Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài tập chương sóng ánh sáng vật lý 12 trung học phổ thông

Đại hội Đảng lần thứ XII đã đề ra phương hướng đổi mới cho giáo dục trong đó đã xác định: “ ...Chương trình mới chuyển sang cách tiếp cận năng lực, chú trọng đến mục tiêu phát triển các

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ VĂN HẢI

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG”

VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

VINH – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ VĂN HẢI

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 12

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lý luận và PPDH bộ môn Vật lí

Mã số: : 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS - TS LÊ VĂN GIÁO

VINH - 2018

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu

và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác

Nghệ An, ngày 25 tháng 6 năm 2018

Tác giả luận văn

Lê Văn Hải

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm, các thầy cô giáo ngành Vật lý- viện khoa học tự nhiên trường Đại học Vinh và thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô giáo nhóm Vật lý Trường THPT Nguyễn Cảnh Chân - Thanh Chương – Nghệ An đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn PGS.TS

Lê Văn Giáo - người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho tác giả trong suốt quá trình hình thành và hoàn chỉnh luận văn

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân và bạn bè đã

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

Thanh Chương, ngày 25 tháng 6 năm 2018

Tác giả luận văn

LÊ VĂN HẢI

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU………… ……… ……… ……… ……… 1

1 Lý do chọn đề tài………… ……… ……… ……… …… 2

2 Lịch sử nghiên cứu đề tài………….……… …….……….……3

3 Mục đích nghiên cứu………… ……… ……… 4

4 Giả thuyết khoa học………… ……… ……… …… ….4

5 Nhiệm vụ nghiên cứu………… ……… ……… … … 4

6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu………… ……… … 5

7 Phương pháp nghiên cứu………… ……… …… …… ….…5

8 Dự kiến đóng góp của luận văn ………… ……… …5

9 Cấu trúc luận văn………… ……… ……… .…6

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG………… ……… ……… ………7

1.1 Năng lực và năng lực học sinh………… ……… ……… …7

1.1.1 Khái niệm năng lực ………… ……… ……….……… … 7

1.1.2 Khái niệm năng lực học sinh………… ……… ….10

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề………… ……… ……….…… …11

1.2.1 Khái niệm ………… ……… ……… ……….… …11

1.2.2 Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề ………… …….….11

1.2.3 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ………… ……… …13

1.3 Bài tập vật lý trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề…….…20

1.3.1 Vai trò của bài tập vật lý trong phát triển năng lực GQVĐ… …20

1.3.2.Tiềm năng của BT vật lý trong phát triển năng lực GQVĐ …… 21

1.3.3 Các dạng bài tập vật lý trong phát triển năng lực GQVĐ… … 21

1.4 Các biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua hệ thống bài tập vật lý ………… ……….………… ……….………… ………23

1.4.1 Sử dụng bài tập mở: ………… ……….………… ……….……23

1.4.2 Sử dụng bài tập trong các loại bài học khác nhau…… …………24 1.4.3 Sử dụng hệ thống BT từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp 26 1.5 Thực trạng về việc phát triển năg lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài tập ở trường THPT hiện nay………… ……….……… 26

1.5.1 Mục tiêu điều tra………… ……….………… ……….….26 1.5.2 Nội dung và phương pháp điều tra………… ……….………….27 1.5.3 Kết quả điều tra………… ……….………… ……….…….… 27 1.5.4 Nguyên nhân của thực trạng……… ……….………… …… …31 1.6 Giải pháp………… ……….………… ……….………… ……….31 1.7 Kết luận chương I………… ……….………… ……….……….….32 CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ………322.1 Đặc điểm cấu trúc, nội dung chương “Sóng ánh sáng” ……… 32 2.1.1 Đặc điểm chung của chương “ sóng ánh sáng”……….…… …32 2.1.2 Cấu trúc nội dung chương “sóng ánh sáng” Vật lý 12 THPT …35 2.2 Khai thác, xây dựng hệ thống bài chương “sóng ánh sáng” vật lý 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh cho HS………35

2.2.1 Yêu cầu của bài tập định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề………… ……….………… ……….………… ……….………… 35 2.2.2 Hệ thống bài tập chương “sóng ánh sáng” Vật lý 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề ………… ……….……….37 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương “sóng ánh sáng” Vật lý 12 THPT theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ với hệ thống bài tập đã xây dựng………… ……….………… ……….………… ……….66 GIÁO ÁN NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC MỚI………… ……….………… .66

Giáo án số 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG………… ……….………… 69 Giáo án số 3: BÀI TẬP VỀ GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG……….73 2.4 Kết luận chương 2………… ……….………… ……….………76

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM………… ……….………….……77 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm………… … …….77 3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm……… ……….… ……….77 3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm………… ……… …77 3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm……….……….78 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm………….……….… ……… 78 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm………….……….…… ….78 3.3 Phương pháp thực nghiệm………….……….………….…… … …78 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm………… ……….………… ….….….78 3.3.2 Quan sát giờ học………… ……….………… ………….…….79 3.3.3 Kiểm tra, đánh giá………… ……….………… ……….….….80 3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm………… ……….……… ….80 3.4.1 Đánh giá định tính………… ……….………… ……….….….80 3.4.2 Đánh giá về năng lực………… ……….………… …… …….81 3.4.3 Đánh giá định lượng………… ……….………… ……….82 3.4.4 Các tham số sử dụng ………… ……….……….… …….84 3.4.5 Kiểm định giả thuyết thống kê………… ……….… …… 85 3.5 Kết luận chương 3………… ……….………… ……….………… 87 KẾT LUẬN………… ……….………… ……….………… ………88

1 Kết quả của đề tài………… ……….………… ……….……… … 88

2 Một số đề xuất, kiến nghị rút ra từ kết quả nghiên cứu………89

3 Hướng phát triển của đề tài………… ……….………… ………… 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO………… ……….………… ……….……… 90

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN STT Viết tắt Viết đầy đủ

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Bảng biểu

Bảng 1.1 Bảng tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh 15

Bảng 1.2 Biểu điểm quan sát biểu hiện năng lực GQVĐ của học sinh 20

Bảng 1.3 Các mức quá trình nhận thức và các bậc trình độ nhận thức 21

Bảng 1.4 Các dạng bài tập và kỹ năng của năng lực GQVĐ 23

Bảng 3.1: Số liệu học sinh các nhóm thực nghiệm và đối chứng 79

Bảng 3.2 Kết quả đánh giá qua bảng điểm quan sát năng lực GQVĐ 81

Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra 82

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất 82

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần xuất tích lũy 83

Bảng 3.6: Tổng hợp các tham số thống kê 84

Biểu đồ Biểu đồ 3.1 Thống kê điểm Xi 82

Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất 83

Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất tích lũy 84

Hình vẽ Hình 1.1 Cấu trúc đa thành tố của năng lực 9

Hình 1.2 Cấu trúc của năng lực GQVĐ 12

Hình 1.3 Đánh giá theo năng lực 13

Hình 1.4 Đánh giá theo năng lực GQVĐ 14

Hình 1.5 Các thành tố của năng lực thực nghiệm 15

Sơ đồ Sơ đồ 1.1 Hệ thống năng lực của học sinh 10

Sơ đồ 1.2 Cấu trúc của một năng lực 11

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Xu thế toàn cầu hóa và cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0 đã và đang tạo ra sự thay đổi vô cùng lớn trong mọi hoạt đông kinh tế, xã hội, làm thay đổi rất nhiều đời sống của chúng ta Điều đó đã tạo ra thách thức cho ngành giáo dục trong việc đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu phát triển của thời đại Theo đó,

sự thay đổi về quan niệm, tư duy cuủa quá trình dạy và học là một trong những yếu tố then chốt để tiến tới đổi mới căn bản và toàn diện nền GD nói chung và đổi mới theo hướng GD 4.0 nói riêng

Đại hội Đảng lần thứ XII đã đề ra phương hướng đổi mới cho giáo dục trong

đó đã xác định: “ Chương trình mới chuyển sang cách tiếp cận năng lực, chú trọng đến mục tiêu phát triển các phẩm chất của học sinh; không chỉ đòi hỏi học sinh nắm vững những kiến thức, kỹ năng cơ bản mà còn chú trọng yêu cầu vận dụng kiến thức, kỹ năng vào thực hành, giải quyết các tình huống trong học tập

và cuộc sống ” Với định hướng này, đòi hỏi giáo dục phải thay đổi một cách căn bản và toàn diện Trong đó, nội dung các môn học cần lựa chọn những gì cần thiết cho việc phát triển phẩm chất và năng lực người học; những tri thức thiết thực, gần gũi, gắn với đời sống và có thể vận dụng tốt trong thực tế

Trước yêu cầu đó, đội ngũ giáo viên là lực lượng nòng cốt, là “Chìa khoá vàng” đảm bảo thành công của đổi mới giáo dục phải đi đầu đổi mới về cả tư duy và năng lực nhằm đáp ứng được yêu cầu đào tạo nguồn lực cho sự phát triển của đất nước trong tình hình mới

Vật lí học là môn khoa học tự nhiên có nhiều ứng dụng trong đời sống và

kỹ thuật Do đó, dạy học vật lí phải luôn gắn với thực tiễn, học đi đôi với hành, nhằm bồi dưỡng cho HS năng lực giải quyết vấn đề, nhất là những vấn đề gắn với đời sống, thực tiễn Trong bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh bài tập vật lí là một trong những phương tiện giáo viên thường sử dụng Thông qua việc giải các bài tập vật lí, học sinh hiểu sâu hơn kiến thức lí thuyết

đã được học; vận dụng kiến thức để giải quyết nhiều vấn đề trong nhiều ngữ

cảnh khác nhau; rèn luyện tư duy lôgic, phân tích, tổng hợp; tự đánh giá mức độ hiểu và vận dụng kiến thức của mình Ngoài ra, giải bài tập vật lí còn là một phương tiện kiểm tra – đánh giá kiến thức, và năng lực học sinh Các bài tập trong các sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo và được giáo viên sử dụng phổ biến hiện nay chủ yếu là các bài tập định lượng, ít những bài tập thực

tế bài tập tình huống Quy trình giải các bài tập này thường là học sinh nhớ lại các khái niệm, định luật, công thức vật lý đã học trong lý thuyết, tìm kiếm một con đường nối giữa đại lượng đã biết với đại lượng cần tìm bằng cách lắp ghép các công thức lại thành một chuỗi lôgic Thông qua việc giải các bài tập như vậy, học sinh hiểu sâu hơn các khái niệm vật lí, các định luật vật lí và sự vận dụng chúng vào các tình huống cụ thể Học sinh cũng ghi nhớ kỹ hơn và sử dụng thành thạo hơn các công thức vật lí, biết cách “lắp ghép” các công thức này thành một chuỗi nối đại lượng đã biết với đại lượng cần tìm Với các bài tập này, giáo viên có thể kiểm tra mức độ ghi nhớ và sử dụng thành thạo các công thức vật lí cũng như khả năng tính toán của học sinh Tuy nhiên, việc sử dụng các bài tập vật lí phổ biến hiện nay cũng bộc lộ nhiều hạn chế:

Thứ nhất, nhiều học sinh giải được bài tập theo bắt chước, áy móc rập khuôn

mà không thực sự hiểu sâu sắc các khái niệm vật lí, không có kỹ năng lập luận định tính về các hiện tượng vật lí Học sinh có thể bắt tay ngay vào việc giải các bài tập này mà không cần phân tích định tính các hiện tượng vật lí có liên quan Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng học sinh có thể giải rất tốt các bài tập vật lí mặc

dù vẫn còn những quan niệm sai lầm về các kiến thức vật lí có liên quan

Thứ hai, nhìn chung bài tập vật lí hiện nay còn hạn chế trong việc phát triển năng lực sáng tạo của học sinh Các bài tập thường có cách giải và đáp số

đã được xác định trước, nên sự sáng tạo của học sinh, nếu có, cũng chỉ dừng ở mức tìm ra những cách giải mới cho các bài toán

Thứ ba, các bài tập vật lí thường sử dụng những ngữ cảnh không thực tế, hoặc không gắn với những tình huống cụ thể, do đó đã làm giảm đi tác dụng của bài tập vật lí trong bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Trong chương trình Vật lý 12 thì chương “Sóng ánh sáng” là một trong những nội dung có nhiều ứng dụng trong thực tiễn và đời sống Vì vậy, để nâng cao hiệu quả dạy học, ngoài việc trang bị cho HS những kiến thức về mặt lý thuyết, thì việc sử dụng bài tập tình huống, bài tập gắn liền thực tiễn …với các mức độ khác nhau sẽ góp phần phát triển tư duy và năng lực GQVĐ cho HS là rất cần thiết

Xuất phát từ những lí do trên , chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài tập chương

“sóng ánh sáng” vật lý 12 trung học phổ thông”

2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Đối với môn Vật lý một số luận văn Thạc sỹ nghiên cứu về năng lực GQVĐ như: Vũ Huy Kỳ (2007) với “ Định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy học một số kiến thức chương Các định luật bảo toàn lớp 10 ban cơ bản cho

HS dân tộc nội trú ’’; Hoàng Trung Hiếu (2010) với “ Xây dựng hệ thống bài tập

và hướng dẫn HS lớp 12 THPT ban KHTN giải bài tập chương Hạt nhân nguyên

tử góp phần phát triển NLGQVĐ’’; Ngô Thị Thanh Nhàn (2009) với “ Lựa chọn

và hướng dẫn giải bài tập chương Điện tích, điện trường nhằm giúp học sinh lớp

11 THPT nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển NLGQVĐ’’; Đặng Thị Thanh Thuỷ (2012) với “ Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 10 THPT giải hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm - Vật lí 10 nâng cao theo hướng phát triển NLGQVĐ’’; Đinh Thị Thu Huệ với “ Sử dụng bài tập trong dạy học chương Chất khí Vật lí 10 theo hướng bồi dưỡng NLGQVĐ cho HS

’’

Các công trình, đề tài nghiên về năng lực, năng lực GQVĐ hầu hết các tác giả đi nghiên cứu sâu về khái niệm, cấu trúc, xây dựng các tiêu chí đánh giá, các mức độ đánh năng lực Đối với các luận văn Thạc sỹ thì chủ yếu là xây dựng

hệ thống bài tập và hướng dẫn giải theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ của một chương nào đó trong chương trình môn học; chưa đề cập đến các năng lực thành tố của năng lực GQVĐ và các giải pháp để phát triển các năng lực

thành tố đó thông qua các bài tập cụ thể nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho

HS Vì thế, việc nghiên cứu bổ sung thêm những giải pháp nhằm phát triển các năng lực thành tố của năng lực GQVĐ thông qua bài tập chương “ Sóng ánh sáng” trong chương trình Vật lý 12 THPT là rất cần thiết

3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và vận dụng vào dạy học sẽ góp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, qua đó nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở trường phổ thông

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học vật lý theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

- Nghiên cứu vai trò của bài tập vật lý trong bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

- Nghiên cứu các tiêu chí của bài tập vật lí theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

- Nghiên cứu các biện pháp sử dụng bài tập trong dạy học vật lí theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nội dung chương “Sóng ánh sáng” vật lý 12 THPT

- Xây dựng hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập chương “Sóng ánh sáng” vật lý 12 THPT theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” vật lý 12 trung học phổ thông theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho

- Chương “sóng ánh sáng” vật lý 12 Trung học phổ thông

- Thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Nguyễn Cảnh Chân – Thanh Chương – Nghệ An

7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu các tài liệu, văn bản có liên quan đến vấn đề nghiên cứu

7.2 Phương pháp thực tiễn

Điều tra thông qua đàm thoại và phiếu lấy ý kiến của giáo viên, học sinh để biết thực trạng vấn đề của việc tổ chức dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực thực hành của học sinh

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo tổ chức dạy học theo hướng bồi dưỡng năng lực thực hành của học sinh

7.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định giả thuyết khoa học của đề tài

8 DỰ KIẾN ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

- Về lý luận:

Làm phong phú thêm cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập trong dạy học vật lý theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Trong đó đề xuất các tiêu chí xây dựng bài tập vật lý theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và các biện pháp sử dụng bài

tập theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông

- Về ứng dụng

Xây dựng được hệ thống bài tập của chương “ sóng ánh sáng” vật lý 12 trung học phổ thông theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương “Sóng ánh sáng” theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

9 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, mục lục, kết luận, tài liệu tham khảo, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc phát triển năng lực giải

quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài tập vật lý

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học trong

chương “ Sóng ánh sáng” Vật lý 12 THPT, theo hướng phát triển 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 VỀ VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH QUA DẠY

HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Năng lực và năng lực học sinh

1.1.1 Khái niệm năng lực

Năng lực là một vấn đề được rất nhiều nhà khoa học quan tâm, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục Có rất nhiều quan điểm về năng lực và phát triển năng lực

Theo quan điểm di truyền học, trường phái A Binet (1875-1911) và T Simon cho rằng: năng lực phụ thuộc tuyệt đối vào tính chất bẩm sinh của di truyền gen Theo quan điểm xã hội học, E Durkhiem (1858-1917) cho rằng: năng lực, nhân cách con người được quyết định bởi xã hội (như một môi trường bất biến, tách rời khỏi điều kiện chính trị) Theo phái tâm lí học hành vi, J.B Watson (1870-1958) coi năng lực của con người là sự thích nghi “sinh vật” với điều kiện sống

Nhìn chung, các quan điểm này chủ yếu xem xét năng lực từ khía cạnh bản năng, từ yếu tố bẩm sinh của con người mà coi nhẹ yếu tố giáo dục

Theo quan điểm B.M Chieplôv coi năng lực là những đặc điểm tâm lí cá nhân có liên quan với kết quả tốt đẹp của việc hoàn thành một hoạt động nào

đó Ông cho rằng hai yếu tố cơ bản liên quan đến khái niệm năng lực:

Thứ nhất, năng lực là những đặc điểm tâm lí mang tính cá nhân Mỗi cá thể khác nhau có năng lực khác nhau về cùng một lĩnh vực Do đó, không thể nói rằng: Mọi người đều có năng lực như nhau

Thứ hai, khi nói đến năng lực, không chỉ nói tới các đặc điểm tâm lí chung mà năng lực còn phải gắn với một hoạt động nào đó và được hoàn thành

có kết quả tốt

Theo H Gardner năng lực được hình thành qua việc phân tích tám lĩnh

vực trí năng của con người, đó là: ngôn ngữ, lôgic-toán, âm nhạc, không gian, vận động cơ thể, giao tiếp, tự nhận thức, hướng tới thiên nhiên Để giải quyết một vấn đề “có thực’’ trong cuộc sống thì không thể huy động chỉ duy nhất một trí năng nào đó mà cần phải kết hợp các mặt trí năng liên quan với nhau Sự kết hợp đó hình thành năng lực cá nhân

Ở Việt Nam, nhấn mạnh đến tính mục đích và nhân cách của năng lực, Phạm Minh Hạc đưa ra nhận định: “Năng lực chính là một tổ hợp các đặc điểm tâm lí của một con người (còn gọi là tổ hợp thuộc tính tâm lí của một nhân cách), tổ hợp đặc điểm này vận hành theo một mục đích nhất định tạo ra kết quả của một hoạt động nào đấy” Theo tác giả Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn (1998): “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 trong lĩnh vực hoạt động ấy” Tác giả Nguyễn Huy Tú cho rằng: năng lực là những phẩm chất của quá trình hoạt động tâm lí , tương đối ổn định và khái quát của nhân cách nhờ đó con người giải quyết được ở mức này hay mức khác, một hay nhiều yêu cầu khác nhau Năng lực biểu lộ ở tính nhanh, tính dễ dàng, chất lượng tiếp nhận và thực hiện hoạt động, ở bề rộng của di chuyển, tính sáng tạo , tính độc đáo của hoạt động

và của kết quả hoạt động giải quyết yêu cầu mới Đồng thời năng lực còn liên quan đến khả năng phán đoán, nhận thức, hứng thú và tình cảm

Trên cơ sở tìm hiểu những quan điểm về năng lực, xét từ phương diện

giáo dục, khái niệm ‘‘năng lực’’có thể được hiểu như sau: Năng lực thể hiện ỏ

khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí khác như hứng thú, niềm tin, ý chí… để thực hiện thành công một loại công việc trong một bối cảnh nhất định

Như vậy, có thể hiểu năng lực là sự tổng hòa của kiến thức, kỉ năng và giá trị (hứng thú, ý chí, niểm tin…), năng lực giúp con người thực hiện thành công một công việc cụ thể, trong một hàn cảnh cụ thể

Khi nói đến năng lực nó thường biểu hiện ở những đặc điểm sau:

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

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

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

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

- Phát triển năng lực phải trên cơ sở phát triển các thành phần (kiến thức,

kĩ năng, giá trị…

Như vậy, năng lực không phải có cấu trúc bất biến, mà là một cấu trúc động, có tính mở, đa thành tố, đa tầng bậc, hàm chứa trong nó không chỉ là kiến thứ c, kĩ năng, mà cả niềm tin, giá tri ̣, trách nhiệm xã hội, thể hiện ở tính sẵn sàng hành động trong những điều kiện thực tế, hoàn cảnh thay đổi Cấu trúc năng lực được trình được thể hiện qua Hình 1.1

Hình 1.1 Cấu trúc đa thành tố của năng lực

Năng lực

Bối cảnh

Kiến thức

Các khả năngĐộng

cơ nhận thức Các khả năng thực hành/năng khiếu Thái

độ Xúc cảm

Giá trị đạo đức Động cơ

- Vòng tròn nhỏ ở tâm là năng lực (định hướng theo chức năng)

- Vòng tròn lớn bao quanh vòng tròn nhỏ là các thành tố của năng lực: kiến thức; khả năng nhận thức; khả năng thực hành/ năng khiếu; thái độ; xúc cảm; đạo đức; động cơ;

- Vòng tròn ngoài là bối cảnh (điều kiện/ hoàn cảnh có ý nghĩa)

1.1.2 Khái niệm năng lực học sinh

Từ khái niệm năng lực chung ta có thể coi năng lực học sinh là: khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và gí trị như hứng thú, niềm tin, ý chí….của học sinh để thực hiện thành công một loại công việc trong học tập trong một bối cảnh nhất định

Dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể đổi mới xác hệ thống năng lực của học sinh Việt nam bao gồm: 03 năng lực chung và 07 năng lực chuyên môn thể hiện qua sơ đồ 1.1

Sơ đồ 1.1 Hệ thống năng lực của học sinh

Năng lực chuyên môn

Năng lực tự chủ và tự học Năng lực giao tiếp và hợp tác Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 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 mỹ Năng lực thể chất

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề

1.2.1 Khái niệm

Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012)

Giải quyết vấn đề: Hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân Để GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế (Theo Nguyễn Cảnh Toàn – 2012 (Xã hội học tập – học tập suốt đời))

Từ đó ta có thể hiểu: Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân “huy động”, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,… để hiểu và giải quyết vấn đề trong tình

huống nhất định một cách hiệu quả và với tinh thần tích cực

1.2.2 Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề

* Cấu trúc của một năng lực: Năng lực được cấu thành từ các thành tố

năng lực, trong mỗi thành tố chứa đựng các kỹ năng, để nhận biết các kỹ năng thì ta quan sát các biểu hiện trong các hoạt động cụ thể Thể hiện qua sơ đồ 1.2

Sơ đồ 1.2 Cấu trúc của một năng lực

Các biểu hiện

Các kĩ năng

Thành tố 1

Thành tố 2

Thành tố 3

Thành tố … Năng lực

* Cấu trúc của năng lực GQVĐ : gồm có 6 thành tố (hình1.2)

Hình 1.2 Cấu trúc của năng lực GQVĐ

+ Phát hiện vấn đề: Xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức

tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới

+ Hiểu vấn đề: Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc

sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống

+ Chuyển giao vấn đề: Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và

cuộc sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi do và có dự phòng

+ Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Thu thập và làm rõ các thông tin có liên

quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất

Năng lực GQVĐ

3 Hình thành

và triển khai

ý tưởng mới

6 Tư duy độc lập

+ Giải quyết vấn đề: Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề;

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

+ Đánh giá giải quyết vấn đề: Quan tâm tới các lập luận và minh chứng

thuyết phục; sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề

1.2.3 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Để đánh giá năng lực, ta cần lượng hóa qua các năng lực thành tố và các chỉ số hành vi ứng với từng năng lực thành tố đó, hoặc cũng có thể bằng cách chỉ ra những kiến thức, kĩ năng và thái độ cần có làm nền tảng cho việc thể hiện, phát triển năng lực đó, sau đó xây dựng các công cụ đo kiến thức, kĩ năng, thái

độ thông qua các tiêu chí (chỉ số hành vi)

Đánh giá kiến thức: kiểm tra kiến thức, kiểm tra tổng thể, kiểm tra tình

huố ng

Đánh giá kĩ năng: kiểm tra tổng thể, kiểm tra tình huống, hồ sơ cá nhân,

đánh giá qua thực tiễn, đánh giá kĩ năng

Đánh giá thái độ: suy ngẫm, đánh giá đồ ng đẳng, cùng đánh giá, tự đánh giá

Hình 1.3 Đánh giá theo năng lực

Kiến thức

Kĩ năng Thái độ

Kiểm tra kiến thức

Đánh giá qua thực tiễn, Đánh giá kĩ năng

Kiểm tra tổng thể

Kiểm tra tình huô ́ng

Hô ̀ sơ cá nhân

Kiến thức vật lí liên quan đến quá trình cần khảo sát

+ Thái độ kiên nhẫn + Thái độ trung thực + Thái độ tỉ mỉ + Thái độ hợp tác + Thái độ tích cực

Năng lực GQVĐ Kĩ năng

+ Nhận ra vấn đề + Xác định chủ sở hữu của vấn đề

+ Hiểu vấn đề + Chọn giải pháp + Thực thi giải pháp + Đánh giá giải pháp

+ Kiến thức vật lí liên quan đến

+ Kiến thức về biểu diễn số

liệu dưới dạng bảng biểu, đồ thị

+ Thái độ kiên nhẫn + Thái độ trung thực + Thái độ tỉ mỉ + Thái độ hợp tác + Thái độ tích cực

Năng lực thực nghiệm

Kĩ năng + Thiết kế phương án thí nghiệm + Chế tạo dụng cụ

+ Lựa chọn dụng cụ + Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm + Thay đổi các đại lượng + Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu

+ Sửa chữa các sai hỏng thông thường

+ Quan sát diễn biến hiện tượng + Ghi lại kết quả

+ Biểu diễn kết quả bằng bảng biểu,

đồ thị + Tính toán sai số + Biện luận, trình bày kết quả + Tự đánh giá cải tiến phép đo

Trên cơ sở đó ta có thể xây dựng các công cụ đo kiến thức, kĩ năng, thái

độ đối với năng lực GQVĐ như sau:

Hình 1.4 Đánh giá theo năng lực GQVĐ

Hay đánh giá năng lực GQVĐ bằng con đường thực nghiệm (năng lực thực hành), một trong các năng lực quan trọng của HS trong học tập vật lí, ta cần chỉ ra những thành tố làm nền tảng của năng lực thực nghiệm được trình bày ở

hình I.5

Hình 1.5 Các thành tố của năng lực thực nghiệm

Hiện nay có nhiều công cụ đánh giá theo hướng phát triển năng lực cho học sinh nhưng trong đó xây dựng phiếu hướng dẫn đánh giá theo tiêu chí (Rubric) và đánh giá theo hồ sơ học tập là 2 công cụ được sử dụng phổ biến trong đánh giá năng lực học sinh

Để đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong nghiên cứu này chúng tôi

sử dụng công cụ chủ yếu là xây dựng phiếu hướng dẫn đánh giá theo tiêu chí (Rubric) Rubric chính là bảng thang điểm chi tiết mô tả đầy đủ các tiêu chí mà người học cần phải đạt được Nó là một công cụ đánh giá chính xác mức độ đạt chuẩn của HS và cung cấp thông tin phản hồi để HS tiến bộ không ngừng Một tiêu chí tốt cần có những đặc trưng: được phát biểu rõ ràng; ngắn gọn; quan sát được; mô tả hành vi; được viết sao cho HS hiểu được Hơn nữa phải chắc chắn rằng mỗi tiêu chí là riêng biệt, đặc trưng cho dấu hiệu của bài kiểm tra Nội dung Rubric là một tập hợp các tiêu chí liên hệ với mục tiêu học tập và được sử dụng để đánh giá hoặc thông báo về sản phẩm, năng lực thực hiện hoặc quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập Rubric bao gồm một hoặc nhiều khía cạnh như năng lực thực hiện được đánh giá, các khái niệm hoặc ví dụ làm sáng tỏ yếu tố đang

được đánh giá Các khía cạnh được gọi là tiêu chí, thang đánh giá gọi là mức độ (cấp độ) và định nghĩa được gọi là thông tin mô tả

Dựa trên cơ sở đó ta có thể xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh qua bảng 1.1 sau:

Bảng 1.1 Bảng tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh

- Phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và

độ tin cậy của ý tưởng mới qua hợp tác các bạn

- Một số thông tin, ý tưởng mới và phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau không hữu ích, chứa đựng nhiều lỗi

- Phân tích được một số nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh

hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới qua định hướng của

GV hoặc hợp tác bạn

- Hầu hết thông tin, ý tưởng mới

và phức tạp

từ các nguồn thông tin khác nhau không hữu ích, chứa đựng nhiều lỗi

-Không phân tích được các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới qua định hướng của

GV hoặc hợp tác bạn

- Toàn bộ thông tin, ý tưởng mới

và phức tạp

từ các nguồn thông tin khác nhau không hữu ích, hoặc chứa đựng nhiều lỗi -Không phân tích được các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới qua định hướng của

GV hoặc hợp tác bạn

- Chưa phân tích đầy đủ tình huống trong học tập, trong cuộc sống, chứa đựng nhiều lỗi

-Phát hiện và nêu được

- Hầu hết các phân tích tình huống trong học tập, trong cuộc sống, chứa đựng nhiều lỗi

-Phát hiện nhưng

- Toàn bộ các phân tích tình huống trong học tập, trong cuộc sống, chứa đựng nhiều lỗi -Phát hiện nhưng

tình huống

có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống qua định hướng của

GV hoặc hợp tác bạn

không nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống qua định hướng của GV hoặc hợp tác bạn

không nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống qua định hướng của GV hoặc hợp tác bạn

- Suy nghĩ theo lối mòn và chưa tạo ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau

-Hình thành và kết nối các

ý tưởng

- Nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước

sự thay đổi của bối cảnh

-Đánh giá rủi ro và có

dự phòng

- Một số ý tưởng mới chưa hữu ích trong học tập

sống;

- Suy nghĩ theo lối mòn

và chưa tạo

ra yếu tố mới dựa trên

tưởng khác nhau;

-Hình thành

và kết nối các ý tưởng

- Nghiên cứu

để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh

-Đánh giá rủi

ro nhưng chưa xây dựng được

dự phòng

- Hầu hết các ý tưởng mới không hữu ích trong học tập và cuộc sống;

- Suy nghĩ theo lối mòn

và chưa tạo

ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau;

-Hình thành

và kết nối các ý tưởng

- Nghiên cứu

để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh

- Đánh giá rủi ro và dự phòng chưa hợp lí

- Toàn bộ các ý tưởng mới không hữu ích trong học tập và cuộc sống

- Suy nghĩ theo lối mòn

và chưa tạo

ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau;

-Hình thành

và kết nối các ý tưởng

- Nghiên cứu

để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh không phù hợp

- Chưa có đánh giá rủi

ro và dự phòng

- Một số thông tin thu thập được

- Hầu hết thông tin thu thập được

- Toàn bộ thông tin thu thập được

- Đề xuất

và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn

đề qua hợp tác với bạn

- Lựa chọn được giải pháp phù hợp để GQVĐ qua hợp tác với bạn

chưa liên quan đến vấn

đề

- Đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề qua hợp tác với bạn và định hướng của GV

- Lựa chọn được giải pháp phù

GQVĐ qua định hướng của GV

chưa liên quan đến vấn đề

- Đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề qua hợp tác với bạn và định hướng của

GV

- Lựa chọn được giải pháp phù

GQVĐ qua định hướng của GV

không liên quan đến vấn đề

- Không đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề qua hợp tác với bạn và định hướng của GV

- Không lựa chọn được giải pháp phù hợp để GQVĐ qua định hướng của GV

-Hợp tác với bạn để đưa ra cách thức và tiến trình giải quyết vấn

đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới

- Thực hiện

và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề qua hợp tác với bạn và định hướng của GV

- Hợp tác với bạn và dưới

sự hướng dẫn của GV đưa

ra được cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề

để điều chỉnh , nhưng chưa vận dụng được trong bối cảnh mới

- Hầu hết các đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề là không phù hợp, chứa lỗi

- Hợp tác với bạn và dưới sự hướng dẫn

nhưng đưa

ra cách thức

và tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh chưa hợp lí

-Toàn bộ đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề

là không phù hợp, chứa nhiều lỗi

- Hợp tác với bạn và dưới sự hướng dẫn

nhưng không đưa ra được cách thức và tiến trình giải quyết vấn

- Tự đặt được một vài

- Hầu hết các câu hỏi

- Toàn bộ các câu hỏi

- Không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn đề

- Ít quan tâm tới các lập luận và minh chứng thuyết phục

- Sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề

câu hỏi có giá trị, dễ dàng chấp nhận thông

chiều

thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn

- Sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề

đặt ra không

có giá trị, dễ dàng chấp nhận thông tin một chiều

- Không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn

đề

- Không quan tâm tới các lập luận

và minh chứng thuyết phục

- Không quan tâm đến việc xem xét, đánh giá lại vấn đề

đặt ra không

có giá trị, dễ dàng chấp nhận thông tin một chiều

- Không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn

đề

- Không quan tâm tới các lập luận

và minh chứng thuyết phục

- Không quan tâm đến việc xem xét, đánh giá lại vấn đề Xếp

loại

Tốt (10-9)

Khá (8-7)

Trung bình (6-5)

Yếu (4-3)

Kém (2-0)

Bảng 1.2 Biểu điểm quan sát biểu hiện năng lực GQVĐ của học sinh

Biểu hiện ( hành vi) Điểm tối

đa

Điểm thực

1 Biểu hiện năng lực GQVĐ khi khám phá vấn

2 Biểu hiện năng lực sáng tạo khi lập kế hoạch

GQVĐ và GQVĐ

- Biết tự lập kế hoạch để GQVĐ

- Thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau

- Lựa chọn giải pháp GQVĐ đúng và hợp lí nhất

- Có sự sáng tạo trong khi gặp khó khăn

- Linh hoạt khi vận dụng kiến thức vào thực tiễn

- Xử lí kết quả cụ thể rõ ràng, chính xác

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

3 Biểu hiện năng lực sáng tạo khi báo cáo kết quả

- Trình bày báo cáo (kết quả) dễ hiểu, hấp dẫn…

- Đánh giá được vấn đề và vận dụng vào vấn đề

mới…

1,0 1,0

Dựa trên bảng điểm quan sát biểu hiện năng lực GQVĐ của học sinh sẽ giúp cho GV dễ dàng nhận biết công tác bồi dưỡng năng lực GQVĐ đến cấp độ nào, để từ đó sớm có những định hướng kịp thời điều chỉnh nhằm đạt hiệu quả như mong muốn

1.3 Bài tập vật lý trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề

1.3.1 Vai trò của bài tập vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề

BTVL là phương tiện để vận dụng kiến thức mà HS đã thu nhận, đặc biệt

là vận dụng kiến thức vào thực tiễn Do đó, BTVL góp phần rất quan trọng trong dạy học phát triển năng lực cho HS, đặc biệt năng lực GQVĐ thể hiện cụ

thể qua một số tác dụng sau:

- BTVL như nguồn kiến thức, phương tiện điều khiển HS tìm tòi, phát hiện kiến thức mới, hệ thống các kiến thức đã học, đã biết và rèn luyện các kĩ năng

- Mô phỏng một số tình huống, hiện tượng trong thực tế cuộc sống, đòi hỏi

HS phải tìm hướng giải quyết khắc phục những hạn chế và phát huy tính tích cực của nó qua đó mà phát triển năng lực nhận thức, GQVĐ, tư duy sáng tạo

- Giúp giáo dục đạo đức, phong cách, thái độ làm việc khoa học của HS

- Là công cụ để đánh giá

1.3.2.Tiềm năng của BT vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Trọng tâm không phải là sự vận dụng có phối hợp các thành tố riêng khác nhau trên cơ sở một vấn đề mới đối với người học

- Tiếp cận năng lực không định hướng theo nội dung học trừu tượng mà luôn theo các tình huống vật lí có thực trong cuộc sống của HS, theo “thử thách trong cuộc sống”

- Dạy học định hướng phát triển năng lực định hướng mạnh đến HS và các quá trình học tập hơn so với dạy học định hướng nội dung

- Hệ thống bài tập vật lí định hướng phát triển năng lực GQVĐ không những

là công cụ để HS luyện tập nhằm phát triển năng lực đó mà còn là công cụ để GV

và các cán bộ quản lý giáo dục kiểm tra, đánh giá năng lực của HS từ đó biết được mức độ đạt chuẩn của quá trình dạy học

1.3.3 Các dạng bài tập vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Dạy học định hướng phát triển năng lực đòi hỏi việc thay đổi mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học và đánh giá, trong đó việc thay đổi quan niệm

và cách xây dựng các nhiệm vụ học tập, câu hỏi và bài tập có vai trò quan trọng

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

Bảng 1.3 Các mức quá trình nhận thức và các bậc trình độ nhận thức

Các mức

quá trình

Các bậc trình độ nhận thức

- 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

2 Xử lý

thông tin

Hiểu và vận dụng

Nắm bắt ý nghĩa Vận dụng

- Phản ánh đúng bản chất, ý nghĩa cái đã học

- Vận dụng các cấu trúc đã học trong tình huống tương tự

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 cấu trúc đã học sang một tình huống mới

- Đánh giá một hoàn cảnh, tình huống thông qua những tiêu chí riêng

Dựa trên các bậc nhận thức và chú ý đến đặc điểm của học tập định hướng phát triển năng lực, có thể xây dựng bài tập vật lý trong phát triển năng lực giải quyết vấn đề theo các dạng:

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

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

Hệ thống các bài tập này cần chú trọng đến việc phát triển các kỹ năng trong năng lực GQVĐ Cụ thể hóa như sau:

Bảng 1.4 Các dạng bài tập và các năng lực thành tố chủ yếu được bồi

dưỡng kỹ năng của năng lực GQVĐ

Dạng bài tập Kỹ năng cần bồi dưỡng

7 Vận dụng vào tình huống mới

1.4 Các biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua hệ thống bài tập vật lý

1.4.1 Sử dụng bài tập mở: BT tình huống; BT hộp đen, BT sáng tạo, BT thí

nghiệm

GV có thể sử dụng BT nêu vấn đề để tạo tình huống có vấn đề đối với HS rồi giúp HS tự giải quyết các vấn đề đặt ra Bằng cách đó HS vừa nắm được tri thức mới vừa nắm được phương pháp nhận thức tri thức đó, phát triển được tư duy sáng tạo, HS còn có khả năng phát triển vấn đề và vận dụng kiến thức vào tình huống mới; sử dụng các BT hộp đen, BT sáng tạo, BT thí nghiệm đòi hỏi ở

HS sự phân tích, tổng hợp, đánh giá, vận dụng kiến thức vào những tình huống thay đổi để GQVĐ Dạng BT này đòi hỏi sự sáng tạo của người học và phát triển mạnh mẽ năng lực GQVĐ cho HS; sử dụng các BT gắn với bối cảnh, tình huống thực tiễn đòi hỏi sự phân tích, tổng hợp, đánh giá vận dụng kiến thức vào những bối cảnh và tình huống thực tiễn Những BT này là những BT mở, tạo cơ hội cho nhiều cách tiếp cận, nhiều con đường giải quyết khác nhau, câu trả lời không chỉ có một đáp án duy nhất Bài tập mở trong quá trình phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh: kích thích óc tò mò khoa học ; đặt học sinh trước những tình huống có vấn đề với những cái chưa biết, những cái cần khám phá; làm cho học sinh thấy có nhu cầu, có hứng thú và quyết tâm huy động vốn kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm của bản thân để tìm tòi, phát hiện các kết quả còn tiềm ẩn trong bài toán; góp phần rèn luyện khả năng nhận ra vấn đề mới trong điều kiện quen thuộc, nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết, tác động tích cực trong việc bồi dưỡng tính mềm dẻo của tư duy Với đặc thù của mình bài tập có tính mở là một trong những dạng bài tập có ưu thế lớn trong việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh nhất là năng lực GQVĐ Bài tập mở là những bài tập

đa phương án, đo đó HS sẽ GQVĐ không theo con đường rập khuôn giống nhau, qua bài tập này sẽ rèn luyện cho học sinh phát hiện và lựa chọn phương án giải quyết vấn đề tối ưu nhất

1.4.2 Sử dụng bài tập trong các loại bài học khác nhau: Bài nghiên cứu kiến

thức mới, Bài ôn tập hệ thống hóa kiến thức; Bài kiểm tra đánh giá kiến thức

tự học và tự học ở nhà

Giáo viên đưa ra BTVL sau khi HS đã nắm được nội hàm của kiến thức

đó Dạng bài tập này giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức bằng cách đi sâu vào một khía cạnh của vấn đề Giáo viên có thể giới thiệu cho HS những tài liệu mới cần thiết cho việc nắm vững kiến thức, thậm chí cả những tài liệu vượt ra ngoài phạm vi chương trình cần thiết và bổ ích đối với HS Nếu khéo chọn nội dung bài tập cho HS thì giáo viên có thể làm cho HS thấy rõ hơn vai trò của vật lý đối với việc tìm hiểu thiên nhiên và kĩ thuật sản xuất; HS được làm quen với bản chất của

các hiện tượng vật lý bằng nhiều cách khác nhau (thí nghiệm biểu diễn, kể chuyện, làm bài thực hành ) Tính tích cực của HS, chiều sâu và mức độ nắm vững kiến thức sẽ tốt nhất khi “tình huống có vấn đề” được tạo ra Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống có vấn đề có thể xuất hiện một kiểu bài tập mà việc giải bài tập đó sẽ giúp HS phát hiện lại quy luật vật lý chứ không phải tiếp thu quy luật đó dưới dạng hình thức có sẵn Trong quá trình giải bài tập, bằng cách dựa vào kiến thức đã có của HS để phân tích các hiện tượng vật lý đang được nghiên cứu, hình thành cho HS các khái niệm mới, các đại lượng vật lý trong trường hợp này BT là một phương tiện chủ yếu để rút ra kiến thức mới Ví dụ: định luật Gayluy-xác, lực căng bề mặt… Tuy nhiên để đạt được hiệu quả cao thì theo BTVL đưa ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

1) Mỗi bài tập đưa ra phải chứa vấn đề học tập cần giải quyết và vừa sức với HS

2) Mỗi bài tập phải chứa đựng yếu tố mới mà để tìm ra lời giải, HS cần thực hiện các lập luận phức tạp hoặc phải “tìm câu trả lời từ thiên nhiên” (tức là

HS cần thực hiện các thí nghiệm vật lý, quan sát thực tế)

3) Các bài tập phải được chú ý tới các mặt như tình huống đưa ra bài tập, nội dung bài tập (đề bài), cách giải và kết luận để từ đó rút ra KTM

4) Việc giải hệ thống BT phải đảm bảo thời gian chương trình đề ra, đảm bảo được mục đích chiếm lĩnh nội dung KTM của HS trong tiết học ấy

BTVL được sử dụng rất nhiều khi ôn tập củng cố Thông thường, trong các tiết học nghiên cứu KTM nhằm vận dụng kiến thức vừa học (bài tập thường được dùng ở cuối tiết học) Với các tiết luyện tập giải bài tập, giáo viên phải đưa cho HS các bài tập liên quan tới nhiều kiến thức đã biết mà để giải chúng, HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học, thậm chí trong cả chương, phần Do đó, HS sẽ hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc nội dung kiến thức

đã học, kỹ năng hiểu vấn đề, thực thi giải pháp, xử lí thông tin được nâng cao

Giải BTVL là một trong những hình thức làm việc tự lực căn bản của HS

và tiến đến hình thành kĩ năng tự học, tự kiểm tra, tự đánh giá Trong khi giải

BT, HS phải phân tích đề, tự xây dựng lập luận, thực hiện tính toán, khi cần

thiết phải sử dụng đến thí nghiệm, thực hiện phép đo kiểm tra các kết luận của mình Khi đó, HS phải vận dụng các tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa để tự tìm hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, chìa khóa để giải quyết vấn đề Trong những điều kiện đó, tư duy phân tích, tổng hợp, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao Trong quá trình kiểm tra, đánh giá thì hệ thống BT bao giờ cũng giữ vai trò quan trọng trong việc phát triển tư duy cho HS Thông qua các BT này HS sẽ phát huy tính nhanh nhẹn, tư duy sáng tạo của HS Từ đó giáo viên có thể phân hóa được khả năng học tập của các em trong một lớp học để có phương pháp dạy học phù hợp Ngoài ra các này còn giúp các em đưa ra các ý tưởng, phương pháp mới trong học tập

Việc sử dụng bài tập trong các loại bài học khác nhau sẽ giúp rèn luyện cho HS việc giải quyết vấn đề trong những tình huông khác nhau

1.4.3 Sử dụng hệ thống bài tập từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp

Trong dạy học bất cứ một chủ đề nào, giáo viên cần phải lựa chọn một hệ tống bài tập thoả mãn các yêu cầu sau: Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng các kiến thức, kỹ năng cần vận dụng từ

số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng phải tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức, đặc biệt là bồi dưỡng các kỹ năng để phát triển năng lực Hệ thống bài tập GQVĐ cần bao gồm nhiều loại bài tập: bài tập tình huống, bài tập sáng tạo, bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất nguỵ biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khác nhau , bài tập có nhiều lời giải , bài tập thí nghiệm, bài tập

hộp đen…

1.5 Thực trạng về việc phát triển năg lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua bài tập ở trường THPT hiện nay

1.5.1 Mục tiêu điều tra

Đánh giá việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS trong dạy học vật lý ở

trường THPT hiện nay, việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS thông qua bài tập phần Nhiệt học, nhận thức của GV và HS về vai trò của việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS qua dạy học vật lí ở trường PT

1.5.2 Nội dung và phương pháp điều tra

1.5.2.1 Nội dung điều tra

Chúng tôi chỉ điều tra 30 giáo viên và 300 HS ở các trường THPT Nguyễn Cảnh Chân,THPT Đặng Thúc Hứa, THPT Thanh Chương 1 thuộc huyên Thanh Chương – Tỉnh Nghệ An để tìm hiểu thực trạng về dạy học bài tập vật lí theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS

1.5.2.2 Phương pháp điều tra

Chúng tôi dùng phiếu điều tra ( phiếu xin góp ý của giáo viên và phiếu điều tra HS) để biết thực trạng việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS THPT [Phụ lục

1]

1.5.3 Kết quả điều tra

1.5.3.1 Kết quả điều tra HS

Câu 1: Em có thích các giờ học vật lý ở trên lớp không ?

Tập trung suy nghĩ tìm lời giải cho câu hỏi và

xung phong trả lời

Trao đổi với bạn bè xung quanh, nhóm bạn để 220 73,3

tìm ra câu trả lời tốt nhất

Chờ câu trả lời từ phía các bạn và giáo viên 30 10

Câu 3 Em có thái độ như thế nào khi phát hiện các vấn đề vật lý (mâu thuẫn

kiến thức với điều em biết ) trong câu hỏi hay bài tập giáo viên giao cho?

Rất hứng thú phải tìm hiểu cho bằng được 30 10

Câu 4 Em thấy có cần thiết phải bồi dưỡng năng lực GQVĐ không?

Câu 5 Em có thường xuyên vận dụng kiến thức vật lý đã học vào các sự vật ,

hiện tượng trong cuộc sống thực tiễn không?

1.5.3.2 Kết quả tham khảo góp ý giáo viên

Câu 1 Thầy (cô) đánh giá tầm quan trọng của việc bồi dưỡng năng lực GQVĐ

cho HS hiện nay như thế nào?

Câu 2 Theo Thầy (cô) các biện pháp sâu đây có thể bồi dưỡng năng lực GQVĐ

cho HS thông qua bài tập không?

Sử dụng các bài tập có nhiều cách giải,

khuyến khích học sinh tìm cách giải mới,

nhận ra nét độc đáo để có cách giải tối ưu

Yêu cầu HS nhận xét cách giải của HS

khác, lập luận bác bỏ quan điểm trái

ngược và bảo vệ quan điểm của mình;

giáo vên đánh giá và đưa ra kết luận cuối

Tăng cường các bài tập thực hành, thí

nghiệm, tình huống, thực tiễn, hộp đen

Câu 3 Thầy (cô) cho biết bản thân đã xử dụng biện pháp nào để bồi dưỡng năng

lực GQVĐ cho HS?

kiến hạng

Thiết kế bài giảng với hệ thống bài tập

lôgic hợp lí

Sử dụng các bài tập có nhiều cách giải,

khuyến khích học sinh tìm cách giải mới,

nhận ra nét độc đáo để có cách giải tối ưu

Yêu cầu HS nhận xét cách giải của HS

khác, lập luận bác bỏ quan điểm trái

ngược và bảo vệ quan điểm của mình;

giáo viên đánh giá và đưa ra kết luận cuối

Tăng cường các bài tập thực hành, thí

nghiệm, tình huống, thực tiễn, hộp đen

HS vận được kiến thức ngay tại lớp 26 86,7 3

HS tự thực hiện được các thí nghiệm 29 96,7 2

HS tự phát hiện được vấn đề và GQVĐ đã

nêu

HS sử dụng được các phương tiện, kĩ thuật

dạy học hiện đại vào việc GQVĐ

Học sinh tự nghiên cứu và báo cáo được các

chủ đề liên quan đến môn học

1.5.4 Nguyên nhân cuả thực trạng

- Về phía giáo viên: giáo viên đánh giá mức độ quan trọng của việc tổ chức dạy học theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS Giáo viên coi

HS là trung tâm của các quá trình dạy học Các hình thức mà giáo viên thường

tổ chức cho HS phát hiện vấn đề đó là học lí thuyết và làm bài tập Giáo viên luôn thay đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực phù hợp với HS giúp

HS tiếp thu kiến thức một cách dễ dàng Tuy nhiên hiệu quả của việc dạy học theo định hướng này là chưa cao do một số nguyên nhân như: tỉ lệ HS tham gia còn chưa cao, việc tổ chức học tập theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS mất nhiều thời gian hơn do đó mà một số GV cũng còn ngần ngại khi tổ chức dạy học theo phương pháp này

- Về phía HS: Mặc dù giáo viên có chú ý đến việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS nhưng chưa thường xuyên Đối với những HS thuộc diện khá giỏi thì các em có hứng thú khi học tập theo phương pháp này.Tuy nhiên vẫn còn một phần lớn HS còn có thái độ học tập không đúng đắn, các em không những không chịu suy nghĩ mà còn dường như không thích học theo phương pháp này Do đó mà sự tham gia của HS chưa đạt đến mức độ như mong muốn

1.6 Giải pháp

Qua kết quả khảo sát, trao đổi cùng với giáo viên và HS ở trường THPT Nguyễn Cảnh Chân,THPT Đặng Thúc Hứa, THPT Thanh Chương 1 – Thanh Chương – Nghệ An chúng tôi nhận thấy hầu hết giáo viên nhận thấy tầm quan trọng của các hoạt động nhằm giúp HS phát triển năng lực GQVĐ, việc tổ chức các hoạt động này cũng mang lại những hiệu quả đáng kể Một bộ phận HS cũng yêu thích phương pháp học tập này Giáo viên luôn tạo điều kiện để HS học tập tốt Tuy nhiên hình thức tổ chức hoạt động giúp HS phát hiện và GQVĐ còn chưa phù hợp, sự tham gia của các em chưa nhiều, một số cách tổ chức còn mang tính hình thức Việc khảo sát chính là cơ sở để tôi khai thác và xây dựng

hệ thống bài tập mang tích cực hơn nhằm khắc phục những hạn chế trên