Tài liệu Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong tổ chức dạy học chương các định luật bảo toàn vật lí 10

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––– HÀ LAN ANH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÍ 10 Ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật Lí Mã số: 8 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS Tô Văn Bình THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS Tô Văn Bình Các kết quả trong luận văn trung thực và chưa được công bố trong bất cứ công trình nào. Tác giả luận văn Hà Lan Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo PGS. TS Tô Văn Bình người thầy đã tận tình hướng dẫn, và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán bộ Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học vật lí, Khoa Vật lí, Phòng sau đại học, Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm – Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập cũng như nghiên cứu khoa học để tôi có thể hoàn thành luận văn. Tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp yêu quý của tôi đã quan tâm, khích lệ, động viên để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của gia đình. Gia đình đã dành những điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Đây là nguồn cổ vũ động viên rất lớn giúp đỡ cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành về sự quan tâm giúp đỡ đó. Xin chân thành cảm ơn! Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan .................................................................................................................. i Lời cảm ơn .....................................................................................................................ii Mục lục ........................................................................................................................ iii Danh mục viết tắt .......................................................................................................... iv Danh mục các bảng ........................................................................................................ v Danh mục các hình ....................................................................................................... vi MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................2 3. Giả thiết khoa học ......................................................................................................2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................2 6. Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................................3 7. Dự kiến đóng góp đề tài .............................................................................................3 8. Cấu trúc luận văn .......................................................................................................3 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC......4 1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ......................................................................................4 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ......................................................................4 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................................6 1.2. Vấn đề phát triển năng lực của học sinh trong dạy học. .........................................7 1.2.1. Năng lực ...............................................................................................................7 1.2.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt (năng lực riêng) ..................................8 1.2.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật lí ...................................................9 1.3. Năng lực giải quyết vấn đề ...................................................................................11 1.3.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ...............................................................11 1.3.2. Các thành tố của năng lực GQVĐ .....................................................................12 1.3.3. Việc đánh giá năng lực GQVĐ của HS .............................................................12 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.3.4. Dạy học phát triển năng lực của HS ..................................................................14 1.3.5. Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý ...............................................15 1.4. Thực trạng việc phát triển năng lực GQVĐ của HS trong dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” vật lí lớp 10 THPT ................................................................ 17 1.4.1. Mục đích điều tra ...............................................................................................17 1.4.2. Nội dung và phương pháp điều tra ....................................................................17 1.4.3. Kết quả điều tra ..................................................................................................18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................19 Chương 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH ........................................................................20 2.1. Vị trí, đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình Vật lí 10 ..............................................................................................................................20 2.1.1. Vị trí của chương “Các định luật bảo toàn”.......................................................20 2.1.2. Đặc điểm của dạy học vật lý ..............................................................................20 2.1.3. Đặc điểm chương "Các định luật bảo toàn".......................................................21 2.2. Mục tiêu dạy học, nội dung và cấu trúc của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 ban Cơ bản ....................................................................................................21 2.2.1. Mục tiêu của chương “Các định luật bảo toàn” theo chuẩn kĩ năng - kiến thức.......21 2.2.2. Mục tiêu bổ sung theo định hướng nghiên cứu .................................................23 2.2.3. Nội dung cơ bản của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 ban cơ bản..........24 2.2.4. Cấu trúc của chương ..........................................................................................29 2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” để phát triển năng lực giải quyết vấn đề ............................................................31 2.3.1. Bài 23: Động lượng. Các định luật bảo toàn động lượng ..................................32 2.3.2. Bài 25: Động năng .............................................................................................48 2.3.3. Bài 27: Cơ năng .................................................................................................56 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................67 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................68 3.1 Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .....................................................68 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ..................................................................68 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .................................................................68 3.2. Nội dung và tổ chức thực nghiệm sư phạm ..........................................................68 3.2.1. Nội dung thực nghiệm .......................................................................................68 3.2.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .......................................................................69 3.3. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ..........................................69 3.3.1. Căn cứ đánh giá .................................................................................................69 3.3.2. Cách đánh giá.....................................................................................................70 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm...........................................................................70 3.4.1. Trao đổi với giáo viên tiến hành thực nghiệm ...................................................70 3.4.2. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................................71 3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm ..............................................................................71 3.6. Đánh giá chung về TNSP. ....................................................................................84 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................85 KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................................86 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................88 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ viết đầy đủ DH Dạy học GD&ĐT Giáo dục và đào tạo GQ Giải quyết GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh NLTP Năng lực thành phần NXBGD Nhà xuất bản giáo dục PH Phát hiện PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa SI Hệ đơn vị đo lường quốc tế THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TN Thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm VĐ Vấn đề Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt cho bộ môn Vật lí ................................................9 Bảng 1.2: Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề ...............................................12 Bảng 1.3: Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề [3,4] .....................................13 Bảng 2.1: Bảng thống kê những tình huống có vấn đề nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS ..........................................................................................31 Bảng 3.1: Đặc điểm chất lượng học tập của các lớp TN và ĐC ..................................69 Bảng 3.2: Kết quả phiếu học tập số 1 ..........................................................................74 Bảng 3.3: Kết quả phiếu học tập số 2 ..........................................................................78 Bảng 3.4: Kết quả phiếu học tập số 3 ..........................................................................82 Bảng 3.5: Thống kê năng lực giải quyết vấn đề của ba lớp .........................................84 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ..................................................................16 Hình 2.1: Sơ đồ tóm tắt cấu trúc chương 4 ..................................................................29 Hình 3.1: Biểu đồ xếp loại phiếu học tập số 1 .............................................................74 Hình 3.2: Biểu đồ xếp loại phiếu học tập số 2 .............................................................78 Hình 3.3: Biểu đồ xếp loại phiếu học tập số 3 .............................................................82 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Nghị quyết hội nghị lần thứ 8 Ban chấp hành Trung ương khoá XI về Đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục là “...Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” [1]. Theo tinh thần của nghị quyết, nhiều năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh trong dạy học như: năng lực tự học; năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề; năng lực sáng tạo; năng lực giao tiếp và hợp tác; năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông... Trong số đó, phát triển năng lực sáng tạo, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề của học sinh là mục tiêu quan trọng, qua đó góp phần thúc đẩy sự hình thành và phát triển của các năng lực khác. Để có thể đạt được mục tiêu đó, phương pháp dạy học cần phải đổi mới sao cho phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học để học sinh có thể tham gia vào hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề. Vì vậy, tập dượt cho học sinh biết phát hiện và giải quyết những vấn đề gặp phải trong học tập, trong cuộc sống của cá nhân, gia đình và cộng đồng phải được coi như một mục tiêu quan trọng của giáo dục và đào tạo. Trong nhà trường phổ thông, dạy học vật lí cần làm cho học sinh có ý thức và biết cách vận dụng các kiến thức khoa học vào thực tế cuộc sống từ đó hoàn thiện kiến thức, kĩ năng hoạt động thực tiễn, biết tìm tòi và phát hiện và giải quyết các tình huống có thể, vận dụng kiến thức khoa học vào thực tế đời sống. Do vậy trong dạy học vật lí chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến năng lực GQVĐ cho học sinh. Đến thời điểm hiện nay đã có nhiều đề tài nghiên cứu để phát triển năng lực GQVĐ cho HS khi dạy học bộ môn Vật lí nhưng chưa có đề tài nào nghiên cứu về phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh khi tổ chức dạy học chương Các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn định luật bảo toàn - Vật lí 10. Do đó tôi đã chọn đề tài: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh khi tổ chức dạy học chương Các định luật bảo toàn Vật lí 10”. 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng cơ sở lí luận về năng lực GQVĐ và dạy học GQVĐ khi tổ chức dạy học chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 3. Giả thiết khoa học Nếu vận dụng lí luận về năng lực GQVĐ và vận dụng hợp lý các bước của dạy học GQVĐ khi thiết kế tổ chức dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” thì có thể phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10. - Năng lực GQVĐ và dạy học giải quyết vấn đề khi dạy học chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, tôi đề ra các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau: - Nghiên cứu lí luận về năng lực GQVĐ, biện pháp phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh. - Dạy học GQVĐ. - Điều tra thực tế dạy học chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực GQVĐ của HS. - Nghiên cứu chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10. - Thiết kế bài dạy có sử dụng PPDH GQVĐ để phát triển năng lực GQVĐ cho HS. - Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm. Tổ chức dạy học các bài học đã soạn thảo, phân tích kết quả thực nghiệm thu được để đánh giá tính khả thi của đề tài, đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận; - Nghiên cứu thực tiễn giáo dục: Sử dụng PP điều tra (thông qua phiếu điều tra, nghiên cứu giáo án, dự giờ, phỏng vấn, trao đổi với giáo viên) nhằm đánh giá tình hình dạy học nội dung kiến thức chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực GQVĐ của HS. - Thực nghiệm Sư phạm. 7. Dự kiến đóng góp đề tài - Hệ thống hóa lí luận năng lực GQVĐ và dạy học GQVĐ. - Vận dụng lí luận về năng lực GQVĐ và dạy học GQVĐ đề thiết kế các bài học của chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10, góp phần bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT. 8. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học. Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” vật lý 10 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC 1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về lí luận dạy học “ lấy người học làm trung tâm” để phát huy tính tích cực, thúc đẩy sự phát triển năng lực sáng tạo của người học. Nhà triết học, nhà giáo dục vĩ đại Khổng Tử (551 – 479 Tr CN) luôn đòi hỏi người học phải tìm suy nghĩ, tìm tòi trong quá trình học. Ông cho rằng “ không tức giận muốn biết thì không gợi mở cho, không bực tức vì không rõ thì không bày vẽ cho, vật có bốn góc bảo biết một góc mà không suy nghĩ ra ba góc kia thì không dạy nữa”. Montaigme (1533-1592) nhà quý tộc Pháp chuyên nghiên cứu lí luận đặc biệt về dạy học đã đề ra phương pháp giáo dục “ học qua hành”. Ông cho rằng muốn đạt được mục tiêu của học tập thì tốt nhất là bắt học sinh luôn “ hành” để “ học”, học qua hành. Vấn đề không phải là giảng một cách giáo điều, thầy nói liên tục, thao thao bất tuyệt. Trái lại là bắt trò luôn hoạt động, vận dụng khả năng phát hiện và GQVĐ của mình trong học tập[16]. Vào những năm 70 của thế kỷ XX, ở các nước xã hội chủ nghĩa, nhất là Liên Xô, vấn đề rèn luyện năng lực và năng lực sáng tạo cho HS trong nhà trường được đặc biệt quan tâm, điển hình là các tác giả I.Ia.Lecne, M.I.Macmutov, M.N.Xkatkin, V.Okon, V.G.Razumovski. Cuối thế kỉ XX đầu thế kỉ XXI, tiếp tục có những công trình nghiên cứu và bài viết về tư duy sáng tạo và phát triển sáng tạo của Robert Z.Strenberg và Wendy M.William (1996). Cuốn “ Dạy học nêu vấn đề” của Lecne, Phạm Tất Đắc dịch, Nxb GD năm 1977 đã làm rõ bản chất của dạy học nêu vấn đề. Ông coi đây là một phương pháp hiệu quả để kích thích hoạt động sáng tạo trong học tập của HS [16]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Howard Gardner, Giáo sư tâm lý học của đại học Harvard (Mỹ) (1996) đã đề cập đến khái niệm năng lực qua việc phân tích bảy mặt biểu hiện của trí tuệ con người: ngôn ngữ, logic toán học, âm nhạc, không gian, thể hình, giao cảm và nội cảm. Ông khẳng định rằng: mỗi mặt biểu hiện của trí tuệ đều phải được thể hiện hoặc biểu lộ dưới dạng sơ đẳng hoặc sáng tạo đỉnh cao. Để giải quyết một vấn đề “ có thực” trong cuộc sống thì con người không thể huy động duy nhất một mặt của biểu hiện trí tuệ nào đó mà phải kết hợp nhiều mặt biểu hiện của trí tuệ liên quan đến nhau. Sự kết hợp đó tạo thành năng lực cá nhân, H.Gardner đã kết luận rằng: Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được [19]. Trong cuốn “ Các phương pháp dạy học hiệu quả” (năm 2011) của tác giả Robert JMarzano-Debra JPikering-Jane EPollock, người dịch Nguyễn Hồng Vân cho rằng: để phát huy cao độ khả năng học tập của HS thì nhân tố quan trọng là GV cần có tầm nhìn trong việc lựa chọn, áp dụng PPDH thích hợp. Tác giả đặc biệt coi trọng phương pháp tạo và kiểm định các giải thuyết đề ra những giải pháp khác nhau nhằm giúp HS phát triển năng lực GQVĐ. [16] Cuốn “ Tám đổi mới để trở thành giáo viên giỏi” (2011) của Giselleo.Martin + Kniep, người dịch Lê Văn Canh khẳng định: muốn trở thành người GV giỏi cần phải có những đổi mới nhằm tập trung nhất vào các câu hỏi cốt lõi buộc HS tự khám phá vấn đề theo chiều sâu, từ đó giúp HS rèn luyện những kĩ năng cần thiết trong việc phát hiện và GQVĐ. Cuốn “ Đa trí tuệ trong lớp học” (năm 2011) của Thomas Amstrong, người dịch Lê Quang Long đưa ra tám loại trí tuệ tiềm ẩn trong con người nên trong quá trình dạy học GV cần phải sáng tạo để phát huy một cách tốt nhất những tiềm năng đa dạng của HS, khơi gợi sáng tạo, phát triển những năng lực chủ chốt như năng lực hợp tác, năng lực GQVĐ. Như vậy các tác giả đều khẳng định tầm quan trọng trong việc phát triển năng của HS trong đó có năng lực GQVĐ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Người đầu tiên đưa phương pháp DH GQVĐ vào Việt Nam là dịch giả Phạm Tất Đắc với cuốn sách “ Dạy học nêu vấn đề” của tác giả I.Ia.Lecne (Người Nga) do NXBGD xuất bản năm1977. Về sau, nhiều nhà khoa học nghiên cứu phương pháp này như Lê Khánh Bằng, Vũ Văn Tảo, Nguyễn Bá Kim…Tuy nhiên, những nghiên cứu này chủ yếu chỉ nghiên cứu ở mức lý luận và có áp dụng cho môn Toán ở phổ thông và đại học. Gần đây, Nguyễn Kì đã đưa PPDH phát hiện và GQVĐ vào trường tiểu học ở một số môn như Toán, Tự nhiên - Xã hội, Đạo đức… Đối với môn Vật lí PPDH PH và GQVĐ cũng được các tác giả Nguyễn Dức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng đề cập đến trong cuốn sách: Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy Vật lí ở trường phổ thông (1999). Theo các tác giả hoạt động nhận thức của HS trong học tập thực chất là hoạt động GQVĐ, vì vậy tiến trình hướng dẫn HS GQVĐ trên cơ sở sử dụng các phương pháp nhận thức trong dạy học Vật lí được các tác giả trình bày cụ thể. Phạm Hữu Tòng trong cuốn sách: Dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, đã trình bày chiến lược dạy học GQVĐ được thể hiện qua việc tổ chức định hướng hành động tìm tòi sáng tạo GQVĐ và tư duy khoa học của HS [18]. Hầu hết các nghiên cứu đều tập trung đi sâu vào PPDH GQVĐ, còn ít nghiên cứu về năng lực GQVĐ mặc dù PPDH GQVĐ là PPDH chủ yếu góp phần phát triển năng lực GQVĐ. Trong việc đổi mới phương pháp dạy học thì cũng đã có nhiều nghiên cứu nói về việc dạy học nhằm phát triển năng lực GQVĐ như: Đề tài “ Dạy học theo tiến trình giải quyết vấn đề một số kiến thức chương dòng điện trong các môi trường cho học sinh lớp 11” của tác giả Kiều Văn Hòa. Đề tài “ Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10 THPT khi dạy chương “ Cân bằng của vật rắn” của tác giả Lê Hồng Tâm. Đề tài “ Phát triển năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh khi dạy học một số kiến thức chương “ Mắt và các dụng cụ quang học” Vật lí 12 THPT của tác giả Nguyễn Thị Hải Yến. Đề tài “ Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương “ Dao động và sóng điện từ” Vật lí 12 THPT của tác giả Nguyễn Đức Tình. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Đề tài “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học chương “Cảm ứng điện từ” vật lí 11 THPT” của tác giả Lê Đức Hậu. Kế thừa các nghiên cứu của các tác giả và công trình trên chúng tôi sẽ tập trung làm rõ hơn cấu trúc của năng lực GQVĐ và việc sử dụng các PPDH nhằm phát triển năng lực GQVĐ. 1.2. Vấn đề phát triển năng lực của học sinh trong dạy học. 1.2.1. Năng lực Khái niệm năng lực có nguồn gốc Latinh: “ competentia” nghĩa là “ gặp gỡ”. Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác nhau. 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” [17]. Howard Gardner (1999): “ Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được” [19]. F.E.Weinert (2001) cho rằng: “ Năng lực là những kĩ năng kĩ 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” [21] OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) (2002) đã xác định “ 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” [20]. Theo tác giả Nguyễn Thị Minh Phương [13]: Năng lực của HS được thể hiện ở khả năng thực hiện hành động cá nhân trong việc giải quyết các nhiệm vụ học tập, hoặc năng lực tiến hành hoạt động học tập của cá nhân người học. Năng lực nói chung luôn được xem xét trong mối quan hệ với dạng hoạt động hoặc quan hệ nhất định nào đó. Tác giả Nguyễn Thị Minh Phương đã đề xuất bốn nhóm năng lực thể hiện khung năng lực cần đạt cho học sinh PT Việt Nam, đó là: Năng lực nhận thức: đòi hỏi học sinh phải có các khả năng quan sát, ghi nhớ, tư duy (độc lập, logic, trừu tượng…), tưởng tượng, suy luận, tổng hợp – khái quát hóa, phê phán – bình luận, từ đó có khả năng phát hiện vấn đề, khả năng tự học, tự trau dồi kiến thức trong suốt cuộc đời. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Năng lực xã hội: đòi hỏi học sinh phải có những khả năng giao tiếp, thuyết trình, giải quyết các tình huống có vấn đề, vận hành được các cảm xúc, có khả năng thích ứng, khả năng cạnh tranh cũng như khả năng hợp tác… Năng lực thực hành: (hoạt động thực tiễn) đòi hỏi học sinh phải có các vận dụng tri thức (từ bài học cũng như từ thực tiễn), thực hành một cách linh hoạt (tích cực - chủ động), tự tin; có khả năng sử dụng các công cụ cần thiết, khả năng giải quyết vấn đề, sáng tạo, có tính kiên trì… Năng lực cá nhân: được thể hiện qua khía cạnh thể chất, đòi hỏi trước hết học sinh có khả năng vận động linh hoạt, phải biết chơi thể thao, biết bảo vệ sức khỏe, có khả năng thích ứng với môi trường; tiếp đó là khía cạnh hoạt động cá nhân đa dạng khác nhau như khả năng lập kế hoạch, khả năng tự đánh giá, tự chịu trách nhiệm…[4, 5] Trong đề tài này, chúng tôi chấp nhận quan niệm: “ Năng lực là sự kết hợp hợp lí kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham gia các hoạt động tích cực, có hiệu quả”. Nghĩa là năng lực là sự huy động và kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân… để thực hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định. Ví dụ: năng lực giải quyết các bài toán trong chương các định luật bảo toàn có được khi cá nhân biết tổng hợp những kiến thức về chuyển động (chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều), định luật Newton 2, động lượng, công, công suất, động năng, thế năng, cơ năng… Kĩ năng vận dụng một cách linh hoạt các kiến thức đó vào từng trường hợp cụ thể. Bên cạnh đó thái độ đúng đắn khi bắt tay vào giải quyết bài toán cũng góp phần vào thành công của công việc. Muốn mô tả năng lực cá nhân, người ta thường dùng các động từ chỉ hành động như: hiểu, biết, khám phá, xây dựng, vận dụng… Muốn đánh giá năng lực cá nhân hãy xem xét chúng trong hoạt động. 1.2.2. Năng lực chung và năng lực chuyên biệt ( năng lực riêng) Có hai loại năng lực: Năng lực chung và năng lực chuyên biệt. 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 bóng đá, múa bale… ) 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. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Năng lực được hình thành và phát triển trong và ngoài nhà trường. Nhà trường được coi là môi trường quan trọng giúp HS có được những năng lực cần thiết nhưng đó không phải là nơi duy nhất. Những bối cảnh không gian 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 cá nhân 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 suy yếu hoặc mất đi nếu chúng ta không 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 khác với một HS ở quốc gia khác. Năng lực chung của HS được toàn bộ quá trình giáo dục ở trường phổ thông hình thành và phát triển. Từng môn học sẽ xác định cụ thể các năng lực riêng ở môn học của mình. [2, 6] 1.2.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật lí [7, 9, 10] Muốn thực hiện hiệu quả việc dạy học môn Vật lí theo định hướng phát triển năng lực GQVĐ cho HS THPT, trước tiên phải xác định hệ thống các năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí, đó là những năng lực cốt lõi cần thiết cho việc học tập bộ môn Vật lí. Dựa trên những đặc điểm chung của trường phổ thông và đặc điểm bộ môn Vật lí ở trường THPT hiện nay, năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí được xác định như sau: Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt cho bộ môn Vật lí Nhóm năng lực thành phần Nhóm Năng lực thành phần trong môn Vật lí HS có thể: NLTP liên quan - Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định đến sử dụng kiến luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số Vật lí. thức vật lí - Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức Vật lí. - Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập. - Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp…) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Nhóm năng lực thành phần Nhóm NLTP về phương pháp (tập trung vào năng lực thực nghiệm và năng lực mô hình hóa) Năng lực thành phần trong môn Vật lí HS có thể: - Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện Vật lí. - Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ Vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó. - Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập Vật lí. - Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức Vật lí. - Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập Vật lí. - Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng Vật lí. - Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được. - Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét. - Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này. Nhóm NLTP HS có thể: trao đổi thông tin - Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí. - Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành). - Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau. - Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ. - Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…). - Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…) một cách phù hợp. - Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn Vật lí. - Tham gia hoạt động nhóm trong học tập Vật lí. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Nhóm năng lực thành phần Nhóm NLTP Năng lực thành phần trong môn Vật lí HS có thể: liên quan đến cá - Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ nhân của cá nhân trong học tập vật lí. - Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân. - Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm Vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài môn Vật lí. - So sánh và đánh giá được dưới khía cạnh Vật lí các giải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường. - Sử dụng được kiến thức Vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại. - Nhận ra được ảnh hưởng Vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử. 1.3. Năng lực giải quyết vấn đề Một trong những năng lực riêng thuộc nhóm NLTP về phương pháp trong dạy học vật lý là năng lực GQVĐ. Đây là năng lực quan trọng nhất của học sinh trong dạy học vật lý. 1.3.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 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 là 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)). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn