách giáo khoa, phương pháp và
phương tiện dạy học, kiểm tra, đánh giá…
Qua thực tiễn dạy học Vật lí ở trường THPT Võ Chí Cơng - Thành phố Đà
Nẵng nói riêng và dạy học mơn Vật lí phổ thơng nói chung cho thấy: Năng lực
GQVĐ&ST của HS còn rất hạn chế, nhất là năng lực GQVĐ thực tiễn và năng lực
sáng tạo. Thực trạng này do nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân cơ bản là
giáo viên chưa vận dụng hợp lý các hình thức, phương pháp dạy tích cực để tổ chức
các hoạt động nhận thức nhằm phát triển năng lực GQVĐ&ST của HS.
Trong chương trình Vật lí phổ thơng hiện hành, Chương “Dao động cơ” Vật
lí 12THPT có nhiều nội dung nếu được khai thác và vận dụng hợp lý các hình thức,
phương phát dạy học tích cực thì sẽ tạo được sự hứng thú, đam mê học học tập và
phát triển được năng lực GQVĐ&ST của HS.
Xuất phát từ những lí do trên, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào
việc đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học
mơn Vật lí THPT theo mục tiêu mới của giáo dục, tôi chọn đề tài: Tổ chức dạy học
2
chương “Dao động cơ” Vật lí 12 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và
sáng tạo của học sinh” để làm đề tài Luận văn Thạc sĩ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng tiến trình và tổ chức dạy học một số bài ở chương “Dao động cơ”
Vật lí 12 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế tiến trình và tổ chức dạy học một số bài ở ở chương “Dao động
cơ” Vật lí 12 theo định hướng phát triển năng lực thì sẽ phát triển năng lực
GQVĐ&ST của HS.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
- Cở sở lý luận về dạy học phát triển năng lực và năng lực GQVĐ&ST của
HS trong học tập Vật lí ở trường phổ thơng.
- Nội dung kiến thức chương “Dao động cơ” Vật lí 12 THPT hiện hành.
- Các hoạt động của giáo viên và HS khi tổ chức dạy học chương “Dao
động cơ” Vật lí 12 THPT.
Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế và tổ chức dạy học một số bài ở chương
“Dao động cơ” Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực GQVĐ&ST của học sinh ở
Trường THPT Võ Chí Cơng, Thành phố Đà Nẵng.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu và giả thuyết của đề tài, đề tài thực hiện
những nhiệm vụ nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học theo hướng phát triển năng lực
GQVĐ&ST của HS trong dạy học vật lí THPT.
- Điều tra, đánh giá thực trạng việc tổ chức dạy học chương “Dao động cơ”
Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực GQVĐ&ST của HS ở Trường THPT Võ
Chí Cơng - Thành phố Đà Nẵng.
- Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài ở chương “Dao động cơ” Vật lí 12
theo hướng phát triển năng lực GQVĐ&ST của HS.
- Xây dựng và thực hiện công cụ đánh giá năng lực GQVĐ&ST của HS
trong dạy học chương “Dao động cơ” Vật lí 12 THPT.
3
- Tổ chức thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của giả thuyết
khoa học của đề tài.
- Nêu các kết luận, ý nghĩa khoa học, thực tiễn và kiến nghị của đề tài.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện được mục tiêu và các nhiệm vụ của đề tài chúng tôi sử dụng
phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp nghiên cứu lí luận:
+ Nghiên cứu văn kiện của Đảng, chỉ thị của Bộ giáo dục và Đào tạo về tổ
chức dạy học theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ&ST của HS.
+ Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp, hình thức tổ chức dạy học Vật lí,
chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập mơn Vật lí lớp
12 THPT và các tài liệu khác liên quan đến việc tổ chức dạy học chương “Dao động
cơ” và phát triển năng lực GQVĐ&ST của HS.
- Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn:
Nghiên cứu thực tiễn dạy học theo định hương phát triển năng lực
GQVĐ&ST trong dạy học chương “Dao động cơ” ở trường THPT Võ Chí Cơng và
một số trường THPT - Thành phố Đà Nẵng bằng việc tiến hành khảo sát qua phiếu
điều tra, phỏng vấn và đàm thoại với cán bộ quản lý, giáo viên và HS lớp 12.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm:
Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của
việc tổ chức dạy học chương “Dao động cơ” và phát triển năng lực GQVĐ&ST của
HS lớp 12 THPT.
7. Đóng góp của luận văn
Xây dựng tiến trình và tổ chức dạy học Chương “Dao động cơ” theo hướng
phát triển năng lực GQVĐ&ST của HS lớp 12 THPT.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội
dung của luận văn gồm có 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực trạng của việc tổ chức dạy học theo định
hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học
chương “Dao động cơ” Vật lí 12 THPT
4
Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học Chương “Dao động cơ” Vật lí 12 theo
hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
5
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TRẠNG CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “DAO
ĐỘNG CƠ” VẬT LÍ 12 THPT
1.1. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí
1.1.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
a. Một số khái niệm cơ bản
- Năng lực: Hiện nay có nhiều quan niệm về năng lực, theo OECD: Năng lực
là khả năng đáp ứng một cách hiệu quả những yêu cầu phức hợp trong một bối cảnh
cụ thể. Theo Chương trình giáo dục phổ thơng mới năm 2018: 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 cơng một loại
hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể [2].
- Vấn đề: Là một tình huống đặt ra cho cá nhân hoặc một nhóm để giải quyết,
khi đối mặt với tình huống này họ khơng thấy được ngay con đường hoặc các
phương pháp để có được lời giải.
Để vận dụng một cách có hiệu quả khái niệm vấn đề trong dạy học thì người ta
thường hiểu khái niệm này như sau: Một vấn đề được biểu thị bởi một hệ thống
những câu hỏi và mệnh đề thỏa mãn hai điều kiện: Một là HS chưa tự mình trả lời
được câu hỏi. Hai là học sinh chưa được học các quy tắc có tính chất thuật tốn hay
là những cơ sở lí luận để trả lời câu hỏi đặt ra. Nếu hiểu vấn đề theo cách tiếp cận
này thì có thể phân biệt rõ vấn đề với bài tập. Đối với một bài tập đưa ra, nếu chỉ
yêu cầu HS trực tiếp vận dụng các cơng thức có tính chất thuật tốn hay quy trình lí
luận tựa như thuật tốn để giải bài tập đó thì đó khơng phải là những vấn đề.
- Phát hiện vấn đề: Là quá trình tìm ra cái mới mà người nghiên cứu chưa biết
và có nhu cầu muốn biết. Có thể hiểu phát hiện vấn đề gần giống như tình huống
gợi vấn đề. Tức là một tình huống gợi ra cho học sinh những khó khăn mà họ cảm
thấy cần thiết và có khá năng vượt qua nhưng không phải ngay lập tức mà phải trải
qua một q trình suy nghĩ tích cực, hoạt động để biến đổi đối tượng hoạt động hay
6
điều khiến chỉnh hệ thống kiến thức sẵn có nhằm thích nghi với điều kiện hành
động mới.
Năng lực phát hiện vấn đề trong học tập môn vật lý: là năng lực hoạt động trí
tuệ của HS khi đứng trước những vấn đề, những bài tốn cụ thể, có mục tiêu và tính
hướng đích cao địi hỏi phải huy động khá năng tư duy tích cực và sáng tạo nhằm
tìm ra lời giải cho vấn để.
b. Năng lực giải quyết vấn đề
Giải quyết vấn đề là một quá trình mà cá nhân vận dụng kiến thức, kĩ năng và
kĩ xão đã được học đề đáp ứng yêu cầu của những tình huống khơng quen thuộc.
Có nhiều cách phân chia các giai đoạn để giải quyết vấn đề như sau:
- Theo Kudriasev, GQVĐ chia làm 4 giai đoạn: “Sự xuất hiện của chính vấn
đề và những kích thích đầu tiên thúc đẩy chủ thể giải quyết vấn đề; chủ thể nhận
thức sâu sắc và chấp nhận vấn đề cần giải quyết; quá trình tìm kiểm lời giải cho vấn
đề đã được chấp nhận giải quyết, lí giải, chứng minh, kiểm tra; tìm được kết quả
cuối cùng và đánh giá kết quả tìm được”.
- Theo John Dewey, giải quyết vấn đề gồm 5 bước: “Tìm hiểu vấn đề; xác
định vấn đề; đưa ra những giá thuyết khác nhau để giải quyết vấn đề; xem xét hệ
quả của từng giả thuyết dưới ánh sáng của kinh nghiệm trước đây; thử nghiệm giải
pháp thích hợp nhất.”
Theo chúng tôi, việc phân chia các giai đoạn GQVĐ có tính tương đối. Để dễ
vận dụng trong dạy học, chúng tơi chia làm ba bước sau:
- Bƣớc 1: Tìm hiểu vấn đề
+ Tạo tình huống gợi vấn đề;
+ Giải thích để hiểu đúng tình huống;
+ Phát biểu và đặt mục đích GQVĐ.
- Bƣớc 2: Giải quyết vấn đề
+ Phân tích, làm rõ những mỗi quan hệ giữa cái chưa biết và cái đã biết;
+ Đề xuất và thực hiện hướng GQVĐ, ở đây thường vận dụng quy tắc tìm
đốn, quy lạ về quen, đặc biệt hóa, khái quát hóa, xét tính tương tự, suy ngược suy
xi...
+ Trình bày cách GQVĐ.
7
- Bƣớc 3: Nghiên cứu và kiểm tra lời giải
+ Kiểm tra sự đúng đắn của lời giải;
+ Kiểm tra tính tối ưu, tính hợp lí của lời giải;
+ Đề xuất những vấn đề mới có liên quan và GQVĐ nếu có thể.
Như vậy, năng lực giải quyết vấn đề là tổ hợp năng lực thể hiện vận dụng các
kiến thức, các kĩ năng (thao tác tư duy và hoạt động) trong hoạt động học tập nhằm
giải quyết có hiệu quả những nhiệm vụ của bài toán.
Năng lực phát hiện và GQVĐ trong vật lí bao gồm năng lực tìm tòi, nhận biết
và phát hiện vấn đề; năng lực GQVĐ, mối liên hệ giữa năng lực phát hiện và
GQVĐ với năng lực vật lí, năng lực giải bài tập vật lí.
1.1.2. Cấu trúc của năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề
Để phát triển năng lực GQVĐ cần phải xác định các biểu hiện của năng lực
đó, theo chúng tôi các biểu hiện như sau:
- Biết phát hiện một vấn đề, tìm hiểu một vấn đề.
- Thu thập và làm rõ các thơng tin có liên quan đến vấn đề.
- Đề xuất được giả thuyết khoa học khác nhau: Lập được kế hoạch để GQVĐ
đặt ra và thực hiện kế hoạch độc lập, hợp lí.
- Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ; suy ngẫm về cách thức và tiến
trình GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng trong tình huống mới.
Trong đề tài nghiên cứu chúng tôi tập trung đi sâu 4 thành tố của năng lực
GQVĐ, các tiêu chí của mỗi hành vi (biểu hiện) và các mức độ của mỗi tiêu chí
được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề
Thành
phần/
Tiêu chí
Hành vi
Thành tố
Tìm hiểu,
khám phá
vấn đề
Phân tích
được tình
huống cụ
thể
Mức 4
Mức 3
Mức2
Phân tích
Phân tích
Phân tích
Phân tích
được tình
được tình
được tình
được tình
huống cụ thể
huống cụ
huống cụ thể huống cụ thể
đầy đủ, rõ
thể đầy đủ
khi trao đổi
dưới sự
với bạn.
hướng dẫn
ràng một cách nhưng chưa
Mức 1
8
Thành
phần/
Tiêu chí
Hành vi
Thành tố
Mức 4
Mức 3
Mức2
Mức 1
độc lập.
rõ ràng.
Tự phát hiện
Phát hiện
Phát hiện ra
Chưa phát
được vấn đề.
được tình
vấn đề dưới
hiện ra vấn đề
được tình
hưống có
sự hướng
huống có
vấn đề khi
dẫn của giáo
vấn đề
trao đổi với
viên.
Phát hiện
của giáo viên.
bạn.
Nêu được
tình
Tự phát biểu
Tự phát biểu Phát biểu
Phát biểu vấn
được vấn đề.
vấn đề
vấn đề
đề dưới sự
nhưng chưa
nhưng chưa
hướng dẫn
đầy đủ.
đúng với
của giáo viên.
huống có
vấn đề
Xác định
Xác định
Xác định
Đọc thơng tin
được đầy đủ
được chính
được thơng
nhưng chưa
chính xác các
xác một số
tin dưới sự
xác định
thơng tin cần
thơng tin
giúp đỡ của
được thơng
thiết.
cần thiết.
người khác.
tin cần dùng.
Phân tích
Phân tích
Phân tích
Có phân tích
thơng tin chi
được thơng
được thơng
thơng tin.
tiết, cụ thể,
tin nhưng
tin dưới sự
sắp xếp khoa
chưa chi
giúp đỡ của
học.
tiết.
GV.
Tìm ra
Biết tìm hiểu
Biết tìm
Biết tìm
Chỉ tìm hiểu
kiến thức
các thơng tin
hiểu các
hiểu các
thơng tin khi
vật lí và
có liên quan
thơng tin có
thơng tin có
được yêu cầu.
kiến thức
đến vấn đề ở
liên quan
liên quan
liên môn
SGK, tài liệu
đến vấn đề ở đến vấn đề
liên quan
tham khảo và
SGK và
Thu thập
thơng tin
Thiết lập
khơng
gian
vấn
trọng tâm.
Phân tích
thơng tin
đề
nhưng ở
9
Thành
phần/
Tiêu chí
Hành vi
Mức 4
Thành tố
Mức 3
Mức2
Mức 1
đến vấn
thơng tin qua
thảo luận
kinh nghiệm
đề.
thảo luận với
với bạn.
bản thân.
Đề xuất được
Đề xuất
Đề xuất
Đề xuất được
giải pháp giải
được giải
được giải
giải pháp giải
quyết vấn đề
pháp giải
pháp giải
quyết vấn đề
bạn.
Đề xuất
giả thuyết một cách tối
ưu.
quyết vấn đề quyết vấn đề dưới sự
nhưng chưa
nhưng chưa
hướng dẫn
tối ưu.
hợp lí.
của GV.
Lập được kế
Lập được kế Lập được kế
Chỉ lập kế
hoạch để
hoạch để
hoạch
hoạch để
Lập kế
GQVĐ cụ
GQVĐ
GQVĐ
GQVĐ khi
Lập kế
hoạch để
thể, chi tiết
nhưng chưa
nhưng nhờ
được yêu cầu.
hoạch,
giải quyết (đầy đủ thời
đầy đủ, chi
sự giúp đỡ
tiết.
của người
thực hiện
vấn đề
giải pháp
gian, nguồn
nhân lực, vật
khác.
lực)
Thực hiện
kế hoạch
Thực hiện kế
Thực hiện
Thực hiện
Thực hiện kế
hoạch GQVĐ
kế hoạch
kế hoạch
hoạch GQVĐ
độc lập, hợp
GQVĐ độc
GQVĐ
nhưng chưa
lí.
lập nhưng
nhưng cần
hồn thành.
chưa hợp lí.
có sự giúp
GQVĐ
đỡ của giáo
viên, bạn
học.
Đánh giá
Thực hiện Thực hiện kế
Thực hiện
Thực hiện
Chỉ thực hiện
khi có sự
và phản
và đánh
hoạch độc lập
giải pháp
được giải
ánh giải
giá giải
hoặc hợp lí.
GQVĐ
pháp GQVĐ hướng dẫn
10
Thành
phần/
Tiêu chí
Hành vi
Mức 4
Mức 3
Mức2
Mức 1
pháp
Đánh giá việc
nhưng chưa
nhưng chưa
của giáo viên.
GQVĐ
thực hiện giải
đánh giá
hoàn thành.
pháp GQVĐ.
được giải
Thành tố
pháp
pháp.
Nhận ra sự
Suy ngẫm phù hợp hay
Nhận ra sự
Nhận ra sự
Có suy ngẫm
phù hợp hay
phù hợp hay
về cách thức
về cách
không phù
không phù
không phù
và tiến trình
thức và
hợp của giải
hợp của giải
hợp của giải
GQVĐ.
pháp.
pháp nhưng
pháp khi
tiến trình
GQVĐ.
chưa đầy đủ. trao đổi với
người khác.
Điều
Vận dụng
Biết điều
chỉnh và
được trong
chỉnh hợp lí, điều chỉnh
vận dụng
tình huống
vận dụng
nhưng chưa
nhưng nhờ sự
trong tình
mới một cách
được trong
vận dụng
giúp đỡ của
độc lập.
tình huống
trong tình
người khác.
mới.
huống mới.
huống
mới.
Biết cách
Biết cách
điều chỉnh
1.1.3. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí
THPT
Định hướng đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục nước ta trong giai đoạn
hiện nay là “chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát
triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học”. Trong đó năng lực GQVĐ và
sáng tạo là một trong những năng lực chung rất quan trọng, cần được hình thành và
phát triển cho học sinh trung học phổ thơng. Đã có một số cơng trình nghiên cứu về
phát triển năng lực GQVĐ và sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường
THPT; trong đó đã khẳng định tầm quan trọng của việc rèn luyện tư duy GQVĐ, tư
duy sáng tạo, phát triển năng lực GQVĐ và năng lực sáng tạo cho học sinh. Để phát
11
triển năng lực GQVĐ và sáng tạo, giáo viên cần đưa học sinh vào các tình huống có
vấn đề, buộc các em phải giải quyết.
Hiện nay, khái niệm năng lực GQVĐ và sáng tạo có nhiều định nghĩa khác
nhau, phản ánh các khía cạnh khác nhau của vấn đề này. Có nhiều nghiên cứu về
năng lực GQVĐ và năng lực sáng tạo nói chung. Theo Nguyễn Lộc, Nguyễn Thị
Lan Phương và các cộng sự (2016), “Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng cá
nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc
cảm để giải quyết những tình huống vấn đề mà ở đó khơng có sẵn quy trình, thủ tục,
giải pháp thông thường”. Trần Việt Dũng (2013), “Năng lực sáng tạo là khả năng
tạo ra cái mới có giá trị của cá nhân dựa trên tổ hợp các phẩm chất độc đáo của cá
nhân đó”. Theo đó, năng lực GQVĐ và sáng tạo có thể được mơ tả như sau:
Năng lực GQVĐ&ST của học sinh là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các
quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, cảm xúc để phân tích, đề xuất
các biện pháp, lựa chọn giải pháp và thực hiện giải quyết những tình huống, những
vấn đề học tập và thực tiễn mà ở đó khơng có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp
thơng thường, đồng thời đánh giá giải pháp GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng linh
hoạt trong hoàn cảnh, nhiệm vụ mới.
Năng lực GQVĐ&ST là một năng lực đặc thù của hoạt động tìm hiểu khoa
học. Ở mơn Vật lí, năng lực này được hình thành, phát triển trong đề xuất vấn đề,
lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí những nội dung xun suốt từ cấp tiểu học đến cấp trung học phổ thông và được
hiện thực hố thơng qua các mạch thực hành, trải nghiệm với các mức độ khác
nhau. Năng lực này cũng được hình thành và phát triển thơng qua việc vận dụng
kiến thức, kĩ năng vật lí để giải quyết các vấn đề thực tiễn [2]
Theo lí luận dạy học hiện đại, cơ sở đổi mới mục tiêu, nội dung và phương
pháp dạy học, cấu trúc năng lực chung được mô tả là sự tổng hòa của bốn năng lực
thành phần, bao gồm: năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội
và năng lực cá thể. Như vậy, năng lực bao gồm các kiến thức, kĩ năng và thái độ mà
cá nhân huy động để thực hiện thành cơng hoạt động GQVĐ đặt ra trong các tình
huống có thay đổi.
12
Những yêu cầu cần đạt về năng lực GQVĐ&ST của HS cấp THPT, gồm sáu
thành tố [2]:
- Nhận ra ý tưởng mới: Biết xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới; biết
phân tích, tóm tắt những thơng tin liên quan từ nhiều nguồn khác nhau.
- Phát hiện và làm rõ vấn đề: Phân tích được tình huống trong học tập; phát
hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập.
- Hình thành và triển khai ý tưởng mới: Phát hiện yếu tố mới, tích cực trong
những ý kiến của người khác; hình thành ý tưởng dựa trên các nguồn thông tin đã
cho; đề xuất giải pháp cải tiến hay thay thế các giải pháp khơng cịn phù hợp; so
sánh và bình luận được về các giải pháp đề xuất.
- Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Xác định được và biết tìm hiểu các thơng tin
liên quan đến vấn đề; đề xuất được giải pháp GQVĐ.
- Thiết kế và tổ chức hoạt động:
+ Lập được kế hoạch hoạt động với mục tiêu, nội dung, hình thức hoạt động
phù hợp.
+ Biết phân công nhiệm vụ phù hợp cho các thành viên tham gia hoạt động.
+ Đánh giá được sự phù hợp hay không phù hợp của kế hoạch, giải pháp và
việc thực hiện kế hoạch, giải pháp.
- Tư duy độc lập: Biết đặt các câu hỏi khác nhau về một sự vật, hiện tượng,
vấn đề; biết chú ý lắng nghe và tiếp nhận thông tin, ý tưởng với sự cân nhắc, chọn
lọc; biết quan tâm tới các chứng cứ khi nhìn nhận, đánh giá sự vật, hiện tượng; biết
đánh giá vấn đề, tình huống dưới những góc nhìn khác nhau.
Mỗi thành tố bao gồm một số hành vi của cá nhân khi làm việc nhóm hoặc
làm việc độc lập trong quá trình GQVĐ. Năng lực GQVĐ&ST giúp HS có ý thức,
trách nhiệm với cá nhân, gia đình và xã hội; ý thức nâng cao chất lượng và hiệu quả
cơng việc; có khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng vào việc phát hiện và giải
quyết các vấn đề trong học tập và thực tiễn để đáp ứng yêu cầu trong xã hội tri thức
và hội nhập quốc tế.
1.3.1.1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập vật lí THPT
Năng lực GQVĐ của HS trong mơn vật lý có một số biểu hiện như sau:
13
- 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 liên hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo và
hoạt động như thế nào?
- Đưa ra được các cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đặt ra.
- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng suy luận lí thuyết
hoặc khảo sát thực nghiệm.
- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được.
- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được.
Một số biểu hiện cụ thể của các NL thành phần của NLGQVĐ (Bảng 2)
Bảng 1.2. Biểu hiện của các năng lực cụ thể của năng lực giải quyết vấn đề
Thành tố
Chỉ số hành vi
Biểu hiện cụ thể
Phân tích tình huống
- Phân tích được những dữ liệu trong tình
huống.
- Phát hiện ra VĐ thơng qua các dữ kiện
Phát hiện và
làm rõ
Phát hiện vấn đề
vấn đề
đã phân tích.
- Đặt ra được các câu hỏi có liên quan
đến tình huống.
- Phát biểu một cách khái quát và đầy đủ
nội dung của VĐ đã phát hiện.
Thu
thập
các
- Thu thập, sắp xếp, tích hợp những thơng
thơng tin có liên quan tin về kiến thức đã học với VĐ cần giải
Đề xuất và lựa
chọn giải pháp
đến vấn đề
Đề xuất các giải pháp giải quyết VĐ.
Lựa chọn giải pháp
phù hợp
Thực hiện và
quyết. - Phân tích và đưa ra các đề xuất
- Lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất
cho VĐ cần giải quyết.
Thực hiện giải pháp đã - Thực hiện và trình bày đầy đủ, logic giải
đánh giá giải
chọn
pháp
Đánh giá giải pháp
pháp đã lựa chọn.
- Suy ngẫm về cách thức và cách TT giải
14
Thành tố
Chỉ số hành vi
Biểu hiện cụ thể
quyết VĐ để điều chỉnh cho ngắn gọn,
xúc tích và hợp lí hơn.
- So sánh kết quả thu được với kinh
Nhận thức và vận
dụng PP hành
nghiệm thực tiễn của bản thân để đánh
giá kết quả có phù hợp với thực tiễn hay
động vào bối cảnh mới không.
- Đề xuất giải pháp cho những VĐ tương
tự. - Đề xuất cải tiến về cách giải quyết
cho VĐ đang xét.
1.3.1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí THPT
Cũng như các mơn khoa học tự nhiên khác, trong nghiên cứu vật lí, các nhà
vật lí nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và qui luật
khách quan của các sự vật hiện tượng trong tự nhiên.
Hoạt động nghiên cứu khoa học là quá trình nhận thức sáng tạo, có tính chu
trình. V.G. Razumơpxki trên cơ sở khái quát những phát biểu giống nhau của những
nhà vật lí nối tiếng như Einstein, M. Plank, M. Borner, P.L Kapica… đã trình bày
những khía cạnh chính của q trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình, gồm 4
giai đoạn [13]:
Sơ đồ 1.1. Chu trình sáng tạo khoa học của V.G. Razumôpxki
15
V.G.Razumơpxki khái qt hố và trình bày những khía cạnh chính của q
trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình gồm các giai đoạn chính sau: Từ việc
khái qt hoá những sự kiện khởi đầu, đi đến xây dựng mơ hình giả định của hiện
tượng; từ mơ hình dẫn đến việc rút ra các hệ quả lí thuyết; rồi từ hệ quả lí thuyết
đến kiểm tra bằng thực nghiệm. Nếu những sự kiện thực nghiệm phù hợp với hệ
quả dự đốn thì giả thuyết đó được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lí khoa
học, nếu những sự kiện thực nghiệm không phù hợp với những dự đốn lí thuyết,
thì phải chỉnh lí lại hoặc thay đổi. Trong diễn biến của chu trình, những hệ quả lí
thuyết ngày một nhiều, mở rộng phạm vi ứng dụng của các kết luận đã thu được,
cho đến khi xuất hiện những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với thực
nghiệm thì điều đó dẫn đến phải xem lại lí thuyết cũ, chỉnh lí lại hoặc phải thay đổi
và như thế là lại bắt đầu một chu trình mới, xây dựng những kiến thức mới, thiết kế
những máy móc mới để kiểm tra; bằng cách đó làm kiến thức khoa học ngày một
phong phú thêm.
Chu trình sáng tạo khoa học do V.G.Razumơpxki đề ra khơng phải là chu trình
khép kín mà mở rộng dần. Trong Sơ đồ 1, sự mở rộng dần được thể hiện bằng phần
nét đứt.
Có thể mơ tả q trình nhận thức vật lí chi tiết hơn, gồm các giai đoạn điển
hình sau:
Thực tiễn → Vấn đề → Giả thuyết → Hệ quả → Định luật → Lý thuyết →
Thực tiễn.
Chu trình và sơ đồ nói trên mơ tả tồn bộ q trình nhận thức vật lí.
Trong q trình học tập vật lí, Năng lực sáng tạo của học sinh thể hiện ở khả
năng có thể giải quyết vấn đề mà bài học đặt ra.Trong dạy học vật lí ở trường
THPT, theo tơi năng lực sáng tạo của học sinh có những đặc trưng của năng lực
sáng tạo của nhà vật lí. Có thể nhận biết năng lực sáng tạo trong q trình dạy học
vật lí được biểu hiện ở 10 đặc trưng sau:
1. Từ những kinh nghiệm thực tế, từ các kiến thức đã có đề xuất được giả
thuyết (hoặc dự đoán).
16
2. Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (dự đoán) của
vấn đề nghiện cứu, thiết kế được nhiều phương án thí nghiệm và lựa chọn được
phương án thí nghiệm tối ưu.
3. Giải được bài tốn sáng tạo về vật lí.
4. Phát hiện được vấn đề mới (về hiện tượng vật lí, đại lượng vật lí và ứng
dụng kĩ thuật vật lí) trong điều kiện quen biết.
5. Nhìn thấy chức năng của một dụng cụ, thiết bị thí nghiệm quen thuộc, thực
hiện được nhiều mục tiêu khác nhau và ngược lại thực hiện một mục tiêu có thể sử
dụng nhiều thiết bị thí nghiệm khác nhau.
6. Xây dựng phương án mới, về mặt nguyên tắc khác với những phương án
quen thuộc đã biết, như thiết kế được thiết bị thí nghiệm mới, mơ hình mới.
7. Nhìn thấy nhiều cách giải quyết vấn đề có thể lựa chọn cách giải quyết tối
ưu.
8. Có kĩ năng thu thập và xử lý thông tin từ nhiều nguồn khác nhau; biết tổng
hợp – khái quát hóa, đề xuất ý tưởng mới, xem xét vấn đề theo cách mới; nếu được
ý kiến riêng, cách lí giải riêng khác với những điều đã biết về một hiện tượng vật lí,
một q trình vật lí mà khơng phụ thuộc vào ý kiến bạn bè, của GV, không sợ sai.
9. Vận dụng được kiến thức, kĩ năng vào thực tiễn theo phương thức mới
10. Biết kiểm tra, đánh giá, điều chỉnh các kết quả học tập một cách nhanh
chóng.
1.2. Một số phƣơng pháp và hình thức tổ chức dạy học vật lí theo định hƣớng
phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong học tập vật
lí THPT
1.2.1. Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh
trong học tập vật lí HTPT
Dạy học phát hiện và GQVĐ là kiểu dạy học dạy HS thói quen tìm tịi giải
quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhu cầu, hứng thú
học tập, giúp HS chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triển được năng lực sáng
tạo của HS. Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết
vấn đề trong mơn Vật lí được thực hiện qua các bước:
