Luận văn xây dựng và sử dụng mô hình với phần mềm coach trong dạy học “dao động điện từ” – vật lí 12 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.54 MB, 93 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
VŨ XUÂN NAM
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MÔ HÌNH VỚI PHẦN MỀM COACH
TRONG DẠY HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ”- VẬT LÍ 12
NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
HÀ NỘI, 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
VŨ XUÂN NAM
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MÔ HÌNH VỚI PHẦN MỀM COACH
TRONG DẠY HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ”- VẬT LÍ 12
NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số : 8140111
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Anh Thuấn
HÀ NỘI, 2018
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận đƣợc sự
quan tâm và giúp đỡ rất lớn từ quý thầy cô, đồng nghiệp và gia đình. Tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đến:
Thầy giáo, TS. Nguyễn Anh Thuấn đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
Học viên Nguyễn Thị Hạnh đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình nghiên
cứu và hoàn thiện nội dung này.
Quý thầy cô trong Khoa Vật Lí trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, Phòng Sau
Đại học, quý thầy cô đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình học
tập tại trƣờng và nghiên cứu hoàn thành luận văn này.
Ban Giám hiệu, các thầy cô và các em học sinh lớp 12A5 trƣờng Trung học
phổ thông Thuận Thành số 3 - Huyện Thuận thành - Tỉnh Bắc Ninh đã tạo
điều kiện thuận lợi, đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, ngƣời thân, bạn bè,
đồng nghiệp đã dành tình cảm, động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian dài
học tập, nghiên cứu, thực nghiệm và hoàn thành luận văn này.
Bắc Ninh, tháng 4 năm 2018
Tác giả luận văn
Vũ Xuân Nam
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và
kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chƣa từng
đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác.
Bắc Ninh, tháng 4 năm 2018
Tác giả luận văn
Vũ Xuân Nam
MỤC LỤC
CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI
DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG
DẠY HỌC VẬT LÍ .......................................................................................... 6
1.1. NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ................................................ 6
1.1.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ......................................... 6
1.1.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề ........................................... 6
1.1.3. Biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề ....................... 8
1.2. DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ..................... 10
1.2.1. Tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu
dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ............................................... 12
1.2.2. Tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường thực nghiệm của
kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ....................................... 14
1.3. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MÔ HÌNH VỚI PHẦN MỀM COACH
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ................................................................... 16
1.3.1. Xây dựng mô hình với phần mềm coach trong dạy học vật lí ... 16
1.3.2. Sử dụng mô hình với phần mềm coach trong dạy học vật lí ..... 19
1.4. THỰC TRẠNG VIỆC SỬ DỤNG MÔ HÌNH TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ............................... 21
1.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1.................................................................. 23
CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC MÔ HÌNH TRONG DẠY
HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ” – VẬT LÍ 12 ............................................ 24
2.1. MỤC TIÊU TRONG DẠY HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ”- VẬT LÍ
12 ............................................................................................................. 24
2.2. CÁC MÔ HÌNH CẦN SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC “DAO
ĐỘNG ĐIỆN TỪ”- VẬT LÍ 12 ............................................................... 24
2.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRONG DẠY HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN
TỪ”- VẬT LÍ 12 ...................................................................................... 25
2.3.1. Mô hình dao động điện từ trong mạch LC ................................ 25
2.3.2. Mô hình sự biến đổi năng lượng trong mạch dao động ............ 28
2.3.3. Mô hình dao động điện từ tắt dần ............................................. 33
2.3.4. Mô hình dao động cưỡng bức, cộng hưởng ............................. 38
2.4. CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA
HỌC SINH TRONG DẠY HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ”- VẬT LÍ 12
................................................................................................................. 44
2.5. SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC “DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ”VẬT LÍ 12................................................................................................ 48
2.5.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Dao động điện từ” – Vật lí
12 ......................................................................................................... 48
2.5.2. Ý tưởng sư phạm ........................................................................ 55
2.5.3. Tiến trình dạy học cụ thể ........................................................... 55
2.6. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2.................................................................. 61
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................ 62
3.1. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............ 62
3.2. ĐỐI TƢỢNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ..................................... 62
3.3. KẾ HOẠCH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM....................................... 62
3.4. NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ....................................... 63
3.5. DIỄN BIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ....................................... 63
3.6. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
................................................................................................................. 70
3.7. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3.................................................................. 73
KẾT LUẬN CHUNG..................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Chữ viết tắt
Nội dung
DH
Dạy học
DHPH
Dạy học phát hiện
GQVĐ
Giải quyết vấn đề
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
HĐ
Hoạt động
TN
Thí nghiệm
THPT
Trung học phổ thông
TNSP
Thực nghiệm sƣ phạm
TH
Trƣờng hợp
VĐ
Vấn đề
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học
phát hiện và giải quyết vấn đề ......................................................................... 10
Hình 1.2. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo ........................ 13
con đƣờng lí thuyết của kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề............. 13
Hình 1.3. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo ........................ 15
con đƣờng thực nghiệm của kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ...... 15
Hình 1.4. Xây dựng mô hình dao động điện từ trong mạch LC...................... 18
nhờ phần mềm Coach ...................................................................................... 18
Hình 1.5. Gán các giá trị ban đầu trong mềm Coach ...................................... 18
Hình 1.6. Bảng số liệu (q-t),(i-t) sau khi vận hành mô hình ........................... 19
Hình 1.7. Đồ thị lí thuyết (q-t),(i-t) sau khi vận hành mô hình ....................... 19
Hình 2.1. Xây dựng mô hình dao động điện từ trong mạch LC...................... 26
nhờ phần mềm Coach ...................................................................................... 26
Hình 2.2. Gán các giá trị ban đầu q’ và u0 trong mềm Coach ......................... 26
Hình 2.3. Bảng số liệu (q-t),(i-t) sau khi vận hành mô hình ........................... 27
Hình 2.4. Đồ thị lí thuyết (q-t),(i-t) sau khi vận hành mô hình ....................... 27
Hình 2.5. Đồ thị (q-t),(i-t) sau khi khớp hàm nhờ phần mềm Coach .............. 28
Hình 2.6. Xây dựng mô hình sự biến đổi năng lƣợng trong mạch dao động
nhờ phần mềm Coach ...................................................................................... 29
Hình 2.7. Gán các giá trị ban đầu trong mềm Coach ...................................... 30
Hình 2.8. Bảng số liệu (wc-t),(wl-t),(w-t) sau khi vận hành mô hình .............. 30
Hình 2.9. Đồ thị lí thuyết (wc-t),(wl-t),(w-t) sau khi vận hành mô hình ......... 31
Hình 2.10. Đồ thị (wc -t),(wl -t),(w-t) sau khi khớp hàm................................. 32
nhờ phần mềm Coach ...................................................................................... 32
Hình 2.11. Xây dựng mô hình dao động điện từ nhờ phần mềm Coach ........ 34
Hình 2.12. Gán các giá trị ban đầu q’ và u0 trong mềm Coach ....................... 34
Hình 2.13. Bảng số liệu (q-t),(i-t) trong dao điện từ tắt dần sau khi ............... 35
vận hành mô hình............................................................................................. 35
Hình 2.14. Đồ thị lí thuyết (q-t),(i-t) trong dao động điện từ tắt dần sau khi
vận hành mô hình............................................................................................. 35
Hình 2.15. Đồ thị (q-t) sau khi cắt và khớp hàm nhờ phần mềm Coach......... 36
Hình 2.16. Tiến hành thí nghiệm dao động điện từ tắt dần ............................. 37
nhờ dao động kí điện từ ................................................................................... 37
Hình 2.17. Kết quả thí nghiệm dao động điện từ tắt dần nhờ ......................... 37
máy dao động kí điện từ .................................................................................. 37
Hình 2.18. Xây dựng mô hình dao động điện từ cộng hƣởng,cƣỡng bức ....... 39
nhờ phần mềm Coach ...................................................................................... 39
Hình 2.19. Gán các giá trị ban đầu trong mềm Coach .................................... 39
Hình 2.20. Bảng số liệu (q-t),(i-t) sau khi vận hành mô hình ......................... 40
Hình 2.21. Đồ thị lí thuyết (q-t),(i-t) trong dao động điện từ cƣỡng bức sau khi
vận hành mô hình............................................................................................. 40
Hình 2.22. Đồ thị (q-t) trong dao động điện từ cƣỡng bức nhờ tính năng cắt và
khớp hàm trong phần mềm Coach ................................................................... 41
Hình 2.23. Vận hành mô hình đƣa ra đồ thị (u-t) và (i-t) đồng pha nhờ phần
mềm Coach ...................................................................................................... 42
Hình 2.24. Bố trí lắp đặt mạch điện trong dao động cƣỡng bức,cộng hƣởng
nhờ dao động kí điện từ ................................................................................... 43
Hình 2.25. Kết quả cộng hƣởng trong mạch dao động cƣỡng bức nhờ .......... 43
máy dao động kí điện từ .................................................................................. 43
Hình 3.1. Giáo viên trình chiếu cho học sinh xem video thí nghiệm mạch dao
động mắc với dao động kí điện tử ................................................................... 64
Hình 3.2. Các nhóm thảo luận thiết kế ý tƣởng mô hình viết trên giấy .......... 68
Hình 3.3. Học sinh thảo luận trong nhóm đề xuất phƣơng án và cách tiến hành thí
nghiệm dao động điện từ tắt dần và điều kiện xảy ra cộng hƣởng ....................... 69
Hình 3.4. Giáo viên cho học sinh xem video thí nghiệm thật dao động điện từ
tắt dần và điều kiện xảy ra cộng hƣởng .............................................................. 69
Hình 3.5. Đồ thị biểu thị mối liên hệ giữa các thành tố, biểu hiện năng lực ở
từng HS với từng mức độ khác nhau ............................................................... 72
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng mô tả các thành phần, tiêu chí và chỉ báo mức độ đánh giá
năng lực giải quyết vấn đề.................................................................................8
Bảng 2.1. Bảng tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học
“Dao động điện từ” – vật lí 12 ......................................................................... 48
Bảng 3.1. Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm......................................................62
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá bồi dƣỡng HS GQVĐ theo từng tiêu chí và mức
độ trong quá trình TNSP một số kiến thức về “Dao động điện từ” – Vật lí 12
......................................................................................................................... 72
1
MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay công nghệ thông tin đƣợc ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực
của đời sống xã hội, công nghệ thông tin đã góp một phần không nhỏ trong
công cuộc công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nƣớc. Trong lĩnh vực giáo dục,
các điều kiện để có thể áp dụng công nghệ thông tin tƣơng đối đầy đủ; ở các
trƣờng THPT về cơ sở vật chất thiết bị đã đƣợc cải thiện một cách rõ rệt.Tuy
nhiên,việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học đang gặp nhiều khó khăn, do
nhiều nguyên nhân khác nhau, phần nào đã ảnh hƣởng đến chất lƣợng của
việc dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông hiện nay.
Trong chƣơng trình vật lí phổ thông có nhiều hiện tƣợng, quá trình vật lí
phức tạp mà thực tế không phải mọi quá trình xảy ra đều dễ quan sát bằng
mắt thƣờng vì diễn biến các quá trình xảy ra quá nhanh hay quá chậm. Điều
đó gây khó khăn trong việc nghiên cứu tìm ra quy luật của chúng. Một trong
các giải pháp có thể hỗ trợ cho việc nghiên cứu các quá trình đó có hiệu quả
hơn là sử dụng máy vi tính để mô phỏng quá trình đó,nghĩa là hiển thị hiện
tƣợng, quá trình nghiên cứu trên màn hình, làm cho quá trình đó nhanh lên
hay chậm đi, dừng lại từng giai đoạn để giúp ta nghiên cứu dễ dàng. Nhƣ
vậy mô phỏng giúp ta minh họa một cách trực quan các hiện tƣợng,quá trình
vật lí.
Để giải quyết một vấn đề nào đó đặt ra trong bài học vật lí, giáo viên và
học sinh sử dụng một số tiên đề hay kết luận lí thuyết(có thể mô tả bằng
phƣơng trình vật lí), tiến hành các suy luận lí thuyết trên đó, nhƣng do công
cụ toán học còn thiếu nên không thể đạt tới đích. Do vậy, ở đây cần có sự hỗ
trợ của máy vi tính và phần mềm để có thể ra kết quả. Kết quả mà máy tính
đƣa ra không phải đƣợc phát biểu “bằng lời” (dƣới dạng văn bản) mà biểu thị
dƣới dạng số, bảng biểu, đồ thị hay các hình ảnh động. Các dạng đó cho ta
2
biết tồn tại các mối quan hệ mới, có tính qui luật trong hiện tƣợng, quá trình
vật lí đang nghiên cứu.
Trong dạy học “Dao động điện từ ” thì việc sử dụng mô hìnhlà một lợi thế
vì trong bài dạy có nhiều hiện tƣợng, quá trình vật lí phức tạp mà thực tế
không thể quan sát bằng mắt thƣờng đƣợc và việc sử dụng mô hình nhờ máy
vi tính giúp học sinh có con đƣờng nhận thức mới.
Hiện nay có rất nhiều các phần mềm có tính năng nói trên, tuy nhiên với
đề tài này chúng tôi lựa chọn và sử dụng phần mềm Coach, với mong muốn
đóng góp một phần nhỏ trong việc đổi mới phƣơng pháp dạy và học nhằm
nâng cao chất lƣợng dạy và học ở cấp THPT,chúng tôi chọn đề tài“Xây
dựng và sử dụng mô hình với phần mềm Coach trong dạy học “Dao động
điện từ” – vật lí 12 nhằm bồi dƣỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”
làm đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ của mình.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng mô hình dùng phần mềm coach đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa
học kĩ thuật, về mặt khoa học sƣ phạm và sử dụng chúng trong dạy học “ Dao
động điện từ”- vật lí 12 theo dạy học giải quyết vấn đề nhằm bồi dƣỡng năng
lực giải quyết vấn đề của học sinh.
3. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Nếu xây dựng các mô hình với phần mềm coach đáp ứng các yêu cầu về
mặt khoa học kĩ thuật, về mặt khoa học sƣ phạm và sử dụng chúng trong dạy
học “Dao động điện từ”- vật lí 12 theo dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ bồi
dƣỡng đƣợc năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
4. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu:
3
- Việc sử dụng phần mềm Coach trong dạy học “Dao động điện từ ”– vật lí
12 THPT theo định hƣớng dạy học giải quyết vấn đề.
Phạm vi nghiên cứu:
- Sử dụng phần mềm Coach xây dựng mô hình trong dạy học vật lí.
- Phạm vi kiến thức về “Dao động điện từ” – vật lí 12 THPT.
Phạm vi thực nghiệm sƣ phạm:
- Trong một số trƣờng huyện Thuận Thành-Bắc Ninh.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài có nhiệm vụ chủ yếu sau:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc dạy học theo hƣớng bồi dƣỡng năng
lực giải quyết vấn đề của học sinh, đặc biệt là lí luận về xây dựng và sử
dụng mô hình trong DHVL ở trƣờng phổ thông.
- Nghiên cứu mục tiêu kiến thức, kĩ năng khi dạy học về “Dao động
điện từ” - vật lí 12, để từ đó xác định các mô hình cần tiến hành trong dạy
học các kiến thức đó.
- Nghiên cứu thực tiễn sử dụng phần mềm trong dạy học vật lí ở phổ
thông.
- Nghiên cứu xây dựng các mô hình về “Dao động điện từ” để sử
dụng trong dạy học các kiến thức này ở lớp 12 THPT.
- Soạn thảo tiến trình dạy học các kiến thức về “Dao động điện
từ”theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề, trong đó sử dụng các mô hình đã
xây dựng.
- Thực nghiệm sƣ phạm nhằm đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy
học đã soạn thảo nói chung và các mô hình nói riêng. Đồng thời, thực
nghiệm sƣ phạm cũng nhằm sơ bộ đánh giá hiệu quả của hoạt động dạy học
4
đã dự kiến đối với việc bồi dƣỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
Trên cơ sở đó, tiếp thu, hoàn thiện, bổ sung tiến trình dạy học trong giờ học
về “Dao động điện từ”và hoàn thiện tiếp mô hình đã xây dựng.
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Để thực hiện đƣợc các nhiệm vụ trên, tôi sử dụng một số phƣơng pháp
nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu sách, báo, các luận án, luận văn,
khóa luận tốt nghiệp, chƣơng trình và SGK vật lí 12 để xây dựng cơ sở lí
luận của đề tài và các căn cứ cho những đề xuất về tiến trình dạy học trong
giờ học và các mô hình cần tiến hành.
- Điều tra thực trạng dạy học phần kiến thức này ở trƣờng THPT với
việc sử dụng phiếu điều tra, dự giờ, tham khảo giáo án, trao đổi với giáo
viên, học sinh.
- Nghiên cứu : Xây dựng các mô hình về “Dao động điện từ”
- Thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng THPT về tiến trình dạy học đã soạn
thảo.
7. ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN
Xây dựng đƣợc một số mô hình về “Dao động điện từ”để sử dụng cho
quá trình dạy và học.
Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng các mô hình đã xây dựng theo
hƣớng bồi dƣỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
8. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dƣỡng năng lực giải
quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí.
5
Chƣơng 2: Xây dựng và sử dụng các mô hình trong dạy học “ Dao động
điện từ” – vật lí 12
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm
6
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG
NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG
DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1.1.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề [8]
Năng lực GQVĐ là khả năng của HS nhận ra các mâu thuẫn nhận thức
trong các vấn đề học tập hoặc các vấn đề trong cuộc sống, và tìm ra đƣợc
phƣơng pháp để giải quyết mâu thuẫn, vƣợt qua các khó khăn và trở ngại, từ
đó HS tiếp thu đƣợc kiến thức, kĩ năng mới hoặc giải quyết đƣợc các vấn đề
trong thực tiễn.
1.1.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề [6]
Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề gồm 04 năng lực thành phần là: Tìm
hiểu vấn đề, đề xuất giải pháp, lập kế hoạch giải pháp, đánh giá và phản ánh
giải pháp. Mỗi năng lực thành phần bao gồm một số tiêu chí của cá nhân khi
làm việc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong quá trình GQVĐ
Năng
lực
Mức độ
Tiêu chí
thành phần
Mức 1
Mức 2
Mức 3
(1 điểm)
(2 điểm)
(3 điểm)
a, Tìm hiểu 1. Phân tích Chƣa
vấn đề
biết Phân
tích Phân
tích
tình huống, phân tích đƣợc đƣợc một số đƣợc
nhiệm
phát
vấn đề
hiện nhiệm vụ hoặc yếu
tố
của vụ hoặc tình
tình huống đã nhiệm vụ hoặc huống đã cho
cho để phát tình huống đã trong học tập
hiện vấn đề
cho
nhƣng một
chƣa đầy đủ
cách
logic và đầy
7
đủ
2. Phát biểu Chƣa
vấn đề
phát Phát biểu vấn Phát biểu vấn
biểu thành vấn đề với một số đề phù hợp
đề
thông tin rời với nhiệm vụ
rạc, chƣa đầy hoặc
đủ
tình
huống đã cho
một
cách
logic đầy đủ
3. Xác định Chỉ ra một số Đƣa ra một số Đƣa ra đầy
thông tin và thông tin ban thông tin phù đủ thông tin
mối liên hệ đầu
giữa
thông tin
ít
liên hợp với mục phù hợp với
các quan đến mục tiêu của nhiệm mục tiêu của
tiêu của nhiệm vụ, hoặc tình nhiệm
vụ,
vụ, hoặc tình huống đã đặt hoặc
tình
huống đã cho ra nhƣng chƣa huống đã đặt
và không giải xác định đƣợc ra và xác định
thích gì thêm
mối liên hệ đƣợc mối liên
giữa các thông hệ giữa các
tin đó.
b,
Đề
giải pháp
xuất 4. Đề xuất Chƣa đề xuất Đề xuất giải Đề xuất giải
giải pháp
đƣợc giải pháp pháp
GQVĐ
c,
Lập
pháp
GQVĐ pháp GQVĐ
chƣa hợp lí
hợp lí
kế 5. Lập kế Chƣa lập đƣợc Lập đƣợc kế Lập đƣợc kế
hoạch và thực hoạch
hiện
thông tin đó
giải GQVĐ
kế
GQVĐ
hoạch hoạch GQVĐ hoạch GQVĐ
còn chƣa hợp
lí
8
6. Thực hiện Chƣa
thực Thực
hiện Thực hiện tốt
hoạch hiện đƣợc kế chƣa tốt kế kế
kế
GQVĐ
hoạch GQVĐ
hoạch GQVĐ
hoạch
GQVĐ(sáng
tạo và hợp lí)
d, Đánh giá 7. Tự đánh Chƣa biết tự Biết đánh giá Biết đánh giá
và phản ánh giá kết quả đánh giá giải giải
giải pháp
và rút ra kết pháp
luận
tình dụng
huống mới
kết
luận ra kết luận
chƣa đầy đủ
luận
vào
pháp
GQVĐ GQVĐ và rút GQVĐ và rút
và rút ra kết ra
8. Vận dụng Chƣa
pháp giải
vận Vận
dụng Vận dụng tốt
đƣợc trong
trong
những huống
tình
huống chƣa tốt
đầy đủ
tình trong
tình
mới huống mới
mới
Bảng 1.2. Bảng mô tả các thành phần, tiêu chí và chỉ báo mức độ
đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
Bảng mô tả các thành phần tiêu chí và chỉ báo mức độ đánh giá năng lực
GQVĐ với 8 tiêu chí ứng với các năng lực thành phần, để đánh giá mức độ
tiêu chí.
1.1.3. Biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề [8]
Để rèn luyện và bồi dƣỡng năng lực phát hiện và GQVĐ cho HS, cần chú ý
đến các biện pháp sau:
- Làm cho HS hiểu về quy trình GQVĐ.
- Hƣớng dẫn HS phƣơng pháp chung để GQVĐ, thông qua sử dụng
phƣơng pháp dạy học GQVĐ.
- Tạo hứng thú cho HS thông qua các tình huống có vấn đề dƣới các
9
dạng bài tập nhận thức, bài tập định hƣớng phát triển năng lực GQVĐ.
- Tổ chức các hoạt động học tập để HS rèn luyện, phát triển năng lực
GQVĐ thông qua các câu hỏi, bài tập, thí nghiệm.
- Luyện tập cho HS suy luận, phỏng đoán và xây dựng giả thuyết: Liên
tƣởng tới những khái niệm đã có, những hiện tƣợng (vấn đề) tƣơng tự, các
mối quan hệ; Mở rộng phạm vi sang các lĩnh vực khác, dự đoán các mối quan
hệ định lƣợng, định tính...
- Kết hợp kiểm tra đánh giá theo định hƣớng phát triển năng lực GQVĐ,
động viên và điều chỉnh HS kịp thời.
Khi sử dụng các biện pháp để phát triển năng lực GQVĐ cho HS, GV cần
chú ý:
- Rèn cho HS thái độ học tập nghiêm túc, nắm vững những nội dung đã
học, liên tục luyện tập các kỹ năng đã đƣợc học. Chuyển các kiến thức khoa
học thành kiến thức HS.
- Làm cho HS hiểu về năng lực GQVĐ (mô tả về năng lực và các mức độ thể
hiện).
- Tạo hứng thú cho HS thông qua các tình huống có VĐ.
- Hƣớng dẫn HS phƣơng pháp chung để GQVĐ.
- Tổ chức các hoạt động học tập để HS rèn luyện năng lực GQVĐ thông
qua các câu hỏi bài tập, thí nghiệm nhƣ:
+ Luyện tập cho HS suy luận, phỏng đoán và xây dựng giả thuyết
khoa học.
+ Liên tƣởng tới các khái niệm đã có, những hiện tƣợng (vấn đề)
tƣơng tự và các mối quan hệ.
+ Mở rộng phạm vi sang các lĩnh vực khác.
+ Dự đoán các mối quan hệ định lƣợng, định tính, …
10
- Giao cho HS làm các đề tài nghiên cứu nhỏ (dự án học tập hoặc đề tài
nghiên cứu khoa học).
- Kết hợp kiểm tra đánh giá, động viên và điều chỉnh HS kịp thời.
1.2. DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ[15]
Theo Ô kôn: Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề dƣới dạng chung
nhất là toàn bộ các hành động nhƣ tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện
và biểu đạt (nêu ra) các vấn đề (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc
này), chú ý giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để giải quyết vấn đề, kiểm
tra các cách giải quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và
củng cố các kiến thức đã tiếp thu đƣợc.
Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải
1. Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến
thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…
2. Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)
3. Giải quyết vấn đề
- Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ con đƣờng lí thuyết / hoặc con đƣờng thực
nghiệm
- Thực hiện giải pháp đã suy đoán
4. Rút ra kết luận (kiến thức mới)
Hình 1. 1. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu
dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
11
quyết vấn đề trong môn vật lí có thể biểu diễn nhƣ hình 1.1
- Giai đoạn 1: Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết
+ GV giao cho HS một nhiệm vụ có tiềm ẩn VĐ. Từ cái đã biết và nhiệm vụ
cần giải quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chƣa biết, về một cách giải quyết
không có sẵn nhƣng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng đƣợc.
- Giai đoạn 2: Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)
+ Dƣới sự hƣớng dẫn của GV, HS phát biểu VĐ cần giải quyết (nêu câu hỏi
cần trả lời, mà câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nội dung kiến thức mới cần
xâydựng).
- Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề
+ Suy đoán giải pháp GQVĐ
* Với sự định hƣớng của GV, HS trao đổi, thảo luận suy đoán giải pháp
GQVĐ: lựa chọn hoặc đề xuất mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết) có thể
vận hành đƣợc để đi tới cái cần tìm.
* Thực hiện giải pháp đã suy đoán: nhờ con đƣờng lí thuyết/ hoặc con
đƣờng thực nghiệm.
* HS vận hành mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết), rút ra kết luận
logic về cái cần tìm; thiết kế phƣơng án TN, tiến hành TN, thu thập và xử lí
kết quả TN, rút ra kết luận về cái cần tìm.
- Giai đoạn 4: Rút ra kết luận
+ Dƣới sự hƣớng dẫn của GV, HS xem xét sự phù hợp giữa kết luận có đƣợc
nhờ suy luận lí thuyết (mô hình hệ quả lôgic) với kết luận có đƣợc từ các dữ
liệu thực nghiệm (mô hình xác nhận).
+ Khi có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì quy nạp chấp nhận kết quả tìm
đƣợc. Kết luận đã tìm đƣợc trở thành kiến thức mới.
+ Khi không có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì:
12
• Xem quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện của TN chƣa.
• Nếu quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện của TN thì xem
lại quá trình vận hành mô hình xuất phát. Nếu quá trình vận hành mô hình
không mắc phải sai lầm thì sẽ dẫn tới phải bổ sung, sửa đổi mô hình xuất
phát, thậm chí phải xây dựng mô hình mới. Mô hình mới thƣờng khái quát
hơn mô hình trƣớc, xem mô hình trƣớc nhƣ là trƣờng hợp riêng, trƣờng hợp
giới hạn của nó. Điều này cũng có nghĩa là chỉ ra phạm vi áp dụng của mô
hình xuất phát lúc đầu.
GV chính xác hoá, bổ sung, thể chế hoá kiến thức mới.
- Trên cơ sở vận dụng kiến thức mới đã thu đƣợc để giải thích, tiên đoán
các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tới
phạm vi áp dụng của kiến thức đã xây dựng đƣợc và dẫn tới xây dựng những
mô hình mới (các kiến thức mới).
Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu DHPH và GQVĐ diễn ra theo
một trong hai con đƣờng: Con đƣờng lí thuyết và con đƣờng thực nghiệm.
1.2.1. Tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu dạy học
phát hiện và giải quyết vấn đề
Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đƣờng lí thuyết
của kiểu DHPH và GQVĐ đƣợc thể hiện qua sơ đồ hình 1.2
13
1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức
cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…
2. Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)
3. Giải quyết vấn đề
3.1. GQVĐ nhờ suy luận lí thuyết, trong đó có suy luận toán học
- Suy đoán giải pháp GQVĐ:
* Xác định các kiến thức đã biết cần vận dụng.
* Xác định cách thức vận dụng các kiến thức này để đi tới câu trả lời.
- Thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm đƣợc kết quả.
Làm thế nào để kiểm nghiệm nhờ TN kết
quả đã tìm đƣợc từ suy luận lí thuyết
3.2. Kiểm nghiệm kết quả đã tìm đƣợc từ suy luận lí thuyết nhờ TN
- Xác định nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN:
* Phân tích xem có thể kiểm nghiệm trực tiếp nhờ TN kết quả thu đƣợc từ suy
luận lí thuyết không?
* Nếu không đƣợc, suy luận lôgic từ kết quả này ra hệ quả kiểm nghiệm đƣợc nhờ TN.
- Thiết kế phƣơng án TN để kiểm nghiệm kết quả đã thu đƣợc từ suy luận lí
thuyết hoặc hệ quả của nó: cần những dụng cụ nào, bố trí chúng ra sao, tiến hành TN
nhƣ thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính và định lƣợng nào, xử lí các dữ liệu
TN này nhƣ thế nào?
- Thực hiện TN: Lập kế hoạch TN, lắp ráp, bố trí và tiến hành TN, thu thập và xử
lí các dữ liệu TN để đi tới kết quả.
4. Rút ra kết luận
-Đối chiếu kết quả TN với kết quả đã rút ra từ suy luận lí thuyết. Có 2 khả năng xảy ra:
* Nếu kết quả TN phù hợp với kết quả đã tìm đƣợc nhờ suy luận lí thuyết thì kết
quả này trở thành kiến thức mới.
* Nếu kết quả TN không phù hợp với kết quả đã tìm đƣợc từ suy luận lí thuyết thì
cần kiểm tra lại quá trình TN và quá trình suy luận từ các kiến thức đã biết. Nếu quá trình
TN đã đảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ và quá trình suy luận không mắc sai lầm thì
kết quả TN đòi hỏi phải đề xuất giả thuyết. Quá trình kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết
này sau đó sẽ dẫn tới kiến thức mới bổ sung, sửa đổi những kiến thức đã vận dụng lúc đầu
làm tiền đề cho suy luận lí thuyết.
Những kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trƣờng hợp riêng, trƣờng hợp giới
hạn của kiến thức mới. Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đầu đƣợc
chỉ ra.
Hình 1. 2. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo
con đƣờng lí thuyết của kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
