Sử dụng bài tập trong dạy học phần “quang hình học” vật lý 11 trung học phổ thông theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT .... Thiết kế các tiến trình dạy học c

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

CHÂU THỊ BÍCH NGỌC

SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” VẬT LÍ 11 THPT THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Thừa Thiên Huế, năm 2017

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

CHÂU THỊ BÍCH NGỌC

SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” VẬT LÍ 11 THPT THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH

Chuyên ngành : Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng

và chưa từng được công bố trong một công trình nào

Huế, tháng 9 năm 2017 Tác giả luận văn

Châu Thị Bích Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu,

phòng Sau Đại học, khoa Vật lí và Bộ môn phương pháp giảng dạy

vật lí trường Đại học Sư phạm Huế

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Nhị đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ

tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu và giáo

viên Vật lí trường THPT Vân Canh – huyện Vân Canh – tỉnh Bình

Định đã tạo điều kiện để tác giả tiến hành thực nghiệm sư phạm đề

tài

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè

và người thân đã giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình nghiên

cứu và hoàn thành luận văn này

Huế, tháng 9 năm 2017 Tác giả luận văn

Châu Thị Bích Ngọc

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lý do chọn đề tài 6

2 Lịch sử nghiên cứu đề tài 7

3 Mục tiêu nghiên cứu 8

4 Giả thuyết khoa học 8

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

6 Đối tượng nghiên cứu 9

7 Phạm vi nghiên cứu 9

8 Phương pháp nghiên cứu đề tài 9

9 Đóng góp của luận văn 9

10 Cấu trúc của luận văn 10

NỘI DUNG 11

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 11

1.1 Năng lực 11

1.1.1 Khái niệm 11

1.1.2 Năng lực chung và năng lực đặc thù 12

1.1.3 Cấu trúc của năng lực 15

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề 15

1.2.1 Khái niệm 15

1.2.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề 16

1.2.3 Bộ tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề 17

1.3 Bài tập vật lí với việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 23

1.3.1 Vai trò của bài tập vật lí trong việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 23

1.3.2 Những đặc điểm của bài tập định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 24

1.3.3 Phân loại bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 26

1.3.4 Các bậc trình độ trong bài tập định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 27

1.4 Thực trạng về việc sử dụng bài tập theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trường THPT hiện nay 28

1.4.1 Thực trạng 28

1.4.2 Nguyên nhân và giải pháp 29

1.5 Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT với sự hỗ trợ của bài tập vật lí 30

1.5.1 Các biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh với sự hỗ trợ của bài tập vật lí 30

1.5.2 Công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh với sự hỗ trợ của bài tập vật lí 38

1.6 Kết luận chương 1 43

Chương 2 SỬ DỤNG BÀI TẬP PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” VẬT LÝ 11 THPT THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH 44

2.1 Đặc điểm phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT 44

2.1.1 Cấu trúc phần “Quang hình học” 44

2.1.2 Mục tiêu dạy học của phần “Quang hình học” 45

2.1.3 Đặc điểm nội dung kiến thức của phần “Quang hình học” 46 2.2 Sưu tầm, xây dựng hệ thống bài tập phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT

2.2.1 Qui trình biên soạn câu hỏi/ bài tập theo định hướng năng lực 48

2.2.2 Sưu tầm, xây dựng bài tập vật lí theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 48

2.3 Thiết kế các tiến trình dạy học các kiến thức cụ thể phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh với sự hỗ trợ của bài tập 71

2.4 Kết luận chương 2 80

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 81

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 81

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 81

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 81

3.2 Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 81

3.2.1 Đối tượng 81

3.2.2 Nội dung 81

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 81

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 81

3.3.2 Phương pháp tiến hành 82

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 83

3.4.1 Đánh giá định tính 83

3.4.2 Đánh giá định lượng 87

3.4.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 90

3.5 Kết luận chương 3 91

KẾT LUẬN 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC P1

DANH MỤC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ Bảng biểu

Bảng 1.1 Năng lực chuyên biệt môn Vật lí 13

Bảng 1.2 Cấu trúc năng lực GQVĐ của HS với sự hỗ trợ của BTVL 17

Bảng 1.3 Mức độ tham gia của HS khi tham gia GQVĐ 22

Bảng 3.1 Bảng số liệu HS được chọn làm mẫu TNg 82

Bảng 3.2 Bảng kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của HS các lớp ĐC và TNg 84

Bảng 3.3 Đánh giá quá trình bồi dưỡng các năng lực thành tố của năng lực GQVĐ thông qua BTVL đối với từng HS 86

Bảng 3.4 Bảng thống kê điểm số (X i) của bài kiểm tra 45 phút 87

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm ĐC và TNg 87

Bảng 3.6 Bảng phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm ĐC và TNg 88

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng 90

Đồ thị Đồ thị 3.1 Đồ thị phân bố điểm 87

Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất 88

Đồ thị 3.3 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 88

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nhân lực là nhân tố quyết định đối với sự phát triển của mỗi quốc gia Trình độ phát triển của nguồn nhân lực là thước đo chủ yếu cho sự phát triển của quốc gia

đó Vì vậy, nhiều nước trên thế giới rất coi trọng việc phát triển nhân lực Ở nước

ta, Đảng và Nhà nước luôn khẳng định quan điểm coi con người là trung tâm của sự phát triển, của công cuộc xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục một nhiệm vụ hết sức nặng nề, phát triển con người toàn diện để đáp ứng yêu cầu trong thời đại mới [11]

Hội nghị Ban chấp hành Trung ương 8 khoá XI đã đề ra Nghị quyết số NQ/TW ngày 04-11-2013 và Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09-6-2014 của Chính phủ ban hành Chương trình hành động của Chính phủ, thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế Trong đó nhấn mạnh đổi mới chương trình, sách giáo khoa phổ thông, khung chương trình đào tạo ở bậc đại học và giáo dục nghề nghiệp theo hướng phát huy tư duy sáng tạo, năng lực tự học, tự nghiên cứu, tăng thời gian thực hành, tập trung vào những nội dung, kỹ năng người học [1], [11]

29-Luật Giáo dục Việt Nam năm 2005, ghi rõ: “Mục tiêu của Giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo

vệ Tổ quốc” (Điều 27: Mục tiêu Giáo dục phổ thông, trang 75)

Từ những mục tiêu đó, giáo dục phổ thông đang chú trọng đến việc đổi mới phương pháp dạy học, nhằm bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn

đề Và khi bàn về mục tiêu và phương pháp bồi dưỡng con người Việt Nam trong thời đại mới, Thái Duy Tuyên đã cho rằng: Giáo dục không chỉ đào tạo con người có năng lực tuân thủ, mà chủ yếu là những con người có năng lực sáng tạo, biết cách đặt vấn đề,

Năng lực giải quyết vấn đề không chỉ bao gồm kĩ năng giải quyết vấn đề mà còn có

kĩ năng tư duy, sáng tạo và đánh giá Thực tiễn cuộc sống luôn xuất hiện những vấn đề khác nhau, đòi hỏi mỗi cá nhân phải có phương án giải quyết tối ưu nhất Vì vậy, bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng của quá trình dạy học [14]

Trong dạy học Vật lí, để nâng cao chất lượng học tập và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh có nhiều phương pháp khác nhau Trong đó, giải bài tập vật lí với tư duy là một phương pháp dạy học, có tác động tích cực đến việc giáo dục và phát triển học sinh Đồng thời cũng là thước đo thực chất, đúng đắn sự nắm vững kiến thức, kĩ năng của học sinh Mặc khác, số lượng bài tập vật lí trong sách giáo khoa và các sách bài tập khá nhiều, việc lựa chọn và sử dụng hiệu quả, giúp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, đòi hỏi giáo viên phải có sự chuẩn bị tốt nhất để đạt được hiệu quả mong muốn

Trong phần “Quang hình học” thuộc chương trình Vật lí 11, giới thiệu những kiến thức cơ bản về quang học Đây là một nội dung có nhiều yếu tố, giúp giáo viên khai thác,

để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh một cách hiệu quả Bài tập vật lí là một trong số đó, bằng nhiều dạng bài tập, nhiều cách khai thác khác nhau, sẽ tạo ra nhiều biện pháp sử dụng bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Tuy nhiên, vẫn chưa có nghiên cứu nào viết về việc sử dụng bài tập vật lí để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh một cách đầy đủ

Với những lý do trên tôi lựa chọn đề tài “Sử dụng bài tập trong dạy học phần

“Quang hình học” Vật lí 11 trung học phổ thông theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh” để làm đề tài nghiên cứu

2 Lịch sử nghiên cứu đề tài

Trong những năm gần đây, định hướng dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề đã được Bộ Giáo dục triển khai ở các cấp tiểu học, trung học cơ

lực sáng tạo của học sinh (HS) trong dạy học vật lí” và “Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, chủ động, sáng tạo và tư duy khoa học” chỉ mới nghiên cứu về các biện pháp nhằm thực hiện dạy học sáng tạo

Hoàng Thị Thu Hà với “Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10”, chỉ nêu được một số tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS

Vũ Thị Minh với “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học lớp 10 THPT” đã xây dựng và đề xuất được tiến trình

sử dụng bài tập sáng tạo vào dạy học vật lí dưới hình thức bài học bài tập và bài học thực hành

Thực tế cho thấy hiện nay vấn đề bồi dưỡng năng lực GQVĐ trong dạy học ở trường THPT chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ Cụ thể chưa có công trình nào nghiên cứu về vấn đề bồi dưỡng năng lực GQVĐ với sự hỗ trợ của bài tập vật

lí cho học sinh trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT

Trong phạm vi đề tài của mình, tôi sẽ kế thừa những kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây, đồng thời sẽ nghiên cứu việc sử dụng bài tập vật lí theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất các biện pháp bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS thông qua việc dạy học bài tập vật lí nhằm nâng cao năng lực GQVĐ và phát huy được tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập, từ đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở

trường THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được các biện pháp sử dụng bài tập để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho HS thì năng lực GQVĐ của học sinh được nâng cao, phát huy được tính tích cực, chủ động của HS trong học tập, qua đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổ thông

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc sử dụng bài tập theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

- Đề xuất các biện pháp sử dụng bài tập bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học vật lí

- Nghiên cứu đặc điểm kiến thức của phần “Quang hình học” Vật lí lớp 11 THPT

- Xây dựng, sưu tầm một số bài tập phần “Quang hình học” theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

- Thiết kế một số tiến trình dạy học các kiến thức cụ thể phần “Quang hình học” theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS, trong đó có sử dụng hệ thống bài tập đã biên soạn trên cơ sở các biện pháp đề xuất

- Tiến hành tổ chức thực nghiệm nhằm đánh giá hiệu quả tiến trình tổ chức hoạt động dạy học đã thiết kế

6 Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học Vật lí ở trường phổ thông

- Năng lực GQVĐ và bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

7 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi chương trình: Phần “Quang hình học” Vật lí 11 THPT

- Phạm vi không gian: Thực nghiệm sư phạm tại một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định

8 Phương pháp nghiên cứu đề tài

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

9 Đóng góp của luận văn

Về lý luận:

- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về năng lực, năng lực giải quyết vấn đề, bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học BTVL

- Đề xuất được các biện pháp sử dụng bài tập bồi dưỡng năng lực GQVĐ trong dạy học Vật lí

Về thực tiễn:

- Điều tra, phân tích và đánh giá được thực trạng bồi dưỡng năng lực GQVĐ và

sử dụng bài tập bồi dưỡng năng lực GQVĐ trong dạy học Vật lí ở một số trường

THPT trên địa bàn tỉnh Bình Định

- Tuyển chọn và xây dựng được hệ thống bài tập phần “Quang hình học” Vật lí

11 THPT theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

- Thiết kế 3 tiến trình dạy học các kiến thức cụ thể của phần “Quang hình học” theo hướng bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS

10 Cấu trúc của luận văn

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT Chương 2 Sử dụng bài tập phần “Quang hình học” Vật lí 11 theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

NỘI DUNG Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT

1.1 Năng lực

1.1.1 Khái niệm

Nhiều tác giả trong và ngoài nước đã đưa ra định nghĩa về năng lực Mỗi định

nghĩa nêu ra, năng lực được quy về một phạm trù khác nhau

Trong đó, một số tài liệu nước ngoài quy năng lực vào phạm trù khả năng

Tổ chức Hợp tác và phát triển kinh tế thế giới (OPEC) quan niệm: “Năng lực

là khả năng đáp ứng một cách hiệu quả những yêu cầu phức hợp trong một bối cảnh

cụ thể” [2]

Theo Denyse Tremblay: “Năng lực là khả năng hành động, thành công và tiến

bộ dựa vào việc huy động và sử dụng hiệu quả tổng hợp các nguồn lực để đối mặt với các tình huống trong cuộc sống” [2]

Nhiều tài liệu nghiên cứu ở Việt Nam quy năng lực vào những phạm trù khác Theo tài liệu Hội thảo chương trình giáo dục phổ thông, tổng thể trong chương trình Giáo dục phổ thông mới của Bộ Giáo dục và Đào tạo, xếp năng lực vào phạm trù hoạt động khi giải thích: “Năng lực là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như: hứng thú, niềm tin, ý chí … để thực hiện một loại công việc trong một bối cảnh nhất định” [2]

Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam: “Năng lực là đặc điểm của cá nhân thể hiện mức độ thông thạo – tức là có thể thực hiện một cách thành thục và chắc chắn – một hay một số dạng hoạt động nào đó” [2]

Trong Từ điển Tiếng Việt (Hoàng Phê, 2002) Viện Ngôn ngữ học Nhà xuất bản Đà Nẵng, khái niệm năng lực được xác định là: “Phẩm chất tâm lí và sinh lí tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao” [2]

Theo Trần Trọng Thủy, Nguyễn Quang Uẩn: “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt

động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt nhất trong lĩnh vực hoạt động ấy”

Như vậy, năng lực là khả năng của cá nhân thực hiện một công việc chuyên môn và được thể hiện trong hoạt động thực tiễn Trong đó, năng lực được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện cho phép con người thực hiện thành công một hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong điều kiện cụ thể

1.1.2 Năng lực chung và năng lực đặc thù

Theo Chương trình Giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (tháng 7 năm 2017) đã nêu định hướng về các năng lực chung của

HS cấp THPT gồm các năng lực sau: Năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp

và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo Bên cạnh đó, cũng có các năng lực chuyên môn: Năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên

và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất [1]

Trên cơ sở đó, các năng lực chuyên biệt môn Vật lí được hình thành dựa trên

đặc thù bộ môn, phương pháp nhận thức và vai trò của môn học đối với thực tiễn

Dưới đây, là hệ thống năng lực được phát triển theo chuẩn năng lực chuyên biệt

môn Vật lí đối với HS 15 tuổi của Cộng hòa Liên bang Đức [13]

Môn Vật lí giúp hình thành các năng lực sau:

- Năng lực giải quyết vấn đề

Bảng 1.1 Năng lực chuyên biệt môn Vật lí [13]

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí

- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm

vụ học tập

- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

- P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật

lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

- P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lí

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

- P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí

- P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được

- P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét

- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính

đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này

- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật

lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…)

- X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ) một cách phù hợp

- X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh

kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

- C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài môn Vật lí

- C4: So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí - các

trường

- C5: Sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại

- C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử

1.1.3 Cấu trúc của năng lực

Theo tác giả Hoàng Hòa Bình có hai cách tiếp cận cấu trúc của năng lực [2]:

Tiếp cận cấu trúc của năng lực theo nguồn lực hợp thành

Năng lực là hợp thành giữa các nguồn lực: tri thức, kĩ năng và thái độ, với sự thể hiện của chúng trong hoạt động là năng lực hiểu, năng lực làm và năng lực ứng

xử Đó là mối quan hệ giữa nguồn lực (đầu vào) và kết quả (đầu ra) hay giữa cấu trúc bề mặt với cấu trúc bề sâu của năng lực

Tiếp cận cấu trúc của năng lực theo năng lực bộ phận

Theo quan điểm này, năng lực bao gồm:

- Hợp phần: lĩnh vực chuyên môn tạo nên năng lực

- Thành tố: là các năng lực hoặc các kĩ năng bộ phận, tạo nên mỗi hợp phần

- Hành vi: là bộ phận được chia tách từ mỗi thành tố

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề

1.2.1 Khái niệm

Theo Pisa 2003: “Năng lực 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” [12]

Như vậy, năng lực GQVĐ là khả năng của cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức để phát hiện, hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề, mà ở đó HS chưa thể tìm ra ngay giải pháp để giải quyết vấn đề đó, bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề

1.2.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề

Trên sơ sở phân tích cấu trúc năng lực theo năng lực bộ phận, bao gồm:

- Hợp phần: lĩnh vực chuyên môn tạo nên năng lực

- Thành tố: là các năng lực hoặc các kĩ năng bộ phận, tạo nên mỗi hợp phần

- Hành vi: là bộ phận được chia tách từ mỗi thành tố

Từ đó, xác định các năng lực hợp phần của năng lực GQVĐ bao gồm:

- Tìm hiểu vấn đề: Phát hiện, nhận biết vấn đề; làm rõ bản chất của vấn đề;

biểu đạt vấn đề; xác định mục tiêu vấn đề

+ Phát hiện, nhận biết vấn đề: Trong quá trình dạy học, GV có nhiều cách để

nêu vấn đề Một trong những cách đó là sử dụng bài tập Vật lí, tùy vào tình huống

cụ thể mà bài tập GV lựa chọn có thể lựa chọn dạng bài tập khác nhau, giúp học sinh chủ động, hứng thú trong viêc phát hiện và nhận biết vấn đề Quá trình này đòi hỏi học sinh phải có sự tập trung, chủ động trong việc tiếp cận kiến thức

+ Làm rõ bản chất của vấn đề: Một trong những bước quan trọng trong

GQVĐ là xác định, làm rõ bản chất vấn đề Để xác định đúng bản chất của vấn đề,

HS cần xác định, giải thích các thông tin liên quan đến vấn đề Từ đó, định hướng được vấn đề cần nghiên cứu

+ Biểu đạt vấn đề: Trên cơ sở bản chất của vấn đề đã được xác định, HS cần

diễn đạt vấn đề bằng ngôn ngữ Vật lí, để từ đó nắm rõ được các mối liên hệ để GQVĐ

+ Xác định mục tiêu của vấn đề: Việc xác định mục tiêu của vấn đề giúp HS

xác định được hướng, giải pháp cụ thể để GQVĐ

- Đề xuất và lựa chọn giải pháp: Thu thập, sắp xếp, đánh giá thông tin; kết

nối thông tin với kiến thức đã có; đề xuất giải pháp; lựa chọn giải pháp tối ưu

+ Thu thập, sắp xếp và đánh giá thông tin: Sau khi đã xác định mục tiêu của

vấn đề, HS cần thu thập, sắp xếp, đánh giá những thông tin cần thiết để tìm ra giải pháp GQVĐ

+ Kết nối thông tin với kiến thức đã có: Từ những thông tin đã đánh giá, HS

cần tìm ra mối liên hệ giữa vấn đề với những kiến thức đã sẵn có, để trên cơ sở đó

+ Đề xuất và lựa chọn giải pháp tối ưu: Từ những kiến thức đã có, HS sẽ liên

hệ, đề xuất những giải pháp có thể có để GQVĐ Trên cơ sở đó, HS cần xem xét, phân tích, đánh giá các mặt của vấn đề để lựa chọn được phương án tối ưu nhất

- Thực hiện và đánh giá giải pháp: Thực hiện giải pháp; trình bày, đánh giá

kết quả và giải pháp đã thực hiện; khái quát hóa cho những vấn đề tương tự

+ Thực hiện giải pháp: Sau khi lựa chọn được phương pháp tối ưu, HS cần lập

kế hoạch thực hiện giải pháp: tiến trình thực hiện, phân bổ, cách sử dụng các nguồn lực Từ đó, thực hiện kế hoạch đề ra để tiến hành GQVĐ

+ Trình bày, đánh giá kết quả, giải pháp đã thực hiện: Từ những kết quả thu

được, HS cần đối chiếu với mục tiêu ban đầu để đánh giá kết quả thực hiện Nêu kết quả chưa phù hợp, cần tìm ra lí do để khắc phục, hoàn thiện vấn đề Từ những kết luận đã nêu cho vấn đề vừa giải quyết, cần khái quát hóa lý thuyết, để áp dụng cho những vấn đề tương tự, rút kinh nghiệm cho những hoạt động tiếp theo

1.2.3 Bộ tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Từ những năng lực hợp phần, các năng lực thành tố đã được trình bày ở trên

Để xây dựng bộ tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ, cần dựa trên cơ sở các chỉ số hành vi được mô tả bằng các tiêu chí chất lượng tương ứng

Bảng 1.2 Cấu trúc năng lực GQVĐ của HS với sự hỗ trợ của BTVL

M1: Có quan sát sự vật, hiện tượng nhưng chưa mô tả được và chưa xác định được mâu thuẫn có trong vấn

đề

M2: Mô tả được sự vật, hiện tượng quan sát được, bằng ngôn ngữ của bản thân

M3: Quan sát, mô tả được sự vật, hiện tượng bằng ngôn ngữ vật lý, xác định được mâu thuẫn có trong vấn đề

nhưng có sự hướng dẫn của GV M4: Quan sát nhanh, mô tả chính xác, tự xác định được mâu thuẫn có trong vấn đề

Làm rõ bản

chất của

vấn đề

(2) Phân tích kỹ vấn đề, tìm ra được điểm cốt lõi của vấn đề, đưa ra được mối liên hệ

M1: Chưa phân tích được và hiểu sai bản chất vấn đề

M2: Hiểu đúng một phần các dữ kiện của vấn đề, đưa ra được điểm cốt lõi của vấn đề nhưng có sự hướng dẫn của GV

M3: Phân tích đúng thông tin, chỉ sai sót một phần nhỏ của vấn đề, tìm ra được điểm cốt lõi của vấn đề nhưng còn chậm

M4: Phân tích đúng thông tin, dữ kiện trong vấn đề, rút ra được bản chất, những điểm cốt lõi của vấn đề một cách nhanh chóng

Biểu đạt

vấn đề

(3) Diễn đạt nội dung theo ngôn ngữ vật lí hay biểu diễn dưới dạng các kí hiệu vật

được mối liên hệ của các dữ kiện và xác định đúng các định luật vật lí cho vấn đề

Xác định

mục tiêu

của vấn đề

(4) Xác định mục tiêu, định hướng việc cần làm trong quá trình tìm kiếm thông tin, tài liệu

M1: Chưa xác định được mục tiêu của vấn đề

M2: Xác định được mục tiêu nhưng chưa đưa ra nhiệm vụ cần thiết M3: Xác định được mục tiêu, đưa ra được một số nhiệm vụ cần thực hiện nhưng chưa đầy đủ

M4: Xác định chính xác mục tiêu cho vấn đề, định hướng đúng và đầy

M1: Chưa xác định được nguồn thông tin cần thiết liên quan đến vấn

đề

M2: Xác định đúng một số ít thông tin liên quan đến vấn đề

M3: Xác định đúng hơn một nửa các thông tin cần thiết để giải quyết vấn

đề

M4: Xác định đúng nguồn thông tin, thu thập đầy đủ các thông tin cần thiết, phân tích, lập luận các thông tin chặt chẽ để GQVĐ

đã biết với vấn

đề

M1: Chưa nêu ra được mối liên hệ giữa kiến thức đã biết với vấn đề M2: Xác định được một số mối liên

hệ giữa kiến thức đã biết với vấn đề, nhưng chưa đầy đủ

M3: Xác định được đầy đủ mối liên

hệ giữa kiến thức đã biết với vấn đề M4: Xác định được đúng và đầy đủ mối liên hệ giữa kiến thức đã biết với vấn đề Từ đó, định hướng được một số giải pháp trên cơ sở những kiến thức đã biết

và lựa chọn giải pháp tối

ưu nhất cho vấn đề

M1: Có đưa ra giải pháp GQVĐ nhưng chưa phù hợp

M2: Đề xuất được giải pháp GQVĐ dưới sự hướng dẫn của GV

M3: Tự đề xuất được giải pháp và có giải thích giải pháp đã đề xuất nhưng chưa đầy đủ nên không lựa chọn được giải pháp tối ưu cho vấn đề M4: Tự đề xuất được đúng giải pháp

và giải thích rõ được giải pháp đã đề xuất hoặc đề xuất được giải pháp mới sáng tạo

M3: Tự thực hiện giải pháp theo kế hoạch và khắc phục được một số khó khăn trong quá trình thực hiện giải pháp

M4: Tự thực hiện giải pháp và thu được kết quả tốt

M1: Có trình bày kết quả thực hiện giải pháp nhưng chưa phù hợp M2: Trình bày được kết quả thực hiện giải pháp và được mọi người lắng nghe, nhưng có nhiều bạn không đồng tình

M3: Trình bày được kết quả thực hiện giải pháp mà kết quả này được

đa số các bạn đồng tình và lắng nghe

M4: Trình bày được kết quả thực hiện giải pháp mà kết quả này được

đa số các bạn đồng tình, lắng nghe

và giải thích được thắc mắc, thuyết phục người nghe

M1: Chưa biết dựa vào các chuẩn để đánh giá kết quả

M2: So sánh kết quả thực hiện giải pháp với mục tiêu ban đầu

M3: Nhận xét được sự hợp lý hay không hợp lý của kết quả

M4: Giải thích được kết quả thu được, phù hợp với các chuẩn đưa ra

*Các cấp độ của năng lực giải quyết vấn đề của HS

- Theo mức độ tham gia của HS khi GQVĐ, có thể có các cấp độ sau:

Bảng 1.3 Mức độ tham gia của HS khi GQVĐ

Mức độ

Người thực hiện các nội dung công việc

Tìm hiểu vấn đề Đề xuất và lựa chọn

GV chủ động hướng dẫn HS thực hiện giải pháp và đánh giá

HS thực hiện giải pháp, đánh giá và GV

hỗ trợ khi cần thiết

3 HS chủ động tìm

hiểu vấn đề

HS chủ động đề xuất các giải pháp

HS tự thực hiện giải pháp và tự đánh giá

4

HS chủ động tìm hiểu vấn đề, phát hiện điểm cốt lõi của vấn đề một cách nhanh chóng

HS chủ động đề xuất các giải pháp, đánh giá các giải pháp và lựa chọn phương án tối ưu

HS tự thực hiện giải pháp, tự đánh giá và đánh giá việc thực hiện giải pháp của các bạn khác

1.3 Bài tập vật lí với việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.3.1 Vai trò của bài tập vật lí trong việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.3.1.1 Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức

Khi tiếp cận kiến thức mới, cách đơn giản nhất để giúp HS nắm vững kiến thức, củng cố và đào sâu kiến thức là sử dụng bài tập Với nhiều dạng bài tập khác nhau, HS được tiếp cận kiến thức đã biết trên nhiều phương diện, từ đó nắm được tổng quát kiến thức, để áp dụng kiến thức linh hoạt và sáng tạo

Vật lí học không phải chỉ tồn tại trong óc chúng ta dưới dạng những mô hình trừu tượng do ta nghĩ ra, mà là sự phản ánh vào trong óc chúng ta thực tế phong phú, sinh động Tuy nhiên, các khái niệm, định luật vật lí thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên nhau Bài tập sẽ giúp luyện tập cho HS phân tích để nhận biết được những trường hợp phức tạp đó

Bên cạnh đó, khi giải bài tập vật lí, HS cần huy động, tổng hợp nhiều tri thức khác nhau, để hoàn thiện bài giải Khi đó, giúp HS củng cố kiến thức cũ, tạo được mối liên hệ giữa các kiến thức khác nhau, tổng hợp, khái quát tri thức đã biết [8]

1.3.1.2 Bài tập có thể được dùng tạo tình huống có vấn đề

GV có nhiều cách khác nhau để đặt vấn đề khi giảng dạy kiến thức mới, và bài tập là một lựa chọn thông dụng nhất Việc sử dụng bài tập hiệu quả, không chỉ giúp GV kiểm tra năng lực của HS, còn tạo ra mâu thuẫn, giúp HS phát hiện vấn đề mới cần giải quyết

1.3.1.3 Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện

kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

1.3.1.4 Giải bài tập là một trong những hoạt động để phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Khi giải bài tập, HS phải tự tiến hành các bước giải bài tập: phân tích dữ kiện của bài tập; tìm quy luật để giải quyết bài tập; phân tích, tổng hợp các kiến thức; biện luận kết quả Như vậy, khi giải bài tập, HS đã rèn luyện các kĩ năng, phát triển năng lực GQVĐ

Cần lưu ý rằng: việc rèn luyện cho HS giải các bài tập vật lí không phải là mục đích của dạy học Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lí là làm sao cho

HS hiểu sâu sắc hơn những qui luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng phát triển được năng lực

tư duy, năng lực giải quyết vấn đề

1.3.1.5 Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của HS

Có nhiều bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất có ích

về mặt này

1.3.1.6 Bài tập vật lí cũng là một công cụ để đánh giá năng lực HS

Đây là một công cụ hữu ích trong việc đánh giá năng lực học sinh Tùy thuộc dạng bài tập được sử dụng, GV có thể đánh giá được các kĩ năng khác nhau của HS, phân loại HS, từ đó có những phương pháp giảng dạy phù hợp với năng lực của HS

1.3.2 Những đặc điểm của bài tập định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Các thành tố quan trọng trong việc đánh giá việc đổi mới xây dựng bài tập là:

Sự đa dạng của bài tập, chất lượng bài tập, sự lồng ghép bài tập vào giờ học và sự liên kết với nhau của các bài tập

Những đặc điểm của bài tập định hướng phát triển năng lực [13]:

- Yêu cầu của bài tập

+ Có mức độ khó khác nhau

+ Mô tả tri thức và kĩ năng yêu cầu

- Hỗ trợ học tích lũy

+ Liên kết các nội dung qua suốt các năm học

+ Làm nhận biết được sự gia tăng của năng lực

+ Vận dụng thường xuyên những tri thức đã học

- Hỗ trợ cá nhân hóa việc học tập

+ Chẩn đoán và khuyến khích cá nhân

+ Tạo khả năng trách nhiệm đối với việc học của bản thân

+ Sử dụng sai lầm như là cơ hội

- Xây dựng bài tập trên cơ sở chuẩn

+ Bài tập luyện tập để bảo đảm tri thức cơ sở

+ Thay đổi bài tập đặt ra (mở rộng, chuyển giao, đào sâu và kết nối, xây dựng tri thức thông minh)

+ Thử các hình thức luyện tập khác nhau

- Bao gồm cả những bài tập cho hợp tác và giao tiếp

+ Tăng cường năng lực xã hội thông qua làm việc nhóm

+ Lập luận, lí giải, phản ánh để phát triển và củng cố tri thức

- Tích cực hóa hoạt động nhận thức

+ Bài tập giải quyết vấn đề và vận dụng

+ Kết nối với kinh nghiệm đời sống

+ Phát triển các chiến lược giải quyết vấn đề

- Có những con đường và giải pháp khác nhau

+ Nuôi dưỡng sự đa dạng của các con đường, giải pháp

+ Đặt vấn đề mở

- Độc lập tìm hiểu

+ Không gian cho các ý tưởng khác thường

+ Diễn biến mở của giờ học

- Phân hóa nội tại

+ Con đường tiếp cận khác nhau

+ Phân hóa bên trong

+ Gắn với các tình huống và bối cảnh

1.3.3 Phân loại bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực được xây dựng trên cơ

sở chuẩn năng lực của môn học Và năng lực GQVĐ của học sinh chủ yếu được hình thành qua hoạt động học Hệ thống bài tập định hướng phát triển năng lực là công cụ để HS luyện tập nhằm hình thành, bồi dưỡng năng lực và là công cụ để đánh giá năng lực của HS Bài tập có nhiều hình thức khác nhau, nhưng đề thể hiện đầy đủ những yêu cầu chung là [13]:

+ Được trình bày rõ ràng

+ Có ít nhất một lời giải

+ Với những dự kiện ban đầu, HS có thể tự lực giải được

+ Không giải bằng hình thức đoán mò

Theo chức năng lý luận dạy học, bài tập có thể bao gồm: Bài tập học và bài tập đánh giá (thi, kiểm tra):

- Bài tập học: Bao gồm các bài tập dùng trong bài học để lĩnh hội tri thức mới, giải quyết bài tập này để rút ra tri thức mới, hoặc các bài tập để luyện tập, củng cố, vận dụng kiến thức đã học

- Bài tập đánh giá: Là các kiểm tra ở lớp do GV ra đề hay các đề tập trung như kiểm tra chất lượng, so sánh; bài thi tốt nghiệp, thi tuyển

Thực tế hiện nay, các bài tập chủ yếu là các bài luyện tập và bài thi, kiểm tra Bài tập học tập, lĩnh hội tri thức mới ít được quan tâm Tuy nhiên, bài tập học tập dưới dạng học khám phá có thể giúp HS nhiều hơn trong làm quen với việc tự lực tìm tòi và mở rộng tri thức

Theo dạng của câu trả lời của bài tập “mở” hay “đóng”, có các dạng bài tập sau:

- Bài tập đóng: Là bài tập mà người học (người làm bài) không cần tự trình

bày câu trả lời mà lựa chọn từ những câu trả lời cho trước Như vậy trong loại bài tập này, GV đã biết câu trả lời, HS được cho trước các phương án có thể lựa chọn

- Bài tập mở: Là những bài tập mà không có lời giải cố định đối với cả GV

và HS (người ra đề và người làm bài); có nghĩa là kết quả bài tập là “mở” HS tự trình bày ý kiến theo cách hiểu và lập luận của mình

Bài tập mở được đặc trưng bởi sự trả lời tự do của cá nhân và không có một lời giải cố định, cho phép các cách tiếp cận khác nhau và dành không gian cho sự tự quyết định của người học Nó được sử dụng trong việc luyện tập hoặc kiểm tra năng lực vận dụng tri thức từ các lĩnh vực khác nhau để giải quyết các vấn đề Tính độc lập và sáng tạo của HS được chú trọng trong việc làm dạng bài tập này Tuy nhiên, bài tập mở cũng có những giới hạn như có thể khó khăn trong việc xây dựng các tiêu chí đánh giá khách quan, mất nhiều công sức hơn khi xây dựng và đánh giá cũng không phù hợp với mọi nội dung dạy học Trong việc đánh giá bài tập mở, chú trọng việc người làm bài biết lập luận thích hợp cho con đường giải quyết hay quan điểm của mình [13]

1.3.4 Các bậc trình độ trong bài tập định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Về phương diện nhận thức, người ta chia các mức quá trình nhận thức và các bậc trình độ nhận tương ứng như sau:

Các mức

quá trình

Các bậc trình độ nhận thức

- Tái tạo lại

- Nhận biết lại cái gì đã học theo cách thức không thay đổi

- Tái tạo lại cái đã học theo cách thức không thay đổi

3 Tạo

thông tin

- Xử lí, giải quyết vấn đề

- Nghiên cứu có hệ thống và bao quát một tình huống bằng những tiêu chí riêng

- Vận dụng các cấu trúc đã học sang một tình

- Các bài tập dạng tái hiện: Yêu cầu sự hiểu và tái hiện tri thức Bài tập tái

hiện không phải trọng tâm của bài tập định hướng phát triển năng lực

- Các bài tập vận dụng: Các bài tập vận dụng những kiến thức trong các tình

huống không thay đổi Các bài tập này nhằm củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng cơ bản, chưa đòi hỏi sáng tạo

- Các bài tập giải quyết vấn đề: Các bài tập này đòi hỏi sự phân tích, tổng hợp,

đánh giá, vận dụng kiến thức vào những tình huống thay đổi, giải quyết vấn đề Dạng bài tập này đòi hỏi sự sáng tạo của người học

- Các bài tập gắn với bối cảnh, tình huống thực tiễn: Các bài tập vận dụng và

giải quyết vấn đề gắn các vấn đề với các bối cảnh và tình huống thực tiễn Những bài tập này là những bài tập mở, tạo cơ hội cho nhiều cách tiếp cận, nhiều con đường giải quyết khác nhau

1.4 Thực trạng về việc sử dụng bài tập theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trường THPT hiện nay

1.4.1 Thực trạng

Hiện nay, việc bồi dưỡng năng lực cho HS đang được chú trọng ở các trường phổ thông Để tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS với sự hỗ trợ của BTVL, chúng tôi đã tiến hành phát phiếu điều tra ở 120 HS ở trường THPT Vân Canh và đã nhận được một số kết quả như sau:

- Hơn 70% GV chú trọng cho HS giải bài tập định lượng, vận dụng các kiến thức đã học để nắm vững kiến thức, đạt kết quả cao trong các kì thi, nghĩa là GV chỉ chú trọng đến kĩ năng, kiến thức HS đạt được, chưa quan tâm nhiều đến những yếu tố khác như thái độ, những kinh nghiệm mà HS có được khi học Vật lí

- Khi GV đặt vấn đề, hơn 77% HS được khảo sát nhận ra vấn đề, phát hiện được điểm cốt lõi của vấn đề, nhưng đa số HS gặp khó khăn khi đưa ra các phương

án giải quyết vấn đề, mở rộng vấn đề Cụ thể, là có hơn 83% HS được khảo sát cần

có sự hỗ trợ thường xuyên của GV trong các giai đoạn này, khi giải quyết vấn đề

- Khi giải BTVL, HS thường giải theo thói quen, theo những cách mà HS đã từng làm, không chú trọng đến việc tìm ra những phương án khác, tối ưu, hiệu quả hơn Cụ thể, có hơn 88% HS được khảo sát cho rằng các em thường xuyên giải BTVL theo phương pháp đã biết, thay vì khai thác, tìm các phương pháp mới tối ưu hơn Điều này làm hạn chế đến năng lực GQVĐ của HS, khi không đề xuất được nhiều giải pháp GQVĐ, từ đó lựa chọn giải pháp tối ưu nhất

- Hiện nay, hầu như GV đều cho HS làm bài kiểm tra theo hình thức trắc nghiệm (100% HS làm bài kiểm tra 15’ bằng hình thức trắc nghiệm; 100% HS làm bài thi cuối kì và kiểm tra 45’ bằng hình thức trắc nghiệm - tự luận) nên có một số năng lực HS không được rèn luyện một cách đầy đủ như năng lực đưa ra nhiều giải pháp và lựa chọn giải pháp tối ưu, kỹ năng trình bày vấn đề, Bên cạnh đó, nhiều

GV chỉ chú trọng đến chất lượng, hiệu quả của dạy học thông qua các bài kiểm tra,

mà không quan tâm đến năng lực của HS thể hiện qua mỗi tiết học Điều này tạo cho HS suy nghĩ là chỉ tập trung, cố gắng làm tốt các bài kiểm tra

1.4.2 Nguyên nhân và giải pháp

- HS thường nhờ sự hỗ trợ của GV và các bạn cùng lớp khi gặp một vấn đề khó, thay vì tìm tòi, suy nghĩ phương án giải quyết Điều này làm cho HS mất đi hứng thú, động cơ trong học tập và có xu hướng ỷ lại vào người khác

1.4.2.2 Giải pháp

Trên cơ sở những nguyên nhân vừa đề cập, cần có một số biện pháp thiết thực

hỗ trợ GV và HS trong việc bồi dưỡng và phát triển năng lực HS, đáp ứng yêu cầu nhân lực trong thời đại mới

Thứ nhất, phải bồi dưỡng GV những kiến thức và kĩ năng cần thiết cho việc bồi dưỡng, phát triển, đánh giá năng lực HS

Thứ hai, nên đầu tư các thiết bị, phương tiện cần thiết, hỗ trợ cho hoạt động dạy và học

Thứ ba, đổi mới phương thức kiểm tra đánh giá chất lượng HS phù hợp với đặc thù bộ môn, để tránh tình trạng học để thi

Thứ tư, giảm áp lực cho GV từ những cuộc thi mang tính chất hình thức, đối phó, giúp GV tập trung chuyên môn, phát huy khả năng của bản thân để mang lại hiệu quả trong công việc

1.5 Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học bài tập vật lí ở trường THPT

1.5.1 Các biện pháp bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS với sự hỗ trợ của BTVL

Để hình thành năng lực cho HS, cần thiết phải rèn luyện những kĩ năng cơ bản của năng lực GQVĐ BTVL đóng một vai trò quan trọng trong việc bồi dưỡng năng lực đó

1.5.1.1 Nhóm biện pháp bồi dưỡng các năng lực thành tố của năng lực GQVĐ

Biện pháp 1: Sử dụng bài tập vật lí để bồi dưỡng năng lực phát hiện và làm

rõ vấn đề

Trước hết, để rèn luyện kĩ năng phát hiện và làm rõ vấn đề, cần đưa HS vào trong hoạt động, tiếp cận tình huống có vấn đề Tình huống có vấn đề có thể là một tình huống thực tế, HS không thể giải quyết bằng kiến thức hay những kinh nghiệm

đã biết, hay một bài tập, mâu thuẫn với những điều HS đã biết trước đó Từ đó giúp

HS phát hiện được vấn đề, nảy sinh nhu cầu, động cơ giải quyết vấn đề đó Tuy nhiên, GV có thể đưa ra hướng dẫn mang tính định hướng để giúp HS tiếp cận, giới hạn vấn đề cần giải quyết nếu HS chưa thể phát hiện ra vấn đề

Ví dụ: Khi đặt vấn đề dạy bài “Phản xạ toàn phần” GV có thể cho HS giải bài tập

Sau khi vận dụng công thức của định luật khúc xạ ánh sáng, HS sẽ tính được

góc khúc xạ r ở trường hợp a), nhưng không thể tính được ở trường hợp b), điều

này sẽ tạo ra mâu thuẫn với kiến thức đã học, từ đó HS nhận thức được vấn đề đặt

ra “Tại sao không xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi góc tới mang giá trị 600

trong trường hợp này?”

Biện pháp 2: Rèn luyện cho học sinh năng lực biểu đạt vấn đề với sự hỗ trợ của BTVL

Sau khi phát hiện và làm rõ vấn đề, HS cần thiết phải biểu đạt vấn đề theo ngôn ngữ hay các kí hiệu Vật lí Ngôn ngữ Vật lí là ngôn ngữ khoa học luôn gắn liền với các quy tắc, các định luật vật lí Do đó, nếu vấn đề được trình bày theo ngôn ngữ Vật lí thì HS sẽ dễ dàng nhận ra được các dấu hiệu liên quan đến vấn đề

GV có thể rèn luyện kĩ năng diễn đạt nội dung có trong vấn đề bằng cách đưa ra hệ thống các bài tập thực tế, xoay quanh các vấn đề xảy ra hằng ngày, bài tập

đồ thị hay các bài tập định lượng

Ví dụ: GV yêu cầu HS giải bài tập sau:

Một người có khả năng nhìn rõ những vật ở gần nhất cách mắt chừng 60 cm Theo em thì mắt người ấy bị tật gì? Và làm thế nào để sửa tật của của mắt đó?

Từ thông tin đã có của đề bài, HS diễn đạt theo ngôn ngữ Vật lí để tìm ra mối liên hệ với kiến thức đã có:

Một người nhìn rõ vật gần nhất cách mắt chừng 60 cm → điểm cực cận của người đó là OCc = 60 cm

Đối với người bình thường, khoảng cực cận OCC = 25 cm Người này nhìn rõ

những vật gần nhất cách mắt chừng 60 cm nên người này bị tật viễn thị

Để sửa tật viễn thị trên, người đó phải đeo kính sao cho điểm gần nhất cách mắt 25 cm qua kính hiện lên ở cực cận của mắt như bình thường Do vậy, người đó phải đeo kính được làm bằng thấu kính hội tụ Tiêu cự của thấu kính được tính theo công thức:

7

300)

60(25

)60.(

25'

d d f

Biện pháp 3: Rèn luyện năng lực xác định mục tiêu của vấn đề

Sau khi HS đã nắm rõ bản chất của vấn đề theo ngôn ngữ Vật lí, cần xác định những mục tiêu của vấn đề, hay đúng hơn là định hướng những nhiệm vụ đặt

ra khi giải quyết vấn đề Ở bước này, GV cần có sự quan sát, và hỗ trợ HS khi cần thiết để tránh mất nhiều thời gian

Ví dụ: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm Tìm vị trí của vật thật trước thấu kính để ảnh của vật tạo bởi thấu kính cho ảnh gấp 4 lần vật

Ở bài tập này, HS cần dựa trên những dữ kiện của đề bài để xác định những

đại lượng liên quan cần xác định, để tính được d Như vậy, mục tiêu của bài tập này cần xác định mối liên hệ giữa d và d ’ từ đó xác định d

“ảnh gấp 4 lần vật” HS xác định được d’ = - 4d; và dựa vào công thức tính f để

Biện pháp 4: Rèn luyện năng lực thu thập, tìm kiếm, xử lý thông tin cho vấn

đề với sự hỗ trợ của BTVL

Sau khi phát hiện được vấn đề cần giải quyết, cần thiết phải thu thập, tìm kiếm và xử lí các thông tin, tạo cơ sở để xây dựng kế hoạch GQVĐ

Để rèn luyện kĩ năng này, GV cần định hướng cho HS những nội dung sau:

- Xác định đúng vấn đề cần tìm kiếm thông tin

- Xác định các nguồn cung cấp thông tin và phương pháp thu thập thông tin

Ví dụ: Vào những ngày hè nóng nực và ít gió, khi đi trên xe, ta thường thấy phía trước đằng xa, mặt đường loang loáng như có nước? Hãy giải thích hiện tượng trên

Khi gặp bài tập trên, HS cần dựa vào những dự kiện đề bài đã cho để thu thập, tìm kiếm và xử lí những thông tin liên quan

“Những ngày hè nóng nực và ít gió” HS cần tìm hiểu mối liên hệ giữa dữ kiện này với kiến thức Vật lý liên quan, đó là, khi nhiệt độ càng cao, chiết suất không khí càng giảm, nên khi mặt đường nóng lên, chiết suất không khí ở phía trên mặt đường thấp hơn so với những lớp không khí ở phía trên

Từ những phân tích trên, giúp HS tổng hợp kiến thức về phản xạ toàn phần để giải thích hiện tượng “ảo tượng” trên

Biện pháp 5: Rèn luyện năng lực kết nối thông tin với kiến thức đã có với sự

hỗ trợ của BTVL

Sau khi có được những thông tin cần thiết, cần tìm ra mối liên hệ giữa thông tin đã có với kiến thức đã học Từ đó xét các quy luật Vật lí liên quan đến vấn

đề, tạo cơ sở để tìm phương án GQVĐ

Để rèn luyện cho HS kỹ năng này chúng ta có thể sử dụng các bài tập định lượng hay bài tập thí nghiệm GV định hướng cho HS thực hiện theo các bước sau:

1 Đọc kĩ các dữ kiện được đưa ra trong bài tập

2 Phân tích các thông tin, dữ kiện vừa thu thập được Ở giai đoạn này, HS có thể chia nhỏ vấn đề ra thành nhiều giai đoạn nhỏ để việc GQVĐ diễn ra dễ dàng hơn

3 Rút ra những điểm chung, điểm cốt lõi trong những giai đoạn nhỏ vừa phân tích và đưa ra mối liên hệ giữa các đại lượng, hiện tượng có trong vấn đề

Ví dụ: Một thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng ½ vật thật và cách vật 10 cm Xác định tiêu cự của thấu kính đó

Khi giải bài tập này, HS sẽ xác định các dữ kiện đã biết với các kiến thức đã học, từ đó tìm ra cách giải phù hợp

Từ dữ kiện “ảnh ảo bằng ½ vật thật” HS xác định được 2d’ = d; “ảnh ảo cách vật

10 cm” → d + d’ = 10 cm; để suy ra được điều này, HS cần nhớ những kiến thức về

sự tạo ảnh của thấu kính, ảnh ảo cùng chiều với vật Sau khi xác định d, d’ HS sử dụng công thức tính tiêu cự để tính f.

Biện pháp 6: Rèn luyện năng lực đề xuất các giải pháp và lựa chọn giải pháp tối ưu cho vấn đề với sự hỗ trợ của BTVL

Sau khi xác định được vấn đề cần giải quyết, HS với khả năng khác nhau sẽ đưa ra các phương án GQVĐ khác nhau GV cần có sự định hướng, để HS đánh giá

và chọn phương án tối ưu nhất, để thu được kết quả tốt nhất khi GQVĐ

GV có thể rèn luyện kĩ năng đánh giá và lựa chọn giải pháp tối ưu cho HS thông qua việc sử dụng các bài tập có nhiều cách giải, bài tập thực tế

Để tìm ra giải pháp tối ưu nhất, GV có thể hướng dẫn HS theo các bước sau:

1 Định hướng cho HS trên cơ sở vấn đề đã được xác định, các thông tin liên quan, kết nối thông tin với vấn đề, đưa ra một số biện pháp có thể được sử dụng để GQVĐ

2 Hướng dẫn HS phân tích, chia nhỏ vấn đề thành nhiều giai đoạn nhằm tìm ra

được các mối liên hệ, các qui luật xác định để GQVĐ Từ đó, giúp HS đánh giá được ưu và nhược điểm của các giải pháp, trên cơ sở các tiêu chí sau:

- Thực hiện đúng mục tiêu cần giải quyết;

- Thỏa mãn các điều kiện thực tế như về mặt thời gian, thiết bị phương tiện hỗ trợ

- Kết quả đưa ra chính xác và thuyết phục

Giải pháp được lựa chọn phải là giải pháp thỏa mãn tốt nhất các tiêu chí đã đặt

ra cho vấn đề cần giải quyết

Ví dụ: Cho thấu kính phân kỳ có tiêu cự 10cm Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính, cách thấu kính 20cm Hãy xác định vị trí ảnh, tính chất ảnh và số phóng đại ảnh

Đối với bài tập này, HS có hai cách giải vẽ hình hoặc tính toán

GV có thể yêu cầu cách thức HS giải bài tập, hoặc để HS tự lựa chọn phương thức giải

Việc lựa chọn phương thức giải, bắt buộc HS đưa ra phương pháp giải cụ thể,

so sánh ưu và nhược điểm của mỗi phương thức, để lựa chọn phương pháp tối ưu Tuy nhiên, cũng có một số trường hợp HS chọn cách thức quen thuộc để giải, dù rườm rà hơn

đúng mục tiêu đề ra Tùy theo mỗi vấn đề khác nhau, mà GV sử dụng các phương pháp dạy học khác nhau để HS tự lực hoặc hoạt động theo nhóm để GQVĐ

Biện pháp 8: Rèn luyện năng lực đánh giá giải pháp với sự hỗ trợ của BTVL

Sau khi HS tiến hành GQVĐ thì việc trình bày kết quả thực hiện là một nhiệm vụ quan trọng Việc trình bày kết quả góp phần giúp GV và các bạn khác đánh giá đúng kết quả mà HS đã đạt được Trên cơ sở đó, GV cần định hướng cho

HS những nội dung cần lưu ý khi đánh giá giải pháp

1 Xác định những nội dung cần đánh giá

Để tiến hành đánh giá, cần thiết xác định những nội dung cụ thể cần đánh giá: thời gian thực hiện, sự phù hợp của kết quả đạt được với mục tiêu ban đầu, độ tin cậy của kết quả,… Việc xác định chính xác nội dung sẽ tránh mất nhiều thời gian đánh giá và đánh giá đầy đủ, toàn diện kết quả

2 Xác định phương pháp đánh giá

Mỗi nội dung đánh giá có thể có một phương pháp, một công cụ hoặc có nhiều phương pháp, nhiều công cụ để tiến hành đánh giá tùy thuộc vào mục tiêu cũng như nội dung cần đánh giá Phương pháp, công cụ đánh giá có thể thực hiện thông qua việc trao đổi, thảo luận nhóm, báo cáo kết quả thực hiện công việc của nhóm

3 Tiến hành đánh giá kết quả theo tiêu chí

Kết quả đánh giá cần được so sánh, đánh giá theo một tiêu chí nhất định do

GV định hướng trước khi tiến hành GQVĐ của mỗi bài học Xây dựng các tiêu chí đánh giá cần phải rõ ràng, phù hợp với mục tiêu, nội dung đánh giá của bài học

4 Rút ra kết luận, đề xuất biện pháp khắc phục

Sau khi tiến hành đánh giá, HS cần đưa kết luận về mức độ thành công cũng như độ tin cậy của giải pháp đã giải quyết Trong trường hợp còn tồn tại những hạn chế hay thiếu sót cần được xem xét và đưa ra biện pháp khắc phục để tránh mắc phải trong những tính huống tương tự sau này

Tuy nhiên, tùy vào yêu cầu, nội dung cần đánh giá mà người đánh giá cần vận dụng một cách linh hoạt sáng tạo quy trình trên một cách hiệu quả