Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học chương động học chất điểm vật lý 10

Vì vậy, trong dạy học vật lý để kích thích tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS, GV phải hướng dẫn HS từng bước chiếm lĩnh kiến thức và tập cho HS vận dụng sáng tạo kiến thức đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

======

NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC

CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ”VẬT LÝ 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

======

NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC

CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ”VẬT LÝ 10

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS LƯƠNG VIỆT THÁI

HÀ NỘI - 2017

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng đào tạo Sau Đại học, Ban chủ nhiệm, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lí trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 và quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lí-Tin – KTCN trường THPT Kim Anh đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập, nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn:

TS Lương Việt Thái , người đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian

nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp cao học Vật lí K19 đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè và đồng nghiệp

đã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông

qua dạy học chương “Động học chất điểm ”vật lí 10 đƣợc thực hiện từ tháng

10 năm 2016 đến tháng 11 năm

2017

Tôi xin cam đoan:

Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin đã đƣợc chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lí và đƣa vào luận văn đúng quy định

Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và

chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ trong bất kì công trình nghiên cứu nào

Hà Nội, 25 tháng 11 năm 2017

Tác giả

Nguyễn Thị Minh Nguyệt

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Những đóng góp mới của đề tài 4

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄNCỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀTRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 5

1.1 Đặc trưng của hoạt động nhận thức vật lý của học sinh 5

1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 7

1.2.1 Vấn đề 7

1.2.2 Giải quyết vấn đề 8

1.2.3 Tình huống có vấn đề 10

1.2.3.1 Khái niệm “ Tình huống” 10

1.2.3.2 “ Tình huống học tập ”trong dạy học 10

1.2.3.3 Tình huống có vấn đề 10

1.2.3.4 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 14

1.2.3.5 Qui trình dạy học theo phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 19

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý 21

1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 21

1.3.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 24

1.3.3 Những biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề 27

1.3.4 Năng lực GQVĐ trong dạy học Vật lý 28

1.3.5 Biện pháp phát triển năng lực giải quyết trong dạy học vật lí 30

1.4 Dạy học định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 31

1.5 Các phương pháp đánh giá năng lực 32

1.5.1 Đánh giá qua quan sát 32

1.5.2 Đánh giá qua hồ sơ 33

1.5.3 Tự đánh giá 34

1.5.4 Đánh giá đồng đẳng 34

1.5.5 Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ: 34

1.6 Thực trạng việc sử dụng PPDH tích cực và phát triển năng lực cho HS trong dạy học vật lí ở trường THPT 38

1.6.1 Mục đích và nội dung điều tra 38

1.6.2 Phương pháp và địa điểm điểu tra 38

1.6.3 Kết quả điều tra 39

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 42

CHƯƠNG II TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 43

2.1 Vị trí, mục tiêu và cấu trúc chương Động học chất điểm 43

2.1.1 Vị trí, mục tiêu chương Động học chất điểm 43

2.1.2 Bảng mô tả các mức độ yêu cầu cần đạt của chương “Động học chất điểm ” 45

2.2 Điều tra thực tế dạy học các kiến thức về chương “Động học chất điểm ” Vật lí 10 THPT 58

2.2.1 Mục đích điều tra 58

2.2.2 Phương pháp điều tra 58

2.2.3 Kết quả điều tra 59

2.3 Thiết kế một số bài dạy của chương “Động học chất điểm” theo hướng

phát triển NL GQVĐ cho học sinh 61

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 82

Chương III THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 83

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 83

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 83

3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 83

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 83

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 83

3.3 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 83

3.3.1 Công tác chuẩn bị thực nghiệm sư phạm 83

3.3.2 Lập kế hoạch thực nghiệm sư phạm 84

3.3.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch 85

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm và xử lí kết quả 85

3.4.1 Phương pháp xử lí số liệu 85

3.4.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 86

3.4.3 Phân tích kết quả thực nghiệm 96

3.4.3.1 Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm 96

3.4.3.2 Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm 97

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 100

KẾT LUẬN CHUNG 101

1 Kết luận 101

2 Kiến nghị 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Dạy học giải quyết vấn đề các loại kiến thức vật lí đặc thù 16

Bảng 1.2 So sánh các khung lý thuyết về GQVĐ 21

Bảng 1.3 Thành tố, chỉ số và tiêu chí của năng lực GQVĐ 25

Bảng 1.4 Nội dung học tập theo quan điểm phát triển năng lực 35

Bảng 1.5 Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ 37

Bảng 1.6 Phiếu điều tra tình hình sử dụng phương pháp dạy học vật lí của GV THPT 39

Bảng1.7 Kết quả thăm dò ý kiến GV về các phương pháp dạy học và cơ sở vật chất 40

Bảng 1.8 Phiếu điều tra HS: Em thấy có cần thiết phải hình thành và rèn luyện năng lực GQVĐ không? 41

Bảng 3.1 Kết quả kiểm tra khảo sát đầu học kì I của lớp TN và lớp ĐC 84

Bảng 3.2 Phân bố tần số điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) 86

Bảng 3.3 Xếp loại điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) 87

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất (bài kiểm tra số 1) 88

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất lũy tích (bài kiểm tra số 1) 88

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số thống kê (bài kiểm tra số 1) 89

Bảng 3.7 Phân bố tần số điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) 91

Bảng 3.8 Xếp loại điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) 92

Bảng 3.9 Bảng phân phối tần suất (bài kiểm tra số 2) 92

Bảng 3.10 Bảng phân phối tần suất lũy tích (bài kiểm tra số 2) 93

Bảng 3.11 Bảng tổng hợp các tham số thống kê (bài kiểm tra số 2) 94

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ tiến trình GQVĐ 9 Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 14

Đồ thị 3.1 Đa giác đồ chất lượng học tập của lớpTN và ĐC trước TNSP 84

Đồ thị 3.2 Phân loại kết quả kiểm tra học tập của học sinh (bài kiểm tra số 1) 87

Đồ thị 3.3 Phân phối tần suất điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) 88

Đồ thị 3.4 Phân phối tần suất lũy tích điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) 89

Đồ thị 3.5 Phân loại kết quả kiểm tra học tập của học sinh (bài kiểm tra số 2) 92

Đồ thị 3.6 Phân phối tần suất điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) 93

Đồ thị 3.7 Phân phối tần suất lũy tích điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) 94

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trên thế giới, nhân loại bước sang thế kỉ 21 với nhiều những thách thức cần giải quyết, một trong số đó là sự bùng nổ tri thức Dạy học truyền thống không đáp ứng tốt cho việc giải quyết các thách thức đó, tổ chức UNESCO đã hoạch định ra những chiến lược quan trọng cho giáo dục trong thế kỉ 21; trong

đó có sự thay đổi trật tự ưu tiên mục tiêu giáo dục từ :kiến thức – kĩ năng – năng lực – thái độ sang năng lực – kĩ năng – kiến thức; đặc biệt nhấn mạnh tới việc hình thành cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề

Tại Việt Nam, việc tiếp tục đẩy mạnh toàn diện công cuộc đổi mới, thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn với phát triển kinh tế tri thức, tích cực chủ động hội nhập quốc tế sâu rộng hơn để đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại đặt ra cho giáo dục, đào tạo nước ta những yêu cầu, nhiệm vụ thách thức mới Đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế tri thức đang là áp lực của ngành giáo dục nói riêng và của toàn Đảng, toàn dân nói chung Điều này đòi hỏi phải có định hướng phát triển, có tầm nhìn chiến lược, ổn định lâu dài cùng những phương pháp, hình thức, tổ chức, quản lí giáo dục và đào tạo cho phù hợp

Theo Điều 2 Luật Giáo Dục 2005 có viết: “ Mục tiêu giáo dục là đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm

mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc ” [12] Theo điều 5 luật Giáo Dục năm 2005 : “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học

tập và ý chí vươn lên”[12]

Như vậy có thể nói giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển mình mạnh mẽ từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực người học, phát triển năng lực của người học, trong đó năng lực giải quyết vấn đề là năng lực cần thiết ,cần phát triển ở học sinh, chuẩn bị hành trang cho người học đối diện, giải quyết những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống

Trong nhà trường phổ thông, môn Vật lí gắn liền với thực tế đời sống

và sản xuất; có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu giáo dục Dạy học Vật Lí cần làm cho học sinh có ý thức và biết cách vận dụng các kiến thức khoa học vào thực tế cuộc sống, từ đó hình thành kỹ năng hoạt động thực tiễn tìm tòi và phát hiện các tinh huống có thể vận dụng kiến thức khoa học vào thực tế đời sống nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống Do vậy trong dạy học Vật Lí chúng ta cần quan tâm tới việc phát triển năng lực giải quyết vấn

đề cho học sinh

Trong chương trình Vật Lí trung học phổ thông, kiến thức chương

“Động học chất điểm ” khá trừu tượng đối với học sinh, gây khó khăn cho học sinh trong hoạt động nhận thức Tuy nhiên, nội dung kiến thức của chương có nhiều vấn đề gắn liền với thực tiễn cuộc sống nên dễ tạo được hứng thú học tập với học sinh, lôi cuốn học sinh vào giải quyết các vấn đề kiến thức đặt ra

Từ những lý do nói trên, chúng tôi đã chọn đề tài có nội dung “ Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học chương

“Động học chất điểm ” Vật lý 10 làm đề tài nghiên cứu

2 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học một số nội dung chương “ Động học chất điểm” Vật Lý10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

- Phạm vi: Chương động học chất điểm – Vật lý10

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng những lí luận về năng lực GQVĐ, về dạy học phát triển năng lực trong xây dựng tiến trình dạy học kiến thức chương “Động học chất điểm ”thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận về đổi mới vật lý , năng lực nói chung và năng lực GQVĐ , những biểu hiện và biện pháp phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học vật lý

- Điều tra thực trạng dạy và học môn Vật Lý 10 trong việc phát triển NL GQVĐ

- Đề xuất các biện pháp nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học Chương động học chất điểm

- Thiết kế kế hoạch bài dạy một số kiến thức chương “Động học chất điểm ” nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh

- Thực nghiệm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các tiến trình dạy học

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hiện nay ở trường phổ thông

- Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh theo hướng

phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT

- Nghiên cứu các luận văn về đề tài có liên quan

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Dự giờ, quan sát, điều tra thực trạng dạy học kiến thức chương “Động học chất điểm ”, Vật lý10 ở một số trường THPT

- Điều tra bằng phiếu điều tra, giáo viên dạy Vật lý về tình hình dạy và học môn Vật lý ở trường THPT

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của đề tài

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dung phương pháp thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm : nhóm Thực nghiệm và nhóm Đối chứng

7 Những đóng góp mới của đề tài

- Góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận và thực tiễn của việc dạy học vật lí theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Đề xuất được quy trình soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương “ Động học chất điểm ” theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn

đề

- Các kế hoạch bài giảng xây dựng theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT qua một số kiến thức chương “ Động học chất điểm ” có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên Vật lý THPT

CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1 Đặc trưng của hoạt động nhận thức vật lý của học sinh

Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất

Vì vậy, những kiến thức vật lý là cơ sở của các ngành khoa học tự nhiện như hóa họcvà sinh học Vật lý học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu vật lí chủ yếu là phương pháp thực nghiệm Phương pháp này là phương pháp nhận thức có hiệu quả trên con đường đi tìm chân lý khách quan Vật lý học là cơ sở lý thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị dùng trong đời sống và sản xuất Vật lí học đòi hỏi người nghiên cứu phải có kỹ năng quan sát tinh tế, khéo léo khi làm thí nghiệm, đồng thời phải có tư duy logic chặt chẽ và phải biết trao đổi thảo luận để khẳng định chân lý [21],[22]

Hoạt động nhận thức vật lý của HS ở trường phổ thông khác hẳn với hoạt động nhận thức của các nhà khoa học Nhà khoa học tìm ra tri thức mới cho nhân loại, còn HS khám phá những kiến thức mới cho bản thân mình HS chỉ có thời gian ngắn là tiết học để khám phá ra một định luật, một thuyết trong khi các nhà khoa học phải trải qua thời gian rất dài mới xây dựng được một định luật, một thuyết vật lý Đối với HS, nhận thức vật lý thuộc loại khó

Vì vậy, trong dạy học vật lý để kích thích tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS, GV phải hướng dẫn HS từng bước chiếm lĩnh kiến thức và tập cho HS vận dụng sáng tạo kiến thức đó vào việc giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra.[9]

Trong quá trình học tập vật lí, để có thể tự lực chiếm lĩnh kiến thức, GV

phải rèn luyện cho HS nhận thức tăng dần từ cảm tính đến lý tính, từ thao tác chân tay đến thao tác tư duy GV phải hướng dẫn HS cách luyện tập để có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các thao tác đó Đồng thời, GV phải tập cho HS vận dụng phương pháp suy luận và khả năng tư duy trừu tượng, tư duy logic, tư duy sáng tạo để hoạt động nhận thức vật lý của HS có kết quả tốt

Trong học tập vật lý, HS tái tạo lại kiến thức để biến chúng thành tri thức của bản thân HS Mặc dù những kiến thức vật lý, kỹ năng sử dụng các máy

đo, kinh nghiệm tiến hành các thí nghiệm vật lý đều là những điều đã biết, không có gì mới trong kho tàng kiến thức vật lý, những thông qua các hoạt động tái tạo kiến thức đó, HS được trưởng thành lên

Hoạt động nhận thức vật lý chỉ bắt đầu khi HS gặp một vấn đề cần phải giải quyết mà bằng những kiến thức cũ không đáp ứng được Vì vậy những hành động phổ biến của HS trong hoạt động nhận thức vật lý là:

1 Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng;

2 Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản;

3 Tìm ra được vấn đề mới trong 1 tình huống cụ thể;

4 Tìm ra được các thuộc tính, các mối quan hệ của sự vật hiện tượng bằng con đường suy luận logic hoặc toán học, hoặc bằng con đường quan sát thực nghiệm;

5 Đề xuất được giả thuyết dựa trên cơ sở của việc quan sát và kết quả thực nghiệm;

6 Suy ra hệ quả từ giả thuyết;

7 Thiết kế được phương án thí nghiệm nhằm kiểm tra một giả thuyết, một sự khái quát hóa;

8 Đánh giá kết quả đạt được trong việc thiết kế thí nghiệm, kiểm tra giả thuyết;

9 Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng;

10 Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái niệm, những mô hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ tư duy;

14 Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động;

15 Vận dụng kiến thức được xây dựng để giải quyết những vấn đề thực tiễn (giải thích, tiên đoán hiện tượng, giải bài tập…) Như vậy, kiến thức của mỗi người là do tự bản thân xây dựng Nó là kết quả của hoạt động bộ óc của chủ thể phản ánh thực tế khách quan Đồng thời, hoạt độngnhận thức vật lý của HS góp phần làm phát triển các năng lực nhận thức và nhân cách người học Việc học là quá trình hình thành và phát triển của các dạng hành động xác định, là sự thích ứng của chủ thể với tình huống đặt ra Trong quá trình dạy học, HS phải được hoạt động trong sự hợp tác giữa GV với HS và giữa các HS với nhau Sự hợp tác này thể hiện ở chỗ GV tạo ra các điều kiện khách quan giúp HS độc lập, tích cực chủ động trong nhận thức Do đó, GV phải giúp đỡ, định hướng, điều chỉnh hoạt động nhận thức của HS để hoạt động nhận thức của HS đạt được kết quả tốt nhất

1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

- Trạng thái xuất phát: không mong muốn

- Trạng thái đích: Trạng thái mong muốn

- Sự cản trở

Đối với HS, “Vấn đề” thường là những nhiệm vụ nhận thức, để giải quyết chúng không chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có mà đòi hỏi một sự suy nghĩ độc lập, sáng tạo Kết quả là sau khi giải quyết được vấn đề thì họ thu nhận được kiến thức và kỹ năng mới Trong dạy học, một vấn đề được biểu thị bởi một hệ thống những mệnh đề và câu hỏi (hoặc yêu cầu hoạt động) thỏa mãn các điều kiện sau:

- HS chưa tìm được mối liện hệ giữa điều cần giải đáp và các kiến thức

đã biết hoặc chưa tìm được hành động thích hợp để thực hiện nhiệm vụ nhận thức Kết quả của việc giải đáp câu hỏi dẫn tới phương pháp hoạt động mới

- HS chưa được học một quy tắc có tính chất thuật toán nào để giải đáp

câu hỏi hoặc thực hiện yêu cầu đặt ra

1.2.2 Giải quyết vấn đề

Là quá trình gồm các hoạt động 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, các tri thức, kỹ năng, thái độ…được “huy động tham gia” Đối với việc xây dựng kiến thức vật lý cụ thể thì tiến trình hoạt động GQVĐ

được mô tả như hình 1.1 [7]

hệ cần thiết Từ những lập luận

để di tới kết quả

Thực hiện thí nghiệm Lập kế hoạch, lắp ráp

và tiến hành thí nghiệm, thu thập

và xử lí các dữ liệu thí nghiệm

để đi tới kết quả

Kết luận về vấn đề cần giải quyết

cách GQVĐ đó hoặc vấn đề tương tự chưa

- Nếu đã có, liệt kê tất cả những giải pháp đã có và lựa chọn một giải pháp thích hợp Nếu chưa có thì phải đề xuất giải pháp mới hay xây dựng kiến thức, phương tiện mới làm công cụ để GQVĐ

- Thử nghiệm áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới vào thực tiễn để đánh giá hiệu quả của chúng, trên cơ sở đó, bổ sung hoàn thiện kiến thức đã

xây dựng, giải pháp đã đề xuất

1.2.3 Tình huống có vấn đề [18]

1.2.3.1 Khái niệm “ Tình huống”

Một tình huống cụ thể nào đó đối với một chủ thể là một hoàn cảnh cụ thể (tổng thể những điều kiện cụ thể) mà một chủ thể được đặt vào đó, có tác động vào chủ thể, kích thích chủ thể hoạt động đặt ra cho chủ thể nhiệm vụ nào đó

1.2.3.2 “ Tình huống học tập ”trong dạy học

Tình huống học tập trong dạy học là tình huống được tổ chức bởi giáo viên nhằm đưa học sinh vào những hoạt động học tập xác định theo mục tiêu dạy học

1.2.3.3 Tình huống có vấn đề

Tình huống có vấn đề là tình huống mà khi học sinh tham gia thì gặp một số khó khăn, HS ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào giải quyết vấn đề đó Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của học sinh: đề xuất vấn đề và giải quyết vấn đề đã đề xuất Tình huống có vấn đề có những đặc điểm sau:

- Chứa đựng vấn đề (mâu thuẫn nhận thức) mà việc đi tìm lời giải đáp chính là đi tìm kiến thức, kỹ năng, phương pháp mới;

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

thức của HS và HS chấp nhận mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan

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

đã cho, mục đích cần đạt được và HS cảm thấy có khả năng giải quyết được vấn đề Khi học sinh được lôi cuốn vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ

mà học sinh đảm nhận, học sinh nhanh chóng nhận ra sự bất ổn của tri thức mình đã có, vấn đề xuất hiện, học sinh ở tình huống có thể thuộc một trong số các tình huống sau :

- Tình thế lựa chọn : chủ thể ở trạng thái cân nhắc suy tính khi cần lựa chọn một phương án thích hợp nhất trong những điều kiện xác định để giải quyết vấn đề

- Tình thế bất ngờ : chủ thể ở trạng thái ngạc nhiên, khi gặp cái mới lạ, chưa hiểu vì sao, cần biết căn cứ lí lẽ (tức là cần có mô hình mới)

- Tình thế bế tắc : chủ thể ở trạng thái túng bí, khi chưa biết làm thế nào

để giải quyết khó khăn gặp phải, cần có cách giải quyết (tức là cần có mô hình mới)

- Tình thế không phù hợp : chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi ngờ khi gặp sự kiện trái với lẽ thường, với kết quả có thể rút ra được từ căn cứ lí lẽ đã

có, do đó cần xét lại để có căn cứ lí lẽ thích hợp hơn (tức là cần có mô hình thích hợp hơn)

- Tình thế phán xét : chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp các cách giải thích với các căn cứ lí lẽ khác nhau, cần xem xét, kiểm tra các căn cứ lí lẽ đó (tức là cần kiểm tra, hợp thức hóa các mô hình đã được đề cập)

- Tình thế đối lập : chủ thể ở trạng thái bất đồng quan điểm khi gặp một cách giải thích có vẻ logic, nhưng lại xuất phát từ một căn cứ lí lẽ sai trái với căn cứ lí lẽ được chấp nhận, cần bác bỏ căn cứ lí lẽ sai lầm đó để bảo vệ căn

cứ lí lẽ đã chấp nhận (tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức, bảo vệ

mô hình hợp thức đã có)

Trong dạy học vật lý, cơ sở của tình huống có vấn đề là những hiện tượng, những sự kiện vật lý và những mối liên hệ nhân quả giữa chúng mà HS phải nghiên cứu trong bài học Tuy nhiên, chúng phải xuất hiện trước HS dưới những mối quan hệ tạo được cho HS những cảm giác ngạc nhiên vì tính bất thường của chúng, vì những mối liên hệ bất ngờ, vì tính chất nghịch lý, vì tính chất có vẻ “không thể xảy ra được”…

Tùy theo nội dung bài học và đối tượng HS, GV xây dựng các hoạt động nhận thức phù hợp để HS có cơ hội tham gia phát hiện tình huống có vấn đề Tình huống tạo ra được coi là tình huống có vấn đề khi nó thỏa mãn các điều kiện:

- Thông qua tình huống đưa ra, HS phải nêu được điều chưa biết cần tìm hiểu, HS chỉ ra được mối quan hệ giữa cái chưa biết và cái đã biết Trong đó, điều chưa biết là yếu tố trung tâm của tình huống có vấn đề Điều đó sẽ được khám phá trong giai đoạn giải quyết vấn đề

- Tình huống đó phải kích thích hứng thú nhận thức, tính tò mò ham hiểu biết, thích khám phá của HS

- Tình huống đó phải phù hợp với khả năng nhận thức của HS HS có thể

tự phát hiện và giải quyết được vấn đề dựa vào vốn kiến thức liên quan đến vấn đề đó bằng hoạt động tư duy, bằng cách tiến hành thí nghiệm, thu thập và

xử lý thông tin… Vấn đề được đặt ra cần được phát biểu dưới dạng câu hỏi nêu vấn đề Câu hỏi nêu vấn đề phải thỏa mãn các yêu cầu:

+ Chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, đòi hòi HS phải tưduy, phải huy động và vận dụng các kiến thức đã có để giải quyết;

+ Chứa đựng phương hướng giải quyết vấn đề, tạo điều kiện làm xuất hiện giả thuyết, tạo điều kiện tìm ra được con đường giải quyết;

+ Gây được cảm xúc mạnh đối với HS khi nhận ra mâu thuẫn nhận thức

rõ bản lĩnh của người hướng dẫn như: nắm chắc vấn đề, nhạy cảm với những

ý tưởng và ý kiến cụ thể của HS, tạo được niềm tin của HS vào GV

Mỗi bài học cần được thiết kế thành một chuỗi tình huống học tập liên tiếp, được sắp xếp theo một trình tự hợp lý của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu, nhằm đưa HS tiến dần từ chỗ chưa biết đến biết, từ biết không đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề cho HS Quy trình xây dựng các tình huống có vấn đề trong lớp có thể được tổ chức qua các bước:

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

- GV yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng trên bằng chính lời lẽ của HS;

- GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh đã

mô tả hoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và phương pháp đã có từ trước (giải quyết sơ bộ vấn đề)

- GV giúp HS phát hiện ra chỗ không đầy đủ của HS trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết (dưới dạng câu hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt được) Như vậy, tình huống có vấn đề xuất hiện khi HS ý thức được rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhận thấy mình có khả năng giải quyết được vấn đề nếu HS cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động

1.2.3.4 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề [14]

Theo Ô kôn: Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện

và biểu đạt (nêu ra) các vấn đề (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này), chú ý giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để giải quyết vấn đề, kiểm tra các cách giải quyết đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã tiếp thu được

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là kiểu dạy học dạy HS thói quen tìm tòi giải quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhu cầu, hứng thú học tập, giúp HS chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triển được năng lực sáng tạo của HS Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn vật lý có thể biểu

diễn như hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học

phát hiện và giải quyết vấn đề

1 Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

2 Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

5 Vận dụng kiến thức mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

3 Giải quyết VĐ - Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo sát thực nghiệm - Thực hiện giải pháp đã suy đoán

4 Rút ra kết luận (kiến thức mới)

Trong hoạt động tổ chức, định hướng luôn đi kèm với các hoạt động kiểm tra đánh giá, quá trình đánh giá HS trong kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề thiên về các hoạt động đánh giá quá trình, việc đánh giá HS thông qua chính sự tham gia của HS vào các hoạt động phát hiện và giải quyết vấn đề Đặc thù của tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong môn Vật lí thể hiện trong việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm ở các giai đoạn khác nhau trong tiến trình ở hình 1 Ở giai đoạn đặt vấn đề, việc sử dụng một thí nghiệm đơn giản để đặt vấn đề không những giúp HS nhanh chóng nhận thức được vấn đề, những quy luật ẩn chứa bên trong đồng thời còn tạo hứng thú học tập cho HS Trong giai đoạn,vai trò của thí nghiệm vật lý đóng vai trò then chốt, điều này vừa thể hiện đặc thù của môn vật lý vừa giúp HS phát triển phương pháp luận của quá trình nhận thức “thực tiễn là chân lí cuối cùng của nhận thức” Chính vì vậy việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề nên dưới dạng thí nghiệm kiểm tra giả thuyết hoặc thí nghiệm kiểm nghiệm kết quả suy luận lí thuyết Qua thực tế giảng dạy và tham khảo ý kiến của các đồng nghiệp, chúng tôi nhận thấy GV thường gặp các khó khăn sau khi áp dụng kiểu dạy học GQVĐ:

- Phát biểu không trúng vấn đề: Vấn đề phải là câu hỏi có câu trả lời là bản chất, quy luật của hiện tượng vật lí HS cần nhận thức Câu hỏi này phải

có tác dụng định hướng suy nghĩ của HS

- GV không biết cách định hướng để HS đề xuất các giả thuyết cũng như đề xuất cách thức giải quyết vấn đề

Để giải quyết các khó khăn trên, chúng tôi đề xuất xây dựng bảng tổng

hợp hướng dẫn dạy học GQVĐ angôrít hóa như trong bảng 1.1 Sử dụng

bảng này, đứng trước một bài cần dạy, GV sẽ thực hiện các bước sau:

1 Xác định các kiến thức cần dạy trong bài

2 Xác định loại kiến thức cần dạy Các kiến thức trọng tâm của môn vật

lý đều thuộc 1 trong 4 loại kiến thức: Hiện tượng vật lý, đại lượng vật lí, định luật vật lí và ứng dụng kĩ thuật của vật lí

3 Xây dựng tiến trình hình thành kiến thức theo các pha/ bước gợi ý trong bảng

4 Soạn giáo án, trong đó tập chung chuẩn bị các hoạt động (các yêu cầu, nhiệm vụ, câu hỏi đối với HS) định hướng của GV và sự đáp ứng của HS

Bảng 1.1 Dạy học giải quyết vấn đề các loại kiến thức vật lý đặc thù

Đại lượng vật lý

Định luật vật

lý

Ứng dụng kĩ thuật của vật

Thông qua tái hiện kinh nghiệm, thí nghiệm, clips, ảnh…

Tùy theo hình thành đặc điểm định lượng hay định tính trước mà có cách đặt vấn

đề khác nha:

Cơ bản đều phải làm bật

ra nhu cầu cần xây dựng

Dùng thí nghiệm, kinh nghiệm sơ bộ chỉ ra mối quan hệ giữa

lượng

Đưa ra một nhu cầu, nhiệm vụ cần thực hiện mà những thiết bị

kĩ thuật đã biết chưa thể thực hiện được hoặc thực hiện chưa tốt

Đại lƣợng vật lý

Định luật vật

lý

Ứng dụng kĩ thuật của vật

lý

đại lƣợng mới để diễn

tả tính chất vật lí mà các đại lƣợng đã

Khi thì xảy

ra hiện tƣợng gì? Tại sao lại xảy ra hiện tƣợng ?

Đặc tính … phụ thuộc vào các đại lƣợng nào và phụ thuộc nhƣ thế nào vào các đại lƣợng đó?

Biểu thức…

đặc trƣng cho tính chất vật

lí nào?

Mối quan hệ giữa các đại lƣợng A và B

là gì? A và B

có mốt quan

hệ với nhau nhƣ thế nào?

A phụ thuộc vào B,C…

nhƣ thế nào?

Máy (TBKT)

nguyên tắc cấu tạo và hoạt động nhƣ thế nào để thực hiện đƣợc chức năng ?

3 Giải quyết

VĐ - - Suy

đoán giải

Kiểm tra kết luận: - Đƣa ra giả thuyết

Xây dựng thí nghiệm để trả lời câu hỏi

- Xây dựng giả thuyết và thiết kế

Mở máy ra và xác định các

Đại lượng vật lý

Định luật vật

lý

Ứng dụng kĩ thuật của vật

để rút ra hệ quả rồi dùng

TN kiểm tra (VD: hiện tượng sóng dừng, hiện tượng giao thoa)

vấn đề phương án thí

nghiệm kiểm tra giả thuyết

- Sử dụng các kiến thức lí thuyết đã có

để suy luận lô gic rút ra câu trả lời rồi

kiểm nghiệm lại kết quả

chính, các quy luật cơ bản chi phối Xây dựng mô hình hình vẽ (MHHV) và tiến hành thí nghiệm kiểm

thực hiện được đúng các chức năng của TBKT không Thiết

kế một TBKT

để đáp ứng được yêu cầu đặt ra Lựa chọn thiết kế tối ưu và xây dựng mô hình vật chất chức

Đại lượng vật lý

Định luật vật

lý

Ứng dụng kĩ thuật của vật

lý

năng (VC – CN) theo thiết

kế và vận hành thử

4 Rút ra kết

luận (kiến

thức mới)

Định nghĩa khái niệm về hiện tượng

Phát biểu định nghĩa đại lượng vật

lí Phát biểu đặc trưng, đơn vị của đại lượng

Phát biểu định luật và phạm vi áp dụng định luật

Rút ra nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của TBKT

Vận dụng đại lượng để mô

tả các đặc tính vật lí ở các hiện tượng khác nhau

Vận dụng định luật trong các hiện tượng vật lí khác

TBKT đã xây dựng với các TBKT trong đời sống để

bổ sung các yếu tố khác

1.2.3.5 Qui trình dạy học theo phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Để thực hiện phương pháp dạy học phát hiện và GQVĐ cần thực hiện theo tiến trình sau đây

Bước 1 Chọn nội dung phù hợp

Trong thực tế dạy học, không phải nội dung nào cũng có thể làm nảy sinh tình huống có vấn đề và GQVĐ đặt ra Do đó GV cần căn cứ vào đặc điểm của phương pháp, dựa vào nội dung cụ thể để áp dụng phương pháp dạy học để GQVĐ cho phù hợp và linh hoạt Điều này thường phải do GV nghiên cứu và áp dụng vì thực tế trong nhiều tài liệu trong đó có sách GV còn có rất

ít hoặc không có những thí dụ cụ thể vận dụng phương pháp dạy học để GQVĐ của bộ môn.Trong thực tế, khó có thể có một bài học chỉ thực hiện theo một phương pháp dạy học phát hiện và GQVĐ mà cần thực hiện phối hợp với một số phương pháp khác một cách linh hoạt Tùy theo nội dung cụ thể thuộc bài lí thuyết, thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng mà có thể chọn nội dung và mức độ thực hiện phương pháp này

Bước 2 Thiết kế kế hoạch bài học

Sau khi chọn được nội dung phù hợp, GV thiết kế kế hoạch bài học trong đó chú ý quán triệt phương pháp dạy học phát hiện và GQVĐ đề từ mục tiêu, nội dung và đặc biệt phương pháp dạy học chủ yếu và thiết kế được các hoạt động của GV và HS Trong đó chú ý hoạt động của GV và HS trong việc: phát hiện vấn đề, chọn vấn đề và GQVĐ phù hợp với trình độ, năng lực

Xác định mục tiêu của bài học

Ngoài mục tiêu chung về kiến thức, kĩ năng, thái độ của bài học theo chuẩn kiến thức và kĩ năng, cần chú ý kĩ năng phát hiện và GQVĐ cần được hình thành ở bài học dạy theo phương pháp GQVĐ

Phương pháp dạy học chủ yếu

Cần nêu rõ phương pháp GQVĐ kết hợp với một số phương pháp và kĩ thuật dạy học khác thí dụ như phương pháp học tập hợp tác, sơ đồ tư duy, phương pháp thí nghiệm…

Thiết bị và đồ dùng dạy học

Cần chú ý thiết bị và đồ dùng giúp GV và HS phát hiện vấn đề, GQVĐ thí dụ như dụng cụ, thiết bị tiến hành thí nghiệm, phiếu học tập, hệ thống câu hỏi và bài tập…

Các hoạt động dạy học

Cần thiết kế rõ họat động tương tác giữa GV và HS trong khâu phát hiện

và GQVĐ và kết luận vấn đề nhằm đạt được mục tiêu của bài học tùy theo mức độ độc lập và chủ động của HS Các hoạt động của GV và HS nên bắt đầu bằng động từ và thể hiện sự tương tác giữa GV và HS, ví dụ:

Nêu vấn đề cần tìm hiểu Lắng nghe, nắm bắt vấn đề

Yêu cầu học sinh nêu các giả thuyết

khác nhau

Nêu các giả thuyết

Hướng dẫn học sinh thảo luận nhóm

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí [3],[7],[14]

1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Có rất nhiều lý thuyết và khung nghiên cứu về cách GQVĐ Mỗi khung

lý thuyết này có mục đích ứng dụng và phạm vi nghiên cứu khác nhau

Bảng 1.2 So sánh các khung lý thuyết về GQVĐ

Polya (1973) PISA (2003 & 2012) ATC21S (2013)

Hiểu vấn đề Thăm dò và hiểu Phân tích vấn đề

Lên kế hoạch Miêu tả và hình thành Lập mục tiêu, quản lý

nguồn lực, thu thập và kết nối thông tin

Thực hiện kế hoạch Lên kế hoạch và thực

hiện

Tính hệ thống và việc phát triển các quy tắc từ nguyên nhân và kết quả của hành động

Rà soát lại và kiểm

tra

Giám sát và xem xét Xem xét và giám sát,

kiểm nghiệm những giả thuyết khác

Hiện nay đang có nhiều quan niệm khác nhau về năng lực GQVĐ, cụ thể:

Khung lý thuyết của Polya‟s (1973) về GQVĐ thường xuyên được sử dụng như nền tảng cho những nghiên cứu về GQVĐ Polya đưa ra 4 bước (quy trình) theo trình tự nối tiếp về việc GQVĐ bao gồm: (1) hiểu vấn đề, (2) lên kế hoạch, (3) thực hiện kế hoạch và (4) rà soát lại và kiểm tra Theo quan điểm của Polya, một người GQVĐ cần tự làm quen hoàn toàn với vấn đề trước khi đưa ra 1 kế hoạch hay chiến lược để tiến tới xử lý vấn đề đó Người GQVĐ cũng cần phải thực hiện các bước hành động, thực hiện 1 cách chính xác kế hoạch hành động Cuối cùng họ cũng cần phải xem xét lại toàn bộ quá trình, nếu có thể đưa ra các phương pháp thay thế, để hiểu rõ hơn được vấn đề sau khi đã xử lý

PISA 2003 thừa nhận rằng không có một định nghĩa toàn diện nào về

năng lực GQVĐ nhưng họ mô tả năng lực GQVĐ như là “năng lực cá nhân

sử dụng các quá trình nhần thức để giải quyết các tình huống thực, đa lĩnh vực ở đó con đường giải pháp chưa rõ ràng ngay lập tức” (OECD, 2003) 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)” Như vậy, có thể thấy, câu đầu tiên trong định nghĩa về năng

lực GQVĐ gần giống với phần đầu của định nghĩa được sử dụng cho đánh giá GQVĐ của PISA 2003 Tuy nhiên, định nghĩa được đưa ra vào năm 2003 chỉ

đề cập đến khía cạnh nhận thức, trong khi định nghĩa vào năm 2012 lại nhấn mạnh đến bản chất xuyên chương trình của đánh giá

Trong nghiên cứu các kỹ năng thế kỷ 21 của ATC21S, năng lực GQVĐ được xem là một loạt các bước hướng tới việc kiểm tra giả thuyết và hợp tác thử nghiệm các ý tưởng

1 Ở bước đầu tiên, mỗi cá nhân trong đội khám phá không gian vấn đề

và xác định các yếu tố và các mặt của vấn đề Họ có thể ghi chép lại các quan sát của mình ở giai đoạn này

2 Ở bước tiếp theo, HS thu thập và chia sẻ thông tin về các yếu tố của vấn đề và cách kết nối chúng lại với nhau HS xác định và đối chiếu toàn bộ thông tin về vấn đề b ng cách chia sẻ thông tin về việc quan sát của mình, hợp tác và định rõ được không gian vấn đề

3 Sau đó, thảo luận tập trung vào trả lời câu hỏi liệu có tồn tại các mô hình và mối quan hệ giữa các yếu tố của vấn đề, cả bên trong và giữa các khu vực quan sát có sẵn cho mỗi người tham gia

4 Khi đã xác định được mối quan hệ, thảo luận về các quy luật hoặc các trường hợp bất ngờ kết hợp với các hành động và quan sát Những điều này cần được chia sẽ giữa không gian quan sát của những người tham gia Cuộc thảo luận đi theo ô hình “Nếu…thì”

5 Thông qua một quá trình quan sát và thu thập dữ liệu về mối liên hệ giữa hành động và sự quan sát, các thành viên của nhóm sau đó bắt đầu phát biểu các quy luật hoặc các trường hợp bất ngờ Những điều này sẽ đem đến

các nhận định khái quát, từ đó các thành viên có thể kết luận rằng mỗi khi một hành động cụ thể diễn ra thì một hậu quả cụ thể sẽ được quan sát thấy

6 Ở cấp độ thực hiện cao nhất của ATC21S, HS phản ánh loại kết luận được rút ra từ thông tin phản đối lại nhận định khái quát Lúc này, HS tiến hành thử nghiệm giả thuyết bằng cách thử thách các nhận định đó Các em GQVĐ thông qua cách diễn đạt “Điều gì sẽ xảy ra nếu…”

Như vậy có thể khái quát năng lực GQVĐ là khả năng của HS nhận ra các mâu thuẫn nhận thức trong các vấn đề học tập hoặc các vấn đề trong cuộc sống, và tìm ra được phương pháp để giải quyết mâu thuẫn, vượt qua các khó khăn và trở ngại, từ đó HS tiếp thu được kiến thức, kĩ năng mới hoặc giải quyết được các vấn đề trong thực tiễn

1.3.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề 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, kỹ 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 bao gồm:

(1) Nhận biết và tìm hiểu vấn đề: nhận biết tình huống có vấn đề, xác định và giải thích được các thông tin ban đầu và các thông tin cần xác định, tìm kiếm thông tin trong quá trình khám phá và tương tác với vấn đề

(2) Thiết lập không gian vấn đề: lựa chọn, sắp xếp và đánh giá các thông

tin qua việc biểu diễn bằng đồ thị, bảng biểu, mô tả… xác định các cách thức

và chiến lược giải quyết

(3) Giải quyết vấn đề: xác định mục tiêu mong muốn, lập kế hoạch để đạt được các mục tiêu, thực hiện kế hoạch để GQVĐ và điều chỉnh trong quá trình thực hiện nếu không gian vấn đề có sự thay đổi

(4) Đánh giá và phản ánh giải pháp: đánh giá giải pháp đã thực hiện, nhìn lại quá trình đã thực hiện để rút kinh nghiệm cho việc giải quyết những

vấn đề khác

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

mô tả cụ thể trong bảng dưới đây:

Bảng 1.3 Thành tố, chỉ số và tiêu chí của năng lực GQVĐ

1.1.2 Hiểu vấn đề, phát biểu vấn đề phù hợp với

tình huống bằng ngôn ngữ của riêng mình

1.2 Xác định vấn đề

1.2.1 Tìm kiếm và thu thập các thông tin về vấn

đề 1.2.2 Xác định và giải thích sự cần thiết của thông

tin

Thành tố Chỉ số

hành vi

Tiêu chí chất lượng

2.1 Tổ chức thông tin

2.1.1 Lựa chọn, sắp xếp, tích hợp các thông tin, kiến thức về tình huống vấn đề

2.1.2 Giải thích và lý giải thỏa đáng (mô tả, vẽ

hình) thông tin, kiến thức cần thiết cho mục tiêu

2 Thiết lập

không gian

vấn đề

2.2 ĐG thông tin

2.2.1 Xác định được các thông tin hữu ích

2.2.2 Kiết xuất các thông tin mới từ các dữ kiện

đã biết, lựa chọn các yếu tố làm cơ sở đưa ra giải pháp

2.3 Xác định cách thức và chiến lược GQVĐ

2.3.1 Đưa ra các cách thức có thể sử dụng để GQVĐ

2.3.2 Chọn được phương án tối ưu phù hợp với

3.1.1 Lập được kế hoạch, xác định được ai, làm

gì, lúc nào…để đạt mục tiêu mong muốn

3.2 Thực hiện kế hoạch

3.2.1 Thực hiện các hành động để GQVĐ 3.2 2 Điều chỉnh kịp thời, phù hợp với điều kiện,

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

4.1.2 ĐG kiến thức, kỹ năng mới đạt được của

bản thân

4.2 Phản 4.2.1 Phản ánh kết quả từng mục tiêu trung gian

Thành tố Chỉ số

hành vi

Tiêu chí chất lượng

ảnh giải pháp

và mục tiêu cuối cùng 4.2.2 Xác định giá trị của kiến thức mới và giải

pháp

1.3.3 Những biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực GQVĐ được thể hiện qua các mặt sau:

- Tư duy toàn diện:Xem xét vấn đề ở nhiều khía cạnh khác nhau, có khả

năng tổng hợp kiến thức của các bài học, chương học và các kiến thức có được từ các nguồn khác, các kinh nghiệm cá nhân để có cái nhìn nhiều chiều

về một vấn đề Thường xuyên so sánh các sự vật, hiện tượng xảy ra Từ đó dễ dàng phát hiện được sự khác biệt, điểm mấu chốt trong câu hỏi, bài tập cũng như những mâu thuẫn nhận thức khi học các kiến thức mới

- Tư duy sáng tạo:Là năng lực nhìn vấn đề theo nhiều cách khác nhau,

nhìn vấn đề ở các cách khác mọi người hay làm, đưa ra các sáng kiến hoặc sử dụng đồ vật theo một cách khác độc đáo hơn Người có tư duy sáng tạo có thể nhìn nhận sự vật hay tình huống theo cách khác, không theo lối mòn và sẵn sàng thử nghiệm

- Suy nghĩ nhanh: Thể hiện ở khả năng trả lời nhanh và đúng các câu hỏi

có nhiều đáp án, đưa ra được nhiều ý kiến khác nhau cho một câu hỏi

- Phát biểu suy nghĩ: Nêu lên những suy nghĩ của mình một cách rõ

ràng và mạnh dạn HS đưa ra được những ý kiến của bản thân một cách rõ ràng

Năng lực GQVĐ có những biểu hiện sau:

a) Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống, phát hiện

và nêu được các tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống

b) Đề xuất được giả thuyết khoa học khác nhau

- Lập được kế hoạch để GQVĐ đặt ra trên cơ sở biết kết hợp các thao tác tưduy và các phương pháp phán đoán, tự phân tích, tự giải quyết đúng những vấn đề mới

- Thực hiện kế hoạch một cách độc lập, sáng tạo hoặc hợp tác trong nhóm

c) Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ; suy ngẫm về cách thức và tiến trình GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng trong tình huống mới

Năng lực GQVĐ yêu cầu HS cần có sự phân tích vấn đề, tìm điểm mẫu thuẫn chính, xây dựng các hướng GQVĐ, thử GQVĐ theo các hướng khác nhau, so sánh các hướng giải quyết và tìm ra hướng giải quyết hiệu quả nhất

Để GQVĐ, HS cần có sự hứng thú, xuất hiện nhu cầu GQVĐ, có được động lực để suy nghĩ và hành động HS cần có phương pháp để GQVĐ và sự sáng tạo trong các phương pháp giải quyết, thử các phương pháp khác nhau để tìm được cách giải quyết hợp lí nhất

1.3.4 Năng lực GQVĐ trong dạy học Vật lý

Từ quan điểm về năng lực GQVĐ có hai hoạt động thành phần chính là hoạt động phát hiện và giải quyết trong học vật lý, có thể xem năng lực GQVĐ theo hai nhóm là: năng lực phát hiện vấn đề và năng lực GQVĐ trong học Vật lý như sau:

- Nhóm năng lực phát hiện vấn đề trong học vật lý:

+ Năng lực phát hiện mâu thuẫn, có vấn đề trong tình huống: nhận ra biểu tượng, dấu hiệu bản chất, tính chất chung, mối quan hệ về mặt vật lý của một loạt sự vật hiện tượng

+ Năng lực giới hạn vấn đề

+ Năng lực vật lý hóa tính huống bằng ngôn ngữ vật lý, xác định gải thiết, kết luận của định lý, tình huống

+ Năng lực phát hiện định hướng GQVĐ dưới dạng cấu trúc giả thiết, kết luận của bài toán

+ Năng lực phát hiện những mối liên hệ giữa các yếu tố của giả thiết và kết luận, các liên tưởng với các vấn đề đã biết để tìm ra đường lối giải quyết: phát hiện được quan hệ bằng nhau, quan hệ tỉ lệ thuận,…

+ Năng lực phát hiện sai lầm, nhược điểm trong cách GQVĐ, trong quá trình tìm hiểu giới hạn cách GQVĐ

+ Năng lực phát hiện được những ứng dụng trong thực tiễn của kiến thức vật lý

- Nhóm năng lực GQVĐ trong dạy học vật lý:

+ Năng lực sử dụng ngôn ngữ, kí hiệu, vẽ hình, đọc hình vẽ vật lý

+Năng lực tính toán, suy luận, chứng minh

+Năng lực hệ thống hóa vấn đề

+Năng lực qui kết quả GQVĐ về đúng tình huống, đúng giới hạn vấn đề +Năng lực sửa chữa sai lầm

*Về mặt triết học có thể thấy: mâu thuẫn giữa kiến thức, kĩ năng vật lý

đã có ở HS với yêu cầu xây dựng và sử dụng kiến thức mới đã tạo ra nhu cầu, động lực để các em tiến hành hoạt động GQVĐ trong dạy học vật lý Do đó nếu HS thường xuyên được luyện tập hoạt động GQVĐ thì sẽ tạo ra sự phát triển năng lực GQVĐ

*Từ quan điểm trong hoạt động giáo dục, tôi nhận thấy rằng:

Năng lực và kĩ năng thường gắn với một loại hoạt động cụ thể.Năng lực chỉ được hình thành, phát triển thể hiện thông qua hoạt động đó Do đó, chỉ có thể đo được sự phát triển năng lực thông qua xác định mức độ thành thạo của các thao tác, kĩ năng tiến hành những hoạt động thành phần do đó, để kiểm tra đánh giá năng lực của HS trong học Vật lý ta có thể tạo ra cho HS một tình huống vật lý cùng loại (giống về bản chất, khác về hình thức)