Vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề vào dạy học một số kiến thức của chương chất khí vật lý 10 trung học phổ thông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.57 MB, 148 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Trương Thị Hồng Xiêm
VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC NÊU
VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC MỘT
SỐ KIẾN THỨC CỦA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Thành phố Hồ Chí Minh - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Trương Thị Hồng Xiêm
VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC NÊU
VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC MỘT
SỐ KIẾN THỨC CỦA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 60 14 01 11
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM THẾ DÂN
Thành phố Hồ Chí Minh - 2014
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng cơng bố trong bất kì
cơng trình nào khác.
Tác giả
Trương Thị Hồng Xiêm
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình làm luận văn này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình
của các thầy cô giáo, một số bạn bè và đồng nghiệp. Tác giả xin được chân thành
cảm ơn những người đã giúp tác giả hoàn thành tốt luận văn này.
Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS. Phạm Thế Dân,
người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên
cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả cũng gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô trong Tổ Phương pháp dạy học
Vật lý và các thầy cô giảng dạy trong trường ĐH Sư phạm TP Hồ Chí Minh đã giúp
đỡ trong q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tác giả cũng chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban Giám hiệu, các thầy cô
tổ Vật lý và sự hợp tác của hai lớp 10A11 và 10A12 của trường THPT Võ Trường
Toản trong suốt quá trình tác giả làm thực nghiệm tại trường.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng luận văn sẽ không thể tránh khỏi những
thiếu sót, tác giả ln mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy, cơ và các đồng
nghiệp.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 09 năm 2014
Trương Thị Hồng Xiêm
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU
..........................................................................................................1
Chương 1.
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƯƠNG PHÁP
DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY
HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT ..............................................5
1.1. Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề .............................................5
1.1.1. Khái niệm về phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ................5
1.1.2. Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học ............................................5
1.1.3. Đặc điểm của quá trình nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học.............6
1.1.4. Tổ chức tình huống có vấn đề .................................................................8
1.1.5. Cấu trúc của phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ...............11
1.1.6. Các mức độ của phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề .........16
1.1.7. Ưu, nhược điểm của phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề...17
1.2. Khả năng vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề
trong dạy học Vật lý ở trường THPT ...........................................................18
1.2.1. Xu hướng đổi mới trong giáo dục và dạy học ở Việt Nam hiện nay ....18
1.2.2. Đặc trưng của dạy học môn Vật lý ở trường THPT và khả năng vận
dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học
Vật lý ở trường THPT ...........................................................................20
1.3. Một số đề tài nghiên cứu về vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải
quyết vấn đề trong dạy học Vật lý ở trường THPT .....................................22
1.4. Điều tra sơ bộ về thực trạng vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải
quyết vấn đề trong dạy học Vật lý ở một số trường THPT và đề xuất
phương hướng khắc phục những hạn chế ....................................................23
1.4.1. Nội dung và phương pháp điều tra ........................................................23
1.4.2. Kết quả điều tra .....................................................................................24
1.4.3. Những ý kiến đề xuất phương hướng khắc phục những hạn chế của
việc vận dụng phương pháp nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học
Vật lý ở THPT .......................................................................................27
1.5. Kết luận của chương 1 .................................................................................29
Chương 2.
XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN
THỨC CỦA CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÝ 10 THPT
THEO PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ ..........................................................................31
2.1. Mục tiêu dạy học của chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT ......................31
2.2. Cấu trúc nội dung của chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT ......................32
2.3. Đặc điểm của quá trình dạy học chương “Chất khí” ở trường THPT .........33
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức của chương “Chất khí” –
Vật lý 10 THPT theo phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ........35
2.4.1. Những biện pháp chuẩn bị cho việc dạy học một số kiến thức của
chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT theo phương pháp dạy học
nêu và giải quyết vấn đề ........................................................................35
2.4.2. Tiến trình dạy học kiến thức “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôilơ - Ma-ri-ốt” theo phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề. ...37
2.4.3. Tiến trình dạy học kiến thức “Q trình đẳng tích. Định luật Sáclơ” theo phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề. .....................45
2.4.4. Tiến trình dạy học kiến thức “Phương trình trạng thái của khí lý
tưởng. Q trình đẳng áp” theo phương pháp dạy học nêu và giải
quyết vấn đề. ..........................................................................................51
2.5. Kết luận của chương 2 .................................................................................58
Chương 3.
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .......................................................59
3.1. Mục đích, nhiệm vụ và nội dung của thực nghiệm sư phạm .......................59
3.1.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .................................59
3.1.2. Nội dung của thực nghiệm sư phạm ......................................................59
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm..................................................................59
3.3. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .................................60
3.3.1. Căn cứ đánh giá .....................................................................................60
3.3.2. Cách đánh giá ........................................................................................61
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm .....................................................................61
3.4.1. Diễn biến của quá trình thực nghiệm sư phạm ......................................61
3.4.2. Xử lý định lượng kết quả học tập của học sinh .....................................69
3.4.3. Đánh giá chung sau quá trình thực nghiệm sư phạm ............................80
3.5. Kết luận của chương 3 .................................................................................81
KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN ..............................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................84
PHỤ LỤC
........................................................................................................86
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết đầy đủ
Chữ viết tắt
ĐC
Đối chứng
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
Nxb
Nhà xuất bản
PPDH
Phương pháp dạy học
SGK
Sách giáo khoa
THPT
Trung học phổ thơng
TN
Thực nghiệm
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
VD
Ví dụ
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Bảng so sánh sự khác nhau giữa quá trình giải quyết vấn đề của các
nhà khoa học và quá trình giải quyết vấn đề của học sinh……………
6
Bảng 1.2. Bảng kết quả điều tra…………………………………………………
24
Bảng 2.1. Bảng mục tiêu dạy học của chương “Chất khí” theo chuẩn kiến thức,
kỹ năng Vật lý 10…………………………………………………….
31
Bảng 3.1. Kết quả học môn Vật lý, học kỳ I, năm học 2013-2014 của lớp
10A11 và 10A12, trường THPT Võ Trường Toản, Quận 12, TP. Hồ
Chí Minh……………………………………………………………..
60
Bảng 3.2. Bảng phân bố tần suất điểm kiểm tra bài “Q trình đẳng nhiệt. Định
luật Bơi-lơ - Ma-ri-ốt”……………………………………………….. 69
Bảng 3.3. Bảng phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra bài “Q trình đẳng
nhiệt. Định luật Bơi-lơ - Ma-ri-ốt”…………………………………... 70
Bảng 3.4. Bảng các giá trị thống kê điểm kiểm tra bài “Q trình đẳng nhiệt.
Định luật Bơi-lơ - Ma-ri-ốt” (sử dụng phần mềm SPSS)……………. 70
Bảng 3.5. Kết quả điểm kiểm tra bài “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt” theo phép kiểm định Mann - Whitney test (sử dụng phần
mềm SPSS)…………………………………………………………... 71
Bảng 3.6. Bảng phân bố tần suất điểm kiểm tra bài “Q trình tích .
Định luật Sác-lơ”………………………………………………
72
Bảng 3.7. Bảng phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra bài “Q trình tích.
Định luật Sác-lơ”………………...…………………………………... 72
Bảng 3.8. Bảng các giá trị thống kê điểm kiểm tra bài “Q trình tích. Định
luật Sác-lơ” (sử dụng phần mềm SPSS)……………………………
Bảng 3.9. Bảng kết quả điểm kiểm tra bài “Quá trình tích. Định luật Sác-lơ”
theo phép kiểm định Mann - Whitney test (sử dụng phần mềm
73
SPSS)………………………………………………………………… 74
Bảng 3.10. Bảng phân bố tần suất điểm kiểm tra bài “Phương trình trạng thái
của khí lý tưởng. Q trình đẳng áp”………………………………
74
Bảng 3.11. Bảng phân bố tần suất tích lũy điểm kiểm tra bài “Phương trình
trạng thái của khí lý tưởng. Quá trình đẳng áp”……………………
75
Bảng 3.12. Bảng các giá trị thống kê điểm kiểm tra bài “Phương trình trạng
thái của khí lý tưởng. Q trình đẳng áp” (sử dụng phần mềm
SPSS)……………………………………………………………….. 76
Bảng 3.13. Bảng kết quả điểm kiểm tra bài “Phương trình trạng thái của khí lý
tưởng. Q trình đẳng áp” theo phép kiểm định Mann - Whitney
test (sử dụng phần mềm SPSS)…………………………………….. 76
Bảng 3.14. Bảng phân bố tần suất điểm bài kiểm tra 45 phút cuối chương…….
77
Bảng 3.15. Bảng phân bố tần suất tích lũy điểm bài kiểm tra 45 phút cuối
chương……………………………………………………………… 78
Bảng 3.16. Bảng các giá trị thống kê điểm bài kiểm tra 45 phút cuối chương
(sử dụng phần mềm SPSS)…………………………………………. 79
Bảng 3.17. Bảng kết quả điểm bài kiểm tra 45 phút cuối chương theo phép
kiểm định Mann - Whitney test (sử dụng phần mềm
SPSS)……………………………………………………………….. 79
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Trang
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra bài “Quá trình đẳng nhiệt.
Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”………………………………………. 69
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ tần suất tích lũy điểm kiểm tra bài “Q trình đẳng nhiệt.
Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”………………………………………. 70
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra bài “Quá trình tích. Định
luật Sác-lơ”………………………………………………………..
72
Biểu đồ 3.4: Biểu đồ tần suất tích lũy điểm kiểm tra bài “Q trình tích. Định
luật Sác-lơ”………………………………………………………..
73
Biểu đồ 3.5. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra bài “Phương trình trạng
thái của khí lý tưởng. Quá trình đẳng áp”………………………… 75
Biểu đồ 3.6. Biểu đồ tần suất tích lũy điểm kiểm tra bài “Phương trình trạng
thái của khí lý tưởng. Q trình đẳng áp”………………………… 75
Biểu đồ 3.7. Biểu đồ phân bố tần suất điểm bài kiểm tra 45 phút cuối
chương…………………………………………………………...
77
Biểu đồ 3.8. Biểu đồ tần suất tích lũy điểm bài kiểm tra 45 phút cuối
chương…………………………………………………………... 78
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1. Sơ đồ q trình dạy học theo phương pháp nêu và giải quyết vấn
đề……………………………………………………………………..
11
Hình 1.2. Mơ hình chu trình sáng tạo khoa học…………………………………. 21
Hình 2.1. Sơ đồ tiến trình dạy học kiến thức “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật
Bơi-lơ - Ma-ri-ốt”……………………………………………………. 37
Hình 2.2. Sơ đồ tiến trình dạy học kiến thức “Quá trình đẳng tích. Định luật
Sác-lơ”……………………………………………………………….. 45
Hình 2.3. Sơ đồ tiến trình dạy học kiến thức “Phương trình trạng thái của khí
lý tưởng. Quá trình đẳng áp”………………………………………… 51
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, con người là nhân tố chính trong việc thúc đẩy sự phát triển của
xã hội, trong đó tri thức là yếu tố quan trọng, đóng vai trị quyết định. Với nhu cầu
ngày càng cao của xã hội, đòi hỏi giáo dục phải có những bước tiến quan trọng
nhằm đào tạo những chủ nhân tương lai của đất nước để đáp ứng và đón đầu sự phát
triển của đất nước trong sự hội nhập hiện nay.
Vật lý là môn khoa học cơ bản gắn liền với thực tiễn, vì vậy trong quá trình
dạy học người giáo viên có thể chia sẻ những kiến thức Vật lý nhằm giải quyết các
vấn đề thực nghiệm, giải thích các hiện tượng trong cuộc sống. Thơng qua q trình
này, tạo điều kiện kích thích sự tị mị, ham hiểu biết của học sinh, từ đó giúp các
em từng bước tìm hiểu và nghiên cứu Vật lý. Như Galileo Galile đã từng nói
“Chúng ta khơng thể dạy người ta bất cứ điều gì. Chúng ta chỉ có thể giúp họ phát
hiện ra điều gì đó ngay trong chính bản thân họ” [6]. Vì vậy, quá trình giảng dạy
Vật lý ở nhà trường phổ thông không chỉ là quá trình truyền thụ kiến thức của thầy
cho trị, mà là q trình tương tác giữa thầy và trị nhằm đạt đến kiến thức chân lý.
Việc cải cách giáo dục đang dần thay đổi, lấy vai trò người học làm trung
tâm, nhằm phát triển năng lực bản thân, tự giải quyết vấn đề nhằm đáp ứng nhu cầu
của xã hội. Với phương pháp dạy học mới, giáo viên sẽ định hướng cho học sinh tự
tìm hiểu kiến thức, qua đó sẽ khắc phục lối truyền thụ kiến thức một chiều, ghi nhớ
máy móc của học sinh. Từ đó sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động sáng tạo và
vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học.
Trong xu thế giáo dục hiện nay thì sự kết hợp các phương tiện dạy học, cùng
với việc hình thành và rèn luyện kỹ năng phát hiện và giải quyết vấn đề là một trong
những yếu tố cần thiết trong quá trình dạy học. Xuất phát từ những lý do này đề tài:
“Vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề và dạy học một số
kiến thức chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT” mà chúng tơi nghiên cứu có khả
năng giúp học sinh tìm hiểu kiến thức chương này một cách sâu sắc hơn, cũng như
2
việc vận dụng các kiến thức liên quan và bên cạnh đó là phát huy tính tích cực học
tập và phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề vào dạy
học một số kiến thức của chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT, nhằm phát huy tính
tích cực học tập và phát triển tư duy sáng tạo của học sinh
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học một số kiến thức của chương
“Chất khí” - Vật lý 10 THPT.
- Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 10 ban Cơ bản trong quá trình học tập
chương “Chất khí” ở trường THPT.
4. Phạm vi nghiên cứu
Vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề vào dạy học một số
kiến thức của chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT và tiến hành thực nghiệm ở
trường THPT Võ Trường Toản, quận 12, TP. Hồ Chí Minh.
5. Giả thuyết khoa học
Có thể vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề vào dạy học
một số kiến thức của chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT nhằm phát huy tính tích
cực học tập và phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu về phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề.
- Tìm hiểu và xác định mục tiêu dạy học của chương “Chất khí” - Vật lý 10
THPT
- Tìm hiểu phương pháp dạy học chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT ở một
số trường.
- Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức của chương “Chất khí” - Vật
lý 10 THPT theo phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề
3
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để đánh giá mức độ khả
thi và tính hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế.
7. Phương pháp nghiên cứu
7.1.
Phương pháp nghiên cứu lý luận
- Đọc và nghiên cứu tài liệu về phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn
đề (định nghĩa, đặc điểm, phân loại, tiến trình dạy học,…) cũng như việc sử dụng
các phương tiện dạy học trong dạy học Vật lý.
- Nghiên cứu chương trình, SGK, sách GV, sách bài tập … để xác định nội
dung, cấu trúc logic của các kiến thức mà học sinh cần nắm vững trong chương
“Chất khí” - Vật lý 10 THPT.
7.2.
Phương pháp điều tra khảo sát
- Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT ở một số
trường THPT.
- Tìm hiểu thực trạng vận dụng phương pháp dạy học và giải quyết vấn đề
trong dạy học Vật lý ở một số trường THPT.
- Điều tra lấy ý kiến của giáo viên, học sinh đối với việc vận dụng phương
pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề.
7.3.
Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm dạy học một số kiến thức của chương “Chất khí” - Vật lý 10
THPT và xử lý kết quả thu được bằng phương pháp thống kê tốn học.
8. Đóng góp của đề tài
- Về mặt lý luận
Góp phần khẳng định khả năng vận dụng phương pháp dạy học nêu và giải
quyết vấn đề trong dạy học Vật lý ở trường THPT.
- Về mặt thực tiễn
+ Thiết kế được tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức của
chương “Chất khí” - Vật lý 10 THPT theo phương pháp dạy học nêu và giải
quyết vấn đề.
4
+ Đưa ra một vài đề xuất về khả năng vận dụng phương pháp dạy học
nêu và giải quyết vấn đề rộng rãi hơn trong dạy học Vật lý.
9. Cấu trúc của luận văn
Cấu trúc luận văn bao gồm
Mở đầu
Chương 1: Cở sở lý luận và thực tiễn của phương pháp dạy học nêu và giải
quyết vấn đề trong dạy học Vật lý ở trường THPT.
Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức của chương “Chất
khí” - Vật lý 10 THPT theo phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
5
CHƯƠNG 1.
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA
PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC NÊU VÀ GIẢI QUYẾT
VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG
THPT
1.1.
Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề
1.1.1.
Khái niệm về phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề (trong một số tài liệu khác thì
phương pháp này có tên là phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề hay
dạy học giải quyết vấn đề) là một phương pháp đã có từ lâu, và hiện đang là xu
hướng dạy học mới ở Việt Nam và các các nước khác.
Phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề là phương pháp dạy học mà
GV sử dụng một vấn đề chứa mâu thuẫn như là một động lực để dạy học. Thông
qua việc giải quyết vấn đề đặt ra dưới sự tổ chức, hướng dẫn, giúp đỡ của GV,
người học sẽ chiếm lĩnh được nội dung kiến thức mới. Thông qua các hoạt động
giải quyết vấn đề HS sẽ tự lực, tích cực tư duy và sáng tạo trong học tập.
1.1.2.
Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học
Để giải quyết một vấn đề khoa học kỹ thuật các nhà khoa học thực hiện theo
tiến trình sau [19]:
-
Xác định rõ nội dung và yêu cầu của vấn đề cần giải quyết; những điều kiện
đã cho và kết quả cần đạt tới.
-
Tìm hiểu xem đã có cách giải quyết vấn đề đó hay những vấn đề tương tự
chưa.
-
Nếu đã có thì liệt kê tất cả những giải pháp đó và lựa chọn một giải pháp
thích hợp.
-
Nếu chưa có thì đề xuất ra một giải pháp mới, hoặc xây dựng kiến thức, thiết
kế phương tiện mới để làm công cụ giải quyết vấn đề.
6
Thử nghiệm áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới vào thực tiễn, đánh giá
-
mức độ hiệu quả của chúng, từ đó bổ sung, hồn thiện kiến thức đã xây
dựng, giải pháp đã đề xuất.
1.1.3.
Đặc điểm của quá trình nêu và giải quyết vấn đề trong dạy học
“Theo một trong những quan niệm phổ biến hiện nay thì dạy học nêu và
giải quyết vấn đề được xem như hệ thống các quy tắc áp dụng các thủ pháp dạy
học có tính đến logic của các thao tác tư duy và các quy luật của hoạt động
nhận thức của học sinh. Sự khác nhau cơ bản giữa dạy học nêu và giải quyết
vấn đề với dạy học truyền thống là ở mục đích và ngun tắc tổ chức q trình
dạy học. Mục đích của dạy học nêu và giải quyết vấn đề là làm cho học sinh nắm
vững không chỉ các cơ sở khoa học mà chính cả q trình thu nhận các kiến
thức và các sự kiện khoa học, sự phát triển của năng lực nhận thức và sáng tạo
của học sinh. Nguyên tắc cơ bản tổ chức dạy học nêu và giải quyết vấn đề là
nguyên tắc hoạt động tìm kiếm của học sinh, tức là nguyên tắc tự học sinh tìm
kiếm các sự kiện khoa học, các hiện tượng, định luật, các phương pháp nghiên
cứu khoa học, các phương pháp ứng dụng kiến thức vào thực tế” [14].
Ta có thể hình thành cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề dựa theo tiến
trình giải quyết vấn đề khoa học của các nhà bác học. Tuy nhiên, quá trình giải
quyết vấn đề của các nhà khoa học và học sinh có nhiều điểm khác nhau được nêu
trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Bảng so sánh sự khác nhau giữa quá trình giải quyết vấn đề của các nhà
khoa học và quá trình giải quyết vấn đề của học sinh.
Điểm khác
Quá trình giải quyết vấn đề
Quá trình giải quyết vấn
nhau
của các nhà khoa học
đề của học sinh
cơ,
Giải quyết vấn đề là mục đích
Đang được hình thành, ý
hứng thú, nhu
làm việc, nhu cầu bức thiết
thức, trách nhiệm còn ở mức
cầu
của cá nhân, nên các nhà khoa
độ thấp. Các vấn đề cần giải
học giải quyết vấn đề một
quyết chủ yếu là do nhu cầu
Về
động
7
cách có chủ động, làm việc hết
của việc học nên HS khơng
mình.
làm việc hết sức mình để
giải quyết vấn đề
Về
năng
lực
Các nhà khoa học có trình độ,
HS bước đầu làm quen với
giải quyết vấn
kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo cần
việc giải quyết một vấn đề
đề
thiết. Trong quá trình giải
khoa học nào đó, nhưng họ
quyết vấn đề, các nhà khoa
cịn thiếu kinh nghiệm, kiến
học cũng tích lũy thêm kinh
thức, năng lực cịn hạn chế.
nghiệm, sáng tạo thêm lý
Vì thế những vấn đề mà HS
thuyết và các phương tiện vật
giải quyết trong quá trình
chất để hoạt động.
học thường là những vấn đề
đơn giản, và bắt chước theo
các tiến trình giải quyết vấn
đề mà các nhà khoa học đã
tiến hành.
Về
thời
gian
Những kiến thức khoa học có
HS giải quyết vấn đề trong
dành cho việc
được hiện nay, các nhà khoa
một thời gian ngắn, chủ yếu
giải quyết vấn
học phải mất rất nhiều thời
là tìm tịi lại những kiến thức
đề
gian để nghiên cứu và tìm ra.
mà các nhà khoa học đã tìm
ra.
Về điều kiện
Các nhà khoa học cần có mơi
HS làm việc trong lớp học,
phương
trường làm việc thuận lợi,
phịng thí nghiệm ở trường
phịng nghiên cứu với các
phổ thơng, hay phịng bộ
phương tiện chun dùng,
mơn, sử dụng các phương
dụng cụ thiết bị nghiên cứu có
tiện, thiết bị thí nghiệm có
tính chính xác cao.
tính chính xác thấp.
làm việc
tiện
HS khơng thể tự lực giải quyết các vấn đề khoa học, tìm ra kiến thức mới
nếu khơng có sự hướng dẫn của GV. GV đóng vai trị là người giúp đỡ HS nhưng
8
không phải là giảng giải cho HS những kiến thức đó, mà chỉ là tạo điều kiện, dẫn
dắt HS tự tìm đến những kiến thức đó. Sự định hướng của GV giúp HS đi đúng
hướng để tiếp cận kiến thức, tạo điều kiện để phát triển các kỹ năng giải quyết vấn
đề cho HS. HS có thể tham gia thảo luận, tranh luận cùng nhau để giải quyết vấn
đề. Với sự giúp đỡ của GV, và sự hợp tác theo nhóm, cơng việc giải quyết vấn đề
của HS trở nên nhẹ nhàng, đơn giản hơn, góp phần động viên khuyến khích HS một
cách kịp thời, tạo hứng thú nhất định cho HS, chiếm lĩnh kiến thức và phát triển
năng lực của bản thân HS.
1.1.4.
Tổ chức tình huống có vấn đề
1.1.4.1. Đặc điểm của tình huống có vấn đề
“Dạy học nêu và giải quyết vấn đề cho rằng có thể phát triển được năng
lực của học sinh bằng cách đặt họ vào tình huống có vấn đề và hướng dẫn họ tự
giải quyết các vấn đề đặt ra trong quá trình học tập” [14].
Vấn đề chính là những nhiệm vụ nhận thức mà HS khơng thể giải quyết hồn
tồn chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có, mà địi hỏi HS phải suy nghĩ độc lập, sáng
tạo để thu được kết quả. Những kết quả đó trở thành kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo cho
HS. Trong khi giải quyết những vấn đề, HS gặp phải nhiều khó khăn, trong bản thân
HS sẽ xuất hiện những mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức và kĩ năng đã có với yêu
cầu tiếp thu kiến thức mới và kĩ năng mới. Chính những khó khăn và mâu thuẫn đó
sẽ thúc đẩy hoạt động tư duy, kích thích HS giải quyết vấn đề.
“Ban đầu những kiến thức đó cịn mang tính khách quan, sau khi HS tiếp thu
và ý thức được mâu thuẫn đó thì nó biến thành cái chủ quan và tồn tại trong ý nghĩ
của HS dưới dạng “bài toán nhận thức” hay “vấn đề học tập”. Muốn cho mâu thuẫn
khách quan biến thành mâu thuẫn chủ quan thì phải tổ chức được những tình huống
đưa chủ thể vào trong quan hệ giữa cái đã cho và cái yêu cầu phải đạt tới, đó là tình
huống có vấn đề” [14].
“Tình huống có vấn đề trong học tập là tình huống trong đó xuất hiện mâu
thuẫn nhận thức mà HS chấp nhận giải quyết mâu thuẫn đó như một nhiệm vụ học
tập và sẵn sàng đem sức lực trí tuệ ra để giải quyết” [19].
9
Tình huống có vấn đề có những đặc điểm sau [19]:
-
Chứa đựng mâu thuẫn nhận thức hay vấn đề mà việc tìm lời giải đáp chính là
đi tìm kiến thức, kỹ năng, phương pháp mới.
-
Gây sự chú ý, kích thích ban đầu cho HS, khởi động tiến trình nhận thức của
HS, biến mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan trong bản thân
HS.
-
Vấn đề cần giải quyết được phát biểu rõ ràng bao gồm những điều kiện đã
cho và mục đích cần đạt được và phù hợp với khả năng của HS.
“Như vậy, dạy học nêu và giải quyết vấn đề chính là đặt ra cho HS hệ thống
các tình huống có vấn đề, những điều kiện đảm bảo việc giải quyết các vấn đề đó và
những chỉ dẫn nhằm đưa HS vào con đường tự lực giải quyết các vấn đề đã đặt ra.
Bằng con đường đó khơng những HS thu nhận được những kiến thức, kỹ năng, kỹ
xảo mới mà họ còn được rèn luyện năng lực tự nhận thức và phát triển năng lực sáng
tạo của bản thân” [14].
1.1.4.2. Các kiểu tình huống có vấn đề
Trích dẫn theo tài liệu tham khảo [19]
a. 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, lĩnh vực mới.
Phát triển, hồn chỉnh vốn kiến thức của mình ln là niềm khát khao của
tuổi trẻ, đồng thời đó cũng là “con đường phát triển của khoa học”. Quá trình phát
triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽ đem lại những kết quả mới (kiến thức mới, kỹ năng
mới, phương pháp mới) nhưng trong q trình đó vẫn có thể sử dụng những kiến
thức, kỹ năng, phương pháp đã biết.
b. Tình huống lựa chọn
HS đứng trước một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, có liên quan
đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng khơng biết
là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề sẽ hiệu quả. HS
10
cần phải lựa chọn, thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào có hiệu
quả để giải quyết vấn đề đặt ra.
c. 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 khơng có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến thức hoặc
một 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 thường gặp khi bắt đầu nghiên cứu
một lĩnh vực kiến thức mới.
d. Tình huống tại sao
Trong nhiều trường hợp, HS quan sát thấy một hiện tượng Vật lý nào đó xảy
ra trái với những suy nghĩ thông thường, khác với kiến thức mà HS đã biết hoặc là
chưa bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu để lý giải. HS cần tìm xem nguyên
nhân vì đâu lại có sự trái ngược, lạ lùng đó. Để trả lời câu hỏi này cần xây dựng
kiến thức mới. Cũng có những trường hợp, HS khơng nhận thấy mối liên hệ giữa
các hiện tượng xảy ra với những kiến thức đã biết hoặc thoạt tiên khi mới nhìn thì
thấy hiện tượng xảy ra hình như trái với điều đã biết, nhưng sau khi xem xét lại thì
khơng thấy có gì trái cả, chỉ vì hiện tượng diễn ra phức tạp khiến cho ta nhầm lẫn.
1.1.4.3. Tổ chức tình huống có vấn đề
GV tổ chức các tình huống có vấn đề nhằm đưa HS tiến dần từ chỗ chưa biết
tới biết, từ biết chưa đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần đến năng lực giải quyết
vấn đề của HS. Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề có thể gồm các giai đoạn
sau:
-
GV mơ tả một hồn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận được bằng kinh
nghiệm thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm thí nghiệm
đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu.
-
GV yêu cầu HS mơ tả lại hồn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của
mình theo ngơn ngữ Vật lý.
11
-
GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hồn cảnh đã mơ tả
hoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và
phương pháp đã có từ trước.
-
GV giúp HS phát hiện ra những chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức,
trong cách giải quyết vấn và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết (dưới dạng
câu hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt được).
1.1.5.
Cấu trúc của phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Quá trình dạy học theo phương pháp nêu và giải quyết vấn đề có thể chia làm ba
giai đoạn chính (xem Hình 1.1.)
Hình 1.1. Sơ đồ q trình dạy học theo phương pháp nêu và giải quyết vấn đề.
1.1.5.1. Giai đoạn nêu và phát biểu vấn đề
12
Đây là giai đoạn đặt HS vào các tình huống có vấn đề.
a. Các bước của giai đoạn này gồm
-
Tạo tình huống có vấn đề
-
Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh
-
Phát biểu vấn đề cần giải quyết
b. Mục đích của giai đoạn này là
-
Làm xuất hiện mâu thuẫn nhận thức trong HS và tạo ra nhu cầu giải quyết
những mâu thuẫn đó.
-
Kích thích sự hứng thú học tập của HS, giúp HS phấn khởi, sẵn sàng giải
quyết vấn đề.
-
Những vấn đề đặt ra cho HS phải phù hợp với hồn cảnh, trình độ của HS;
những khó khăn đặt ra cho HS phải vừa sức, vừa đủ để kích thích HS phải
suy nghĩ để giải quyết vấn đề, khơng q khó để HS nản lịng, mất hứng thú.
Việc giải quyết được những khó khăn đó sẽ giúp HS hứng thú hơn trong học
tập và tạo niềm tin cho HS trong những nhiệm vụ học tập khác.
c. Các cách tạo tình huống có vấn đề
-
Dùng thí nghiệm Vật lý:
+ Các thí nghiệm mà kết quả của nó trái với nhận thức thơng thường của HS.
VD: HS làm thí nghiệm thả rơi cùng lúc tại cùng độ cao 2 tờ giấy cùng loại, 1 tờ để
phẳng, 1 tờ vo trịn thì thấy tờ giấy vo tròn rơi nhanh hơn. Điều này trái với quan
niệm thông thường của HS vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.
+ Các thí nghiệm giúp HS đưa ra những dự đốn và có nhu cầu cần chứng
minh những dự đốn đó đúng hay sai.
VD: HS làm thí nghiệm mở đầu của bài Định luật III Niu-tơn. Hai bạn An và Bình
cùng đứng trên giày trượt patanh. Bình đứng yên, An đẩy vào lưng Bình một lực thì
thấy Bình chuyển động lên phía trước, cịn An chuyển động lùi về phía sau. Điều
này chứng tỏ lưng của Bình tác dụng lại tay An một lực. Thí nghiệm nam châm hút
sắt, có lực hút từ nam châm tác dụng lên sắt, và cũng có một lực hút giúp sắt di
chuyển lại gần nam châm. Từ đó đưa ra cho HS nhận định khi vật A tác dụng lên
13
vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực và hai lực này có thể cùng
phương, ngược chiều và cùng độ lớn. Những nhận định này chính là vấn đề mới mà
HS cần phải chứng minh.
-
Sử dụng các bài toán Vật lý: thường là các bài tốn dẫn đến các nghịch lý
hoặc khơng phù hợp với thực tế.
-
Sử dụng các mẩu chuyện trong lịch sử, các sự kiện, hay các câu nói, kết luận
của các nhà khoa học…
VD: Câu chuyện cân vàng của nhà bác học Ac-si-met
1.1.5.2. Giai đoạn giải quyết vấn đề
a. Các bước thực hiện
-
Đặt ra các giả thuyết (dùng suy luận lý thuyết hoặc dùng thí nghiệm để làm
cơ sở để đề xuất ra các giả thuyết).
-
Lựa chọn giả thuyết có tính chính xác cao nhất.
-
Lập ra kế hoạch kiểm chứng giả thuyết (đề xuất phương án kiểm chứng và
chuẩn bị các phương tiện cần thiết để tiến hành kiểm chứng)
-
Tiến hành kiểm chứng giả thuyết.
“HS có thể rèn luyện được năng lực nhận thức một cách tự lực và sáng tạo
khi họ biết cách nghiên cứu giải quyết vấn đề, mà việc nghiên cứu giải quyết vấn đề
trong khoa học thì nhất thiết phải diễn ra theo con đường đề xuất và phát triển giả
thuyết” [14].
Giả thuyết là một vấn đề giả sử là có xảy ra, hay là một vấn đề đúng để giải
thích một hiện tượng hay một kiến thức nào đó; và yêu cầu phải được chứng minh
là đúng hay sai bằng những luận chứng khoa học hay các thí nghiệm kiểm chứng.
“Giả thuyết là một hình thức độc đáo của tư duy, nó bao gồm một số khái
niệm, phán đoán, suy lý giả định, đồng thời nó chính là q trình đề xuất, chứng
minh. Phát triển những điều giả định. Vì vậy, giả thuyết có một vai trị quan trọng
trong cơng việc rèn luyện tư duy khoa học” [14].
Theo tác giả Nguyễn Văn Khải: “Có hai con đường đề xuất và chứng minh
giả thuyết: con đường diễn dịch ngoại suy và diễn dịch tương tự” [14].
