Nghiên cứu dạy học chương lượng tử ánh sáng vật lý 12 ban cơ bản theo hướng giải quyết vấn đề với sự trợ giúp của máy tính

i

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề............................................................................... 3
3. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 3
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 4
5. Giả thuyết khoa học......................................................................................... 4
6. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 4
7. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 4
8. Đóng góp của luận văn .................................................................................... 5
9. Cấu trúc luận văn............................................................................................. 5
CHƢƠNG I ............................................................................................................ 6
1.1. Lý thuyết về dạy học GQVĐ ....................................................................... 6
1.1.1. Khái niệm về dạy học GQVĐ ............................................................... 6
1.1.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề ............................................................ 8
1.1.3. Cấu trúc của dạy học GQVĐ ................................................................ 9
1.1.4. Các điều kiện đảm bảo cho việc dạy học GQVĐ và các mức độ của
dạy học GQVĐ..............................................................................................12
1.2. Các phƣơng pháp hƣớng dẫn HS GQVĐ trong nhận thức vật lý ..............17
1.2.1. Phƣơng pháp tìm tịi quy về kiến thức, phƣơng pháp đã biết .............17
1.2.2. Phƣơng pháp hƣớng dẫn tìm tịi sáng tạo từng phần ..........................18
1.2.3. Phƣơng pháp hƣớng dẫn tìm tịi sáng tạo khái quát............................18
1.3. Chuyển hoá phƣơng pháp GQVĐ trong nghiên cứu khoa học Vật lý thành
phƣơng pháp GQVĐ trong tìm kiếm xây dựng kiến thức của HS ...................18
1.3.1. Các phƣơng pháp GQVĐ trong nghiên cứu khoa học Vật lý .............18
1.3.2. Đặc điểm của quá trình HS GQVĐ trong học tập ..............................21
1.4. Vận dụng dạy học GQVĐ trong các loại bài học Vật lý ...........................23
1.4.1. Dạy học GQVĐ trong bài học xây dựng kiến thức mới .....................23

1.4.2. Dạy học GQVĐ trong bài học thực hành thí nghiệm Vật lý ..............24
1.4.3. Dạy học GQVĐ trong bài học bài tập Vật lý ......................................25
1.5. Dạy học theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của MVT .............................25
1.5.1. Vai trò hỗ trợ của MVT trong các giai đoạn của quá trình dạy học ...25


ii

1.5.2. Giai đoạn củng cố kiến thức cũ và đặt vấn đề mới .............................26
1.5.3. Giai đoạn xây dựng kiến thức mới......................................................26
1.5.4. Giai đoạn ôn luyện và vận dụng kiến thức .........................................27
1.5.5. Giai đoạn tổng kết, hệ thống hoá kiến thức ........................................27
1.5.6. Giai đoạn kiểm tra đánh giá trình độ kiến thức và các kĩ năng ..........28
CHƢƠNG II .........................................................................................................30
2.1. Mục tiêu dạy học của chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” Vật lý 12 CB...........30
2.1.1. Yêu cầu chung của chƣơng .................................................................30
2.1.2. Mục tiêu cụ thể của chƣơng ................................................................31
2.2. Cấu trúc logic, nội dung của chƣơng .........................................................32
2.2.1. Cấu trúc logic của chƣơng ..................................................................32
2.2.2. Nội dung cơ bản của chƣơng ..............................................................33
2.3. Thiết kế “tình huống có vấn đề” dạy học chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” Vật
lý 12 CB ............................................................................................................45
2.4. Xây dựng một số tiến trình dạy học theo hƣớng giải quyết vấn đề với sự
trợ giúp của MVT .............................................................................................50
CHƢƠNG 3..........................................................................................................69
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm .....................................69
3.1.1. Mục đích..............................................................................................69
3.1.2. Nhiệm vụ .............................................................................................69
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ....................................69
3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm.........................................................69

3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm....................................................70
3.3. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ................................................................70
3.4. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ...............................................................71
3.4.1. Công tác chuẩn bị ................................................................................71
3.4.2. Chuẩn bị giáo án thực nghiệm ............................................................71
3.4.3. Tiến hành thực nghiệm trên lớp ..........................................................72
3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ...................................................................72
3.5.1. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm..............................................72
3.5.1.2. Nhận xét tiến trình dạy học theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của
MVT ..............................................................................................................73
3.5.2. Phân tích định lƣợng, đánh giá ...........................................................74
KẾT LUẬN ..........................................................................................................80


iii

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................82
PHỤ LỤC ............................................................................................................ P1


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thập niên đầu của thế kỷ XXI này, chúng ta đã đƣợc chứng kiến xu
hƣớng tồn cầu hóa trên thế giới ngày càng diễn ra mạnh mẽ. Và quá trình hội
nhập của nƣớc ta ngày sâu rộng hơn trên nhiều lĩnh vực, trong đó có giáo dục.
Trong tình hình đó, nền giáo dục nƣớc ta đã gặp rất nhiều thuận lợi và cũng
không ít thách thức, đòi hỏi phải đổi mới cả về mục tiêu, chƣơng trình, nội dung
đào tạo và phƣơng pháp dạy học. Điều này đƣợc khẳng định trong Nghị quyết

Hội nghị lần thứ hai BCHTW Đảng cộng sản Việt Nam khoá VIII đã chỉ rõ:
“Mục tiêu chủ yếu là thực hiện giáo dục tồn diện đạo đức, trí dục, thể dục ở tất
cả các bậc học. Hết sức coi trọng giáo dục chính trị tư tưởng, nhân cách, khả
năng tư duy sáng tạo và năng lực thực hành”; Và Nghị quyết Hội nghị lần thứ tƣ
BCHTW Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VII: “Đổi mới phương pháp dạy và học
ở tất cả các cấp, các bậc học... áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại
để bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”; Tại điều 2
của Luật Giáo dục năm 2005 đã xác định: “Mục tiêu giáo dục là đào tạo con
ngƣời Việt Nam phát triển toàn diện: đạo đức, tri thức, sức khỏe, thẩm mỹ và
nghề nghiệp; trung thành với lý tƣởng độc lập dân tộc và CNXH; hình thành và
bồi dƣỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu sự
nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc…”.
Chiến lƣợc phát triển giáo dục 2001- 2010, ở mục 5.2 ghi rõ: “Đổi mới và
hiện đại hóa phƣơng pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động,
thầy giảng, trò ghi sang hƣớng dẫn ngƣời học chủ động tƣ duy trong quá trình
tiếp cận tri thức; dạy cho ngƣời học phƣơng pháp tự học, tự thu nhận thơng tin
một cách có hệ thống và có tƣ duy phân tích, tổng hợp, phát triển năng lực của
mỗi cá nhân, tăng cƣờng tính chủ động, tính tự chủ của HS, sinh viên trong quá
trình học tập…”
Điều 28 mục 2 của Luật Giáo dục năm 2005 cũng quy định: “Phƣơng


2

pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng
tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dƣỡng
phƣơng pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác
động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”.
Ở Việt nam Đảng ta nhận thức “CNTT là một trong những động lực quan
trọng nhất của sự phát triển, cùng với một số ngành công nghệ khác đang làm

biến đổi sâu sắc đời sống kinh tế, văn hoá, xã hội của thế giới hiện đại. Ứng
dụng và phát triển CNTT nhằm góp phần giải phóng sức mạnh vật chất, trí tuệ
và tinh thần của tồn dận tộc, thúc đẩy cơng cuộc đổi mới, phát triển nhanh và
hiện đại hoá các ngành kinh tế...” (Chỉ thị của BCH Trung ƣơng Đảng ngày
17/10/2000, về việc đẩy mạnh và ứng dụng CNTT phục vụ sự nghiệp CNH và
HĐH). “Đối với GDĐT, CNTT có tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung,
phƣơng pháp, phƣơng thức dạy và học, CNTT là phƣơng tiện tiến tới một “xã
hội học tập”. Mặt khác GDĐT đóng vai trị bậc nhất thúc đẩy CNTT phát triển...
Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong GDĐT ở tất cả các cấp học, bậc học và ngành
học theo xu hƣớng sử dụng CNTT nhƣ là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho
đổi mới phƣơng pháp giảng dạy, học tập ở tất cả các môn học” (Chỉ thị của Bộ
Trƣởng GDĐT ngày 30/7/2001 về việc ứng dụng CNTT trong ngành giáo dục
giai đoạn 2001-2005).
Qua tìm hiểu và thực tế giảng dạy, chúng tơi nhận thấy chƣơng “Lƣợng tử
ánh sáng” lớp 12 Ban Cơ bản là chƣơng có vị trí cơ bản và quan trọng trong
chƣơng trình Vật lí 12, có nhiều điều kiện để vận dụng lý thuyết DH theo hƣớng
GQVĐ với sự trợ giúp của MVT. Đồng thời chƣa có đề tài nào nghiên cứu, vận
dụng DH theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của MVT vào dạy học chƣơng
“Lƣợng tử ánh sáng” lớp 12 Ban Cơ bản.
Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên, chúng tơi tiến hành nghiên
cứu thử nghiệm đề tài:
Nghiên cứu dạy học chương “lượng tử ánh sáng” vật lý 12 ban cơ bản theo
hướng giải quyết vấn đề với sự trợ giúp của máy vi tính.


3

2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
Phƣơng pháp này đã đƣợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu nhƣ A. Ja
Ghecđơ, B. E Raicôp,… vào những năm 70 của thế kỷ XIX. Các nhà khoa học

này đã nêu lên phƣơng án tìm tịi, phát kiến trong dạy học nhằm hình thành năng
lực nhận thức của HS bằng cách đƣa HS vào hoạt động tìm kiếm ra tri thức, HS
là chủ thể của hoạt động học, là ngƣời sáng tạo ra hoạt động học. Đây có thể là
một trong những cơ sở lí luận của phƣơng pháp dạy học phát hiện và GQVĐ.
Vào những năm 50 của thế kỷ XX, xã hội bắt đầu phát triển mạnh, đôi lúc
xuất hiện mâu thuẫn trong giáo dục đó là mâu thuẫn giữa yêu cầu giáo dục ngày
càng cao, khả năng sáng tạo của HS ngày càng tăng với tổ chức dạy học còn lạc
hậu. Chính vì vậy, phƣơng pháp “dạy học nêu vấn đề” hay cịn gọi là “Dạy học
phát hiện và GQVĐ” chính thức ra đời. Phƣơng pháp này đặc biệt đƣợc chú
trọng ở Ba Lan. V. Okon – nhà giáo dục học Ba Lan đã làm sáng tỏ PP này thật
sự là một phƣơng pháp dạy học tích cực.
Những năm 70 của thế kỷ XX, M. I Mackmutov đã đƣa ra đầy đủ cơ sở lí
luận của PP dạy học GQVĐ.
Trên thế giới cũng có rất nhiều nhà khoa học, nhà giáo dục nghiên cứu
phƣơng pháp này nhƣ Xcatlin, Machiuskin, Lecne,…
Ngƣời đầu tiên đƣa phƣơng pháp này vào Việt nam là dịch giả Phan Tất
Đắc “Dạy học nêu vấn đề” (Lecne) (1977). Về sau, nhiều nhà khoa học nghiên
cứu PP này nhƣ Lê Khánh Bằng, Vũ Văn Tảo, Nguyễn Bá Kim,….
Đã có một số đề tài luận văn Thạc sĩ nghiên cứu theo hƣớng dạy học
GQVĐ của các tác giả Nguyễn Thạc Kỳ, Phạm Văn Cƣờng, Võ Kim
Phụng,…Các đề tài này đa số dùng các phƣơng tiện dạy học khác không phải
MVT để GQVĐ và chƣa có đề tài nào nghiên cứu dạy học theo hƣớng GQVĐ
vào chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” lớp 12 ban Cơ bản.
3. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng DH theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của MVT vào
dạy học một số nội dung của chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” ban Cơ bản nhằm nâng


4

cao chất lƣợng DH.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu


Đối tƣợng:
+ Nội dung, phƣơng pháp giảng dạy Vật lý THPT.
+ Phƣơng pháp dạy học GQVĐ
+ Ứng dụng MVT trong dạy học vật lý



Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu thiết kế các bài dạy học theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của

MVT ở chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” (Lớp 12 CB).
5. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và sử dụng hợp lý các bài dạy học chƣơng “Lƣợng tử ánh
sáng” (Lớp 12 ban CB) theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của MVT thì sẽ góp
phần nâng cao chất lƣợng dạy học vật lý ở trƣờng THPT.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận về dạy học GQVĐ.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chƣơng trình và sách giáo khoa vật lý
THPT.
- Thiết kế các bài dạy học vật lý theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của
MVT.
- Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của phƣơng pháp
dạy học đã lựa chọn.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu


Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Đọc các sách, tài liệu về vấn đề liên quan đến lý thuyết dạy học GQVĐ và
ứng dụng MVT trong dạy học vật lý.


Thực nghiệm sư phạm:

Thực nghiệm sƣ phạm có đối chứng, xử lý kết quả để kiểm tra giả thuyết
khoa học của đề tài.


Phương pháp thống kê:


5

Xử lý kết quả thực nghiệm sƣ phạm bằng thống kê tốn học.
8. Đóng góp của luận văn
 Lý luận: Bổ sung góp phần hồn thiện cơ sở lý luận về dạy học theo
hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của MVT.
 Thực tiễn: Thiết kế 03 bài dạy học theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của
MVT nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học của chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” (Lớp
12 CB).
9. Cấu trúc luận văn
Mở đầu
Chƣơng I. Cơ sở Lý luận của dạy học GQVĐ với sự trợ giúp của MVT.
Chƣơng II. Vận dụng dạy học theo hƣớng GQVĐ với sự trợ giúp của MVT
vào dạy học chƣơng “Lƣợng tử ánh sáng” (Lớp 12 CB)
Chƣơng III. Thực nghiệm sƣ phạm

Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục


6

CHƢƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ
GIÚP CỦA MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Lý thuyết về dạy học GQVĐ
1.1.1. Khái niệm về dạy học GQVĐ
Dạy học GQVĐ là một trong những phƣơng pháp dạy học tích cực có
nhiều điểm ƣu việt, ra đời vào giữa thế kỷ 20 trong sự thơi thúc của xã hội địi
hỏi sự cải tiến phƣơng pháp dạy học trong nhà trƣờng.
Phƣơng pháp dạy học GQVĐ với tƣ tƣởng chủ đạo là đƣa quá trình học
tập của HS gần hơn với q trình tìm tịi, phát hiện, khám phá của các nhà khoa
học, nâng cao tính độc lập sáng tạo của HS. Tuy nhiên cần chú ý đến những
điểm khác biệt căn bản giữa nhà khoa học và HS khi GQVĐ nhƣ động cơ, hứng
thú, nhu cầu, năng lực GQVĐ, điều kiện, phƣơng pháp làm việc.
Sau đây là một số quan điểm về dạy học GQVĐ:
Theo V. Ơ-Kơn: “Dạy học nêu vấn đề là tập hợp những hành động nhƣ tổ
chức các tình huống có vấn đề, phát biểu các vấn đề,… giúp đỡ những điều kiện
cần thiết để học sinh GQVĐ, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo
q trình hệ thống hoá và cũng cố kiến thức thu nhận đƣợc”. [24]
Theo V.A Gruchetsky dạy học GQVĐ địi hỏi phải có nhiều thời gian nhƣ
“Thời gian bị mất đi trong những giai đoạn đầu của việc áp dụng phƣơng pháp
GQVĐ sẽ đƣợc đền bù khi mà tƣ duy độc lập của HS đƣợc phát triển đến mức
đầy đủ”.
Theo I.Ia. Lecne: “Dạy học nêu vấn đề là phƣơng pháp dạy học trong đó

HS tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề và các bài
tốn có vấn đề đƣợc xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chƣơng trình”. [24]
Theo I.F.Kharlamop: “Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học
bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề (tình huống tìm tịi) trong giờ học, kích
thích HS nhu cầu giải quyết những vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt
động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển


7

tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình thơng hiểu và
lĩnh hội thông tin khoa học mới”. [24]
Theo Nguyễn Quang Lạc: dạy học GQVĐ là một hình thức dạy học trong
đó HS đƣợc coi nhƣ “nhà khoa học trẻ” tự giác và tích cực tổ chức các q trình
“xây dựng tri thức mới cho bản thân”. Hoạt động đó đƣợc diễn ra giống nhƣ
“hoạt động nghiên cứu khoa học”, mặc dù kết quả của nó là tìm thấy lại những
điều đã có trong khoa học, song lại là điều mới mẻ đối với HS. Ngƣời GV phải
thực sự quan tâm đến cả nội dung khoa học mà HS đã xây dựng đƣợc lẫn
phƣơng pháp hoạt động của HS để đạt đƣợc điều đó, do vậy GV phải là nhà thiết
kế, tổ chức và chỉ đạo thi cơng. Đó là một hoạt động sáng tạo và đòi hỏi tài nghệ
sƣ phạm, lòng kiên trì, sự khoan dung và độ lƣợng cao. Bởi vì GV phải chỉ đạo
lớp trẻ non nớt không phải tái tạo cái đã quen biết mà là đi xây cái mới cho họ,
cịn đối với GV thì đó lại là điều quá cũ. [9]
Với những quan điểm trên, từ việc phân tích bản chất của dạy học GQVĐ
cho thấy dạy học GQVĐ không phải là một phƣơng pháp dạy học cụ thể đơn
nhất mà nó là tập hợp nhiều phƣơng pháp dạy học cụ thể nhằm tổ chức hoạt
động nhận thức của HS theo con đƣờng hình thành và GQVĐ. Trong phạm vi
phƣơng pháp dạy học thì dạy học GQVĐ có thể thâm nhập vào hầu hết các
phƣơng pháp dạy học khác làm cho tính chất của chúng trở nên tích cực hơn.
Ngồi ra, dạy học GQVĐ cũng khơng chỉ hạn chế ở phạm trù phƣơng

pháp dạy học, việc áp dụng, tiếp cận địi hỏi phải có cải tạo cả nội dung, cách tổ
chức dạy học trong mối liên hệ thống nhất. Vì vậy dạy học GQVĐ cần đƣợc coi
nhƣ tên gọi để chỉ cơ sở của các phƣơng pháp dạy học có khả năng kích thích
HS tham gia vào hoạt động nhận thức một cách tích cực và liên tục dƣới sự chỉ
đạo của GV.
Việc nghiên cứu một môn học hay một bài học sẽ bắt đầu từ việc ngƣời
dạy cùng với ngƣời học phát hiện, đặt ra vấn đề cần giải quyết trong khuôn khổ
môn học và liên mơn. Vậy “vấn đề” là gì?


8

1.1.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề
1.1.2.1. Vấn đề
“Vấn đề là bài toán, nhiệm vụ mà cách thức hồn thành hay kết quả của
nó chƣa đƣợc HS biết trƣớc, nhƣng HS đã nắm đƣợc kiến thức và kỹ năng xuất
phát, để từ đó thực hiện sự tìm tịi kết quả hay cách thức hồn thành bài làm. Nói
cách khác, đó là câu hỏi mà HS chƣa biết câu trả lời, nhƣng có thể bắt tay vào
tìm kiếm lời giải đáp.” [11]
“Vấn đề trong nghiên cứu Vật lý là một câu hỏi, một bài tốn chƣa có lời
giải, xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đời sống. Đó là những hiện tƣợng
mới, q trình mới khơng thể lý giải đƣợc bằng các lý thuyết đã có hoặc một câu
hỏi tìm giải pháp cho một mục đích thiết thực nào đó, hoặc lý thuyết chƣa trọn
vẹn…” [14]
Từ các cách hiểu trên chứng tỏ “vấn đề” bao giờ cũng chứa đựng mâu
thuẫn về nhận thức. Lúc đầu mâu thuẫn đó cịn mang tính khách quan, sau khi
HS tiếp thu và ý thức đƣợc mâu thuẫn đó thì nó biến thành mâu thuẫn chủ quan
và tồn tại trong ý nghĩ HS dƣới dạng bài toán hay vấn đề bài tập.
Trong vấn đề chứa đựng cả yếu tố khách quan và yếu tố chủ quan:
Yếu tố khách quan - dẫn liệu xuất phát cho phép GQVĐ, tìm ra lời giải.

Yếu tố chủ quan - HS phải sẵn sàng tiếp nhận vấn đề để giải quyết.
Câu hỏi, mà HS đã biết trƣớc lời giải đáp, không phải là vấn đề, cũng không phải
là vấn đề cả với những câu hỏi mà HS chƣa biết lời giải đáp và cũng khơng có
phƣơng tiện để tìm tịi câu trả lời.
Ví dụ: Giả sử, sau khi học phần hiện tƣợng quang điện, GV đề nghị HS dùng
thuyết sóng ánh sáng để giải thích định luật về hiện tƣợng quang điện. Đối với
một số em, đây là vấn đề, và sau khi suy nghĩ cùng với sự hƣớng dẫn của GV
các em sẽ tìm ra lời giải thích có vẻ hợp lí. Theo nhƣ lời giải thích của HS, GV
kết luận hiện tƣợng quang điện có thể xảy ra với bất kì ánh sáng nào miễn là nó
có cƣờng độ đủ mạnh. Nhƣng thực nghiệm đã chỉ ra rằng, điều kết luận trên là
không đúng. Nhƣ vậy, phải giải thích nhƣ thế nào mới đúng? Đó là vấn đề.


9

Vấn đề còn đƣợc đặc trƣng ở chỗ, để giải quyết nó ngƣời ta khơng nêu lên
chính xác những điều kiện tìm kiếm, những dẫn liệu ban đầu. Tất cả những cái
đó phải do ngƣời giải quyết định. Vì thế vấn đề có thể có nhiều lời giải, nhƣng
bất cứ vấn đề nào cũng có dạng của một bài tốn mặc dù khơng phải bài tốn nào
cũng mang tích chất nêu vấn đề.
1.1.2.2. Tình huống có vấn đề
“Tình huống có vấn đề” là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một
khó khăn, HS ý thức đƣợc vấn đề, mong muốn GQVĐ đó và cảm thấy với khả
năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết đƣợc, do đó bắt tay vào GQVĐ đó.
Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS: đề xuất
vấn đề và GQVĐ đã đề xuất”. [24]
Những dấu hiệu của tình huống có vấn đề: [24]
Nó bao gồm cái gì chƣa biết, địi hỏi phải có sự tìm tịi sáng tạo, có sự
tham gia của hoạt động tƣ duy và sự nhanh trí đáng kể.
Nó phải chứa đựng điều gì đó đã biết, phải cho trƣớc những dự kiện nào

đó để làm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tịi sáng tạo.
Tình huống có vấn đề phải vừa sức đối với HS, nếu quá đơn giản chứa
đựng những lời giải tƣờng minh từ kho tri thức cũ của HS thì khơng gây đƣợc sự
kích thích mà tạo ra sự thờ ơ, coi thƣờng. Ngƣợc lại thì gây sự bất lực và cũng
tạo ra sự thờ ơ do bi quan.
Đồng thời với sự vừa sức là tính mới lạ, tính khơng bình thƣờng của bài
tốn nhận thức nhằm kích thích hứng thú và lịng khao khát tìm tòi nhận thức
của HS.
1.1.3. Cấu trúc của dạy học GQVĐ
Để phát huy đầy đủ vai trò của HS trong việc tự chủ hành động xây dựng
kiến thức, vai trò của GV trong tổ chức tình huống học tập và định hƣớng hành
động tìm tịi xây dựng tri thức của HS, cũng nhƣ phát huy vai trò của tƣơng tác
xã hội (của tập thể HS) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân HS, đồng
thời HS làm quen với quy trình xây dựng, bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa
học thì có thể thực hiện tiến trình dạy học thành ba giai đoạn [9]:


10

1.1.3.1. Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề
Giai đoạn này có nhiệm vụ kích thích thần kinh hoạt động, tạo cho HS
một trạng thái hƣng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động và có thái độ sẵn sàng
lao vào công việc. Nội dung hoạt động của GV là: Tạo cho đƣợc “vấn đề nhận
thức” tức là tạo cho đƣợc mâu thuẫn khách quan giữa “cái đã biết và cái chƣa
biết”. Sau đó cấy mâu thuẫn khách quan đó vào tiến trình nhận thức của HS, tức
là làm cho HS thấy đƣợc, cảm nhận đƣợc sự tồn tại hiển nhiên mâu thuẫn đó trên
con đƣờng học tập của mình. Tiếp theo GV phải khơi nguồn tiềm lực ở HS để họ
thấy đã có vốn liếng kiến thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự lực giải quyết đƣợc
mâu thuẫn đó.
Nội dung hoạt động của HS trong giai đoạn này là tiếp nhận “bài toán nhận

thức”, tiếp nhận “vấn đề” và chuyển sang trạng thái sẵn sàng, tích cực hoạt động.
Để tạo đƣợc tình huống có vấn đề trong dạy học GQVĐ thì GV làm cho
HS nhận thức ra mâu thuẫn và chấp nhận mâu thuẫn giữa “cái đã biết và cái chƣa
biết” và làm cho họ có đƣợc quyết tâm, có sự nổ lực để tham gia giải quyết “bài
tốn nhận thức” đó.
Trong dạy học thì điều quan trọng nữa là làm sao để phần lớn HS phải
nhận ra đƣợc và tiếp nhận “bài toán nhận thức”. Do đó địi hỏi GV phải có nghệ
thuật sƣ phạm trong việc tạo tình huống có vấn đề để kích thích, tạo “thế năng
tâm lý tƣ duy” của HS.
Biện pháp tạo tình huống có vấn đề trong dạy học Vật lý:
Sử dụng thí nghiệm Vật lý.
Sử dụng bài tập Vật lý.
Sử dụng thí dụ trong đời sống thực tế.
Kể chuyện lịch sử.
Tƣ liệu từ Internet, thông tin bức xúc về khoa học trong nƣớc và thế giới.
1.1.3.2. Giai đoạn hướng dẫn GQVĐ
Đây là giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây HS dần dần làm quen với
phƣơng pháp nghiên cứu của nhà vật lý học ở mức độ tập dƣợt xây dựng kiến


11

thức để phản ánh những sự kiện thực tế. Khi HS đã ở trạng thái tâm lý sẵn sàng
tham gia hoạt động giải quyết “bài toán nhận thức” GV căn cứ vào đặc điểm nội
dung bài toán ấy và điều kiện dạy học để lựa chọn cách định hƣớng hoạt động
cho họ một cách thích hợp nhất. Ở giai đoạn này, ứng với đề tài đang học cụ thể
GV cố gắng hoàn thành cho HS những thao tác cơ bản của hoạt động có tính
chất nghiên cứu khoa học vật lý.
Các bƣớc chủ yếu trong giai đoạn này là:
- Tìm kiếm việc xây dựng giả thiết khoa học: GV cần hƣớng dẫn để HS hiểu,

biết cách quan sát sự kiện (có thể qua mơ hình, thí nghiệm, những kiến thức đã học).
- Khi đã có giả thuyết GV cần chỉ đạo, hƣớng dẫn để HS thảo luận các
phƣơng án đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết đó.
- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức lý thuyết.
1.1.3.3. Giai đoạn củng cố, vận dụng tri thức
Cho HS củng cố, ơn luyện tri thức đã có bằng cách vận dụng nó vào
những tình huống khác nhau: Cho HS giải quyết các nhiệm vụ đơn giản nhƣ giải
bài toán, phân tích và giải thích các sự kiện tƣơng tự, với mục đích chủ yếu là
giúp HS nhớ, thuộc và hiểu tri thức, tái hiện nó là chính.
Cho HS giải quyết những bài tốn, nhiệm vụ có nhiều tính mới mẻ. Tức
yêu cầu HS vận dụng tri thức vào những tình huống mới kể cả các tình huống có
tính cơng nghệ, kỹ thuật.
Có thể mơ hình hố các giai đoạn của dạy học GQVĐ theo sơ đồ 1


12

Tình huống có tiềm ẩn vấn đề
Giai đoạn 1:
Tạo tình huống
có vấn đề
Phát biểu vấn đề - bài tốn

GQVĐ: suy đoán, thực hiện giải pháp
Giai đoạn 2:
Nghiên cứu,
hƣớng dẫn
GQVĐ

Giai đoạn 3:

Củng cố và
vận dụng tri
thức

Kiểm tra, xác nhận kết quả:
xem xét sự phù hợp của lý thuyết

Trình bày, thơng báo, thảo luận, bảo vệ
kết quả

Vận dụng tri thức mới để giải quyết
nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Sơ đồ 1. Cấu trúc dạy học GQVĐ trong môn vật lý [24]
1.1.4. Các điều kiện đảm bảo cho việc dạy học GQVĐ và các mức độ của
dạy học GQVĐ
1.1.4.1. Các điều kiện đảm bảo cho việc dạy học GQVĐ [14]
Nội dung tri thức khoa học (bao gồm cả kỹ năng, phƣơng pháp) phải chứa
đựng yếu tố mới mẻ mà trƣớc khi GQVĐ HS chƣa biết, tri thức ấy đƣợc tạo ra
trong quá trình GQVĐ không chỉ bằng tƣ duy tái tạo, mà phải có sự nổ lực tƣ
duy của chủ thể vƣợt qua những “vùng phát triển gần” do GV tạo ra trong điều
kiện của dạy học. Vì vậy dạy học GQVĐ có thể thực hiện cho các loại tiết học


13

khác nhau: Bài học kiến thức mới, bài học bài tập vật lý, bài học thực hành vật
lý, bài học ôn tập tổng kết hệ thống hoá kiến thức, bài học ngoại khoá. Tuy nhiên
để thực hiện dạy học GQVĐ cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự lôgic các kiến thức
từ vĩ mô (từng phần, từng chƣơng) đến vi mơ (từng bài học) theo tiến trình của

nhận thức vật lý.
Thiết bị dạy học: Thí nghiệm Vật lý - hạt nhân của hành động kiểm tra
xác nhận giả thuyết, do đó dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho
việc thực hiện dạy học GQVĐ.
Trình độ khoa học và kỹ năng sƣ phạm của GV quyết định thành công của
dạy học GQVĐ. Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung Vật lý kết hợp với những
kỹ năng sƣ phạm cần thiết GV xác định chính xác nội dung khoa học của bài,
phát triển thành mệnh đề gọn, rõ. Từ đó xây dựng tình huống có vấn đề, đặt HS
trƣớc câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ngờ, mới lạ…; dẫn dắt học
sinh GQVĐ bằng hệ thống câu hỏi định hƣớng hành động nhận thức theo tiến
trình của nhận thức sáng tạo Vật lý. Tài năng sƣ phạm của GV đƣợc thể hiện ở
câu hỏi định hƣớng này. Căn cứ vào mức độ tìm tịi trong hành động của HS do
câu hỏi định hƣớng đƣa lại có thể phân loại 3 kiểu định hƣớng theo thứ tự từ
thấp đến cao:
+ Định hƣớng tái tạo cụ thể: Câu hỏi của GV nhằm vào việc tái tạo ở HS
từng hành động, thao tác cụ thể mà trƣớc đó HS đã biết. Đây là mức độ thấp nhất
của sự tìm tịi. Kiểu định hƣớng này đảm bảo đƣợc hiệu quả rèn luyện kỹ năng
và tạo cơ sở cần thiết cho HS có thể thích ứng đƣợc với sự định hƣớng tìm tịi
trong dạy học. Các dạng câu hỏi hiện tƣợng (quá trình) tƣơng tự với hiện tƣợng
(q trình) nào đã biết? Vấn đề này có liên hệ với vấn đề nào tƣơng tự? Mối liên
hệ nhƣ thế nào? Các bƣớc GQVĐ tƣơng tự. Làm thế nào để quy vấn đề này về
vấn đề tƣơng tự đã biết cách giải quyết?
+ Định hƣớng khái quát chƣơng trình hoá: Câu hỏi của GV nhằm vào việc
giúp HS ý thức đƣợc đƣờng lối khái qt hố của việc tìm tịi GQVĐ, sự định
hƣớng đƣợc chƣơng trình hố theo các bƣớc dự định hợp lý. Đầu tiên là câu hỏi


14

địi hỏi HS tự lực tìm tịi GQVĐ đặt ra. Nếu HS khơng đáp ứng đƣợc thì có sự

giúp đỡ tiếp theo của GV là sự phát triển định hƣớng khái quát ban đầu, thu hẹp
dần phạm vi phải tìm tòi sao cho vừa sức HS (là sự gợi ý, chi tiết hoá thêm câu
hỏi khái quát ban đầu). Nếu HS vẫn khơng định hƣớng đƣợc thì chuyển dần sang
định hƣớng tái tạo từ việc hƣớng dẫn theo angôrit (cho biết tình tự thực hiện các
hành động thao tác) để theo đó HS tự GQVĐ. Nếu HS vẫn khơng huy động đúng
hành động, thao tác mong đợi thì thực hiện hƣớng dẫn tái tạo đối với mỗi hành
động hoặc thao tác đó. Các câu hỏi thƣờng dùng: bài tốn u cầu GQVĐ gì? Dự
đốn hiện tƣợng xảy ra nhƣ thế nào? Q trình mơ tả có thể chia thành các giai
đoạn nhƣ thế nào? Mỗi giai đoạn đó có liên quan đến hiện tƣợng Vật lý nào? Định
luật nào chi phối? Vì sao có dự đốn đó? Làm thế nào để kiểm tra dự đốn? Cần
phải thực hiện thí nghiệm nhƣ thế nào để kiểm tra dự đoán? Kết quả thí nghiệm có
phù hợp với dự đốn khơng? Điều gì mới rút ra đƣợc từ thí nghiệm này?
+ Định hƣớng tìm tịi nghiên cứu sáng tạo: Câu hỏi của GV nhằm vào việc
u cầu HS tự tìm tịi, huy động hoặc xây dựng kiến thức và cách thức hoạt động
thích hợp để GQVĐ. Đây là mức độ cao nhất của u cầu tìm tịi sáng tạo ở HS,
có tác dụng bồi dƣỡng năng lực tƣ duy, năng lực GQVĐ cho HS. Thực hiện kiểu
định hƣớng này là một việc không dễ dàng. Nó phụ thuộc vào tài năng sự phạm
của GV, vào đối tƣợng HS, vào chính nội dung khoa học của kiến thức.
Định hƣớng khái qt chƣơng trình hố là kiểu định hƣớng trung gian
phát huy mặt ƣu điểm của hai kiểu định hƣớng tái tạo và khái quát đồng thời cho
phép thực hiện ở đa số đối tƣợng HS với nhiều kiến thức điển hình trong chƣơng
trình Vật lý phổ thông.
Nhƣ vậy phƣơng tiện quan trọng trong dạy học GQVĐ là hệ thống câu hỏi
định hƣớng hành động nhận thức của học sinh. Câu hỏi phải đạt đƣợc các yêu
cầu sau đây:
Yêu cầu về lôgic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thoả mãn
luật đồng nhất nghĩa là đối tƣợng của câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS
khơng xác định rõ đối tƣợng câu hỏi dẫn đến hỏi một đƣờng trả lời một nẻo.

15

Yêu cầu về nội dung khoa học: Câu hỏi phải đảm bảo câu trả lời đúng là
dần từng bƣớc GQVĐ đặt ra.
Yêu cầu về phƣơng pháp dạy học: Câu hỏi phải thực hiện đƣợc chức năng
định hƣớng hành động nhận thức theo chu trình sáng tạo Vật lý nghĩa là phải
đảm bảo câu trả lời đúng với hy vọng của GV.
1.1.4.2. Các mức độ của dạy học GQVĐ [9]
Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp của HS vào các hành động GQVĐ theo
chu trình sáng tạo Vật lý khi thực hiện dạy học GQVĐ, có thể chia các mức độ
của dạy học GQVĐ nhƣ sau:
Mức độ 1: Nêu vấn đề
Khác với dạy học cổ truyền là ở mức độ trình bày nêu vấn đề, GV khơng
chỉ dành hồn tồn quyền chủ động truyền thụ tri thức, HS không chỉ đơn thuần
tiếp thu bài giảng, mà GV có dành thời gian để tạo những tình huống gây sự chú
ý, kích thích hoạt động thần kinh và dừng ở tốc độ đủ chậm để HS nhận ra “bài
toán nhận thức”, thậm chí có thể suy ngẫm phƣơng hƣớng giải quyết. Sau đó GV
trình bày cách GQVĐ và tự mình GQVĐ trong sự theo dõi và kiểm tra của HS.
Kết quả là HS tiếp nhận tri thức trong sự cùng tƣ duy với GV. Ở đây, HS chỉ có
thể tiến hành các thao tác tƣ duy ngầm, bằng ngôn ngữ thầm, theo mẫu các thao
tác của GV và học tập theo mẫu ấy. Dạy học ở mức độ này có tác dụng duy trì sự
chú ý theo dõi bài giảng, nhờ đó HS hiểu bài. Nhƣng HS vẫn chƣa đóng đƣợc vai
trị chủ thể của sự học theo nghĩa đầy đủ và chƣa đƣợc thực hiện các thao tác
thực hành về tƣ duy và về hoạt động chân tay trong học tập Vật lý. Mặc dù trong
q trình dạy học, GV có thể dùng đến các phƣơng tiện lời nói hay phƣơng tiện
trực quan, thậm chí cả phƣơng tiện thực hành nhƣng HS chỉ mới đƣợc nghe, nhìn
các hoạt động trình bày gợi vấn đề chứ họ khơng có cơ hội phát biểu, phê phán,
trao đổi và không đƣợc sử dụng các phƣơng tiện đó. Ở mức độ này có nhƣợc
điểm là HS chƣa có điều kiện để trực tiếp bộc lộ khả năng tìm kiếm tri thức và
do đó chƣa rèn luyện đƣợc kỹ năng ngôn ngữ và thực hành vật chất.

Mức độ 2: Tìm tịi một phần (Tìm tịi từng phần)


16

Dạy học ở mức độ này đòi hỏi GV phải tạo cơ hội cho HS cùng tham gia
hoạt động thực sự. Phải để cho HS bộc lộ suy nghĩ bằng ngôn ngữ hoặc tham gia
cùng GV ở một số khâu thực hành thí nghiệm,… trong các giai đoạn: tạo tình
huống có vấn đề, GQVĐ và vận dụng tri thức của dạy học GQVĐ đều có thể tổ
chức cho HS tham gia hoạt động.
Hình thức tổ chức thực hiện dạy học ở mức độ này rất đa dạng: Đơn giản
nhất là hình thức đàm thoại có nêu vấn đề, cao hơn thì giao cho HS tham gia vào
việc tính tốn một số chi tiết, thực hiện một số thao tác thực hành, phức tạp hơn
nữa là giao cho HS làm việc với tƣ liệu riêng sau đó trình bày tồn bộ lập luận,
cách giải quyết và kết quả giải quyết của một cơng đoạn nào đó, có thể tổ chức
học theo nhóm hoặc cả lớp….
Khi thực hiện dạy học ở mức độ này GV cần chú ý để làm sao huy động
đƣợc cả tập thể lớp cùng tham gia hoạt động trong sự cộng tác với GV để giải
quyết cùng một nhiệm vụ chung. Sự chỉ đạo và hƣớng dẫn của GV đƣợc thực
hiện trực tiếp và liên tục để HS gặp bế tắc là có thể nhận đƣợc sự gợi mở, dẫn
dắt theo tinh thần gợi vấn đề, gợi hƣớng đi.
Mức độ 3: Nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo (Tìm tòi sáng tạo)
Dạy học GQVĐ đạt đến mức độ cao nhất trong trƣờng hợp HS đã đƣợc tập
dƣợt và quen với cách tìm tịi từng phần với sự hợp tác chỉ đạo trực tiếp của GV.
Ở mức độ tìm tịi sáng tạo thì sự tự lực của HS là chủ yếu, sự hƣớng dẫn và chỉ
đạo của GV có tính chất định hƣớng và ở tầm gián tiếp. Do yêu cầu khá cao nhƣ
vậy nên cũng đòi hỏi nhiều thời gian và đủ phƣơng tiện, tƣ liệu học tập cho HS.
Hình thức tổ chức dạy học ở mức độ này thƣờng đƣợc tiến hành dƣới
dạng các bài tập thí nghiệm, các tiểu luận theo chuyên đề, các bài học có định
hƣớng thiết kế. Có thể giao cho mỗi HS một đề tài, cũng có thể giao cho mỗi

nhóm một đề tài. Một hình thức khác ở mức độ này là nghiên cứu trong học tập,
tức là sau khi HS đã ý thức đƣợc vấn đề đặt ra (do GV hƣớng dẫn, cao hơn là HS
tự lực đề xuất đƣợc vấn đề) họ tự mình vạch kế hoạch, tìm tịi xây dựng giả
thuyết, tìm ra cách kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát thí nghiệm, phân tích


17

kết quả thí nghiệm, khái qt hố và rút ra kết luận…
1.2. Các phƣơng pháp hƣớng dẫn HS GQVĐ trong nhận thức vật lý
Để rèn luyện tƣ duy vật lý cho HS thì tốt nhất là tập dƣợt cho họ giải
quyết các nhiệm vụ nhận thức bằng chính phƣơng pháp của các nhà vật lý. Việc
hiểu và vận dụng đƣợc một phƣơng pháp khoa học là một điều khó khăn hơn cả
việc tiếp thu một định luật vật lý cụ thể.
Dựa theo những cách mà các nhà khoa học thƣờng dùng để giải quyết các
vấn đề khoa học kỹ thuật, có thể GQVĐ bằng các phƣơng pháp sau: [24]
1.2.1. Phƣơng pháp tìm tịi quy về kiến thức, phƣơng pháp đã biết
Hƣớng dẫn tìm tịi quy về kiến thức, phƣơng pháp đã biết có ý nghĩa là
thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết không thấy ngay mối quan hệ của
nó với những cái đã biết, khơng thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay
một cách làm đã biết mà cần phải tìm tịi bằng phƣơng pháp phân tích, tổng hợp,
so sánh để tìm ra dấu hiệu tƣơng tự với cái đã biết. Kiểu hƣớng dẫn này thƣờng
gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhƣng chƣa có phƣơng pháp, quy trình
hữu hiệu. Có ba trƣờng hợp phổ biến sau:
a) Hƣớng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lý.
Nhiều khi ngôn ngữ sử dụng trong đời sống hằng ngày không giống nhƣ
ngôn ngữ dùng trong các định luật, quy tắc vật lý. Nếu không chuyển đƣợc sang
ngôn ngữ vật lý thì khơng thể nào áp dụng đƣợc những quy luật, quy tắc đã biết.
b) Hƣớng dẫn HS phân tích một hiện tƣợng vật lý phức tạp chi phối bởi
nhiều nguyên nhân thành những hiện tƣợng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một

nguyên nhân, một định luật đã biết.
c) Hƣớng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tƣợng thành
nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy luật xác định đã biết.
Ba kiểu hƣớng dẫn tìm tịi quy về kiến thức, phƣơng pháp đã biết nêu trên
có tác dụng rất tốt để chuẩn bị cho HS tìm tịi sáng tạo, vì trƣớc khi sáng tạo ra
cái mới thông thƣờng ngƣời ta phải sử dụng tất cả những cái đã biết mà không
thành công.


18

1.2.2. Phƣơng pháp hƣớng dẫn tìm tịi sáng tạo từng phần
Kiểu hƣớng dẫn này thƣờng đƣợc sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS
đƣợc giao nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối liên hệ có tính
quy luật mà trƣớc đây HS chƣa biết hoặc chƣa biết đầy đủ.
Ở đây, khơng thể hồn tồn sử dụng những kiến thức đã biết với con
đƣờng suy luận logic để suy ra kiến thức mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một
bƣớc nhảy vọt trong nhận thức. Các nhà khoa học cho rằng trong tình huống này,
trực giác đóng vai trò quan trọng. Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn
hiểu biết), nhà khoa học dự đoán một câu trả lời, một giải pháp cho vấn đề đặt ra
rồi tìm cách kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết bằng thực nghiệm. GV không
thể chỉ cho HS con đƣờng đi đến trực giác mà HS phải tự thực hiện nhiều lần để
có kinh nghiệm. Tuy nhiên, GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tập dƣợt
những bƣớc nhảy đó bằng cách phân chia một bƣớc nhảy vọt lớn trong khoa học
thành các bƣớc nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS.
Thơng thƣờng, trong khi tìm tịi giải quyết một vấn đề mới, HS khơng phải
hồn toàn bế tắc ngay từ đầu hoặc bế tắc trong tồn bộ tiến trình GQVĐ. Trong
khi lập luận để GQVĐ có nhiều phần sử dụng kiến thức cũ, phƣơng pháp cũ thành
cơng, chỉ đến một phần nào đó mới bế tắc, địi hỏi phải tìm cái mới thực sự.
1.2.3. Phƣơng pháp hƣớng dẫn tìm tịi sáng tạo khái qt

Ở kiểu hƣớng dẫn này, GV chỉ hƣớng dẫn HS xây dựng phƣơng hƣớng
chung GQVĐ, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó do HS tự
làm. Kiểu hƣớng dẫn này, địi hỏi ở HS khơng những tính tự lực cao mà cịn phải
có vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng và một số kinh nghiệm hoạt động
sáng tạo.
1.3. Chuyển hoá phƣơng pháp GQVĐ trong nghiên cứu khoa học Vật lý
thành phƣơng pháp GQVĐ trong tìm kiếm xây dựng kiến thức của HS
1.3.1. Các phƣơng pháp GQVĐ trong nghiên cứu khoa học Vật lý [24]
a) Phương pháp thực nghiệm Vật lý
Spaski đã nêu lên thực chất của phƣơng pháp thực nghiệm của Galilê nhƣ


19

sau: Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm nhà khoa học xây dựng một giả
thuyết. Giả thuyết đó khơng chỉ đơn giản là tổng qt hố các thí nghiệm đã làm,
nó chứa đựng một cái gì mới mẻ khơng có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể.
Bằng phép suy luận lơgic và bằng tốn học nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó
mà rút ra một hệ quả, tiên đốn một số sự kiện mới trƣớc đó chƣa biết đến.
Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm để kiểm tra lại
đƣợc. Nếu sự kiểm tra đó thành cơng, nó khẳng định sự đúng đắn của giả thuyết
và khi đó giả thuyết đƣợc coi là một định luật Vật lý chính xác.
Niutơn (Newton) đã đƣa ra bốn quy tắc sau:
Quy tắc 1: Đối với mỗi hiện tƣợng, không thừa nhận những nguyên nhân nào
khác ngồi những ngun nhân đủ để giải thích nó.
Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tƣợng nhƣ nhau về cùng một nguyên
nhân.
Quy tắc 3: Những tính chất của tất cả các vật mà ta có thể đem ra làm thí nghiệm
đƣợc mà khơng thể làm cho nó tăng lên hoặc giảm xuống thì coi là tính chất của
mọi vật nói chung.

Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định nào rút ra từ thực nghiệm bằng phƣơng pháp quy
nạp đều là đúng chừng nào chƣa có những hiện tƣợng khác giới hạn hoặc mâu
thuẫn với khẳng định đó.
b) Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết
* Phƣơng pháp tƣơng tự
Phƣơng pháp tƣơng tự là phƣơng pháp nhận thức khoa học với việc sử
dụng sự tƣơng tự và phép suy luận tƣơng tự nhằm thu nhận tri thức mới.
Các giai đoạn cơ bản của phƣơng pháp tƣơng tự:
Tập hợp các dấu hiệu về đối tƣợng cần nghiên cứu và các dấu hiệu về
đối tƣợng đã có những hiểu biết phong phú định đem đối chiếu.
Tiến hành phân tích những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa
chúng. Kiểm tra xem các dấu hiệu giống nhau có đồng thời là các dấu hiệu bản
chất của các đối tƣợng này hay không.


20

Truyền các dấu hiệu của đối tƣợng đã biết cho đối tƣợng cần nghiên cứu
bằng suy luận tƣơng tự.
Kiểm tra tính đúng đắn của các kết luận rút ra (hoặc các hệ quả của
chúng) có tính chất giả thuyết đó ở chính đối tƣợng cần nghiên cứu.
Nếu các kết luận rút ra không đúng đối với đối tƣợng cần nghiên cứu thì
phải trở lại bƣớc một.
* Phƣơng pháp mơ hình
Trong phƣơng pháp mơ hình, ngƣời ta xây dựng các mơ hình mang những
tính chất cơ bản của vật thể, hiện tƣợng, quá trình và mối quan hệ giữa chúng.
Việc nghiên cứu trên mơ hình sẽ thay thế cho việc nghiên cứu trên chính đối
tƣợng thực, những kết quả nghiên cứu trên mơ hình sẽ chuyển sang cho đối
tƣợng gốc, cho phép ta thu đƣợc những thông tin mới về đối tƣợng gốc, dự đốn
đƣợc những tính chất, hiện tƣợng mới có thể có của vật gốc.

Các giai đoạn của phƣơng pháp mơ hình:
Giai đoạn 1: Nghiên cứu những tính chất của đối tƣợng gốc.
Giai đoạn 2: Xây dựng mơ hình.
Giai đoạn 3: Thao tác trên mơ hình, suy ra hệ quả lý thuyết.
Giai đoạn 4: Thực nghiệm kiểm tra.
* Phƣơng pháp thí nghiệm lý tƣởng
Thí nghiệm lý tƣởng là một phƣơng pháp suy luận lý thuyết về những
hành vi của một đối tƣợng lý tƣởng khơng có hoặc khơng thể có trong thực tế.
Thí nghiệm lý tƣởng là một dạng làm việc với các đối tƣợng thực trong những
điều kiện lý tƣởng hoặc với các mơ hình lý tƣởng của các đối tƣợng thực.
Các giai đoạn chung của phƣơng pháp thí nghiệm lý tƣởng:
Phân tích những hiện tƣợng thực, thí nghiệm thực để đặt vấn đề cho sự
nghiên cứu tiếp theo bằng thí nghiệm lý tƣởng.
Xây dựng (hoặc tìm) một mơ hình lý tƣởng để thay thế đối tƣợng cần
nghiên cứu trong thí nghiệm lý tƣởng. Mơ hình này vận động theo những quy
luật xác định trong các điều kiện lý tƣởng bao gồm cả “các máy móc, dụng cụ”


21

đƣợc lý tƣởng hoá.
Dùng các thao tác tƣ duy, các suy luận lơgic hoặc tốn học để phân tích
những tiến trình khả dĩ của hiện tƣợng dựa theo những quy luật vận động của mơ
hình, khi biến đổi một cách có chủ định các điều kiện lý tƣởng.
Phân tích những kết luận thu đƣợc, suy luận từ những kết luận đó ra các
hệ quả mới, trong đó có việc xác định các thí nghiệm thực có thể tiến hành tiếp
theo mà từ trƣớc đến nay chƣa biết.
* Phƣơng pháp suy luận lơgic, suy luận tốn học. Gồm các phƣơng pháp sau:
Phƣơng pháp phân tích tổng hợp
Phƣơng pháp suy luận quy nạp

Phƣơng pháp suy luận diễn dịch
Phƣơng pháp quy nạp - diễn dịch
1.3.2. Đặc điểm của quá trình học sinh GQVĐ trong học tập
Có thể mơ phỏng theo tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kỹ thuật
của nhà khoa học để tổ chức quá trình dạy học ở trƣờng phổ thơng nhằm hình
thành cho HS năng lực tự GQVĐ.
Tuy nhiên để thành công cần chú ý đến những điểm khác nhau giữa nhà
khoa học và HS trong khi GQVĐ, trên cơ sở đó đề xuất những biện pháp sƣ
phạm thích hợp. Những đặc điểm đó là:
Về động cơ, hứng thú, nhu cầu
Nhà khoa học khi GQVĐ là đã tự xác định đƣợc rõ mục đích, tự nguyện
đem hết sức mình giải quyết bằng đƣợc vấn đề đặt ra, coi đó là nhu cầu bức thiết
của cá nhân. Cịn ở HS, động cơ hứng thú đang đƣợc hình thành; ý thức về mục
đích, trách nhiệm cịn đang mờ nhạt, do đó chƣa tập trung chú ý đem sức mình
để GQVĐ học tập.
Về năng lực tự GQVĐ
Khi chấp nhận giải quyết một vấn đề, nhà khoa học đã có một trình độ, kỹ
năng, kỹ xảo cần thiết. Tuy nhiên nhiều khi nhà khoa học cũng phải tích luỹ
thêm kinh nghiệm, sáng tạo thêm phƣơng tiện lý thuyết và phƣơng tiện vật chất


22

để hoạt động. Còn đối với HS, đây mới chỉ là bƣớc đầu làm quen với việc giải
quyết một vấn đề khoa học. Vấn đề đặt ra cho HS phải giải quyết cũng giống
nhƣ vấn đề của nhà khoa học, những kiến thức, kinh nghiệm, năng lực của họ
còn rất hạn chế.
Về thời gian dành cho việc GQVĐ
Những kiến thức mà HS cần chiếm lĩnh là những kiến thức mà nhiều thế
hệ các nhà bác học đã phải trải qua thời gian dài mới đạt đƣợc và mỗi nhà bác

học cũng chỉ góp một phần nhỏ vào lâu đài khoa học đó. Cịn HS thì chỉ đƣợc
dành một thời gian ngắn để phát hiện ra một định luật vật lý.
Về điều kiện phƣơng tiện làm việc
Nhà khoa học có trong tay hoặc phải tạo ra những phƣơng tiện chuyên
dùng đạt độ chính xác cao và những điều kiện thích hợp nhất để GQVĐ. Cịn HS
chỉ có những điều kiện thơ sơ của trƣờng phổ thơng với độ chính xác thấp, chỉ có
điều kiện làm việc tập thể ở lớp hay ở phịng thực hành, có khi khơng thể lặp đi
lặp lại nhiều lần.
Tuy vậy HS có điều kiện thuận lợi là kiến thức mới (phải tìm kiếm, xây
dựng) lại nằm trong tài liệu, sách giáo khoa, thầy giáo trong vai trị là ngƣời đi
trƣớc đã biết, có sự hợp tác của bạn học, sự hƣớng dẫn của GV trong sự hỗ trợ
của sách giáo khoa và các phƣơng tiện học tập khác.
Theo [24] có thể mơ phỏng tiến trình dạy học theo tiến trình xây dựng,
bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học nhƣ sơ đồ 2: