Lựa chọn soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương các định luật bảo toàn vật lí 10

Trong dạy học vật lí, việc dạy học BTVL trong nhà trường không chỉ giúp HS hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn tạo cơ hội phát triển n

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG

LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG

HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG

“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2016

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG

LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG

HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG

“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10

Chuyên ngành: LL và PP dạy học bộ môn Vật Lí

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Hương Trà

THÁI NGUYÊN - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả, số liệu nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng công bố trong bất

kỳ công trình khoa học nào khác

Thái Nguyên, tháng 09 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Lan Hương

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lí, trường THPT Trần Quốc Tuấn và THPT Điềm Thụy - tỉnh Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu

và thực hiện đề tài

Thái Nguyên, tháng 09 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Lan Hương

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 3

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Đóng góp của luận văn 4

8 Cấu trúc của luận văn 4

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 5

1.1 Cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lí 5

1.1.1 Khái niệm bài tập vật lí 5

1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lí 5

1.1.3 Phân loại bài tập vật lí 6

1.1.4 Phương pháp giải bài tập vật lí 7

1.1.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 9

1.1.6 Nguyên tắc lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập vật lí 11

1.2 Năng lực là gì? 12

1.2.1 Khái niệm năng lực 12

1.2.2 Cấu trúc và các thành phần của năng lực 13

1.2.3 Các đặc điểm của năng lực 15

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề 15

1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 16

1.3.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 16

1.3.3 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi giải bài tập vật lí 17

1.3.4 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí trong dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 19

1.3.5 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí 20

1.4 Thực trạng dạy học bài tập vật lí theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề ở trường phổ thông 24

1.4.1 Mục đích điều tra 24

1.4.2 Đối tượng và thời gian điều tra 24

1.4.3 Phương pháp điều tra 25

1.4.4 Kết quả điều tra 25

Kết luận chương 1 31

Chương 2 XÂY DỰNG, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 32

2.1 Vị trí, cấu trúc và đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình lớp Vật lí 10 32

2.1.1 Vị trí, cấu trúc của chương “Các định luật bảo toàn” 32

2.1.2 Đặc điểm các kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” 33

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 34

2.3 Những sai lầm phổ biến của học sinh khi giải bài tập của chương “Các định luật bảo toàn” 36

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễn trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 37

2.4.1 Phương pháp chung giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn” 38

2.4.2 Hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” 41

2.5 Kế hoạch sử dụng bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương “Các định luât bảo toàn” - Vật lí 10 53

2.6 Thiết kế phương án dạy học bài “Động lượng Định luật bảo toàn động lượng” và bài “Cơ năng” có sử dụng bài tập đã soạn thảo 54

2.6.1 Tiến trình dạy học bài: Động lượng Định luật bảo toàn động lượng 54

2.6.2 Tiến trình dạy học bài: Cơ năng 72

Kết luận chương 2 77

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 78

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 78

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 78

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 78

3.2 Đối tượng và thời gian, địa điểm thực nghiệm sư phạm 79

3.2.1 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 79

3.2.2 Thời gian và địa điểm thực nghiệm sư phạm 79

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 79

3.4 Phương pháp đánh giá kết quả TNSP 79

3.4.1 Dựa trên quan sát những biểu hiện của HS trong giờ học 79

3.4.2 Dựa trên kết quả định lượng của các bài kiểm tra 80

3.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 80

3.5.1 Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 80

3.5.2 Quá trình thực nghiệm sư phạm 82

3.6 Kết quả thực nghiệm sư phạm 82

3.6.1 Phân tích định tính 82

3.6.2 Phân tích định lượng qua kết quả bài kiểm tra 89

3.6.3 Kết quả thăm dò giáo viên về hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” đã soạn thảo nhằm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 94

3.7 Đánh giá chung kết quả TNSP 95

Kết luận chương 3 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

1 Kết luận 97

2 Những khó khăn khi nghiên cứu đề tài 97

3 Kiến nghị 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Cấu trúc các thành tố năng lực GQVĐ của Polya, PISA, ATC21S 17

Bảng 1.2: Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong giải BTVL 18

Bảng 1.3: Khung tiêu chí tham chiếu 21

Bảng 1.4: Mẫu báo cáo 22

Bảng 1.5: Phiếu quan sát năng lực của học sinh 24

Bảng 1.6: Sổ đánh giá năng lực GQVĐ của HS 24

Bảng 1.7: Phương pháp hướng dẫn giải BTVL của GV trong tiết rèn luyệnkĩ năng giải bài tập cho HS 25

Bảng 1.8: Các nguồn tham khảo BTVL của GV 26

Bảng 1.9: Mục tiêu của GV trong các giờ luyện tập giải bài tập 26

Bảng 1.10: Thời gian dành cho việc tự học môn Vật lý của HS 27

Bảng 1.11: Các loại BTVL HS thường làm 28

Bảng 1.12: Hướng giải quyết của HS khi gặp bài tập khó 28

Bảng 2.1: Phân bố vị trí các chương và số tiết học trong sách giáo khoa Vật lí 10 32

Bảng 2.2 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề 34

Bảng 2.3: Kế hoạch sử dụng bài tập nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 53

Bảng 3.1: Kết quả học tập môn Vật lí học kì I 81

Bảng 3.2 Phiếu quan sát năng lực của học sinh Đỗ Bảo Nam 85

Bảng 3.3 Phiếu quan sát năng lực của học sinh Nguyễn Thị Lan Anh 85

Bảng 3.4 Phiếu quan sát năng lực của học sinh Nguyễn Quốc Khánh 86

Bảng 3.5 Phiếu quan sát năng lực của học sinh Nguyễn Thị Hoa 87

Bảng 3.6: Thống kê kết quả điểm kiểm tra của các lớp 90

Bảng 3.7: Xếp loại kiểm tra 91

Bảng 3.8: Bảng phân phối tần suất kết quả kiểm tra 91

Bảng 3.9: Bảng phân phối tần suất luỹ tích hội tụ lùicủa lớp TN và lớp ĐC sau TNSP 92

Bảng 3.10: Kết quả khảo sát ý kiến của GV về hệ thống bài tập đã sử dụng 94

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ

BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 : Biểu đồ xếp loại kiểm tra của lớp TN và ĐC 91

Biểu đồ 3.2: Đồ thị đường phân phối tần suất kết quả kiểm tra 92

Biểu đồ 3.3 : Đường tần suất luỹ tích hội tụ lùi của lớp TN và lớp ĐC sau khi TNSP 93

HÌNH Sơ đồ 1.1: Phân loại BTVL 7

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ biểu diễn cơ sở định hướng xác định kiểu hướng dẫn HS giải BTVL 9

Sơ đồ 1.3: Các thành phần cấu trúc của năng lực 13

Sơ đồ 1.4: Mô hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp với bốn trụ cột giáo dục của UNESCO 14

Sơ đồ 2.1: Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 33

Sơ đồ 2.2: Sơ đồ phân loại bài tập chương “Các định luật bảo toàn” 38

HÌNH Hình 2.1 41

Hình 2.2 41

Hình 2.3 42

Hình 2.4 42

Hình 2.5 43

Hình 2.6 46

Hình 2.7 47

Hình 2.8 48

Hình 2.9 49

Hình 2.10 49

Hình 2.11 50

Hình 2.12 52

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay nước ta đang trong thời kì xây dựng, đổi mới và đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước Giai đoạn này đòi hỏi rất cao năng lực GQVĐ của con người Việt Nam hơn bất kì các giai đoạn khác Hơn nữa để bắt kịp được sự phát triển của thế giới, năng lực GQVĐ của con người là rất cần thiết Để đáp ứng được nhu cầu của xã hội, ngành giáo dục đã có sự thay đổi về mọi mặt và đặc biệt là phương pháp dạy học

Nghị quyết hội nghị lần II Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản khóa VIII

đã chỉ rõ: “Đổi mới phương pháp giáo dục - đào tạo khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện năng lực GQVĐ của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học…”

Văn kiện Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng tiếp tục khẳng định:

“Ưu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy và học Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học,…, phát huy năng lực GQVĐ và độc lập suy nghĩ của

HS, sinh viên”

Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho các môn học ở THPT là khi bắt tay vào một ngành lao động sản xuất hoặc lao động ở một nghành khoa học kĩ thuật nào đó, HS nhanh chóng tiếp thu được cái mới và nhanh chóng thích nghi với trình độ phát triển của khoa học - kĩ thuật Do đó, trong dạy học các môn học ở THPT, việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học nhằm phát triển năng lực GQVĐ của HS

là vô cùng quan trọng

Trong dạy học vật lí, việc dạy học BTVL trong nhà trường không chỉ giúp HS hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn tạo cơ hội phát triển năng lực GQVĐ cho HS Từ đó, giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ trong học tập và những vấn đề mà thực tiễn đặt ra

Bản thân mỗi BTVL là một tình huống đòi hỏi vận dụng các kiến thức và kĩ năng vật lí một cách tích cực Song tính tích cực của nó còn được nâng cao hơn khi nó được sử

dụng như một nguồn kiến thức để HS tìm tòi rèn luyện năng lực GQVĐ chứ không phải chỉ để tái hiện, củng cố kiến thức BTVL là một phương tiện hữu hiệu để tích cực hóa hoạt động GQVĐ của HS trong từng bài học Hiệu quả của nó phụ thuộc vào việc sử dụng của

GV trong quá trình dạy học BTVL với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong quá trình dạy học vật lí ở trường THPT

Trong lĩnh vực nghiên cứu lí luận về các vấn đề của BTVL từ trước đến nay đã

có nhiều công trình của các tác giả như X.E.Camennetxki - V.P.Ôrêkhốp [1], Nguyễn Đức Thâm [12], Phạm Hữu Tòng [13], Nguyễn Thế Khôi [7] Các tác giả đã chỉ ra rằng BTVL có tác dụng giáo dục rất lớn giúp HS hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giáo dục tư tưởng đạo đức, kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp Không chỉ có vậy, các tác giả cũng chỉ ra rằng BTVL có tác dụng tích cực trong việc hình thành kiến thức mới cho HS Trong quá trình giải BTVL, do phải

tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra và phê phán, kết luận nên kiến thức của HS thu được là của chính họ, các em sẽ nắm chắc, hiểu sâu hơn Đồng thời, việc tổ chức cho HS giải BTVL sẽ phát huy tính tích cực, làm việc tự lực của các em, rất phù hợp với xu hướng dạy học hiện đại Ngoài ra, một số luận văn cao học của các tác giả Hoàng Thanh Giang [5], Nguyễn Đức Sinh [11], đã nêu bật được tác dụng của BTVL trong dạy học, các cách phân loại BTVL, soạn thảo hệ thống BTVL,…

Đã có nhiều công trình nghiên cứu về BTVL được đề cập đến nhưng về vấn đề phát triển năng lực GQVĐ cho HS thông qua việc dạy học BTVL ở trường THPT còn chưa có nhiều và chưa được đầy đủ

Thực tế, dạy học ở trường phổ thông hiện nay cho thấy, việc dạy học BTVL đa phần mới chỉ dừng lại ở mức độ tái hiện, củng cố kiến thức Nhiều GV gặp khó khăn trong việc lựa chọn bài tập sao cho có hệ thống phù hợp với đối tượng HS mình dạy Cách thức khai thác các tính năng của BTVL còn hạn chế

Là GV dạy bộ môn vật lí, chúng tôi mong muốn tìm ra các biện pháp nhằm khắc phục phần nào những khó khăn và hạn chế của việc dạy học BTVL ở trường THPT Vì những lí do trên tôi xác định đề tài nghiên cứu:

Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương "Các định luật bảo toàn" - Vật lí 10

2 Mục đích nghiên cứu

Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho người học

3 Giả thuyết khoa học

Nếu dựa trên cơ sở lí luận về phát triển năng lực GQVĐ, cơ sở lí luận về BTVL cùng với việc phân tích kiến thức chương “Các định luật bảo toàn”, có thể lựa chọn, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10) nhằm bồi dưỡng và phát triển năng lực GQVĐ của HS

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu:

 Hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí lớp 10

 Hoạt động GQVĐ của HS trong quá trình giải BTVL và hoạt động của GV

trong việc hướng dẫn HS giải BTVL chương “Các định luật bảo toàn”

 Phạm vi nghiên cứu: HS lớp 10 và nội dung chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10)

5 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

5.1 Nghiên cứu lí luận

 Vấn đề về năng lực GQVĐ và phát triển năng lực GQVĐ của HS trong việc dạy học vật lí ở trường THPT

 BTVL và vai trò của BTVL với việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS

 Các phương pháp, hình thức và công cụ đánh giá, kiểm tra năng lực GQVĐ của HS

5.2 Tìm hiểu thực trạng phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học Vật lí ở phổ

thông

5.3 Tìm hiểu thực trạng dạy học giải BTVL chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lí

10 THPT

5.4 Lựa chọn, xây dựng một số bài tập chương “Các định luật bảo toàn”

5.5 Xây dựng tiến trình dạy học bài tập chương “Các định luật bảo toàn”

5.6 Xây dựng công cụ đánh giá năng lực GQVĐ

5.7 TNSP tiến trình dạy học đã soạn thảo nhằm kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học

đã đề ra

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận:

 Nghiên cứu tài liệu về lý luận dạy học, SGK, các tài liệu có liên quan

 Nghiên cứu chương trình SGK, SBT, sách GV, các tài liệu tham khảo để xây dựng hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” nhằm giúp HS nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần nâng cao năng lực GQVĐ cho HS

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra, quan sát thực tế về hoạt động dạy

học giải BTVL chương “Các định luật bảo toàn” ở trường THPT nhằm thu thập thông tin làm rõ cơ sở thực tiễn của đề tài

6.3 Phương pháp TNSP: Tổ chức thực nghiệm sư phạm các nội dung đã đề xuất trong

luận văn nhằm kiểm nghiệm tính khả thi của đề tài Dùng phương pháp thống kê toán học để xử lý các số liệu thu được từ thực nghiệm

7 Đóng góp của luận văn

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, Luận văn gồm

ba chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc dạy học bài tập vật lí phát triển

năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 2: Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học

chương "Các định luật bảo toàn" - Vật lí 10

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

1.1 Cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lí

1.1.1 Khái niệm bài tập vật lí

Trong thực tế dạy học, BTVL được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí Thực ra trong các giờ học vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu SGK trong các tiết học chính là một bài tập đối với HS Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập

Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn người ta thường hiểu BTVL là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lý của HS và rèn kỹ năng vận dụng kiến thức của HS vào thực tiễn

Với định nghĩa trên, cả hai ý nghĩa khác nhau của BTVL là vận dụng kiến thức

và hình thành kiến thức mới đều có mặt Do đó, BTVL với tư cách là một phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hình thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông

1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lí

- Vai trò của BTVL trong dạy học vật lí phổ thông

+ Giải BTVL giúp HS rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tiễn, học tập với đời sống

+ BTVL sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang

bị kiến thức cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc

+ BTVL có tầm quan trọng đặc biệt rèn luyện cho HS tính sáng tạo, độc lập trong suy nghĩ, rèn luyện tư duy, đức tính kiên trì và sự yêu thích môn học, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS

+ BTVL còn góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho HS, làm cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất Vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ tin vào sức mạnh của mình, muốn đem tài năng và trí tuệ cải tạo thiên nhiên

+ BTVL là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện

để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của HS một cách hiệu quả

+ BTVL có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp khoa học, kỹ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp…[12]

- Mục đích sử dụng BTVL trong trường phổ thông BTVL có thể được sử dụng như là:

+ Phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức chính xác

+ Phương tiện rèn luyện cho HS khả năng vận dụng kiến thức liên hệ lý thuyết với thực tiễn, học tập với đời sống

+ Rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS + Phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức một cách sinh động và có hiệu quả + Rèn luyện những đức tính tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó + Phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của HS

1.1.3 Phân loại bài tập vật lí

BTVL rất phong phú và đa dạng, vì vậy cần phải phân loại chúng sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn giúp người dạy có thể lựa chọn và sử dụng BTVL trong dạy học

Có nhiều cách để phân loại bài tập, tùy vào mục đích sử dụng, tùy theo nội dung, tùy vào mức độ yêu cầu phát triển tư duy, theo phương thức cho điều kiện và theo phương thức giải mà phân loại theo nhiều cách khác nhau [8]

Ta có thể phân loại BTVL theo sơ đồ 1.1:

Sơ đồ 1.1: Phân loại BTVL 1.1.4 Phương pháp giải bài tập vật lí

BTVL rất đa dạng và phong phú với nhiều dạng bài vì vậy không thể chỉ ra một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải được tất cả các bài tập Phương pháp giải BTVL nói chung phụ thuộc vào nhiều điều kiện: vào nội dung bài tập, vào trình

độ HS, vào mục đích do GV đặt ra, Tuy nhiên, trong dạy học về BTVL, tiến trình hướng dẫn HS giải một BTVL nói chung, đều phải trải qua bốn giai đoạn (bước) sau:

Bước 1: Đọc đề bài Tìm hiểu đề bài

Việc đọc kĩ đề bài giúp hiểu rõ vấn đề của bài tập và sơ bộ nhận dạng được bài tập GV yêu cầu HS ghi ra những đại lượng đã cho (cả kí hiệu, trị số và đơn vị), những hằng số vật lí cần dùng và những đại lượng vật lí cần phải tính và đổi đơn vị về cùng

hệ đơn vị thống nhất Cần lưu ý HS các thuật ngữ quan trọng để diễn đạt sang ngôn ngữ vật lí

Nếu BTVL không có sẵn hình vẽ thì, nếu cần thiết, phải căn cứ vào đầu bài để

tự vẽ lấy hình, trên hình vẽ ghi các kí hiệu cần thiết Như vậy, giai đoạn tìm hiểu đầu bài bao gồm:

- Xác định ý nghĩa của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số phải tìm, đâu là dữ kiện đã cho

- Dùng các kí hiệu vật lí để ghi tóm tắt đầu bài

- Đổi đơn vị về hệ đơn vị hợp pháp

- Vẽ hình mô tả hiện tượng vật lí trong bài tập

Bước 2: Xác lập mối liên hệ của các dữ kiện xuất phát với cái phải tìm

Hoạt động của HS ở giai đoạn này bao gồm:

- Đối chiếu các dữ liệu đã cho và cái phải tìm, xét bản chất vật lí của hiện tượng

để nhận ra các định luật, công thức lí thuyết có liên quan Xác lập các mối liên hệ cụ thể của cái đã biết và cái phải tìm (mối liên hệ cơ bản)

- Lựa chọn các mối liên hệ cơ bản, cho thấy sự liên hệ của cái cần tìm với các

dữ kiện đã biết và từ đó có thể rút ra cái phải tìm

Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả bằng số

Từ những mối liên hệ cơ bản đã được xác lập, tiến hành luận giải, tính toán để

ra được kết quả cần tìm

Bước 4: Nhận xét kết quả

Đây là khâu cuối cùng để hoàn thiện việc giải một bài tập, nó giúp người học có thể phát hiện những sai sót mắc phải khi giải Sau khi đã tìm được kết quả, GV cần rèn cho HS thói quen rút ra một số nhận xét về:

- Giá trị thực tế của kết quả

- Phương pháp giải

- Khả năng mở rộng bài tập

- Khả năng ứng dụng của bài tập

Khi có được đáp số, cần phải đánh giá sự phù hợp với thực tế của nó Có trường hợp ta tìm được những trị số không phù hợp với thực tế thì khi đó phải xem lại cách giải xem có chỗ nào không hợp lí không

Trên đây là trình tự thông thường của việc giải một BTVL Tuy nhiên có những bài tập không nhất thiết phải theo đúng trình tự đó Đối với các bài tập đơn giản, hiện tượng vật lí đã rõ ràng có thể tính ngay kết quả Đối với các bài tập định tính thì chủ yếu là tiến hành theo bước 1, bước 2 và bước 4 Đối với các bài tập định lượng nói chung thường tiến hành theo đúng bốn bước đã nêu trên Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân như: tính chất phức tạp của bài tập, trình độ toán học của HS, mục đích của bài

tập… mà GV đặt ra nên việc xác lập các mối liên hệ cơ bản và quá trình luận giải ở bước 2 và bước 3 có thể sử dụng các phương thức giải khác nhau như phương pháp đồ thị, phương pháp hình học Khi giải các bài tập định lượng bằng phương pháp hình học thì người ta dựa vào mối tương quan hình học mà HS đã biết để xác định các đại lượng cần tìm [14]

1.1.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.1.5.1 Định hướng hành động của học sinh giải bài tập vật lí

Hướng dẫn HS giải một bài tập thì trước hết, GV phải giải được bài tập đó Tuy nhiên, điều đó là cần nhưng chưa đủ Muốn cho việc hướng dẫn giải BTVL được định hướng đúng đắn, GV phải phân tích được phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng hiểu biết về tư duy giải BTVL, để xem xét việc giải bài tập này Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm của việc giải BTVL để xác định kiểu hướng dẫn

phù hợp Có thể minh họa điều trên bằng sơ đồ 1.2:

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ biểu diễn cơ sở định hướng xác định kiểu hướng dẫn

HS giải BTVL

1.1.5.2 Các kiểu hướng dẫn học sinh phổ thông giải BTVL

Trong thực tiễn dạy học, tùy theo mục đích sư phạm mà GV Vật lí có thể sử dụng một hay phối hợp các kiểu hướng dẫn HS giải BTVL sau đây: [15, tr41- 43]

a Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn angorit)

Hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS thao tác cần thực hiện và trình

tự thực hiện các thao tác ấy để đạt kết quả mong muốn Kiểu hướng dẫn này thường áp dụng cho HS giải từng loại bài tập cơ bản và điển hình, đồng thời luyện cho HS kỹ năng giải bài tập trên cơ sở HS đã nắm vững được angorit giải

Ưu điểm: Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là giúp HS tìm được kết quả một cách

chắc chắn và rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập hiệu quả

Nhược điểm: Ít có khả năng rèn luyện cho HS khả năng tự tìm tòi, sáng tạo, sự

phát triển tư duy của HS bị hạn chế

b Hướng dẫn tìm tòi (hướng dẫn orixtic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi cách GQVĐ, tự xác định hành động cần thực hiện để thu được kết quả Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qua khó khăn để giải bài tập, đồng thời đảm bảo phát triển tư duy và rèn luyện được cho HS kỹ năng tự học, tự tìm tòi cách giải quyết BTVL

Ưu điểm: Tránh tình trạng GV giải thay bài tập cho HS

Nhược điểm: Không phải lúc nào cũng đảm bảo cho HS giải bài tập một cách

chắc chắn Sự hướng dẫn của GV phải sao cho không đưa HS đến chỗ thực hành các hành động theo mẫu mà định hướng tư duy của các em vào phạm vi có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết

c Định hướng khái quát chương trình hóa

Đây cũng là kiểu hướng dẫn cho HS tìm tòi cách giải quyết nhưng định hướng hành động tư duy theo đường lối khái quát của GQVĐ Ngay sự định hướng ban đầu

đã đòi hỏi sự tự lực tìm tòi cách giải quyết của HS Nếu họ không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của GV là cụ thể hóa theo hình thức bằng cách gợi ý thêm cho họ để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi để giải quyết cho vừa sức HS Nếu HS vẫn không tìm tòi giải quyết được thì sự hướng dẫn của GV chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho HS hoàn thành yêu cầu 1 bước sau đó tiếp tục yêu cầu HS tự tìm tòi cách giải quyết bước tiếp theo Nếu yêu cầu thì GV phải đưa thêm cứ thế cho tới khi HS giải được bài tập đặt ra Điều kiện được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn toàn bộ tiến trình giải bài tập của HS, giúp họ tự lực giải bài tập, đồng thời giúp cho các em cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập và tự rút ra phương pháp giải 1 loại bài tập cụ thể nào đó

Ưu điểm:

+ Rèn luyện tư duy của HS trong quá trình giải bài tập

+ Đảm bảo tư duy HS giải bài tập đã cho

+ Đảm bảo sự hướng dẫn phải theo sát tiến trình giải bài tập của HS

Nghĩa là không thể chỉ dựa vào lời hướng dẫn đã soạn sẵn mà kết hợp với trình

độ HS để đảm bảo điều chỉnh sự hướng dẫn cho thích hợp

1.1.6 Nguyên tắc lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập vật lí

1.1.6.1 Lựa chọn hệ thống bài tập vật lí

BTVL phải tạo thành một hệ thống xác định; phù hợp với phương pháp lựa chọn

và đáp ứng được một mục đích dạy học nhất định

Hệ thống BTVL xây dựng được cho phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp Tính phức tạp tăng dần của mối quan hệ giữa những đại lượng và khái niệm đặc trưng cho quá trình hoặc hiện tượng mô tả trong các BTVL

- Số lượng bài tập phải phù hợp với thời gian quy định của chương trình học

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần khắc phục những khó khăn chủ yếu, những sai lầm phổ biến của HS trong học tập

- Mỗi bài tập phải đóng góp một phần nào đó trong việc nắm bắt kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thói quen vận dụng kiến thức, phát triển năng lực HS trong việc giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn, mỗi bài tập sau phải đem lại cho HS một điều mới lạ nhất định và một khó khăn vừa sức Đồng thời việc giải bài tập trước là cơ

sở cho việc giải bài tập sau

1.1.6.2 Sử dụng hệ thống bài tập vật lí

Trong dạy học từng nội dung cụ thể, người GV phải dự kiến chi tiết kế hoạch

sử dụng hệ thống bài tập đã lựa chọn, chẳng hạn, theo các trường hợp sau:

- Sử dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy học: Nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS

- Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà GV

đã lựa chọn cho HS thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập tập dượt Sau đó HS sẽ giải các bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn Việc giải các bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung

kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc

giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài

- Sử dụng các biện pháp để cá biệt hóa HS trong việc giải các BTVL: Biến

đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các đối tượng HS khác nhau như mức độ trừu tượng của đề bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức tạp của các

số liệu cần xử lí, loại và số lượng các thao tác tư duy logic và các phép biến đổi Toán học phải sử dụng, phạm vi và mức độ kiến thức, kĩ năng cần huy động; Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của HS trong quá trình giải bài tập [6]

1.2 Năng lực là gì?

1.2.1 Khái niệm năng lực

Khái niệm năng lực được dùng ở đây là đối tượng của tâm lí, giáo dục học Có nhiều định nghĩa khác nhau về năng lực

Theo từ điển tâm lý học (Vũ Dũng, 2008): “Năng lực là tập hợp các tính chất

hay phẩm chất của tâm lý cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong, tạo thuận lợi

Theo John Erpenbeck: “Năng lực được tri thức làm cơ sở , được sử dụng như

khả năng, được quy định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và được hiện thực hóa qua chủ động”[16]

Weinert (2001) định nghĩa: “Năng lực là những khả năng và kỹ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng

về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt”[20]

Theo OECD (2002) thì: “Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể”[17]

Có thể nhận thấy điểm chung của các cách phát biểu trên về khái niệm năng lực chính là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng và thái độ để giải quyết một tình huống

có thực trong cuộc sống Năng lực là một tổng thể của nhiều yếu tố có liên hệ tác động qua lại với hai đặc điểm là: Tính vận dụng; tính có thể chuyển đổi và phát triển Tức là

nó không chỉ tiềm ẩn dưới dạng khả năng của con người mà phải thể hiện thông qua những hoạt động thực tiễn cụ thể

Từ đó, có thể định nghĩa về năng lực:

Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ và khả năng sử dụng chúng một cách hợp lí và linh hoạt nhằm thực hiện thành công nhiệm

Cần nhấn mạnh thêm rằng, thuật ngữ “năng lực” và “kĩ năng” không đồng nghĩa

Kĩ năng là khả năng thực hiện các hành động nhận thức và/hoặc hành động thực hành một cách thành thạo, chính xác và thích ứng với điều kiện luôn thay đổi Trong khi năng lực lại nói đến hệ thống các hành động phức tạp, bao gồm các kỹ năng nhận thức,

kỹ năng thực hành và các thành phần phi nhân thức (thái độ, xúc cảm, động cơ, giá trị, đạo đức)

1.2.2 Cấu trúc và các thành phần của năng lực

Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc của chúng Có nhiều loại năng lực khác nhau Việc mô tả cấu trúc và các thành phần năng lực cũng khác nhau Cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể

Sơ đồ 1.3: Các thành phần cấu trúc của năng lực

- Năng lực chuyên môn (Professional competency): Là khả năng thực hiện

các nhiệm vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyên môn một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn Nó được tiếp nhận qua việc học nội dung - chuyên môn và chủ yếu gắn với khả năng nhận thức và tâm

lí vận động

- Năng lực phương pháp (Methodical competency): Là khả năng đối với những

hành động có kế hoạch, định hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề Năng lực phương pháp bao gồm năng lực phương pháp chung và phương pháp chuyên môn Trung tâm của phương pháp nhận thức là những khả năng tiếp nhận, xử

lí, đánh giá, truyền thụ và trình bày tri thức Nó được tiếp nhận qua việc học phương pháp luận - giải quyết vấn đề

- Năng lực xã hội (Social competency): Là khả năng đạt được mục đích trong

những tình huống giao tiếp ứng xử xã hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau trong sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác Nó được tiếp nhận qua việc học giao tiếp

- Năng lực cá thể (Induvidual competency): Là khả năng xác định, đánh giá

được những cơ hội phát triển cũng như những giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu, xây dựng và thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân, những quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ chi phối các thái độ và hành vi ứng xử Nó được tiếp nhận qua việc học cảm xúc - đạo đức và liên quan đến tư duy và hành động tự chịu trách nhiệm

Mô hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp với bốn trụ cốt giáo dục theo UNESCO:

Sơ đồ 1.4: Mô hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp

với bốn trụ cột giáo dục của UNESCO

Từ cấu trúc của khái niệm năng lực cho thấy giáo dục định hướng phát triển năng lực không chỉ nhằm mục tiêu phát triển năng lực chuyên môn bao gồm tri thức, kỹ năng chuyên môn mà còn phát triển năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể Những năng lực này không tách rời nhau mà có mối quan

hệ chặt chẽ Năng lực hành động được hình thành trên cơ sở có sự kết hợp các năng lực này [6]

1.2.3 Các đặc điểm của năng lực

- Năng lực chỉ có thể quan sát được qua hoạt động của cá nhân ở các tình huống nhất định

- Năng lực tồn tại dưới hai hình thức: Năng lực chung (key competency) và năng lực chuyên biệt (domain - specific competency) Năng lực chung là năng lực cần thiết để cá nhân có thể tham gia hiệu quả vào nhiều hoạt động và các bối cảnh khác nhau của đời sống xã hội Năng lực này cần thiết cho tất cả mọi người Năng lực chuyên biệt (ví dụ: chơi piano…) chỉ cần thiết với một số người hoặc cần thiết ở một số tình huống nhất định Các năng lực chuyên biệt không thể thay thế được các năng lực chung

- Năng lực được hình thành và phát triển trong và ngoài nhà trường Nhà trường được coi là môi trường chính thức giúp HS có được những năng lực cần thiết nhưng

đó không phải là nơi duy nhất Những bối cảnh không gian không chính thức như: gia đình, cộng đồng, phương tiện thông tin đại chúng, tôn giáo và môi trường văn hóa … góp phần bổ sung và hoàn thiện năng lực cá nhân

- Năng lực và các thành phần của nó không bất biến mà có thể thay đổi từ sơ đẳng, thụ động tới năng lực bậc cao mang tính tự chủ cá nhân

- Năng lực được hình thành và phát triển liên tục trong suốt cuộc đời con người

vì sự phát triển năng lực thực chất là làm thay đổi cấu trúc nhận thức và hành động cá nhân chứ không đơn thuần là sự bổ sung các mảng kiến thức riêng rẽ Do đó năng lực

có thể bị yếu hoặc mất đi nếu chúng ta không tích cực rèn luyện tích cực và thường xuyên

- Các thành tố của năng lực thường đa dạng vì chúng được quyết định tùy theo yêu cầu kinh tế xã hội và đặc điểm quốc gia, dân tộc, địa phương Năng lực của HS ở

quốc gia này có thể hoàn toàn khác với một HS ở quốc gia khác [10]

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề

1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Theo “Ngôn ngữ Việt Nam- Từ điển Tiếng Việt” [2], các khái niệm được định nghĩa như sau:

- Giải quyết: tìm cách làm cho một vấn đề khó khăn không còn khó khăn nữa

- Vấn đề: là điều cần xem xét nghiên cứu giải quyết

Vấn đề có nhiều loại, từ đơn giản đến phức tạp, mặt khác, nó còn tồn tại với nhiều tình huống cụ thể, trong nhiều bối cảnh khác nhau (bối cảnh cuộc sống cá nhân, bối cảnh môi trường học tập làm việc, bối cảnh khoa học ) Có thể thấy, GQVĐ là một quá trình tư duy phức tạp, bao gồm sự hiểu biết, đưa ra luận điểm, giải pháp để khắc phục khó khăn

PISA 2012 hướng đến việc GQVĐ mang tính tương tác (interactive problem

solving - IPS) “giải quyết vấn đề là năng lực của một cá nhân tham gia vào quá

trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề mà phương pháp của giải pháp đó không phải ngay lập tức nhìn thấy rõ ràng Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào các tình huống tương tự để đạt được tiềm năng của mình như một công dân có tính xây dựng và biết suy nghĩ” [19, tr.12] Dự kiến ở PISA 2015

sẽ chuyển sang nhấn mạnh tính hợp tác (collaborative problem solving - CPS “là

năng lực cá nhân có thể tham gia hiệu quả vào một quá trình mà hai hay nhiều đối tác cố gắng giải quyết vấn đề bằng cách chia sẻ sự hiểu biết và nỗ lực cùng đi đến một giải pháp” [18, tr.6]

Qua đó có thể thấy, năng lực GQVĐ thể hiện khả năng của cá nhân (khi làm việc một mình hoặc làm việc cùng một nhóm) để tư duy, suy nghĩ về tình huống vấn

đề và tìm kiếm, thực hiện giải pháp cho vấn đề đó Vì vậy:

Năng lực GQVĐ là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, cảm xúc để giải quyết những tình huống vấn đề mà ở

đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường

1.3.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

- Tiêu chí thực hiện (Performance Criteria) chỉ rõ mức độ yêu cầu cần thực hiện của mỗi thành tố, thường mô tả kết quả các hành động, thao tác, chỉ số cần đạt

Nhìn chung, số lượng cũng như tên các thành tố của năng lực GQVĐ có phần khác biệt giữa các chuyên gia, tổ chức giáo dục, tuỳ thuộc vào cách tiếp cận năng lực Mặc dù vậy hầu như vẫn dựa theo quy trình GQVĐ của Polya

Bảng 1.1: Cấu trúc các thành tố năng lực GQVĐ của Polya, PISA, ATC21S

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

Tìm hiểu vấn

thụ kiến thức

Tìm hiểu và khám phá vấn

Nhận thức

Quản lý công việc: lập mục tiêu, quản lý nguồn lực, thu thập và kết nối thông tin

Thực hiện

kế hoạch

Vận dụng kiến thức

Lập kế hoạch

và thực hiện giải pháp

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

Rà soát,

kiểm tra

Giám sát, xem xét

Xem xét và giám sát, kiểm nghiệm những giả thuyết khác

1.3.3 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi giải bài tập vật lí

Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong giải BTVL theo bảng mô

Tìm hiểu

vấn đề

Tìm hiểu và khám phá được vấn đề, hấp thụ được kiến thức, không có gợi ý của GV

Tìm hiểu và khám phá được vấn đề, hấp thụ được kiến thức,

có gợi ý của GV

Tìm hiểu và khám phá được vấn đề, không hấp thụ được kiến thức, có gợi

ý của GV

Không tìm hiểu và khám phá được vấn

đề, không hấp thụ được kiến thức, có gợi ý của GV

ý của GV

Mô tả được vấn

đề, không đưa ra được phương án GQVĐ, có gợi ý của GV

Không mô tả được vấn đề, không đưa ra được phương

án GQVĐ, có gợi ý của GV

Thực hiện

kế hoạch

GQVĐ

Lập được kế hoạch và thực hiện được giải pháp GQVĐ, không có gợi ý của GV

Lập được kế hoạch và thực hiện được giải pháp GQVĐ, có gợi ý của GV

Không lập được

GQVĐ, nhưng lập được kế hoạch với phương án khác

có gợi ý của GV

Không lập được kế hoạch GQVĐ với phương án nào

Rà soát,

kiểm tra

Đưa ra được kết quả hợp lí và kiểm nghiệm được giả thuyết, không có gợi ý của GV

Đưa ra được kết quả hợp lí

nghiệm được giả thuyết, có gợi ý của GV

Không kiểm nghiệm được giả thuyết để đưa ra được kết quả hợp

lí, không có gợi ý của GV

Không kiểm nghiệm được giả thuyết để đưa ra được kết quả hợp lí, có gợi ý của GV

1.3.4 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí trong dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.4.1 Mối quan hệ giữa phát triển năng lực GQVĐ với hoạt động giải BTVL

Năng lực GQVĐ cần thiết cho HS trong giải BTVL Giúp HS:

- Nắm vững kiến thức, liên hệ giữa các kiến thức

- Việc giải quyết các tình huống có vấn đề trong bài tập kích thích ở HS nhu cầu giải quyết các vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới, phát triển tính tích cực trí tuệ và hình thành cho họ năng lực tự mình thông hiểu và chiếm lĩnh thông tin khoa học mới

Dựa vào tính cần thiết của năng lực GQVĐ trong giải bài tập, chúng tôi thấy rằng năng lực GQVĐ (theo cấu trúc của PISA) được phát triển trong khi giải BTVL:

- Khi giải BTVL trước tiên HS sẽ đi nghiên cứu đề bài Ở bước này HS sẽ đi tìm hiểu đề bài để xác định vấn đề cần giải quyết, lúc này bằng việc đưa ra các bài toán

có vấn đề phức tạp sẽ kích thích HS mong muốn giải quyết được vấn đề Từ đó sẽ đi tìm cách GQVĐ

- Sau khi nghiên cứu đề bài xác định được vấn đề HS sẽ đi phân tích các hiện tượng, quá trình vật lí xảy ra trong vấn đề có trong đề bài để đi mô tả vấn đề và đưa ra các phương án để giải quyết

- Sau khi đã mô tả được vấn đề HS sẽ phân tích, lập luận để lập ra kế hoạch giải quyết bài toán, sau đó sẽ đi tiến hành thực hiện kế hoạch vừa lập ra Làm càng nhiều bài tập HS sẽ rèn luyện được khả năng thực hiện thành công các phương án giải quyết đã vạch ra

- Sau khi đã thực hiện thành công kế hoạch giải quyết HS sẽ đi kiểm tra, rà soát lại xem có mắc lỗi sai nào không, rồi sau đó sẽ đưa ra kết luận và đề xuất vấn đề mới

Vậy năng lực GQVĐ của HS được hình thành và phát triển trong giải BTVL

1.3.4.2 Quy trình sử dụng BTVL trong dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực GQVĐ

- Bước 1: Xác định nội dung kiến thức cần dạy

- Bước 2: Xác định mục tiêu dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực GQVĐ thực

tiễn của HS

- Bước 3: Lập kế hoạch kiểm tra, đánh giá năng lực GQVĐ thực tiễn của HS

- Bước 4: Xây dựng hệ thống bài tập theo mục tiêu dạy học

- Bước 5: Lập kế hoạch sử dụng các bài tập đã soạn thảo trong dạy học

- Bước 6: Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn

thảo nhằm bồi dưỡng năng lực GQVĐ thực tiễn của HS bao gồm các bước:

+ Xác định hình thức tổ chức dạy học phù hợp với nội dung kiến thức,mục tiêu dạy học

+ Xác định nhóm phương pháp dạy học phù hợp với hình thức tổ chức dạy học + Xác định nhiệm vụ chuẩn bị cho bài học của GV và HS

+ Xây dựng tiến trình dạy học: Xác định các nhiệm vụ học tập, hoạt động học của HS, hoạt động của GV và đặc biệt cần xác định được rõ sau mỗi nhiệm vụ học tập,

HS thu được kết quả gì

- Bước 7: Triển khai dạy học theo các phương án đã thiết kế

- Bước 8: Đánh giá kết quả hoạt động dạy học, đề xuất biện pháp nâng cao hiệu

quả học tập của HS [9]

1.3.5 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí

1.3.5.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Có thể dựa trên quá trình GQVĐ của HS để xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS Căn cứ trên các tiêu chí về hành vi đối với các thành tố của năng lực GQVĐ chúng ta có thể xây dựng tiêu chí ĐG năng lực GQVĐ như sau:

Gồm 5 tiêu chí:

- Tiêu chí 1: Phân tích và hiểu đúng vấn đề (2 điểm): HS nhận diện được vấn đề, hiểu

đúng các đại lượng trong vấn đề, hiểu được mối quan hệ giữa các đại lượng đó

- Tiêu chí 2: Đưa ra giải pháp để GQVĐ (2 điểm): Phát hiện được giải pháp

GQVĐ đưa ra kết quả đúng, tiêu chí cụ thể

- Tiêu chí 3: Lập luận vấn đề (2 điểm): Lập luận vấn đề logic, chặt chẽ và chính xác đến kết quả cuối cùng

- Tiêu chí 4: Đánh giá giải pháp (2 điểm): Đánh giá nhận xét sau mỗi bước thực hiện giải pháp, có thể đề xuất giải pháp khác cũng cho kết quả đúng

- Tiêu chí 5: Vận dụng vào bối cảnh, vấn đề mới (2 điểm): Có thể đề xuất vấn

đề tương tự và đưa ra giải pháp giải quyết

Cụ thể các tiêu chí tham chiếu như sau:

Bảng 1.3: Khung tiêu chí tham chiếu

Tiêu chí Tiêu chí chất lượng hành vi

Tỉ lệ điểm

1

Không nêu được vấn đề tương tự (V0) 0

HS có các mức độ đạt được về năng lực GQVĐ như sau:

- Mức 1: HS có năng lực GQVĐ tốt là đạt từ 8,0 điểm trở lên và yêu cầu năng lực hiểu vấn đề phải đạt 2 điểm

- Mức 2: HS có năng lực GQVĐ khá nếu đạt từ 7,0 điểm đến dưới 8,0 điểm và yêu cầu năng lực hiểu vấn đề phải đạt 2 điểm

- Mức 3: HS có năng lực GQVĐ trung bình nếu đạt từ 5,0 điểm đến dưới 7,0 điểm và yêu cầu năng lực hiểu vấn đề phải đạt 2 điểm

- Mức 4: HS không có năng lực GQVĐ hoặc năng lực GQVĐ yếu kém nếu điểm dưới 5,0 hoặc hiểu sai vấn đề, không đưa ra được giải pháp GQVĐ

1.3.5.2 Phương pháp và công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

GV thiết kế bài kiểm tra gồm những câu hỏi yêu cầu HS phải lập luận để phát hiện và GQVĐ, nhất là những bài toán tổng hợp yêu cầu phải hiểu sâu, rộng kiến thức hoặc những bài toán thực có gắn với thực tiễn yêu cầu HS phải liên hệ, sâu chuỗi kiến thức đã học Như vậy GV nên dùng bài kiểm tra tự luận với các bài toán gắn nhiều với thực tiễn GV có thể thiết kế phần bài làm theo một mẫu yêu cầu HS phải thể hiện rõ năng lực GQVĐ

Thông qua điểm số này và qua nhiều bài kiểm tra GV có thể đánh giá được năng lực GQVĐ của HS một cách tổng thể hoặc có thể đánh giá từng thành tố năng lực GQVĐ của HS

a Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thông qua sản phẩm học tập của học sinh

Một trong những phương pháp đánh giá chuẩn xác năng lực GQVĐ của HS là thông qua các sản phẩm học tập như các dự án học tập, các báo cáo tiểu luận

GV giao cho HS thực hiện báo cáo về một vấn đề trong học tập hoặc trong thực tiễn và yêu cầu báo cáo theo mẫu gồm các thành tố của năng lực GQVĐ

Mẫu có thể thiết kế như sau:

Bảng 1.4: Mẫu báo cáo

5 Chủ đề trên có liên quan đến các vấn đề khác trong cuộc sống và học tập của em như thế nào?

Căn cứ vào báo cáo của HS nộp, GV có thể đánh giá được năng lực GQVĐ của

HS đó và đưa ra những nhận xét và cách thức điều chỉnh phương pháp dạy học

b Phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thông qua quan sát của giáo viên

Có thể sử dụng phương pháp Case - study để thực hiện đánh giá năng lực GQVĐ thông qua quan sát của GV

Bước 1: Thông báo cho GV giảng dạy và GV dự giờ biết về tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ

Bước 2: GV giảng dạy soạn giáo án và thực hiện tiến trình lên lớp theo dạy học theo phương pháp nêu và GQVĐ Trong quá trình dạy cần đưa ra vấn đề cụ thể, yêu cầu HS phân tích và đưa ra giải pháp thực hiện; nhận xét cách giải của các bạn và đưa

ra lời giải mới cũng như yêu cầu HS nêu lên bài toán hoặc vấn đề tương tự

Bước 3: Tổ chức dạy và tiến hành quan sát HS

Có thể cùng một giờ học quan sát nhiều HS nhưng ở nhiều thành tố năng lực GQVĐ khác nhau Quá trình quan sát HS được tiến hành nhiều lần trong nhiều giờ học và ghi thành nhật kí Dùng kết quả quan sát được để đánh giá kết quả năng lực GQVĐ của HS

Có thể thiết kế phiếu quan sát năng lực GQVĐ của HS như sau:

Bảng 1.5: Phiếu quan sát năng lực của học sinh PHIẾU QUAN SÁT NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH

Họ và tên học sinh:

sát:

Phần quan sát:

Thứ,

ngày

Tên bài học

Năng lực giải quyết vấn đề

Hiểu vấn đề

Đề xuất giải pháp

Lập luận

Đánh giá giải pháp

Áp dụng vấn đề mới

Điểm tổng, xếp loại

Nhận xét của người quan sát:

Mẫu nhật kí về năng lực GQVĐ của HS trong tuần, trong tháng như sau:

Bảng 1.6: Sổ đánh giá năng lực GQVĐ của HS

SỔ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

- Tìm hiểu tình hình dạy học và sử dụng BTVL của GV ở trường THPT nhằm bồi

dưỡng năng lực GQVĐ của HS tại một số trường THPT ở tỉnh Thái Nguyên hiện nay

- Tìm hiểu việc phát triển năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học Vật lí Đồng

thời tìm hiểu nhận thức của GV và HS về vai trò của phát triển năng lực GQVĐ cho

HS THPT

1.4.2 Đối tượng và thời gian điều tra

- Đối tượng: Chúng tôi tiến hành điều tra 20 GV đang dạy vật lí ở một số trường

THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và 90 HS lớp 10 trường THPT Trần Quốc Tuấn

- Thời gian điều tra: Tháng 2 và tháng 3 năm 2016

1.4.3 Phương pháp điều tra

Việc điều tra được tiến hành ở một số trường thuộc tỉnh Thái Nguyên như sau:

- Điều tra GV: Trao đổi trực tiếp, tham khảo giáo án, dùng phiếu điều tra

- Điều tra HS: Trao đổi trực tiếp, dùng phiếu điều tra

+ GV chưa thực sự quan tâm nhiều đến dạy học theo hướng tiếp cận năng lực của HS, chưa thực hiện đánh giá các năng lực của HS trong quá trình dạy học, chỉ dạy kiến thức, kĩ năng để HS vận dụng giải toán, đáp ứng thi, kiểm tra

- Kết quả điều tra:

Bảng 1.7: Phương pháp hướng dẫn giải BTVL của GV trong tiết rèn luyện

kĩ năng giải bài tập cho HS Mục đích của GV

trong tiết rèn luyện kĩ năng

giải BTVL cho HS

Tổng số phiếu điều tra

Tổng số phiếu trả lời

Phần trăm (%)

Một HS chữa bài, GV nhận xét,

GV nêu bài toán cho HS tự suy

GV tổ chức cho cả lớp thảo luận,

Bảng 1.8: Các nguồn tham khảo BTVL của GV Mục đích của GV trong tiết rèn

luyện kĩ năng giải BTVL cho HS

Tổng số phiếu điều tra

Tổng số phiếu trả lời

Phần trăm (%)

đó Hầu hết GV thường áp đặt HS suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình chứ ít quan tâm, hướng dẫn HS độc lập suy nghĩ để phát triển tính tích cực học tập trong quá trình tìm kiếm lời giải

Mặc dù nguồn tài liệu tham khảo hiện nay khá phong phú và đa dạng từ nhiều nguồn khác nhau tuy nhiên nhiều GV vẫn chưa đầu tư đúng mức cho việc soạn giáo án bài tập, thường lấy ngay các bài tập trong SGK hoặc đọc thấy bài nào hay thì lấy chứ chưa có mục đích rõ ràng và chưa xây dựng được hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu giảng dạy (30%

GV lấy bài tập trong SGK, 25% GV lấy bài tập trong sách tham khảo,…)

Bảng 1.9: Mục tiêu của GV trong các giờ luyện tập giải bài tập

Mục tiêu của GV trong các giờ

luyện tập giải bài tập

Tổng số phiếu điều tra

Tổng số phiếu trả lời

Phần trăm (%)

Biết được các dạng bài tập và các

Số liệu thu được từ bảng trên cho thấy, có 9 GV (chiếm 45%) đặt mục tiêu giúp

HS biết được các dạng bài tập và các phương pháp giải chung của các dạng bài tập đó, 7GV (chiếm 35%) đặt mục tiêu giúp HS giải được bài tập trong SGK và SBT Chứng

tỏ hầu hết GV mới chỉ chú trọng đến việc giúp HS có thể giải được các bài tập sẵn có một cách thụ động chứ chưa chú trọng vào việc củng cố, vận dụng kiến thức đã học vào các dạng bài tập mới, hay vào trong cuộc sống hàng ngày nhằm phát triển năng lực GQVĐ của HS Vì vậy khi gặp các bài tập mới, hay các hiện tượng vật lí trong cuộc

+ Đa số HS cho rằng bộ môn Vật lí trừu tượng, khó hiểu, khó học, khô khan do

đó không hứng thú với bộ môn

+ Ý thức học tập chưa cao nên ít nhiều ảnh hưởng tới việc học tập

- Kết quả điều tra:

Bảng 1.10: Thời gian dành cho việc tự học môn Vật lý của HS

Thời gian dành cho việc tự học

môn Vật lý của HS

Tổng số phiếu điều tra

Tổng số phiếu trả lời

Phần trăm (%)

Học vào ngày hôm trước nếu hôm

sau có môn Vật lí

Chỉ học nếu GV cho biết có giờ

kiểm tra

Chỉ học khi chuẩn bị kiểm tra học kỳ 90 7 7,8

Số liệu thu được từ bảng trên cho thấy, hầu hết HS chưa đầu tư thời gian vào việc học môn Vật lí, chỉ có 10% HS là học môn Vật lí hàng ngày trong khi có tới 62,2%

HS học vào ngày hôm trước nếu hôm sau có môn Vật lí Điều này chứng tỏ các em chưa thấy được sự quan trọng của môn Vật lí và chưa hứng thú với môn học

Bảng 1.11: Các loại BTVL HS thường làm

Các loại BTVL HS thường làm Tổng số phiếu

điều tra

Tổng số phiếu trả lời

Phần trăm (%)

Tổng số phiếu trả lời

Phần trăm (%)

Đọc kỹ lại lý thuyết và tiếp tục

Qua hai bảng số liệu trên có thể thấy, đa số HS mới chỉ tập trung vào học và giải bài tập định lượng (chiếm 75,6%) chứ chưa chú ý tới các dạng bài tập khác, trong khi các dạng bài tập này góp phần rất quan trọng vào việc phát triển năng lực của HS, đặc biệt là năng lực GQVĐ Khi gặp các bài tập khó, có rất ít HS tự tìm tòi, nghiên cứu tìm

ra hướng giải quyết của bài tập (18,9% HS) mà các em thường trao đổi luôn với bạn

bè, xem hướng dẫn giải hay đợi GV chữa rồi chép Cách học như vậy làm các em thụ

động trong việc giải BTVL, các em lười suy nghĩ, tìm hiểu nên khó phát triển được các năng lực của bản thân

Qua quá trình điều tra cho thấy, việc dạy học BTVL đa phần mới chỉ dừng lại ở mức độ tái hiện, củng cố kiến thức Nhiều GV gặp khó khăn trong việc lựa chọn bài tập sao cho có hệ thống phù hợp với đối tượng HS mình dạy Cách thức khai thác các tính năng của BTVL còn hạn chế Chính vì vậy GV cần xây dựng được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học và trình độ của HS nhằm giúp các em yêu thích môn Vật lí, phát triển năng lực của mình và đặc biệt có thể áp dụng các kiến thức Vật

lí vào trong đời sống

1.4.4.2 Thực trạng bồi dưỡng, phát triển năng lực GQVĐ ở HS

Qua việc tìm hiểu, trao đổi trực tiếp và điều tra bằng phiếu điều tra đối với GV

và HS (Phụ lục 2), chúng tôi rút ra một số nhận xét như sau:

 Đối với HS:

- Nhiều HS thấy cần thiết để hình thành và rèn luyện năng lực GQVĐ (rất cần

thiết: 21,1%; cần thiết: 52,2%)

- Tuy nhiên, số HS thích các giờ học Vật lí không nhiều (rất thích: 7,8%; thích

28,9%) Khi gặp bài tập có vấn đề nhiều HS chưa có động cơ, hứng thú để tìm hiểu và GQVĐ đặt ra (gặp bài tập có vấn đề 24,4% HS thấy lạ nhưng không cần tìm hiểu; 21,1% HS không quan tâm đến vấn đề lạ)

- Mặt khác, còn nhiều HS không thường xuyên liên hệ kiến thức vật lí đã học

đến thực tiễn cuộc sống (63,3% HS thỉnh thoảng; 16,7% không bao giờ so sánh kiến thức Vật lí đã học với các hiện tượng, sự vật, sự việc trong cuộc sống)

 Đối với GV:

- Nhiều GV thấy được tầm quan trọng của việc phát triển năng lực GQVĐ cho

HS (rất quan trọng 25%; quan trọng 70%)

- Kết quả đánh giá HS được rèn luyện về năng lực là HS tự phát hiện được vấn

đề và GQVĐ được nêu được 80% GV chọn

- 65% GV đã sử dụng các biện pháp để phát triển năng lực GQVĐ cho HS là

sử dụng phương pháp dạy học phù hợp

Tuy nhiên kết quả điều tra cho thấy ít HS thích giờ học môn Vật lí, HS chưa có động cơ, hứng thú để tìm hiểu và GQVĐ đặt ra, còn nhiều HS không thường xuyên liên hệ kiến thức Vật lí đã học đến thực tiễn cuộc sống

Điều đó chứng tỏ, GV sử dụng các phương pháp dạy học hợp lí để có hiệu quả chưa cao Vậy vấn đề được đặt ra là cần làm rõ việc xây dựng các tình huống có vấn

đề trong các bài học lí thuyết cũng như trong các bài tập để sử dụng chúng trong dạy

học sao cho có kết quả cao nhất