Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương sóng ánh sáng vật lí 12 thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Lê Nguyễn Minh Phương

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP
THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Lê Nguyễn Minh Phương

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP
THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 THPT

Chun ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số

: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ giáo dục với đề tài: Xây dựng và sử dụng
bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT là cơng
trình nghiên cứu của riêng tôi. Các nội dung và kết quả trong luận văn là trung thực
và chưa từng được công bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác.
Tác giả

Lê Nguyễn Minh Phương


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện và hồn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất
nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ rất lớn từ Quý Thầy Cô, Quý đồng nghiệp,
bạn bè và đặc biệt là gia đình.
Đầu tiên, tơi xin gửi lời cám ơn sâu sắc nhất của mình đến người thầy của tơi –
thầy Nguyễn Mạnh Hùng. Thầy là người đã dành nhiều thời gian để quan tâm,
hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tơi trong suốt q trình nghiên cứu và hồn thành
luận văn này.
Tôi xin trân trọng cám ơn Ban lãnh đạo và chuyên viên Phòng Sau Đại học,
ban chủ nhiệm và giảng viên khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ
Chí Minh đã tạo mọi thuận lợi cho tơi trong suốt khóa học.
Tơi xin trân trọng cám ơn Ban Giám Hiệu, Quý đồng nghiệp trường THPT Võ
Văn Kiệt đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi trong quá trình tiến hành thực nghiệm
sư phạm cũng như trong q trình hồn thiện luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp K28 – Lý luận và phương pháp dạy học
bộ mơn Vật lí đã ln động viên, giúp đỡ tơi trong q trình hồn thiện luận văn.

Cuối cùng, từ tận đáy lịng, tơi xin gủi lời cảm ơn của mình đến Ba, Mẹ và gia
đình đã luôn tin tưởng, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho tôi từ lúc tôi bắt đầu
đi học đến lúc hoàn thiện luận văn này.
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong nhận được sự góp ý từ Q Thầy Cơ và các bạn để đề tài được hồn
thiện hơn.
Tơi xin chân thành cám ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2019
Tác giả luận văn

Lê Nguyễn Minh Phương


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Mục lục
Danh mục chữ cái viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
Danh mục các biểu đồ
Danh mục các sơ đồ
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC Ở
TRƯỜNG THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH.................................................... 6
1.1. Tổng quan về năng lực giải quyết vấn đề ........................................................ 6
1.1.1. Khái niệm năng lực ................................................................................... 6
1.1.2. Năng lực giải quyết vấn đề Vật lí .............................................................. 7
1.2. Xây dựng bài tập Vật lí thực tiễn trong chương trình THPT......................... 16

1.2.1. Khái niệm và vai trò của bài tập Vật lí trong dạy học............................. 16
1.2.2. Khái niệm và vai trị của BTVLTT trong việc phát triển năng lực
GQVĐ của HS ......................................................................................... 18
1.2.3. Nguyên tắc và quy trình xây dựng BTVLTT. ......................................... 19
1.3. Sử dụng BTVLTT vào dạy học bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS ............ 21
1.3.1. Phân loại BTVLTT trong dạy học bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS..... 21
1.3.2. Nguyên tắc sử dụng BTVLTT vào dạy học phát triển năng lực
GQVĐ của HS ......................................................................................... 23
1.3.3. Quy trình sử dụng BTVLTT vào dạy học phát triển năng lực
GQVĐ của HS ......................................................................................... 24
1.3.4. Thực trạng việc sử dụng BTVLTT vào dạy học phát triển năng lực
GQVĐ của HS ......................................................................................... 26
Kết luận chương 1 ................................................................................................... 31
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC
TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG”....... 32
2.1. Mục tiêu và nội dung dạy học chương “Sóng ánh sáng”............................... 32
2.1.1. Mục tiêu dạy học chương “Sóng ánh sáng” ............................................ 32


2.1.2. Nội dung dạy học chương “Sóng ánh sáng” ........................................... 33
2.1.3. Những thuận lợi và khó khăn trong việc xây dựng BTVLTT
chương “Sóng ánh sáng” ......................................................................... 39
2.2. Thiết kế một số bài tập Vật lí thực tiễn thuộc chương “Sóng ánh sáng”....... 40
2.2.1. Bài tập Vật lí thực tiễn mở đầu ............................................................... 40
2.2.2. Bài tập Vật lí thực tiễn xây dựng kiến thức mới ..................................... 44
2.2.3. Bài tập Vật lí thực tiễn củng cố, vận dụng .............................................. 56
2.2.4. Bài tập Vật lí tìm hiểu thực tiễn .............................................................. 83
2.2.5. Một số thuận lợi – khó khăn trong việc sử dụng BTVLTT nhằm
phát triển năng lực GQVĐ của HS.......................................................... 90
2.3. Tiến trình dạy học một số bài thuộc chương “Sóng ánh sáng” có sử

dụng bài tập Vật lí thực tiễn........................................................................... 91
2.3.1. Tiến trình dạy học bài “Tán sắc ánh sáng” có sử dụng bài tập Vật lí
thực tiễn ................................................................................................... 91
2.3.2. Tiến trình dạy học bài “Giao thoa ánh sáng” có sử dụng bài tập Vật
lí thực tiễn ................................................................................................ 98
2.3.3. Tiến trình dạy học bài “Tia hồng ngoại – tia tử ngoại – tia X” có sử
dụng bài tập Vật lí thực tiễn .................................................................. 105
Kết luận chương 2 ................................................................................................. 110
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 111
3.1. Mục đích, đối tượng, thời gian và phương pháp thực nghiệm .................... 111
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ............................................................ 111
3.1.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ........................................................... 111
3.1.3. Thời gian thực nghiệm sư phạm............................................................ 111
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ...................................................... 111
3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ................................................................. 112
3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................................. 115
Kết luận chương 3 ................................................................................................. 124
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 128
PHỤ LỤC


DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
STT

Các chữ cái viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

BTVLTT

Bài tập Vật lí thực tiễn

2

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

3

GV

Giáo viên

4

HS

Học sinh

5

SGK

Sách giáo khoa

6

THPT

Trung học phổ thông


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ của HS ............................................. 8
Bảng 1.2. Biểu hiện của năng lực GQVĐ của HS ..................................................... 9
Bảng 1.3. Các bước tổ chức dạy học giải quyết vấn đề ........................................... 11
Bảng 1.4. Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS ............................................. 14
Bảng 1.5. Loại công cụ được sử dụng để đánh giá năng lực GQVĐ ...................... 16
Bảng 3.1. Bảng thống kê số lượng HS đạt các mức độ tương ứng các thành tố
năng lực GQVĐ của tiến trình dạy học “Tán sắc ánh sáng” ................. 115
Bảng 3.2. Bảng thống kê số lượng HS đạt các mức độ tương ứng của các
thành tố năng lực GQVĐ của tiến trình dạy học “Giao thoa ánh
sáng” ...................................................................................................... 116
Bảng 3.3. Bảng thống kê số lượng HS đạt các mức độ tương ứng của các
thành tố năng lực GQVĐ của tiến trình dạy học “Tia hồng ngoại –
tia tử ngoại – tia X” ............................................................................... 116
Bảng 3.4. Tiêu chí đánh giá BTVLTT trong bài hậu kiểm ................................... 121
Bảng 3.5. Thống kê số HS đạt các mức độ của bài hậu kiểm ............................... 122
Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá bài thu hoạch ............................................................ 122
Bảng 3.7. Bảng điểm của bài thu hoạch ................................................................ 123


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Kim cương .................................................................................................. 40
Hình 2.2. Hiện tượng nhiễu xạ sóng nước và nhiễu xạ ánh sáng ............................... 42
Hình 2.3. Mơ phỏng thí nghiệm tán sắc ánh sáng bằng lăng kính.............................. 43

Hình 2.4. Ánh sáng trắng rọi qua kim cương ............................................................. 44
Hình 2.5. Kính lọc sắc ................................................................................................ 46
Hình 2.6. Bộ thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young ................................... 49
Hình 2.7. Mơ phỏng hiện tượng giao thoa khe Young ............................................... 49
Hình 2.8. Đèn hồng ngoại ........................................................................................... 51
Hình 2.9. Máy khử trùng bằng tia UV ........................................................................ 53
Hình 2.10. Xương bàn tay chụp bằng tia X ................................................................ 54
Hình 2.11. Hình ảnh giao thoa ánh sáng bằng khe Young ......................................... 60
Hình 2.12. Hình ảnh giao thoa ánh sáng trắng ........................................................... 63
Hình 2.13. Wilhem Cornad Rontgen .......................................................................... 73
Hình 2.14. Bếp hồng ngoại và sơ đồ cấu tạo của bếp hồng ngoại .............................. 75
Hình 2.15. Tác động của ánh sáng Mặt trời lên da ..................................................... 78
Hình 2.16. Đèn huỳnh quang ...................................................................................... 83
Hình 2.17. Phịng xơng hơi hồng ngoại ...................................................................... 84
Hình 2.18. Máy kiểm tra an ninh ................................................................................ 85
Hình 2.19. Lị luyện kim ............................................................................................. 86
Hình 2.20. Các loại quang phổ ................................................................................... 88


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Kết quả đánh giá thành tố “Phát hiện và làm rõ vấn đề” ..................... 117
Biểu đồ 3.2. Kết quả đánh giá chỉ số hành vi “Đề xuất và lựa chọn giải pháp”....... 119
Biểu đồ 3.3. Kết quả đánh giá chỉ số hành vi “Thực hiện và đánh giá giải pháp” ... 120


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Quy trình đánh giá năng lực GQVĐ của HS .......................................... 13
Sơ đồ 1.2. Quy trình xây dựng bài tập Vật lí thực tiễn ............................................ 21
Sơ đồ 1.3. Các cách phân loại bài tập Vật lí............................................................. 22
Sơ đồ 1.4. Quy trình sử dụng BTVLTT trong dạy học phát triển năng lực GQVĐ

của HS ..................................................................................................... 24


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, cách mạng công nghiệp 4.0 mở ra nhiều cơ hội và thách thức mới
cho nhân loại, cho thế giới nói chung và cho Việt Nam nói riêng. Nó địi hỏi con
người chúng ta cần phải có những phẩm chất, năng lực của một cơng dân tồn cầu.
Có thể nói, vai trị của ngành Giáo dục – Đào tạo đóng vai trị then chốt, tạo ra
nguồn nhân lực cho tương lai. Trong đó, vấn đề đổi mới phương pháp dạy và học
theo hướng phát triển năng lực; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận
dụng kiến thức, kỹ năng của người học càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã và đang đổi mới chương trình giáo dục
phổ thơng theo định hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực
đáp ứng được nhu cầu của xã hội trong tương lai. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay,
chương trình giáo dục phổ thông lại đang rất nặng về kiến thức hàn lâm và số lượng
mơn học. Vì mục đích thi cử và điểm số, nhiều giáo viên vẫn sử dụng phương pháp
dạy học chưa chú trọng đến rèn luyện, nâng cao phẩm chất và năng lực của người
học, không chỉ ở bộ mơn Vật lí nói riêng mà cịn ở các mơn khoa học tự nhiên nói
chung. Vì thế, việc nghiên cứu các phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực
của học sinh càng trở nên cần thiết. Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu, bài báo
khoa học công bố về các dạng năng lực cần phát triển cho học sinh như năng lực
thực nghiệm, năng lực tìm hiểu tự nhiên, năng lực giải quyết vấn đề, ... Năng lực
nào cũng quan trọng và đóng một vai trị riêng đối với học sinh. Tuy nhiên, trong
phạm vi của một luận văn, tôi chọn năng lực giải quyết vấn đề để nghiên cứu.
Có nhiều cách để giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Trong
phạm vi của luận văn, tôi chọn hướng xây dựng các bài tập Vật lí thực tiễn để
nghiên cứu vì một số lý do sau: Thứ nhất, đa số các bài tập Vật lí hiện nay lại thiên

về tính tốn, ít gắn với thực tiễn đời sống. Vì thế, sau khi học xong, học sinh chỉ
biết giải bài tập rèn luyện kỹ năng tính tốn nhưng chưa biết cách vận dụng những
kiến thức đã học vào các tình huống trong cuộc sống. Từ đó, dẫn đến học sinh
khơng được rèn luyện các phẩm chất, năng lực cần thiết cho sau này. Thứ hai, bài


2
tập Vật lí thực tiễn mang lại nhiều hứng thú cho học sinh nên khá hiệu quả trong
việc sử dụng để truyền tải kiến thức và luyện tập nhằm phát triển năng lực giải
quyết vấn đề. Thứ ba, bài tập Vật lí thực tiễn có thể giao làm bài tập về nhà, giúp
tận dụng được thời gian ở nhà để rèn luyện năng lực. Chính vì vậy, việc xây dựng
các bài tập gắn liền với thực tiễn theo định hướng phát triển năng lực là vơ cùng
quan trọng.
Trong chương trình Vật lí THPT, các kiến thức về chương “Sóng ánh sáng” có
khá nhiều ứng dụng thực tiễn, cuộc sống hiện đại của chúng ta không thể thiếu các
thiết bị, sản phẩm là ứng dụng của sóng ánh sáng. Vì thế, học sinh có khá nhiều
hứng thú trong q trình học những kiến thức vể sóng ánh sáng. Tuy nhiên, hiện
nay có khá ít các bài tập gắn với thực tiễn thuộc chương này. Trước đây đã có nhiều
đề tài luận văn nghiên cứu về các bài tập thực tiễn thuộc nhiều phần kiến thức khác
nhau, nhưng kiến thức về chương “Sóng ánh sáng” thì khá ít. Vì vậy, tơi chọn
chương “Sóng ánh sáng” cho đề tài nghiên cứu của mình.
Là một học viên Cao học và đồng thời cũng là một giáo viên THPT, tơi mong
muốn được đóng góp một phần nhỏ cơng sức của mình cho cơng cuộc đổi mới
chương trình giáo dục của nước nhà. Tơi mong muốn có thể xây dựng được và đưa
vào sử dụng các bài tập Vật lí thực tiễn chương về “Sóng ánh sáng” theo định
hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong thời đại mới. Thơng
qua đó, khơi gợi sự say mê hứng thú học tập môn Vật lí của học sinh.
Từ những lý do trên, tơi quyết định thực hiện đề tài luận văn “Xây dựng và sử
dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT”.
2. Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng các bài tập Vật lí thực tiễn chương “Sóng ánh sáng”
nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 12 THPT.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Q trình dạy học Vật lí tại một số trường THPT ở
thành phố Hồ Chí Minh.
Phạm vi nghiên cứu: quá trình sử dụng bài tập Vật lí vào dạy học ở trường
THPT.


3
4. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các bài tập thực tiễn chương “Sóng ánh sáng” chương trình Vật lí
12 THPT cơ bản và nghiên cứu tiến trình sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn trong dạy
học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng và sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn vào tiến trình dạy học một số
kiến thức chương “Sóng ánh sáng” trong chương trình THPT thì sẽ giúp học sinh
phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, chúng tôi đề ra các nhiệm vụ nghiên
cứu cụ thể như sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của bài tập Vật lí, bài tập Vật lí thực tiễn, quy
trình, cách thức xây dựng bài tập Vật lí thực tiễn.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của năng lực giải quyết vấn đề, dạy học giải
quyết vấn đề; các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong tiến
trình dạy học; cách đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
- Nghiên cứu nội dung kiến thức, các bài tập thuộc chương “Sóng ánh sáng” Sách giáo khoa Vật lí lớp 12 ban cơ bản và phương pháp giải của nó.
- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức có sử dụng các bài tập thực
tiễn chương “Sóng ánh sáng”.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo nội dung và tiến trình đã soạn thảo.

Phân tích kết quả thực nghiệm thu được để đánh giá khả năng bồi dưỡng năng lực
giải quyết vấn đề cho học sinh. Từ đó, nhận xét, rút kinh nghiệm, sửa đổi, bổ sung
để có thể nghiên cứu, xây dựng các bài tập Vật lí thực tiễn và vận dụng vào tiến
trình dạy học cho các nội dung kiến thức khác trong chương trình vật lí trung học
phổ thông.
7. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau:


4
- Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu các tài liệu về cơ sở lí luận của năng lực giải quyết vấn đề của học
sinh, dạy học giải quyết vấn đề để làm cơ sở định hướng cho việc thực hiện mục
đích nghiên cứu.
Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài
liệu tham khảo để xác định nội dung kiến thức Vật lí chương “Sóng ánh sáng” mà
học sinh cần tiếp thu.
Nghiên cứu các tài liệu, sách tham khảo về các bài tập hiện có thuộc chương
“Sóng ánh sáng”.
- Phương pháp thực nghiệm
Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học có sử dụng các bài tập
Vật lí thực tiễn đã xây dựng.
- Phương pháp thống kê tốn học
Phân tích kết quả thu được sau quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu với
mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài
- Phương pháp bút vấn
Tìm hiểu việc dạy và việc học (thông qua phiếu trắc nghiệm điều tra) nhằm
đánh giá sơ bộ tình hình dạy học và sử dụng các bài tập chương “Sóng ánh sáng”
Vật lí lớp 12.
Đánh giá kết quả học tập của học sinh sau quá trình thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp quan sát
Quan sát các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong quá
trình thực nghiệm sư phạm.
8. Đóng góp của đề tài
- Làm rõ cơ sở lí luận về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, về tổ chức
hoạt động dạy học giải quyết vấn đề.
- Xây dựng các bài tập thực tiễn chương “Sóng ánh sáng”
- Vận dụng các bài tập thực tiễn để xây dựng tiến trình dạy học các nội dung
kiến thức chương “Sóng ánh sáng” Vật lí lớp 12 ban cơ bản, có thể làm tư liệu tham
khảo cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học.


5
9. Bố cục của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và mục lục thì
nội dung luận văn gồm 3 chương sau:
Chương 1. Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng bài tập vật lí thực tiễn
trong dạy học ở trường THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đềcủa học
sinh.
Chương 2. Xây dựng và sử dụng các bài tập vật lí thực tiễn trong dạy học
chương “sóng ánh sáng”.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm


6

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ
SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC
Ở TRƯỜNG THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

1.1. Tổng quan về năng lực giải quyết vấn đề
1.1.1. Khái niệm năng lực
Theo Weinert (2001), năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc
sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về
động cơ, xã hội, ... và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có
trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt.(Lê Đình Trung, Phan
Thị Thanh Hội, 2018)
Theo Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường (2012), năng lực là khả năng thực
hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề
trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá
nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng
hành động. (Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018)
Theo F.E. Weinert (2001), năng lực của HS là sự kết hợp hợp lý kiến thức, kỹ
năng và sự sẵn sàng tham gia để cá nhân hành động có trách nhiệm và biết phê phán
tích cực hướng tới giải pháp cho các vấn đề. (Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội,
2018)
“Năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc
tính tâm lý cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, ... để thực hiện thành cơng
một loại cơng việc trong một bối cảnh nhất định. Năng lực của cá nhân được đánh
giá qua phương thức và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề
của cuộc sống” (Đỗ Hương Trà, Nguyễn Văn Biên, Trần Khánh Ngọc, Trần Trung
Ninh, Trần Thị Thanh Thủy, Nguyễn Công Khanh, Nguyễn Vũ Bích Hiền, 2016)
Theo Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo
(Tháng 7/2017), năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố
chất sẵn có và q trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp


7
các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,
... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong

những điều kiện cụ thể. (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2017)
Năng lực của HS được hiểu là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ
năng, thái độ, ... phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lý
và thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra
với chính HS trong cuộc sống thức tiễn. (Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách, 2016)
Tóm lại, từ những khái niệm trên, chúng tơi cho rằng năng lực của HS là khả
năng HS huy động mọi nguồn lực có thể (kiến thức, kỹ năng, phẩm chất, thái độ, ...)
để thực hiện những nhiệm vụ học tập và rèn luyện nhằm mục đích phát triển thể
chất và tinh thần của bản thân.
1.1.2. Năng lực giải quyết vấn đề Vật lí
a. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
Theo đánh giá của PISA năm 2012, năng lực GQVĐ là khả năng của mỗi cá
nhân trong việc chiếm hữu quá trình nhận thức để tìm hiểu và giải quyết tình huống
có vấn đề khi phương pháp giải của nó khơng tường minh tức thì. Năng lực này bao
gồm cả sự mong muốn giải quyết những vấn đề đó để đạt được những tiềm lực của
bản thân. (Kogure, 2012)
Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân huy động những kiến thức, kỹ
năng, kinh nghiệm của mình để giải quyết các tình huống có vấn đề một cách hiệu
quả, tích cực, sáng tạo. (Nguyễn Hồng Quyên, 2018)
Năng lực GQVĐ là khả năng một cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận
thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề mà ở đó HS chưa thể tìm ra
ngay giải pháp một cách rõ ràng. Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các
tình huống có vấn đề để trở thành cơng dân có tinh thần xây dựng và tự biết phản
ánh. (Lê Thanh Huy, Nguyễn Văn Điển, 2016)
Năng lực GQVĐ của HS được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ
năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của học sinh đó để giải quyết các tình huống thực
tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp khơng có sẵn ngay lập tức. (Đỗ Hương
Trà, Nguyễn Văn Biên, Tường Duy Hải, Phạm Xuân Quế, Dương Xuân Quý, 2019)

8
b. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Vật lí
Năng lực GQVĐ của HS trong dạy học Vật lí là năng lực cá nhân của người
học sử dụng hiệu quả kiến thức Vật lí, kỹ năng, thái độ, ... để giải quyết một tình
huống có chứa đựng vấn đề Vật lí mà ở đó khơng chứa đựng giải pháp thông
thường. (Nguyễn Thị Thủy, Đỗ Hương Trà, 2015)
Năng lực GQVĐ là một trong những năng lực cốt lõi của dạy học Vật lí, nó
cần được thể hiện xun suốt qua các hoạt động của người học: từ phát hiện vấn đề,
đề xuất giả thuyết, lập kế hoạch giải quyết vấn đề, thực hiện kế hoạch giải quyết đến
xem xét lại tồn bộ q trình giải quyết vấn đề và phát hiện vấn đề mới. (Đỗ Hương
Trà, et al., 2019)
Từ những khái niệm trên, chúng tôi đưa ra định nghĩa: năng lực giải quyết vấn
đề Vật lí của HS là khả năng HS giải quyết những vấn đề của môn Vật lí chưa có
giải pháp nhờ huy động mọi nguồn lực có thể (kiến thức, kỹ năng, phẩm chất, thái
độ, ...).
c. Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề Vật lí
Theo tác giả Lê Thị Thu Hiền (2016), năng lực GQVĐ gồm ba thành tố: phát
hiện và làm rõ vấn đề, đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ, thực hiện và đánh giá
giải pháp GQVĐ. Mỗi thành tố trên lại được cụ thể hóa bởi các chỉ số hành vi được
thể hiện ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ của HS
Thành tố

Chỉ số hành vi

Phát hiện và làm rõ vấn đề

Phân tích tình huống có vấn đề
Phát hiện vấn đề
Biểu đạt vấn đề

Đề xuất và lựa chọn giải pháp Thu thập thông tin có liên quan đến vấn đề
GQVĐ

Đề xuất các giải pháp GQVĐ
Lựa chọn giải pháp phù hợp

Thực hiện và đánh giá giải Thực hiện giải pháp đã chọn
pháp GQVĐ

Đánh giá giải pháp đã thực hiện
Vận dụng vào bối cảnh mới


9
Có thể thấy, năng lực GQVĐ bao gồm ba năng lực thành phần: năng lực phát
hiện và làm rõ vấn đề, năng lực đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ, năng lực thực
hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ. Việc xây dựng các hoạt động học tập nhằm rèn
luyện năng lực GQVĐ của HS cũng chính là rèn luyện các năng lực thành phần ấy.
Từ các chỉ số hành vi trên, chúng tôi đưa ra các biểu hiện của HS tương ứng
với các chỉ số hành vi được thể hiện trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Biểu hiện của năng lực GQVĐ của HS
Thành tố

Phát hiện và
làm rõ vấn đề

Chỉ số hành vi
Phân tích tình huống có

Tìm hiểu tình huống có vấn đề (thông

vấn đề

qua đọc, quan sát, lắng nghe, ...)

Phát hiện vấn đề
Biểu đạt vấn đề

Đề xuất và
lựa chọn giải
pháp GQVĐ

Biểu hiện

Chỉ ra được vấn đề cốt lõi trong tình
huống đó.
Trình bày vấn đề theo ý kiến riêng của
bản thân.

Thu thập thơng tin có

Tiến hành tìm hiểu các thơng tin liên

liên quan đến vấn đề

quan đến vấn đề.

Đề xuất các giải pháp

Đưa ra được một số các giải pháp giải

GQVĐ

quyết vấn đề

Lựa chọn giải pháp phù

Lựa chọn được một giải pháp phù hợp

hợp

nhất trong số các giải pháp vừa nêu.
Lập kế hoạch thực hiện và tiến hành thực

Thực hiện giải pháp

Rút ra kết luận.

Thực hiện và
đánh giá giải
pháp GQVĐ

hiện giải pháp đã chọn.
Nhận xét được ưu nhược điểm của quá

Đánh giá giải pháp

trình thực hiện giải pháp và điều chỉnh
lại cho phù hợp.

Vận dụng vào bối cảnh

Có thể tiến hành giải pháp đó vào tình

mới

huống mới


10
Như vậy, để rèn luyện được năng lực GQVĐ của HS, chúng tôi nhận thấy cần
xây dựng các hoạt động học tập trong đó có chứa tình huống có vấn đề. Mỗi hoạt
động học tập yêu cầu HS thực hiện các nhiệm vụ nhằm bộc lộ các biểu hiện của
năng lực GQVĐ. Bên cạnh đó, mỗi hoạt động học tập có thể chỉ nhằm phát triển
một hay một số thành tố hoặc chỉ số hành vi nhất định.
d. Đổi mới phương pháp dạy học giúp phát triển năng lực GQVĐ của HS
Hiện nay, vẫn còn nhiều giáo viên THPT vẫn cịn sử dụng phương pháp dạy
học truyền thống vì nhiều lý do khác nhau. Tuy nhiên, để có thể giúp HS phát triển
được năng lực GQVĐ, cần thiết phải có sự thay đổi về phương pháp theo hướng
dạy học tích cực, lấy người học làm trung tâm, là chủ thể của quá trình nhận thức.
Qua nghiên cứu tài liệu, chúng tơi nhận thấy các phương pháp dạy học tích cực giúp
phát triển năng lực GQVĐ của HS cần phải có các đặc điểm cơ bản sau:
 Các hoạt động học tập phải được xây dựng dựa trên những tình huống có
vấn đề gắn với thực tiễn sao cho HS hứng thú và có nhu cầu tham gia giải
quyết vấn đề.
 Các hoạt động học tập tạo điều kiện cho HS tự tìm hiểu, khám phá, suy luận
và đặt ra giả thuyết khoa học; từ đó, đề xuất được giải pháp GQVĐ.
 Các hoạt động học tập được thiết kế sao cho HS có thể thực hiện được giải
pháp GQVĐ; từ đó, HS có thể rút ra kết luận và hồn thiện được giải pháp

của mình.
 Các hoạt động học tập tạo điều kiện cho HS làm việc theo tập thể nhóm chứ
khơng phải cá nhân.
 Giáo viên đánh giá kết quả học tập chủ yếu dựa trên cả quá trình học tập,
tìm hiểu kiến thức của HS chứ khơng chỉ trên sản phẩm cuối cùng.
Dựa trên các đặc điểm trên và trong giới hạn của luận văn, chúng tôi đề xuất
sử dụng một số phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực GQVĐ của
HS như: dạy học GQVĐ, dạy học hợp đồng, dạy học dự án.
Phương pháp dạy học GQVĐ
Dạy học GQVĐ là một quan điểm dạy học mà bản chất của nó là đặt ra trước
HS một hệ thống các vấn đề nhận thức có chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết và


11
cái chưa biết, chuyển HS vào tình huống có vấn đề, kích thích HS tự giác, có nhu
cầu mong muốn GQVĐ, kích thích hoạt động tư duy tích cực của HS trong quá
trình giải quyết vấn đề, tức là làm cho HS tích cực tự giác trong việc giành lấy kiến
thức một cách chủ động. Các bước tổ chức dạy học GQVĐ được thể hiện ở bảng
1.3. (Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018)
Bảng 1.3. Các bước tổ chức dạy học giải quyết vấn đề
Các bước
Bước 1

Các thao tác thực hiện

Nội dung

Đặt vấn đề, xây dựng + Tạo tình huống có vấn đề
bài tốn nhận thức

+ Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh
+ Phát biểu vấn đề cần giải quyết

Bước 2

Giải quyết vấn đề đặt + Đề xuất các giả thuyết
ra

+ Lập kế hoạch GQVĐ
+ Thực hiện kế hoạch GQVĐ

Bước 3

Kết luận

+ Thảo luận kết quả và đánh giá
+ Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu
+ Phát biểu kết luận
+ Đề xuất vấn đề mới

Phương pháp dạy học hợp đồng
Dạy học hợp đồng là kiểu tổ chức hoạt động học tập, theo đó HS được giao
một hợp đồng trọn gói bao gồm các nhiệm vụ/ bài tập bắt buộc và tự chọn khác
nhau trong một khoảng thời gian nhất định. HS chủ động và độc lập quyết định về
thời gian cho mỗi nhiệm vụ / bài tập và thứ tự thực hiện các nhiệm vụ / bài tập đó
theo khả năng của mình.
Dạy học hợp đồng gồm 2 giai đoạn: giai đoạn chuẩn bị hợp đồng và giai đoạn
tổ chức dạy học trên lớp.
Giai đoạn 1: Chuẩn bị hợp đồng gồm 3 bước. Bước 1: xem xét các yếu tố cần
thiết để học theo hợp đồng đạt hiệu quả (lựa chọn nội dung học phù hợp, xác định

thời gian). Bước 2: thiết kế các dạng bài tập và nhiệm vụ học theo hợp đồng. Bước
3: thiết kế văn bản hợp đồng.


12
Giai đoạn 2: Tổ chức học theo hợp đồng gồm 3 bước. Bước 1: giới thiệu tên
chủ đề/ bài học và thông báo ngắn gọn các nội dung, phương pháp học tập được ghi
trong hợp đồng. Bước 2: HS đọc và đăng kí thời gian, bài tập / nhiệm vụ thực hiện
và ký cam kết với GV. Bước 3: HS làm việc theo nhóm hoặc cá nhân để thực hiện
các nhiệm vụ trong hợp đồng. (Đỗ Hương Trà, et al., 2019)
Phương pháp dạy học dự án
Dạy học dự án là một phương pháp dạy học, trong đó người học thực hiện một
nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn. Nhiệm vụ này
được thực hiện với tính tự lực cao trong tồn bộ q trình học tập, từ việc xác định
mục đích, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều khiển, đánh giá quá
trình và kết quả thực hiện. Kết quả dự án là những sản phẩm có thể trình bày, giới
thiệu. Đối với dạy học dự án, người học thường được phân cơng đóng một vai trị
nào đó.
Quy trình xây dựng dự án học tập gồm 5 bước: xác định chủ đề - lập sơ đồ nội
dung của chủ đề - dự trù hoạt động học tập – xây dựng bộ câu hỏi định hướng – dự
trù đánh giá. Quy trình tổ chức dạy học theo dự án: xây dựng nhóm học tập – xác
định kế hoạch thực hiện dự án – phân công nhiệm vụ - thực hiện kế hoạch thực hiện
dự án – viết báo cáo và trình bày báo cáo – đánh giá kết quả thực hiện dự án. (Lê
Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018)
e. Quy trình đánh giá năng lực GQVĐ của HS
Đánh giá năng lực người học bao gồm đánh giá việc thực hiện các nhiệm vụ
và các kỹ năng học tập, đo lường các khả năng tiềm ẩn của người học và xác định
các năng lực sử dụng các kiến thức, kỹ năng, thái độ để thực hiện việc học đạt tới
một chuẩn nào đó. Đánh giá người học theo tiếp cận năng lực là đánh giá theo
chuẩn của từng sản phẩm đầu ra trong đó chủ yếu là việc vận dụng các kiến thức, kỹ

năng để thực hiện có hiệu quả các nhiệm vụ học tập đặt ra. Mức độ biểu hiện các
sản phẩm tạo ra theo hướng phát triển năng lực người học phụ thuộc vào nhiều yếu
tố: đối tượng nhận thức, phương pháp dạy học, trình độ tư duy, phương tiện, kĩ
thuật hỗ trợ cho tư duy. (Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018)


13
Thang đo trong đánh giá năng lực được quy chuẩn theo các mức độ phát triển
năng lực của người học, chứ khơng quy chuẩn theo việc người đó có đạt hay không
một nội dung đã được học. Đánh giá năng lực tập trung vào mục tiêu đánh giá sự
tiến bộ của người học so với chính họ hơn là mục tiêu đánh giá, xếp hạng giữa các
người học với nhau. Để đo lường được sự tiến bộ của người học, đánh giá năng lực
quan tâm đến cả ba thời điểm của một giai đoạn giáo dục: tại đầu vào để xác định
người học xuất phát từ đâu; trong quá trình để xác định họ đang đi đến đâu; và đầu
ra để xác định họ thực sự đạt đến mức độ nào. (Đỗ Hương Trà, et al., 2019)
Dựa theo các nghiên cứu trên, chúng tơi đề xuất quy trình đánh giá năng lực
GQVĐ của HS gồm có 3 giai đoạn chính thể hiện trên sơ đồ 1.1.
GIAI ĐOẠN 1: CHUẨN BỊ
• Xác định mục đích, mục tiêu, đối tượng đánh giá
• Xây dựng các tiêu chí đánh giá dựa trên các chỉ số
hành vi năng lực GQVĐ
• Thiết kế bộ cơng cụ đánh giá
GIAI ĐOẠN 2: TIẾN HÀNH ĐÁNH GIÁ
• Tiến hành thu thập các thông tin, chứng cứ liên quan
đến các chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ

GIAI ĐOẠN 3: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
• Thống kê, xử lý số liệu, phân tích dữ liệu thu được
• Giải thích kết quả và quyết định về mức độ phát
triển năng lực GQVĐ của HS

Sơ đồ 1.1. Quy trình đánh giá năng lực GQVĐ của HS
Trong giai đoạn 1: Chuẩn bị, có ba cơng việc chính: đầu tiên, phải xác định
mục đích, mục tiêu và đối tượng đánh giá. Đây là bước quan trọng nhất xác định
đúng cái cần đánh giá để xem xét chọn bộ công cụ đánh giá phù hợp. Mục đích là
kết quả cần đạt, có tính khái qt, mang tính dài hạn. Mục tiêu là mục đích ngắn hạn
bao gồm các mục tiêu chung và mục tiêu riêng


14
Sau khi xác định được mục đích, mục tiêu, đối tượng nghiên cứu, dựa trên các
biểu hiện của các chỉ số hành vi năng lực GQVĐ trong phần trên, chúng tơi xây
dựng bảng tiêu chí đánh giá các biểu hiện của năng lực thể hiện trên bảng 1.4.
Bảng 1.4. Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS
Thành

Chỉ số hành

tố

vi

Phát

Phân

Tiêu chí đánh giá
Mức 1

Mức 2

Mức 3

tích Chưa nhận ra sự Nhận ra sự vướng Nhận ra chính xác

hiện và tình huống

vướng

làm

trong tình huống huống có vấn đề trong tình huống có

rõ

vấn đề

mắc mắc

có vấn đề

trong

tình sự

vướng

mắc

nhưng chưa hồn vấn đề
chỉnh

Phát

hiện Chưa nhìn thấy Nhìn

vấn đề

thấy

được Nhìn

thấy

được

được vấn đề cốt vấn đề cốt lõi trong chính xác vấn đề
lõi

trong

tình tình huống nhưng cốt lõi trong tình
chưa hồn chỉnh.

huống

huống.

Biểu đạt vấn Chưa thể trình Có thể trình bày Trình bày hay phát
đề

bày

hay

phát hay phát biểu lại biểu lại vấn đề theo

biểu lại vấn đề.

vấn đề nhưng chưa ý kiến riêng của
hoàn chỉnh.

Đề xuất Thu
và

thập Chưa nêu được Nêu

lựa thơng tin có các

chọn

liên

giải

đến vấn đề

thông

được

bản thân.
các Nêu

được

các

tin thông tin liên quan thông tin liên quan

quan liên quan đến đến vấn đề nhưng đến vấn đề.

pháp

vấn đề cần tìm chưa chính xác.
hiểu

Đề xuất các Chưa
giải pháp

nêu

ra Nêu được một số Nêu được một số

được các giải giải
pháp giải quyết quyết
vấn đề

pháp
vấn

giải giải

pháp

đề quyết vấn đề một

nhưng chưa chính cách độc lập.
xác.

giải