Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh chương Các định luật bảo toàn Vật lý lớp 10 theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINHNGUYỄN THỊ THÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH CHƯƠNG "CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN" VẬT LÝ LỚP 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA H

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ THÀ

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH CHƯƠNG "CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN" VẬT LÝ LỚP 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN- 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ THÀ

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH

CHƯƠNG "CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN" VẬT LÝ LỚP 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CHUYÊN NGÀNH : LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÝ

MÃ SỐ: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THỊ NHỊ

NGHỆ AN – 2013

Trong suốt quá trình thực hiện Luận văn, tôi đã nhận được sự động viên, giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn là TS Nguyễn Thị Nhị, người đã hướng dẫn tôi trong suốt thời gian qua Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học và khoa Vật lý trường Đại học Vinh đã nhiệt tình giảng dạy và chỉ bảo cho tôi trong suốt khóa học

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và các giáo viên trong Trường THPT Trần Phú quận Tân Phú thành phố Hồ Chí Minh và Tổ vật lý của Trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất

để tôi tiến hành thực nghiệm đề tài của mình.

Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Nghệ an, tháng 8 năm 2013

Tác giả

NGUYỄN THỊ THÀ

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu

và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là chính xác và trung thực, chưa từng công bố trong bất kì công trình khoa học nào.

Tác giả

1 DHGQVĐ Dạy học giải quyết vấn đề

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2.Mục đích nghiên cứu 2

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4.Giả thuyết khoa học 2

5.Nhiệm vụ của đề tài 2

6.Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đống góp của đề tài 3

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 4

1.1 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý 4

1.1.1.Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý 4

1.1.2 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý 4

1.2 Dạy học theo định hướng giải quyết vấn đề 8

1.2.2 Vấn đề và tình huống có vấn đề 9

1.1.3 Tính chất nghiên cứu của dạy học giải quyết vấn đề 14

1.2.4 Các điều kiện đảm bảo cho việc thực hiện dạy học giải quyết vấn đề 15

1.2.5 Các nguyên tắc của dạy học giải quyết vấn đề 17

1.2.6 Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề 18

1.3 Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề 22

1.3.1 Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề 22

1.3.2 Giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề 23

1.3.3 Giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức, kỹ năng mới 23

1.4.Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo định hướng DHGQVĐ trong môn vật lý 24

1.4.1 Định hướng tư duy học sinh trong dạy học giải quyết vấn đề ở môn vật lý 24

1.4.2 Vai trò của giáo viên và học sinh trong dạy học giải quyết vấn đề 26

1.4.3.Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong bài học xây dựng tri thức vật lý mới theo định hướng DHGQVĐ 27

1.4.4.Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong bài học bài tập vật lý theo định hướng DHGQVĐ 28

1.5 Kết luận chương 1 31

Chương 2 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo định hướng dạy giải quyết vấn đề chương “các định luật bảo toàn” vật lý lợp 10 THPT 33

2.1 Vị trí, đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 chương trình chuẩn 33

2.1.1.Vị trí của chương 33

2.1.2 Đặc điểm của chương "Các định luật bảo toàn" cho việc thực hiện dạy học theo định hướng dạy học GQVĐ 33

2.2 Mục tiêu dạy học của chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 chương trình chuẩn 34

2.2.1.Mục tiêu 34

2.2.3 Một số nội dung kiến thức bổ sung theo định hướng mục đích nghiên cứu 36

2.3 Nội dung cơ bản và cấu trúc logic của chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 chương trình chuẩn 36

2.3.1 Nội dung kiến thức cơ bản dạy học của chương 36

2.3.2 Cấu trúc logic của chương 38

2.4 Thực trạng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” ở các trường THPT của quận Tân Phú thành phố HCM 40

2.5 Khả năng thực hiện dạy học giải quyết vấn đề một số kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” 41

2.6 Chuẩn bị các điều kiện cần thiết cho việc tổ chức dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 42

2.6.1.Vấn đề hoá nội dung dạy học của chương 42

2.6.2.Xây dựng một số tình huống có vấn đề dùngcho dạy học chương 48

2.6.3.Xây dựng các cơ sở dữ liệu trực quan hỗ trợ dạy học chương 54

2.6.4.Sưu tầm, biên soạn các bài tập có vấn đề dùng trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” 59

2.7.Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 66

2.7.1.Bài học xây dưng kiến thức mới 66

2.7.2.Bài học bài tập vật lý 79

3.1 Mục đích thực nghiệm 84

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 84

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm 84

3.4 Nội dung thực nghiệm 85

3.4.1.Thời gian thực nghiệm 85

3.4.2.Phương pháp thực nghiệm 85

3.5 Kết quả thực nghiệm và xử lý kết quả thực nghiệm 85

3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 85

3.5.2.Đánh giá kết quả về mặt định tính 86

3.5.3 Đánh giá kết quả về mặt định lượng 86

3.5.4.Các thông số thống kê 89

3.6 Kết luận chương 3 91

Kết luận chung 93

Tài liệu tham khảo 95 Phụ lục P1

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy học, phát huy khả năng sángtạo và độc lập suy nghĩ của HS là yêu cầu cấp bách của quá trình thực hiện công cuộcđổi mới nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Mục đích của việc đổi mới là thay đổi lốidạy học truyền thống truyền thụ một chiều sang dạy học theo phương pháp dạy họctích cực nhằm giúp HS phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, rèn luyện thói quen

và năng lực tự học, kỹ năng vận dụng kiến thức vào những tình huống cụ thể trong họctập và thực tiễn, tạo niềm tin, hứng thú học tập

Vật lý học, một trong những bộ môn khoa học tự nhiên có tính ứng dụng rộngrãi trong đời sống và kỹ thuật Khoa học công nghệ ngày càng phát triển đòi hỏi Vật lýphải không ngừng tìm tòi phát minh ra những định luật Vật lý mới, những thiết bị khoahọc tiên tiến, những vật liệu mới có tính ứng dụng cao trong đời sống Giảng dạy bộmôn Vật lý ở trường phổ thông việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là cầnthiết, đổi mới phương pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS màtrong đó DHGQVĐ là con đường cơ bản để HS phát huy tính tích cực nhận thức, cóthể áp dụng trong nhiều hình thức dạy học với những mức độ tự lực khác nhau của HS.Với tầm quan trọng đó, người GV cần nghiên cứu và vận dụng DHGQVĐ vào các bàihọc cụ thể để nâng cao chất lượng dạy học

Chương “Các định luật bảo toàn” có nhiều hiện tượng Vật lý gắn liền với thực

tế cuộc sống, gần gũi và quen thuộc Chương “Các định luật bảo toàn” là chủ đề “khó” với HS nhưng nó lại được vận dụng rất nhiều trong đời sống và trong khoa học

kỹ thuật, góp phần vào sự phát triển của khoa học, công nghệ của Đất Nước

Vì vậy, để quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông đạt hiệu quả cao, phát huyđược tính tích cực và tự lực tìm tòi khám phá giải quyết vấn đề cho học sinh nhằm góp

phần nâng cao chất lượng dạy - học thì việc giảng dạy lý thuyết ở trường phổ thôngcũng phải có sự thay đổi, nhất là về cách thức tổ chức hoạt động nhận thức cho họcsinh một cách có hệ thống và hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi khám phá và giảiquyết vấn đề để tìm ra bản chất vật lý trong bài học.

Với các lý do trên tôi chọn đề tài: “Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh

chương“Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 theo định hướng dạy học giải quyết

vấn đề”

2.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nâng cao chất lượng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10

chương trình chuẩn thông qua việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo địnhhướng dạy học giải quyết vấn đề

3.ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lý

- Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

Nếu tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh chương “Các định luật bảo toàn”

theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề một cách hợp lý thì sẽ phát huy được tínhtích cực, tự lực học tập của học sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy học chươngnày nói riêng, dạy học vật lý ở trường THPT nói chung

5.NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

-Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc tổ chức hoạt động nhận thức theo định hướngDHGQVĐ

- Nghiên cứu chương trình SGK vật lý 10, chương trình chuẩn

- Nghiên cứu nội dung chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp10,chương trìnhchuẩn

- Khảo sát thực trạng dạy học chương “Các định luật bảo toàn”vật lý lớp10, chươngtrình chuẩn ở một số trường THPT ở quận Tân Phú Tp.HCM

- Thiết kế, sưu tầm các tình huống có vấn đề, tư liệu trực quan hỗ trợ dạy học chương

“Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 chương trình chuẩn

- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương ''Các định luật bảo toàn'' vật lýlớp 10 chương trình chuẩn theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

- Thực nghiệm sư phạm để bước đầu kiểm tra, đánh giá tính khả thi của đề tài

6.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp điều tra và quan sát.

- Phương pháp thống kê toán học

7.2 Về thực tiễn

- Tuyển chọn và xây dựng hệ thống các tình huống dạy học kiến thức chương “Cácđịnh luật bảo toàn” vật lí 10 THPT theo hướng dạy học giải quyết vấn đề

- Thiết kế 4 tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” vật

lí 10 THPT theo hướng dạy học giải quyết vấn đề:

Giáo án 1 Bài 23: Động lượng – Định luật bảo toàn động lượng

Giao án 2 Bài 27: Cơ năng

Giáo án 3.Bài tập động lượng, định luật bảo toàn động lượng, công và công suất

Giáo án 4.Bài tập tổng hợp động năng, thế năng, cơ năng

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CHO HỌC SINH

THEO ĐỊNH HƯỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1.1 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý

1.1.1.Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý

Hoạt động là một trong những phạm trù quan trọng của tâm lí học, là phương thứctồn tại của cuộc sống của chủ thể Hoạt động sinh ra từ nhu cầu, nhưng lại được điềuchỉnh bởi mục tiêu mà chủ thể nhận thức được Như vậy hoạt động là sự tương táctích cực của chủ thể với đối tượng, nhằm biến đổi đối tượng theo mục tiêu mà chủ thể

tự giác đặt ra, để thoả mãn nhu cầu của bản thân và qua đó chủ thể cũng tự biến đổi.[9], [10]

Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu những tri thức,

kỹ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triển nhữngphẩm chất năng lực của người học Để tiếp thu những kiến thức đó, người học khôngphải tiếp thu một cách thụ động mà phải thông qua hoạt động mà tái tạo và chiếm lĩnhchúng

Hoạt động nào cũng có đối tượng Thông thường, các hoạt động khác có đốitượng là một khách thể, hoạt động hướng vào làm biến đổi khách thể Trong khi đó,hoạt động học lại làm cho chính chủ thể của hoạt động biến đổi và phát triển Đốitượng của hoạt động là tri thức, kỹ năng, kỹ xảo cần chiếm lĩnh Nội dung của đốitượng này không hề thay đổi sau khi bị chiếm lĩnh, nhưng chính nhờ sự chiếm lĩnhnày mà các chức năng tâm lý của chủ thể mới được thay đổi và phát triển [10], Hoạt động nhận thức vật lý khá phức tạp và là vấn đề khó đối với HS Vì vậy, GVcần phải khai thác tính hấp dẫn của bộ môn vật lý, GV phải dẫn dắt HS từng bướcchiếm lĩnh kiến thức vật lý và tập vận dụng sáng tạo kiến thức đó vào việc giải quyếtnhững vấn đề do thực tiễn đặt ra

1.1.2 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý

Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới là không chỉ dừng lại ở việc truyền thụnhững kiến thức, kỹ năng có sẵn cho HS mà điều đặc biệt quan trọng là phải bồidưỡng cho họ năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ đó có thể sáng tạo ranhững tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới, góp phần làm giàuthêm nền kiến thức của nhân loại Vì vậy việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nóiriêng cần phải đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phươngpháp dạy và học sao cho vai trò tự chủ của HS trong hoạt động xây dựng kiến thứcngày một nâng cao, để từ đó năng lực sáng tạo của họ được bộc lộ và ngày càng pháttriển Để đạt được điều đó, trong quá trình dạy học ở trường phổ thông cần phải tổchức sao cho HS được tham gia vào quá trình hoạt động nhận thức phỏng theo hoạtđộng của các nhà khoa học, qua đó ngoài việc có thể giúp HS trang bị kiến thức chomình, đồng thời còn cho họ được tập luyện hoạt động sáng tạo khoa học, rèn luyệnnăng lực giải quyết vấn đề để sau này họ đáp ứng được những đòi hỏi cao trong thời

1.1.2.1 Cơ sở tâm lý của việc tổ chức hoạt động nhận thức

Quá trình hoạt động nhận thức được phân chia làm hai trình độ: Nhận thức cảmtính và nhận thức lý tính [10], [11]

Trình độ nhận thức cảm tính là quá trình phản ánh thực tiễn dưới dạng cảmgiác, tri giác và biểu tượng Nhờ có cảm giác và tri giác mà thiết lập được mối liên hệtrực tiếp giữa nhận thức của con người với thế giới bên ngoài Trong các biểu tượng đãxuất hiện các yếu tố của khái quát hóa nhưng sự hiểu biết của con người là trực quan

và cụ thể Tác động của HS lên đối tượng cũng như quan sát các đối tượng, nhận biết

các dấu hiệu được lặp đi lặp lại nhiều lần, mô tả bằng lời diễn biến của hiện tượng làquan trọng đối với trình độ nhận thức cảm tính.

Trình độ nhận thức lý tính đôi khi còn gọi là trình độ logic hay đơn giản gọi là

tư duy Tư duy là sự nhận thức khái quát và gián tiếp của con người những sự vật vàhiện tượng của thực tế khách quan trong những tính chất, những mối liên hệ bản chấtcủa chúng Ở trình độ nhận thức đó, HS khái quát hóa các dữ kiện mà họ đã tiếp thumột cách cảm tính bằng cách hệ thống hóa chúng, đi đến thiết lập mối quan hệ giữachúng, đi đến hiểu được mối quan hệ bản chất giữa các hiện tượng nghiên cứu, thiếtlập các định luật, phát triển các thuyết, rút ra những hệ quả của những thuyết đó có thểkiểm tra bằng thực nghiệm [10]

Thành tựu quan trọng nhất của tâm lý học thế kỷ 20 dùng làm cơ sở cho việcđổi mới phương pháp dạy học là lý thuyết hoạt động được Vưgôtxki khởi xướng vàA.N.Lêônchiep phát triển Theo lý thuyết này, bằng hoạt động và thông qua hoạt động,mỗi người tự sinh thành ra mình, tạo dựng và phát triển ý thức và nhân cách của mình.Vận dụng vào dạy học, việc học tập của HS có bản chất hoạt động: bằng hoạt động,thông qua hoạt động của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triểnnăng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức thái độ [10] Vì vậy, bản chất của hoạtđộng dạy học chính là việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

Theo quan điểm hiện đại thì dạy học là dạy giải quyết vấn đề, quá trình dạy học bao gồm "một hệ thống các hành động có mục đích của GV tổ chức hoạt động trí

-óc và tay chân của HS, đảm bảo cho HS chiếm lĩnh được nội dung dạy học, đạt đượcmục tiêu xác định" Trong quá trình dạy học, GV tổ chức định hướng hành động chiếmlĩnh tri thức vật lý của HS phỏng theo tiến trình của chu trình sáng tạo khoa học Nhưvậy, chúng ta có thể hình dung diễn biến của hoạt động dạy học như sau

- GV tổ chức tình huống (giao nhiệm vụ cho HS): HS hăng hái đảm nhận nhiệm vụ,gặp khó khăn, nảy sinh vấn đề cần tìm tòi giải quyết Dưới sự chỉ đạo của GV, vấn đềđược diễn đạt chính xác, phù hợp với mục tiêu dạy học và các nội dung cụ thể đã xácđịnh

Mô hình - giả thuyết

trừu tượng Các hệ quả logic

Thực nghiệmCác sự kiện xuất phát

Sơđồ 1.1 Chu trình sáng tạo khoa học

- HS tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra Với sự theo dõi, định hướng, giúp đỡ của

GV, hoạt động học của HS diễn ra theo một tiến trình hợp lí, phù hợp với những đòihỏi phương pháp luận

- GV chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của HS, bổ sung, tổng kết, khái quát hóa, thể chếhóa tri thức, kiểm tra kết quả học phù hợp với mục tiêu dạy học các nội dung cụ thể đãxác định

1.1.2.2 Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động nhận thức [10], [11]

* Theo V.G Razumôpxki và một số nhà khoa học khác thì quá trình sáng tạokhoa học được trình bày dưới dạng chu trình gồm 4 giai đoạn như sơ đồ 1.1

Tương ứng với chu trình sáng tạo khoa học, đối với việc xây dựng một kiến thứcvật lí cụ thể thì tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề được mô tả theo sơ đồ 1.1 nhưsau

*Vận dụng sơ đồ 1.1 về chu trình sáng tạo khoa học vào quá trình dạy học ta cóthể đưa ra tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo các bước sau:

"đề xuất vấn đề - suy đoán giải pháp - khảo sát lí thuyết và hoặc thực nghiệm - kiểmtra, vận dụng kết quả"

- Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu

về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết chưa có sẵn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi,xây dựng được Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi

- Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề được đặt ra, từ điểm xuất phát chophép đi tìm lời giải: chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cầntìm, hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sátthực nghiệm để xây dựng cái cần tìm

- Khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình, rút ra kết luận logic

về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lượmcác dữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm

- Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét khả năng chấp nhận được của các kếtquả tìm được, trên cơ sở vận dụng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sựphù hợp của lý thuyết và thực nghiệm Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờsuy luận lý thuyết với suy luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm để quy nạp chấpnhận kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, hoặc để xemxét lại, bổ sung, sửa đổi với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành môhình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, nhằm tiếp tụctìm tòi xây dựng cái cần tìm

Trong quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông, GV cần phải biết vận dụngcác quan điểm của lý luận dạy học hiện đại để triển khai tiến trình trên đây.Kết quảnghiên cứu cho thấy nếu triển khai tiến trình đó theo chiến lược giải quyết vấn đề cho

từng kiến thức trong từng bài học cụ thể thì có khả năng nâng cao chất cao chất lượngdạy học đáng kể.

1.2 Dạy học theo định hướng giải quyết vấn đề

1.2.1 Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề và cơ sở lý luận của DHGQVĐ

Theo nghĩa chung nhất của dạy học GQVĐ là quá trình giáo viên đặt HS vàotình huống có vấn đề và hướng dẫn HS GQVĐ Kết quả quá trình GQVĐ là HS tự lựctìm kiến thức mới, kỹ năng mới hoặc phương pháp mới

a) Cơ sở tâm lý học

Hoạt động tư duy của con người chỉ thực sự xuất hiện khi có “vấn đề” tức làgặp phải một trở lực khoa học “Vấn đề ” này không thể giải quyết được bằng vốn trithức và kỹ năng đã có Tuy nhiên nó liên quan mật thiết đến vốn tri thức cũ, nếu giảiquyết được thì làm tăng thêm vốn hiểu biết.Vì thế mà HS có nhu cầu muốn giải quyếtvấn đề đó.Do có sự liên quan giữa ''vấn đề '' với vốn tri thức cũ nên HS có hi vọngtháo gỡ nó Nếu GV gợi ý để HS thấy được với sự cố gắng nhất định thì sẽ giải quyếtđược vấn đề và sẽ nâng cao được tầm hiểu biết.Khi đó HS ở trang thái sẵn sàng thamgia tích cực vào việc giải quyết vấn đề [20]

b) Cơ sở triết học

Theo triết học duy vật biện chứng ''mâu thuẫn là động lực thúc đẩy quá trìnhphát triển''.Dạy học GQVĐ đã dựa trên quy luật đó.Mọi vấn đề được gợi ra cho HSchính là một mâu thuẫn giữa yều cầu, nhiệm vụ nhận thức vốn tri thức và kinh nghiệmsẵn có của HS.Nếu giải guyết được mâu thuẫn đó thì chủ thể có thêm vốn kiến thứcmới

Bài toán nhận thức chứa đựng mâu thuẫn khách quan giữa trình độ tri thức và

kỹ năng đã có của HS với trình độ tri thức và kỹ năng mà họ cần đạt tới Điều cơ bản

là làm cho mâu thuẩn tồn tại khách quan kia trở thành mâu thuẫn chủ quan tồn tại ngaytrong nhận thức của HS Chỉ có tích cực tham gia giải quyết mâu thuẫn đó thì tiến trìnhhọc tập mới phát triển được Đồng thời GV phải gợi mở phương hướng và khả nănggiải quyết mâu thuẫn đó Khi nhân thức được khả năng đó thì động lực của quá trìnhnhận thức sẽ xuất hiện và HS sẽ không còn ở vị trí thụ động nữa, mà họ sẽ tự giác vàtích cực, họ trở nên chủ thể của hoạt động.[20]

c) Cơ sở giáo dục học

DH GQVĐ phù hợp với nguyên tắc tự giác và tích cực trong hoạt động học tập,người học được định hướng, gợi mở tạo động cơ trong quá trình phát triển và giảiquyết vấn đề

DH GQVĐ biểu hiện thống nhất giữa các chức năng giáo dưỡng và giáo dục.Điều này thể hiện ở chỗ trong DH GQVĐ, HS học cách khám phá, có nghĩa là HSđược rèn luyện cách phát hiện, tiếp cận giải quyết mọi vấn đề khoa học Đồng thời DHGQVĐ cũng góp phần bồi dưỡng cho HS những đức tính cần thiết của người lao độngsáng tạo như: tính chủ động, tự tin, kiên trì

Từ những cơ sở trên cho thấy DH GQVĐ là lựa chọn thích hợp, việc nghiêncứu và vận dụng trong dạy học là hết sức cần thiết.[20]

1.2.2 Vấn đề và tình huống có vấn đề

1.2.2.1 Vấn đề

Vấn đề là mâu thuẫn giữa sự hiểu biết và không hiểu biết, nó chỉ được giải quyếtbằng con đường tìm kiếm lời giải đáp cho những câu hỏi đã nảy sinh ra Vấn đề tronghọc tập hình thành từ một khó khăn về lý luận hay thực tiễn mà việc giải quyết khókhăn đó là kết quả của tính tích cực nghiên cứu của bản thân học sinh

Theo M.A Đanilop và M.N.Xcatkin: “Vấn đề” là bài toán mà cách thức hoànthành hay kết quả của nó chưa được HS biết trước, nhưng HS đã nắm được những kiếnthức và kỹ năng xuất phát, để từ đó thực hiện sự tìm tòi kết quả đó hay cách thức hìnhthành bài làm Nói cách khác, đó là câu hỏi mà HS chưa biết câu trả lời, nhưng có thểbắt tay vào tìm kiếm lời giải đáp” [8]

Vấn đề là một câu hỏi của chủ thể nhận thức nảy sinh trong tình huống, vốnhiểu biết cuả bản thân chưa đủ để giải thích, nhận thức các hiện tượng, sự vật kháchquan

Theo I Ia Lecne: Vấn đề là một câu hỏi nảy ra hay được đặt cho chủ thể mà chủthể chưa biết lời giải từ trước, và tìm tòi sáng tạo lời giải nhưng chủ thể đã có một sốphương tiện để tìm tòi [8]

"Vấn đề trong nghiên cứu vật lý là một câu hỏi, một bài toán chưa có lời giải,xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đời sống Đó là những hiện tượng mới, quátrình mới không thể lý giải được bằng các lý thuyết đã có hoặc một câu hỏi tìm giải phápcho một mục đích thiết thực nào đó, hoặc lý thuyết chưa trọn vẹn " [8]

Tóm lại: Vấn đề bao hàm cả yếu tố khách quan lẫn yếu tố chủ quan.

Yếu tố khách quan: Dẫn liệu xuất phát cho phép giải quyết vấn đề, tìm ra lời giải

Yếu tố chủ quan: Học sinh ở tư thế sẵn sàng tiếp nhận vấn đề và khao khát hoạt

động giải quyết vấn đề

Câu hỏi mà học sinh đã biết trước lời giải đáp, không phải là vấn đề, cũngkhông phải là vấn đề cả với những câu hỏi mà học sinh chưa biết lời giải đáp và cũngkhông có phương tiện để tìm tòi câu trả lời

Như vậy: "Vấn đề" bao giờ cũng chứa mâu thuẫn về nhận thức Lúc đầu mâu

thuẫn đó còn mang tính khách quan, sau khi học sinh tiếp thu và ý thức được mâuthuẫn đó thì nó biến thành mâu thuẫn chủ quan và tồn tại trong ý nghĩ của học sinhdưới dạng bài toán hay vấn đề, bài tập Trong những bài toán có mang vấn đề đó đều

có nhiệm vụ bảo đảm chức năng chủ yếu của dạy học GQVĐ là giúp HS lĩnh hội mộtcách sáng tạo nội dung giáo dưỡng

1.2.2.2 Tình huống có vấn đề

a Khái niệm

Theo M.I.Macmutop thì tình huống có vấn đề là sự trở ngại về trí tuệ của conngười, xuất hiện khi người đó chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện của quátrình thực tại.[8]

Trong tình huống vốn tri thức của nhân loại gặp trở ngại khi giải thích mộtthuộc tính nào đó của sự vật, hiện tượng khách quan nảy sinh trong tư duy của các nhàkhoa học thì đó là các vấn đề khoa học Còn trong giáo dục thì khi gặp những mâuthuẫn trở ngại trong quá trình tìm hiểu tri thức của học sinh thì đó là vấn của dạy học

“Tình huống có vấn đề” là tình huống mà HS tham gia gặp một cách khó khăn,

HS ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năngcủa mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề

đó Nghĩa là tình huống đó kích thích hoạt động tích cực của HS trong việc đề xuất vấn

đề và giải quyết vấn đề đã đề xuất” [20]

Nhà giáo dục Xô viết Rubinstein đã khẳng định: “Tư duy bắt đầu từ một vấn đềhay một câu hỏi, từ sự ngạc nhiên hay thắc mắc, từ sự mâu thuẫn Tình huống có vấn

đê như thế có tác dụng lôi cuốn cá nhân vào quá trình tư duy”[20]

Tình huống có vấn đề đặc trưng cho thái độ của chủ thể đối với trở ngại nảy ratrong lĩnh vực hoạt động thực hành hay trí óc Nhưng đó là thái độ mà trong đó chủthể chưa biết cách khắc phục trở ngại và phải tìm cách khắc phục

Như vậy ta có thể tóm tắt lại bản chất của tình huống có vấn đề qua sơ đồ sau:

b Đặc điểm của Tình huống có vấn đề

- Chứa đựng mâu thuẫn nhân thức mà việc đi tìm lời giải đáp chính là đi tìmkiến thức, kỹ năng, phương pháp mới

- Gây sự chú ý ban đầu, kích thích hứng thú, khởi động tiến trình nhận thức của

HS HS chấp nhận mâu thuẫn khách quan biến nó thành mâu thuẫn chủ quan

- Vấn đề cần giải quyết được phát biểu rõ ràng, gồm cả những điều kiện đã cho

và mục đích cần đạt được

- Vấn đề không quá khó để học sinh bế tắc nhưng cũng không quá dễ để khôngtrở thành tình huống Vấn đề ở đây HS ý thức được sự cố gắng của bản thân thì sẽ giảiquyết được

c Phân loại 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 sangnhững phạm vi mới, lĩnh vực mới

Phát triển, hoàn chỉnh vốn kiến thức của mình luôn luôn là niềm khao khát củatuổi trẻ, đồng thời như Risa Fayman nói, đó cũng là con đường phát triển của khoahọc Quá trình phát triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽ đem lại những kết quả mới (kiếnthức mới, kỹ năng mới, phương pháp mới) nhưng trong quá trình đó, vẫn có thể sửdụng những kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết

* Tình huống lựa chọn và tình huống bác bỏ

Học sinh đứng trước một số vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, cóliên quan đến một số phương pháp giải quyết hay một số kiến thức đã biết, nhưng chưachắc chắn là dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề thì có hiệu quảnhất Học sinh cần phải lựa chọn, thậm chí cần phải làm xem kiến thức nào, phươngpháp nào có hiệu quả để 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 liên quan đến một kiến thức hayphương 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 bắt gặp khi nghiên cứu một kiến thứcmới

* Tình huống ngạc nhiên, bất ngờ, nghịch lý

HS đứng trước một hiện tượng xẩy ra theo một chiều hướng trái với suy nghĩthông thường (có tính chất nghịch lý, hầu như khó tin đó là sự thực), do đó kích thích

sự tò mò, lôi cuốn sự chú ý của họ tìm cách lý giải, phải bổ sung hoàn chỉnh hoặc phảithay đổi quan niệm cũ sai lầm của mình

* Tình huống ứng dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn

Trong dạy học bộ môn vật lý, GV có thể gặp nhiều cơ hội để khai thác, tạo nêntình huống có vấn đề theo dạng này GV nên giao cho HS giải quyết những nhiệm vụ, giảithích những sự kiện có liên quan đến việc vận dụng tri thức vật lý

Như vậy: Tình huống có vấn đề xuất hiện khi học sinh nhận thấy rõ nhu cầunhận thức, ý thức rõ ràng nội dung và nhận thấy vấn đề mình có thể giải quyết đượcnếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động.Sự phân loại tình huống như trên chỉ mangtính chất tương đối

d.Các biện pháp tạo tình huống có vấn đề.

Tạo tình huống có vấn đề là giai đoạn quan trọng trong các giai đoạn của dạyhọc giải quyết vấn đề Giai đoạn này kích thích thần kinh hoạt động, tạo cho học sinhtrạng thái hưng phấn cao độ, có nhu cầu lao vào công việc GV có nhiệm vụ tạo chođược vấn đề nhận thức, cấy cho được mâu thuẫn khách quan đó vào tiến trình nhậnthức của HS để làm sao mâu thuẫn đó trở thành mâu thuẫn chủ quan, tiếp đó GV phảikhơi nguồn tiềm lực ở học sinh để họ thấy được vốn liếng tri thức, chỉ cần họ cố gắng

là giải quyết được mâu thuẫn đó

Để thực hiện công việc tạo tình huống có vấn đề thì GV và HS trải qua các phần sau:

- GV làm cho HS thấy tồn tại một vấn đề: Tình huống chứa đựng mâu thuẫnnhận thức, đó là mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức, kỹ năng đã có với yêu cầu lĩnhhội kiến thức, kỹ năng mới

-GV gợi nhu cầu nhận thức cho HS: Trong tình huống có vấn đề, HS cảm thấy

có khả năng đáp ứng lợi ích cho họ trong quá trình nhận thức

- GV gây niềm tin ở HS và HS có thể nhận thức được: Nếu một tình huống tuy

có vấn đề và vấn đề tuy dẫn nhưng nếu HS cảm thấy nâ vượt quá so với khả năng củamình thì họ không sẵn sàng giải quyết vấn đề Cần làm cho học sinh thấy rõ tuy họchưa có ngay lời giải đáp nhưng đã có một số kiến thức, kỹ năng liên quan đến vấn

đề đặt ra và nếu họ tích cực suy nghĩ thì có nhiều hi vọng giải quyết vấn đề đó

Việc tạo ra tình huống có vấn đề là cả một lĩnh vực của nghệ thuật sư phạm.Cùng một nội dung, cùng một lớp HS nhưng nếu không có sự gia công sư phạm thì sẽkhông đặt HS vào tình huống có vấn đề, do đó sẽ không tạo được động lực cho quátrình dạy học Nghệ thuật sư phạm tạo ra tình huống có vấn đề đòi hỏi GV luôn biếtcách kích thích, tạo “thế năng tâm lý tư duy” của HS

e Quy trình tổ chức tình huống học tập.

Tổ chức tình huống học tập thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS ý thức đượcvấn đề cần giải quyết, có hứng thú, nhu cầu giải quyết vấn đề, biết được mình cần phảilàm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào

Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề trong lớp có thể gồm các giai đoạn chính sau:

-GV mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận được bằng kinhnghiệm thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm một thí nghiệm đơngiản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu

-GV yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ củamình theo ngôn ngữ vật lý

-GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xẩy ra trong hoàn cảnh đã mô tảhoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và phương pháp đã

có từ trước (giải quyết sơ bộ vấn đề)

-GV giúp HS phát hiện ra chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cáchgiải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ cần giải quyết

Như vậy: Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề xuất hiện khi HS ý thức được

rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhận thấy mình có khảnăng giải quyết được vấn đề, nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động

1.1.3 Tính chất nghiên cứu của dạy học giải quyết vấn đề

Hoạt động của nhà khoa học khi đi tìm chân lý là một hoạt động đầy tự lực sángtạo Để rèn luyện năng lực tự lực nhận thức và phát triển tư duy sáng tạo cho HS trongdạy học giải quyết vấn đề, người ta xây dựng quá trình dạy học phỏng theo quá trìnhnghiên cứu của các nhà khoa học.Nhà khoa học tự lực nghiên cứu để phát hiện ra cácchân lý khoa học mà chưa ai khám phá ra, còn HS thì tự lực nghiên cứu trong hoàncảnh có sự chỉ đạo trực tiếp của người GV để tìm ra những chân lý mà khoa học đãbiết

Quá trình dạy học giải quyết vấn đề, xét về thực chất là quá trình người GV tổchức chỉ đạo, còn HS nghiên cứu tự lực, tích cực để tìm ra các chân lý khoa học màloài người đã biết trước đó

Sự ra đời của kiểu dạy học giải quyết vấn đề đã thực hiện được nhiệm vụ đưaphương pháp nghiên cứu vào nhà trường nhằm dẫn HS vào con đường tìm tòi sáng tạo

Ta có thể thiết lập sơ đồ diễn tả tính chất nghiên cứu của DHGQVĐ như sau

Dạy học giải quyết vấn đề

Tình huống có vấn đề

Nêu giả thuyết - Hệ quả lôgic

Kiểm tra hệ quả - giả thuyết

Sai Đúng

Áp dụng

Phương pháp nghiên cứu

Đề xuất vấn đề

Nêu giả thuyết - Hệ quả

Kiểm tra hệ quả - giả thuyết

Sai

Áp dụngĐúng

Qua sơ đồ chúng ta thấy rằng các bước của dạy học giải quyết vấn đề rất gầnvới nghiên cứu khoa học Về bản chất dạy học giải quyết vấn đề có thể nói đó là quátrình nghiên cứu khoa học, vận dụng trong khuôn khổ của sự dạy học

Sơ đồ 1.3 Diễn tả tính chất nghiên cứu của dạy học GQVĐ [20]

1.2.4 Các điều kiện đảm bảo cho việc thực hiện dạy học giải quyết vấn đề [24]

- Nội dung tri thức khoa học: (bao gồm cả kỹ năng, phương pháp) phải chứađựng 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 thể chỉ bằng tư duy tái tạo, mà phải có sự nỗlực tư duy của chủ thể vượt qua những vùng “phát triển gần” do GV tạo ra trong điều

kiện của quá trình dạy học Vì vậy dạy học giải quyết vấn đề có thể thực hiện cho cácloại tiết học khác nhau: Bài học kiến thức mới, bài học bài tập vật lý, bài học thựchành vật lý, bài học ôn tập tổng kết hệ thống hoá kiến thức, bài học ngoại khoá Tuynhiên để thực hiện dạy học giải quyết vấn đề cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự lôgic cáckiến thức từ vĩ mô (từng phần, từng chương) đến vi mô (từng bài học) theo tiến trìnhcủa nhận thức vật lý.

- Thiết bị dạy học: Thí nghiệm vật lý là hạt nhân của hành động kiểm tra xácnhận giả thuyết, do đó dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thựchiện dạy học giải quyết vấn đề

- Trình độ khoa học và kỹ năng sư phạm của GV quyết định thành công của dạyhọc giải quyết vấn đề Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung vật lý kết hợp với những

kỹ năng sư phạm cần thiết GV xác định chính xác nội dung khoa học của bài học, phátbiểu thành mệnh đề gọn rõ, từ đó xây dựng tình huống có vấn đề, đặt HS trước câu hỏinhận thức hấp dẫn ở tính thiết thực, bất ngờ, mới lạ…; dẫn dắt HS giải quyết vấn đềbằng hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trình của sáng tạo vật

lý Tài năng sư phạm của GV được thể hiện ở hệ thống câu hỏi định hướng này Căn

cứ vào mức độ tìm tòi trong hành động của HS do câu hỏi định hướng đưa lại, có thểphân loại 3 kiểu định hướng theo thứ tự từ thấp đến cao

+ Định hướng tái tạo cụ thể: Câu hỏi của GV nhằm vào việc tái tạo ở HS từnghành động, thao tác cụ thể mà trước đó HS đã biết Kiểu định hướng này đảm bảođược hiệu quả rèn luyện kỹ năng, và tạo cơ sở cần thiết cho HS có thể thích ứng đượcvới sự định hướng tìm tòi trong dạy học Các dạng câu hỏi: Hiện tượng (quá trình)tương tự với hiện tượng (quá trình) nào đã biết? Vấn đề này có liên hệ với vấn đề nàotương tự? Mối liên hệ ấy như thế nào? Các bước giải quyết vấn đề tương tự? Làm thếnào để quy vấn đề này về vấn đề tương tự đã biết cách giải quyết?

+ Định hướng khái quát chương trình hoá: Câu hỏi của GV nhằm vào việc giúp

HS ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết vấn đề, sự định hướngđược chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý Đầu tiên là câu hỏi đòi hỏi HS tự

lực tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra; Nếu HS không đáp ứng được thì có sự giúp đỡ tiếptheo của GV là từ sự định định hướng khái quát ban đầu, thu hẹp dần phạm vi phải tìmtòi sao cho vừa sức HS Nếu HS vẫn không đáp ứng được thì chuyển dần sang địnhhướng tái tạo từ việc hướng dẫn theo tái tạo angôrit (cho biết trình tự thực hiện cáchành động, thao tác) để theo đó HS tự giải quyết vấn đề Nếu HS không huy độngđúng hành động, thao tác mong đợi thì thực hiện tái tạo đối với mỗi hành động hoặcthao tác đó Các câu hỏi thường dùng: Bài toán yêu cầu giải quyết vấn đề gì? Câu hỏicủa bài toán? Đã biết những điều kiện gì? Dự đoán hiện tượng sẽ xẩy ra như thế nào?Quá trình mô tả có thể chia thành những giai đoạn như thế nào? Mỗi giai đoạn đó cóliên quan đến hiện tượng vật lý nào? Định luật nào chi phối? Vì sao có dự đoán đó?Làm thế nào để kiểm tra dự đoán? Cần phải thực hiện thí nghiệm như thế nào để kiểmtra dự đoán? Kết quả thí nghiệm có phù hợp với dự đoán không? Điều gì mới được rút

GV, vào đối tượng HS, vào chính nội dung khoa học của kiến thức

Định hướng khái quát chương trính hoá là kiểu định hướng trung gian, pháthuy mặt ưu điểm của hai kiểu định hướng tái tạo và định hướng nghiên cứu sáng tạo,đồng thời cho phép thực hiện ở đa số đối tượng HS với nhiều kiến thức điển hình trongchương trình vật lý phổ thông

Như vậy, phương tiện quan trọng trong dạy học giải quyết vấn đề là hệ thốngcâu hỏi định hướng nhận thức hành động của học sinh Câu hỏi phải đạt được các yêucầu sau đây:

- Yêu cầu về lôgic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thoả mãn luậtđồng nhất nghĩa là đối tượng của câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS không xácđịnh rõ đối tượng của câu hỏi, dẫn đến hỏi một đường trả lời một nẻo.

- Yêu cầu về nội dung khoa học: Câu hỏi phải đảm bảo câu trả lời đúng là dầntừng bước giải quyết vấn đề đặt ra

- Yêu cầu về phương pháp dạy học: Câu hỏi phải thực hiện được chức năngđịnh hướng hành động theo chu trình nhận thức sáng tạo vật lý, nghĩa là phải đảm bảocâu trả lời đúng với hi vọng của GV

1.2.5 Các nguyên tắc của dạy học giải quyết vấn đề[24]

Dạy học giải quyết vấn đề là quá trình mô phỏng nhân thức sáng tạo của nhàkhoa học.Dựa vào sự tương tự giữa dạy học giả quyết vấn đề và chu trình vật lí sángtạo ta có bảng nguyên tắc sau

Bảng 1.1: Nguyên tắc chung của dạy học giải quyết vấn đề

Nhận thức sáng tạo Dạy học giải quyết vấn đề

Giải quyếtvấn đề

Nêu giả thuyết

Suy ra hệ quảlogic

-Kiểm tra hệ quả.

-Kết luận về vấn đềnghiên cứu, thôngbáo báo bảo vệ kếtquả

địnhhướng)

GV thể chếhoá kiếnthức

Kết luận vấn

đề

Tiến hành thínghiệm kiểm tra

Đánh giá kết quả

Ghi nhận tri thứcmới

Nhà vật lí

và xã hội

Vận dụng kiên thứcmớivào nghiên cứu,

kĩ thuật, đời sống

GV giaonhiệm vụtrọng tài

Vận dụngkiến thứcmới

Vận dụng giảiquyết vấn đề mới

1.2.6 Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề [14]

Để có thể vận dụng linh hoạt lý luận dạy học giải quyết vấn đề vào việc dạy họccác đề tài cụ thể, có thể chia dạy học giải quyết vấn đề thành ba mức độ tuỳ theo phầntham gia của HS nhiều hay ít vào quá trình giải quyết vấn đề Đó là các mức độ:

- Trình bày nêu vấn đề

- Tìm tòi nghiên cứu một phần

- Tìm tòi nghiên cứu sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo)

Tiếp nhận câu hỏi nhận thức, trạng tháitâm lý nhận thức: mong muốn niềm tingiải quyết vấn đề

Mức độ 2:

Tìm tòi, nghiên

Quá trình tìm tòi vấn đề, thínghiệm kiểm tra

-Suy đoán giả thuyết-Suy luận lôgíc từ giả thuyết tiên đoán

cứu một phần hiện tượng mới

-Xây dựng phương án thí nghiệm, kiểmtra giả thuyết hệ quả giả thuyết

-Quan sát ghi nhận kết quả-Xử lý số liệu thí nghiệm-Khái quát hoá rút ra kết luận-Ghi nhận tri thức mới-Vận dụng tri thức mớiMức độ 3:

ý, kích thích hoạt động thần kinh và dừng ở tốc độ đủ chậm để HS nhận ra bài toánnhận thức, thậm chí có thể suy ngẫm và đoán nhận ra phương án giải quyết Nhưng HSchỉ có cơ hội thực hiện các thao tác đó bằng tư duy ngôn ngữ thầm mà chưa được phépbộc lộ ý nghĩ bằng lời nói, hành động, ngôn ngữ viết,

Khác với dạy học truyền thống, ở mức độ trình bày nêu vấn đề, GV đặt ra trướcmắt HS những mâu thuẫn tồn tại khách quan giữa trình độ tri thức mà HS đã chiếmlĩnh và trình độ tri thức họ cần tiếp nhận Sau đó GV trình bày cách thức giải quyếtmâu thuẫn ấy và tự mình giải quyết vấn đề trong sự theo dõi và kiểm tra của HS Kếtquả là học sinh tiếp nhận tri thức trong sự cùng tư duy với GV

Dạy học ở mức độ trình bày nêu vấn đề có tác dụng duy trì sự chú ý theo dõibài giảng, nhờ đó HS hiểu được bài Ngoài ra tác dụng của trình bày nêu vấn đề còn là

ở tính chất “dự kiến” của nó Trong quá trình nghe giảng một bài trình bày chặt chẽ,nhiều khi HS dự đoán được bước nghiên cứu tiếp theo hoặc xây dựng bước đó theocách riêng của mình, qua đó biểu lộ hình thức tối ưu của sáng tạo ở trình độ nào đó

Tuy nhiên, hạn chế của dạy học giải quyết vấn đề ở mức độ này là: HS chưađược giao nhiệm vụ trực tiếp giải quyết vấn đề nên họ chỉ có điều kiện để dõi theo conđường có tính chất định chuẩn của sự tìm kiếm tri thức Họ chưa có điều kiện để bộc

lộ khả năng tìm kiếm tri thức và do đó chưa rèn luyện được kỹ năng ngôn ngữ và thựchành vật chất Ở đây, HS chỉ có thể tiến hành các thao tác tư duy ngầm, bằng ngôn ngữthầm theo mẫu các thao tác tư duy của GV và học tập theo mẫu ấy Mặc dù khi dạy học,

GV có thể dùng các phương tiện lời nói, hay phương tiện trực quan, thậm chí cả phươngtiện thực hành, nhưng HS mới chỉ được nghe, nhìn chứ chưa có cơ hội phát biểu, phê phán,trao đổi…và HS không được sử dụng các phương tiện đó

Ưu, nhược điểm của mức độ trình bày nêu vấn đề

Ưu điểm:

- Không đòi hỏi nhiều thời gian, có thể áp dụng cho hầu hết các đề tài học tập

- Gây cho HS hứng thú trong học tập

- Rèn luyện cho HS trí nhớ, tái hiện lại quá trình GQVĐ theo algôrit mẫu củaGV

Nhược điểm:

- Tạo thói quen cho HS tư tưởng ỷ lại, cách học thụ động

- Chưa giúp HS có đủ điều kiện lĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiếnhành lập kế hoạch giải quyết vấn đề, chưa rèn luyện được kỹ năng thực hành vật chất và trítuệ.

*Mức độ 2: Tìm tòi nghiên cứu một phần (tìm tòi nghiên cứu từng phần)

Dạy học ở mức độ này đòi hỏi GV phải tạo cơ hội cho HS cùng tham gia hoạtđộng thực sự Phải để cho HS bộc lộ suy nghĩ bằng ngôn ngữ, hoặc tham gia cùng GV

Ở mức độ này, khi HS không giải được bài toán thì GV có thể thực hiện theocác hình thức sau :

- GV xây dựng một bài toán tương tự như thế nhưng hẹp hơn

- GV chia bài toán cần nghiên cứu thành các bài toán nhỏ hơn, dễ hơn, nhưngtập hợp lại thì thành lời giải cho bài toán lúc đầu

- GV gợi ý những dự kiến bổ sung cho điều kiện của bài toán, nhờ đó hạn chếđược 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 giảthuyết, chỉ lập kế hoạch kiểm tra giả thuyết đó…

- Đàm thoại có tính chất phát kiến Đó là hệ thống câu hỏi do GV xây dựng thếnào để mỗi câu hỏi sau được suy ra từ câu hỏi trước, để việc đặt nó trong cuộc đàmthoại là có lý do, để tất cả các câu hỏi và lời giải của HS cho câu hỏi đó, tập hợp lại,cuối cùng sẽ giải quyết được một vấn đề nào đó, và điều chủ yếu là sao cho một số câuhỏi, và đa số câu hỏi hợp thành những bài toán nhỏ trên con đường đi tới lời giải chobài toán cơ bản.

Ưu, nhược điểm của mức độ tìm tòi nghiên cứu từng phần

Ưu điểm:

- Có khả năng giúp cho HS thu được kinh nghiệm sáng tạo, phát huy được năng lực tưduy độc lập ở mức độ đáng kể, bồi dưỡng được tiềm lực thích ứng với nghề nghiệptương lai

- Gây cho HS hứng thú nhận thức, tìm tòi, tránh được tư tưởng ỷ lại, cách họcthụ động và hình thức

Nhược điểm:

- Đòi hỏi nhiều thời gian và không phải lức nào cũng áp dụng được

- Chưa cho phép HS có điều kiện lĩnh hội được kinh nghiệm xây dựng và tiếnhành toàn bộ kế hoạch giải quyết vấn đề lớn trọn vẹn

* Mức độ 3: Tìm tòi nghiên cứu sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo)

Đây là mức độ cao nhất của dạy học giải quyết vấn đề Ở mức độ này thì sự tựlực của HS là chủ yếu, sự hướng dẫn và chỉ đạo của GV có tính chất định hướng và cótính chất gián tiếp cao

Sau khi HS đã ý thức được vấn đề đặt ra (do GV hướng dẫn hoặc cao hơn nữa

là HS tự lực đề xuất được vấn đề), HS tự mình vạch kế hoạch tìm tòi, xây dựng giảthuyết, tìm ra cách kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát kiểm tra thí nghiệm, phântích kết quả thí nghiệm, khái quát hóa, rút ra kết luận…

Như vậy trong mức độ này, người GV đưa HS vào con đường tự lực thực hiệntất cả các giai đoạn của hoạt động tìm tòi, hoạt động nhận thức của HS ở đây gầngiống như hoạt động nghiên cứu của nhà khoa học

Dạy học ở mức độ này thường được tiến hành dưới dạng các bài tập thí nghiệm, cáctiểu luận chuyên đề, các bài học có định hướng thiết kế (hay dạy học dự án) Có thểgiao cho mỗi HS một đề tài hoặc mỗi nhóm một đề tài

Ưu, nhược điểm của mức độ tìm tòi nghiên cứu sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế sángtạo)

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 hứngthú nhận thức, hình thành được nhu cầu tham gia hoạt động tìm kiếm

- Bồi dưỡng được phẩm chất và tác phong làm việc của nhà nghiên cứu khoahọc

Nhược điểm:

- Có thể dẫn đến tình trạng lạm dụng cũng như tình trạng không đảm bảo chomọi HS cùng vươn lên đồng đều do có sự phân hoá trình độ mà không có sự cá biệthoá

- Thích hợp với một số nội dung dạy học nhất định, tốn nhiều thời gian và côngsức.

Những mức độ khác nhau trong dạy học giải quyết vấn đề có những mục đíchriêng, ưu điểm riêng và hạn chế riêng của nó Nhưng trong quá trình thực tế dạy học,

ba mức độ đó nhiều khi được kết hợp, hỗ trợ, đan xen lẫn nhau

1.3 Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề [4]

Có thể coi dạy học GQVĐ gồm ba giai đoạn: Tạo tình huống có vấn đề, hướngdẫn giải quyết vấn đề và vận dụng tri thức để củng cố và mở rộng vấn đề

1.3.1 Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề

Đây là giai đoạn đặt HS vào tình huống có vấn đề Khâu đầu tiên của giai đoạnnày là làm nảy sinh tình huống có vấn đề Nó có nhiệm vụ kích thích thần kinh hoạtđộng tạo cho học sinh một trạng thái hưng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động và cóthái độ sẵn sàng lao vào công việc Nội dung hoạt động của GV là tạo cho được “vấn

đề nhận thức” tức là tạo cho được mâu thuẫn khách quan giữa “cái đã biết và cái cầntìm” sau đó “cấy” mâu thuẫn khách quan đó vào tiến trình nhận thức của HS, tức làlàm cho HS thấy được, cảm nhận được sự tồn tại hiển nhiên mâu thuẫn đó trên conđường học tập của chính họ

Tiếp theo GV phải khơi nguồn tiềm lực ở học sinh để họ thấy họ đã có vốnliếng tri thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự lực giải quyết được mâu thuẫn đó

Nội dung hoạt động của học sinh trong giai đoạn này là tiếp nhận “bài toán nhậnthức”, tiếp nhận “vấn đề” và chuyển sang trạng thái sẵn sàng, tích cực hoạt động

1.3.2 Giai đoạn hướng dẫn giải quyết vấn đề

Đây là giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây học sinh sẽ dần dần làm quen vớiphương pháp nghiên cứu của nhà vật lý học, ở mức độ tập dượt xây dựng kiến thức đểphản ánh những sự kiện thực tế

Các bước chủ yếu của giai đoạn này như sau:

- Tìm kiếm việc xây dựng giả thuyết khoa học, cần hướng dẫn đề học sinh biết cáchquan sát sự kiện (có thể qua mô hình hoặc thí nghiệm, hay quan sát với những kiếnthức đã có)

- Khi có giả thuyết, giáo viên cần chỉ đạo, hướng dẫn để học sinh thảo luận cácphương án đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết đó

- Bước cuối cùng là chỉnh lý thuyết để nó trở thành tri thức lý thuyết

Nghệ thuật sư phạm của giáo viên sẽ giúp cho việc xây dựng các bài toán trunggian như là một chuỗi liên kết các mắt xích liên tục của các chu trình hoạt động, kíchthích động cơ hoạt động, tổ chức và điều kiển quá trình đó, kiểm tra kết quả hoạt động.Mỗi bài toán trung gian là một chu trình trong chu trình lớn

1.3.3 Giai đoạn củng cố và vận dụng kiến thức, kỹ năng mới

Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình dạy học giải quyết vấn đề Dạy học dùdiễn ra theo phương pháp nào cũng đòi hỏi phải trải qua giai đoạn củng cố, ôn luyện trithức đã có bằng nhiều cách vận dụng nó vào những tình huống khác nhau

Trong giai đoạn này cần đảm bảo các mặt sau:

- Tổng kết và hệ thống hoá tri thức mới đã xây dựng thông qua việc giải quyết vấn đề

Tình huống có tiềm ẩn vấn đề

Phát biểu vấn đề - bài toán

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

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

Trình bày, thông báo, thảo luận, bảo vệ kết quả Hợp thức hoá kiến thức

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

Giai đoạn 1:

Tạo tình huống có vấn đề

Giai đoạn 2:

Nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề

Giai đoạn 3: Hợp thức hoá kiến thức

Như vậy, ở giai đoạn này vừa củng cố được kiến thức một cách vững chắc với mức độ

đa dạng phong phú của nó vừa được luyện tập giải quyết vấn đề mới, từ đó tư duy sángtạo được phát triển

Có thể mô hình hoá các giai đoạn của dạy học GQVĐ theo sơ đồ 1.3