Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ để động học chất điểm vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm tracker (LV01921)

Phần mềm Tracker được sử dụng để phân tích các video clips do HS tự quay bằng điện thoại, máy ảnh kỹ thuật số hoặc các video clips có sẵn trên mạng Internet về các tình huống chuyển động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN VĂN HÒA LONG

TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” – VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM TRACKER

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI, 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN VĂN HÒA LONG

TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” – VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM TRACKER

Chuyên ngành: LL&PPDHBM VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Văn Biên

HÀ NỘI, 2016

LỜI CẢM ƠN

Những dòng đầu tiên của cuốn luận văn, tôi muốn dành để bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Văn Biên đã luôn quan tâm, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo trong Tổ Phương pháp dạy học Vật lí, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, Phòng sau đại học - Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện giúp tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cô giáo và học sinh trường THPT Lý Nhân Tông đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm luận văn

Và tôi đặc biệt cảm ơn đến gia đình đã luôn cổ vũ, động viên tôi trên suốt con đường tôi đã chọn

Xin chân trọng cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi

sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Giả thuyết khoa học 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

NỘI DUNG 5

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 5

1.1 Cơ sở lí luận về DH tìm tòi khám phá 5

1.1.1 Khái niệm DH tìm tòi khám phá 5

1.1.2 Bản chất và đặc trưng của DH tìm tòi khám phá 6

1.1.3 Các mức độ trong DH tìm tòi khám phá 8

1.1.4 Quy trình tổ chức DH tìm tòi khám phá 9

1.2 Năng lực GQVĐ thực tiễn 9

1.2.1 Những khái niệm cơ bản 9

1.2.2 Các cấp độ của năng lực GQVĐ thực tiễn 12

1.2.3 Cấu trúc năng lực GQVĐ thực tiễn 12

1.2.4 Phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS 16

1.2.5 Đánh giá năng lực GQVĐ thực tiễn 18

1.3 Ứng dụng CNTT trong DH Vật lí 21

1.3.1 Hỗ trợ của CNTT trong DH 21

1.3.2 Hỗ trợ của phần mềm trong DH Vật lí 22

1.4 Cơ sở thực tiễn của đề tài 24

1.4.1 Mục đích điều tra 24

1.4.2 Đối tượng điều tra 24

1.4.3 Phương pháp điều tra 24

1.4.4 Kết quả điều tra 24

Kết luận Chương 1 28

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ

“ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN

MỀM TRACKER 29

2.1 Phân tích nội dung kiến thức chủ đề “Động học chất điểm” 29

2.1.1 Mục tiêu dạy học chuyên đề

2.1.2 Yêu cầu về năng lực GQVĐ HS cần đạt được trong DH chủ đề “Động học chất điểm” 30

2.1.3 Nội dung kiến thức trọng tâm 32

2.1.4 Tính thực tiễn của chủ đề “Động học chất điểm” trong DH 35

2.2 Tổ chức DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” 36

2.2.1 Xây dựng các nội dung tìm tòi khám phá trong chủ đề 36

2.2.2 Xây dựng hoạt động Tracker hỗ trợ định hướng HĐ tìm tòi của HS trong chủ đề 37

2.2.3 Thiết kế một số tiến trình DH tìm tòi khám phá trong chủ đề với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker 46

2.3 Công cụ đánh giá năng lực GQVĐ thực tiễn trong chủ đề 59

Kết luận Chương 2 66

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 67

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 67

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 67

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 67

3.4 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 67

3.5 Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 69

3.5.1 Đánh giá định tính 69

3.5.2 Đánh giá định lượng 80

Kết luận Chương 3 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

PHỤ LỤC 88

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng cấu trúc các mức độ tìm tòi 9

Bảng 1.2 Các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn 12

Bảng 1.3 Thành tố, chỉ số và tiêu chí của năng lực giải quyết vấn đề 14

Bảng 1.4 Các mức độ phát triển năng lực giải quyết vấn đề 16

Bảng 1.5 Những phương pháp dạy học thường sử dụng để tổ chức cho học sinh hình thành kiến thức mới 24

Bảng 1.6 Ý kiến giáo viên về nguyên nhân ít sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ dạy học tìm tòi khám phá 26

Bảng 1.7 Mức độ năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn học sinh lớp 10 cần đạt được trong chủ đề “Động học chất điểm” 32

Mục tiêu của giáo dục và đào tạo hiện nay là góp phần tạo nên một thế hệ người lao động có tri thức, có đạo đức, có bản lĩnh trung thực, có tư duy phê phán, sáng tạo, có kĩ năng sống, kĩ năng GQVĐ và kĩ năng nghề nghiệp để làm việc trong môi trường toàn cầu hóa vừa hợp tác vừa cạnh tranh

DH không chỉ nhằm cung cấp kiến thức cho HS mà cần hướng tới gắn kiến thức nhà trường với thực tiễn cuộc sống DH Vật lí cần làm cho học sinh có ý thức

và biết cách vận dụng các kiến thức khoa học vào thực tế đời sống, từ đó hình thành

kỹ năng tìm tòi, phát hiện và GQVĐ thực tiễn Do vậy trong DH Vật lí cần quan tâm tới việc rèn luyện và phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS

Tại Khoản 2 Điều 28 Luật giáo dục 2005 quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”

Tiếp cận những xu hướng DH hiện đại nói chung, nghiên cứu và áp dụng các PPDH nhằm giúp người học tìm tòi khám phá tri thức nói riêng đang được đề cập đến một cách mạnh mẽ trong nhà trường

Dựa trên quan điểm hướng vào người học, giúp HS tự tìm kiếm, khám phá tri thức mới dựa trên nền tảng tri thức cũ đã học và vốn kinh nghiệm sống của mình,

DH dựa trên tìm tòi khám phá đang ngày càng chứng tỏ khả năng đáp ứng các yêu cầu đổi mới PPDH

Ngày nay, CNTT và truyền thông đang xâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực của đời sống con người Việc ứng dụng CNTT trong DH đã trở thành một trào lưu mạnh

mẽ, một xu thế của giáo dục thế giới nói chung, một chủ trương lớn của Bộ Giáo dục và Đào tạo nói riêng

Chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT đã nêu: “Đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong giáo dục và đào tạo ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành học theo hướng sử dụng CNTT như là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho đổi mới phương pháp giảng dạy, học tập ở tất cả các môn học” Và thực tế cho thấy, việc ứng dụng CNTT vào DH đã góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình DH

Cùng với sự phát triển của CNTT thì các phần mềm hỗ trợ DH xuất hiện ngày càng nhiều với các tính năng được cải tiến, đem lại hiệu quả cao và dễ sử dụng Trong đó, đặc biệt phải kể đến phần mềm Tracker Phần mềm Tracker được sử dụng

để phân tích các video clips do HS tự quay bằng điện thoại, máy ảnh kỹ thuật số hoặc các video clips có sẵn trên mạng Internet về các tình huống chuyển động trong

đời sống thực, nhờ đó giúp hỗ trợ xây dựng các HĐ học định hướng tìm tòi của HS,

liên hệ kiến thức nhà trường với thực tiễn cuộc sống, giúp HS rèn luyện năng lực giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn

Việc sử dụng phần mềm hỗ trợ HĐ DH như thế nào để phát huy được tính tích cực, tự chủ, sáng tạo, đã có nhiều đề tài nghiên cứu như: Đề tài luận văn “Sử dụng phần mềm Macromedia Flash để thiết kế một số bài giảng điện tử chương động lực học chất điểm - Vật lí 10 nâng cao” của tác giả Trần Thị Kiều Phương nhằm mục đích phát huy tính tích cực của HS Đề tài luận văn “Khai thác và sử dụng phần mềm Interactive physics vào DH chương “Động học chất điểm” Vật lí lớp 10 THPT” của tác giả Ngô Sỹ Hoàng nhằm tích cực hoá HĐ của HS, nâng cao chất lượng DH Đề tài luận án “Xây dựng phần mềm phân tích video và tổ chức HĐ nhận thức của HS trong DH các quá trình cơ học biến đổi nhanh theo quan điểm của

lý luận DH hiện đại” của tác giả Nguyễn Xuân Thành Các đề tài đã được thực nghiệm trên các đối tượng khác nhau đều cho thấy khả năng hỗ trợ hiệu quả của phần mềm trong DH Vật lí Nhưng chưa có đề tài nào ứng dụng phần mềm Tracker

hỗ trợ việc DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn

Đặc biệt, trong chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 các hiện tượng, quá trình vật lí hầu như có thể quan sát thấy trong thực tế cuộc sống sẽ kích thích tính tò

mò, hứng thú của HS khi tìm tòi giải quyết các vấn đề này, thông qua đó giúp HS rèn luyện và phát triển được năng lực GQVĐ thực tiễn

Với những lí do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu “Tổ chức dạy học tìm tòi

khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker”

2 Mục đích nghiên cứu

Tổ chức DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự

hỗ trợ của phần mềm Tracker nhằm phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài

- Khảo sát cơ sở thực tiễn cho đề tài

- Tìm hiểu phần mềm Tracker và sự hỗ trợ của nó trong DH chủ đề

- Xây dựng các nội dung DH tìm tòi khám phá trong chủ đề

- Xây dựng công cụ để ĐG năng lực GQVĐ thực tiễn trong chủ đề

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu:

- HĐ DH tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker

- Năng lực GQVĐ thực tiễn của HS thông qua quá trình học tập tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker

5 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức được các bài dạy theo phương pháp tìm tòi khám phá chủ đề “Động học chất điểm” - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker theo trình tự tăng dần mức độ tìm tòi thì giúp phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của

HS

6 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu lý luận về DH tìm tòi khám phá, năng lực GQVĐ thực tiễn, hỗ trợ phần mềm trong DH Vật lí

- Nghiên cứu các nội dung kiến thức trong chủ đề “Động học chất điểm” - Vật

lí 10, các vấn đề thực tiễn trong chủ đề

* Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra thực tiễn DH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của phần mềm

- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, ĐG giả thuyết khoa học đã đề ra

NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY

HỌC VẬT LÍ 1.1 Cơ sở lí luận về dạy học tìm tòi khám phá

1.1.1 Khái niệm dạy học tìm tòi khám phá

Có nhiều quan niệm về DH tìm tòi khám phá đã được đưa ra:

Theo Đặng Thành Hưng (2002), DH kiến tạo - tìm tòi là kiểu DH trong đó HS dựa vào các hành động có tính chất thực nghiệm, tương tác với các đối tượng mà tìm hiểu, phát hiện, thu nhận, xử lí các sự kiện và lĩnh hội kĩ năng, tức là học ngay trong quá trình làm việc, vừa hành động vừa học được cái gì đó, vừa học được điều

đó vừa thử nghiệm ngay trong hành động [5]

DH dựa trên tìm tòi là một kiểu DH hướng vào người học, thu hút người học tìm giải pháp (câu trả lời) cho một vấn đề (câu hỏi) quan trọng và có ý nghĩa thông qua việc tìm kiếm thông tin và làm việc hợp tác với người khác [18]

DH dựa trên tìm tòi khám phá khoa học là PPDH cung cấp cho HS cơ hội để trải nghiệm quá trình nghiên cứu khoa học Nó tạo điều kiện cho HS bộc lộ những quan niệm, khuyến khích HS trao đổi, thảo luận với nhau, từ đó đề xuất các giả thuyết, xây dựng các kế hoạch hành động, tiến hành các thí nghiệm thu thập thông tin, tìm kiếm bằng chứng, nhằm kiểm chứng các giả thuyết ban đầu, từ đó rút ra các kết luận mang tính khoa học Thông qua các HĐ đó, HS có thể tự điều chỉnh và thay đổi các quan niệm trước đó của mình để hình thành kiến thức mới, đồng thời

HS cũng có cơ hội để phát triển tư duy phê phán, tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, năng lực GQVĐ và rất nhiều các kĩ năng khác cần thiết cho một cuộc sống độc lập sau này Như vậy, DH tìm tòi khám phá tạo nhiều cơ hội để phát triển năng lực ở HS [2, tr 133]

Như vậy, có thể thấy nhiều quan niệm khác nhau về cách tiếp cận DH theo hướng tìm tòi khám phá bởi những tác giả khác nhau Các tác giả đều chưa đạt đến

sự đồng thuận hoàn toàn về khái niệm này

Sau đây xin đề xuất một quan niệm về DH tìm tòi khám phá: “DH tìm tòi khám phá là một PPDH trong đó HĐ dạy và HĐ học được cấu trúc để khuyến khích người học học cho chính mình, để họ được học và được khám phá”

Trong cách tiếp cận này tìm tòi là con đường là tiến trình, còn khám phá là điểm đến là kết quả.[10, tr 1]

1.1.2 Bản chất và đặc trưng của dạy học tìm tòi khám phá

* Cơ sở lí thuyết hình thành cách tiếp cận tìm tòi khám phá [10, tr.1-2]

Cơ sở lí thuyết hình thành cách tiếp cận tìm tòi khám phá bắt nguồn từ lí thuyết kiến tạo và tâm lí học phát triển

Trước hết, việc học của mỗi cá nhân HS là trung tâm của tiến trình DH, mà việc học ấy chỉ thực sự diễn ra khi mỗi HS là những thực thể HĐ kiến tạo hơn là thụ động Nói cách khác, lí thuyết kiến tạo là một trong những cơ sở lí thuyết của cách

DH theo hướng tìm tòi khám phá

Lí thuyết kiến tạo khuyến khích HS tự xây dựng kiến thức cho bản thân mình dựa trên những thực nghiệm cá nhân và áp dụng trực tiếp vào môi trường học tập của các em Lí thuyết kiến tạo nhấn mạnh vai trò chủ động của người học Môi trường học tập với nhiều loại tiện ích của CNTT ngày nay cho phép HS được khám phá và tìm kiếm thông tin, tạo ra các liên kết và kiến tạo tri thức

* Cấu trúc và đặc điểm sư phạm của DH tìm tòi khám phá

DH tìm tòi khám phá có cấu trúc và đặc điểm sư phạm như sau: [4], [6], [11], [13], [15]

* Các yếu tố cơ bản của DH tìm tòi khám phá:

- Tính có vấn đề của nội dung học tập: GV nghiên cứu nội dung bài học đến mức độ sâu cần thiết, tìm kiếm những yếu tố, nội dung có tính vấn đề, tạo cơ hội cho HĐ tìm tòi khám phá Tình huống hay hoàn cảnh DH do GV tổ chức phải có giá trị đối với người học, phải có liên hệ với kinh nghiệm và giá trị cá nhân của họ,

từ đó thúc đẩy họ hoạt động trí tuệ và thực hành

- Thiết kế các HĐ tìm tòi của HS, trên cơ sở đó mà xác định các HĐ chỉ đạo,

tổ chức của GV Trong DH tìm tòi khám phá, HS chủ động chiếm lĩnh tri thức

thông qua quá trình HĐ Vì vây, HĐ tìm tòi trong DH tìm tòi khám phá là vấn đề cốt lõi, quan trọng

- Khéo léo đặt người học vào vị trí của người tìm tòi khám phá (tìm ra cái mới đối với bản thân), tổ chức, điều khiển cho quá trình này được diễn ra một cách thuận lợi để từ đó người học xây dựng kiến thức mới cho bản thân HS tiếp cận vấn

đề đặt ra qua tình huống (câu hỏi lớn của bài học), nêu các giả thuyết, các nhận định lớn của bài học, thu thập thông tin, xử lí thông tin (phân tích, tổng hợp, so sánh, phân loại, trừu tượng hóa, khái quát hóa, …) đưa ra kết luận của riêng mình, thảo luận và ĐG, nêu lên vấn đề mới, trả lời câu hỏi ban đầu Trong quá trình này, HS luôn phải làm việc, quan sát, thu thập, phân tích thông tin, động não, trao đổi với các HS khác trong nhóm, trong lớp, HĐ tích cực để tìm ra kiến thức Con đường tìm

ra kiến thức của HS cũng lại gần giống với quá trình tìm ra tri thức mới của các nhà khoa học

- Kiểm tra, ĐG: ĐG thường xuyên, ĐG kết thúc tìm tòi Để đạt được các mục tiêu học tập tìm tòi, không chỉ kết quả mà quá trình tìm tòi cũng là điều quan trọng

“Những gì diễn ra trong quá trình học tập cũng quan trọng không kém kết quả học tập”

* DH tìm tòi khám phá mang những đặc trưng phân biệt tương đối với những kiểu DH khác:

- DH tìm tòi khám phá là một trong những kiểu DH hướng vào người học, DH tập trung vào quá trình và DH theo hướng tiếp cận năng lực DH tìm tòi khám phá phát huy được tính tích cực, tự giác, độc lập, sáng tạo của HS

- Quá trình học tập là quá trình tìm tòi khám phá, phát hiện chứ không có sẵn những mẫu tri thức hay kĩ năng để học thuộc lòng và ghi nhớ Quá trình này không phải là một tiến trình tuyến tính Nó đòi hỏi nhiều thời gian và có thể gặp nhiều sai sót

- Nhấn mạnh vào cách thức, con đường tìm kiếm tri thức mới dựa trên tri thức

cũ, vốn kinh nghiệm của HS và quá trình điều tra, khai thác thông tin, hợp tác với người khác DH tìm tòi khám phá có thể góp phần dạy cho HS phương pháp học tập nghiên cứu tìm tòi, đồng thời rèn luyện cho HS kĩ năng tìm tòi khám phá

- DH tìm tòi khám phá đòi hỏi cao đối với người dạy và người học, đòi hỏi phải có thời gian chuẩn bị công phu nhưng kết quả người học sẽ nắm chắc bài học, liên hệ được bài học với lí luận và thực tiễn, phát huy được năng lực và kinh nghiệm của từng cá nhân, phát triển được những kĩ năng công cụ, tức là DH hướng vào người học

* Bản chất của DH tìm tòi khám phá

GV thiết kế một chuỗi các HĐ tìm tòi tương ứng với nội dung bài học và hướng dẫn, điều khiển HĐ của người học theo quy trình và kĩ thuật mà GV thấy phù hợp với mục tiêu học tập và phù hợp với khả năng của người học Khi đó, quá trình học tập của người học trở thành quá trình HĐ tìm tòi và khám phá tri thức

1.1.3 Các mức độ trong dạy học tìm tòi khám phá

Có nhiều quan điểm về mức độ DH tìm tòi dựa trên tiêu chí phân loại và phạm

vi nghiên cứu khác nhau Dựa trên mức độ được hướng dẫn của HS, Banchi, R Bell

đề cập đến 4 mức độ tìm tòi từ thấp lên cao:

- Tìm tòi giới hạn (Limited Inquiry): Giống với cách làm truyền thống:

HS tuân thủ các hướng dẫn và chắc chắn kết quả của họ khớp với các kết quả

đã được cung cấp sẵn

- Tìm tòi theo cấu trúc (tructure Inquiry): Không ấn định trước các câu trả lời

Các kết luận đều phụ thuộc vào việc tìm hiểu của HS

Tìm tòi giới hạn và tìm tòi theo cấu trúc được xem là các mức độ thấp của tìm tòi Những kiểu tìm tòi này quan trọng bởi chúng giúp HS từng bước phát triển khả năng của mình để có thể tiến hành tìm tòi mở hơn

- Tìm tòi theo hướng dẫn (Guided Inquiry): Không ấn định trước các phương

pháp HS phải xác định cách thức để điều tra, GQVĐ

- Tìm tòi mở (Open Inquiry): Không có câu hỏi ấn định trước HS phải đưa ra

và tìm kiếm những câu hỏi của riêng họ

HS có cơ hội rõ nhất để HĐ như các nhà khoa học, đặt ra câu hỏi, thiết kế và tiến hành điều tra, và báo cáo kết quả của họ Mức độ này đòi hỏi phải có lập luận khoa học nhất và nhu cầu nhận thức lớn nhất của HS Với nhiều kinh nghiệm ở ba mức độ đầu tiên của tìm tòi, HS sẽ có thể thực hiện thành công tìm tòi mở [16]

GV giao nhiệm

vụ

HS tự tìm cách giải quyết

Phân tích, đánh giá

Kiến thức mới

HS không tự giải quyết được

GV gợi ý, hướng dẫn

Mức độ tìm tòi Vấn đề Quy trình Giải pháp Chủ đề

Tìm tòi theo hướng dẫn x

- HS báo cáo kết quả trước lớp, có sự chất vấn và thảo luận của cả lớp

- Phân tích và ĐG kết quả (HS tự ĐG, GV ĐG)

- Kết luận về kiến thức mới [10, tr 2-3]

Có thể mô tả quá trình này bảng sơ đồ sau:

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

1.2.1 Những khái niệm cơ bản

* Năng lực

Năng lực của HS sẽ là kết quả cần đạt được của quá trình giáo dục, DH

Hiện nay đang có nhiều khái niệm khác nhau về năng lực:

Theo Weinert (2001) định nghĩa:“Năng lực là những kĩ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách GQVĐ một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong các tình huống linh hoạt”

“Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể.” (OECD, 2002)

“Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái

độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống.” (Québec - Ministere de l’Education, 2004)

Như vậy, năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, năng lực gắn liền với kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, các thuộc tính cá nhân Có thể đưa ra khái niệm năng lực như sau:

“Năng lực là khả năng thực hiện thành công HĐ trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, … Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả HĐ của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống” [1, tr

6]

* Vấn đề, vấn đề thực tiễn, GQVĐ thực tiễn [14, tr 1-2]

- Vấn đề được hiểu như một tình huống, một bài toán, bao gồm các dữ kiện và các yêu cầu mà người học không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm có sẵn, theo một khuôn mẫu có sẵn Trong DH HS tìm tòi kiến thức mới thì vấn đề phải có tính thách thức, nhưng không quá khó đối với HS Lúc này nảy sinh mâu thuẫn giữa một bên chủ thể có nhu cầu GQVĐ với một bên là những tri thức, kĩ năng, phương pháp hiện có của chủ thể chưa đủ để giải quyết Từ đó chủ thể muốn giải quyết, phải khám phá để tạo ra cho mình hiểu biết về nó và hiểu cách giải quyết tình huống

đó Một vấn đề có thể có nhiều hơn một giải pháp

- Vấn đề thực tiễn là vấn đề mà những dữ kiện và yêu cầu có tính thực tế

- GQVĐ thực tiễn là quá trình gồm các HĐ mà người GQVĐ cần đưa ra để vượt qua các trở ngại giữa tình trạng đã có với tình trạng đích mong muốn Trong quá trình GQVĐ thực tiễn, các tri thức, kĩ năng, thái độ, … được huy động tham gia

OECD (2012) định nghĩa về năng lực GQVĐ như sau: Năng lực GQVĐ là khả năng một cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề, mà ở đó HS chưa thể tìm ngay ra giải pháp một cách rõ ràng Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng và tự phản ánh (biết suy nghĩ) [17]

Sau đây xin đề xuất một quan niệm thích hợp trong bối cảnh phát triển chương

trình giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực: Năng lực GQVĐ là

sự kết hợp linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kĩ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân … nhằm đáp ứng hiệu quả một yêu cầu phức hợp trong bối cảnh nhất định (Theo quan niệm trong CTGDPT của Quebec - Canada) [14, tr 1]

Năng lực GQVĐ thực tiễn bao gồm: [14, tr 2]

+ Phát hiện/xác định rõ vấn đề cần giải quyết; chuyển vấn đề thực tiễn thành dạng có thể khám phá, giải quyết (bài toán khoa học)

+ Thu thập thông tin và phân tích

+ Đưa ra các phương án giải quyết, chọn phương án tối ưu và đưa ra ý kiến cá nhân về phương án lựa chọn

1.2.2 Các cấp độ của năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

Cơ sở xác định các cấp độ năng lực: Dựa vào bốn khía cạnh: cơ sở kiến thức,

sự thành thạo, tính độc lập, dải (số lượng bối cảnh) Có những cách tiếp cận khác nhau để xác định các cấp độ năng lực của HS [14, tr 2-3]:

- Theo cơ sở kiến thức khoa học cần vận dụng, có thể xác định các mức độ sau:

+ HS chỉ cần vận dụng một kiến thức khoa học để GQVĐ

+ HS cần vận dụng một vài kiến thức khoa học để GQVĐ

- Theo mức độ quen thuộc hay sáng tạo:

Có thể HS phải GQVĐ trong các tình huống mà:

+ Các vấn đề và giải pháp mong muốn được rõ ràng và hiển nhiên

+ Các vấn đề và giải pháp mong muốn ít rõ ràng, đòi hỏi cách tiếp cận sáng tạo để đạt được kết quả

- Theo mức độ tham gia của HS trong GQVĐ

Lập kế hoạch thực hiện GQVĐ Kết luận

Bảng 1.2 Các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

1.2.3 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

* Năng lực GQVĐ thực tiễn được xác định bởi các thành tố, các chỉ số hành

vi và các tiêu chí chất lượng

Để xác định được các thành tố của năng lực, trước hết cần căn cứ vào bối cảnh

và các nội dung của vấn đề cần phải giải quyết

Bối cảnh sẽ được xem xét, đó là yêu cầu của thế hệ trẻ trong thế kỷ XXI đối với lĩnh vực giáo dục, HS cần có khả năng giải quyết các vấn đề trong nội bộ lĩnh

vực đồng thời cũng có khả năng giải quyết các vấn đề gặp phải trong cuộc sống thông qua những kiến thức, kĩ năng học được và kinh nghiệm của bản thân

Xuất phát từ định nghĩa năng lực GQVĐ và bối cảnh như vậy, ta có thể xác định các thành tố của năng lực GQVĐ thực tiễn bao gồm:

(1) Nhận biết và tìm hiểu vấn đề: Phân tích được tình huống trong học tập

(quan sát, mô tả hiện tượng) Phát hiện, xác định được vấn đề trong tình huống và chuyển vấn đề thực tiễn thành dạng có thể khám phá, giải quyết (bài toán khoa học)

(2) GQVĐ: Thu thập, phân tích thông tin vấn đề, đưa phương án giải quyết,

lựa chọn phương án tối ưu và đưa ra ý kiến về phương án lựa chọn Hành động theo phương án đã chọn để GQVĐ, khám phá các giải pháp mới mà có thể thực hiện được và điều chỉnh hành động của mình

(3) ĐG và phản ảnh giải pháp, trình bày kết quả GQVĐ: ĐG giải pháp đã

thực hiện, nhìn lại quá trình đã thực hiện để rút kinh nghiệm cho việc giải quyết những vấn đề khác Trình bày kết quả từng mục tiêu trung gian và cuối cùng, xác định giá trị của kiến thức và giải pháp

Dưới mỗi thành tố là các chỉ số hành vi và được mô tả bằng các tiêu chí chất lượng Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của năng lực GQVĐ thực tiễn được mô

tả cụ thể trong bảng dưới đây:

1.1.3 Phát hiện, xác định rõ vấn đề, chuyển vấn đề thực tiễn thành dạng có thể khám phá, giải quyết (bài toán khoa học)

1.1.4 Phát biểu vấn đề dưới dạng câu hỏi ngắn gọn, khoa học

2.1.1 Xác định loại thông tin liên quan đến vấn đề (những hiện tượng sự kiện gì, những tính chất gì của vật thể, những trạng thái nào ) nhận biết chúng có liên quan đến những khái niệm, quy tắc, định luật vật lí nào

2.1.2 Trao đổi về các thông tin liên quan đến vấn

đề

2.1.3 Xác định những thông tin nào sẽ liên quan, hữu ích và cần thiết để GQVĐ

2.2 Đề xuất chiến lược GQVĐ

2.2.1 Đề xuất phương án GQVĐ (bằng con đường suy luận lí thuyết hay khảo sát thực nghiệm)

2.2.2 Trình bày giải pháp, các kết quả trung gian và cuối cùng

2.2.3 ĐG, lựa chọn phương án tối ưu

2.2.4 Phân bố nhân lực, lên kế hoạch hành động, phân công nhiệm vụ để đảm bảo vấn đề được giải quyết

3.1.1 Giám sát, ĐG từng bước trong quá trình thực hiện giải pháp

3.1.2 ĐG kiến thức, kĩ năng mới đạt được của bản thân

3.2 Trình bày giải pháp

3.2.1 Trình bày kết quả từng mục tiêu trung gian và mục tiêu cuối cùng

3.2.2 Xác định giá trị của kiến thức mới và giải pháp

Bảng 1.3 Thành tố, chỉ số và tiêu chí của năng lực giải quyết vấn đề

* Đường phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

Dựa vào cấu trúc của năng lực này đường phát triển của năng lực giải quyết vấn đề gồm 7 mức được mô tả cụ thể trong bảng dưới đây:

Mức 6

Xác định các thành phần khoa học trong nhiều tình huống phức tạp và

áp dụng cả các kiến thức khoa học vào các tình huống này So sánh, lựa chọn và ĐG các bằng chứng khoa học thích hợp để đáp ứng các tình huống cuộc sống Xây dựng các giải thích trên cơ sở bằng chứng và phân tích có tính phê phán

Mức 3

Cung cấp các giải thích có thể trong các bối cảnh tương tự hoặc rút ra các kết luận trên cơ sở tìm tòi đơn giản Tham gia lập luận trực tiếp và giải thích ngữ nghĩa (nghĩa đen) của các kết quả

Mức 2

Nhận thức được 1 mô hình, cấu trúc nhưng chưa nêu được bản chất của

nó Có thể mô tả, vẽ hình, viết bằng lời cách GQVĐ nhưng chưa đầy đủ

Áp dụng một vốn hạn chế kiến thức vào một vài tình huống quen thuộc Trình bày một giải thích mà nó là hiển nhiên nhìn thấy từ bằng chứng đã cho

Mức 1

HS có thể phân tích, nhận dạng được các yếu tố và thành phần khác nhau của nhiệm vụ GQVĐ thực tiễn và thực hiện nhiệm vụ có sự định hướng

Bảng 1.4 Các mức độ phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Đối với HS THPT mức độ năng lực GQVĐ thực tiễn có thể đạt từ mức 4 đến mức 7

1.2.4 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh

* Sự cần thiết của phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS trong DH Giúp HS

- Nắm vững kiến thức, có khả năng liên kết giữa các kiến thức bởi những vấn

đề thực tiễn thường liên quan tới không chỉ một kiến thức khoa học

- Có khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng vào cuộc sống, công việc

- Có ý thức trách nhiệm đối với gia đình, xã hội, ý thức nâng cao chất lượng, hiệu quả công việc

* Các biện pháp phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn:[14, tr 3-5]

- Xác lập rõ yêu cầu, nội dung phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS

trong chương trình môn học:

Trong mục tiêu giáo dục của môn học, yêu cầu phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS cần được đưa vào một cách tường minh Để HS có năng lực này, trong DH khoa học cần hình thành, phát triển cho HS những kiến thức, kĩ năng, thái

kế phương án tìm tòi, giải thích kết quả thí nghiệm, phân tích, suy luận để rút ra kết luận, kĩ năng vận dụng kiến thức khoa học để mô tả, giải thích sự vật hiện tượng, kĩ năng trình bày những hiểu biết khoa học, …

+ Thái độ yêu thích khoa học, suy nghĩ và hành động một cách khoa học (cẩn thận, trung thực, khách quan, ), sẵn sàng vận dụng kiến thức khoa học vào trong cuộc sống

- Xây dựng các câu hỏi, bài tập, tình huống có nội dung thực tiễn trong các tài liệu DH:

Các câu hỏi, bài tập, tình huống có thể được thể hiện trong các HĐ DH khác nhau như: nghiên cứu xây dựng kiến thức mới, củng cố, vận dụng kiến thức, ôn tập, hoặc kiểm tra ĐG

Trong đó, có thể có các loại yêu cầu đối với HĐ học tập của HS như:

+ Yêu cầu HS phải nhận biết kiến thức khoa học có liên quan và sử dụng để giải thích sự vật hiện tượng

+ Yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức để đưa ra một phương án giải quyết, cách làm đáp ứng được yêu cầu đề ra

- Sử dụng các phương pháp, hình thức tổ chức DH nhằm tích cực hóa HĐ nhận thức của HS, tăng cường sự tham gia hiệu quả của HS trong giải quyết các vấn đề thực tiễn

Sử dụng các phương pháp, hình thức tổ chức DH theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, giúp HS nắm vững kiến thức, hình thành và phát triển các

kĩ năng trong học tập khoa học

Lựa chọn, đưa vào những nội dung gần gũi với thực tế cuộc sống của HS để thay thế bổ sung cho những nội dung không gần gũi với HS

GV cần hỗ trợ đúng lúc, đúng mức trong việc giúp HS GQVĐ thực tiễn Hiện tượng thực tế thường chi phối bởi nhiều nguyên nhân tác động, diễn biến qua nhiều giai đoạn, … GV cần hướng dẫn HS phân tích hiện tượng để nhận biết kiến thức khoa học có liên quan, cũng như phân tích hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng đơn giản, phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành các giai đoạn để

từ đó đưa ra cách giải quyết Tùy vào trình độ HS và vấn đề cần giải quyết, GV có

thể hướng dẫn một cách cụ thể theo các bước hoặc hướng dẫn tìm tòi khái quát, theo đó GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung GQVĐ, còn việc vạch ra kế hoạch chi tiết và thực hiện là do HS tự làm

1.2.5 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

* ĐG theo năng lực

Có nhiều khái niệm khác nhau về ĐG năng lực Khối cộng đồng chung Anh

cho rằng “Đo lường năng lực không chỉ là việc đo lường khả năng thực hiện nhiệm

vụ hoặc hành động học tập Nó bao hàm việc đo lường khả năng tiềm ẩn của HS và

đo lường việc sử dụng những kiến thức, kĩ năng, thái độ để thực hiện nhiệm vụ học tập tới một chuẩn nào đó” (2003) Wolf (2001) khi định nghĩa ĐG năng lực trong

một xã hội học tập cho rằng đó là việc ĐG khả năng tiềm ẩn nào đó dựa trên các sản phẩm đầu ra ĐG năng lực là quá trình tìm kiếm minh chứng về việc HS đã thực hiện các sản phẩm đầu ra tới mức độ thành công như thế nào, thông qua những hành động cụ thể của HS trong một số nhiệm vụ học tập tiêu biểu

Các thang đo trong sử dụng ĐG năng lực không giống như trong ĐG theo kiến thức, kĩ năng và thái độ mà được qui chuẩn về các mức độ phát triển năng lực theo qui định của chương trình, theo độ tuổi và không với mục đích dùng để xếp loại HS Nghĩa là trong ĐG năng lực không thể hiện việc ĐG so sánh giữa các HS với nhau

mà tập trung vào ĐG sự tiến bộ của từng HS cụ thể

ĐG năng lực là ĐG việc thực hiện Tuy nhiên để thực hiện một HĐ nào đó có kết quả thì bao giờ cũng có một quá trình bao gồm từ nhận thức với sự tác động của tình cảm để lựa chọn cách hành động sau đó tiến hành hành động để có kết quả Bên cạnh đó thì trong các hoàn cảnh thực tế khác nhau, bằng kinh nghiệm và khả năng riêng, cá nhân HS sẽ có những điều chỉnh hành động hợp lí

Năng lực hình thành và phát triển qua một quá trình Theo cấp độ phát triển thì năng lực của HS có các mức từ thấp tới cao như biết, hiểu, áp dụng và vận dụng Vì vậy cần chú trọng đến ĐG quá trình để có thể nhận biết được sự phát triển năng lực của HS Mặt khác, khi áp dụng kiến thức, kĩ năng đã học vào giải quyết các tình huống ngoài đời sống xã hội thì HS không chỉ sử dụng kiến thức của một lĩnh vực

mà có thể sử dụng tổng hợp các kiến thức của nhiều lĩnh vực đã học

Vì vậy, các nhiệm vụ được đưa ra để ĐG năng lực HS bao giờ cũng được đặt trong bối cảnh xã hội cụ thể ĐG năng lực của HS phải dựa vào thu thập các thông tin trong cả quá trình thực hiện nhiệm vụ chứ không phải chỉ dựa vào sản phẩm, kết quả cuối cùng và cần chú trọng cả tâm lí của HS khi nhận và thực hiện nhiệm vụ

* ĐG năng lực GQVĐ thực tiễn

ĐG năng lực GQVĐ tuân thủ theo những quy định của ĐG theo năng lực như

đã nêu ở trên Tuy nhiên khi ĐG năng lực GQVĐ có một số điểm cụ thể hơn, điều này thể hiện rõ trong khái niệm năng lực GQVĐ

Năng lực GQVĐ là khả năng lĩnh hội và sử dụng kiến thức mới, hoặc sử dung kiến thức cũ theo một cách mới, để GQVĐ mới (tức là các vấn đề không lặp lại)

- Là khả năng cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức

GQVĐ xảy ra bên trong hệ thống nhận thức của một cá nhân và chỉ được bộc

lộ một cách gián tiếp thông qua hành động và sản phẩm của người đó

Tư duy sáng tạo và tư duy phê phán là các thành phần quan trọng của năng lực GQVĐ (Mayer, 1992) Tư duy sáng tạo là một HĐ nhận thức để tìm ra các giải pháp cho một vấn đề mới Tư duy phê phán cùng với tư duy sáng tạo được sử dụng

để ĐG các giải pháp có thể có ĐG sẽ tập trung vào cả hai thành phần này

- Để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề

Bước đầu tiên của GQVĐ là việc nhận ra sự tồn tại của một tình huống có vấn

đề và hiểu được bản chất của tình huống Nó đòi hỏi HS phải xác định được vấn đề

cụ thể cần giải quyết, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp, cùng với giám sát và ĐG

sự tiến bộ xuyên suốt HĐ Thường trong các vấn đề thực tiễn, không có giải pháp duy nhất hoặc chính xác Ngoài ra, tình huống có vấn đề có thể thay đổi trong suốt quá trình GQVĐ, có thể do tương tác với HS hoặc do chính bản chất năng động của

nó

- Mà ở đó HS chưa tìm ngay ra một giải pháp rõ ràng

Các phương tiện tìm ra giải pháp không phải rõ ràng ngay với người GQVĐ,

mà sẽ tồn tại những rào cản nào đó, như thiếu thông tin … ĐG liên quan đến các vấn đề không lặp lại, chứ không phải vấn đề lặp lại: người GQVĐ phải chủ động

khám phá và hiểu được vấn đề và đưa ra một chiến lược mới hoặc vận dụng một chiến lược đã học trong một hoàn cảnh khác để tìm ra giải pháp

Trạng thái của một vấn đề, quen thuộc hay không phụ thuộc vào mức độ quen thuộc của HS với vấn đề Một vấn đề đối với người này lại có thể có giải pháp rõ ràng với một người có kinh nghiệm và thực hành với các vấn đề như vậy Không nhất thiết bối cảnh và mục tiêu phải hoàn toàn xa lạ với người GQVĐ; điều quan trọng là các vấn đề cụ thể phải mới hoặc cách đạt mục tiêu không phải ngay lập tức

có thể rõ ràng

- Nó bao gồm thái độ sẵn sàng tham gia các tình huống có vấn đề

GQVĐ mang tính cá nhân và trực tiếp, nghĩa là, mục tiêu cá nhân sẽ chi phối quá trình GQVĐ của người học Hơn nữa, bối cảnh của một vấn đề (cho dù là quen thuộc và dễ hiểu), các nguồn lực bên ngoài có sẵn cho người GQVĐ (như việc tiếp cận với các công cụ), và môi trường trong đó người GQVĐ hoạt động (ví dụ như môi trường thi cử) sẽ ảnh hưởng đến cách một người tiếp cận và tham gia vào một vấn đề Sẽ rất khó đo lường động cơ và các yếu tố tình cảm khi ĐG năng lực GQVĐ, nhưng thông thường một số có thể đo lường được, hoặc có liên quan tới toán học, trong các câu hỏi dành cho HS

* Phương pháp và hình thức ĐG năng lực GQVĐ thực tiễn [2]

- ĐG theo tiêu chí: Người học được ĐG dựa trên các tiêu chí đã định rõ về

thành tích, thay vì được xếp hạng trên cơ sở kết quả thu được Khi ĐG theo tiêu chí, chất lượng thành tích không phụ thuộc vào mức độ cao thấp về năng lực của người khác mà phụ thuộc chính mức độ cao thấp về năng lực của người được ĐG so với các tiêu chí đã đề ra Thông thường, ĐG theo tiêu chí dùng để xác lập mức độ năng lực của một cá nhân

- ĐG thông qua quan sát: Việc ghi lại các nội dung quan sát có vai trò rất

quan trọng với tính khách quan và độ tin cậy của dữ liệu Vì khối lượng nội dung quan sát cần ghi rất lớn, nên phải thiết kế hệ thống phiếu hỏi quan sát thân thiện, dễ

sử dụng Những GV có năng lực quan sát và ghi chép quá trình học tập của HS, họ

có thể thấy không cần thiết phải thực hiện thêm một hình thức ĐG chính thống vào

cuối quá trình học tập Việc quan sát rất hữu ích trong ĐG, đặc biệt là quá trình thể hiện việc xây dựng, phát triển hoạt động của HS, hoặc sự hình thành năng lực

- Tự ĐG: HS tự ĐG, rút kinh nghiệm trong quá trình thực hiện nhiệm vụ Tự

ĐG giúp HS trở nên có trách nhiệm hơn với việc học tập

- ĐG đồng đẳng: HS tham gia vào ĐG sản phẩm, công việc của các bạn khác

1.3 Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lí

1.3.1 Hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học

Trong điều kiện nguồn tri thức ngày càng phong phú, đa dạng, người thầy không còn độc quyền về nguồn tri thức nữa thì phương pháp tự học ngày càng trở nên quan trọng Khi ứng dụng CNTT trong DH, HS được nhúng vào một môi trường hết sức mới mẻ, hấp dẫn, đa dạng và có tính trợ giúp cao, môi trường này chưa hề có trong nhà trường truyền thống

CNTT mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới các phương pháp và hình thức DH Những PPDH theo cách tiếp cận kiến tạo, dạy học dự án… ngày càng có nhiều điều kiện để áp dụng rông rãi Các hình thức DH như DH đồng loạt, DH theo nhóm, DH cá nhân cũng sẽ có những đổi mới trong môi trường CNTT Việc ứng dụng CNTT đem đến khả năng thực hiện phân hóa cao trong quá trình giáo dục Khi CNTT phát triển, chúng ta có thể trang bị cho người học môi trường học tập đa phương tiện, trong đó HS tương tác qua lại với môi trường, các nhiệm vụ học tập được đưa ra phù hợp với cá nhân HS Những kì vọng của các lí thuyết DH như tự thích nghi, trao quyền chủ động cho người học, cá nhân hóa trong DH sẽ được thực hiện ngày càng triệt để nhờ các thành tựu CNTT [8, tr 302]

Theo Newhouse, P.C (2002), CNTT hỗ trợ môi trường học tập, giúp thực hiện phương châm DH lấy người học làm trung tâm được thể hiện ở các khía cạnh: [9] Giúp HS tìm tòi, khám phá và phát triển kiến thức, hỗ trợ việc học tập tích cực

và ĐG thực, tích cực hóa sự tham gia, tương tác của HS bằng sự khuyến khích và thách thức các em Cung cấp công cụ để năng cao chất lượng sản phẩm của HS, hỗ trợ phát triển các kĩ năng tư duy bậc cao Tăng cường sự độc lập của HS, gắn việc học với người học

Tóm lại, ngày nay CNTT đang thực sự góp một phần không nhỏ vào việc nâng cao chất lượng dạy và học Có rất nhiều ứng dụng của CNTT hỗ trợ DH, trong đó đặc biệt phải kể đến các phần mềm DH Các nhà giáo dục, các chuyên gia đang cố gắng để CNTT ngày càng có nhiều ứng dụng hơn nữa trong giáo dục nói chung và trong hỗ trợ các PPDH nói riêng

1.3.2 Hỗ trợ của phần mềm trong dạy học Vật lí

Cùng với sự phát triển của CNTT thì các phần mềm hỗ trợ DH xuất hiện ngày càng nhiều với các tính năng được cải tiến, đem lại hiệu quả cao và dễ sử dụng Trong đó, đặc biệt phải kể đến phần mềm Tracker

Giao diện phần mềm Tracker và một số công cụ trong phần mềm Tracker

Phần mềm Tracker được sử dụng để phân tích các video clips do học sinh tự quay bằng điện thoại, máy ảnh kỹ thuật số hoặc các video clips có sẵn trên mạng

Internet về các tình huống chuyển động trong đời sống thực, nhờ đó giúp hỗ trợ xây

dựng các HĐ học định hướng tìm tòi của HS, liên hệ kiến thức nhà trường với thực tiễn cuộc sống, giúp HS rèn luyện năng lực giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn

Những khó khăn gặp phải khi nghiên cứu các chuyển động cơ học trong phòng thí nghiệm hay trong tự nhiên: [12]

Trong vật lí, có những quá trình do xảy ra quá nhanh hoặc xảy ra trong không gian rộng khó quan sát, khó đo đạc bằng các phương tiện, thiết bị đo thông thường trong phòng thí nghiệm (ví dụ như chuyển động rơi tự do, chuyển động ném xiên hay chuyển động tròn đều ) thì việc nghiên cứu nó ở trường phổ thông là hết sức khó khăn Để giải quyết các khó khăn đó, trên thực tế ngoài việc sử dụng máy vi tính để mô phỏng chúng, người ta còn sử dụng một số phương pháp khác ở trường phổ thông như:

- Phương pháp đánh tia lửa điện của bộ thí nghiệm Việt Nam hay bộ thí nghiệm J - 2155 của Trung Quốc

- Phương pháp dùng thì kế hiện số và các cửa chắn quang điện (trong bộ thí nghiệm J - 2125 - 1 của Trung Quốc hay các bộ thí nghiệm của hãng Phywe, Leybold của CHLB Đức, các bộ thí nghiệm của hãng Pasco của Mĩ )

- Phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm (tuy nhiên trên thực tế thì thiết bị chụp ảnh hoạt nghiệm không được trang bị ở trường phổ thông)

Về nguyên tắc thì trong các các phương pháp này ta cần ghi và đo trên băng giấy hay trên phim ảnh các quãng đường đi được trong những khoảng thời gian cố định bằng nhau (trong phương pháp đánh tia lửa điện và phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm) hoặc đo được các quãng đường đi được trong khoảng thời gian tuỳ ý (trong phương pháp dùng thì kế hiện số và các cửa chắn quang điện) của chuyển động Tuy nhiên, với các thiết bị sử dụng theo các phương pháp này thì lĩnh vực nghiên cứu chỉ giới hạn trong các loại chuyển động thẳng (trừ phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm) và giới hạn trong không gian của phòng thí nghiệm Hơn nữa, khi

sử dụng các phương pháp này, việc thu thập số liệu đo (bao gồm việc xác định toạ

độ của vật cũng như các quãng đường trên băng giấy hay phim ảnh) là khó chính xác, mất thời gian Thêm vào đó, từ các số liệu đo được, để phân tích, xử lí nó (tính toán, lập bảng, biểu diễn các mối quan hệ trên đồ thị ) cũng đòi hỏi khá nhiều thời gian Chính vì lí do đó, trong thực tế DH phổ thông hiện nay khi sử dụng các phương pháp này thì các thí nghiệm thường được tiến hành dưới dạng thí nghiệm minh hoạ

Để khắc phục các hạn chế kể trên, nhiều phương pháp mới được đưa ra trong

đó có phương pháp phân tích video clips nhờ máy vi tính và phần mềm Tracker

1.4 Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.4.1 Mục đích điều tra

Việc điều tra thực tiễn nhằm đánh giá thực trạng DH tìm tòi khám phá và thực trạng ứng dụng CNTT trong DH Vật lí Qua đó, thấy được những khó khăn, thuận lợi của việc áp dụng các PPDH tích cực và ứng dụng CNTT trong DH Vật lí hiện nay Từ đó, đề xuất những định hướng trong việc đổi mới PPDH, đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong DH Vật lí giúp HS tham gia vào quá trình học tập nhiều hơn nhằm nâng cao năng lực HS

1.4.2 Đối tượng điều tra

GV bộ môn Vật lí ở Trường THPT Lý Nhân Tông và Trường THPT Yên Phong số 2, HS khối 10 trường THPT Lý Nhân Tông, Tỉnh Bắc Ninh

1.4.3 Phương pháp điều tra

- Trao đổi trực tiếp với GV và HS

- Sử dụng phiếu điều tra với 6 GV Trường THPT Lý Nhân Tông, 6 GV trường

THPT Yên Phong số 2 và 44 HS trường THPT Lý Nhân Tông, Tỉnh Bắc Ninh

1.4.4 Kết quả điều tra

* Thực trạng về DH tìm tòi khám phá ở trường phổ thông

- Thực trạng về sử dụng PPDH tìm tòi khám phá trong dạy và học ở trường

phổ thông hiện nay

Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ

trình - hỏi đáp, diễn giảng - minh họa, các PPDH tích cực như tìm tòi khám phá, phát hiện và GQVĐ chưa được thường xuyên sử dụng nhiều mà thỉnh thoảng mới được GV sử dụng đến, thậm chí có những GV chưa bao giờ sử dụng các PPDH này

để tổ chức cho HS hình thành kiến thức mới

Về phía HS, kết quả thống kê cho thấy lợi ích lớn nhất của việc học tập theo phương pháp tìm tòi khám phá là kích thích hứng thú và ham mê tìm tòi khám phá kiến thức mới (86,36%), kích thích tính tích cực, độc lập và tự chủ trong học tập (70,45%), ngoài ra thì phương pháp học tập này còn giúp HS hiểu và nhớ kiến thức lâu hơn (40,91%) cũng như tăng cường sự hợp tác và phối hợp trong học tập (36,36%)

Tuy nhiên HS cũng gặp phải không ít khó khăn khi học tập theo phương pháp này, khó khăn lớn nhất là vốn kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế (84,1%), thứ hai là chưa quen với kiểu học tập theo phương pháp tìm tòi khám phá (61,36%) và cần nhiều thời gian, công sức cho HĐ học tập (47,73%)

Như vậy, có thể thấy PPDH tìm tòi khám phá đã được sử dụng nhưng chưa phổ biến trong trường phổ thông Phương pháp tìm tòi khám phá giúp HS rất nhiều trong học tập, bên cạnh đó cũng có một số khó khăn nhất định Vì vậy, GV cần phải

có những định hướng cho HS đối với phương pháp học tập này

- Nhận thức của GV về bản chất của DH tìm tòi khám phá

Theo kết quả thống kê: có 75% GV hiểu đúng và đầy đủ về bản chất của DH tìm tòi khám phá; 25% GV hiểu chưa đầy đủ và không có GV nào chưa hiểu gì hay hiểu sai về bản chất DH tìm tòi khám phá

Số liệu trên cho thấy, phần lớn GV đã có sự nhận thức đúng đắn về bản chất

DH tìm tòi khám phá Tuy nhiên, có một tỉ lệ đáng kể GV còn dừng lại ở hiểu biết đúng nhưng chưa đầy đủ về DH tìm tòi khám phá Vì vậy, để đưa DH tìm tòi khám phá vào thực tiễn và phát huy hiệu quả của nó, cần nâng cao hiểu biết của GV về kiểu DH này

* Thực trạng ứng dụng CNTT trong DH theo hướng tìm tòi khám phá

- Mức độ sử dụng CNTT hỗ trợ DH tìm tòi khám phá và hứng thú của HS với kiểu DH này

Kết quả thu được qua phiếu điều tra cho thấy chỉ có 16,67% số GV thường xuyên sử dụng PPDH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT, còn lại thỉnh thoảng sử dụng (50%); thậm chí có 33,33% GV được hỏi ý kiến chưa bao giờ sử dụng PPDH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT

Về phía HS, kết quả điều tra cho thấy, đa số HS đều rất hứng thú với các giờ học có sử dụng CNTT (45,45%), ở mức độ hứng thú cũng khá nhiều (31,82%), các mức độ còn lại bình thường (15,91%), không hứng thú (6,82%)

Vấn đề được đặt ra là: Tại sao GV và HS rất ủng hộ việc việc đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong DH ở trường phổ thông, nhưng thực tế sử dụng lại không nhiều?

Để trả lời câu hỏi trên cần phải xem xét nguyên nhân nào dẫn đến thực trạng này

- Nguyên nhân GV ít sử dụng CNTT hỗ trợ DH tìm tòi khám khá

Chưa có đủ điều kiện về cơ sở vật chất và thiết bị DH 50% Chưa nắm được quy trình tổ chức DH tìm tòi khám phá 16,67% Không có đủ thời gian vì lượng kiến thức của 1 tiết dạy nhiều 41,67%

Khả năng thiết kế và tổ chức bài dạy theo phương pháp tìm tòi khám

phá với sự hỗ trợ của CNTT còn hạn chế

75%

Bảng 1.6 Ý kiến giáo viên về nguyên nhân ít sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ dạy học tìm tòi khám phá

Bảng 1.6 cho thấy nguyên nhân lớn nhất GV ít sử dụng CNTT hỗ trợ DH tìm

tòi khám phá là do “khả năng thiết kế và tổ chức bài dạy theo phương pháp tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT còn hạn chế” Một tỉ lệ đáng kể GV chọn lí do

“trình độ tin học của GV và HS còn yếu”, “chưa đủ điều kiện về cơ sở vật chất và thiết bị dạy học” Có thể coi đây là những nguyên nhân khách quan khiến nhiều GV

khó tiến hành kiểu DH trên Tuy nhiên đi vào bản chất thì DH tìm tòi khám phá vẫn

có thể tiến hành với sự hỗ trợ của các phương tiện DH truyền thống nhưng nhiều

GV không sử dụng vì cho rằng “tốn nhiều thời gian và công sức chuẩn bị”, một số

GV khác lại cho rằng không có đủ thời gian để tiến hành DH tìm tòi khám phá vì

“lượng kiến thức trên một tiết dạy nhiều” Các GV này cho rằng, với HS trình độ

nhận thức kém, GV ở trên lớp thuyết trình, làm mẫu để HS lắng nghe, làm theo được các yêu cầu của SGK đã là thành công của cả thầy và trò, không có thời gian dành cho HĐ tìm tòi của HS

Còn lại, GV cho rằng “không phù hợp với thói quen của HS” Theo họ, muốn

đổi mới PPDH phải có sự hợp tác chia sẻ của HS trong từng HĐ học GV không thể tiến hành DH tìm tòi, khám phá nếu HS không có thói quen học tập tìm tòi Một số

ít GV cho rằng “DH dựa vào tìm tòi không hiệu quả bằng cách dạy truyền thống”

và “Chưa nắm được quy trình tổ chức DH tìm tòi khám phá” Đây là ý kiến của

một số ít GV lớn tuổi muốn dạy theo kinh nghiệm, không muốn có sự thay đổi Họ cho rằng, lối DH theo hướng cho HS tự lực, chủ động, sáng tạo không phù hợp với trình độ HS đại trà

* Kết luận rút ra từ thực trạng

+ Đa số GV hiện nay đã có những hiểu biết nhất định về DH tìm tòi khám phá, bước đầu có ý thức ứng dụng CNTT hỗ trợ DH tìm tòi khám phá song hiệu quả chưa được như mong muốn

+ Quy trình thiết kế và tổ chức bài dạy theo phương pháp tìm tòi khám phá với

sự hỗ trợ của CNTT là một nội dung còn mới mẻ trong nhận thức của nhiều GV hiện nay Cần có sự bồi dưỡng cả về lí luận cũng như kĩ năng cho GV nếu muốn áp dụng thành công PPDH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT

- CNTT (đặc biệt là ứng dụng của phần mềm) thật sự mang lại những hỗ trợ to lớn trong DH nói chung và DH Vật lí nói riêng giúp HS tích cực tham gia vào quá trình tìm tòi khám phá những quy luật, những mối quan hệ của các sự vật, hiện tượng diễn ra trong thực tế cuộc sống, kích thích được sự hứng thú và ham mê của

HS đối với việc tìm tòi giải quyết những vấn đề thực tiễn, thông qua đó rèn luyện và phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn của HS

Kết quả tìm hiểu thực trạng cho thấy: DH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT đã được quan tâm trong DH nhưng chưa đạt được hiệu quả như mong muốn Nguyên nhân chủ yếu đó là GV chưa thật sự nắm được bản chất của kiểu DH này

và chưa nắm được quy trình thiết kế và tổ chức bài dạy theo phương pháp tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT

Qua phân tích cơ sở lí luận và ĐG thực trạng nêu trên, tôi cho rằng việc nghiên cứu quy trình tổ chức DH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT (phần mềm) là vấn đề rất cần thiết góp phần nâng cao chất lượng DH, nâng cao năng lực người học Tuy nhiên để việc triển khai DH tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT đạt hiệu quả, trước hết cần nắm rõ quy trình thiết kế và tổ chức bài dạy theo phương pháp tìm tòi khám phá với sự hỗ trợ của CNTT Vấn đề này sẽ được nghiên cứu trong Chương 2 của luận văn

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ

“ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN

MỀM TRACKER 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chủ đề “Động học chất điểm”

- Nêu được vận tốc tức thời là gì

- Nêu được ví dụ về CĐT biến đổi đều

- Viết được công thức tính gia tốc của

một chuyển động biến đổi

- Nêu được đặc điểm của vectơ gia tốc

trong các CĐT biến đổi đều

- Viết được công thức tính vận tốc,

phương trình CĐT biến đổi đều Từ đó

suy ra công thức tính quãng đường đi

được

- Nêu được sự rơi tự do là gì Viết được

các công thức vận tốc, quãng đường của

chuyển động rơi tự do

- Nêu được đặc điểm về gia tốc rơi tự do

- Phát biểu được định nghĩa chuyển động

tròn đều Nêu được ví dụ thực tế về

- Nêu được các đại lượng đặc trưng cho chuyển động: độ dời, quãng đường, tốc

độ, vận tốc, gia tốc và đặc điểm của các đại lượng trên trong từng dạng chuyển động

- Trình bày được mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí trong từng dạng chuyển động

- Trình bày được quy luật và đặc điểm của từng dạng chuyển động

- Giải thích được một số hiện tượng thực tiễn về chuyển động

- Viết được các công thức của từng dạng chuyển động: vận tốc, gia tốc, phương trình chuyển động và các công thức liên

hệ

- Nắm được các loại đồ thị tọa độ - thời

thức giữa tốc độ dài và tốc độ góc

- Nêu được hướng của gia tốc trong

chuyển động tròn đều và công thức tính

gia tốc hướng tâm

gian, vận tốc - thời gian của các loại

- Đề xuất được các dự đoán, giả thuyết khoa học về các hiện tượng, quá trình chuyển động

- Đề xuất được các phương án thí nghệm kiểm tra dự đoán đã được đưa ra

- ĐG, lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu nhất

- Tiến hành được các thí nghiệm nghiên cứu quy luật động học của các dạng chuyển động và rút ra được kết luận về quy luật của các dạng chuyển động này

- Vận dụng được các công thức về chuyển động cơ học để giải bài tập liên

quan

2.1.2 Yêu cầu về năng lực giải quyết vấn đề học sinh cần đạt được trong dạy học chủ đề “Động học chất điểm”

Trong yêu cầu GQVĐ đối với HS lớp 10: Với một tình huống đã cho, HS chỉ

ra quy trình, nguyên tắc làm cơ sở cho giải pháp GQVĐ: nói, vẽ hình, lập bảng để

mô tả tiếp cận vấn đề HS bắt đầu tìm hiểu cách thức, chiến lược để tạo ra giải pháp tổng thể áp dụng cho một loạt tình huống vấn đề, có thể khái quát hóa qua công thức, biểu tượng và áp dụng vào tình huống tổng quát Đưa ra giả định làm cơ sở

cho giải pháp tối ưu, biểu thị mối quan hệ bằng kí hiệu, công thức Đánh giá giá trị của giải pháp

Dựa trên đường phát triển năng lực GQVĐ thực tiễn, tác giả đề xuất các mức

độ năng lực GQVĐ mà HS lớp 10 cần đạt trong DH chương “Động học chất điểm”

- Trình bày, giải thích các hiện tượng vật lí về chuyển động rõ ràng theo hướng có sẵn từ bằng chứng đã có

- Phân tích kết quả thực nghiệm theo hướng dẫn suy ra mối quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chuyển động

Mức 2 - Làm việc có hiệu quả với các tình huống và vấn đề mà có thể bao gồm

một cách rõ ràng các hiện tượng đòi hỏi sự suy diễn về vai trò của khoa học và công nghệ

- Khi nghiên cứu quy luật động học của các loại chuyển động nhận thấy các quá trình chuyển động diễn ra rất nhanh, trong không gian rộng khó quan sát cần đến sự hỗ trợ của phần mềm DH

Mức 3 - Liên kết các giải thích một cách trực tiếp với các khía cạnh của thực

tiễn cuộc sống: Nhận biết được các dạng chuyển động trong thực tế: CĐT đều, CĐT biến đổi đều, chuyển động cong

- Xác định các thành phần khoa học trong nhiều tình huống phức tạp và

áp dụng các kiến thức khoa học vào các tình huống này

- Xác định được những đặc điểm của chuyển động rơi tự do cần nghiên cứu: phương, chiều và tính chất chuyển động

- Xác định chuyển động rơi chịu ảnh hưởng của không khí tuân theo quy luật nào

- Xây dựng các giải thích trên cơ sở bằng chứng và phân tích có tính phê phán: Giải thích được quy luật của chuyển động rơi có ảnh hưởng của không khí

Mức 4

- Xác định, giải thích và áp dụng kiến thức khoa học một cách ổn định trong tình huống phức hợp: Khảo sát các chuyển động cong trong tự nhiên

- Xác định các vấn đề nghiên cứu liên quan đến chủ đề: Khảo sát chuyển động cong trong tự nhiên

- Sử dụng kiến thức khoa học xây dựng cơ sở lí luận, đề xuất các giải pháp và chiến lược giải quyết vấn đề nghiên cứu quy luật động học của các chuyển động cong trong tự nhiên

Bảng 1.7 Mức độ năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn học sinh lớp 10 cần đạt được trong chủ đề “Động học chất điểm”

2.1.3 Nội dung kiến thức trọng tâm

Hình 2.1 Sơ đồ kiến thức chủ đề “Động học chất điểm”