PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGIỆM PHẦN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO

Tuy nhiên, qua nhiều kênh thông tin khác nhau, có thế thấy việc dạy và học vật lý ở một số trường THPT còn nhiều hạn chế, đó là việc đổi mới phương pháp dạy học còn chậm, các hình thức dạy học theo lối “thông báo tái hiện” vẫn còn tồn tại, sự đa dạng hóa các các loại bài tập sử dụng trong chương trình Vật lý phổ thông còn là vấn đề đáng phải quan tâm, đặc biệt là các dạng bài tập thí nghiệm (BTTN) còn khá ít ỏi và chưa được coi trọng trong dạy học vật lý. Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển tư duy cũng như năng lực xử lý các vấn đề được đặt ra trong học tập và cuộc sống. Nguyên nhân của thực trạng trên là tính thiếu đồng bộ trong việc đổi mới phương pháp dạy học và hình thức kiểm tra đánh giá. Các kì thi hầu như không đề cập đến các vấn đề về thí nghiệm, cũng như BTTN. Vì thế trong quá trình giảng dạy nhiều giáo viên (GV) đã không chú ý đến việc rèn luyện các kĩ năng liên quan đến các vấn đề về thí nghiệm. Trong khi đó, việc rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn đề về BTTN lại là bước đi rất cần thiết để hình thành ở HS năng lực giải quyết vấn đề, phát triển được tư duy, sáng tạo là hành trang quan trọng để HS bước vào cuộc sống muôn màu muôn vẻ. Thực tiễn dạy học cho thấy, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS là hết sức quan trọng. Nó có tác dụng thiết thực để HS chủ động chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng kiến thức đó vào thực tế, từ đó làm cho HS tự tin và tích cực hơn trong học tập. Dạy học không chỉ là việc truyền thụ hệ thống kiến thức cơ bản mà điều quan trọng là xây dựng ở HS phương pháp suy nghĩ, phong cách làm việc, cách tiếp cận và giải quyết các vấn đề thực tiễn đặt ra. Đối với môn Vật lý, việc đặt HS vào yêu cầu giải quyết các vấn đề về BTTN, giúp HS rèn luyện các kĩ năng, thao tác tư duy so sánh, phân tích, suy luận, khái quát… đó là cơ sở để HS lĩnh hội các kiến thức vật lý một cách sâu sắc, không máy móc, đồng thời biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn hiệu quả. Căn cứ vào những chủ trương lớn của Đảng, Nhà nước và của Ngành Giáo dục; nhận thức được tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay và ý nghĩa của của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học vật lý; đồng thời góp phần nâng cao hơn nữa chất lượng dạy học vật lý ở trường THPT, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm phần Từ học Vật lý 11 nâng cao”.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ BẢO TRUNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

THÔNG QUA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG

HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGIỆM PHẦN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO

Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN QUANG LẠC

Huế, Năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các sốliệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được cácđồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kìmột công trình nào khác

Tác giả

Lê Bảo Trung

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giáo hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, Ban Chủ nhiệm, quý thầy cô giáo Khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Huế và quý thầy cô trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập.

Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy PGS.TS Nguyễn Quang Lạc đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của Ban giám hiệu và quý thầy cô trường THPT Minh Long, tỉnh Quảng Ngãi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm.

Tác giả cũng xin cảm ơn các anh chị học viên lớp LL&PPDH môn Vật lý K21 đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt thời gian thực hiện luận văn.

Cuối cùng, tác giả xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục chữ viết tắt 4

Danh mục các bảng, biểu, hình vẽ, sơ đồ 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lý do chọn đề tài 6

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 8

3 Mục tiêu đề tài 10

4 Giả thuyết khoa học 10

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

6 Đối tượng nghiên cứu 11

7 Phạm vi nghiên cứu 11

8 Phương pháp nghiên cứu 12

9 Đóng góp của luận văn 12

10 Cấu trúc luận văn 13

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 14

1.1 Một số vấn đề về năng lực giải quyết vấn đề 14

1.1.1 Năng lực giải quyết vấn đề 14

1.1.2 Các kĩ năng trong năng lực giải quyết vấn đề 15

1.1.3 Những dấu hiệu của sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề 18

1.1.4 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 19

1.2 Một số vấn đề cơ bản về BTTN 24

1.2.1 Khái niệm BTTN 24

1.2.2 Vị trí của BTTN trong hệ thống bài tập vật lý 25

1.2.3 Phân loại, các hình thức thể hiện và phương pháp giải BTTN 26

1.2.3.1 Phân loại BTTN 26

1.2.3.2 Các hình thức thể hiện BTTN 27

1.3 Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống BTTN 31

1.3.1 Một số điểm cần chú ý khi xây dựng hệ thống BTTN 31

1.3.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN 32

1.3.3 Quy trình xây dựng hệ thống BTTN 35

1.4.1 Đánh giá thực trạng 36

1.4.2 Những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng BTTN trong dạy học vật lý hiện nay 38

1.5 Quy trình sử dụng hệ thống BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS 40

1.5.1 Khái quát về hình thức bài lên lớp 40

1.5.2 Quy trình sử dụng BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề .41

1.6 Kết luận chương 1 44

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN TRONG DẠY HỌC PHẦN TỪ HỌC VẬT LÝ 11 NÂNG CAO THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 46

2.1 Xây dựng hệ thống BTTN phần Từ học Vật lý 11 nâng cao 46

2.1.1 Khái quát nội dung, cấu trúc phần Từ học Vật lý 11 nâng cao 46

2.1.2 Hệ thống BTTN phần Từ học 51

2.2 Sử dụng hệ thống BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS để giảng dạy một số kiến thức phần Từ học Vật lý 11 nâng cao 58

2.3 Kết luận chương 2 63

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 64

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 64

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 64

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 64

3.2 Nội dung và tiến trình thực nghiệm sư phạm 65

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 65

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 65

3.3.2 Thực hiện giảng dạy 65

3.3.3 Kiểm tra đánh giá 66

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 66

3.4.1 Nhận xét về tiến trình dạy học 66

3.4.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 67

3.5 Kết luận chương 3 71

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC

Bảng 3.1 Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra 67

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm ĐC và TNg 67

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất lũy tích 68

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp các tham số 70

Biểu đồ Biểu đồ 3.1 Phân bố điểm của hai nhóm ĐC và TNg 68

Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất 68

Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất lũy tích 69

Hình vẽ Hình 1.1 Tiến trình tổ chức HĐNT cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 23

Hình 1.2 Quy trình sử dụng BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 43

Sơ đồ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ quy trình dạy học đặt và giải quyết vấn đề 20

Sơ đồ 1.2 Sơ đồ phân loại hệ thống BTTN 26

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương “Từ trường” 50

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Con người đang bước vào những năm đầu của thế kỉ 21, ở giai đoạn màcuộc cách mạng khoa học công nghệ đang phát triển một cách vượt bậc Đi cùngvới sự phát triển đó là lượng tri thức mới khổng lồ liên tục được bổ sung vào khotàng tri thức nhân loại Với lượng tri thức đó con người ngày nay không thể nàonắm bắt hết được, do đó vấn đề không phải ở chỗ một người có thể nhớ đượclượng kiến thức bao nhiêu mà là người đó phải có những năng lực gì để có thể giảiquyết tốt hầu hết các yêu cầu vô cùng đa dạng trong cuộc sống hiện nay Điều đótác động mạnh mẽ đến giáo dục đào tạo, đòi hỏi giáo dục đào tạo phải có sự đổimới sâu sắc, toàn diện để có thể đáp ứng xu thế phát triển mới Đây vừa là cơ hộivừa là thách thức cho nền giáo dục Việt Nam.

Yêu cầu thực tiễn như vậy đòi hỏi nền giáo dục Việt Nam phải thay đổitoàn diện và đồng bộ từ mục tiêu, nội dung đến phương pháp, phương tiện và hìnhthức dạy học

Một trong những nội dung chính của mục tiêu giáo dục phổ thông hiện nay

là chú trọng phát triển các năng lực, phát huy tính tích cực, tự giác chủ động , sángtạo ở học sinh (HS) Điều đó được khẳng định trong Chiến lược phát triển giáo dục2001-2010, ban hành kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ/TTg ngày 28/12/2001

của Thủ tướng Chính phủ: “Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện… tạo điều

kiện để phát triển năng lực của mỗi HS, năng cao năng lực tư duy, kĩ năng thực hành, tăng tính thực tiễn, coi trọng kiến thức khoa học xã hội và nhân văn…”[1].

Mục tiêu này cũng được tái khẳng định trong Chiến lược giáo dục 2011-2020, banhành kèm theo quyết định số 711/QĐ/TTg ngày 13/06/2012 của Thủ tướng Chính

phủ “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn

luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo và năng lực tự học của người học…”[2]

Mục tiêu trên cũng được quy định tại điều 28 của Luật Giáo dục: “Phương

pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn…”[18]

Theo đánh giá được ghi trong Chiến lược giáo dục 2011-2020 ban hànhkèm theo quyết định số 711/QĐ/TTg ngày 13/06/2012 của Thủ tướng Chính phủthì sau hơn 20 năm đổi mới, mặc dù đã có những bước chuyển biến tích cực, songgiáo dục và đào tạo nước ta vẫn đang bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập Một trong

những hạn chế đó là “Nội dung chương trình còn nặng về lý thuyết, phương pháp

dạy học còn lạc hậu, chưa chú trọng đến giáo dục kĩ năng sống, phát huy tính sáng tạo, năng lực thực hành của HS…”[2]

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, phần lớn kiến thức vật lý trongchương trình trung học phổ thông (THPT) liên hệ chặt chẽ với các thí nghiệm(TN) và hầu như được rút ra từ thực nghiệm Sự phong phú về kiến thức, sự đadạng về hình thức thí nghiệm chính là những lợi thế lớn đối với tiến trình đổi mớiphương pháp dạy học bộ môn, để thực hiện tốt những yêu cầu về nội dung vàphương pháp giáo dục như Luật Giáo dục đã quy định

Tuy nhiên, qua nhiều kênh thông tin khác nhau, có thế thấy việc dạy và họcvật lý ở một số trường THPT còn nhiều hạn chế, đó là việc đổi mới phương phápdạy học còn chậm, các hình thức dạy học theo lối “thông báo- tái hiện” vẫn còntồn tại, sự đa dạng hóa các các loại bài tập sử dụng trong chương trình Vật lý phổthông còn là vấn đề đáng phải quan tâm, đặc biệt là các dạng bài tập thí nghiệm(BTTN) còn khá ít ỏi và chưa được coi trọng trong dạy học vật lý Điều này ảnhhưởng không nhỏ đến sự phát triển tư duy cũng như năng lực xử lý các vấn đềđược đặt ra trong học tập và cuộc sống

Nguyên nhân của thực trạng trên là tính thiếu đồng bộ trong việc đổi mớiphương pháp dạy học và hình thức kiểm tra đánh giá Các kì thi hầu như không đềcập đến các vấn đề về thí nghiệm, cũng như BTTN Vì thế trong quá trình giảngdạy nhiều giáo viên (GV) đã không chú ý đến việc rèn luyện các kĩ năng liên quanđến các vấn đề về thí nghiệm Trong khi đó, việc rèn luyện các kĩ năng giải quyếtvấn đề về BTTN lại là bước đi rất cần thiết để hình thành ở HS năng lực giải quyếtvấn đề, phát triển được tư duy, sáng tạo- là hành trang quan trọng để HS bước vàocuộc sống muôn màu muôn vẻ

Thực tiễn dạy học cho thấy, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của

HS là hết sức quan trọng Nó có tác dụng thiết thực để HS chủ động chiếm lĩnhkiến thức và vận dụng kiến thức đó vào thực tế, từ đó làm cho HS tự tin và tíchcực hơn trong học tập Dạy học không chỉ là việc truyền thụ hệ thống kiến thức cơbản mà điều quan trọng là xây dựng ở HS phương pháp suy nghĩ, phong cách làmviệc, cách tiếp cận và giải quyết các vấn đề thực tiễn đặt ra Đối với môn Vật lý,việc đặt HS vào yêu cầu giải quyết các vấn đề về BTTN, giúp HS rèn luyện các kĩnăng, thao tác tư duy so sánh, phân tích, suy luận, khái quát… đó là cơ sở để HSlĩnh hội các kiến thức vật lý một cách sâu sắc, không máy móc, đồng thời biết vậndụng kiến thức vào thực tiễn hiệu quả

Căn cứ vào những chủ trương lớn của Đảng, Nhà nước và của Ngành Giáodục; nhận thức được tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học tronggiai đoạn hiện nay và ý nghĩa của của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đềcho HS trong dạy học vật lý; đồng thời góp phần nâng cao hơn nữa chất lượng dạy

học vật lý ở trường THPT, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Phát triển

năng lực giải quyết vấn đề cho HS thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm phần Từ học Vật lý 11 nâng cao”.

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Trong dạy học vật lý, BTTN có tác dụng tốt nhiều mặt: giáo dục, giáodưỡng, phát triển tư duy và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Đặc biệt, BTTN là phươngtiện hữu hiệu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn Nhận thức đượcđiều đó, trong những năm gần đây đã có không ít tác giả quan tâm đến việc nghiêncứu, đưa BTTN vào bài học vật lý ở trường phổ thông theo nhiều hướng khácnhau Dưới đây là một số nghiên cứu tiêu biểu:

Trong luận án tiến sĩ “Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học

chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính” (2013), tác giả

Lương Thị Lệ Hằng đã làm rõ được các kĩ năng cần rèn luyện cho HS để phát triểnnăng lực giải quyết vấn đề, xây dựng được quy trình dạy học giúp HS rèn luyệncác kĩ năng của năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của máy vi tính

Trong luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu khai thác sử dụng bài tập thí nghiệm,

thí nghiệm vật lý trong dạy học phần Vật lý phân tử và Nhiệt học ở trường THPT”

(2003), tác giả Nguyễn Đức Phước đã trình bày về vai trò của BTTN trong việctích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, tác giả cũng đã sử dụng một số BTTNvào nội dung dạy học song lại chưa chú trọng đến xây dựng những định hướng cụthể giúp GV có thể sử dụng đề tài một cách hiệu quả

Tác giả Nguyễn Thanh Sơn với đề tài “Xây dựng và sử dụng bài tập thí

nghiệm trong dạy học phần Điện từ Vật lý 11 THPT” (2009) cũng đề cập đến việc

sử dụng BTTN nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS Tuy nhiên, domục tiêu ban đầu tác giả đặt ra chỉ là xây dựng một số BTTN và quy trình để giảicác BTTN đó theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS mà chưa đềcập đến hình thức thể hiện, nguyên tắc xây dựng và những định hướng về sử dụngBTTN để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

Với đề tài “Nghiên cứu sử dụng bài tập thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng

năng lực tư duy vật lý cho HS trong dạy học chương “Dòng điện không đổi” Vật

lý 11 nâng cao THPT” (2009), tác giả Trịnh Thị Tấn cũng đã trình bày việc sử

dụng BTTN theo hướng bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS Trong luận văn này,tác giả đã đề xuất được một số biện pháp bồi dưỡng năng lực tư duy vật lý thôngqua BTTN, song tác giả cũng chỉ mới tập trung khai thác các thí nghiệm trongsách giáo khoa (SGK) mà chưa đưa ra quy trình xây dựng và sử dụng BTTN trongdạy học vật lý

Tác giả Trần Văn Tuấn với đề tài “Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm

chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lý 10 nâng cao THPT” (2010) đã trình bày một số

vấn đề về xây dựng và sử dụng BTTN Tuy nhiên, cũng xuất phát từ mục tiêu banđầu, tác giả mới chỉ tập trung vào loại bài tập dựa trên phương án thiết kế thí nghiệm

mà chưa đi sâu vào việc khai thác các dạng BTTN có sự hỗ trợ của máy vi tính

Trong luận văn thạc sĩ “Phát triển tư duy HS thông qua việc xây dựng và

sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT” (2012), tác giả Trần Anh Tiến đã đề xuất được quy trình

xây dựng hệ thống BTTN theo hướng phát triển tư duy HS, tác giả cũng sử dụng

sự hỗ trợ của máy vi tính trong tiến trình xây dựng kiến thức dưới hình thức cácvideo TN, TN mô phỏng Tuy nhiên, hướng phát triển tư duy là khá chung chung,thực tiễn yêu cầu cần hình thành những năng lực cụ thể hơn nữa Mặt khác, cácBTTN chủ yếu là các thí nghiệm được tiến hành trong phòng TN chưa có nhiềuBTTN gắn với cuộc sống hằng ngày của HS, do đó còn hạn chế trong việc kíchthích hứng thú, liên hệ thực tiễn ở HS.

Cùng với các công trình nghiên cứu trên, còn có một số tài liệu liên quan

đến BTTN dưới hình thức sách tham khảo như: “Thí nghiệm thực hành vật lý

chọn lọc” của Nguyễn Thượng Chung (1994), “Những bài tập hay về thí nghiệm vật lý” của V.Langue (1998), “Bài tập thí nghiệm vật lý” của Nguyễn Thượng

Chung (2000)…Do có những mục đích khác nhau trong quá trình biên soạn sáchnên các tác giả chỉ chú trọng tới việc giới thiệu các BTTN với lời giải kèm theo

mà chưa đề cập đến việc chỉ ra cách sử dụng các bài tập đó trong dạy học vật lýnhư thế nào cho hiệu quả

Như vậy, mặc dù có không ít tác giả đề cập đến BTTN trong dạy học vật lýnhưng vẫn chưa có tác giả nào nghiên cứu BTTN theo hướng phát triển năng lựcgiải quyết vấn đề cho HS Mặt khác, các tác giả cũng nghiên cứu về các BTTN nóichung, chưa có tác giả nào khai thác các BTTN có nội dung thực tiễn gắn với cuộcsống HS

3 Mục tiêu đề tài

Đề xuất được quy trình xây dựng và sử dụng hệ thống BTTN để giảng dạyphần Từ học Vật lý 11 nâng cao theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đềcho HS

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng quy trình xây dựng và sử dụng hệ thống BTTN để giảngdạy phần Từ học Vật lý 11 nâng cao theo hướng phát triển năng lực giải quyếtvấn đề cho HS thì sẽ giúp các em chủ động, linh hoạt trong giải quyết các vấn đềhọc tập, nhờ đó góp phần hình thành cho các em năng lực giải quyết các vấn đềtrong cuộc sống

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đặt ra, chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực giảiquyết vấn đề cho HS trong dạy học vật lý ở trường THPT

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập vật lý nóichung và BTTN nói riêng trong dạy học vật lý ở trường THPT

- Đánh giá thực trạng việc sử dụng BTTN trong dạy học vật lý ở trườngphổ thông hiện nay và nguyên nhân những thực trạng đó

- Phân tích đặc điểm nội dung, cấu trúc phần Từ học Vật lý 11 nâng cao

- Đề xuất quy trình xây dựng hệ thống BTTN vận dụng để xây dựng hệthống BTTN thuộc phần Từ học Vật lý 11 nâng cao

- Đề xuất quy trình sử dụng BTTN vào dạy học để phát triển năng lực giảiquyết vấn đề cho HS và vận dụng quy trình này vào giảng dạy một số kiến thứcthuộc phần Từ học Vật lý 11 nâng cao

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) để kiểm chứng tính hiệu quả vàtính khả thi của đề tài

6 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học Vật lý 11 THPT, trong đó quan tâm đặc biệt đến dạy họcBTTN vật lý theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

7 Phạm vi nghiên cứu

Do hạn chế về thời gian và khuôn khổ quy định cho một luận văn, nên đềtài chỉ tập trung nghiên cứu trong phạm vi:

- Nội dung kiến thức phần Từ học Vật lý 11 nâng cao

- Dạy học bài tập vật lý ở phần Từ học Vật lý 11 nâng cao

- Điều tra thực trạng dạy học BTTN tại một số trường THPT trên địa bàntỉnh Quảng Ngãi

- Thực nghiệm (TNg) được tiến hành tại một số lớp thuộc trường THPTMinh Long, tỉnh Quảng Ngãi

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước về định hướng đổi mới

8.2 Phương pháp điều tra thực tiễn

- Điều tra bằng phiếu thăm dò về việc sử dụng BTTN trong hoạt động dạyhọc ở một số trường THPT tỉnh Quảng Ngãi

- Điều tra việc dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề hiệnnay ở một số trường THPT hiện nay

8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành TNg giảng dạy một số bài thuộc phần Từ học Vật lý 11 nângcao có sử dụng hệ thống BTTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đềcho HS

- Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS.

8.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để trình bày, so sánh kết quảTNSP và kiểm định giả thuyết thống kê kết quả học tập của hai nhóm đối chứng(ĐC) và TNg

9 Đóng góp của luận văn

- Góp phần hệ thống hóa cơ sở lí luận của việc phát triển năng lực giảiquyết vấn đề cho HS trong dạy học vật lý thông qua BTTN

- Đề xuất được quy trình sử dụng BTTN theo hướng phát triển năng lực giảiquyết vấn đề trong dạy học vật lý

- Xây dựng được hệ thống BTTN phần Từ học Vật lý 11 nâng cao theohướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

- Đề xuất được tiến trình dạy học một số bài thuộc phần Từ học theo hướngphát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn của chúng tôi gồm:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng BTTN

theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong dạy học vật lý

Chương 2: Xây dựng và sử dụng BTTN trong dạy học phần Từ học Vật lý

11 nâng cao theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

NỘI DUNG

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI

QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1 Một số vấn đề về năng lực giải quyết vấn đề

1.1.1 Năng lực giải quyết vấn đề

a Khái niệm năng lực

Hiện nay đang có khá nhiều định nghĩa khác nhau về năng lực Trong từ

điển Hán-Việt của tác giả Nguyễn Lân, năng lực được cho là “khả năng đảm nhận

cộng việc và thực hiện tốt công việc đó nhờ có phẩm chất đạo đức và trình độ chuyên môn”; theo quan niệm trong chương trình Giáo dục phổ thông của

Quebec- Canada, năng lực là “sự kết hợp một cách 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 của hoạt động trong bối cảnh nhất định.”[14]

Trong Kỷ yếu hội thảo quốc gia về khoa học giáo dục Việt Nam, tác giả

Nguyễn Thị Minh Phương cho rằng năng lực là “khả năng hành động, đạt được

thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả năng huy động và sử dụng hiệu quả nguồn lực tích hợp của cá nhân khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống.” Theo

các nhà Tâm lý học: “Năng lực là sự kết hợp linh hoạt, độc đáo nhiều đặc điểm tâm

lí tạo thành những điều kiện chủ quan thuận lợi giúp cá nhân tiếp thu dễ dàng, tập dợt nhanh chóng và hoạt động hiệu quả trong một lĩnh vực nào đó.” [14]

Như vậy, có nhiều cách diễn đạt khác nhau, nhưng tất cả đều chung mộtnhận định: năng lực gắn với khả năng thực hiện, nghĩa là phải biết làm chứ khôngdừng lại ở hiểu Và hành động làm ở đây lại gắn với những yêu cầu cụ thể về kiếnthức, kĩ năng thái độ để đạt được kết quả

Năng lực có những đặc điểm sau:

 Năng lực chỉ có thể quan sát được qua hoạt động của cá nhân ở các tìnhhuống nhất định;

 Năng lực thể hiện dưới hai dạng là năng lực chung và năng lực chuyên biệt;

 Năng lực được hình thành và phát triển ở trong và ngoài nhà trường;

 Năng lực được hình thành và cải thiện liên tục trong suốt cuộc đời conngười vì sự phát triển năng lực thực chất là làm thay đổi cấu trúc nhận thức vàhành động của cá nhân Vì thế, năng lực có thể bị yếu hoặc mất đi nếu như nókhông được sử dụng tích cực và thường xuyên

 Phát triển năng lực cần dựa trên cơ sở phát triển các thành phần (kiếnthức, kĩ năng, thái độ,…) trong đó phải được “thực hành”, huy động tổng hợp cácthành phần trong các tình huống

b Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Vấn đề là trạng thái mà ở đó có sự mâu thuẫn hay có khoảng cách giữa thực

tế và mong muốn Giải quyết vấn đề là một quá trình, trong đó người học xác địnhđược vấn đề cần giải quyết, lựa chọn được một giải pháp tối ưu để giải quyết mộtvấn đề mới lạ và đánh giá những gì xảy ra Trong quá trình này, người học đòi hỏiphải có các kĩ năng tư duy như phân tích, tổng hợp, phê phán, sáng tạo nhằm tìm

ra con đường mới để giải quyết những vấn đề mà trước đó chưa từng gặp Vậy

năng lực giải quyết vấn đề là năng lực xác định được mục tiêu của vấn đề, đề ra

được các giải pháp để giải quyết vấn đề đó, chọn được giải pháp tối ưu trong cácgiải pháp đã đề ra để thực hiện, đánh giá được kết quả thu được, rút kinh nghiệmkhi xử lí vấn đề khác tương tự và đề xuất được vấn đề mới khi cần thiết.[11]

Hoạt động nhận thức (HĐNT) của con người chỉ thực sự bắt đầu khi conngười gặp phải mâu thuẫn giữa trình độ hiểu biết đang có và nhiệm vụ mới phải giảiquyết một vấn đề mà bằng việc tái hiện những kiến thức, kĩ năng đã có không đủ đểgiải quyết Để khắc phục được mâu thuẫn trên thì phải biết vận dụng tổng hợp kiếnthức và kĩ năng một cách linh hoạt để xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới, kĩnăng mới Như vậy, HĐNT của HS trong học tập thực chất là hoạt động giải quyếtvấn đề nhận thức

1.1.2 Các kĩ năng trong năng lực giải quyết vấn đề

Tiến trình giải quyết vấn đề của các nhà khoa học được diễn ra như sau[24], [30], [36]:

- Xác định rõ nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện

đã cho và những điều cần đạt tới;

- Tìm hiểu xem trong kho tàng kiến thức, kinh nghiệm của loài người đã có

cách giải quyết vấn đề đó hoặc vấn đề tương tự chưa;

- Nếu đã có thì liệt kê tất cả những giải pháp đã có và lựa chọn một phươngpháp thích hợp;

- Nếu chưa có thì phải đề xuất giải pháp mới hay xây dựng kiến thức,

phương tiện mới dùng làm công cụ để giải quyết vấn đề;

- Thử nghiệm áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới vào thực tiễn để đánh

giá tính hiệu quả của chúng, từ đó bổ sung, hoàn thiện kiến thức đã xây dựng, giảipháp đã đề xuất

Để hình thành ở HS năng lực giải quyết vấn đề, GV có thể phỏng theo tiếntrình giải quyết vấn đề của các nhà khoa học để tổ chức HĐNT cho HS Tuynhiên, để tổ chức thành công HĐNT cho HS, GV cần phải chú ý đến những điểmkhác nhau giữa nhà khoa học và HS khi giải quyết vấn đề Khi chấp nhận giảiquyết một vấn đề, nhà khoa học đã có trình độ kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cần thiết,còn HS thì chỉ bước đầu làm quen với việc giải quyết vấn đề khoa học Nhữngkiến thức mà HS cần chiếm lĩnh là những kiến thức mà nhiều thế hệ các nhà khoahọc đã trải qua thời gian dài mới đạt được, còn HS thì chỉ được dành một khoảngthời gian ngắn để phát hiện ra kiến thức đó Bên cạnh đó, nhà khoa học đã có trongtay những phương tiện chuyên dùng đạt độ chính xác cao và những điều kiện thíchhợp nhất để giải quyết vấn đề, còn HS thì chỉ có những phương tiện thô sơ củatrường phổ thông với độ chính xác chưa cao, chỉ có điều kiện làm việc tập thể ởlớp hay ở phòng thực hành đôi khi không thể lặp đi lặp lại nhiều lần HS không thểhoàn toàn tự lực xây dựng kiến thức khoa học được mà cần phải có sự giúp đỡ của

GV Sự giúp đỡ của GV không phải là giảng giải, cung cấp cho HS những kiếnthức có sẵn mà là tạo điều kiện cho HS có thể trải qua các giai đoạn chính của việcgiải quyết vấn đề, đồng thời GV cũng phải khuyến khích, động viên HS kịp thờitrong quá trình giải quyết vấn đề đặt ra

HS chỉ có thể giải quyết được vấn đề đặt ra khi HS phát hiện được vấn đềcần giải quyết, xác định được mục tiêu của vấn đề và tìm ra được giải pháp để giảiquyết vấn đề đó Bên cạnh đó, HS còn phải biết phân tích hiện tượng, phối hợp vớicác HS khác và sáng tạo trong quá trình giải quyết vấn đề Khi thu được kết quả,

HS phải biết tổng hợp và đánh giá kết quả đó Đồng thời, sau khi giải quyết đượcvấn đề đặt ra, HS phải đề xuất được vấn đề mới từ kết quả thu được Vì vậy, đểphát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS, GV cần rèn luyện cho HS các kĩnăng giải quyết vấn đề sau:

- Kĩ năng phát hiện vấn đề cần giải quyết;

- Kĩ năng xác định mục tiêu của việc giải quyết vấn đề;

- Kĩ năng đề xuất các giải pháp thích hợp và thực hiện giải pháp tối ưu đểgiải quyết vấn đề; trong đó chú ý rèn luyện kĩ năng TN để giải quyết vấn đề bằngBTTN

- Kĩ năng phân tích hiện tượng khi giải quyết vấn đề;

- Kĩ năng phối hợp với người khác để giải quyết vấn đề;

- Kĩ năng đánh giá, tổng hợp, khái quát kết quả thu được;

- Kĩ năng đề xuất vấn đề mới

Để rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn đề cho HS, GV phải tổ chứcHĐNT sao cho HS có thể phát hiện được vấn đề mới cần giải quyết thông qua việc

đề xuất vấn đề và sự định hướng của GV Sau khi HS đã xác định được vấn đề cầngiải quyết, để HS có thể tự lực giải quyết được vấn đề đặt ra, GV phải hướng dẫncho HS cách thức chung đề giải quyết vấn đề đó Trước hết, HS phải xác địnhđược mục tiêu của việc giải quyết vấn đề Kế tiếp, HS phải suy nghĩ làm thế nào

để đạt được mục tiêu đó HS phải tìm xem có bao nhiêu cách để giải quyết vấn đề

đó và chọn một giải pháp tối ưu để thực hiện nó Trong các cách giải quyết trên,

HS phải kết hợp việc phân tích hiện tượng, phân tích vấn đề, sử dụng dữ kiện cungcấp, suy luận, tổng hợp để tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra Thông qua kết quả tìm

ra được, GV phải hướng dẫn HS biết cách đánh giá nó đúng hay chưa đúng Nếukết quả HS tìm ra được chưa đúng thì GV phải hướng dẫn HS biết cách xử lí đểthu được kết quả đúng cho vấn đề giải quyết Đồng thời, thông qua kết quả HS tìm

ra được, GV cũng phải định hướng cho HS suy nghĩ để HS có thể đề xuất đượcvấn đề mới từ kết quả HS tìm ra Bên cạnh đó, khi tổ chức HĐNT cho HS, GVcũng phải cho HS làm việc theo nhóm để rèn luyện cho HS kĩ năng phối hợp vớingười khác khi giải quyết vấn đề.

Như vậy, quá trình giải quyết vấn đề của HS là quá trình hoạt động tự lựctrong sự phối hợp với tập thể lớp và sự giúp đỡ, hướng dẫn của GV cùng với sự hỗtrợ của phương tiện dạy học Kết quả của quá trình giải quyết vấn đề là HS chiếmlĩnh được kiến thức và phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của mình

1.1.3 Những dấu hiệu của sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trước hết là giúp HS nắmvững kiến thức, biết vận dụng linh hoạt kiến thức vào các các yêu cầu khác nhaunhư giải bài tập, thực hành, giải quyết yêu cầu nào đó do chính các em bắt gặptrong cuộc sống

Đối với HS, năng lực giải quyết vấn đề càng phát triển thì khả năng lĩnh hộitrị thức càng cao và đặc biệt khả năng vận dụng tri thức càng linh hoạt và hiệuquả Như vậy, sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS được diễn ra trongquá trình tiếp thu và vận dụng tri thức Khi năng lực giải quyết vấn đề được pháttriển sẽ tạo thói quen làm việc có mục đích (nhằm giải quyết vấn đề cụ thể nào đó)

và có phương pháp (do HS đã nắm được tiến trình chung để giải quyết vấn đề).Đây là cơ sở để HS có thể sáng tạo trong các tình huống đa dạng của cuộc sống

Do đó, từ hoạt động dạy học trên lớp, thông qua hệ thống câu hỏi được gia công kĩcàng, GV điều khiển hoạt động nhận thức cho HS để giải quyết các vấn đề học tậpđược đưa ra Nếu HS tham gia giải quyết vấn đề tích cực, chủ động, thì họ sẽ lĩnhhội được kiến thức, đồng thời rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề cho bản thân

Trên cơ sở phân tích các đặc điểm của năng lực và các kĩ năng của năng lựcgiải quyết vấn đề, chúng tôi đưa ra các dấu hiệu để đánh giá sự phát triển năng lựcgiải quyết vấn đề như sau:

Một là, có khả năng phát hiện các vấn đề cần giải quyết Khả năng phát

hiện vấn đề của HS thường không tốt do tâm lý ỷ lại, chờ đợi sự gợi mở của GV

Do đó, để có khả năng này, HS cần tư duy độc lập và nhạy bén; luôn đặt ra cho

bản thân các câu hỏi thích hợp, xác đáng, rõ ràng khi bắt gặp tình huống có vấn đề.Biểu hiện cụ thể ở HS là tinh thần ham học hỏi, liên tục chủ động đưa ra các câuhỏi về vấn đề quan tâm.

Hai là, có khả năng tự lực di chuyển các tri thức, kĩ năng sang một tình

huống mới Trong quá trình học tập, HS đều phải giải quyết các vấn đề đòi hỏi sựliên kết các kiến thức đã học với nhau Nếu HS có thể vận dụng linh hoạt trong cáctình huống mới thì chứng tỏ năng lực giải quyết vấn đề của HS đã phát triển

Ba là, có khả năng cân nhắc những cách tiếp cận khác nhau dưới những góc

nhìn khác nhau, những giả thuyết và những chọn lựa khác nhau; không tuyệt đốihóa vấn đề, không cho rằng chỉ có duy nhất một con đường để tìm chân lý và giảiquyết vấn đề Từ đó, có được lựa chọn phương án tối ưu nhất để giải quyết vấn đềđặt ra

Bốn là, có khả năng đánh giá kết quả đạt được sau khi giải quyết xong vấn

đề, nhận ra được ưu điểm, khuyết điểm của cách tiếp cận; cải tiến phương án giảiquyết vấn đề để đem lại hiệu quả cao hơn

1.1.4 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Tổ chức HĐNT cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề là

tổ chức các tình huống sao cho HS có thể tự lực giải quyết vấn đề đặt ra trong sự

cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ của GV Để tích cực hóa HĐNT của HS, GVphải sắp xếp các tình huống sao cho tình huống sau là sự tiếp nối các tình huốngtrước bằng cách cung cấp thêm hoặc biến đổi các dữ liệu Một tình huống thíchhợp sẽ là tình huống giúp cho HS hành động sáng tạo và có kết quả Theo các nhàkhoa học, việc dạy học đặt và giải quyết vấn đề tuân theo quy trình sau [6], [8],[16], [23]:

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ quy trình dạy học đặt và giải quyết vấn đề

Việc xác nhận tính hợp thức của kiến thức được xác lập có thể được thựchiện theo hai giải pháp [13],[22]:

 Có sự phù hợp giữa kiến thức được xác lập hoặc hệ quả của nó với kếtquả thực nghiệm, với kết quả quan sát thực tiễn;

 Có sự phù hợp giữa kiến thức được xác lập với những kiến thức đã cóhoặc giữa hệ quả giữa chúng

Dựa vào quy trình dạy học đặt và giải quyết vấn đề ở trên, việc tổ chức cácHĐNT cho HS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề được thực hiện

Tạo tình huống có vấn đề tình huống có vấn đề h huống có vấn đềuống có vấn đề có vấn đề vấn đề

Ph huống có vấn đềát triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh t triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh iển và nhận dạng vấn đề nảy sinh nh huống có vấn đềận ạng có vấn đề vấn đề nảy sinh sinh huống có vấn đề r d

Ph huống có vấn đềát triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh biểu vấn để cần g có vấn đềiải quy sinhết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh

G iai đoạn 1 1

Đặt triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh vấn đề, xây xây sinh

dựng có vấn đề bà nhận dạng vấn đề nảy sinhi t triển và nhận dạng vấn đề nảy sinho tình huống có vấn đềán

nh huống có vấn đềận t triển và nhận dạng vấn đề nảy sinhh huống có vấn đềức

G iai đoạn 1 2

G iải quy sinhết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh vấn đề

rđặt triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh a

Th huống có vấn đềực h huống có vấn đềiện kế h huống có vấn đềo tình huống có vấn đềạch huống có vấn đề

Đề xuất triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh các g có vấn đềiả t triển và nhận dạng vấn đề nảy sinhh huống có vấn đềuy sinhết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh

Lập kế hoạch giải quyết vấn đề kế h huống có vấn đềo tình huống có vấn đềạch huống có vấn đề g có vấn đềiải quy sinhết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh vấn đề

G iai đoạn 1 3

Kết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh luận

Th huống có vấn đềảo tình huống có vấn đề luận kết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh quả và nhận dạng vấn đề nảy sinh đánh huống có vấn đề g có vấn đềiá

Kh huống có vấn đềẳng có vấn đề định huống có vấn đề h huống có vấn đềay sinh bác bỏ giả thuyết đã nêu g có vấn đềiả t triển và nhận dạng vấn đề nảy sinhh huống có vấn đềuy sinhết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh đã nêu nêu

Ph huống có vấn đềát triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh biểu kết triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh luận

Để xuất triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh vấn đề mới

theo tiến trình gồm 6 bước đó là: đề xuất và phát biểu vấn đề  giải quyết vấn đề

(suy đoán, thực hiện giải pháp)  kiểm tra, xác nhận kết quả giải pháp  rút ra kết luận (kiến thức mới)  đánh giá, vận dụng kiến thức  đề xuất vấn đề mới.

[20]

Bước 1: Đề xuất và phát biểu vấn đề

Trong bước này, GV tạo ra cho HS tình huống có vấn đề, tạo động cơ hứngthú học tập cho HS Đồng thời, GV cũng định hướng cho HS phát hiện và phátbiểu được vấn đề cần giải quyết Ở bước này, GV rèn luyện cho HS kĩ năng pháthiện vấn đề cần giải quyết

Bước 2: Giải quyết vấn đề: suy đoán giải pháp, thực hiện giải pháp.

Để HS có thể tự lực giải quyết được vấn đề đặt ra, GV hướng dẫn cho HScách thức chung để giải quyết vấn đề đó

Trước hết, HS phải lập được kế hoạch giải quyết vấn đề Để lập kế hoạch

HS cần thực hiện các thao tác sau:

 Xác định được mục tiêu của việc giải quyết vấn đề

 Suy đoán các giải pháp để đạt được mục tiêu đã xác định: để giải quyết

vấn đề đặt ra, cần suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải, chọn hoặc đềxuất các mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán cácbiến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xâydựng cái cần tìm

Tiếp đến, GV định hướng cho HS thực hiện giải pháp đã đã đề ra Việc

thực hiện giải pháp thường được tiến hành theo hai hướng chính:

 Khảo sát lý thuyết: vận hành mô hình rút ra kết luận logic về cái cần tìm

 Khảo sát thực nghiệm: thiết kế phương án TN, tiến hành TN, thu nhậncác dữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm

Trong bước này, GV yêu cầu HS phối hợp nhau để xác định được mục tiêuvấn đề và đưa ra giải pháp để giải quyết vấn đề trên Bên cạnh đó, để định hướng

HS giải quyết được vấn đề đặt ra, GV phải bố trí nhiều tình huống nối tiếp nhau để

HS suy nghĩ, tìm kiếm câu trả lời Ở bước này, GV rèn luyện cho HS kĩ năng xácđịnh mục tiêu của việc giải quyết vấn đề, kĩ năng phân tích hiện tượng và kĩ năng

đề xuất giải pháp thích hợp khi giải quyết vấn đề Đồng thời, qua các hoạt động

đó, GV cũng rèn luyện cho HS kĩ năng phối hợp với người khác (kĩ năng làm việcnhóm) để giải quyết vấn đề

Bước 3: Thảo luận và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề

Trong bước này, GV yêu cầu HS tổng hợp lại kết quả giải quyết vấn đượcthực hiện bởi các giải pháp do họ đưa ra Cụ thể, GV cần hướng dẫn HS: xem xét,đánh giá khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụngchúng để giải thích hoặc tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết(nhờ suy luận lý thuyết- mô hình hệ quả logic) và kết luận thu được từ các dữ liệuthực nghiệm (mô hình xác nhận) Sự đánh giá này sẽ dẫn tới hai hướng:

 Khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm  chấp nhận giải pháp

và kết quả thu được

 Khi không có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm  tiến hànhxem xét lại giải pháp đã đề ra, bổ sung, sửa đổi, thậm chí là dùng giải pháp khácđối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất pháp hoặc thay đổi phương án thựcnghiệm

Ở bước này, GV rèn luyện cho HS kĩ năng tổng hợp, phân tích kết quả thuđược; kỹ năng tư duy trong tình huống mới

Bước 4: Kết luận kiến thức

Sau khi HS đã thảo luận và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề, nếu giảipháp đã được đánh giá là phù hợp, kết quả suy luận lý thuyết phù hợp với kết quảkiểm chứng bằng thực nghiệm thì kết quả giải quyết vấn đề ở trên được hợp thứchóa và đi đến kết luận kiến thức Ở bước này, GV rèn luyện cho HS kĩ năng kháiquát hóa kiến thức

Bước 5: Đánh giá và vận dụng kiến thức trong giới hạn vấn đề vừa giải

quyết

Trong bước này, GV yêu cầu HS hệ thống lại kiến thức vừa học và trìnhbày trước lớp Qua bước này, GV rèn luyện cho HS kĩ năng tổng hợp

Tiếp đó, GV cho HS vận dụng kiến thức để giải bài tập hoặc giải thích cáchiện tượng liên quan đến kiến thức vừa học Ở bước này, GV rèn luyện cho HS kĩnăng phân tích và tổng hợp khi vận dụng kiến thức.

Bước 6: Đề xuất vấn đề mới

Trong bước này, GV hướng dẫn cho HS mở rộng giới hạn vấn đề vừa tìmhiểu, từ đó phát hiện ra các vấn đề mới Điều này giúp HS rèn luyện kĩ năng liêntục phát hiện các vấn đề mới dựa trên cơ sở các vấn đề cũ đã được giải quyết

Qua sáu bước trên, tiến trình tổ chức các HĐNT cho HS theo hướng pháttriển năng lực giải quyết vấn đề được thể hiện bằng Hình 1.1

Hình 1.1 Tiến trình tổ chức HĐNT cho HS theo hướng phát triển

năng lực giải quyết vấn đề

Trong quá trình tổ chức HĐNT theo hướng phát triển năng lực giải quyếtvấn đề, GV cần linh hoạt trong việc tổ chức các tình huống có vấn đề thích hợp.Bởi vì tình huống thích hợp là tình huống có thể định hướng cho HS hành độngtìm tòi Có thể có nhiều tình huống thích hợp khác nhau định hướng cho một hànhđộng tìm tòi Các tình huống này có thể có các mức độ khác nhau, phù hợp vớitừng đối tượng.

Trong quá trình hợp tác giữa GV và HS, điều cần thiết nhất là phải đảm bảobầu không khí dân chủ và thuận lợi cho HS bày tỏ ý kiến của mình Đó chính làviệc tạo ra các điều kiện tâm lí để HS sáng tạo khi giải quyết vấn đề Bên cạnh đó,trong lớp học cần thể hiện sự tôn trọng giữa GV và HS, giữa HS với nhau và đặcbiệt GV phải làm cho HS tin tưởng vào năng lực của mình

Như vậy, nếu GV tổ chức thích hợp HĐNT cho HS thì HS sẽ từng bướcgiải quyết vấn đề đặt ra, qua đó các kĩ năng giải quyết vấn đề của HS sẽ được hìnhthành và năng lực giải quyết vấn đề của HS được phát triển qua các HĐNT đó

1.2 Một số vấn đề cơ bản về BTTN

1.2.1 Khái niệm BTTN

Khi nói về BTTN, đã có nhiều ý kiến khác nhau Tác giả Nguyễn Đức

Thâm cho rằng: “Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm TN để kiểm chứng

lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập” [ 21].

Theo Nguyễn Thượng Chung thì: “Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi

hỏi HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lý, kĩ thuật và thực tế đời sống để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định các điều kiện thích hợp, tự mình thực hiện TN theo quy trình, qui tắc để thu thập và xử

lí các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụ thể được đặt ra” [7].

Như vậy một cách chung nhất, có thể hiểu: BTTN là loại bài tập đòi hỏi HSphải vận dụng kiến thức đơn lẻ hay kiến thức tổng hợp và kĩ năng thực hành đểđưa ra các lời giải thích dựa trên kết quả TN hoặc đưa ra các phương án để thựchiện TN kiểm tra hoặc tiến hành các TN để tìm những số liệu cần thiết cho việc

giải bài tập Những TN này thường đơn giản, có thể làm ở nhà hoặc ở phòng TN,với các dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc HS tự làm được.

Cũng cần lưu ý rằng trong các BTTN thì TN chỉ cho số liệu để giải bài tập,chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế Do đó, ngoài BTTN cótính chất định lượng còn cần có BTTN có tính chất định tính, yêu cầu HS vậndụng các định luật vật lý để giải thích các hiện tượng, giúp HS khắc sâu bản chấtvật lý trong các hiện tượng diễn ra ở BTTN

1.2.2 Vị trí của BTTN trong hệ thống bài tập vật lý

Trong dạy học, bài tập giữ vai trò rất quan trọng Nó là phương tiện giúp

GV hoàn thành các chức năng giáo dưỡng, giáo dục và phát triển tư duy của HS.Việc giải bài tập giúp các em nắm kiến thức một cách sâu sắc và bền vững; giúp

HS rèn luyện kĩ năng, hình thành kĩ xảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn; giúp HSlàm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời phát triển tư duy sáng tạo của HS

Vì tầm quan trọng của bài tập đối với quá trình dạy học (QTDH) nên trongthực tế đã có nhiều hệ thống bài tập vật lý được biên soạn dưới nhiều hình thức đadạng phong phú và không ngừng được hoàn thiện Việc phân loại hệ thống bài tập

đa dạng như vậy là rất khó khăn và cũng chỉ mang tính tương đối Tuy nhiên, có thểhình dung hệ thống bải tập vật lý được phân loại theo một số cách sau [9], [34]:

 Dựa theo phân môn của vật lý có bài tập cơ học, bài tập nhiệt học, bài tậpđiện học, bài tập quang học và bài tập về phản ứng hạt nhân;

 Dựa vào phương tiện giải có bài tập định tính, bài tập tính toán, BTTN,bài tập đồ thị;

 Dựa theo mức độ khó có bài tập cơ bản, bài tập nâng cao;

 Dựa theo đặc điểm của hoạt động nhận thức có bài tập tái hiện, bài tậpsáng tạo;

 Dựa theo các bước của tiến trình dạy học có bài tập để mở bài, bài tậpvận dụng khi xây dựng kiến thức mới, bài tập củng cố hệ thống hóa kiến thức, bàitập về nhà, bài tập kiểm tra

Từ các cách phân loại bài tập vật lý nêu trên, có thể thấy vị trí và tầm quantrọng của BTTN trong hệ thống bài tập vật lý Sơ đồ 1.2 cho ta cách nhìn tổng quáthơn về vị trí của BTTN.

Sơ đồ cho thấy BTTN có trong tất cả các phân môn của Vật lý học như cơhọc, nhiệt học, điện học, quang học, Với mỗi phân môn BTTN có thể phân theonhiều mức độ khó khác nhau, đồng thời cũng có thể sắp xếp chúng theo đặc điểmcủa hoạt động nhận thức dưới dạng bài tập tái hiện và sáng tạo Một điểm đángchú ý là BTTN có thể được xây dựng trong tất cả các bước của tiến trình dạy học,theo đó có thể sử dụng chúng trong tất cả các bước của tiến trình dạy học

Sơ đồ 1.2 Sơ đồ phân loại hệ thống BTTN

1.2.3 Phân loại, các hình thức thể hiện và phương pháp giải BTTN

1.2.3.1 Phân loại BTTN

Hiện nay, hệ thống bài tập vật lý được phân loại rất đa dạng và phong phú.Việc phân loại hệ thống bài tập phụ thuộc vào những yêu cầu và mục tiêu nhấtđịnh, vì vậy sự phân loại hệ thống bài tập nào cũng chỉ mang tính chất tương đối

Ở đây, có thể phân loại BTTN theo mức độ khó đối với HS, gồm: BTTNđơn giản, BTTN nâng cao, BTTN sáng tạo.

 BTTN đơn giản là loại bài tập mà khi giải, HS chỉ cần vận dụng một đơn

vị kiến thức (một định luật, một định lí, một quy tắc ), một số thao tác tư duy vàsuy luận logic đơn giản là có thể giải được Loại bài tập này thường có các yêu cầuđặc trưng đối với HS là: làm TN theo chỉ dẫn; quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn;

mô tả hiện tượng, giải thích hiện tượng

 BTTN nâng cao là loại bài tập mà khi giải, HS phải vận dụng nhiều đơn vị

kiến thức, một số thao tác tư duy và suy luận logic nhất định mới có thể giải được.Loại bài tập này thường có các yêu cầu đặc trưng đối với HS là: làm TN với dụng cụcho sẵn hoặc tùy ý, đo đạc, tính toán định lượng, nhận xét, giải thích kết quả TN

 BTTN sáng tạo là loại bài tập mà khi giải, HS có thể phải vận dụng những

kinh nghiệm thực tiễn, những đơn vị kiến thức (các khái niệm, quy tắc, định luật ),một số thao tác tư duy và suy luận logic nhất định mà tự lực tìm ra phương án để cóthể giải quyết được những yêu cầu đặt ra Loại bài tập này thường có các yêu cầuđặc trưng đối với HS là: thiết kế phương án TN theo mục đích TN cho trước vớidụng cụ cho sẵn hoặc tùy ý; làm TN tìm quy luật hoặc đo đạc, giải thích

1.2.3.2 Các hình thức thể hiện BTTN

BTTN có thể được thể hiện dưới nhiều hình thức truyền tải thông tin khácnhau Dưới đây là một số hình thức có thể được sử dụng trong các trường phổthông hiện nay:

Thể hiện BTTN qua mô tả TN bằng lời kèm theo câu hỏi

Thể hiện BTTN qua mô tả TN bằng lời thực chất là cách dùng lời nói đểtruyền đạt thông tin đến HS Hình thức này được sử dụng khi thông tin cùa bài tập(hoặc các TN) hoàn toàn có thể mô tả một cách ngắn gọn, súc tích, dễ hiểu, dễhình dung Qua việc mô tả đó HS có thể hiểu và thu nhận đầy đủ những thông tin

về các dữ kiện và yêu cầu của bài tập

Hình thức này thường gặp ở dạng bài tập cho biết trước kết quả của TNphần yêu cầu chủ yếu là giải thích kết quả TN hoặc đối với những bài chỉ cho mụcđích hoặc dụng cụ TN và chỉ yêu cầu HS đề xuất phương án TN

Thể hiện BTTN qua video clip TN hoặc các TN mô phỏng

Thể hiện BTTN qua các video clip TN thực chất là cách dùng đoạn videoclip TN (phim TN thực, TN mô phỏng ) nào đó để truyền tải nội dung các điềukiện ban đầu đến HS, còn yêu cầu đặt ra của bài tập được truyền đạt thông qua lờinói của GV

Hình thức thể hiện này đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại như máy

vi tính, đèn chiếu (projector) và một số phần mềm mô phỏng Cách thể hiện này cóhiệu quả tốt trong dạy học khi hạn chế về thời gian làm TN hoặc đối với nhữnghiện tượng có thời gian xảy ra rất nhanh hoặc rất chậm

Thể hiện BTTN bằng TN thực

Thể hiện BTTN bằng TN thực thực chất là thông qua việc thực hiện một

TN nào đó (có thể do HS hoặc GV thực hiện), HS sẽ thu nhận được những thôngtin về điều kiện ban đầu của bài tập

Hình thức này được sử dụng khi yêu cầu của bài tập gắn liền với kết quảcủa TN

Như vậy, trong dạy học, tùy theo mục đích và yêu cầu của phát triển tư duy

HS, với cùng một nội dung TN, GV có thể có các hình thức thể hiện khác nhau

1.2.3.3 Phương pháp giải BTTN

Mỗi loại bài tập vật lý điều có những đặc điểm riêng của nó BTTN VL cóđặc điểm nghiên cứu TNg về mối liên hệ phụ thuộc nào đó Quá trình giải bài toánchính là quá trình làm rõ những điều kiện mà trong đó mối liên hệ phụ thuộc cầnnghiên cứu có thể xảy ra; xác định phương án TN cho phép thu thập những thôngtin cần thiết cho việc khảo sát về sự liên hệ phụ thuộc đó; nắm vững những dụng cụ

đo lường cần sử dụng; lắp ráp các dụng cụ; tiến hành TN và ghi lại các kết quả quansát, đo được; xử lí kết quả và kết luận về sự liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu

BTTN là một phần củạ bài tập vật lý, cho nên việc giải BTTN cũng tuântheo những bước chung của việc giải một bài tập vật lý Khi giải một bài tập vật lý

ta thường trải qua các bước chung [17], [21], đó là:

 Tìm hiểu đề bài: Xác định rõ các điều kiện và làm rõ ý nghĩa các thuật

ngữ, các cụm từ quan trọng; ghi vắn tắt các điều kiện, có thể sử dụng các kí hiệu,

vẽ hình hoặc sơ đồ nếu cần thiết

 Phân tích hiện tượng: Phân tích nội dung bài tập với mục đích làm rõ bản

chất vật lý của các hiện tượng được mô tả trong bài, gợi lại trong đầu của HS nhữngkhái niệm, định luật có liên quan, cần thiết cho việc giải bài tập

 Xây dựng lập luận: Tìm quy luật liên hệ các đại lượng phải tìm và các đại

lượng đã cho, viết ra các công thức tương ứng; lập các phương trình dưới dạngtổng quát hoặc lắp ráp các TN cần thiết cho việc giải toán (bài toán thí nghiệm)

 Biện luận: Phân tích lời giải hoặc đáp số, đánh giá ảnh hưởng của các số

gần đúng trong điều kiện của bài toán; thảo luận, tìm kiếm cách giải khác, lựachọn cách giải hợp lí

Căn cứ vào phương pháp chung khi giải một bài tập vật lý và đặc điểm củaBTTN, có thể vạch ra một dàn bài chung cho việc giải một BTTN, gồm nhữngbước chính sau:

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

Đối với bất kì loại bài tập vật lý nào, việc tìm biểu đề bài là bước quantrọng nhất Trong mỗi hình thức thể hiện của BTTN đều có thể chứa đựng nhữngyếu tố của hình thức thể hiện khác, do đó khi tìm hiểu đề bài cần phân biệt rõ từnghình thức thể hiện và tập trung vào những thuật ngữ quan trọng để xác định mụcđích, yêu cầu của nội dung bài tập Nếu như là BTTN bằng lời cần tập trung vàonhững từ ngữ mô tả diễn biến và kết quả của hiện tượng hay những dụng cụ TNcho sẵn Nếu là BTTN thể hiện bằng video clip hoặc TN thực cần tập trung vàoquan sát diễn biến hiện tượng xảy ra

Sau khi đọc kĩ đề bài, cần phân biệt đâu là dữ kiện đã cho và đâu là cái cầntìm Trong trường hợp cần thiết có thể tóm tắt ngắn gọn các dữ kiện và yêu cầubằng sơ đồ các kí hiệu

Bước 2: Phân tích nội dung bài tập để làm rõ ý nghĩa vật lý của những

hiện tượng mô tả trong bài tập

Nghiên cứu các dữ kiện cho trong đầu bài để xác định hiện tuợng nào, quátrình vật lý nào sẽ xảy ra trong TN Từ đó xác định những kiến thức (quy tắc, địnhluật, định lí, công thức ) sẽ được sử dụng để giải bài tập Nhìn chung trong cácBTTN, ta thường gặp các bài toán có các yêu cầu cơ bản, đó là: quan sát và giảithích hiện tượng; đề xuất phương án TN; thực hiện TN để lấy số liệu cho việc tínhtoán và giải thích.

Đối với BTTN yêu cầu quan sát và giải thích hiện tượng, là những bài tậpkhông đòi hỏi phải đo đạc, tính toán về mặt định lượng Do đó, khi phân tích nộidung của bài tập phải sử dụng các phép suy luận logic trên cơ sở các định luật, cáckhái niệm và quan sát trong TN Có thể phân tích nội dung của bài tập loại nàythông qua việc trả lời các câu hỏi sau: Đại lượng nào bài tập đã cho? Đại lượngnào cần phải tìm? Cần phải sử dụng kiến thức nào đã học?

Đối với BTTN đề xuất phương án TN, là những bài tập đòi hỏi HS phải đềxuất phương án TN theo mục đích mà đề bài yêu cầu với những dụng cụ cho sẵnhoặc tùy ý Do đó, khi phân tích nội dung của bài tập này HS phải thực hiện cácphép suy luận logic để liên kết yêu cầu của bài toán với những dữ kiện đã chobằng tri thức vật lý đã có Có thể phân tích nội dung của bài tập loại này thông quaviệc trả lời các câu hỏi sau: Các đại luợng cần đo có liên quan như thế nào? Cầnphải sử dụng kiến thức nào đã học? Làm thế nào để đo được?

Đối với BTTN đòi hỏi phải thực hiện TN để lấy số liệu cho việc tính toán.Đây thường là những bài tập có yêu cầu khá tổng hợp (xây dựng phương án TN,thực hiện TN, giải thích kết quả TN ) Do đó, khi phân tích nội dung của bài tậpnày phải kết hợp các bước phân tích như đã nêu đối với BTTN quan sát và giảithích hiện tượng và BTTN đề xuất phương án TN

Cần lưu ý rằng trong trường hợp phải tiến hành TN mới có thể giải quyếtđược bài tập, cần phân tích đặc điểm và cách thức sử dụng các dụng cụ, thiết bị đãcho được sử dụng trong TN Ngoài ra, nếu như trong TN phải thực hiện lấy số liệutính toán từ TN thì phài tìm hiểu rõ đặc điểm về sai số của dụng cụ - đây là một yếu

tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chính xác của phép đo trong khi tiến hành TN

Bước 3: Xây dựng phương án TN (đối với những bài tập chưa cho

phương án TN)

Trong bước này, ta phải vận dụng tổng hợp nhiều đơn vị kiến thức vànhững hiểu biết từ thực tế, xác định sự phụ thuộc cần kiểm tra, khảo sát, đề ra cácphương án khả dĩ

Từ các phương án đã đề ra, lựa chọn phương án tối ưu phù hợp với điềukiện của TN (dụng cụ, thời gian thực hiện ), thiết kế sơ đồ TN, lựa chọn dụng cụ

đo thích hợp

Tiến hành bố trí các dụng cụ sẽ làm TN một cách có trật tự, xác định cácbước TN, lập bảng ghi những đại lượng cần đo

Bước 4: Tiến hành TN, ghi kết quả quan sát hay đo được

Khi tiến hành TN cần lưu ý đến thao tác sử dụng các dụng cụ đo lường(cách đọc giá trị, điều chỉnh vị trí số không của kim chỉ thị, quy tắc lắp rắp, trình

tự làm việc với chúng)

Tìm phạm vi xác định của các đại luợng vật lý cần đo, lắp ráp TN theo sơ

đồ Tiến hành đo các đại lượng, ghi kết quả, xác định sai số

Bước 5: Xử lí kết quả, rút ra kết luận và giải thích

Thay giá trị thu được của các đại lượng vật lý vào công thức cần kiểm tra,khảo sát và tính toán Khi xử lí kết quả của phép đo cần lưu ý đến quy tắc làm tròncũng như các cấp chính xác của dụng cụ đo Từ đó đánh giá mức độ chính xác củaviệc nghiên cứu, so sánh kết quả TN và kết quả lí thuyết, nếu cần vẽ đồ thị và ghicác điểm thực nghiệm

Từ kết quả thu được rút ra kết luận, nhận xét, ứng dụng của kết quả đótrong thực tế Đôi khi nhờ việc đối chiếu với thực tế mà HS có thể phát hiện nhữngsai lầm trong khi thực hiện TN

1.3 Nguyên tắc và quy trình xây dựng hệ thống BTTN

1.3.1 Một số điểm cần chú ý khi xây dựng hệ thống BTTN

BTTN là một phần trong hệ thống bài tập vật lý, nên khi xây dựng cácBTTN phải đáp ứng những yêu cầu chung của hệ thống bài tập vật lý [15], đó là:

 Bảo đảm tính hệ thống: Các bài tập phải có quan hệ chặt chẽ với nhau và

gắn chặt với mục đích, yêu cầu của giờ lên lớp, phục vụ nội dung mỗi bước củaQTDH

 Góp phần tăng cường tư duy tích cực, sáng tạo.

 Góp phần tăng cường rèn luyện năng lực thực hành của HS.

 Bảo đảm tính đa dạng để phục vụ các yêu cầu về nội dung và ở các bước

Về hình thức cung cấp thông tin

Đối với những BTTN được diễn đạt bằng lời, ngôn ngữ sử dụng phải đảmbảo tính chính xác về mặt ngữ pháp và nội dung khoa học Từ ngữ được diễn đạtphải có tính phổ thông, các hiện tượng mô tả phải sử dụng thuật ngữ vật lý phổ biến

Đối với những BTTN được thể hiện qua các video clip, chúng phải tậptrung vào những hiện tượng, quá trình vật lý cần hỏi và phải kèm theo nội dungkiến thức bằng lời để HS tập trung vào những dữ kiện quan trọng thông qua cácđoạn video

Về mức độ khó

Các BTTN phải đảm bảo mức độ khó tăng dần phù hợp với chuẩn kiến thức

kỹ năng của chương trình Ngoài ra, nếu những bài tập phải tiến hành TN thìnhững TN này phải đơn giản có thể làm ở nhà hoặc ở phòng TN với những dụng

cụ đơn giản dễ tìm hoặc tự làm được

1.3.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN

Trong dạy học vật lý, để có một hệ thống BTTN tốt thì mỗi BTTN phảiđược biên soạn và thỏa mãn được những yêu cầu nhất định Trong đó mỗi bài tậpphải có một nhiệm vụ và vị trí nhất định trong bài học, phải chứa đựng kiến thức

cơ bản, đảm bảo được tính chính xác, khoa học Nội dung của BTTN phải chứađựng một mâu thuẫn vừa sức và hứng thú đối với các em Hình thức thể hiệnBTTN phải diễn đạt rõ ràng, súc tích các yêu cầu đặt ra, ngôn ngữ chính xác, uyểnchuyển, phản ảnh được sự vận động của hiện tượng, quá trình vật lý

Khi xây dựng hệ thống BTTN vật lý cho một chương (một phần), cần phảituân thủ một số nguyên tắc cơ bản, đó là:

Hệ thống BTTN góp phần thực hiện mục tiêu môn học

BTTN vật lý là một trong những phương tiện để tổ chức các hoạt độngnhận thức của HS trong QTDH nhằm hình thành, khắc sâu, vận dụng và phát triển

hệ thống kiến thức lí thuyết, hình thành và rèn luyện các kĩ năng thực hành cơ bảncho HS Những kiến thức và kĩ năng này thực sự cần thiết cho HS khi bước vàocuộc sống Vì vậy các BTTN vật lý phải phù hợp với nội dung dạy học, phải bámsát mục tiêu dạy học và có tác dụng đáng kể, thiết thực trong việc hoàn thành mụctiêu môn học

Hệ thống BTTN đảm bảo tính vừa sức và phát huy được tính tích cực nhận thức của HS

BTTN phải được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, đầutiên là những bài tập vận dụng theo mẫu đơn giản, sau đó là những bài tập vậndụng phức tạp hơn (nâng cao), cuối cùng là những bài tập đòi hỏi sáng tạo

Với mức độ đơn giản, HS chỉ cần vận dụng một kiến thức cơ bản đã biết vàmột số thao tác tư duy đơn giản hoặc một suy luận logic để giải quyết những vấn đềđặt ra trong các tình huống quen thuộc với các thiết bị TN đơn giản và dễ sử dụng

Với mức độ nâng cao, HS phải vận dụng cùng lúc nhiều đơn vị kiến thứcliên quan và nhiều thao tác tư duy để giải BTTN hoặc một vài phép suy luận logic

Với mức độ sáng tạo, đòi hỏi HS phải vận dụng kiến thức đã biết để giảiquyết những vấn đề đặt ra trong các tình huống mới Các em phải sử dụng kết hợpcác thao tác tư duy và những suy luận logic để giải bài tập Điều này sẽ giúp các

em rèn luyện được các kĩ năng cơ bản như thu thập, xử lí và vận dụng thông tincũng như tự kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của mình, đồng thời phát triểnnăng lực tư duy sáng tạo.

Khi xây dựng hệ thống BTTN, không nên dàn trải, ôm đồm quá nhiều, cầnchọn những BTTN điển hình, với độ khó khác nhau, mỗi nhóm BTTN tiêu biểucho một dạng BTTN cụ thể, khi giải được một nhóm BTTN trong hệ thống thì HS

sẽ nắm được cách giải một dạng BTTN của hệ thống đó Như vậy, HS có thể vậndụng để giải những BTTN cùng dạng ở mức cao hơn, qua đó góp phần hình thành,phát triển HS khả năng tìm tòi, tự phát hiện, tự giải quyết nhiều loại BTTN khác

BTTN đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng

Trong tự nhiên, mọi sự vật hiện tượng, quá trình không tồn tại dưới dạngbiệt lập đơn lẻ mà tồn tại trong một hệ thống, trong mối quan hệ mật thiết vớinhau, tạo thành một chỉnh thể thống nhất có cấu trúc nhất định Khi xây dựng hệthống bài tập, mỗi bài tập trong một hệ thống phải ứng với một đơn vị kiến thức vàmột kĩ năng nhất định vì một bài tập không thể dàn trải mọi kĩ năng Toàn bộ hệthống gồm nhiều BTTN sẽ góp phần hoàn thiện một nhóm kiến thức và hình thànhmột hệ thống kĩ năng đồng bộ, cơ bản cho người học trong QTDH vật lý

Hệ thống BTTN phải được xây dựng một cách đa dạng, phong phú, phảnánh được tính đa dạng, phức tạp của thế giới khách quan Sự đa dạng của hệ thốngBTTN thể hiện ở việc lựa chọn những bài tập có mức độ khó khăn và phức tạpkhác nhau, chứa đựng những kiểu phương pháp giải quyết vấn đề khác nhau, điềunày sẽ giúp việc rèn luyện các thao tác tư duy và suy luận logic hiệu quả đồng thờigiúp các em hiểu tri thức vật lý sâu sắc và vận dụng tri thức vật lý một cách cụ thểhơn Đối với cùng một TN vật lý, có thể có những cách hỏi và truyền đạt thông tinkhác nhau, vì thế khi xây dựng BTTN cần căn cứ vào đối tượng HS để thể hiệncác BTTN dưới nhiều hình thức khác nhau

Hệ thống BTTN phù hợp với QTDH

Việc xây dựng hệ thống BTTN nào cũng phải xuất phát từ những yêu cầucủa việc đổi mới trong giáo dục, gắn với những thực tiễn dạy học để góp phần giải

quyết những hạn chế, nâng cao hiệu quả của việc rèn luyện các kĩ năng vận dụngtri thức vào thực hành cho HS.

Trong mỗi giờ học VL, ứng với các giai đoạn dạy học khác nhau luôn cónhững đặc điểm riêng về việc tổ chức, sử dụng các phương pháp và hình thức dạyhọc Vì thế, hệ thống BTTN phải phù hợp với các giai đoạn của QTDH mới pháthuy được vai trò của nó trong việc tổ chức dạy học và rèn luyện các kĩ năng cụ thểcho HS

Hệ thống BTTN định hướng HS thực hiện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic

Trong mỗi BTTN, khi phân tích nội dung bài tập, HS phải thực hiện các thaotác tư duy và các suy luận logic để làm rõ bản chất vật lý của những hiện tượngđược mô tả trong đề bài tìm mối liên hệ giữa dữ kiện đã cho và yêu cầu cần tìm.Trên cơ sở đó, HS xây dựng các phương án và cảc bước tiến hành TN Kết quả TN

có thể là những quan sát định tính của các hiện tượng vật lý hoặc các số liệu địnhlượng của các đại lượng vật lý, nhờ đó HS rút ra được kết luận Như vậy, trong quátrình giải các BTTN này, HS được rèn luyện kĩ năng vận dụng các thao tác tư duy

và PP suy luận logic để giải quyết vấn đề của bài toán vật lý, nhờ đó tư duy vật lýcủa HS được phát triển

Các BTTN phải đảm bảo tính khả thi và phát huy được tính sáng tạo ở HS

Các sự kiện trong BTTN vật lý thường là những hiện tượng rất gần gũi vớiđời sống, các dụng cụ thực hiện TN đơn giản, dễ tìm, dễ sử dụng Vì vậy, trongquá trình xây dựng BTTN cần tập trung vào việc khai thác vốn hiểu biết, vốn kinhnghiệm về thực tiễn cuộc sống của HS; xây dựng những bài tập có mức độ khókhăn và phức tạp khác nhau, chứa đựng những kiểu phương pháp giải quyết vấn

đề khác nhau, phát huy được tính sáng tạo của HS

HS Việc xây dựng hệ thống BTTN cho một chương (hay một phần) có thể thựchiện theo quy trình gồm 5 bước như sau:

Bước 1: Nghiên cứu nội dung chương trình và chuẩn kiến thức, kĩ năng

Xác định những đơn vị kiến thức, kĩ năng cần làm rõ trong mỗi bài học cótrong chương, trên cơ sở đó xây dựng sơ đồ cấu trúc của chương và mối liên hệgiữa các đơn vị kiến thức với nhau

Bước 2: Xác định cấu trúc của hệ thống bài tập và phân loại bài tập

Phân tích nội dung theo các yêu cầu về kiến thức, kĩ năng cần có trong mỗiloại bài tập, chỉ rõ những kiến thức và kĩ năng nào cần sử dụng hoặc làm rõ trongmỗi bài tập, từ đó xác định số lượng bài tập và sắp xếp chúng theo thứ tự của cácloại bài tập (đơn giản, nâng cao, sáng tạo) trên cơ sở cấu trúc của các đơn vị kiếnthức của bài, của chương

Bước 3: Thu thập và lựa chọn số liệu

Các tư liệu thu thập có thể được lấy từ nhiều nhiều kênh thông tin khácnhau: SGK, sách bài tập, báo khoa học, trên hệ thống internet số lượng tư liệuthu thập được càng nhiều và càng đa dạng thì việc biên soạn BTTN càng nhanhchóng có chất lượng và đạt hiệu quả cao Trên cơ sở tư liệu thu thập được, lựachọn những tư liệu phù hợp với yêu cầu về kiến thức, kĩ năng và phân loại theocác hình thức cần thể hiện

Bước 4: Tiến hành soạn thảo

Trong bước này, GV tiến hành soạn thảo từng bài tập và xây dựng cácphương án giải bài tập, sau đó tổ hợp lại thành một hệ thống bài tập

Bước 5: Thực hiện kiểm tra và hoàn thiện hệ thống BTTN

Đối với các bài tập phải làm TN, cần phải tiến hành các TN trước để dự báonhững khó khăn và tính thực tế của kết quả TN Sau đó, rà soát lại hệ thống cácBTTN để đảm bảo sự cân đối về số lượng và mức độ khó giữa các bài tập

1.4 Thực trạng về vấn đề sử dụng BTTN trong dạy học vật lý ở trường phổ thông hiện nay

1.4.1 Đánh giá thực trạng

Qua trao đổi trực tiếp với GV và việc khảo sát tại một số trường THPT trênđịa bàn tỉnh Quảng Ngãi về vấn đề sử dụng BTTN trong dạy học vật lý trường phổthông nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS, có thể rút ra một số nhậnđịnh sau:

Trong các giờ học vật lý, GV rất ít sử dụng TN Điều quan tâm chủ yếu của

GV là sự trình bày giảng giải của mình về các kiến thức cần dạy cho HS, sao chođảm bảo được nội dung đầy đủ, chưa chú trọng đến những kĩ năng, hành vi mà HSthể hiện ra trong khi học vật lý hoặc đạt được sau khi học vật lý

HS rất ít khi được trực tiếp làm TN mà chỉ được quan sát qua các TN biểudiễn của một số ít GV Do đó, việc tiếp cận với các TN thực hành và rèn luyện cácthao tác là rất hạn chế

Hầu hết GV chỉ sử dụng bài tập định tính hoặc bài tập tính toán mà rất ít sửdụng BTTN Các em HS chỉ được làm một số rất ít TN thực hành theo quy địnhcủa chương trình học

Hầu hết các bài kiểm tra, đánh giá HS của các trường THPT đều không sửdụng BTTN

Những tồn tại nêu trên có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau.Tuy nhiên có thể kể đến một số nguyên nhân cơ bản, đó là:

Nội dung chương trình nặng về lí thuyết, kiến thức phải nghiên cứu trongmột tiết học quá nhiều nên GV không còn thời gian để làm các TN khi dạy học.Trong một tiết học với thời lượng 45 phút, nội dung kiến thức tương đối nhiều, do

đó không đủ thời gian để GV có thể vừa giúp HS hiểu được kiến thức bài học, vừa

tổ chức các hoạt động như quan sát hiện tượng TN xảy ra, thiết kế phương án, tiếnhành làm TN, xử lý số liệu

Mặc dù cơ sở vật chất và thiết bị trường học đã có đầu tư nhất định nhưngnhìn chung các trường THPT vẫn thiếu so với yêu cầu đổi mới của Ngành Giáo dụcnhư các phòng chức năng dùng cho dạy học vật lý chưa được chú trọng, đặc biệt cácthiết bị TN được trang bị chưa đảm bảo yêu cầu về độ chính xác, chắc chắn

Việc kiểm tra và thi cử chủ yếu theo hình thức trắc nghiệm cũng là một trởngại lớn trong việc đưa BTTN vào kiểm tra, đánh giá Bởi lẽ BTTN có tác dụng