Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý 10, ban cơ bản

1

1. Lý do chọn đề tài
Đất nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu
đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công
nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của mục ti u đ
ch nh à con ngư i, à nguồn nhân lực ngư i Việt Nam được phát triển về số ượng và
chất ượng tr n cơ sở mặt bằng dân tr được nâng cao
Đổi mới phương pháp dạy học là một yêu cầu cấp bách đã được Đảng ta chỉ rõ
trong nghị quyết Trung ương (TW) 2 khoá VIII (12/1996), trong văn kiện Đại hội Đảng
toàn quốc lần thứ IX (4/2001) và gần nhất à văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ X
(4/2006) đã khẳng định: “Đổi mới tư duy giáo dục một cách nhất quán, từ mục tiêu,
chương trình, nội dung, phương pháp; ưu ti n hàng đầu cho việc nâng cao chất ượng
dạy và học; đổi mới phương pháp dạy và học; phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy
nghĩ của học sinh…”.
Và Điều 24.2 Luật giáo dục (2005) quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông
phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm của
từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng àm việc theo nh m,
rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem ại
niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”.
Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học thì phải lựa chọn cho phù hợp với
từng đối tượng con ngư i và nội dung dạy học. Một trong những trọng tâm của đổi mới
chương trình và sách giáo khoa giáo dục phổ thông là tập trung vào đổi mới phương
pháp dạy học, thực hiện dạy học dựa vào hoạt động tích cực, chủ động của học sinh với
sự tổ chức và hướng dẫn đúng mực của giáo viên nhằm ĩnh hội kiến thức và hình thành
nhân cách. Đặc biệt à hình thành năng ực tư duy sáng tạo, chủ động tiếp cận và giải
quyết mọi vấn đề trong cuộc sống. Do đ , da học theo định hướng giải quyết vấn đề ở
chương trình phổ th ng à một trong những sự ựa chọn cần thiết, vì qua đ học sinh vừa
ĩnh hội được tri thức, vừa biết được phương pháp để chiếm ĩnh tri thức đ .
Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật 10, ban Cơ bản à một
chương c nhiều kiến thức gần g i với cuộc sống hàng ngày của học sinh, các th

nghiệm sinh động, dễ àm và đây à những thuận ợi cho việc triển khai dạy học giải
quyết vấn đề nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh.
Với các do tr n, t i chọn đề tài:
n n
ọ
n đề
n
n

n

nđ n

n

n

n


2

đ

2. M

n

ên ứu c

đề tài

Vận dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề chương “Cân bằng và chuyển
động của vật rắn” Vật lí 10, ban cơ bản nhằm t ch cực hóa hoạt động học tập của học
sinh để g p phần nâng cao chất ượng dạy học Vật í ở khối văn h a cơ bản của bậc học
Trung cấp chuy n nghiệp.

3. ố

ợng và ph m vi nghiên cứu

* Đối tượng nghi n cứu
-

thuyết dạy học giải quyết vấn đề.

- uá trình tổ chức dạy và học vật .
* Phạm vi nghi n cứu
- Dạy học giải quyết vấn đề trong vật .
- Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật

10, ban Cơ bản.

4. Gi thuy t khoa học
Có thể tổ chức dạy học một số kiến thức của chương “Cân bằng và chuyển động
của vật rắn” theo định hướng giải quyết vấn đề sẽ tích cực hóa hoạt động học tập, rèn
luyện kĩ năng àm việc hợp tác, tạo hứng thú cho học sinh từ đ g p phần nâng cao chất
ượng dạy học vật í.

5. Nhiệm v nghiên cứu

5.1. Nghi n cứu thuyết dạy học giải quyết vấn đề.
5.2. Nghi n cứu chương trình, sách giáo khoa và các tài iệu chương “ Cân bằng và
chuyển động của vật rắn” Vật í 10, ban Cơ bản.
5.3. Tìm hiểu nội dung, cấu trúc chương “ Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, ác
định mục ti u dạy học của chương theo định hướng nghi n cứu.
5.4. Chu n bị các điều kiện cần thiết và ây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức
chương “ Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật í 10, ban Cơ bản theo tinh thần
dạy học giải quyết vấn đề.
5.5. Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động
của vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ bản theo định hướng dạy học G VĐ
5.6. Thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả nghi n cứu.

6. P

n p áp n

ên ứu

- Phương pháp nghi n cứu lý luận (nghiên cứu tư iệu, SGK, SGV, sách bài tập...)
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm (tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trư ng
Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Bảo Lộc)
- Phương pháp thống kê toán học.


3

7. C u trúc lu n ăn
ở đầu
Nội dung
Chương 1. Dạy học giải quyết vấn đề trong m n Vật í ở trung học phổ th ng

Chương 2. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và
chuyển động của vật rắn” Vật 10, ban Cơ bản theo định hướng dạy học G VĐ.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Kết luận
Phụ lục

8. ón

óp

a lu n ăn

* Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của phương pháp dạy học giải
quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí.
* Về thực tiễn:
- Chu n bị các điều kiện cần thiết cho dạy học chương “Cân bằng và chuyển động
của vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ bản:
+ Xây dựng bộ câu hỏi định hướng (chuỗi vấn đề nhận thức).
+ Xây dựng 7 tình huống có vấn đề.
+Xây dựng được cơ sở dữ liệu trực quan số hóa dùng cho dạy học chương theo
định hướng DHG VĐ (15 hình ảnh, 3 video clip, 4 thí nghiệm mô phỏng).
+ Thiết kế, tạo ra 6 Bộ thí nghiệm (TN1: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của
hai lực; TN 2: Xác định trọng tâm của một vật; TN3: Cân bằng của một vật có trục quay
cố định. Momen lực; TN 4: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều; TN 5: Các dạng cân
bằng; TN 6: Cân bằng của một vật có mặt chân đế).
+ Biên soạn và sưu tầm được 10 bài tập vấn đề.
+ Thiết kế được 5 giáo án theo định hướng G VĐ.
- Một số kết quả nghiên cứu đã được công bố trong bài báo “Tình huống có vấn đề
trong dạy học Vật ” đăng tr n Tạp chí giáo dục, số đặc biệt tháng 10 năm 2011, từ
trang 12 đến trang 13.

4

NỘI DUNG
n
DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN Ề TRONG MÔN VẬT LÍ
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Dạy học giải quyết vấn đề (dạy học nêu vấn đề) ra đ i từ những năm 60 của thế kỉ
XX và là một thuật ngữ đã trở nên quen thuộc trong lý luận dạy học. Song vận dụng dạy
học giải quyết vấn đề (DHG VĐ) trong thực tiễn ở nước ta còn nhiều hạn chế. Để vận
dụng DHG VĐ vào thực tiễn dạy học môn vật lí đạt hiệu quả, cần thiết phải tìm hiểu,
nghiên cứu cơ sở lý luận và cở sở thực tiễn về DHG VĐ.
á nệ

ề

ọ

n đề
n đề [16]

1.1.1.
ọ
a. Cơ sở tâm lý học.
Hoạt động nhận thức, tư duy của con ngư i chỉ thực sự xuất hiện khi gặp phải một
trở lực khoa học, tức là gặp phải một “tình huống có vấn đề” mà bằng những kiến thức,
kỹ năng đã c chưa đủ để giải quyết. Tuy nhiên, với sự hướng dẫn, giúp đỡ đúng mực
của giáo viên, HS c cơ sở để tự mình khám phá, giải quyết những vấn đề đ nhằm xây
dựng tri thức cho bản thân. Khi đ HS sẽ sẵn sàng tham gia tích cực vào việc giải quyết

vấn đề.
b. Cơ sở triết học
Quá trình nhận thức của con ngư i là một quá trình học tập dưới nhiều hình thức
khác nhau từ mang tính chất tự phát cho đến tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo một
chương trình c t nh khoa học cao. Quá trình học tập của con ngư i là một quá trình
hoạt động tâm sinh lý với hàng loạt các thao tác và hành động liên tiếp được thực hiện
trước hết bởi các cơ quan thụ cảm, sau đ bởi các cơ quan của hệ thần kinh trung ương.
Đồng th i nh có ngôn ngữ và các ký hiệu mà con ngư i phản ánh được thế giới hiện
thực khách quan.
“Mâu thuẫn à động lực thúc đ y quá trình phát triển”, đây à cơ sở triết học của
dạy học G VĐ. ỗi vấn đề khi được đặt ra chính là một mâu thuẫn giữa vốn tri thức và
kinh nghiệm đã c của HS với những yêu cầu, nhiệm vụ nhận thức cần giải quyết. Nếu
giải quyết được những mâu thuẫn đ thì HS (chủ thể) c th m được kiến thức mới.
Trong quá trình dạy học, để àm được điều đ thì GV phải biết gợi mở được phương
hướng và khả năng giải quyết vấn đề để biến mâu thuẫn khách quan trở thành mâu thuẫn
chủ quan tồn tại ngay trong nhận thức của HS, từ đ HS kh ng còn thụ động mà tự giác,
tích cực trong hoạt động học, họ trở thành là chủ thể của hoạt động.


5

c. Cơ sở giáo dục học
Ngày nay với yêu cầu của xã hội à đào tạo những con ngư i có trí tuệ, chủ động,
sáng tạo, kiên nhẫn, c năng ực tiếp cận và giải quyết mọi vấn đề gặp phải trong cuộc
sống. Để thực hiện được những yêu cầu tr n đòi hỏi nhà trư ng phải cải tiến phương
pháp dạy học, vì thế ngư i GV phải biết phối hợp linh hoạt những ưu điểm của các
phương pháp dạy học truyền thống với các phương pháp dạy học tích cực.
DHG VĐ ra đ i như à sự tiếp nối phát triển các chiến ược dạy học trong lịch sử
giáo dục học:
- Đầu tiên là chiến ược giáo điều/ chiến ược th ng báo: ngư i học chỉ nghe và ghi

nhớ mà không cần hiểu những điều mà ngư i dạy truyền đạt.
- Phát triển hơn à chiến ược giảng giải- minh họa: ở đây học sinh nghe hiểu và
ghi nhớ, khi cần thiết thì tái hiện. Giáo viên giảng giải kèm theo thông báo trực quan để
minh họa. Tuy chiến ược này có phát triển hơn nhưng vẫn hạn chế à ngư i học chỉ
phát triển tư duy tái tạo.
Để khắc phục các hạn chế của các phương pháp dạy học tr n đã ra đ i chiến ược
dạy học nêu vấn đề. Tính mới mẻ của phương pháp này à tính chất sáng tạo của tư duy
trong hoạt động nhận thức của học sinh. Vậy bản chất của dạy học nêu vấn đề là gì?.
1.1.2. n
ọ
n đề
Theo V.Ô-K n: “Dạy học giải quyết vấn đề là toàn bộ các hoạt động tổ chức, các
tình huống có vấn đề, biểu đạt vấn đề, chú giúp đỡ những điều kiện cần thiết để học
sinh giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết vấn đề đ và cuối cùng chỉ đạo quá trình
hệ thống hóa và củng cố kiến thức thu nhận được” [16,6].
Theo I.Khar amop: “Dạy học giải quyết vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao
gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề (tình huống tìm tòi) trong gi học, kích thích HS
để các em có 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 tính tích
cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng ực tự mình thông hiểu và thông tin khoa
học mới” [16,7].
Theo Nguyễn Quang Lạc: Dạy học giải quyết vấn đề là một hình thức dạy học
trong đ HS được coi như “nhà khoa học trẻ” tự giác và tích cực tổ chức các quá trình
xây dựng “tri thức mới cho bản thân”. Hoạt động đ được diễn ra giống như “hoạt động
nghiên cứu khoa học” mặc dù kết quả của nó là tìm thấy những điều đã c trong khoa
học, song lại à điều mới mẻ đối với HS. Ngư i GV phải thực sự quan tâm đến nội dung
khoa học mà HS đã ây dựng được lẫn phương pháp hoạt động của HS để đạt được điều


6

đ . Do vậy, ngư i GV phải là nhà thiết kế, tổ chức và chỉ đạo quá trình tìm kiếm tri thức
[13,4].
Vậy, trong DHG VĐ giáo vi n giữ vai trò là ngư i định hướng, tổ chức quá trình
nhận thức, gợi động cơ học tập và nhu cầu tìm hiểu tri thức mới cho HS còn HS là
ngư i tự lực, sáng tạo xây dựng kiến thức mới cho bản thân dưới sự giúp đỡ, định
hướng của GV. Dạy học G VĐ tập trung vào ngư i học, luôn lấy ngư i học làm trung
tâm n n đã k ch th ch được tính tò mò, lòng ham hiểu biết của HS làm cho các em thích
tìm hiểu, thích nghiên cứu và th ng qua đ dần hình thành những đức tính của một
ngư i ao động sáng tạo.
Để vận dụng thành c ng DHG VĐ trước hết chúng ta phải ác định đây à một
quan điểm dạy học chứ không phải là một phương pháp dạy học cụ thể mà là một tập
hợp nhiều phương pháp dạy học liên kết chặt chẽ với nhau và bổ sung cho nhau. Vì vậy,
DHG VĐ c khả năng thâm nhập vào tất cả các phương pháp dạy học, làm biến đổi
cấu trúc và bản chất của phương pháp ấy thành một phương pháp mới tích cực hơn, từ
đ mà nâng cao chất ượng và hiệu quả của quá trình dạy học.
Vậy bản chất của DHG VĐ à t nh chất sáng tạo của tư duy HS trong hoạt động
nhận thức trong quá trình tìm ra cái mới. Đặc trưng của DHG VĐ à tình huống có vấn
đề với hai khái niệm cơ bản à “vấn đề” và “tình huống có vấn đề”.
1.1.3.
n đề
n
ốn ó n đề
1.1.3.1. Vấn đề
Khái niệm “vấn đề” dùng để chỉ một kh khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà ngư i
học không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có
sẵn, nghĩa à kh ng thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi
sáng tạo để giải quyết, và khi giải quyết được thì ngư i học đã thu nhận được kiến thức,
kỹ năng mới cho bản thân [15,23].
“Vấn đề” à bài toán mà cách thức hình thành hay kết quả của n chưa được HS

biết trước, nhưng HS đã nắm được những kiến thức và kỹ năng uất phát để từ đ thực
hiện sự tìm tòi kết quả hay cách thức hình thành bài àm. N i cách khác, đ à câu hỏi
mà HS chưa biết câu trả l i, nhưng c thể bắt tay vào tìm kiếm l i giải đáp [15,23].
“Vấn đề” trong nghi n cứu Vật lí là một câu hỏi, một bài toán chưa c
i giải xuất
phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đ i sống. Đ à những hiện tượng mới, quá trình
mới không thể lí giải được bằng các lý thuyết đã c , hoặc một câu hỏi tìm giải pháp cho
một mục đ ch thiết thực nào đ , hoặc một lý thuyết chưa trọn vẹn [11].
Trong “vấn đề” chứa đựng cả yếu tố khách quan và yếu tố chủ quan


7

Yếu tố khách quan: dữ liệu xuất phát cho phép giải quyết vấn đề, tìm ra l i giải.
Yếu tố chủ quan: học sinh phải sẵn sàng tiếp nhận vấn đề để giải quyết.
Cùng một bài toán, cùng một cân hỏi nhưng n c thể là “vấn đề” đối với cấp học
này mà không phải là “vấn đề” đối với cấp học khác. Như vậy, “vấn đề” bao gi i c ng
chứa mâu thuẫn về nhận thức. úc đầu, mâu thuẫn đ còn mang t nh khách quan nhưng
sau khi HS tiếp thu và ý thức được mâu thuẫn đ thì n biến thành mâu thuẫn chủ quan
và tồn tại trong nghĩ của HS dưới dạng bài toán hay vấn đề bài tập.
1.1.3.2. Tình huống có vấn đề
* Khái niệm: “Tình huống có vấn đề” à tình huống mà khi HS tham gia thì gặp
một kh khăn, HS thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đ và cảm thấy với
khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đ bắt tay vào việc giải quyết
vấn đề đ . Nghĩa à tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS đề
xuất vấn đề và giải quyết vấn đề đã đề xuất [15,24].
Nhà giáo dục Xô Viết Rubinstein đã khẳng định: “Tư duy bắt đầu từ tình huống
có vấn đề”. Tổ chức tình huống có vấn đề thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức
được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú giải quyết vấn đề, biết được mình
cần phải àm gì và sơ bộ ác định được cách thức àm như thế nào. Những dấu hiệu của

tình huống có vấn đề:
- Nó bao gồm cái gì chưa biết, đòi hỏi phải có sự tìm tòi, sáng tạo, có sự tham gia
hoạt động tư duy và sự nhanh tr đáng kể.
- Nó phải chứa đựng điều gì đ đã biết, phải cho trước những dữ kiện nào đ để
àm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo.
- Tình huống có vấn đề phải vừa sức đối với học sinh. Nếu quá đơn giản, chứa
đựng những l i giải tư ng minh từ kho tri thức c của học sinh thì kh ng gây được sự
kích thích mà tạo ra sự th ơ, coi thư ng. Ngược lại thì gây sự bất lực và tạo ra sự th ơ
do bi quan.
- Đồng th i với tính vừa sức và tính mới lạ, t nh kh ng bình thư ng của bài toán
nhận thức nhằm kích thích sự hứng thú và lòng khao khát nhận thức của HS.
* Các kiểu tình huống có vấn đề
- Tình huống phát triển, hoàn chỉnh
HS đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong
một phạm vi hẹp cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang những
phạm vi mới, ĩnh vực mới.


8

Phát triển, hoàn chỉnh vốn kiến thức của mình luôn luôn là niềm khao khát của
tuổi trẻ và của mọi ngư i và đ

à con đư ng phát triển của khoa học. Quá trình phát

triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽ mang lại những kết quả mới (về kiến thức, kỹ năng,
phương pháp) nhưng trong quá trình đ , vẫn có thể sử dụng những kiến thức, kỹ năng
và phương pháp đã biết [14,147].
Ví dụ: ở lớp 11, khi dạy bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ” GV c thể đặt vấn đề:
dòng điện chạy trong một dây dẫn sinh ra từ trư ng xung quanh nó. Vậy từ trư ng có

sinh ra dòng điện được không? Để trả l i câu hỏi này, HS không thể dùng một kiến thức
c nào đã biết để có thể trả l i được, mà sau khi thông qua khái niệm từ thông và bằng
khảo sát thực nghiệm để rút ra định luật cảm ứng điện từ, từ đ mới giải quyết vấn đề
đặt ra.
- Tình huống bế tắc
HS đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề nào tương tự. Vấn
đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào i n quan đến một kiến thức hay phương
pháp đã biết. HS bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phương pháp mới để giải
quyết vấn đề. Tình huống này thư ng bắt gặp khi nghiên cứu một kiến thức mới
[14,148].
Ví dụ: Trong bài “Giao thoa ánh sáng” đã khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.
Nhưng khi học bài “Hiện tượng quang điện” nếu áp dụng tính chất s ng để giải thích
các định luật quang điện thì HS sẽ gặp bế tắc.
- Tình huống lựa chọn
HS đứng trước một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, c i n quan đến
một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết nhưng chưa chắc chắn là có
thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề thì sẽ có hiệu quả. HS
cần phải lựa chọn, thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào c hiệu quả
để giải quyết được vấn đề đặt ra [14,148].
Ví dụ: Khi học bài “Định luật bảo toàn động ượng”, khi nghi n cứu sự tương tác
bằng va chạm giữa hai vật một vấn đề mới được đặt ra à c đại ượng nào bảo toàn
trong quá trình hai vật tương tác kh ng? HS kh ng thể trả l i ngay được nhưng HS c
thể cảm nhận được rằng: đây à bài toán hai vật tương tác khi chuyển động, nên có thể
áp dụng các định luật Niutơn để giải quyết. Mặt khác, HS c ng đã biết phương án th
nghiệm khảo sát chuyển động của các vật. Như vậy, c hai cách để giải quyết vấn đề
trên nhưng kết quả đạt được à tìm được một định luật mới
- Tình huống không phù hợp


9

HS ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc khi gặp phải một hiện tượng trái ngược với
suy nghĩ th ng thư ng (hiện tượng có tính chất nghịch lí, hầu như kh tin đ

à sự thật).

Do đ , k ch th ch sự tò mò của HS để tìm cách giải thích, bổ sung, hoàn chỉnh hoặc phải
thay đổi quan niệm c sai ầm của bản thân [14,122].
Ví dụ: Thả một con cá nhỏ còn sống vào một ống nghiệm thủy tinh đựng đầy
nước, sau đ dùng đèn cồn đun n ng phần trên gần miệng ống cho đến khi nước ở trên
miệng ống sôi, ta thấy con cá vẫn bơi ội bình thư ng. Tình huống này HS thấy mới lạ,
trái với những gì thư ng xảy ra trong đ i sống hàng ngày. Tại sao cá vẫn bơi được trong
bình?
- Tình huống áp dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn
Các tình huống này được tạo n n khi gặp những sự kiện, hiện tượng trong thực
tiễn i n quan đến việc vận dụng tri thức vật í, từ đ k ch thích sự hưng phấn của thần
kinh, tạo kh ng kh s i nổi trong gi học [8,13].
V dụ: giữ thăng bằng tr n dây, ứng dụng tự chế tạo một “động cơ phản ực”, tự
chế tạo một “con ật đật”, ứng dụng của hiện tượng phản ạ toàn phần, tia tử ngoại,.....
Việc tách ra các kiểu tạo ra tình huống c vấn đề như tr n chỉ c t nh tương đối,
một sự kiện cụ thể trong nghi n cứu c thể đồng th i c sự tham gia của một vài tình
huống c vấn đề thuộc các oại khác nhau.
Việc tạo ra được các “tình huống c vấn đề” à cả một ĩnh vực của nghệ thuật sư
phạm. Cùng một nội dung, cùng một ớp HS nhưng ngư i GV kh ng c sự gia c ng sư
phạm phù hợp thì sẽ kh ng thể đặt HS vào tình huống c vấn đề. Vì thế, trong dạy học
ngư i GV phải u n biết cách tạo ra được “thế năng tâm tư duy” cho HS, c như vậy
mới tạo được động ực thúc đ y quá trình học tập.
ọ
n đề trong môn V t lí [6,68]
Có thể coi DHG VĐ gồm 3 giai đoạn sau:

1.1.4.1. Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề
1.1.4.

Đây à giai đoạn àm uất hiện bài toán nhận thức trong HS, à giai đoạn àm nảy
sinh tình huống c vấn đề. N c nhiệm vụ k ch th ch thần kinh hoạt động tạo cho HS
một trạng thái hưng phấn cao độ, c nhu cầu hoạt động và c thái độ sẵn sàng ao vào
c ng việc. Nội dung hoạt động của GV à tạo cho được “vấn đề nhận thức” nghĩa à tạo
ra được mâu thuẫn giữa “cái đã biết và cái cần tìm” sau đ “cấy” mâu thuẫn đ vào tiến
trình nhận thức của HS để HS cảm nhận được sự tồn tại hiển nhi n của mâu thuẫn đ
tr n con đư ng học tập của bản thân. Tiếp theo, GV phải khơi nguồn tiềm ực ở HS để


10

HS thấy được họ đã c vốn tri thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự ực giải quyết được
mâu thuẫn đ .
Nội dung hoạt động của HS trong giai đoạn này à tiếp nhận “bài toán nhận thức”,
tiếp nhận “vấn đề” và chuyển sang trạng thái sẵn sàng, t ch cực hoạt động.
Các phương tiện tổ chức tình huống c vấn đề trong dạy học Vật í:
+ Hình ảnh trực quan (ảnh chụp, video c ip): các hình ảnh này đòi hỏi phải đẹp, ạ
mắt để k ch th ch sự chú của học sinh.
+ Các câu chuyện ịch sử hay m u tin th i sự hoặc những hiện tượng diễn ra trong
tự nhi n.
+ Các th nghiệm tạo ra sự bất ng ngoài sự mong đợi của học sinh.
+ Các bài tập vấn đề c nhiều câu mà ở câu 1 học sinh chỉ cần áp dụng các c ng
thức, kiến thức đơn giản để àm nhưng các câu sau chỉ cần thay 1 dữ kiện, học sinh
tưởng chừng c ng sẽ àm được nhưng khi giải thì gặp bế tắc.
1.1.4.2. Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề, hợp thức hóa kiến thức, kỹ
năng
Đây à giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây HS sẽ dần dần làm quen với phương

pháp nghiên cứu của nhà vật lí học ở mức độ tập dượt xây dựng kiến thức để phản ánh
bản chất những sự kiện thực tế.
 Các bước chủ yếu của giai đoạn này:
- Xây dựng dự đoán khoa học, trong bước này cần hướng dẫn để HS biết quan sát
sự kiện (có thể qua mô hình hoặc thí nghiệm, hay quan sát với những kiến thức họ đã
c ). C hai con đư ng để tìm mối liên hệ đ , đ à con đư ng suy diễn và con đư ng
qui nạp.
- Khi đã c dự đoán khoa học, GV cần chỉ đạo, hướng dẫn để HS thảo luận các
phương án nhằm đánh giá t nh đúng đắn của dự đoán. Trong trư ng không thể trực tiếp
kiểm chứng được dự đoán, thì cần phải hướng dẫn HS từ dự đoán bằng suy diễn toán
học hoặc tư duy gic để suy ra hệ quả. Với hệ quả được rút ra từ dự đoán thì cần kiểm
tra xem hệ quả đ c phù hợp với các lý thuyết đã c kh ng. Bằng tư duy gic, tư duy
biện chứng và tư duy toán học để xác nhận sự phù hợp của hệ quả. Ngoài ra có thể thiết
kế, chế tạo hay lắp ráp thí nghiệm để kiểm chứng sự đúng đắn của hệ quả. Khi hệ quả
được khẳng định à đúng đắn thì giả thuyết khoa học c ng được xác nhận.
- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức, kỹ năng mới, đây ch nh à giai đoạn
hợp thức hóa kiến thức mới. Đến đây c ng cần để cho HS luyện tập cách diễn đạt tư
tưởng vật lí bằng ngôn ngữ.


11

 Để thực hiện tốt giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề cần có các biện pháp sau:
- Huy động ở mức độ cao các thao tác tư duy như phân t ch, tổng hợp, ...và biết kết
hợp linh hoạt giữa nhận thức cảm tính với nhận thức lý tính.
- Dùng các thí nghiệm kiểm tra kết quả để gây lòng tin cho HS.
Trong giai đoạn này, HS thư ng không có khả năng hoàn toàn tự lực trong th i
gian ngắn giải quyết trọn vẹn vấn đề như các nhà khoa học nên GV cần hướng dẫn, giúp
đỡ để HS có thể giải quyết vấn đề với mức độ tự lực cao nhất.
Th ng thư ng, việc giải bài toán nhận thức được chia thành những bài toán nhỏ,

trung gian. Mỗi bài toán trung gian sẽ được đặt ra như một vấn đề mới, do đ HS i n
tiếp được đặt vào các tình huống có vấn đề. Ban đầu, HS có thể còn lúng túng trong
phương thức giải quyết vấn đề nhưng qua quá trình rèn uyện HS sẽ quen dần và ngày
càng vững vàng trong các bước giải quyết vấn đề.
1.1.4.3. Giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức, kỹ năng mới
Đây à giai đoạn cuối cùng của một quá trình dạy học vì cho dù GV có sử dụng
một phương pháp dạy học nào thì c ng phải trải qua giai đoạn củng cố, vận dụng tri
thức đã c . Trong giai đoạn này cần đảm bảo các mặt sau:
- Tổng kết và hệ thống hóa tri thức mới đã ây dựng thông qua việc giải quyết vấn
đề nhận thức.
- Hình thành phương pháp nhận thức một vấn đề khoa học cho HS, củng cố niềm
tin nhận thức cho HS.
- Nêu vấn đề mới c i n quan đến tri thức vừa mới xây dựng được theo tinh thần
tìm tòi, nghiên cứu.
- Dùng kiến thức mới, kỹ năng mới giải quyết vấn đề đặt ra ở giai đoạn 1.
Như vậy, ở giai đoạn này vừa củng cố được kiến thức một cách vững chắc, vừa
luyện tập tập giải quyết một vấn đề mới, qua đ tư duy sáng tạo được phát triển.
Để củng cố và vận dụng kiến thức, kỹ năng mới cho HS ta có thể àm như sau:
dùng một bài toán cụ thể để củng cố kiến thức và kỹ năng hay vận dụng kiến thức đã
học để giải thích một hiện tượng vật lí hay ác định các thông số của thiết bị đo,….
Theo Phạm Hữu Tòng có thể m hình h a các giai đoạn của dạy học G VĐ theo
sơ đồ sau [15]:


12

Giai đoạn 1:
Tạo tình huống
có vấn đề

Giai đoạn 2:
Hướng dẫn HS
G VĐ, hợp thức
hóa kiến thức
mới

Giai đoạn 3:
Củng cố và
vận dụng tri
thức

Tình huống có tiềm n vấn đề

Phát biểu vấn đề - bài toán

Giải quyết vấn đề: suy đoán, thực hiện giải pháp

Kiểm tra, xác nhận kết quả, sự phù hợp lý thuyết với
thực tiễn

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

Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đề ra

Sơ đồ 1: Các giai đoạn của DHGQVĐ
1.1.5. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lí [11], [16]
Trong DHG VĐ theo nghĩa đầy đủ, HS phải à ngư i tìm tòi giải quyết vấn đề,
ngư i thực hiện tất cả các giai đoạn trong chu trình nhận thức sáng tạo. Tuy nhiên, khi
triển khai áp dụng dạy học nội dung Vật lí, tùy thuộc vào nội dung bài học, trang thiết bị
dạy học, th i gian dạy học mà HS có thể tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào các hành

động giải quyết vấn đề. Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp của HS vào các hành động giải
quyết vấn đề theo chu trình sáng tạo Vật lí khi thực hiện DHG VĐ, c thể chia
DHG VĐ thành ba mức độ theo bảng sau [1, 95]
Mứ đ

Học sinh chứng ki n

Học sinh tham gia trực ti p

Mứ đ 1:
Nêu vấn đề

Tất cả các giai đoạn của chu
trình nhận thức sáng tạo Vật
lí.

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức, trạng thái
tâm lí nhận thức, mong muốn, có niềm
tin giải quyết vấn đề.


13

Qúa trình tìm tòi vấn đề, thí

- Suy đoán giải thuyết.

nghiệm kiểm tra.

- Suy luận lôgic từ giả thuyết, tiên

đoán hiện tượng mới.
- Xây dựng phương án th nghiệm,
kiểm tra giả thuyết/ hệ quả giả

Mứ đ 2:
Tìm tòi một phần

thuyết.
- Quan sát ghi nhận kế quả.
- Xử lý số liệu thí nghiệm.
- Khái quát hóa rút ra kết luận.
- Ghi nhận tri thức mới.
- Vận dụng tri thức mới.

Mứ đ 3:
Nghiên cứu, thiết
kế sáng tạo

Quá trình tìm tòi vấn đề.

Tất cả các giai đoạn của chu trình nhận
thức sáng tạo Vật lí.

Bảng 1: Các mức độ của DHGQVĐ
Mứ đ 1: Trình bày nêu v n đề
Khác với dạy học truyền thống, ở mức độ trình bày nêu vấn đề, GV không hoàn
toàn chủ động truyền thụ tri thức và HS không thụ động tiếp thu bài giảng, mà GV luôn
dành th i gian để tạo những tình huống có vấn đề nhằm gây được 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 và phần nào đoán nhận ra phương án giải quyết. Nhưng ở mức độ

này, HS chỉ c cơ hội thực hiện các thao tác đ bằng tư duy ng n ngữ thầm mà chưa
được phép bộc lộ nghĩ bằng l i n i, hành động, ngôn ngữ viết, …
Ưu và nhược điểm của dạy học ở mức độ trình bày nêu vấn đề:
 Ưu điểm:
- Kh ng đòi hỏi nhiều th i gian, có thể áp dụng cho hầu hết các đề tài học tập.
- Duy trì sự chú ý theo dõi bài giảng, gây cho HS hứng thú trong học tập, nh đ
HS hiểu được bài.
- Rèn luyện sự ghi nhớ, tái hiện lại quá trình giải quyết vấn đề theo algôrit mẫu của
GV đối với HS.
 Nhược điểm


14

- Tạo tư tưởng ỷ lại, chưa thực sự chủ động, không phát huy tính sáng tạo trong
quá trình học tập của HS.
- Chưa giúp học sinh c đủ điều kiện ĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiến
hành lập kế hoạch giải quyết vấn đề, chưa rèn uyện được kỹ năng thực hành vật chất và
trí tuệ.
DHG VĐ ở mức độ 1 thư ng được áp dụng trong các bài học xây dựng kiến thức
mới mà:
- Nội dung kiến thức quá kh mà HS kh ng đủ năng ực tham gia trực tiếp vào các
giai đoạn chính của tiến trình giải quyết vấn đề.
- Thiết bị thí nghiệm kh ng đáp ứng yêu cầu dạy học.
- Nội dung kiến thức trong tiết học lớn, kh ng c điều kiện về mặt th i gian để huy
động sự tham gia của HS vào tiến trình giải quyết vấn đề.
Mứ đ 2: Tìm tòi nghiên cứu từng phần
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 với
GV ở một số khâu thực hành thí nghiệm hay trong các giai đoạn như: tạo tình huống có

vấn đề, giải quyết vấn đề, củng cố, vận dụng. Ở mức độ này, khi HS không giải được
bài toán thì GV có thể thực hiện theo các hình thức sau:
- GV xây dựng một bài toán tương tự nhưng hẹp hơn.
- GV chia bài toán cần nghiên cứu thành các bài toán nhỏ, dễ hơn, nhưng tập hợp
lại thành l i giải cho bài toán ban đầu.
- GV gợi ý những dự kiến bổ sung cho điều kiện của bài toán, nh đ giới hạn
được số bước giải và phạm vi tìm tòi.
- GV giải thích rõ vấn đề rồi có thể chỉ yêu cầu HS rút ra kết luận, chỉ nêu giả
thuyết, chỉ lập kế hoạch kiểm tra giả thuyết đ , ...
- Đàm thoại có tính chất phát kiến (đ à hệ thống câu hỏi do GV xây dựng, mà câu
hỏi sau được suy ra từ câu hỏi trước, các câu hỏi theo một lôgic nhất định).
Ưu và nhược điểm khi dạy học ở mức độ tìm tòi nghiên cứu từng phần:
 Ưu điểm:
- Có khả năng giúp cho HS tiếp thu được kinh nghiệm hoạt động sáng tạo, phát
huy được năng ực tư duy độc lập suy nghĩ ở mức độ đáng kể, bồi dưỡng được tiềm lực
thích ứng với nghề nghiệp tương lai.
- Tạo cho HS hứng thú nhận thức, tìm tòi, tránh được tư tưởng ỷ lại, khắc phục
cách học thụ động và hình thức.


15

 Nhược điểm:
- Đòi hỏi nhiều th i gian và không phải úc nào c ng áp dụng được.
- Chưa cho phép HS c điều kiện ĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiến hành
toàn bộ kế hoạch giải quyết vấn đề lớn trọn vẹn.
Dạy học giải quyết vấn đề ở mức độ hai thư ng áp dụng cho các loại bài học xây
dựng kiến thức mới mà:
- Nội dung kiến thức phù hợp về mặt th i gian trong giới hạn cho phép của một
tiết học.

- Thiết bị thí nghiệm không quá phức tạp, dễ thực hiện.
Mứ đ 3: Tìm tòi nghiên cứu sáng t o (nghiên cứu, thi t k , sáng t o)
Đây à mức độ cao nhất của DHG VĐ. Ở mức độ này, HS tự lực học tập, sự
hướng dẫn và chỉ đạo của GV chỉ có tính chất định hướng và gián tiếp cao. Sau khi HS
đã thức được vấn đề đặt ra (do GV hướng dẫn hoặc HS tự đề xuất) thì tự mình vạch kế
hoạch tìm tòi, xây dựng giả thuyết, tìm ra cách kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát
kiểm tra, phân tích kết quả thí nghiệm để từ đ khái quát h a, rút ra kết luận,… Như
vậy, ở mức độ này ngư i GV đưa HS vào con đư ng tự lực thực hiện tất cả các giai
đoạn của hoạt động tìm tòi vấn đề, nên hoạt động nhận thức của HS trong giai đoạn này
gần giống như hoạt động nghiên cứu của các nhà khoa học.
Dạy học ở mức độ 3 thư ng được tiến hành dưới dạng các bài tập thí nghiệm,
trong bài học bài tập vật lí, trong hoạt động ngoại khóa, bài học thực hành thí
nghiệm,trong dạy học dự án,….
Ưu và nhược điểm dạy học ở mức độ tìm tòi, nghiên cứu sáng tạo.
 Ưu điểm:
- Giúp HS nắm tri thức và hành động trí tuệ một cách vững vàng, sâu sắc.
- Tạo điều kiện cho HS phát huy được trí thông minh, sáng tạo, nâng cao hứng thú
nhận thức, hình thành được nhu cầu tham gia hoạt động tìm kiếm.
- Bồi dưỡng được ph m chất và tác phong làm việc của nhà nghiên cứu khoa học.
 Nhược điểm:
- Có thể dẫn đến tình trạng lạm dụng c ng như tình trạng kh ng đảm bảo cho mọi
HS cùng vươn n trong học tập kh ng đồng đều. Do đ , c sự phân h a trình độ mà
không có sự cá biệt hóa.
- Thích hợp với một số nội dung dạy học nhất định, tốn nhiều th i gian và công
sức chu n bị.


16

Những mức độ khác nhau trong DHG VĐ c những mục đ ch ri ng, ưu điểm và

hạn chế riêng. Ngoài ra, việc phân chia các mức độ chỉ căn cứ vào sự tham gia trực tiếp
hoặc gián tiếp của HS vào các hoạt động trong quá trình dạy học. Do vậy, khi vận dụng
cần phối hợp một cách linh hoạt sao cho phát huy tối đa khả năng hoạt động, tư duy độc
lập, tính chủ động của HS trong quá trình học tập.
1.1.6.

á đề

ện

n

ọ

n đề trong môn V t lí

ờng

phổ thông [10,92]
Theo Phạm Thị Phú, để triển khai việc DHG VĐ trong m n Vật lí ở trư ng pổ
thông cần c các điều kiện sau:
- Nội dung tri thức khoa học (bao gồm cả kỹ năng và phương pháp) phải chứa
đựng yếu tố mới mẻ mà trước khi giải quyết vấn đề HS chưa biết, tri thức ấy được tạo ra
trong quá trình giải quyết vấn đề không chỉ bằng tư duy tái tạo mà phải có sự nỗ lực tư
duy của chủ thể vượt qua những “vùng phát triển gần” do GV tạo ra trong điều kiện của
dạy học. Vì vậy, dạy học giải quyết vấn đề có thể thực hiện cho các loại tiết học khác
nhau: bài học xây dựng kiến thức mới, bài học bài tập Vật lí, bài học thực hành Vật lí,
bài học ôn tập tổng kết hệ thống hóa kiến thức, bài học ngoại kh a. Tuy nhi n, để thực
hiện DHG VĐ cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự lôgic các kiến thức từ vĩ m (từng phần,
từng chương) đến vi mô (từng bài học) theo tiến trình của nhận thức Vật lí, nghĩa à GV

phải xây dựng được chuỗi vấn đề (bộ câu hỏi) theo thứ tự: câu hỏi khái quát, câu hỏi bài
học, câu hỏi tư duy.
- Thiết bị dạy học:
+ Thí nghiệm Vật lí- hạt nhân của hành động kiểm tra xác nhận giả thuyết, do đ
dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thực hiện DHG VĐ.
+ Cơ sở trực quan số hóa: làm tiền đề vật chất cho HS tham gia vào các giai đoạn
của tiến trình G VĐ như: hình ảnh trực quan (ảnh chụp, video c ip): các hình ảnh này
đòi hỏi phải đẹp, ạ mắt để k ch th ch sự chú của học sinh.
+ Các câu chuyện ịch sử hay m u tin th i sự hoặc những hiện tượng diễn ra trong
thực tiễn.
+ Các thí nghiệm tạo ra sự bất ng ngoài sự mong đợi của học sinh.
+ Các bài tập vấn đề c nhiều câu mà ở câu 1, học sinh chỉ cần áp dụng các c ng
thức, kiến thức đơn giản để àm nhưng các câu sau chỉ cần thay 1 dữ kiện, học sinh
tưởng chừng c ng sẽ àm được nhưng khi giải thì gặp bế tắc.
- Trình độ khoa học và kỹ năng sư phạm của GV: đây à yếu tố quan trọng quyết
định thành công của DHG VĐ. Tr n cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung Vật lí kết hợp


17

với những kỹ năng sư phạm cần thiết, GV ác định chính xác nội dung khoa học của bài
học, phát biểu thành mệnh đề gọn, rõ. Từ đ

ây dựng tình huống có vấn đề, đặt HS

trước câu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ng , mới lạ,… dẫn dắt HS giải
quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trình của
nhận thức sáng tạo Vật lí. Tài năng sư phạm của GV được thể hiện ở hệ thống bộ câu
hỏi định hướng. Căn cứ vào mức độ tìm tòi trong hành động của HS do câu hỏi định
hướng đưa ại, có thể phân loại 3 kiểu định hướng theo thứ tự từ thấp đến cao như sau:

+ Định hướng tái tạo cụ thể: câu hỏi của GV nhằm vào việc tái tạo ở HS từng hành
động, thao tác cụ thể mà trước đ HS đã biết, đây à mức độ thấp nhất của sự tìm tòi.
Kiểu định hướng này đảm bảo được hiệu quả rèn luyện kỹ năng và tạo cơ sở cần thiết
cho HS có thể thích ứng được với sự định hướng, tìm tòi trong dạy học. Các dạng câu
hỏi: Hiện tượng (quá trình) này tương tự với hiện tượng (quá trình) nào đã biết? Vấn đề
này có liên hệ với vấn đề nào tương tự? Mối liên hệ ấy như thế nào? Các bước giải
quyết vấn đề tương tự? Làm thế nào để quy vấn đề này về vấn đề tương tự đã biết cách
giải quyết?….
+ Định hướng khái quát chương trình h a: câu hỏi của GV nhằm vào việc gợi ý
giúp HS ý thức được đư ng lối khái quát hóa của việc tìm tòi giải quyết vấn đề, sự định
hướng được chương trình h a theo các bước dự định hợp lí, theo các yêu cầu từ thấp
đến cao, từ tổng quát, tổng thể, toàn bộ đến riêng biệt, chi tiết, bộ phận theo theo các
bước sau:
 Đầu tiên là câu hỏi đòi hỏi HS tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra.
 Nếu HS kh ng đáp ứng được thì có sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự phát triển
định hướng khái quát ban đầu, thu hẹp dần phạm vi tìm tòi sao cho vừa sức HS (là sự
gợi ý, chi tiết hóa thêm câu hỏi khái quát ban đầu).
 Nếu HS vẫn kh ng đáp ứng được thì chuyển dần sang định hướng tái tạo từ việc
hướng dẫn theo angôrit (cho biết trình tự thực hiện các hành động, thao tác) để theo đ
HS tự giải quyết vấn đề.
 Nếu HS vẫn kh ng huy động đúng hành động, thao tác mong đợi thì thực hiện
hướng dẫn tái tạo đối với mỗi hành động hoặc thao tác đ .
Các câu hỏi thư ng dùng: Bài toán yêu cầu giải quyết vấn đề gì? Câu hỏi của bài
toán đã biết những điều kiện gì? Dự đoán hiện tượng xảy ra như thế nào? Quá trình mô
tả có thể chia thành các giai đoạn như thế nào? Mỗi giai đoạn đ c i n quan đến hiện
tượng Vật lí nào? Định luật nào chi phối? Vì sao có dự đoán đ ? Làm thế nào để kiểm


18

tra dự đoán? Cần phải thực hiện thí nghiệm như thế nào để kiểm tra dự đoán? Kết quả
thí nghiệm có phù hợp với dự đoán kh ng? Điều gì mới rút ra được từ thí nghiệm này?
+ Định hướng tìm tòi, nghiên cứu sáng tạo: câu hỏi của GV nhằm vào việc yêu cầu
HS tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để
giải quyết vấn đề. Đây à mức độ cao nhất của yêu cầu tìm tòi sáng tạo ở HS, có tác
dụng bồi dưỡng năng ực tư duy, năng ực giải quyết vấn đề cho HS. Thực hiện kiểu
định hướng này là một việc không dễ dàng, nó phụ thuộc vào tài năng sư phạm của GV,
vào đối tượng HS và vào chính nội dung khoa học của kiến thức.
Định hướng khái quát chương trình h a à kiểu định hướng trung gian, phát huy ưu
điểm của hai kiểu định hướng tái tạo và nghiên cứu, đồng th i cho phép thực hiện ở đa
số đối tượng HS với nhiều kiến thức điển hình trong chương trình Vật lí phổ thông.
Như vậy, phương tiện quan trọng trong DHG VĐ à hệ thống câu hỏi định hướng
hành động nhận thức của HS. Do đ , câu hỏi phải đạt các yêu cầu sau:
+ Yêu cầu về lôgic học: diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thỏa mãn qui luật
đồng nhất, nghĩa à đối tượng của câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS không xác
định rõ đối tượng câu hỏi dẫn đến hỏi một đư ng, trả l i một nẻo.
+ Yêu cầu nội dung khoa học: câu hỏi phải đảm bảo câu trả l i đúng à dần từng
bước giải quyết vấn đề đặt ra.
+ Yêu cầu về phương pháp dạy học:
 Xây dựng được hệ thống các tình huống có vấn đề.
 Câu hỏi phải thực hiện được chức năng định hướng hành động nhận thức theo
chu trình sáng tạo Vật lí, nghĩa à phải đảm bảo câu trả l i đúng với hi vọng của GV.
Câu hỏi phải vừa sức với trình độ nhận thức của HS.
 Xây dựng được hệ thống bài tập vấn đề.
1.1.7.
á
ên
ọ n
n
ọ

n đề
Dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lí là quá trình dạy học được GV tổ chức
phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo Vật lí, trong đ HS đ ng vai trò à nhà nghi n
cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp đỡ, định hướng trực tiếp hoặc gián tiếp
của GV. Có thể thấy vai trò, chức năng của GV và HS trong DHG VĐ qua sơ đồ 2 [16]


19

Giáo viên

Các giai đoạn

Đưa ra tình huống

Tạo
tình
huống
có vấn
đề

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức

Hướng
dẫn HS
giải
quyết
vấn đề,
hợp
thức

hóa tri
thức,
kỹ
năng

Hành động độc lập tìm tòi giải
quyêt vấn đề

Khơi nguồn tiềm lực cho HS

Tổ chức cho HS giải quyết
vấn đề

Theo
dõi
bao
quát
lớp

Gợi nhu
cầu
nhận
thức,
khơi
dậy
niềm tin
ở HS

Định
hướng

giúp
HS suy
nghĩ
tìm tòi

Học sinh

Huy động kiến thức có liên
quan

Phán
đoán,
nêu
giả
thuyết

Rút ra
hệ quả

Kiểm
tra tính
đúng
đắn của
hệ quả

Tổ chức HS lựa chọn phương
án tối ưu

Thảo luận tìm phương án tối
ưu

Tổ chức cho HS trình bày,
thảo luận bảo vệ kết quả

Trình bày kết quả trước lớp

Rút ra kết luận

Hướng dẫn HS rút ra kết luận
Đưa ra tình huống vận dụng
tri thức mới
Đánh giá kết quả

Củng
cố, vận
dụng
kiến
thức

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức

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

Sơ đồ 2: Vai trò của GV và HS trong các giai đoạn của DHGQVĐ


20

1.2. á p

í

n p áp

n

n ọ

n

n đề

n n

n

ứ

Mục đ ch của việc dạy học là nhằm bồi dưỡng và nâng cao năng ực nhận thức, tư
duy và sáng tạo cho HS. Tuy nhi n, để đạt được mục đ ch đ thì mỗi giáo viên cần phải
nắm được con đư ng đi đến nhận thức khoa học, sự hình thành tiến trình nhận thức
khoa học c ng như nắm vững các phương pháp trong dạy học nói chung và trong dạy
học vật lí n i ri ng để vận dụng một cách linh hoạt nhằm thu được kết quả cao nhất.
1.2.1. on đ n n ận t ức vật [10]
Theo quan điểm của triết học duy vật biện chứng, quá trình nhận thức của con
ngư i diễn ra theo công thức “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy
trừu tượng trở về với thực tiễn. Đ à con đư ng biện chứng của nhận thức chân lý,
nhận thức hiện thực khách quan”. Tr n cơ sở đ , V.G. Razum p ki đã trình bày những
khía cạnh chính của quá trình nhận thức sáng tạo theo chu tình sau:

Mô hình

Các hệ quả lôgic

Sự kiện

Thực nghiệm

Sơ đồ 3: Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G.Razumôpxki
Từ sự khái quát hóa những sự kiện đi đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện
tượng (đề xuất giả thuyết), từ mô hình dẫn ra các hệ quả lý thuyết, rồi từ hệ quả lý
thuyết đến kiểm tra bằng thực nghiệm. Nếu những sự kiện thực nghiệm phù hợp với hệ
quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lý khoa học, một định luật, một thuyết vật lí và
kết thúc một chu trình. Theo th i gian, phạm vi ứng dụng của một chu trình ngày càng
mở rộng, cho đến khi xuất hiện những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp thì xem
lại lý thuyết c , chỉnh lý hoặc bổ sung và như thế lại bắt đầu một chu trình mới nhằm
xây dựng một mô hình mới, những kiến thức mới, thiết kế những máy móc mới để kiểm
tra giả thuyết, nếu kết quả thực nghiệm phủ định giả thuyết thì mô hình nêu ra cần phải
thay đổi.


21

Vậy, chu trình nhận thức khoa học kh ng khép k n mà được mở rộng dần qua đ
làm giàu thêm kiến thức khoa học, nên kiến thức khoa học ngày càng một phong phú
hơn, hoàn thiện hơn, con ngư i ngày càng tiếp cận với chân lý khách quan.
Từ sơ đồ tr n, .Bunseman và Razum p ki đã n u ra những giai đoạn điển hình
của quá trình nhận thức khoa học như sau.
Thực tiễn→ Vấn đề → Giải thuyết → Định luật → Hệ quả →
thuyết →Thực tiễn.

Hoạt động nhận thức vật lí sáng tạo có thể biểu diễn theo sơ đồ sau [10, 23]

Vấn đề

Giả thuyết

Hệ quả lôgic

Thí nghiệm
kiểm tra

Tri thức Vật
lý

Thực tiễn
Sơ đồ 4: Tiến trình nhận thức vật lí sáng tạo
Như vậy, con đư ng đi tìm chân
uất phát từ thực tiễn và cuối cùng trở lại thực
tiễn, lấy thực tiễn làm chân lý. Những tính chất và quy luật vận động của thế giới vật
chất tồn tại khách quan, không phụ thuộc vào ý muốn chủ quan của con ngư i. Những
kiến thức mà con ngư i không ngừng xây dựng n n để phản ánh, mô tả thế giới tự nhiên
đ à những sáng tạo vật lí.
n t n
t n iến t ức oa ọc vật lí
Kiến thức khoa học được xây dựng khi nhà khoa học c động cơ giải quyết vấn đề,
tìm l i giải đáp cho một câu hỏi đặt ra, nghĩa là phải tìm tòi một cái mới chứ không phải
đơn thuần là sự lặp lại các kiến thức và cách thức hoạt động quen thuộc đã biết, nên
không thể chỉ dựa tr n tư duy tái hiện.
Trong quá trình hoạt động nhận thức và thực tiễn, nảy sinh nhu cầu giải thích các
hiện tượng vật lí bằng các mối tương quan bất biến nào đ giữa các dữ liệu cảm tính

(quan sát/ đo đạc). Khi đ , tìm i giải đáp cho câu hỏi về một tính chất hay một sự kiện
phụ thuộc nào đ trong thực tế mà ta đã c thể phỏng đoán về sự tồn tại của chúng sẽ
được thực hiện theo con đư ng: xuất phát từ việc thiết kế phương án th nghiệm khả thi
cho phép thu ượm những thông tin cần thiết, thực thi thí nghiệm để thu ượm các dữ
kiện cảm tính trực tiếp, rồi nh các hành động suy diễn và qui nạp để xây dựng nên kết
luận xác nhận.


22

Trong quá trình phát triển của hoạt động khoa học và thực tiễn sẽ nảy sinh nhu cầu
giải thích các sự kiện thực nghiệm mới, c ng như nhu cầu giải thích chính sự tồn tại của
các mối liên hệ đã biết và nhu cầu ti n đoán các mối liên hệ, các sự kiện có thể xảy ra
nhưng còn chưa biết. Khi đ , đòi hỏi các nhà khoa học đưa ra các giả thuyết tổng quát,
tức là những điều đã được thừa nhận và mang tính chất giả định, những mô hình giả
thuyết tổng quát này cho phép giải thích những sự kiện, những mối liên hệ đã biết và
cho phép rút ra những hệ quả lôgic, nh đ c thể ti n đoán sự tồn tại của các sự kiện
thực nghiệm hi vọng có thể xảy ra. Việc thiết kế, tiến hành thí nghiệm và phân tích các
dữ liệu thu được để xây dựng mô hình xác nhận sẽ có một mặt cho phép kiểm tra tính
hợp thức của mô hình hệ quả lôgic và của cả mô hình giả thuyết tổng quát. Đ à điều
cần thiết cho sự chấp nhận tri thức khoa học mới, đồng th i à cơ sở cho sự phát triển
của các giả thuyết khoa học một khi các thuyết c kh ng còn phù hợp với thực nghiệm.
Mặt khác, bản thân các mô hình hợp thức và những kết quả thực nghiệm sẽ có thể đưa
đến những ứng dụng của khoa học trong thực tiễn sản xuất và đ i sống.
1.2.3. Tiến trình nhận thức xây d ng một kiến thức Vật lí cụ thể.
Từ sự phân tích về sự hình thành hệ thống các tri thức vật lí, có thể mô tả tiến trình
xây dựng một kiến thức vật lí bằng sơ đồ sau: [6,43]
Điều kiện xuất phát

Vấn đề- Bài toán

Giải pháp

Kết luận

Giải pháp
Kiểm tra- Ứng dụng

Sự kiện được giải thích/
ti n đoán

Sự kiện thu được từ thí
nghiệm, quan sát
Kết luận


23

Sơ đồ 5: Sơ đồ tiến trình xây dựng một kiến thức Vật lí
+ Đề xuất vấn đề- bài toán: do nảy sinh nhu cầu về một vấn đề chưa biết, bài toán
chưa gặp cần khám phá.
+ Suy đoán giải pháp: có thể bằng con đư ng khảo sát lý thuyết hoặc khảo sát thực
nghiệm hay kết hợp cả hai cách trên.
+ Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả năng chấp nhận các kết quả tìm được,
tr n cơ sở vận dụng chúng để giải th ch hay ti n đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp
của lý thuyết và thực nghiệm. Xem xét sự khác biệt giữa kết luận c được nh suy luận
lý thuyết với các kết luận c được từ các dữ kiện thực nghiệm để qui nạp, chấp nhận kết
quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm hoặc để xét lại, bổ sung,
sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với việc xây dựng và vận hành mô hình xuất phát
khi chưa c sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, nhằm tìm tòi xây dựng cái cần
tìm.

cp
n p p n ận t ức s ụn tron tiến tr n n ận t ức ật í
Giải quyết vấn đề trong nghiên cứu Vật lí là quá trình nhà nghiên cứu sử dụng các
phương pháp, phương tiện khác nhau theo con đư ng của chu trình sáng tạo khoa học để
tìm câu trả l i cho vấn đề đặt ra, bao gồm các phương pháp chung nhất, các phương
pháp nghiên cứu riêng của vật lí [11],[14]:
1.2.4.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Định nghĩa: c hai cách hiểu khác nhau về khái niệm phương pháp thực nghiệm
(PPTN) vật lí:
+ Cách 1 (theo nghĩa hẹp): PPTN là khâu tiến hành thí nghiệm để kiểm tra một giả
thuyết đã c hoặc để đo đạc độ chính xác cao một đại ượng vật lí nào đ , nghĩa à chỉ là
khâu thí nghiệm Vật lí.
+ Cách 2 (theo nghĩa rộng): PPTN bao gồm tất cả các khâu của quá trình nhận
thức từ việc đặt vấn đề tr n cơ sở các sự kiện thực nghiệm hoặc quan sát, đến khâu đề ra
giả thuyết, tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, xử lí kết quả và rút ra kết luận về
vấn đề nghiên cứu.
- Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm:
+ Xây dựng giả thuyết khoa học tr n cơ sở các số liệu thu được.
+ Lựa chọn các đối tượng thực nghiệm, các biến số độc lập và phụ thuộc, điều kiện
thực nghiệm, cách tiến hành cụ thể và máy móc thiết bị thích hợp.
+ Tiến hành các giai đoạn thực nghiệm theo kế hoạch đã vạch ra: tác động n đối
tượng, quan sát, đo đạc, ghi chép các số liệu.


24

+ Xử lí kết quả thực nghiệm: bằng việc phân tích, phân loại, thống kê toán học,
bằng máy tính, ...
+ Kết luận: tr n cơ sở các kết quả thực nghiệm đã được xử lí, nhà nghiên cứu
khẳng định giả thuyết khoa học và nêu lên lý thuyết mới, đồng th i đề xuất áp dụng vào

thực tiễn.
- Vai trò của phương pháp thực nghiệm:
+ Nhà nghiên cứu đề xuất được tri thức mới, khái niệm mới, định luật mới.
+ Cung cấp những bằng chứng thực nghiệm cần thiết cho việc đối chiếu hợp thức
hóa, khẳng định giá trị hoặc chỉnh lí, bổ sung hay bác bỏ những kết luận đã c trước
đây, dẫn đến hình thành tri thức mới.
1.2.4.2. Phương pháp tương tự trong nghiên cứu Vật lí
- Định nghĩa: theo logic học “Phương pháp tương tự là việc dựa vào sự giống nhau
một phần về các tính chất hoặc về mối quan hệ mà ta đem những kết thuộc về một sự
vật này gán cho một sự vật khác”, theo ng n ngữ hiện đại “Phương pháp tương tự là
việc chuyển những thông tin thuộc về một đối tượng này sang một đối tượng khác”.
- Các giai đoạn cơ bản của phương pháp tương tự:
+ Tập hợp các dấu hiệu về đối tượng cần nghiên cứu và các dấu hiệu của đối tượng
đối chiếu đã c những hiểu biết phong phú về nó.
+ Tiến hành phân tích những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng. Kiểm
tra các dấu hiệu giống nhau c đồng th i là dấu hiệu bản chất của các đối tượng này hay
không.
+ Truyền các dấu hiệu của đối tượng đã biết cho đối tượng cần nghiên cứu bằng
suy luận tương tự.
+ Kiểm tra t nh đúng đắn của các kết luận rút ra có tính chất giả thuyết đ ở đối
tượng cần nghiên cứu. Nếu các kết luận rút ra kh ng đúng với đối tượng cần nghiên cứu
thì phải trở lại bước đầu (lựa chọn đối tượng khác để đem so sánh).
- Vai trò của phương pháp tương tự: cho phép nhà nghiên cứu đưa ra những phỏng
đoán bước đầu, sẽ được nghiên cứu tiếp bằng các phương pháp khác, à một yếu tố kích
thích sự ra đ i của giả thuyết khoa học.
1.2.4.3. Phương pháp mô hình trong nghiên cứu Vật lí
- Định nghĩa: à phương pháp nghi n cứu những đối tượng của nhận thức dựa trên
những mô hình của chúng. Đối tượng được mô hình hóa có thể là những sự vật, hiện
tượng tự nhiên hoặc nhân tạo.
- Các giai đoạn của phương pháp nghi n cứu mô hình:

25

+ Giai đoạn 1: nghiên cứu những tính chất của đối tượng gốc, tập hợp các sự kiện
ban đầu àm cơ sở để xây dựng mô hình.
+ Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình.
Từ sự tương tự và suy luận trừu tượng, nhà nghiên cứu hình dung sơ bộ, chưa đầy
đủ về sự vật, hiện tượng cần nghiên cứu. Tiếp đ , nh tr tưởng tượng và trực giác, nhà
nghiên cứu gạt bỏ những tính chất và mối quan hệ thứ yếu của đối tượng nghiên cứu hay
bằng một “vật đại diện” chỉ mang những đặc trưng và những mối quan hệ cơ bản cần
quan tâm. Vật đại diện chỉ có trong óc nhà nghiên cứu, nhà nghiên cứu căn cứ vào đ để
xây dựng mô hình rồi đem đối chiếu với những vật mà họ đã biết
+ Giai đoạn 3: Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả logic
Sau khi xây dựng mô hình, nhà nghiên cứu áp dụng những phương pháp thuyết
hoặc thực nghiệm khác nhau tác động n m hình để thu được những kết quả, những
thông tin mới. Những phép đo đạc, tính toán, những suy luận lôgic trên mô hình giúp
nhà nghiên cứu rút ra những kết luận có giá trị.
+ Giai đoạn 4: Thực nghiệm, kiểm tra
Những kết luận được rút ra từ mô hình phải đem đối chiếu với đối tượng gốc, nếu
phù hợp thì đ à th ng tin mới, nếu sai lệch, không phù hợp thì phải điều chỉnh mô hình
hoặc bỏ hẳn xây dựng mô hình mới.
- Vai trò của phương pháp m hình: nh PPMH ta thu được các kết luận với tư
cách là các thuyết khoa học, chúng cho phép nhà nghiên cứu ti n đoán các sự kiện, các
định luật của hiện thực khách quan, giải thích một cách lý thuyết những sự kiện thực tế,
những định luật thực nghiệm từ đ khẳng định giá trị khoa học của tri thức mới.
- Sự cần thiết của việc sử dụng PPMH trong dạy học Vật lí: trong chương trình vật
lí phổ thông, khuôn khổ của bài học không cho phép ngư i giáo viên tổ chức quá trình
học tập sao cho HS hoàn toàn tự lực “khám phá lại” các định luật vật lí mà thông qua
mô hình giúp HS phần nào hiểu được các giai đoạn của sự phát minh khoa học.

1.2.4.4. Phương pháp thí nghiệm lý tưởng trong nghiên cứu Vật lí
- Khái niệm: phương pháp thí nghiệm tưởng là sự phân tích trong óc những hành
vi của đối tượng không có hoặc không thể có trong thực tế. Khi đ , ngư i nghiên cứu đã
tưởng h a đối tượng nghiên cứu hoặc điều kiện nghiên cứu hoặc công cụ thiết bị
nghiên cứu.
- Các giai đoạn cơ bản của phương pháp th nghiệm tưởng:
+ Giai đoạn 1: Phân tích những hiện tượng thực, thí nghiệm thực để đặt vấn đề cho
sự nghiên cứu tiếp theo bằng thí nghiệm tưởng.