Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “chất khí” vật lí 10

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --- LÊ VŨ THÁI SƠN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ

KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ THUỘC CHƯƠNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

LÊ VŨ THÁI SƠN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ THUỘC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”-VẬT LÍ 10

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS PHẠM XUÂN QUẾ

Đà Nẵng – Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT VI TÓM TẮT ĐỀ TÀI VII DANH MỤC CÁC BẢNG XI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ XII

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 2

3 Mục tiêu của đề tài 3

4 Giả thuyết khoa học 4

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 4

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

7 Phương pháp nghiên cứu 5

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận 5

7.2 Phương pháp điều tra, quan sát 5

7.3 Phương pháp nghiên cứu thống kê toán học 5

7.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 5

8 Đóng góp của đề tài 6

9 Cấu trúc luận văn 6

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 7 1.1 Năng lực giải quyết vấn đề [15] 7

1.1.1 Một số khái niệm 7

1.1.2 Cấu trúc [1], [16] 7

1.1.3 Biểu hiện [3] 9

1.1.4 Biện pháp phát triển 9

1.1.5 Phương pháp đánh giá NL GQVĐ 13

1.2 Hoạt động ngoại khóa Vật lí ở trường phổ thông 19

1.2.1 Vị trí vai trò của HĐNK trong hệ thống các hình thức tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông [8] 19

1.2.2 Các đặc điểm của HĐNK Vật lí [8] 19

1.2.3 Các hình thức ngoại khóa vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 20

1.2.5 Phương pháp dạy học hoạt động ngoại khóa vật lí nhằm phát triển

năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 22

1.2.6 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 22

1.3 Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí và vai trò của việc dạy học các ứng dụng kĩ thuật vật lí trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 24

1.3.1 Khái niệm về ứng dụng kĩ thuật của vật lí 24

1.3.2 Bản chất của việc nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của vật lí trong dạy học 24

1.3.3 Các con đường nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của Vật lí trong dạy học 25

1.3.4 Vai trò của việc dạy học các ứng dụng kĩ thuật trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí 26

1.3.5 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí 27

1.4 Điều tra tình hình dạy học HĐNK trong chương trình Vật lí 10 ở trường THPT Nguyễn Hiền huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam 27

1.4.1 Mục đích điều tra 27

1.4.2 Phương pháp điều tra 27

1.4.3 Đối tượng điều tra 28

1.4.4 Kết quả điều tra 28

1.4.5 Nguyên nhân những hạn chế và cách khắc phục 34

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 35

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ THUỘC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 36

2.1 Mục tiêu dạy học kiến thức về chương “Chất khí” Vật lí 10 36

2.1.1 Mục tiêu về kiến thức 36

2.1.2 Mục tiêu về kĩ năng, thái độ 36

2.1.3 Mục tiêu phát triển năng lực 36

2.2 Quy trình thiết kế tổ chức hoạt động ngoại khóa 36

2.2.1 Xác định mục tiêu của hoạt động ngoại khóa 36

2.2.2 Xác định nội dung của hoạt động ngoại khóa 37

2.2.3 Xác định phương pháp dạy học ngoại khóa 37

2.2.4 Xác định hình thức tổ chức hoạt động ngoại khóa 38

2.2.5 Dự kiến các bước tiến hành hoạt động ngoại khóa 38

2.2.6 Dự kiến các khó khăn của học sinh trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ và các phương án hỗ trợ 39

2.3 Tiến trình dạy học hoạt động ngoại khóa 43

2.3.1 Tiến trình dạy học “Thiết kế và chế tạo mô hình vật chất chức năng xy lanh khí nén” 43

2.3.2 Tiến trình dạy học “Thiết kế và chế tạo mô hình vật chất chức năng máy nén khí” 50

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 56

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 57

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 57

3.3 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 57

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 57

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 57

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 57

3.5.1 Cách đánh giá mức năng lực 57

3.5.2 Phân tích, đánh giá kết quả TNSP về phát triển năng lực GQVĐ của học sinh 58

3.5.3 Đánh giá hiệu quả của hoạt động ngoại khóa 76

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

1.Kết luận 79

2 Kiến nghị 79

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 83 PHỤ LỤC PL1

Phụ lục I PL1 Phụ lục II PL9 Phụ lục III PL16 Phụ lục IV PL23

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ

INFORMATION PAGE OF MASTER THESIS

1.3 Thành tố năng lực được ưu tiên trong hợp phần năng lực 27

1.5 Kết quả NL GQVĐ đầu vào (Nhiệm vụ 1) của HS nhóm 1 30 1.6 Kết quả NL GQVĐ đầu vào (Nhiệm vụ 1) của HS nhóm 2 32 2.1 Dự kiến những khó khăn của HS trong quá trình thực hiện

nhiệm vụ thiết kế và chế tạo xy lanh khí nén

39

2.2 Dự kiến những khó khăn của HS trong quá trình thực hiện

nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy nén khí

41

3.1 Kết quả NL GQVĐ của HS nhóm 1 qua nhiệm vụ 2 57 3.2 Kết quả NL GQVĐ của HS nhóm 2 qua nhiệm vụ 2 60 3.3 Kết quả NL GQVĐ của HS nhóm 1 qua nhiệm vụ 3 62 3.4 Kết quả NL GQVĐ của HS nhóm 2 qua nhiệm vụ 3 65 3.5 So sánh sự phát triển NL GQVĐ của HS qua các nhiệm vụ của

Từ chủ yếu trang bị kiến thức và kỹ năng sang hình thành năng lực, phẩm chất nhân cách của người học Từ sự thay đổi mục tiêu giáo dục, yêu cầu phương pháp giáo dục cũng thay đổi theo Trên thế giới và ở nước ta hiện nay đang có rất nhiều công trình nghiên cứu, thử nghiệm về đổi mới phương pháp dạy học theo các hướng khác nhau Một xu hướng đổi mới cơ bản đó là phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ) của người học Chuyển trọng tâm hoạt động từ giáo viên sang học sinh (HS) Chuyển lối học từ thông báo tái hiện sang tìm tòi, khám phá, giải quyết vấn đề Tạo điều kiện cho học sinh tích cực, chủ động, sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề Định hướng về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và

đào tạo được xác định trong nghị quyết Hội nghị TW 8 khóa XI “tiếp tục đổi mới mạnh

mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; Khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo

cơ sở để người học tự cập nhập và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển năng lực; Chuyển

từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội ngoại khóa, nghiên cứu khoa học; Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” [6] Định hướng này chỉ rõ phát triển năng lực là nhiệm vụ cấp

thiết của nền giáo dục hiện đại

Điều 28 luật giáo dục 2005 qui định “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; Phù hợp với đặc điểm của từng môn học, lớp học; Bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho học sinh”[11]

Vấn đề phát triển NL GQVĐ của học sinh đã được nghiên cứu từ lâu Trong quá trình tìm tòi nghiên cứu phương pháp dạy học nhằm phát triển NL GQVĐ của học sinh, các nhà sư phạm thấy rằng cách tốt nhất là tổ chức cho học sinh hoạt động theo con

đường nhận thức của các nhà khoa học và có thể thông qua hoạt động ngoại khóa (HĐNK)

Qua quá trình tìm hiểu thực tế, tôi thấy: Việc dạy và học theo chương trình mới

đã có nhiều ưu điểm Tuy nhiên, dạy học nội khóa vẫn còn rất nặng nề, chưa có thời gian và điều kiện kích thích được sự hứng thú học tập và chưa phát triển được NL GQVĐ của HS Do vậy, để đạt được mục tiêu đã đề ra của nền giáo dục, cần phải đa dạng hóa các hình thức tổ chức hoạt động học tập của học sinh, và cần khẳng định vai trò quan trọng của hoạt động ngoài giờ lên lớp (hay hoạt động ngoại khóa) Đây là một hình thức dạy học mang lại hiệu quả cao nhưng hiện nay chưa được chú trọng ở các trường phổ thông nước ta Nó giúp học sinh củng cố kiến thức, phát huy tính tích cực, chủ động, phát triển NL GQVĐ Đây là những điều mà nội khóa làm chưa tốt do điều kiện thời gian, phương tiện dạy học hay do sức ép thi cử

Thực tiễn trong những năm gần đây ở các trường phổ thông hiện nay, HĐNK nói chung và HĐNK vật lí nói riêng ít được tổ chức, lãnh đạo nhà trường và giáo viên bộ môn chưa có sự đầu tư cho hoạt động này Về mặt lí luận, việc nghiên cứu các hình thức

tổ chức HĐNK vật lí trong nhà trường phổ thông cũng chưa được sự quan tâm nghiên cứu thích đáng của các nhà lí luận dạy học bộ môn

Với mong muốn góp phần vào việc nghiên cứu, nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy và học vật lí ở trường trung học phổ thông, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài:

“PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VỀ CÁC ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ THUỘC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”-VẬT LÍ 10”

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Ở nước ta trong những năm gần đây có nhiều tác giả đã có những công trình nghiên cứu, bài viết khác nhau liên quan đến dạy học theo định hướng phát triển năng lực của người học như:

- Vũ Trọng Rỹ, Phạm Xuân Quế “Kiểm tra đánh giá kết quả học tập môn Vật lí

của học sinh ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực” [12]

Bài viết trình bày quan niệm về kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh nói chung, trong học tập vật lí ở trường phổ thông nói riêng theo định hướng phát triển năng lực Đồng thời làm rõ bốn nhóm năng lực đặc thù trong học tập môn vật lí và phương pháp, kĩ thuật, quy trình kiểm tra đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát

triển năng lực học sinh, trong đó có đề xuất vận dụng cách đánh giá của PISA vào thiết

kế đề kiểm tra/thi môn vật lí

- Lương Việt Thái (2011) “Báo cáo tổng kết Đề tài Phát triển chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) theo định hướng phát triển năng lực người học”

- Lương Việt Thái (2012) “Một số vấn đề về phát triển chương trình GDPT theo định hướng phát triển năng lực” Kỉ yếu Hội thảo Khoa học “Giải pháp đột phá đổi mới

căn bản toàn diện nền giáo dục Việt Nam” (Tháng 6 - 2012) Hội Khoa học Tâm lí - Giáo dục Việt Nam

- Trần Thị Kim Chi (2016) “Tổ chức hoạt động ngoại khóa về ứng dụng kĩ thuật của các kiến thức phần điện từ học – Vật lí 11 theo hướng phát huy tính tích cực và năng lực sáng tạo của học sinh”

- Nguyễn Thị Thanh Huế (2017) “Tổ chức hoạt động ngoại khóa về ứng dụng kĩ thuật kiến thức chương “Lượng tử ánh sáng” – Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”

- Nguyễn Ngọc Trâm Kha (2017) “Tổ chức dạy học dự án “Các ứng dụng kĩ thuật của vật lí về âm thanh theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh”

Các luận văn trên đã tổ chức các HĐNK, dạy học dự án về ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) vật lí một cách thành công, hiệu quả thông qua đó đã cơ bản phát triển NL GQVĐ của từng học sinh, giúp các em có thể tự giải quyết những vấn đề sẽ gặp trong quá trình học tập cũng như trong cuộc sống

Thông qua nghiên cứu các công bố của các tác giả chúng tôi đồng ý với quan điểm phát triển năng lực học sinh Chúng tôi nhận thấy các nhóm tác giả đã có đã có những định hướng để phát triển năng lực học sinh và xây dựng được bộ công cụ kiểm tra đánh giá năng lực học sinh Tuy nhiên các tác giả đã tập trung phát triển năng lực chung hoặc tập trung phát triển một năng lực cụ thể như năng lực giải quyết vấn đề nhưng chưa áp dụng trong hoạt động ngoại khóa với nội dung “Chất khí”, từ đó chúng tôi tập trung nghiên cứu phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức HĐNK, nội dung chương Chất khí

3 Mục tiêu của đề tài

Thiết kế và tổ chức hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu nghiên cứu và tổ chức được một số chủ đề hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 theo hướng thiết kế và chế tạo

mô hình thiết bị thì sẽ góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

NL GQVĐ của HS được phát triển trong HĐNK về các ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10

Trong thời gian và khả năng cho phép, tôi chỉ tập trung nghiên cứu quá trình tổ chức HĐNK về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 nhằm phát triển NL GQVĐ của học sinh ở trường THPT Nguyễn Hiền huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về phát triển NL GQVĐ của học sinh trong học tập nói chung và trong học tập môn vật lí nói riêng

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của HĐNK, đặc biệt là lí luận về HĐNK vật lí Trong

đó có việc nghiên cứu vai trò của việc dạy học các ƯDKT vật lí để phát triển NL GQVĐ của HS

- Tìm hiểu các mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, thái độ và mục tiêu phát triển NL GQVĐ mà học sinh cần đạt được khi học các kiến thức trong chương “Chất khí”

- Điều tra thực trạng về dạy học các kiến thức của chương “Chất khí” theo chương trình vật lí 10 ở một số trường THPT Từ đó có căn cứ để xây dựng nội dung, phương pháp dạy học và hình thức tổ chức HĐNK nhằm khắc phục các hạn chế (khó khăn, sai lầm về kiến thức) trong giờ học nội khóa cũng như về khả năng phát triển NL GQVĐ của học sinh trong HĐNK

- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị ƯDKT của vật

lí thuộc chương “Chất khí” Vật lí 10 trong cuộc sống để làm tư liệu hướng dẫn học sinh vượt qua những khó khăn trong quá trình tìm hiểu, giải thích về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị đó cũng như thiết kế, chế tạo mô hình các ƯDKT Dự kiến những khó khăn, sai lầm mà học sinh có thể mắc phải để từ đó dự kiến phương án hướng dẫn các em khắc phục những khó khăn

- Xây dựng nội dung và quy trình tổ chức HĐNK về các ƯDKT của vật lí thuộc chương “Chất khí” Vật lí 10 theo hướng phát triển NL GQVĐ của HS

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) để đánh giá tính khả thi của quy trình ngoại khóa đã xây dựng và bước đầu đánh giá hiệu quả của HĐNK

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu các tài liệu về chủ trương, đường lối, chính sách văn kiện của Đảng, Nhà nước các chỉ thị và thông tư của Bộ giáo dục và Đào tạo

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về xu hướng đổi mới phương pháp dạy học

- Nghiên cứu các tài liệu về lí luận phát triển NL GQVĐ của học sinh

- Nghiên cứu các tài liệu hướng dẫn tổ chức HĐNK để xây dựng HĐNK phù hợp

- Nghiên cứu một số tài liệu về dạy học các ƯDKT vật lí và vai trò của ƯDKT vật lí trong dạy học

- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học vật lí, phương pháp dạy học vật lí, thí nghiệm vật lí phổ thông về chương “Chất khí”

- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách hướng dẫn giảng phần “Chất Khí” Vật lí 10 THPT

7.2 Phương pháp điều tra, quan sát

- Phỏng vấn giáo viên và học sinh để nắm tình hình dạy học các ƯDKT vật lí và

sử dụng các phương pháp dạy học ở một số trường THPT

- Xây dựng mẫu phiếu điều tra để có cơ sở cho việc cần phải đổi mới phương pháp dạy học vật lí hiện nay ở THPT, khắc phục những khó khăn trong dạy học các ƯDKT vật lí để có những biện pháp dạy học phù hợp

7.3 Phương pháp nghiên cứu thống kê toán học

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

và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác nhau trong kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng

7.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành TNSP theo kế hoạch Phân tích kết quả thu được trong quá trình TNSP để kiểm tra đánh giá giả thuyết khoa học đã đề ra

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài các phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, nội dung chính của luận văn gồm ba chương

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí

ở trường trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 2 Tổ chức các hoạt động ngoại khóa về các ứng dụng kĩ thuật của vật lí thuộc chương “Chất khí” vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1 Năng lực giải quyết vấn đề [15]

1.1.1 Một số khái niệm

NL GQVĐ là năng lực hoạt động trí tuệ của con người trước những vấn đề, những bài toán cụ thể, có mục tiêu và có tính hướng đích cao đòi hỏi phải huy động khả năng

tư duy tích cực và sáng tạo nhằm tìm ra lời giải cho vấn đề [14]

NL GQVĐ có thể được hiểu là khả năng của con người phát hiện ra vấn đề cần giải quyết và biết vận dụng những kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm của bản thân, sẵn sàng hành động để giải quyết tốt vấn đề đặt ra NL GQVĐ là tổ hợp các năng lực thể hiện ở các kĩ năng (thao tác tư duy và hoạt động) trong hoạt động nhằm giải quyết có hiệu quả những nhiệm vụ của vấn đề Có thể nói NL GQVĐ có cấu trúc chung là sự tổng hòa của các năng lực [14]

Theo định nghĩa trong đánh giá PISA, 2003 thì NL GQVĐ là khả năng một cá nhân có thể sử dụng các quy trình nhận thức để đối mặt và giải quyết những vấn đề thật, mang tính chất liên ngành trong khi giải pháp không phải luôn rõ ràng và những mảng kiến thức cần thiết để giải quyết vấn đề không chỉ nằm riêng rẽ trong một lĩnh vực toán học, khoa học, hay đọc hiểu [17]

Theo Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012 thì NL GQVĐ là những khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa

rõ ràng Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây dựng [18]

1.1.2 Cấu trúc [1], [16]

Theo chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực, cấu trúc NL GQVĐ

dự kiến phát triển ở HS gồm 4 thành tố, mỗi thành tố bao gồm một số hành vi cá nhân khi làm việc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong quá trình GQVĐ Cụ thể là:

- Tìm hiểu, khám phá vấn đề: Nhận biết được tình huống, phân tích được tình

huống cụ thể, phát hiện được tình huống có vấn đề, chia sẻ sự am hiểu về vấn đề với người khác

- Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Lựa chọn, sắp xếp, tổng hợp thông tin với kiến

thức đã học Xác định thông tin, biết tìm hiểu các thông tin có liên quan, từ đó xác định cách thức, quy trình, chiến lược/ giải pháp giải quyết và cách thống nhất hành động

- Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp:

+ Lập kế hoạch: Thiết lập tiến trình thực hiện (thu thập dữ liệu, thảo luận, xin ý

kiến, giải quyết các mục tiêu…), thời điểm giải quyết từng mục tiêu

+ Thực hiện kế hoạch: Thực hiện và trình bày giải pháp, điều chỉnh kế hoạch để

phù hợp với thực tiễn và không gian vấn đề khi có sự thay đổi

- Đánh giá và phản ánh giải pháp: Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ Suy

ngẫm về cách thức và tiến trình GQVĐ Điều chỉnh và vận dụng trong tình huống mới, xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu được Đề xuất giải pháp cho những vấn

đề tương tự Như vậy, cấu trúc NL GQVĐ được mô tả bởi 4 thành tố và các chỉ số hành

vi được mô tả bởi sơ đồ sau:

Đề xuất, lựa chọn giải pháp

Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề

Tìm ra kiến thức, phương pháp vật lí và kiến thức liên môn liên quan đến vấn

đề có thể sử dụng GQVĐ

Đề xuất, lựa chọn giải pháp

Đánh giá giải pháp đã thực hiện

Tự nhận xét

về quá trình thực hiện giải pháp

Xác nhận kiến thức thu được

Khái quát hóa các vấn đề tương tự

Lập kế hoạch

và thực hiện giải pháp

Lập kế hoạch thực hiện

Phân công nhiệm vụ

Thực hiện kế hoạch

Đề xuất, lựa chọn giải

pháp

Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề;

Đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; Lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất

Đánh giá, phản ánh giải pháp giải quyết vấn đề; Suy ngẫm

về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới

1.1.4 Biện pháp phát triển

Sau khi nghiên cứu những công trình nghiên cứu khoa học, những luận văn, luận

án của một số môn khoa học tự nhiên đã đề xuất [12], [15] chúng tôi có thể vận những nguyên tắc xây dựng biện pháp và biện pháp phát triển NL GQVĐ với các sự điều chỉnh sau:

1.1.4.1 Nguyên tắc xây dựng các biện pháp

a Nguyên tắc 1: Đảm bảo tính khoa học, tính tư tưởng và tính thực tiễn

Tính khoa học vừa yêu cầu sự chính xác về mặt Vật lí vừa yêu cầu sự chính xác

về mặt Triết học

Đức tính chính xác – một đức tính cần thiết của con người lao động cũng được bồi dưỡng, nâng dần lên nếu thông qua quá trình dạy học chúng ta có trang bị cho HS những tri thức Vật lí chính xác

Hình thành ở HS những phương pháp suy nghĩ và làm việc của khoa học Vật lí học cũng là phương pháp đúng đắn về mặt Triết học

Sự chính xác về mặt Triết học cũng đòi hỏi làm rõ mối liên hệ giữa Vật lí học với thực tiễn, điều này cũng thể hiện sự thống nhất của tính khoa học, tính tư tưởng và tính thực tiễn

Tuy nhiên, sự thống nhất giữa khoa học Vật lí và khoa học Triết học là thông qua việc dạy học Vật lí mà hình thành cho HS những quan niệm, những phương thức tư duy

và hoạt động đúng đắn phù hợp với phép biện chứng duy vật, chẳng hạn coi thực tiễn là nguồn gốc của nhận thức, là tiêu chuẩn của chân lí, xem xét sự vật trong trạng thái vận động và trong sự tác động qua lại lẫn nhau, thấy rõ mối liên hệ giữa cái riêng và cái chung, giữa cụ thể và trừu tượng…

b Nguyên tắc 2: Đảm bảo sự thống nhất giữa cụ thể và trừu tượng

Bản thân các tri thức khoa học nói chung và tri thức Vật lí học nói riêng là một

sự thống nhất giữa cái cụ thể và cái trừu tượng, nghĩa là có con đường đi từ cái cụ thể đến cái trừu tượng và ngược lại

Việc chiếm lĩnh một nội dung trừu tượng cần kèm theo sự minh họa nó bởi những cái cụ thể

Mặt khác, khi làm việc với những cái cụ thể cần hướng về những cái trừu tượng

có như vậy mới gạt bỏ được những dấu hiệu không bản chất để nắm cái bản chất, mới gạt bỏ được những cái cá biệt để nắm được quy luật

c Nguyên tắc 3: Đảm bảo sự thống nhất giữa tính đồng loạt và tính phân hóa

Tính đồng loạt và tính phân hóa trong dạy học cũng là hai mặt tưởng chừng mâu thuẫn nhau nhưng thực ra thống nhất với nhau

Một mặt, phân hóa tạo điều kiện thuận lợi cho dạy học đồng loạt Thật vậy, dạy học phân hóa tính tới trình độ phát triển khác nhau, tới đặc điểm tâm lí khác nhau của

HS, làm cho mọi HS có thể phát triển phù hợp với khả năng và hoàn cảnh của mình Điều đó làm cho mọi HS đều đạt được những yêu cầu cơ bản làm tiền đề cho những pha dạy học đồng loạt

Mặt khác trong dạy học đồng loạt bao giờ cũng có những yếu tố phân hóa nội tại Trong thực tế không thể có sự dạy học đồng loạt không phân hóa

Một khía cạnh quan trọng của việc đảm bảo sự thống nhất giữa đồng loạt và phân hóa là đảm bảo chất lượng phổ cập, đồng thời phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu về Vật

lí cho HS

d Nguyên tắc 4: Đảm bảo sự thống nhất giữa tính vừa sức và yêu cầu phát triển trong dạy học

Việc dạy học một mặt yêu cầu đảm bảo vừa sức để HS có thể chiếm lĩnh được tri thức, rèn luyện được kĩ năng, kĩ xảo nhưng mặt khác lại đòi hỏi không ngừng nâng cao yêu cầu để thúc đẩy sự phát triển của HS “Sức” HS, tức là trình độ, năng lực của họ, không phải là bất biến mà thay đổi trong quá trình học tập, theo chiều hướng tăng lên

Vì vậy, sự vừa sức ở những thời điểm khác nhau có nghĩa là sự không ngừng nâng cao theo yêu cầu Như thế, không ngừng nâng cao theo yêu cầu chính là đảm bảo sự vừa sức trong điều kiện trình độ, năng lực của HS ngày một nâng cao trong quá trình học tập

e Nguyên tắc 5: Đảm bảo sự thống nhất giữa vai trò chủ đạo của thầy và tính

tự giác, tích cực, chủ động của trò

Trong dạy học thầy trò đều thực hiện hoạt động và giao lưu, nhưng vai trò không giống nhau Người học phải tự giác, tích cực và chủ động Nhưng học tập là quá trình tái chiếm lĩnh một số tri thức trong kho tàng văn hóa của nhân loại Do đó quá trình dạy học đòi hỏi vai trò chủ đạo của người thầy Vai trò này không biến trò thành nhân vật thụ động, không hạn chế tính tự giác, tích cực, chủ động của người học Vai trò chủ đạo của GV thể hiện ở việc thiết kế, ủy thác, điều khiển và thể chế hóa

1.1.4.2 Biện pháp phát triển

Để phát triển NL GQVĐ trong dạy học Vật lí cần giúp HS:

- Có nhận thức về vấn đề trong học tập Vật lí và cách phát hiện vấn đề trong tình huống cụ thể

- Biết các cách GQVĐ có thể có

- Biết cách kết luận vấn đề và rút ra kiến thức, kĩ năng mới cần xây dựng

Vì vậy, cần có biện pháp để phát triển NL GQVĐ và tổ chức cho HS tham gia GQVĐ từ đơn giản đến phức tạp trong học tập môn Vật lí

Sau khi nghiên cứu và tham khảo những công trình [10], [5] các luận văn có liên

quan đến đề tài chúng tôi xin đưa ra một số biện pháp phát triển sau:

a Biện pháp 1: Làm cho HS nắm vững các kiến thức cơ bản về Chất khí

- Trong khi dạy học từng tiết, từng bài GV cần phải có phần củng cố kiến thức trong tiết học, bài học đó để HS nắm chắc được nội dung kiến thức mà vừa được học Đặc biệt GV cần hệ thống lại những kiến thức mà HS cần phải nắm được trong từng chương thông qua tiết ôn tập chương Việc làm này là hết sức cần thiết đặc biệt là với việc dạy học theo phương pháp PH & GQVĐ Vì khi nắm được các kiến thức cơ bản thì

HS mới có thể phát hiện ra được vấn đề cần giải quyết và giải quyết chúng một cách chính xác nhất

- Chủ yếu là làm cho HS nắm được một cách vững chắc các định nghĩa, định lý, định luật, tính chất, công thức GV cần làm cho HS không còn lúng túng khi vận dụng các kiến thức đã học

b Biện pháp 2: Hướng dẫn, tổ chức cho HS liên tưởng, huy động tri thức nhằm

tiếp cận, khai thác các tình huống để tiến tới nhận biết, phát hiện vấn đề và tìm cách

giải quyết vấn đề

Các kiến thức mà HS lĩnh hội được là sản phẩm của hoạt động, nó được đặt ra trước mắt HS như là một bài toán và muốn chiếm lĩnh thì HS cần phải trải qua những hoạt động tương ứng

Việc phát hiện, làm rõ mâu thuẫn trong tình huống có vấn đề kích thích hứng thú của HS, dẫn tới sự “chuyển động” của những tri thức có trước đây vào nhu cầu tìm tòi cái chưa biết, tạo cho GV khả năng điều khiển HS phân tích tình huống, tiếp nhận và

giới hạn được vấn đề (do GV định hướng hoặc HS tự ý thức tùy vào mức độ khó khăn của vấn đề)

Do đó, cần đảm bảo những kiến thức Vật lí cơ bản cần thiết làm nền để bồi dưỡng năng lực huy động kiến thức, tái hiện kiến thức, kĩ năng đã học liên quan đến tình huống chứa vấn đề

Năng lực liên tưởng, huy động kiến thức của mỗi người một khác Đứng trước một vấn đề cụ thể, có người liên tưởng được nhiều định luật, thuyết, công thức, bài toán phụ mà những cái này có hi vọng giúp cho việc GQVĐ Có người chỉ liên tưởng đến một số ít định luật, công thức…mà thôi Sự liên tưởng này phụ thuộc vào sự nhạy cảm trong khâu phát hiện vấn đề Năng lực liên tưởng và huy động kiến thức không phải là điều bất biến, một vấn đề cụ thể nếu đặt vào thời điểm này có thể không giải quyết được, hoặc giải quyết được nhưng bởi một cách rất máy móc và dài dòng, nhưng khi đặt vào thời điểm khác (có thể không xa lắm), nếu có năng lực liên tưởng và huy động tốt, HS

có thể GQVĐ rất hay, rất độc đáo, thậm chí còn có thể hình thành được một số cách giải quyết khái quát cho một số vấn đề

c Biện pháp 3: Sử dụng hợp lý, đúng thời điểm các phương tiện và đồ dùng dạy

học để tạo thuận lợi cho HS trong việc phát hiện và GQVĐ

Phương tiện dạy học không chỉ có tác dụng thiết lập những tình huống có dụng ý

sư phạm mà còn giúp ta tiết kiệm thời gian Do đó, GV phải biết khai thác, sử dụng và kết hợp hiệu quả các phương tiện dạy học khác nhau như: Phiếu học tập, video, tranh ảnh, máy chiếu, dụng cụ TN…nhằm giúp HS phát hiện và GQVĐ

d Biện pháp 4: Tăng cường dạy học phân hóa theo các mức độ, cấp độ khác

nhau trong các nhóm đối tượng khác nhau và trong cùng một lớp để tạo ra môi trường phù hợp với trình độ của từng HS nhằm giúp các em có nhiều cơ hội chủ động, độc lập phát hiện và GQVĐ

e Biện pháp 5: Tập luyện cho HS sử dụng ngôn ngữ, kí hiệu Vật lí để diễn đạt

các nội dung Vật lí; Diễn đạt vấn đề theo những cách khác nhau, từ đó chọn ra cách diễn đạt tối ưu nhất tạo thuận lợi cho việc phát hiện và GQVĐ

1.1.5 Phương pháp đánh giá NL GQVĐ

Đánh giá theo năng lực là đánh giá việc vận dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ

để giải quyết vấn đề trong bối cảnh có ý nghĩa

Theo quan điểm giáo dục phát triển, thì đánh giá kết quả giáo dục phải hướng tới việc xác định sự tiến bộ của người học Vì vậy, đánh giá năng lực người học được hiểu

là đánh giá khả năng áp dụng những kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống thực tiễn

Theo đánh giá NL GQVĐ của người học cũng như đánh giá các năng lực khác thì không lấy việc kiểm tra khả năng tái hiện kiến thức đã học làm trọng tâm mà chú trọng đến khả năng vận dụng sáng tạo tri thức trong những tình huống sáng tạo khác nhau

Đánh giá năng lực thông qua các sản phẩm học tập và quá trình học tập của người học, đánh giá năng lực người học được thực hiện bằng một số phương pháp (công cụ) sau:

Đánh giá qua quan sát: Đánh giá qua quan sát là thông qua quan sát mà đánh

giá các thao tác, động cơ, các hành vi, kỹ năng thực hành và kỹ năng nhận thức, như là cách GQVĐ trong một tình huống cụ thể Để đánh giá qua quan sát, GV cần tiến hành các hoạt động:

- Xây dựng mục tiêu, đối tượng, nội dung, phạm vi cần quan sát

- Đưa ra các tiêu chí cho từng nội dung quan sát (thông qua các biểu hiện của các năng lực cần đánh giá)

- Thiết lập bảng kiểm phiếu quan sát

- Ghi chú những thông tin chính và phiếu quan sát

- Quan sát và ghi chép đầy đủ những biểu hiện quan sát được vào phiếu quan sát

và đánh giá

Tự đánh giá: Tự đánh giá là một hình thức mà người học tự liên hệ phần nhiệm

vụ đã thực hiện với các mục tiêu của quá trình học, người học sẽ học cách đánh giá các

nỗ lực và tiến bộ cá nhân, nhìn lại quá trình và phát hiện những điều cần thay đổi để hoàn thiện bản thân

Bảng 1.2: Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ của HS

Hợp phần

năng lực

Biểu hiện hành vi của HS

Các mức độ biểu hiện của hành vi

Tìm hiểu

vấn đề

Nhận biết tình huống

Không nhận biết được tình

huống

Nhận biết được tình huống nhưng còn nhiều sai sót, dựa vào sự hướng dẫn

của GV

Nhận biết được tình huống nhưng còn thiếu sót, có trao đổi với

bạn bè

Nhận biết được tình huống một

cách tự lực

Phát hiện, vấn đề

GV gợi ý rất rõ ràng nhưng vẫn không phát hiện được

VĐ

Phát hiện được VĐ

từ tình huống nhưng còn sai nhiều, phải dựa vào sự gợi

ý rất nhiều

của GV

Phát hiện được

VĐ từ tình huống nhưng còn sai sót, có trao đổi với

bạn bè

Phát hiện đúng các

VĐ từ tình huống một

cách tự lực

Phát biểu

VĐ

Không phát biểu được

VĐ

Phát biểu được VĐ nhưng còn sai sót nhiều, dựa

Phát biểu được

VĐ nhưng còn sai sót ít, có trao đổi với

bạn bè

Phát biểu đúng các

VĐ một

cách tự lực

vào sự gợi

ý của GV

Chia sẻ thông tin

Không chia

sẻ thông tin

về VĐ với các thành viên khác

trong nhóm

Chia sẻ thông tin

VĐ với các thành viên trong nhóm khi có thành viên trong nhóm

yêu cầu

Chia sẻ thông tin, nêu VĐ khi

vừa phát hiện

Chia sẻ thông tin, nêu VĐ khi vừa phát hiện và giải thích thông tin vừa tìm được với các thành

Không xác định được

và không biết cách thu thập, làm rõ các thông tin có liên quan

đến VĐ

Xác định được và biết cách thu thập, làm rõ các thông tin

có liên quan đến

VĐ nhưng còn sai sót, dựa vào sự gợi ý của

GV

Xác định được

và biết cách thu thập, làm

rõ các thông tin

có liên quan đến VĐ bằng SGK,

Internet…Các nguồn tìm kiếm thông tin còn thiếu đa

dạng

Xác định được và biết cách thu thập, làm rõ các thông tin có liên quan đến VĐ bằng SGK, Internet, tài liệu tham khảo, trao đổi với bạn

bè hoặc liên lạc với người có chuyên

môn

Tìm ra kiến thức, phương

Không tìm

ra được kiến thức,

Tìm ra được kiến thức,

Tìm ra được kiến thức, phương pháp

Tìm ra được đầy

đủ kiến

pháp vật lí

và kiến thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể

sử dụng GQVĐ

phương pháp vật lí

và kiến thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể

sử dụng

GQVĐ

phương pháp vật lí

và kiến thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể

sử dụng GQVĐ nhưng còn thiếu

nhiều, dựa vào sự gợi

ý của GV

vật lí và kiến thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể sử dụng GQVĐ nhưng còn thiếu, trao đổi

với bạn bè

thức, phương pháp vật lí

và kiến thức liên môn liên quan đến

VĐ có thể

sử dụng

GQVĐ

Đề xuất, lựa chọn giải pháp

Không đề xuất, lựa chọn được

giải pháp

Đề xuất, lựa chọn được giải pháp

nhưng thiếu hợp

lý, dựa vào

sự gợi ý

của GV

Đề xuất, lựa chọn được giải pháp, trao đổi với bạn bè, tính khả thi chưa

cao

Đề xuất, lựa chọn được một hoặc nhiều giải pháp hợp lý và

Không lập được kế hoạch thực hiện giải

pháp

Lập kế hoạch thực hiện giải pháp một cách thụ động, làm theo số đông hoặc dựa vào sự

Thảo luận nhóm, phân chia công việc

để đưa ra kế hoạch thực hiện giải pháp một cách hợp

lý

Tự lập ra kế hoạch thực hiện giải

pháp hợp lý

gợi ý của

GV

Phân công nhiệm vụ

Không nhận nhiệm

vụ hoặc không có đóng góp

cụ thể cho công việc chung của

nhóm

Nhận nhiệm vụ theo phân công của nhóm dù không phù hợp với

khả năng

Nhận nhiệm vụ theo phân công của nhóm và phù hợp với

khả năng

Trao đổi để phân chia nhiệm vụ phù hợp với từng cá nhân trong nhóm, nhận nhiệm vụ khi phù hợp với khả

năng

Thực hiện

kế hoạch

Không thực hiện được kế

hoạch

Chưa hoàn thành kế hoạch, hoặc hoàn thành nhưng dựa vào sự gợi

ý của GV

và còn nhiều sai

sót

Thực hiện và hoàn thành kế hoạch nhưng

còn sai sót

Thực hiện

và hoàn thành kế hoạch một cách thành

đã thực hiện

Không đánh giá được giải pháp của cá nhân/

nhóm

Đánh giá được giải pháp của cá nhân/

nhóm sau khi có sự gợi ý của

GV

Đánh giá được giải pháp của

cá nhân/ nhóm sau khi trao đổi

với bạn bè

Tự đánh giá giải pháp của cá

nhân/ nhóm

Tự nhận xét về quá trình thực hiện giải pháp

Không nhận xét được quá trình thực hiện giải pháp của

bản thân

Nhận xét được quá trình thực hiện giải pháp của bản thân khi có sự gợi ý của

GV

Nhận xét được quá trình thực hiện giải pháp theo nhận xét chung của

nhóm

Tự nhận xét được quá trình thực hiện giải

pháp

Xác nhận kiến thức thu được

Không xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm vụ

Xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm vụ nhưng còn sai sót, dựa vào sự gợi

ý của GV

Xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm vụ nhưng còn sai sót, có trao đổi với bạn bè

Xác nhận được kiến thức thu được sau khi hoàn thành nhiệm vụ

Khái quát hóa các

VĐ tương

tự

Không khái quát hóa được các

VĐ tương

tự

Khái quát hóa được các VĐ tương tự nhưng còn sai sót, thiếu logic dựa vào sự gợi ý của

GV

Khái quát hóa được các VĐ tương tự tương đối logic, có trao đổi với bạn bè

Khái quát hóa được các VĐ tương tự

1.2 Hoạt động ngoại khóa Vật lí ở trường phổ thông

1.2.1 Vị trí vai trò của HĐNK trong hệ thống các hình thức tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông [8]

HĐNK là một trong ba hình thức dạy học trong nhà trường phổ thông hiện nay, HĐNK nói chung và HĐNK Vật lí nói riêng góp phần củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức mới, phát triển kĩ năng làm việc cá nhân, nhóm, rèn luyện năng lực tư duy cho HS như tư duy logic, tư duy trừu tượng, tư duy sáng tạo, giáo dục tình cảm và thái độ và năng lực giải quyết vấn đề ở HS, cụ thể là:

- Về kiến thức: HĐNK giúp HS củng cố, đào sâu mở rộng những tri thức đã học

trên lớp, ngoài ra giúp HS vận dụng tri thức đã học vào giải quyết những vấn đề thực tiễn đời sống đặt ra theo phương châm học đi đôi với hành, lí thuyết gắn liền với thực tiễn

- Rèn luyện kĩ năng: HĐNK rèn luyện cho HS khả năng tự quản, kĩ năng tổ chức,

điều khiển, làm việc theo nhóm, ngoài ra còn góp phần phát triển kĩ năng giao tiếp, giải quyết vấn đề, chế tạo dụng cụ và làm thí nghiệm, …

- Giáo dục tinh thần thái độ: HĐNK tạo hứng thú học tập, khơi dậy lòng ham

hiểu biết, lôi cuốn HS tự giác tham gia nhiệt tình các hoạt động, phát huy tính tích cực,

nỗ lực của HS

- Rèn luyện năng lực tư duy: HĐNK có thể rèn luyện cho HS các loại tư duy: Tư

duy logic; Tư duy trừu tượng; Tư duy kinh nghiệm; Tư duy phân tích; Tư duy tổng hợp;

Tư duy sáng tạo

1.2.2 Các đặc điểm của HĐNK Vật lí [8]

HĐNK nói chung và HĐNK Vật lí nói riêng có những đặc điểm cơ bản sau:

- Việc tổ chức HĐNK dựa trên tính tự nguyện tham gia của HS và có sự hướng dẫn của GV Trên cơ sở đó, HS sẽ yêu thích công việc, hoạt động tích cực, có hiệu quả

và phát triển năng lực của mình

- Số lượng HS tham gia không hạn chế, có thể là theo nhóm nhưng cũng có thể

là tập thể đông người Trong điều kiện cho phép có thể huy động HS toàn trường tham gia, không phân biệt trình độ HS

- Có kế hoạch cụ thể về mục đích và nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức, lịch hoạt động cụ thể và thời gian thực hiện

- Kết quả HĐNK của HS không đánh giá bằng điểm số như đánh giá kết quả học tập nội khóa

- Việc đánh giá kết quả của HĐNK vật lí thông qua tính tích cực, NL GQVĐ của

HS và sản phẩm của quá trình hoạt động Ngoài ra, kết quả của HĐNK được đánh giá một cách công khai thông qua cả GV và HS Để khích lệ quá trình hoạt động của HS thì cũng cần có sự khuyến khích và phần thưởng động viên kịp thời cho các em

- Nội dung và hình thức tổ chức HĐNK phải đa dạng, phong phú, mềm dẻo, hấp dẫn để lôi cuốn được nhiều HS tham gia

1.2.3 Các hình thức ngoại khóa vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn

+ HĐNK theo nhóm: Khi tổ chức ngoại khóa theo nhóm trước hết phải dựa trên

tinh thần tự nguyện, hứng thú của HS, các em phải được lựa chọn lĩnh vực kiến thức yêu thích và xây dựng được hạt nhân của nhóm Yếu tố mới và tính vừa sức của đề tài đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và phát triển sự hứng thú và tích cực của nhóm,

GV cần phải dự kiến được những khó khăn mà HS có thể gặp phải, lên phương án giúp

đỡ và tạo điều kiện về thời gian, tài liệu, nguyên vật liệu…cho nhóm HS Nhóm ngoại khóa cần có lịch làm việc cụ thể về thời gian cũng như tiến độ công việc, tránh tình trạng

“đầu voi, đuôi chuột”; Kiên quyết không để kế hoạch bị phá sản giữa chừng Tùy theo nội dung hoạt động của nhóm ngoại khóa có thể phân loại thành: Nhóm “Vật lí lí thuyết”, nhóm “Chế tạo dụng cụ thí nghiệm vật lí”, nhóm “Vật lí kỹ thuật”

+ HĐNK có tính quần chúng rộng rãi:

Hội vui vật lí là một hình thức ngoại khóa dễ phổ biến, lôi cuốn được đông đảo

HS tham gia, tạo ra được khí thế trong học tập và nghiên cứu Hội vui có thể tổ chức theo từng chuyên đề hoặc theo khối lớp Chẳng hạn: Hội vui cơ học; Hội vui về nhiệt học; Hội vui về quang học…Hội vui có nội dung chính là các trò chơi hoặc các câu hỏi rèn luyện trí tuệ, như: Trò chơi hái hoa dân chủ; Thi khéo tay; Thi giải đáp các câu hỏi trí tuệ, Thi chế tạo thiết bị thí nghiệm… Thời gian tổ chức hội vui không nên kéo dài để đảm bảo cho hội vui vừa truyền tải hết nội dung cần thiết vừa không gây ảnh hưởng đến sức khỏe và sự đi lại của HS

- Dựa vào cách thức tổ chức cho HS tham gia ngoại khóa, có:

+ Tham quan các công trình kĩ thuật ứng dụng kiến thức vật lí đã học là một hình

thức tổ chức dạy học trong thực tế, quan sát trực tiếp của HS dưới sự hướng dẫn của GV

và cơ sở tham quan nhằm nghiên cứu sự vật, hiện tượng, qui trình…cần tìm hiểu trong nội dung dạy học Hình thức tham quan ngoại khóa có thể được tổ chức trước, trong và sau khi học một kiến thức nào đó

+ Hội thi vật lí là nơi để mỗi cá nhân hoặc tập thể, thể hiện khả năng của mình,

khẳng định thành tích, kết quả của quá trình tu dưỡng, rèn luyện, phấn đấu trong học tập Qui mô, đối tượng tham gia, cách thức tổ chức hội thi phụ thuộc vào mục đích, yêu cầu, ý nghĩa, tính chất và nội dung của cuộc thi Một số hình thức của cuộc thi vật lí: Thi trả lời nhanh; Thi giải thích hiện tượng; Thi giải bài tập; Thi giải ô chữ; Thi thực hành, làm thí nghiệm, chế tạo dụng cụ thí nghiệm; Thi chơi một số trò chơi có sử dụng kiến thức vật lí;

- Dựa vào cách thức tham gia HĐNK của HS, có:

+ HS đọc sách báo về vật lí và kĩ thuật, hình thức này có thể tổ chức trong một

lớp học GV tạo điều kiện cho các em trình bày những thông tin mà các em đã đọc về các lĩnh vực vật lí nhằm mục đích cung cấp thông tin, mở rộng hiểu biết cho các HS còn lại trong lớp học

+ HS tổ chức các buổi báo cáo và dạ hội về các vấn đề vật lí có thể nghiên cứu

thêm về một số kiến thức còn khó hiểu, trừu tượng mà giờ học nội khóa không có thời gian để tìm hiểu Bên cạnh đó, HS có thể tự tạo TN để minh họa; HS biểu diễn TN hoặc giới thiệu sản phẩm vật lí chế tạo được…

+ HS tổ chức triễn lãm, giới thiệu những kết quả tự học, tự nghiên cứu, chế tạo hoặc làm báo tường hoặc tập san về vật lí

+ Tham gia thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ vật lí, các mô hình kĩ thuật + Luyện tập giải các bài tập vật lí

Trong các hình thức HĐNK vật lí ở trên thì các hình thức HĐNK sau có thể phát triển NL GQVĐ của HS:

1.2.5 Phương pháp dạy học hoạt động ngoại khóa vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Phương pháp được sử dụng trong ngoại khóa vật lí có thể là các phương pháp được sử dụng trong dạy học vật lí Nên chọn các phương pháp có tính mềm dẻo, không cứng nhắc, phụ thuộc vào nội dung của HĐNK và trình độ của GV cũng như HS Cũng như trong dạy học nội khóa, trong dạy học ngoại khóa việc hướng dẫn của GV cũng theo các kiểu định hướng: Định hướng tìm tòi, định hướng khái quát chương trình hóa, định hướng tái tạo Nếu như HS vẫn không thực hiện được nhiệm vụ thì GV chuyển sang kiểu định hướng tái tạo angôrít Cụ thể phương pháp dạy học ngoại khóa vật lí thường tiến hành như sau:

- Ban đầu GV giao nhiệm vụ cho từng nhóm HS Mỗi nhóm sẽ tự phân công công việc của từng thành viên trong nhóm Sau đó, GV hướng dẫn HS tìm tòi, trong đó GV không chỉ ra cho HS một cách tường minh các kiến thức mà chỉ đưa ra cho HS những gợi ý sao cho HS có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và các cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết những nhiệm vụ mà mình đảm nhận Nghĩa là, đòi hỏi HS tự xác định hành động thích hợp cho mình trong những tình huống không quen thuộc Ở trong đề tài, ban đầu tôi giao nhiệm vụ cho các nhóm bằng cách nêu các vấn đề mang tính khái quát, bao trùm toàn bộ nội dung ngoại khóa, yêu cầu HS suy nghĩ, thảo luận giữa các nhóm

- Nếu HS không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự định hướng khái quát ban đầu GV sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa hơn, chi tiết hơn những vấn đề để thu hẹp phạm vi, mức độ phải tìm tòi cho vừa sức với HS, sau đó để HS tự thực hiện nhiệm

vụ được giao

- Nếu HS vẫn không tự thực hiện được nhiệm vụ thì sự hướng dẫn của GV chuyển dần sang kiểu định hướng tái tạo agôrít, tức là GV cho ra một cách khái quát, tổng thể trình tự hành động để sau đó HS tự chủ giải quyết nhiệm vụ Trong quá trình HS thực hiện nhiệm vụ, GV theo dõi kịp thời để giúp đỡ nếu thấy các em thực sự khó khăn không

tự mình giải quyết được các nhiệm vụ

1.2.6 Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Quy trình tổ chức HĐNK về vật lí chung:

Bước 1: Lựa chọn chủ đề ngoại khóa và đặt tên cho hoạt động ngoại khóa

- Căn cứ vào nội dung chương trình, mục tiêu dạy học và tình hình thực tế của dạy học nội khóa bộ môn, đặc điểm của HS và điều kiện của GV cũng như của nhà trường để lựa chọn chủ đề của HĐNK cần tổ chức Việc lựa chọn này phải rõ ràng để

có tác dụng định hướng tâm lí và kích thích sự tích cực, tự lực của HS ngay từ đầu

- Đặt tên cho HĐNK là việc làm cần thiết vì tên của nó nói lên được chủ đề, mục tiêu, nội dung, hình thức của ngoại khóa Tên HĐNK cũng tạo ra được sự hấp dẫn, lôi cuốn, tạo ra được trạng thái tâm lí đầy hứng khởi và tích cực của HS Đặt tên cho HĐNK cần rõ ràng, chính xác, ngắn gọn, phản ánh được chủ đề và nội dung, tạo được ấn tượng ban đầu cho HS

Bước 2: Lập kế hoạch tổ chức HĐNK

Khi lập kế hoạch tổ chức HĐNK thì GV cần:

- Xác định mục tiêu giáo dục của hoạt động, gồm có: Mục tiêu về kiến thức; Mục tiêu về kĩ năng và yêu cầu về phát triển năng lực, trí tuệ; Mục tiêu về thái độ, tình cảm Mục tiêu của hoạt động là dự kiến trước kết quả của hoạt động Các mục tiêu hoạt động cần phải rõ ràng, cụ thể và phù hợp; Phản ánh được các mức độ cao thấp của yêu cầu đạt được về tri thức, kĩ năng, thái độ và định hướng giá trị

- Xây dựng nội dung cho HĐNK dưới dạng những nhiệm vụ học tập cụ thể

- Xác định các tình huống có thể xảy ra và cách giải quyết

- Xác định những công việc có thể cần hợp tác với cán bộ quản lí ở địa phương, nhà trường, với cha mẹ HS, với các tổ chức quần chúng khác

- Xác định thời gian và địa điểm tổ chức

Bước 3: Tiến hành HĐNK theo kế hoạch

Khi tổ chức HĐNK theo kế hoạch GV cần:

- Luôn theo dõi quá trình HS thực hiện các nhiệm vụ để có thể giúp đỡ kịp thời, đặt biệt là những tình huống phát sinh ngoài dự kiến, kịp thời điều chỉnh những nội dung diễn ra không đúng kế hoạch

- Đối với những hoạt động diễn ra ở quy mô lớn như khối lớp, trường hoặc liên trường thì GV đóng vai trò là người tổ chức, điều khiển các hoạt động Đồng thời GV cũng phải là người trọng tài để tổ chức cho HS có thể tham gia tranh luận hay bảo vệ ý kiến của mình về những nội dung HĐNK

- Đối với những hoạt động diễn ra ở quy mô nhỏ như trong tổ, nhóm, một lớp HS thì cần để cho HS hoàn toàn tự chủ cả việc tổ chức và thực hiện nhiệm vụ được giao,

GV chỉ có vai trò hướng dẫn khi HS gặp khó khăn hoặc việc không xử lí được

- Sau mỗi đợt tổ chức HĐNK thì GV phải đánh giá, rút kinh nghiệm để điều chỉnh nội dung, hình thức và phương pháp cho hợp lí để tổ chức những đợt ngoại khóa về sau đạt kết quả cao hơn

Bước 4: Tổ chức cho HS báo cáo kết quả, rút kinh nghiệm, khen thưởng

Việc đánh giá kết quả của quá trình HĐNK giống như trong nội khóa, mà phải đánh giá thông qua cả quá trình hoạt động GV đánh giá hiệu quả thông qua sự tích cực, hứng thú, sự sáng tạo, NL GQVĐ của HS và cả những kết quả mà HS đạt được trong quá trình hoạt động Trong đó sản phẩm của quá trình hoạt động là một căn cứ quan trọng để đánh giá Do vậy, cần tổ chức cho HS giới thiệu, báo cáo sản phẩm đã tạo ra được trong quá trình HĐNK Mặt khác, việc làm này còn có tác dụng trong việc khích

lệ, động viên tinh thần tích cực học tập của HS về sau

Quy trình tổ chức HĐNK như trên có thể đem lại hiệu quả cao nếu GV biết vận dụng tốt các điều kiện và tổ chức hợp lí các hoạt động của HS Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện thì GV cần phải căn cứ vào tình hình thực tế của nhà trường, HS và các yêu cầu giáo dục của bộ môn mà vận dụng quy trình trên một cách mềm dẻo sao cho quá trình HĐNK đạt hiệu quả cao nhất

Trên đây là quy trình chung cho hầu hết các hình thức HĐNK Tuy nhiên, tùy vào từng hình thức mà quy trình có thể thay đổi cho phù hợp

1.3 Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí và vai trò của việc dạy học các ứng dụng kĩ thuật vật lí trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.1 Khái niệm về ứng dụng kĩ thuật của vật lí

ƯDKT của vật lí được hiểu là các đối tượng: Thiết bị, máy móc (hoặc hệ thống các đối tượng, thiết bị máy móc) được chế tạo và sử dụng với mục đích nào đó trong kĩ thuật, đời sống mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên các khái niệm, định luật,

hiệu ứng, nguyên lý của kiến thức vật lí đó [9]

1.3.2 Bản chất của việc nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của vật lí trong dạy học

Dạy học các ƯDKT thông qua việc phân tích các thí dụ kỹ thuật cần phải quan tâm đến việc làm sáng tỏ các nguyên tắc vật lí trong hoạt động của các thiết bị vật lí khác nhau Khi biết nguyên tắc hoạt động cơ bản của một số loại thiết bị, HS có thể tìm thấy ứng dụng của chúng trong các máy khác, phân tích các ưu nhược điểm của các dụng cụ khác nhau Kết quả của việc HS nghiên cứu các ƯDKT của vật lí phải là sự lĩnh hội vững chắc những kiến thức được học

Trong việc nghiên cứu các ƯDKT, HS được tìm hiểu các lĩnh vực kỹ thuật chủ yếu nhất và nắm được cơ sở vật lí của các đối tượng kỹ thuật khác nhau và các quy trình công nghệ sản xuất

Việc nghiên cứu các ƯDKT của vật lí trong dạy học thực chất là việc “sắp xếp” các kiến thức thức vật lí trong các mối quan hệ khác nhau, mối liên hệ có tính chất vật

lí kỹ thuật Thông qua việc nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của các thiết bị kỹ thuật, HS xác định được những mối quan hệ có tính quy luật vật lí tồn tại trong hoạt động của thiết

bị, giải thích được hoạt động của nó trên cơ sở những định luật, nguyên lý vật lí đã biết

1.3.3 Các con đường nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật của Vật lí trong dạy học

1.3.3.1 Dạy học ứng dụng kĩ thuật vật lí theo con đường thứ nhất

Xuất phát từ sự phân tích về mặt bản chất của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí ở trên cho phép ta xác định: Việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí ở trường phổ thông có thể diễn ra theo hai con đường sau:

- Dạy học các ƯDKT theo con đường thứ nhất: Trên cơ sở đã có sẵn của ƯDKT

(thiết bị, máy móc,) nhiệm vụ của HS là nghiên cứu cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của các ƯDKT trên cơ sở các định luật, nguyên lí,…vật lí đã biết

Dạy học các ƯDKT theo con đường thứ nhất thực chất là giải bài toán “hộp trắng”: Biết đầu vào, đầu ra, cấu tạo bên trong của hộp, hãy giải thích tại sao đầu vào thế này, nhờ thiết bị lại cho đầu ra vậy? Để đưa ra lời giải thích đúng, điều quan trọng trước tiên là HS phải xác định được “điều cần phải giải thích”

Dạy các ƯDKT theo con đường thứ nhất có thể được tiến hành các bước cơ bản sau:

+ Bước 1: Cho HS quan sát thiết bị gốc (nếu có thể) Trình bày mục đích sử dụng

của nó

+ Bước 2: Nghiên cứu cấu tạo của thiết bị gốc để đưa mô hình của nó (có thể là

mô hình hình vẽ hay mô hình vật chất chức năng hay cả hai)

+ Bước 3: Sử dụng mô hình để giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị trên

cơ sở vận dụng các mối quan hệ nhân quả và các mối quan hệ có tính quy luật về vật lí

đã biết Nếu ở bước 2 đưa ra mô hình vật chất chức năng thì ở bước 3 này cần cho nó vận hành để minh họa nguyên lý hoạt động của thiết bị

1.3.3.2 Dạy học ứng dụng kĩ thuật vật lí theo con đường thứ hai

Dạy học các ƯDKT theo con đường thứ hai có thể tiến hành các bước cơ bản sau:

+ Bước 1: Ôn tập các định luật, nguyên lí,…vật lí mà nguyên tắc hoạt động của

thiết bị dựa trên các định luật, nguyên lí,…vật lí này

+ Bước 2: Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có chức năng nào đó trước HS + Bước 3: Hướng dẫn HS vận dụng các định luật, nguyên lí,…vật lí đã biết để

đề xuất những dự án thiết kế thiết bị đó Tổ chức cho HS thảo luận các dự án thiết kế thiết bị để chọn phương án khả thi

+ Bước 4: Đưa ra mô hình vật chất chức năng tương ứng với dự án thiết kế đã

chọn và cho mô hình vận hành để kiểm tra tính đúng đắn của thiết kế này

+ Bước 5: Bổ sung hoàn thiện mô hình về phương diện kỹ thuật, phù hợp với

thực tiễn và đưa ra vật thật hoặc mô hình có thêm chi tiết kỹ thuật để HS có hiểu biết đầy đủ về các ƯDKT Cuối cùng là tóm tắt lại chức năng, cấu tạo nguyên tắc hoạt động của ƯDKT vừa nghiên cứu

1.3.4 Vai trò của việc dạy học các ứng dụng kĩ thuật trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí

Để có thể hiểu biết đầy đủ về các ƯDKT, HS không những phải vận dụng những định luật, nguyên lý,…vật lí vừa được thiết lập mà còn phải vận dụng tổng hợp những hiểu biết, những kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác của vật lí HS được làm quen với những nguyên lý của những ngành sản xuất chính, được rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cần thiết trong lao động sản xuất Như vậy, HS thấy được việc nghiên cứu các ƯDKT của vật lí là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa bài học vật lí và đời sống Qua đó, HS

sẽ thấy được ý nghĩa to lớn của việc phát minh ra các định luật, nguyên lý vật lí và các ƯDKT quan trọng của chúng trong cuộc sống hằng ngày Điều này giúp cho HS hứng thú hơn trong học tập, thói quen yêu lao động, quí trọng người lao động được củng cố

và phát triển

Trong quá trình nghiên cứu các ƯDKT, HS làm quen dần với việc tự học chuyển những kiến thức đã học vào tình huống mới thông qua hoạt động của HS như: Mô tả và giải thích bằng ngôn ngữ nói, viết; Thực hiện các thao tác kỹ thuật từ mức đơn giản là lắp ráp theo sơ đồ có sẵn đến mức cao hơn là tự đề xuất, chọn lựa phương án thiết kế tối

ưu ƯDKT Qua đó góp phần làm phát triển NL GQVĐ của HS

Do việc nghiên cứu các ƯDKT của Vật lí có vai trò to lớn trong việc thực hiện các mục đích dạy học nói chung và HĐNK nói riêng (mở rộng, đào sâu kiến thức, ứng dụng kiến thức trong thực tiễn, phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo, phát triển NL GQVĐ…của HS) cho nên nghiên cứu các ƯDKT (thông qua giải thích hoạt động hay