ghiên cứu vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo tư tưởng của lý thuyết kiến tạo nhận thức một số kiến thức chương Chất khí vật lý 10 THPT

Lí do chọn đề tài Trong những thập kỷ qua, các nước trên thế giới và Việt Nam đã nghiên cứu và vậndụng nhiều lý thuyết và phương pháp dạy học theo hướng hiện đại nhằm phát huy tínhtích c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LƯƠNG THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẦN ĐỀ THEO TƯ TƯỞNG CỦA LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẬN THỨC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN, NĂM 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LƯƠNG THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẦN ĐỀ THEO TƯ TƯỞNG CỦA LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẬN THỨC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÝ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận và PPDH môn Vật lí

Mã số : 60 14 01 11

Cán bộ hướng dẫn khoa học PGS TS PHẠM THỊ PHÚ

NGHỆ AN, NĂM 2013

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ nhiều phía.Đầu tiên tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS Phạm Thị Phú người định hướng và hướngdẫn tôi thực hiện luận văn

Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu, các Thầy cô công tác tại khoa Vật lí, phòng Sauđại học trường Đại học Vinh và trường Đại học Sài Gòn đã tạo điều kiện tốt nhất để tôihoàn thành khóa học

Cám ơn Ban Giám Hiệu và các giáo viên trường THPT Hùng Vương –Thành phố Hồ ChíMinh đã tạo điều kiện để tôi thực hiện sư phạm đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2013

Tác giả

Lương Thị Thanh Huyền

DANH CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trong những thập kỷ qua, các nước trên thế giới và Việt Nam đã nghiên cứu và vậndụng nhiều lý thuyết và phương pháp dạy học theo hướng hiện đại nhằm phát huy tínhtích cực học tập của học sinh, trong đó có phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

Tinh thần cơ bản của dạy học giải quyết vấn đề là học sinh được đặt vào trong tìnhhuống có vấn đề, tự giác tích cực đóng vai nhà khoa học “phát minh lại” kiến thức khoahọc cho chính mình, nhờ đó học sinh vừa chiếm lĩnh được nội dung kiến thức vừa nắmđược phương pháp khoa học tìm ra kiến thức đó, hơn thế học sinh học tập trong niềm vuikhám phá, phát minh; dù ra đời hơn nửa thế kỷ (từ 1960) nhưng đến nay dạy học giảiquyết vấn đề vẫn là một tư tưởng dạy học tích cực và hiện đại

Tư tưởng cơ bản của lý thuyết kiến tạo nhận thức là kiến thức người học thu nhậnđược bằng quá trình đồng hóa và điều ứng Đồng hóa là cơ chế giữ gìn cái đã biết và chophép người học vận dụng những cái đã biết để giải quyết tình huống mới; điều ứng chỉthực sự xuất hiện khi những gì đã học không đủ để giải quyết các tình huống mới Để giảiquyết các tình huống này, người học có thể điều chỉnh, thậm chí là bác bỏ các kiến thứccũ; đồng hóa không làm thay đổi nhận thức mà chỉ mở rộng cái đã biết, còn điều ứng làlàm thay đổi nhận thức và khi một học sinh tiếp xúc với một thông tin mới mà kiến thức

và kinh nghiệm cũ không thể giải quyết, sự mất cân bằng xuất hiện cho tới khi người họcđiều chỉnh để có sự thích nghi với thông tin mới Như vậy tư tưởng lý thuyết kiến tạo làđặt vai trò của chủ thể nhận thức lên vị trí hàng đầu, dạy học theo tư tưởng kiến tạo thực

sự xuất phát từ người học và vì người học; tư tưởng tiến bộ đó hoàn toàn phù hợp vớiquan điểm dạy học hiện đại: dạy học coi người học là trung tâm

Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề theo tư tưởng kiến tạo nhận thức sẽ phát huyđược tất cả các ưu điểm nêu trên Dạy học theo phương pháp này sẽ coi trọng vai trò tíchcực và chủ động của học sinh trong quá trình học tập để tạo nên tri thức cho bản thân,học sinh sẽ tự lực giải quyết vấn đề dựa trên kiến thức và kinh nghiệm đã có bằng quátrình đồng hóa, tích cực tư duy theo phương pháp khoa học điều ứng và tìm ra kiến thức

mới dưới sự hướng dẫn của giáo viên và các thiết bị dạy học hỗ trợ.

Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề và vận dụng lý thuyết kiến tạo như nhữngphương pháp dạy học độc lập trong môn vật lý ở trường phổ thông đã được nghiên cứutrong nhiều công trình, luận văn, luận án Tuy nhiên kết hợp hai tư tưởng này trong tiếntrình dạy học một bài học vật lý thì số công trình nghiên cứu còn khá ít ỏi

Chương ”Chất khí” vật lí 10 THPT là một chương có nhiều kiến thức mới được rút

ra từ thực nghiệm, nên có thể dễ dàng kết hợp hai tư tưởng trên trong quá trình dạy

Trong khuôn khổ luận văn Thạc sĩ tôi chọn đề tài: Nghiên cứu vận dụng dạy học giải

quyết vấn đề theo tư tưởng của lý thuyết kiến tạo nhận thức một số kiến thức chương

"Chất khí" vật lý 10 THPT.

2 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương "Chất khí" Vật lý 10 THPTtheo định hướng dạy học giải quyết vấn đề vận dụng tư tưởng kiến tạo nhận thức nhằmgóp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng

- Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông

- Dạy học giải quyết vấn đề

- Lý thuyết kiến tạo nhận thức

Phạm vi

- Dạy học chương “Chất khí” vật lý 10 THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề theo tư tưởng của lý thuyếtkiến tạo nhận thức vào dạy học một số kiến thức ở chương “Chất khí” thì sẽ nâng caochất lượng học tập chương này của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Tìm hiểu lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề.

5.2 Tìm hiểu lý thuyết kiến tạo nhận thức

5.3 Xây dựng mô hình dạy học giải quyết vấn đề theo tư tưởng kiến tạo nhận thức trongmôn vật lý

5.4 Xác định mục tiêu dạy học chương “Chất khí” theo chuẩn và theo định hướng nghiêncứu

5.5 Phân tích nội dung kiến thức chương “Chất khí” vật lý 10 THPT Xác định các kiếnthức có thể dạy theo phương pháp này

5.6 Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Chất khí” ở một số trường THPT trong thànhphố Hồ Chí Minh

5.7 Điều tra quan niệm của học sinh trước khi học về một số kiến thức chương

“Chất khí”

5.8 Chuẩn bị điều kiện cần thiết để tổ chức dạy học theo định hướng nghiên cứu

5.9 Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Chất khí” vật lý 10 THPTtheo định hướng nghiên cứu

5.10 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu tài liệu liên quan từ sách, báo, mạnginternet để giải quyết vấn đề đặt ra trong luận văn

- Phương pháp điều tra và quan sát Điều tra, tìm hiểu thực tế dạy học ở trường Trung họcphổ thông; trao đổi kinh nghiệm với giáo viên; thăm dò học sinh để tìm hiểu tình hìnhdạy học Vật lý hiện nay

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài củachương“Chất khí” Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả vậndụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

- Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý cáckết quả thực nghiệm sư phạm

+ Xây dựng được chuỗi vấn đề dành cho dạy học GQVĐ chương “chất khí”.

+ Thiết kế được 3 tình huống có vấn đề dựa trên quan niệm riêng của hoc sinh dùng chodạy học chương “chất khí”

+ Cải tiến, làm mới một thí nghiệm dùng đối chọi quan niệm riêng của học sinh buộcquá trình điều ứng kiến thức xảy ra trong nhận thức của học sinh trong giải quyết vấn đềnhận thức

+ Tập hợp, xây dựng được cơ cở dữ liệu trực quan số hóa gồm 3 mô phỏng, 2 video clipnhằm tăng tính trực quan hỗ trợ HS tự lực giải quyết vấn đề

+ Thiết kế được tiến trình dạy học 3 đơn vị kiến thức theo định hướng nghiên cứu

8 Cấu trúc luận văn

CHƯƠNG 1 DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THEO TƯ TƯỞNG CỦA

LÝ THUYẾT KIẾN TẠO NHẬN THỨC TRONG MÔN VẬT LÝ

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG1.1 Định hướng đổi mới phương pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông

1.1.1 Sự cần thiết đổi mới phương pháp dạy học

Xã hội ngày càng phát triển, càng đặt ra yêu cầu cao đối với con người Vì vậy,cùng với tiến bộ của thời đại, con người phải có những khả năng mới: học tập, giải quyếtvấn đề, trao đổi, làm việc theo tổ, làm công dân, làm lãnh đạo Phương pháp dạy họctruyền thống chưa thể trang bị cho người học những khả năng này Do đó, yêu cầu đặt ra

là phải đổi mới PPDH Sau đây là một số nguyên nhân dẫn đến đổi mới PPDH:

- Hiện nay, trong bối cảnh quốc tế và đất nước ta có nhiều thay đổi: sự phát triển nhảy vọtcủa khoa học công nghệ, sự toàn cầu hóa mạnh mẽ… nếu biết tận dụng cơ hội, tiếp cậncông nghệ vào những mục đích phát triển của quốc gia thì chúng ta nhất định thắng lợi

Do đó, bên cạnh việc học tập, kế thừa thành quả khoa học của nhân loại, chúng ta cần đitrước đón đầu, cần phải đổi mới tư duy, đổi mới phương pháp làm việc, học tập

- Nhu cầu học tập của người dân ngày càng nhiều, trình độ dân trí ngày càng cao, môhình xã hội học tập đang hình thành và phát triển Sự phát triển của khoa học công nghệ

đã mở ra khả năng và điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng phương tiện CNTT vào quátrình dạy học Việc sử dụng những thành quả của khoa học công nghệ sẽ làm thay đổihiệu quả của quá trình dạy học, hiệu quả của việc sử dụng phương pháp dạy học

- Sự bùng nổ thông tin khiến vòng đời của SGK và giáo trình đã phải rút ngắn, nếu không

sẽ bị coi là lạc hậu và phản tác dụng Chính vì vậy, ta thấy SGK trong những năm gầnđây bị thay đổi liên tục Trong bể kiến thức bao la, người học phải tùy chọn cho riêngmình những tri thức cần thiết và hữu ích, vì thế họ rất cần được giúp đỡ Trong học tập,

họ cần phương pháp tìm kiếm thông tin hơn là thông tin; muốn học phương pháp tìmkiếm chân lí hơn là chân lí Và do vậy, người thầy trong thời đại hiện nay đã có một vị trímới, cao hơn, khó khăn bội phần, là luôn làm mới mình và ở bên cạnh người học, hiểutheo cả nghĩa đen lẫn nghĩa bóng Giúp người học chiếm lĩnh, giúp người học tự đào tạo

Việc đổi mới PPDH không có nghĩa là phủ nhận sạch trơn PPDH truyền thống vàcho nó vào dĩ vãng mà chính là sự kết hợp mang tính kế thừa PPDH hiện đại và PPDHtruyền thống mới mang lại hiệu quả trong giáo dục.

Đổi mới phương pháp là một vấn đề tất yếu của thời đại Do đó, định hướng đổimới phương pháp dạy và học đã được xác định từ Nghị quyết Trung ương 4 khóa VII(1993) đến Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII (1996), được thể chế hóa trong Luật Giáodục (1998), được cụ thể hóa trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo, đặc biệt là chỉthị số 15 (1999) Luật Giáo dục, điều 24.2, đã ghi: “Phương pháp giáo dục phổ thông phảiphát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểmcủa từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụngkiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập chohọc sinh”

Cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lạithói quen học tập thụ động, dạy học lấy học sinh làm trung tâm Vậy, dạy học lấy họcsinh làm trung tâm là dạy học như thế nào?

Người học không thụ động nghe thầy giảng và truyền đạt kiến thức mà học tích cựcbằng hành động của chính mình, nghĩa là người học tự tìm ra “cái chưa biết”, “cái cần khámphá”, tự mình tìm ra kiến thức Người học không phải được đặt trước những kiến thức cósẵn của SGK hay bài giảng áp đặt của thầy giáo mà là những tình huống cụ thể, thực tế trongcuộc sống Từ việc xuất hiện những mâu thuẫn trong nhận thức, người học có nhu cầu, hứngthú giải quyết những vấn đề trong các tình huống Tự đặt mình vào tình huống của cuộcsống, người học quan sát, suy nghĩ, tra cứu, thí nghiệm, đặt giả thuyết, phân tích, phán đoán,giải quyết vấn đề Tuy nhiên, những kiến thức mà người học khám phá, tìm hiểu được có thểmắc những sai sót, không hoàn thiện Lúc này, lớp học sẽ là nơi để người học được hoànthiện về những mảng kiến thức đó cho hoàn thiện, chính xác hơn

Bảng 1: So sánh đặc trưng của dạy học cổ truyền và dạy học mới.[17]

Dạy học truyền thụ Các phương pháp dạy học tích cực

Quan niệm

Học là quá trình tiếp thu

và lĩnh hội, qua đó hìnhthành kiến thức, kĩ năng,

tư tưởng, tình cảm

Học là quá trình kiến tạo; HS tìm tòi,khám phá, phát hiện, luyện tập, khaithác và xử lý thông tin,…tự hìnhthành hiểu biết, năng lực và phẩmchất

Bản chất

Truyền thụ tri thức,truyền thụ và chứngminh chân lí của GV

Tổ chức hoạt động nhận thức cho

HS Dạy HS cách tìm ra chân lí

Mục tiêu

Chú trọng cung cấp trithức, kĩ năng, kĩ xảo

Học để đối phó với thi

cử Sau khi thi xongnhững điều đã họcthường bị bỏ quên hoặc

ít dùng đến

Chú trọng hình thành các năng lực(sáng tạo, hợp tác…) dạy phươngpháp và kĩ thuật lao động khoa học,dạy cách học Học để đáp ứng nhữngyêu cầu của cuộc sống hiện tại vàtương lai Những điều đã học cầnthiết, bổ ích cho bản thân HS và cho

sự phát triển xã hội

Nội dung Từ SGK và GV Từ nhiều nguồn khác nhau: SGK,

GV, các tài liệu khoa học phù hợp,thí nghiệm, bảo tàng, thực tế… gắnvới:

- Vốn hiểu biết, kinh nghiệm và nhucầu của HS

- Tình huống thực tế, bối cảnh vàmôi trường địa phương

- Những vấn đề học sinh quan tâm.

Phương pháp

Các phương pháp diễngiảng, truyền thụ kiếnthức một chiều

Các phương pháp tìm tòi, điều tra,giải quyết vấn đề; dạy học tương tác

Hình thức tổ

chức

Cố định: Giới hạn trongbốn bức tường của lớphọc, GV đối diện với cảlớp

Cơ động, linh hoạt: Học ở lớp, ởphòng thí nghiệm, ở hiện trường,trong thực tế…, học cá nhân, học đôibạn, học theo cả nhóm, cả lớp đốidiện với giáo viên

Các phương pháp dạy học mới đáp ứng tốt cho giáo dục hiện đại Vì vậy, không có

lí do gì mà ta ngần ngại tiếp cận nó, hãy tìm hiểu để vận dụng hợp lí và có hiệu quả trongdạy học, mặc dù điều đó không phải là dễ dàng đối với cả thầy và trò trong môi trườnggiáo dục nước ta hiện nay

1.1.2 Định hướng đổi mới PPDH Vật lý ở trường phổ thông[16;55]

- Định hướng thứ nhất: Sử dụng các PPDH truyền thống theo tinh thần phát huy tínhtích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh Yêu cầu đặt ra là GV phải lựa chọn PPDHtheo một chiến lược nhằm phát huy được ở mức độ tốt nhất tính tích cực, chủ động, sángtạo của HS trong những tình huống cụ thể

- Định hướng thứ hai: Chuyển từ phương pháp nặng về sự diễn giảng của GV sang phươngpháp nặng về tổ chức cho HS hoạt động để tự lực chiếm lĩnh kiến thức và kĩ năng

Như vậy, việc đổi mới phương pháp dạy của thầy phải đi đôi việc đổi mới phươngpháp học của trò Yêu cầu đặt ra là GV và nhà trường phải có kế hoạch huấn luyện HS cóthể hình thành những kĩ năng cần thiết đáp ứng cho việc tự chiếm lĩnh tri thức GV phải

tổ chức học tập thật sự linh hoạt và có sự cân nhắc giữa việc tổ chức học tập ở lớp, tự học

ở nhà và ngoài xã hội

- Định hướng thứ ba: Tăng cường học tập cá nhân, phối hợp một cách hài hoà với học

tập hợp tác

Năng lực của mỗi con người được thể hiện ở sự vận dụng kiến thức, xử lý tìnhhuống… của mỗi cá nhân Sự phối hợp hài hoà trong những hoạt động nhóm, tập thể sẽgiúp HS phát triển nhiều kĩ năng và chia sẽ nhiều thông tin kiến thức với nhau Đồngthời, giúp thúc đẩy hoạt động nhận thức của mỗi HS, nâng cao năng lực cá nhân Vì vậy,yêu cầu đặt ra với GV, tạo môi trường làm việc nhóm, cung cấp phương pháp học nhómhiệu quả, tránh tình trạng lạm dụng học nhóm để chơi đùa, tổ chức những buổi học nhómhiệu quả trong những giờ học Đề cao vai trò GV

- Định hướng thứ tư: Coi trọng việc bồi dưỡng phương pháp tự học

Yêu cầu đặt ra là GV phải có chiến lược bồi dưỡng phương pháp tự học cho HS Ví

dụ, GV có thể hướng dẫn cho HS cách nắm bắt nội dung chính của một phần tài liệu, tậpcho các em cách suy nghĩ và hành động để giải quyết một vấn đề nho nhỏ, rèn cho các

em thói quen tra cứu tài liệu, Hình thành khả năng tự học cho HS giúp có nhiều thờigian để thực hiện việc đổi mới PPDH

- Định hướng thứ năm: Coi trọng việc rèn luyện kĩ năng ngang tầm với việc truyền thụkiến thức

Vì xã hội hiện nay rất phát triển, những kiến thức và kĩ năng cần thiết cho cuộcsống và lao động của con người trong xã hội ngày càng tăng lên nhanh chóng Do đó, yêucầu đặt ra là GV phải bồi dưỡng cho HS những kĩ năng sống cần thiết, bên cạnh việctruyền thụ hệ thống kiến thức Điều đó sẽ giúp HS vững vàng khi bước vào cuộc sống

- Định hướng thứ sáu: Tăng cường làm thí nghiệm vật lí trong dạy học

Vật lý học là một môn khoa học thực nghiệm, do đó có thể nói thực hành thínghiệm là môt cách để cho HS tiếp cận với thực tế Có thể nói thực hành chính là nơi để

HS phát triễn kỹ năng, thế giới quan khoa học, tư duy… Do đó, yêu cầu đặt ra là tronggiờ thí nghiệm GV tạo điều kiện thuận lợi cho HS hoạt động

- Định hướng thứ bảy: Đổi mới cách soạn giáo án, lượng hóa các mục tiêu bài học, chiabài học thành những đơn vị kiến thức tương đối độc lập Chỉ rõ các hoạt động của HS:mục tiêu hoạt động, phương tiện hoạt động, dự kiến thời gian cho mỗi hoạt động Lựachọn hình thức học tập thích hợp (cá nhân, nhóm, lớp).

Bảy định hướng đổi mới PPDH nêu trên trong môn Vật lý đều có thể thực hiệnđược trong chiến lược dạy học GQVĐ

1.2 Dạy học giải quyết vấn đề

1.2.1 Bản chất của dạy học giải quyết vần đề [9,5]

Theo V.Ô- Kôn: “Dạy học giải quyết vấn đề là toàn bộ các hoạt động tổ chức các

tình huống có vấn đề, biểu đạt vấn đề, chú ý giúp đỡ những điều kiện cần thiết để họcsinh giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết vấn đề đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình

hệ thống hoá và củng cố kiến thức thu nhập được”

Theo Nguyễn Quang Lạc: Dạy học giải quyết vấn đề là một hình thức dạy học trong

đó HS được coi như “nhà khoa học trẻ” tự giác và tích cực tổ chức các quá trình xâydựng “tri thức mới cho bản thân” Hoạt động đó được diễn ra giống như “hoạt độngnghiên cứu khoa học” mặc dù kết quả của nó là tìm thấy những điều đã có trong khoahọc, song lại là điều mới mẻ đối với HS Người giáo viên phải thực sự quan tâm đến nộidung khoa học mà HS đã xây dựng được lẫn phương pháp hoạt động của HS để đạt đượcđiều đó Do vậy, người GV phải là nhà thiết kế, tổ chức và chỉ đạo quá trình tìm kiếmtri thức

Vậy trong DHGQVĐ giáo viên giữ vai trò là người định hướng, tổ chức quá trình nhậnthức, gợi động cơ học tập và nhu cầu tìm hiểu tri thức mới cho HS, còn HS là người tựlực, sáng tạo xây dựng kiến thức mới cho bản thân dưới sự giúp đỡ, định hướng của GV.DHGQVĐ tập trung vào người học, luôn lấy ngưòi học làm trung tâm nên đã kính thíchđược tính tò mò, lòng ham hiểu biết của HS làm cho các em thích tìm hiểu, thích nghiêncứu và thông qua đó dần hình thành những đức tính của một người lao động sáng tạo

Để vận dụng thành công DHGQVĐ trước hết chúng ta phải xác định đây là một

quan điểm dạy học chứ không phải là một phương pháp dạy học cụ thể mà là một tập hợpnhiều phương pháp dạy học liên kết chặt chẽ với nhau và bổ sung cho nhau Vì vậy,DHGQVĐ có khả năng thâm nhập vào tất cả các phương pháp dạy học, làm biến đổi cấutrúc và bản chất của phương pháp ấy thành một phương pháp mới tích cực hơn, từ đó mànâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình dạy học.

Vậy bản chất của DHGQVĐ là tính chất sáng tạo của tư duy HS trong hoạt độngnhận thức trong quá trình tìm ra cái mới Đặc trưng của DHGQVĐ là tình huống có vấn

đề với hai khái niệm cơ bản là “vấn đề” và “tình huống có vấn đề”

1.2.2 Khái niệm vấn đề, tình huống có vấn đề

1.2.2.1 Vấn đề

Khái niệm “vấn đề” dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà ngườihọc không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm có sẵn, theo một khuôn mẫu có sẵn,nghĩa là không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi sáng tạo

để giải quyết, và khi giải quyết được thì người cho đã thu nhận được kiên thức kỹ năngmới cho bản thân.[18,23]

“Vấn đề” trong nghiên cứu Vật lý là một câu hỏi, một bài toán chưa có lời giải xuấtphát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đời sống Đó là hiện tượng mới,quá trình mới khôngthể lí giải được bằng các lý thuyết đã có, hoặc một câu hỏi tìm giải pháp cho một mụcđích thiết thực nào đó, hoặc một lý thuyết chưa chọn vẹn.[18,23]

Trong “vấn đề” chứa đựng cả yếu tố khách quan và yếu tố chủ quan

Yếu tố khách quan: dữ liệu xuất phát cho phép giải quyết vấn đề, tìm ra lời giải.Yếu tố chủ quan: học sinh sẵn sàng tiếp nhận vấn đề giải quyết

Cùng một bài toán, cùng một câu hỏi nhưng nó có thể là “vấn đề ” đối với HS cấphọc này mà không phải là vấn đề đối với HS cấp khác Như vậy, vấn đề bao giờ cũngchứa mâu thuẫn về nhận thức Lúc đầu mâu thuẫn còn mang tính khách quan nhưng saukhi HS tiếp thụ và ý thức được mâu thuẫn đó thì nó biến thành mâu thuẫn chủ quan vàtồn tại trong ý nghĩ của HS dưới dạng bài toán hay vấn đề bài tập

1.2.2.2 Tình huống có vấn đề

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

HS ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng củamình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đó.Nghĩa là tình huống náy kính thích hoạt động nhận thức tích cực của HS đề xuất vấn đề

và giải quyết vấ đề đã đề xuất [18,24]

Tình huống có vấn đề phải vừa sức đối với HS Nếu quá đơn giản, chứa đựng nhữnglời giải tường minh từ kho tri thức cũ của HS thì không gây được kính thích mà tạo ra sựthờ ơ, coi thưòng Ngược lại thì gây sự bất lực và tạo sự thờ ơ do bi quan Đồng thời vớitính vừa sức và tính mới lạ, tính không bình thường của bài toán nhận thức nhằm kíchthích sự hứng thú và lòng khao khát nhận thức của HS

Các kiểu tình huống có vấn đề [14,147]

- Tình huống phát triển hoàn chỉnh: HS đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyếtmột 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 hoàn chỉnh vốn kiến thức của mình luôn luôn là niềm khát khao của mọi người

và đó là con đường phát triển của khoa học Qúa trình phát triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽmang lại những kết quả mới (về kiến thức, kỹ năng, phương pháp) nhưng trong quá trình

đó, vẫn có thể sử dụng nhữg kiến thức, kỹ năng và phương pháp đã biết

- Tình huống bế tắc: HS đứng trước một vấn đề mà truớc đây chưa gặp một vấn đề nàotương tự Vấn đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến thứchay phương pháp đã biết HS buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phương pháp mới đểgiải quyết vấn đề Tình huống này thường gặp khi nghiên cứu một kiến thức mới

- Tình huống lựa chọn: HS đứng trước một vấn đề mang một số dấu hiệu quen thuộc, cóliên quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết mà chưa chắcchắn là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề thì sẽ có hiệuquả HS cần lựa chọn, thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào có hiệu quả

để giải quyết được vấn đề đặt ra

- Tình huống không phù hợp: HS ở trạng thái băn khoăn khi gặp phải một hiện tượng

trái ngược với suy nghĩ thông thường (hiện tượng có tính chất nghịch lí, hầu như khó tin

đó là sự thật) Do đó kích thích sự tò mò của HS để tìm cách giải thích, bổ sung, hoànchỉnh hoặc phải thay đổi quan niệm cũ sai lầm của bản thân

- Tình huống áp dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn: các tình huống này được tạo nênkhi gặp những sự kiện, hiện tượng trong thực tiễn liên quan đến việc vận dụng tri thứcvật lý, từ đó kích thích sự hưng phấn của thần kinh, tạo không khí sôi nổi trong giờ học

1.2.3 Các giai đoạn của dạy học giải quyết vấn đề [5,68]

Dựa trên cấu trúc chung của quá trình nhận thức quá trình nghiên cứu của các nhà

khoa học mà các nhà lí luận dạy học chia cấu trúc của DHGQVĐ thành ba giai đoạn:

1.2.3.1 Giai đoạn đề xuất vấn đề

Đây là giai đoạn GV đặt ra bài toán có vấn đề và dẫn dắt HS vào tình huống có vấn

đề Mục đích của giai đoạn này là làm cho HS nhận thức được vấn đề học tập cần giảiquyết và sẵn sàng, hứng thú giải quyết vấn đề, tìm kiếm kiến thức mới

Các phương tiện tổ chức tình huống có vấn đề trong dạy học Vật lý:

- Hình ảnh trực quan: các hình ảnh này đòi hỏi phải đẹp, lạ mắt để kích thích sự chú ýcủa HS

- Các câu chuyện lịch sử hay mẩu tin thời sự hoặc nhũng hiện tượng diễn ra trong tựnhiên

- Các thí nghiệm tạo sự bất ngờ cho HS

- Các bài tập có vấn đề

1.2.3.2 Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề, hợp thức hoá kiến thức kĩ năng

Đây là giai đoạn HS tự lực nghiên cứu giải quyết vấn đề dưới sự hướng dẫn của

GV Mục đích của giai đoạn này là cho HS làm quen với phương pháp nghiên cứu củanhà khoa học và tự tìm kiếm kiến thức mới kĩ năng mới Trong quá trình này HS phải kếthợp linh hoạt nhậnthức cảm tính với nhận thức lý tính và rèn luyện kĩ năng quan sát, suyluận, phân tích tổng hợp để đề ra giả thuyết, sau đó đề xuất phương án để kiểm tra giảthuyết và tiến hành kiểm tra giả thuyết

1.2.3.3 Giai đoạn củng cố vận dụng kiến thức, kỹ năng mới.

Đây là giai đoạn cuối cùng của một quá trình dạy học Trong giai đoạn này cần đảmbào các mặt sau:

- Tổng kết và hệ thống hóa tri thức mới đã xây dựng thông qua việc giải quyết vấn đềnhận thức cho HS

- Hình thành phương pháp nhận thức một vần đề khoa học cho HS, củng cố niềm tinnhận thức cho HS

- Nêu vấn đề mới có liên quan đến tri thức vừa mới xây dựng theo tinh thần tìm tòi,nghiên cứu

- Dùng kiến thức, kĩ năng mới giải quyết vấn đề đặt ra ở giai đoạn 1

Như vậy, ở giai đoạn này vừa củng cố được kiến thức một cách vững chắc, vừaluyện tập giải quyết một vấn đề mới, qua đó tư duy sáng tạo được phát triển

Theo Phạm Hữu Tòng có thể mô hình hoá các giai đọan của dạy học GQVĐ theo sơ

đồ 1 [18]

Sơ đồ 1: Mô hình hóa tiến trình dạy học GQVĐ

Giai đoạn 1: Tạo

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

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

với thực tiễn

1.2.4 Các mức độ dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lý [10]

Trong DHGQVĐ, HS phải là người tìm tòi giải quyết vấn đề, người thực hiện tất cảcác giai đoạn trong chu trình nhận thức sáng tạo.Tuy nhiên khi triển khai áp dụng dạyhọc Vật lý, tuỳ vào nội dung bài học, trang thiết bị dạy học, thời gian dạy học mà HS cóthể tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào các hành động giải quyết vấn đề Căn cứ vào sựtham gia trực tiếp của HS vào các hành động giải quyết vấn đề theo chu trình sáng tạoVật lí khi thực hiện DHGQVĐ, có thể chia DHGQVĐ thành 3 mức độ theo bảng 1.[9,12]

Bảng 1: Các mức độ dạy học GQVĐ

Mức độ 1: Nêu vấn đề Tất cả các giai đoạn của

chu trình nhận thức sángtạo Vật lí

Tiếp nhận câu hỏi nhậnthức, trạng thái tâm lí nhậnthức, mong muốn, có niềmtin giải quyết vấn đề

Mức độ 2: Tìm tòi một

phần

Quá trình tìm tòi vấn đề,thí nghiệm kiểm tra

- Suy đoán giả thuyết

- Suy luận logic từ giảthuyết, tiên đoán hiện tượng

- Xây dựng phương án thínghiệm, kiểm tra giả thuyết

- Quan sát ghi nhận kếtquả

1.3 Lý thuyết kiến tạo nhận thức

1.3.1 Cơ sở lý thuyết kiến tạo

1.3.1.1 Cơ sở tâm lý học của lý thuyết kiến tạo

Lý thuyết kiến tạo xuất phát từ một quan điểm của J.Piaget(nhà tâm lý học lỗi lạcngười Thuỵ sĩ, 1896-1980) về cấu trúc nhận thức [4] Theo quan điểm này, hoạt độngnhận thức của con ngưòi liên quan đến việc tổ chức thông tin và thích nghi với môitrường mà ngưòi học tri giác nó thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng Tổ chức thôngtin là cách mà thông tin được tổ chức , hình thành trong đầu óc của con người liên quanđến các đối tượng cụ thể, ý tưởng hoặc hành động Thông tin được tổ chức được gọi lànội dung Nội dung hoà nhập vào cấu trúc nhận thức của chủ thể thông qua quá trìnhđồng hoá và điều ứng

Đồng hoá giúp chủ thể thích hợp các thông tin từ môi trường với thông tin, kiếnthức cũ đã nắm bắt được Lúc này chủ thể giải thích thế giới bên ngoài dựa vào các hiểubiết đã có [8,20]

Trong quá trình điều ứng, chủ thể thích nghi với yêu cầu của môi trường bằng cáchbiến đổi nhận thức của mình khi thấy kiến thức hiện tại không phù hợp với môi trường.Khi chủ thể xây dựng kiến thức mới, chủ thể phải sắp xếp, liên kết chúng với những kiếnthức khác, để tạo thành một phần trong toàn bộ hệ thống kiến thức được liên kết vớinhau Như vậy trong quá trình học, ngưòi học đóng vai trò chủ động, tích cực trong quátrình xây dựng kiến thức cho bản thân Kiến thức xây dựng trên cơ sở sử dụng và xem xétnhững hiểu biết, những kinh nghiệm có sẵn, đây là tư tưởng trung tâm của lý thuyết kiếntạo[8,20].

1.3.1.2 Cơ sở triết học của lý thuyết kiến tạo

Quá trình nhận thức của con người là một quá trình học tập dưới nhiều hình thứckhác nhau từ mang tính chất tự phát cho đến tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo mộtchương trình có tính khoa học cao Qúa trình học tập của con người là một quá trình hoạtđộng tâm sinh lý với hàng loạt các thao tác và hành động liên tiếp được thực hiện trướchết bởi các cơ quan thụ cảm, sau đó bởi các cơ quan của hệ thần kinh trung ương Đồngthời nhờ có ngôn ngữ và các lý hiệu mà kết quả của quá trình đó được kiến tạo thành hệthống tri thức của con người nhằm phản ánh thế giới hiện thực khách quan

Trong triết học duy vật biện chứng, tư tưởng chính của lý thuyết kiến tạo đã đượcnhận thức luận Mác-Lênin khẳng định trong luận đề: Thế giới tự nhiên được tạo nên bởivật chất, vật chất luôn vận động và tồn tại khách quan, con ngưòi có thể phản ánh được

sự tồn tại và vận động của vật chất trong tư duy và hành động của mình Như vậy conngười phải kiến tạo nên hệ thống tri thức để phản ánh thực tại xung quanh mình Nếu hệthống tri thức càng phong phú thì thực tai khách quan càng được phản ánh sâu sắc và đầy

đủ hơn Một số hiện tượng con ngưòi chưa giải thích được đó là do hệ thống tri chưađược kiến tạo một cách đầy đủ Khi đó, xuất phát yêu cầu mở rộng tri thức và điều nàythúc đẩy con người không ngừng nỗ lực hoạt động và con người ngày càng nhận thứcđược thực tại sâu sắc hơn và tiệm cận với chân lý hơn

Ta thấy rằng: tư tưởng nền tảng của lý thuyết kiến tạo là đặt vai trò của chủ thểnhận thức lên vị trí hàng đầu của quá trình nhận thức Trong quá trình học tập người học

không ngừng nỗ lực tư duy để vượt qua những khó khăn nhận thức, nhiều khi phải thayđổi những quan niệm không phù hợp để xây dựng quan niệm mới.

1.3.2 Một số luận điểm của lý thuyết kiến tạo [4]

Dạy học là quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của người học một cách tự giác,chặt chẽ theo một chương trình có tính khoa học để đạt được hiệu quả cao nhất vì thếphải dựa trên các cơ sở tâm lý học và triết học của hoạt động nhận thức Những cơ sở tâm

lý học và triết học của LTKT nêu trên là cơ sở khoa học để tạo lập LTKT trong dạy học

Là một trong những người tiên phong trong việc vận dụng lý thuyết kiến tạo vàodạy học, Von Glasersfeld (nhà triết học người Đức, sinh năm 1917) đã nhấn mạnh một sốluận điểm cơ bản làm nền tảng của lý thuyết kiến tạo như sau:

a Tri thức được tạo nên một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải tiếpthu một cách thụ động từ bên ngoài

Luận điểm này khẳng định vai trò quyết định của chủ thể trong quá trình học tập, nóhoàn toàn phù hợp với thực tiễn trong quá trình nhận thức Trong dạy họcđiều này cũngđược thực hiện rõ ràng, ví dụ: khái niệm cùng phương và cùng giá Mặc dù GV có thểđưa ra nhiều ví dụ khác nhau xoay quanh hai khái niệm trên nhưng chúng chỉ có thể đượctạo nên trong chính tư duy của HS

b Nhận thức là một quá trình thích nghi và tổ chức lại thế giới quan của chính mỗingười Nhận thức không phải là khám phá một thế giới độc lập đang tồn tại bên ngoài ýthức của chủ thể

Theo quan điểm này, nhận thức không phải là quá trình HS thụ động thu nhậnnhững chân lý do người khác áp đặt, mà họ được đặt trong một môi trường có dụng ý sưphạm Ở đó HS được khuyến khích vận dụng những kĩ năng đã có để thích nghi vớinhững đòi hỏi của môi trường mới, từ đó hình thành nên tri thức mới Như vậy, luậnđiểm này hoàn toàn phù hợp với quy luật nhận thức của loài người

c Học là một quá trình mang tính xã hội trong đó HS dần dần tự hoà mình vào cáchoạt động trí tuệ của những người xung quanh Trong lớp HS không chỉ tham gia vàoviệc khám phá mà còn tham gia vào quá trình xã hội bao gồm việc giải thích, trao đổi,

e HS đạt được kiến thức mới theo chu trình: Dự báo  Kiểm nghiệm Thất bại

Thích nghi  Kiến thức mới

Đây có thể coi là chu trình học tập mang tính đặc thù của LTKT Nó hoàn toàn khácvới chu trình học tập mang tính thụ động ở đó tri thức được truyền một chiều từ GV đến

HS Chu trình trên phản ánh sự sáng tạo không ngừng và vai trò chủ động, tích cực của

HS trong quá trình học tập

Năm luận điểm trên là cơ sở xây dựng mô hình mới – dạy học kiến tạo

1.3.3 Các loại kiến tạo trong dạy học [4]

Từ giả thuyết do Von Glaserfeld đề xuất, Paul Ernest đã phân chia thành các loạikiến tạo như sau:

1.3.3.1 Kiến tạo cơ bản

Trong cách phân chia này, kiến tao cơ bản là một quan điểm nhận thức nhấn mạnhđến cách thức các cá nhân xây dựng tri thức cho bản thân mình trong quá trình học tập.Hay nói cách khác, theo tâm lý học phát triển và tâm lý học trí tuệ của Piaget vàVygosky, học tập là quá trình cá nhân đồng hoá và điều ứng tiếp nhận thông tin từ môitruờng, xử lý thông tin đó và thích ứng với môi trường, nhờ đó kiến tạo cho mình một hệthống quan niệm về thế giới xung quanh, quá trình tự học tập này là sự kiến tạo cơ bản.Kiến tạo cơ bản đề cao vai trò của mỗi cá nhân trong quá trình nhận thức và cácthức cá nhân xây dựng tri thức cho bản thân Kiến tạo cơ bản quan tâm đến quá trìnhchuyển hoá bên trong của cá nhân trong quá trình nhận thức Kiến tạo cơ bản coi trọng

kinh nghiệm của người học trong quá trình người học hình thành thế giới quan khoa họccho mình Sự nhấn mạnh tới kiến tạo cơ bản trong dạy học là sự nhấn mạnh tới vai tròchủ động của người học, nhưng cũng cần nhấn mạnh tới sư cô lập về tổ chức nhận thứcngười học Trong quá trình này chủ thể nhận thức suy nghĩ để loại bỏ những quan niệm

cũ không phù hợp và chọn lọc những tri thức mới, đúng và phù hợp với môi trường đểhình thành tri thức mới, phù hợp với thế giới khách quan Tri thức mới được hình thànhbao gồm cả quá trình loại bỏ, kế thừa và phát triển các quan niệm sẵn có của người học.Như vậy, kiến tạo cơ bản có mặt mạnh là đã khẳng định vai trò chủ động của ngườihọc trong quá trình nhận thức Người học tự xây dựng tri thức cho bản thân mình trongquá trình học tập, do vậy người học trở thành người sở hữu tri thức đó Tuy nhiên kiếntạo cơ bản chỉ tập trung quan tâm đến vai trò của chủ thể trong quá trình nhận thức màkhông thấy được vai trò và những tác động của những yếu tố xã hội khác đối với quátrình nhận thức

1.3.3.2 Kiến tạo xã hội

Con người thường không tồn tại một cách đơn lẻ mà thường sinh sống trong cộngđồng xã hội, con người cũng có ngôn ngữ để giao tiếp với nhau trong cộng đồng Do đótheo Vygosky, sự học tập của con người không chỉ dừng lại ở quá trình kiến tạo cơ bản

mà đồng thời được thực hiện thông qua sự tương tác, sự tranh luận trong cộng đồng Vìvậy kiến thức được tạo nên có tính chất xã hội, đó là kiến tạo xã hội hay kiến tạongoại sinh

Kiến tạo xã hội xem xét cá nhân trong mối quan hệ chặt chẽ với các lĩnh vực xã hội.Theo Paul Ernest thì kiến tạo xã hội xem xét chủ thế nhận thức và lĩnh vực xã hội nhưmột sự kết nối mang tính trường tồn Nhân cách của chủ thể được hình thành thông qua

sự tương tác của họ với những ngưòi khác, và điều này cũng quan trọng như những qúatrình nhận thức mang tính cá nhân của chính họ Kiến tạo xã hội nhìn nhận chủ thể nhậnthức trong mối quan hệ sống động với môi trường, nó không muốn nhấn mạnh một cách

cô lập tiềm năng tư duy mang tính cá nhân mà nhấn mạnh đến khả năng tiềm ẩn của conngưòi trong sự đối thoại

Ưu điểm của kiến tạo xã hội là nhấn mạnh vai trò của các yếu tố xã hội trong quátrình kiến tạo tri thức, bởi vì trong quá trình kiến tạo tri thức nếu xung đột mang tính cánhân chỉ có ý nghĩa quan trọng trong một số giai đoạn thì sự xung đột giữa các cá nhânmới là động lực quan trọng trong quá trình phát triển trí tuệ của người học

Cả kiến tạo cơ bản và kiến tạo xã hội đều mang những ưu nhược điểm nhất định.Trong khi kiến tạo cơ bản đề cao vai trò của cá nhân thì kiến tạo xã hội đề cao vai trò củanhững tác nhân bên ngoài ảnh hưởng đến quá trình nhận thức của người học Chính vìvậy, để tổ chức hoạt động dạy học có hiệu quả, người giáo viên phải biết tạo ra nhữngmôi trường học tập thuận lợi, sao cho nhờ những kinh nghiệm cùng với những kiến thức,

kỹ năng đã có, người học có thể mở rộng và thiết kế lại sự hiểu biết, kiến thức và kỹ năngcủa bản thân Đồng thời, không thể coi nhẹ vai trò của GV và các bạn cùng học Ngườihọc sẽ quan sát giáo viên trong hành động, tư duy và tìm cách tiếp cận nó như một môhình mẫu Mỗi cá nhân HS cần phải tạo được môi trường, điều kiện để trao đổi tương tácvới các bạn trong lớp Thông qua đó, những kinh nghiệm cũ và kiến thức mới sẽ được kếthợp và định hướng vào sự hiểu biết của bản thân Mô hình do giáo viên đưa ra sẽ khôngđược chủ thể tiếp nhận hoàn toàn mà được điều chỉnh cho phù hợp với sự hiểu biết riêngcủa bản thân HS

1.3.4 Vai trò của giáo viên và học sinh trong dạy học kiến tạo

1.3.4.1 Vai trò của GV trong quá trình dạy học kiến tạo

- Tạo không khí dạy học

- Tạo điều kiện để HS bộc lộ quan niệm riêng

- Tổ chức cho HS tranh luận về những quan niệm của mình

- Là trọng tài trong những trường hợp ý kiến tranh luận không ngã ngũ

- Tạo điều kiện và giúp HS nhận ra các quan niệm sai lệch của mình và tự giác khắcphục chúng

- Trình bày tính hiển nhiên của các quan niệm khoa học

- Tổ chức cho HS vận dụng kiến thức thu nhận.

1.3.4.2 Vai trò của HS trong quá trình dạy học kiến tạo

- HS phải chủ động và tích cực trong việc đón nhận tình huống học tập mới, chủ độngtrong việc huy động những kiến thức, kỹ năng đã có vào khám phá tình huống họctập mới

- HS phải chủ động bộc lộ những quan điểm và những khó khăn của mình khi đứngtrước tình huống học tập mới

- HS phải chủ động và tích cực trong việc thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học và

GV Việc trao đổi này phải xuất phát từ nhu cầu của chính HS trong việc tìm những biệnpháp để giải quyết những tình huống học tập mới hoặc khám phá sâu hơn những tìnhhuống đó

- Người học phải tự điều chỉnh lại kiến thức của bản thân sau khi lĩnh hội được các trithức mới thông qua việc giải quyết các tình huống học tập

1.4 Dạy học giải quyết vấn đề theo tư tưởng kiến tạo nhận thức trong môn vật lý ở trường THPT

1.4.1 Định hướng chung

Dạy học giải quyết vấn đề theo tư tưởng của lý thuyết kiến tạo cần theo nhữngnguyên tắc sau:

a Coi trọng kiến thức, kinh nghiệm sẵn có của HS

Học không phải đơn giản chỉ là thu nhận thêm kiến thức, mà là quá trình xây dựngkiến thức Khi HS tìm hiểu các sự vậy, hiện tượng trong cuộc sống hằng ngày cũng nhưtrong học tập, những hiểu biết có sẵn đóng vai trò quan trọng Những hiểu biết có sẵnkhông phải luôn tạo thuận lợi cho việc học tập của HS Những hiểu biết không đúng cóthể cản trở hoặc làm lệch lạc việc chiếm lĩnh kiến thức khoa học của HS Do vậy, nếukhông quan tâm thích đáng tới hiểu biết ban đầu của HS có thể dẫn đến điều mà các emthu nhận khác với dự định ban đầu của GV

Các quan niệm sai của HS không thể dễ dàng thay đổi chỉ bằng việc trình bày thôngtin mới, cũng không thể bác bỏ chúng một cách áp đặt Trong quá trình dạy học, GV cần

có những biện pháp thích hợp giúp HS nhận thức được hiểu biết hiện tại của mình, từ đóthay đổi các suy nghĩ hiện tại và phát triển các hiểu biết khoa học.

b Đảm bảo tính vừa sức

Cách tốt nhất để HS nắm cững kiến thức phải là bản thân HS tự tìm ra nó Mặtkhác, chính thông qua hoạt động tự lực để tái tạo ra các kiến thức vật lý mà hình thành vàphát triển được năng lực trí tuệ của bản thân Muốn thực hiện được yêu cầu này, nhữngkiến thức mà GV đưc ra cho HS tìm hiểu là những kiến thức mà HS có thể tự chiếm lĩnh.Tuỳ theo độ khó của những kiến thức mà GV tác động vào quá trình đó nhiều hay ít Bêncạnh đó, sự trao đổi giúp đỡ của bạn bè trong hoạt động nhóm, sự gợi mở hướngdẫn đúnglúc, đúng cách của GV sẽ giúp HS vượt qua những khó khăn tưởng như quá sức để đi đếnnhững đề xuất, những giải pháp GQVĐ hợp lý, sáng tạo

c Đảm bảo thời gian

Trong dạy học GQVĐ theo tư tưởng của LTKT, tổ chức dạy học theo nhóm rất cóhiệu quả Kiểu tổ chức hoạt động này tạo cho HS thoải mái, tự tin để bộc lộ quan điểm cánhân HS có thể phát huy được tính tích cực của cá nhân, có điều kiện tận dụng được sựgiúp đỡ của bạn bè, phát hiện những sai sót trong quá trình tìm kiếm kiến thức Thếnhưng, do tranh luận của các cá nhân trong nhóm, các nhóm trong lớp, sự đa dạng trongcác quan niệm sẵn có của HS nên dễ vượt qua thời gian quy định của một tiết học

Để đảm bảo thời gian quy định, dạy học GQVĐ theo tư tưởng của LTKT đòỉ hỏinhiều sự đầu tư của GV trong khâu chuẩn bị bài, GV phai nắm bắt được trình độ của HS,

dự đoán những quan niệm ban đầu của HS, dự kiến những khó khăn mà HS có thể gặp để

có cách thức tổ chức thích hợp, để định hướng suy nghĩ các em vào một số giải pháp gầngũi với trình độ và kinh nghiệm của HS Trong giờ học, GV cần theo dõi sát quá trìnhthảo luận của từng nhóm để hướng dẫn, giúp đỡ, chỉnh sữa các quan điểm của HS đểkhông xa lệch vấn đề nghiên cứu

d Đảm bảo điều kiện môi trường, phương tiện làm việc cho học sinh

GV tổ chức quá trình dạy học sao cho HS có thể tích cực, chủ động xây dựng kiến thứccho bản thân Để thực hiện điều này, GV cần tạo ra một không khí lớp học cởi mở, dân

chủ và tin cậy Tạo cơ hội cho HS được bộc lộ quan niệm, được tranh luận và đưa ranhững bằng chứng Bố trí chỗ ngồi cho HS sao cho thuận tiện trong việc thảo luận, traođổi GV tạo tình huống cho sự nghiên cứu, tìm tòi GQVĐ GV cần chú ý chuẩn bị cácphương tiện, đồ dùng dạy học hay các dụng cụ thí nghiệm cần thiết để tạo ra một môitrường làm việc tốt nhất giúp HS có thể tự tìm hiểu và GQVĐ.

e Đảm bảo tính hệ thống, thống nhất của kiến thức

GV chính xác hóa, bổ sung, thế chế hóa tri thức mới Giúp đỡ HS kết hợp cái mớivới cái cũ bằng cách thường xuyên hệ thống hóa kiến thức, xây dựng lại cấu trúc hệthống kiến thức Các kiến thức phải được xuyên suốt trong cả quá trình dạy học, giúp HSsau khi học có một hệ thống kiến thức hoàn chỉnh

DHGQVĐ và dạy học theo tư tưởng của LTKT đều đề cao vai trò trung tâm củangười học, chủ trương làm cho HS nắm kiến thức trên cơ sở tổ chức, hướng dẫn tìm tòinghiên cứu chứ không bị động tiếp thu kiến thức DHGQVĐ bắt đầu từ vấn đề mà HSphải giải quyết và nhấn mạnh tới việc giải quyết vấn đề này Trong khi đó, dạy học theo

tư tưởng của LTKT lại nhấn mạnh tới quan đểm sẵn có của HS, dựa vào các quan niệmsẵn có đó để tạo kiến thức cho bản thân

1.4.2 Các giai đoạn dạy học GQVĐ theo tư tưởng LTKT nhận thức

a Giai đoạn 1 Tạo tình huống có vấn đề

Bằng các phiếu điều tra, các câu hỏi, GV nắm bắt được các quan niệm ban đầu của

HS, xét đâu là quan niệm sai lầm cơ bản của HS Trên cơ sở các quan niệm sai lầm đó đểtạo tình huống có vấn đề

Đầu tiên, bằng một câu hỏi mở, GV khuyến khích HS trả lời, dự đoán, bộc lộ cáchiểu biết ban đầu liên quan tới câu hỏi Tiếp đó GV làm một thí nghiệm đơn giản, có thểchính HS thực hiện thí nghiệm đó với điều kiện dễ làm và không mất nhiều thời gian,hoặc cho HS quan sát một hiện tượng trong thực tiễn Kết quả là những gì quan sát đượclại trái với dự đoán của HS- xuất hiện mâu thuẫn GV hướng dẫn HS xác định nhiệm vụnhận thức, biến nó thành mâu thuẫn chủ quan cần giải quyết GV tổ chức cho HS biểu đạtvấn đề học tập

Để tạo được tình huống có vấn đề có kết quả tốt phải nắm vững vấn đề khoa họcnghiên cứu và phương pháp nghiên cứu vấn đề đó, phải nắm vững đặc điểm, khả năngcủa HS, và điều kiện dạy học cụ thể Vì vậy đòi hỏi người GV phải nỗ lực, không ngừngphát huy tính năng động sáng tạo, nghệ thuật sư phạm trong quá trình hoạt động củamình.

b Giai đoạn 2 Hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề vận dụng tư tưởng kiến tạo.

GV tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm HS chủ động tích cực trong việc đón nhận tìnhhuống học tập mới Xuất phát từ nhu cầu chính của bản thân, HS vận dụng tri thức quanniệm sẵn có để đưa ra dự đoán Những dự đoán HS đưa ra là kết quả hoạt động tích cực,chủ động của mỗi cá nhân học sinh trong sự hợp tác với bạn học

Trước một tình huống có vấn đề Mỗi học sinh có một vốn kinh nghiệm, suy nghĩriêng nên có thể đề ra nhiều giả thuyết khác nhau, khi ấy GV cần hướng dẫn hỗ trợ đểnhững dự đoán đó không xa rời kiến thức trọng tâm GV phải tạo được một môi trườnghọc tập thân thiện để HS có thể trình bày ý kiến riêng của mình

Sau khi dự đoàn HS tiếp tục vận dụng kiến thức, kinh nghiệm, thông qua sự so sánhtương tự để đề ra các phương án kiểm tra giả thuyết Giáo viên theo sát hoạt động củahọc sinh, đánh giá liên tục để định hướng, giúp HS đưa ra phương án kiểm tra giả thuyếtthích hợp bằng lý thuyết hay thực nghiệm

c Giai đoạn 3 Hướng dẫn học sinh củng cố, vận dụng kiến thức mới theo địnhhướng kiến tạo nhận thức

HS sử dụng kiến thức mới để giải quyết tình huống có vấn đề ở đầu bài Thông quaviệc giải quyết các tình huống trong học tập và sau khi đã lĩnh hội được các tri thức mới,

HS thấy rõ lợi ích, tính khoa học của kiến thức mới, thay đổi và bổ sung quan niệm cũ đểxây dựng quan niệm khoa học

Sau đó, GV đưa ra những bài toán thực tiễn đòi hỏi HS vận dụng sáng tạo để giảiquyết tình huống mới khác với tình huống đã được tiếp thu Tiếp tục phát hiện và khắcphục các quan niệm sai lầm nảy sinh nếu có Việc tìm ra quan niệm mới của HS cần có

sự hướng dẫn giúp đỡ của GV để HS có thể đi đúng hướng

Như vậy trong giai đoạn này, HS vừa củng cố được kiến thức một cách vững chắcvới mức độ đa dạng phong phú của nó; vừa được luyện tập giải quyết vấn đề mới, từ đó

tư duy sáng tạo được phát triển

Có thể mô hình hóa tiến trình DHGQVĐ theo tư tưởng LTKT nhận thức theo sơ đồ 2

Sơ đồ 2 Tiến trình dạy học GQVĐ theo tư tưởng LTKT nhận thức

Kết luận chương 1

HS đến trường đã mang theo những quan niệm ban đầu Các quan niệm ban đầu đa

số là sai lầm nhưng lại khá bền vững và trở thành rào cản cho việc lĩnh hội kiến thứckhoa học của HS Thực tế GV chưa quan tâm đến các quan niệm ban đầu của HS Đểtăng độ bền vững kiến thức , góp phần nâng cao chất lượng giáo dục thì GV cần địnhhướng cho HS, để HS có thể tìm ra kiến thức khoa học Đề tài này đã đề xuất mộtphương pháp dạy học giúp HS có thể tự lực tìm ra kiến thức mới

Theo quan niệm dạy học hiện đại, GV không truyền thụ một chiều mà là tổ chức,hướng dẫn HS chiếm lĩnh kiến thức Dạy học GQVĐ theo tư tưởng của LTKT sẽ giúp

HS có được năng lực nhận thức, năng lực tư duy và năng lực tự GQVĐ, ngoài ra phương

Làm bộc lộ quan niêm sẵn có của

HS Xuất hiện tình huống có tiềm

Điều chỉnh quan niệm cũ, hợp thức hóa kiến thức

pháp này còn tạo điều kiện cho HS bộc lộ quan niệm sẵn có, trao đổi kiến thức với GV,bạn bè Điều này đảm bảo cho kiến thức mà HS có được là những kiến thức khoa học thật

sự có chất lượng, sâu sắc và vững chắc Bên cạnh đó, khi HS được bộc lộ quan niệm củamình sẽ làm cho các em chủ động và tích cực trong việc đón nhận tình huống mới

Trong chương tiếp theo chúng tôi vận dụng sơ đồ 2 thống kê một số bài học Vật lí

CHƯƠNG 2 DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG

“CHẤT KHÍ” THEO TƯ TƯỞNG KIẾN TẠO NHẬN THỨC

Để thiết kế được các tiến trình dạy giải quyết vấn đề theo tư tưởng kiến tạo nhậnthức đảm bảo tính thực tiễn khả thi và hiệu quả thì người dạy phải nắm vững mục tiêudạy học theo chuẩn- mức đạt được tối thiểu cho bất cứ PPDH nào

2.1 Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” vật lý 10 THPT

Theo chuẩn kiến thức kỹ năng Vật lý 10 chương trình chuẩn

Kiến thức

- Phát biểu được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí

- Phân biệt được ba thể rắn, lỏng, khí

- Phát biểu được định nghĩa khí lí tưởng

- Phát biểu được quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp

- Phát biểu và nêu được hệ thức của định luật Bôi-Lơ_Ma-ri-ốt

- Nhận biết được dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (0pV)

- Phát biểu và nêu được hệ thức của định luật Sác-Lơ

- Nhận biết được dạng của đường đẳng tích trong hệ toạ độ (0pT)

- Nhận biết được dạng của đường đẳng áp trong hệ toạ độ (0VT)

- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Kỹ năng

- Vận dụng được các đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử, về chuyển động phân

tử, tương tác phân tử, để giải thích các đặc điểm về thể tích và hình dạng của vật chất ởthể khí, thể lỏng, thể rắn

- Biết đề xuất phương án thí nghiệm xác định mối liên hệ giữa p và V trong quá trìnhđẳng nhiệt

- Vận dụng được định luật Bôi-lơ_Ma-ri-ốt để giải các bài tập

- Biết đề xuất phương án thí nghiệm xác định mối liên hệ giữa p và T trong quá trìnhđẳng tích

- Vận dụng được định luật Sac-lơ để giải các bài tập

Thái độ

- Có hứng thú học Vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học.

- Có thái độ khách quan, trung thực, tích cực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, cótinh thần hợp tác trong học tập

Trong đề tài này, ngoài mục tiêu theo chuẩn chúng tôi còn xây dựng mục tiêu nângcao theo định hướng nghiên cứu như sau

- Kỹ năng tự lực giải quyết vấn đề dựa vào kiến thức kinh nghiệm đã có – kiến tạo cơbản kỹ năng tự lực điều chỉnh nhận thức, hành vi, tiếp nhận cái mới – kiến tạo xã hội

- Kỹ năng tự giác tích cực đóng vai nhà khoa học “phát minh lại” kiến thức khoa họccho chính mình, nhờ đó học sinh vừa chiếm lĩnh được nội dung kiến thức vừa nắm đượcphương pháp khoa học tìm ra kiến thức đó

2.2 Thực trạng dạy học chương “Chất khí” ở một số trường THPT trong thành phố Hồ Chí Minh

- Mục đích: Tìm hiểu thực trạng dạy học chương “chất khí” ở một số trường THPTtrong thành phố Hồ Chí Minh

- Phương pháp tìm hiểu: Phiếu điều tra (xem Phụ lục 1)

- Đối tượng tìm hiểu: 50 giáo viên dạy ở các trường THPT trong thành phố Hồ ChíMinh, học sinh học ở một số trường trong thành phố

a Thực trạng dạy

Mặc dù Vật lý là môn khoa học thực nghiệm và ở hầu hết các trường phổ thông đềuđược trang bị đầy đủ thiết bị dạy học theo danh mục thiết bị dạy học Vật lý của Bộ giáodục và đào tạo, nhưng việc làm thí nghiệm rất hạn chế Đa số giáo viên (khoảng 79.2%)thỉnh thoảng làm một số thí nghiệm (chủ yếu trong các tiết dạy thanh tra, chuyên đề ), ởmức độ thường xuyên thì 11.7%, còn lại 9.1% không bao giờ làm thí nghiệm Về mụcđích thí nghiệm, đa số giáo viên cho rằng làm thí nghiệm nhằm nêu hiện tượng (57.3%)hoặc minh hoạ (30.6%), chỉ 12.1% làm thí nghiệm để kiểm tra lý thuyết

Trong quá trình dạy học, giáo viên chủ yếu sử dụng bảng, sách giáo khoa (100%),các câu hỏi đàm thoại (85.7%), GV thỉnh thoảng có sự dụng hình ảnh, bài giảng điện tử(70.8%), phim khoa giáo hầu như không có (4.5%) (chỉ sử dụng trong có tiết hội giảng)

Nguyên nhân ít hoặc không làm thí nghiệm và sử dụng các phương tiện trong dạy học là:

Cơ sở vật chất chưa đầy đủ, chưa có phòng bộ môn riêng biệt để tổ chức dạy học kết hợplàm thí nghiệm

Các giáo viên kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh thông qua kiểm tramiệng, giải bài tập và bài kiểm tra viết Hầu như không có giáo viên nào cho HS kiểm trabằng việc thuyết trình theo nhóm một vấn đề vật lý Giáo viên vẫn chưa quan tâm đếnnhững quan niệm đã có của HS, xem HS như trang giấy trắng và truyền thụ kiến thức cho

HS Cách truyền thụ là một chiều, hơn nữa đã là quan niệm thì rất khó phá vỡ nên hầu hết

HS vẫn tiếp thu tri thức nhưng quan niệm sai vẫn cứ tồn tại ảnh hưởng đến chất lượnggiảng dạy

Với chương “chất khí”: Việc giảng dạy hầu như được giáo viên diễn đạt bằng lời:

mô tả giải thích hiện tượng, nhấn mạnh cho HS kiến thức cơ bản và nội dung quan trọngcuối cùng là yêu cầu HS áp dụng công thức để làm bài tập Một số giáo viên có sử dụngthí nghiệm trong bộ thí nghiệm tối thiểu, nhưng là thí nghiệm do giáo viên biểu diễn, họcsinh chủ yếu vẫn là nghe và ghi chép

Nhiều giáo viên muốn phát huy tính tích cực hoạt động của HS bằng cách đặt ra cáccâu hỏi cho HS suy nghĩ trả lời, nhưng hầu hết các câu hỏi chỉ là kiểm tra kiến thức cũcủa HS mà chưa có tác dụng kích thích hứng thú học tập của các em

Việc tổ chức cho HS tự lực chiếm lĩnh kiến thức chưa được các giáo viên quan tâm,

lý do được đưa ra là do chất lượng học sinh còn thấp, chuẩn bị cho một tiết học như vậykhá tốn nhiều thời gian

Học sinh chưa xác định được lượng khí cần xét trong một bài tập phức tạp.

Một số HS chưa nhận biết được quá trình biến đổi trạng thái khí là quá trình nàonên chưa biết lựa chọn kiến thức để áp dụng

Một số HS còn nhầm lẫn giữa đường đẳng nhiệt, đường đẳng tích, đường đẳng ápnên không biết cách vẽ chúng trong hệ tọa độ

Ngoài ra kiến thức về xử lý kết quả thí nghiệm, thì hầu như các em còn rất yếu

Nguyên nhân dẫn đến những khó khăn trên của học sinh là:

- Nội dung của chất khí khá tách biệt so với các phần trước, HS khó nhận biết được quátrình biến đổi trạng thái là do phần trước các em đã quen với các hiện tượng vật lý có thểnhìn tận mắt, còn phần này các em phải tưởng tượng nên học sinh khó có thể hình dung

- Nhiều giáo viên chỉ tập trung vào việc truyền thụ nội dung mà chưa chú trọng đến việc

tổ chức các hoạt động nhận thức nhằm gây hứng thú giúp HS phát huy tính tích cực tronghọc tập

- Khi làm thí nghiệm thì hầu hết giáo viên đều chọn phương án thí nghiệm biểu diễn củagiáo viên, nên HS không được rèn luyện kỹ năng thực hành, xử lý số liệu

Những kết quả điều tra này sẽ là cơ sở để chúng tôi xây dựng cấu trúc và nội dung dạyhọc chương “chất khí” để xây dựng cho HS những kỹ năng đã nêu ở trên

2.3 Phân tích cấu trúc, nội dung dạy học chương ”chất khí”

2.3.1 Cấu trúc chương “chất khí”

Chương chất khí là chương đầu tiên của phần Nhiệt học Vật lý 10, tiếp tục pháttriển và mở rộng những kiến thức học sinh đã học ở THCS về nhiệt (sự nở vì nhiệt, sựchuyển thể, cấu tạo chất) Đây là chương đề cập đến thuyết Vật lý (thuyết động học phântử) một cách tương đối đầy đủ với các tư tưởng cơ bản của thuyết, sử dụng thuyết giảithích các sự kiện thực nghiệm như các trạng thái cấu tạo chất, tính chất của chất khí Nộidung của chương được tóm tắt theo sơ đồ 3

Sơ đồ 3 Sơ đồ tóm tắt nội dung chương “chất khí ” Vật lý 10.

Cấu

tạo

chất

Thể khí

Thể rắn

Thuyết động học phân tử chất khí

Quá

Quá trình đẳng tích

Quá trình đẳng nhiệt

Định luật Bôi-lơ Mariốt

Đường đẳng nhiêt

Phương trình trạng thái của khí

2.3.2 Nội dung chương

Chương “Chất khí” bao gồm các kiến thức cơ bản sau

không đổi gọi là đường đẳng tích.

+ Đường đẳng áp: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suấtkhông đổi

- Định luật

+ Định luật Bôi-lơ_Ma-ri-ốt: trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, ápsuất tỉ lệ nghịch với thể tích

P ~1/V + Định luật Sac-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệthuận với nhiệt độ tuyệt đối

+ Định luật Sac-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỷ lệthuận với nhiệt độ tuyệt đối

2.4.1 Điều tra quan niệm riêng của HS trước khi học

Để nghiên cứu tiến trình dạy học theo lý thuyết kiến tạo chương “chất khí” chúngtôi đã soạn 10 câu trắc nghiệm và tiến hành trên 174 học sinh của 4 lớp học trường THPTHùng Vương, thành phố Hồ Chí Minh

Sau khi điều tra, chúng tôi đã thống kê tỉ lệ học sinh đã có các quan niệm tương ứngtheo bảng sau:

stt Đơn vị kiến Quan niệm của học Tỷ lệ HS có Ghi chú

thức sinh quan niệm

tương ứng

1 Vật chất được

cấu tạo từ

Các hạt vật chất rấtnhỏ

Quá trình biến đổinhiệt độ thay đổi và ápsuất không đổi

Nhiệt độ không đổi, ápsuất tỷ lệ nghịch vớithể tích

đẳng tích là thể tích không đổi

Quá trình biến đổi thểtích, nhiệt độ khôngthay đổi

Quá trình biến đổi thểtích và áp suất khôngđổi

Thể tích không đổi, ápsuất tỷ lệ nghịch vớinhiệt độ tuyệt đối

Thể tích không đổi, ápsuất tỷ lệ thuận vớinhiệt độ

10 Trong quá

trình đẳng áp

Áp suất tỷ lệ nghịchvới thể tích

Thể tích tỷ lệ thuận với 73,16% Đúng