Tài liệu Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học chương động học chất điểm vật lý 10 (lv02428)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 ====== NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ”VẬT LÝ 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 ====== NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ”VẬT LÝ 10 Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LƢƠNG VIỆT THÁI HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng đào tạo Sau Đại học, Ban chủ nhiệm, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lí trƣờng Đại học sƣ phạm Hà Nội 2 và quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lí-Tin – KTCN trƣờng THPT Kim Anh đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập, nghiên cứu và thực nghiệm sƣ phạm. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hƣớng dẫn: TS. Lƣơng Việt Thái , ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp cao học Vật lí K19 đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, ngƣời thân, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn. Hà nội, 25 tháng 11 năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Minh Nguyệt LỜI CAM ĐOAN Luận văn: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học chương “Động học chất điểm ”vật lí 10 đƣợc thực hiện từ tháng 10 năm 2016 đến tháng 11 năm 2017. Tôi xin cam đoan: Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin đã đƣợc chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lí và đƣa vào luận văn đúng quy định. Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ trong bất kì công trình nghiên cứu nào. Hà Nội, 25 tháng 11 năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Minh Nguyệt MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu................................................................. 3 4. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 3 6. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................... 3 7. Những đóng góp mới của đề tài .................................................................... 4 CHƢƠNG I . CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ ............ 5 1.1. Đặc trƣng của hoạt động nhận thức vật lý của học sinh ............................ 5 1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ...................................................... 7 1.2.1 Vấn đề ..................................................................................................... 7 1.2.2. Giải quyết vấn đề .................................................................................... 8 1.2.3 Tình huống có vấn đề ............................................................................ 10 1.2.3.1 Khái niệm “ Tình huống” .................................................................... 10 1.2.3.2 “ Tình huống học tập ”trong dạy học .................................................. 10 1.2.3.3 Tình huống có vấn đề .......................................................................... 10 1.2.3.4 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề . ........................................... 14 1.2.3.5. Qui trình dạy học theo phƣơng pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề .............................................................................................................. 19 1.3 Năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý .................................... 21 1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề.................................................... 21 1.3.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề ....................................................... 24 1.3.3. Những biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề .................................. 27 1.3.4. Năng lực GQVĐ trong dạy học Vật lý ................................................. 28 1.3.5. Biện pháp phát triển năng lực giải quyết trong dạy học vật lí ............. 30 1.4. Dạy học định hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề ..................... 31 1.5. Các phƣơng pháp đánh giá năng lực ........................................................ 32 1.5.1. Đánh giá qua quan sát ........................................................................... 32 1.5.2 Đánh giá qua hồ sơ ................................................................................. 33 1.5.3. Tự đánh giá............................................................................................ 34 1.5.4. Đánh giá đồng đẳng .............................................................................. 34 1.5.5. Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ: ...................................................... 34 1.6. Thực trạng việc sử dụng PPDH tích cực và phát triển năng lực cho HS trong dạy học vật lí ở trƣờng THPT ................................................................ 38 1.6.1. Mục đích và nội dung điều tra .............................................................. 38 1.6.2. Phƣơng pháp và địa điểm điểu tra......................................................... 38 1.6.3. Kết quả điều tra ..................................................................................... 39 KẾT LUẬN CHƢƠNG I ................................................................................ 42 CHƢƠNG II. TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ” VẬT LÍ 10 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .......................................................................................................... 43 2.1. Vị trí, mục tiêu và cấu trúc chƣơng Động học chất điểm ........................ 43 2.1.1. Vị trí, mục tiêu chƣơng Động học chất điểm ........................................ 43 2.1.2. Bảng mô tả các mức độ yêu cầu cần đạt của chƣơng “Động học chất điểm ” .............................................................................................................. 45 2.2. Điều tra thực tế dạy học các kiến thức về chƣơng “Động học chất điểm ” Vật lí 10 THPT ................................................................................................ 58 2.2.1. Mục đích điều tra .................................................................................. 58 2.2.2. Phƣơng pháp điều tra. ........................................................................... 58 2.2.3. Kết quả điều tra ..................................................................................... 59 2.3. Thiết kế một số bài dạy của chƣơng “Động học chất điểm” theo hƣớng phát triển NL GQVĐ cho học sinh ................................................................. 61 KẾT LUẬN CHƢƠNG II ............................................................................... 82 Chƣơng III. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ...................................................... 83 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ................................... 83 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ............................................................ 83 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ........................................................... 83 3.2. Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm.......................................... 83 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm........................................................... 83 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ............................................................ 83 3.3. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 83 3.3.1. Công tác chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm .............................................. 83 3.3.2. Lập kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm ..................................................... 84 3.3.3. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm theo kế hoạch.................................... 85 3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm và xử lí kết quả........................................ 85 3.4.1. Phƣơng pháp xử lí số liệu ..................................................................... 85 3.4.2. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 86 3.4.3. Phân tích kết quả thực nghiệm. ............................................................. 96 3.4.3.1. Phân tích định lƣợng kết quả thực nghiệm sƣ phạm ......................... 96 3.4.3.2. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sƣ phạm ............................. 97 KẾT LUẬN CHƢƠNG III............................................................................ 100 KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................... 101 1. Kết luận ..................................................................................................... 101 2. Kiến nghị ................................................................................................... 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 103 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Dạy học giải quyết vấn đề các loại kiến thức vật lí đặc thù ........... 16 Bảng 1.2. So sánh các khung lý thuyết về GQVĐ .......................................... 21 Bảng 1.3 Thành tố, chỉ số và tiêu chí của năng lực GQVĐ ............................ 25 Bảng 1.4. Nội dung học tập theo quan điểm phát triển năng lực.................... 35 Bảng 1.5. Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ ................................................. 37 Bảng 1.6. Phiếu điều tra tình hình sử dụng phƣơng pháp dạy học vật lí của GV THPT ........................................................................................................ 39 Bảng1.7. Kết quả thăm dò ý kiến GV về các phƣơng pháp dạy học và cơ sở vật chất ............................................................................................................ 40 Bảng 1.8. Phiếu điều tra HS: Em thấy có cần thiết phải hình thành và rèn luyện năng lực GQVĐ không? ........................................................................ 41 Bảng 3.1. Kết quả kiểm tra khảo sát đầu học kì I của lớp TN và lớp ĐC ...... 84 Bảng 3.2. Phân bố tần số điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) ........................... 86 Bảng 3.3. Xếp loại điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) ..................................... 87 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất (bài kiểm tra số 1) ................................... 88 Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất lũy tích (bài kiểm tra số 1) ...................... 88 Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số thống kê (bài kiểm tra số 1) ............... 89 Bảng 3.7. Phân bố tần số điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) ........................... 91 Bảng 3.8. Xếp loại điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) ..................................... 92 Bảng 3.9. Bảng phân phối tần suất (bài kiểm tra số 2) ................................... 92 Bảng 3.10. Bảng phân phối tần suất lũy tích (bài kiểm tra số 2) .................... 93 Bảng 3.11. Bảng tổng hợp các tham số thống kê (bài kiểm tra số 2) ............. 94 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ tiến trình GQVĐ ..................................................................... 9 Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ......................................................................... 14 Đồ thị 3.1. Đa giác đồ chất lƣợng học tập của lớpTN và ĐC trƣớc TNSP .... 84 Đồ thị 3.2. Phân loại kết quả kiểm tra học tập của học sinh (bài kiểm tra số 1) ......................................................................................................................... 87 Đồ thị 3.3. Phân phối tần suất điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) ................... 88 Đồ thị 3.4. Phân phối tần suất lũy tích điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 1) ...... 89 Đồ thị 3.5. Phân loại kết quả kiểm tra học tập của học sinh (bài kiểm tra số 2) ......................................................................................................................... 92 Đồ thị 3.6. Phân phối tần suất điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) ................... 93 Đồ thị 3.7. Phân phối tần suất lũy tích điểm kiểm tra (bài kiểm tra số 2) ...... 94 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ 1 CĐT BĐĐ Chuyển động thẳng biến đổi đều 2 CĐTĐ Chuyển động thẳng đều 3 ĐC Đối chứng 4 ĐG Đánh giá 5 GV Giáo viên 6 GQVĐ Giải quyết vấn đề 7 HS Học sinh 8 NL Năng lực 9 PPDH Phƣơng pháp dạy học 10 PTNL Phát triển năng lực 11 SKG Sách giáo khoa 12 THPT Trung học phổ thông 13 TN Thực nghiệm 14 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trên thế giới, nhân loại bƣớc sang thế kỉ 21 với nhiều những thách thức cần giải quyết, một trong số đó là sự bùng nổ tri thức. Dạy học truyền thống không đáp ứng tốt cho việc giải quyết các thách thức đó, tổ chức UNESCO đã hoạch định ra những chiến lƣợc quan trọng cho giáo dục trong thế kỉ 21; trong đó có sự thay đổi trật tự ƣu tiên mục tiêu giáo dục từ :kiến thức – kĩ năng – năng lực – thái độ sang năng lực – kĩ năng – kiến thức; đặc biệt nhấn mạnh tới việc hình thành cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề. Tại Việt Nam, việc tiếp tục đẩy mạnh toàn diện công cuộc đổi mới, thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn với phát triển kinh tế tri thức, tích cực chủ động hội nhập quốc tế sâu rộng hơn để đến năm 2020 nƣớc ta cơ bản trở thành một nƣớc công nghiệp theo hƣớng hiện đại đặt ra cho giáo dục, đào tạo nƣớc ta những yêu cầu, nhiệm vụ thách thức mới. Đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế tri thức đang là áp lực của ngành giáo dục nói riêng và của toàn Đảng, toàn dân nói chung. Điều này đòi hỏi phải có định hƣớng phát triển, có tầm nhìn chiến lƣợc, ổn định lâu dài cùng những phƣơng pháp, hình thức, tổ chức, quản lí giáo dục và đào tạo cho phù hợp. Theo Điều 2 Luật Giáo Dục 2005 có viết: “ Mục tiêu giáo dục là đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. ”. [12] Theo điều 5 luật Giáo Dục năm 2005 : “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học 2 tập và ý chí vươn lên”[12] Nhƣ vậy có thể nói giáo dục phổ thông nƣớc ta đang thực hiện bƣớc chuyển mình mạnh mẽ từ chƣơng trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực ngƣời học, phát triển năng lực của ngƣời học, trong đó năng lực giải quyết vấn đề là năng lực cần thiết ,cần phát triển ở học sinh, chuẩn bị hành trang cho ngƣời học đối diện, giải quyết những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống. Trong nhà trƣờng phổ thông, môn Vật lí gắn liền với thực tế đời sống và sản xuất; có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu giáo dục. 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 hình thành kỹ năng hoạt động thực tiễn tìm tòi và phát hiện các tinh huống có thể vận dụng kiến thức khoa học vào thực tế đời sống nhằm nâng cao chất lƣợng cuộc sống. Do vậy trong dạy học Vật Lí chúng ta cần quan tâm tới việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Trong chƣơng trình Vật Lí trung học phổ thông, kiến thức chƣơng “Động học chất điểm ” khá trừu tƣợng đối với học sinh, gây khó khăn cho học sinh trong hoạt động nhận thức. Tuy nhiên, nội dung kiến thức của chƣơng có nhiều vấn đề gắn liền với thực tiễn cuộc sống nên dễ tạo đƣợc hứng thú học tập với học sinh, lôi cuốn học sinh vào giải quyết các vấn đề kiến thức đặt ra. Từ những lý do nói trên, chúng tôi đã chọn đề tài có nội dung “ Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua dạy học chƣơng “Động học chất điểm ” Vật lý 10. làm đề tài nghiên cứu. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học một số nội dung chƣơng “ Động học chất điểm” Vật Lý10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 3 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. - Đối tƣợng: Quá trình dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông theo định hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. - Phạm vi: Chƣơng động học chất điểm – Vật lý10 4. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng những lí luận về năng lực GQVĐ, về dạy học phát triển năng lực trong xây dựng tiến trình dạy học kiến thức chƣơng “Động học chất điểm ”thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận về đổi mới vật lý , năng lực nói chung và năng lực GQVĐ , những biểu hiện và biện pháp phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học vật lý. - Điều tra thực trạng dạy và học môn Vật Lý 10 trong việc phát triển NL GQVĐ - Đề xuất các biện pháp nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh trong dạy học Chƣơng động học chất điểm - Thiết kế kế hoạch bài dạy một số kiến thức chƣơng “Động học chất điểm ” nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh . - Thực nghiệm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các tiến trình dạy học. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nƣớc cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay ở trƣờng phổ thông. - Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn theo hƣớng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh theo hƣớng 4 phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. - Nghiên cứu chƣơng trình, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT - Nghiên cứu các luận văn về đề tài có liên quan. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. - Dự giờ, quan sát, điều tra thực trạng dạy học kiến thức chƣơng “Động học chất điểm ”, Vật lý10 ở một số trƣờng THPT. - Điều tra bằng phiếu điều tra, giáo viên dạy Vật lý về tình hình dạy và học môn Vật lý ở trƣờng THPT. 6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng THPT có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của đề tài. 6.4. Phương pháp thống kê toán học. Sử dung phƣơng pháp thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sƣ phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm : nhóm Thực nghiệm và nhóm Đối chứng. 7. Những đóng góp mới của đề tài - Góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận và thực tiễn của việc dạy học vật lí theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề. - Đề xuất đƣợc quy trình soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “ Động học chất điểm ” theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề. - Các kế hoạch bài giảng xây dựng theo hƣớng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT qua một số kiến thức chƣơng “ Động học chất điểm ” có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên Vật lý THPT 5 CHƢƠNG I . CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1. Đặc trƣng của hoạt động nhận thức vật lý của học sinh Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất. Vì vậy, những kiến thức vật lý là cơ sở của các ngành khoa học tự nhiện nhƣ hóa họcvà sinh học. Vật lý học ở trƣờng phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Phƣơng pháp nghiên cứu vật lí chủ yếu là phƣơng pháp thực nghiệm. Phƣơng pháp này là phƣơng pháp nhận thức có hiệu quả trên con đƣờng đi tìm chân lý khách quan. Vật lý học là cơ sở lý thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị dùng trong đời sống và sản xuất. Vật lí học đòi hỏi ngƣời nghiên cứu phải có kỹ năng quan sát tinh tế, khéo léo khi làm thí nghiệm, đồng thời phải có tƣ duy logic chặt chẽ và phải biết trao đổi thảo luận để khẳng định chân lý [21],[22] Hoạt động nhận thức vật lý của HS ở trƣờng phổ thông khác hẳn với hoạt động nhận thức của các nhà khoa học. Nhà khoa học tìm ra tri thức mới cho nhân loại, còn HS khám phá những kiến thức mới cho bản thân mình. HS chỉ có thời gian ngắn là tiết học để khám phá ra một định luật, một thuyết trong khi các nhà khoa học phải trải qua thời gian rất dài mới xây dựng đƣợc một định luật, một thuyết vật lý. Đối với HS, nhận thức vật lý thuộc loại khó. Vì vậy, trong dạy học vật lý để kích thích tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS, GV phải hƣớng dẫn HS từng bƣớc chiếm lĩnh kiến thức và tập cho HS vận dụng sáng tạo kiến thức đó vào việc giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra.[9] Trong quá trình học tập vật lí, để có thể tự lực chiếm lĩnh kiến thức, GV 6 phải rèn luyện cho HS nhận thức tăng dần từ cảm tính đến lý tính, từ thao tác chân tay đến thao tác tƣ duy. GV phải hƣớng dẫn HS cách luyện tập để có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các thao tác đó. Đồng thời, GV phải tập cho HS vận dụng phƣơng pháp suy luận và khả năng tƣ duy trừu tƣợng, tƣ duy logic, tƣ duy sáng tạo để hoạt động nhận thức vật lý của HS có kết quả tốt. Trong học tập vật lý, HS tái tạo lại kiến thức để biến chúng thành tri thức của bản thân HS. Mặc dù những kiến thức vật lý, kỹ năng sử dụng các máy đo, kinh nghiệm tiến hành các thí nghiệm vật lý đều là những điều đã biết, không có gì mới trong kho tàng kiến thức vật lý, những thông qua các hoạt động tái tạo kiến thức đó, HS đƣợc trƣởng thành lên. Hoạt động nhận thức vật lý chỉ bắt đầu khi HS gặp một vấn đề cần phải giải quyết mà bằng những kiến thức cũ không đáp ứng đƣợc. Vì vậy những hành động phổ biến của HS trong hoạt động nhận thức vật lý là: 1. Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trƣng của sự vật, hiện tƣợng; 2. Phân tích một hiện tƣợng phức tạp ra thành những hiện tƣợng đơn giản; 3. Tìm ra đƣợc vấn đề mới trong 1 tình huống cụ thể; 4. Tìm ra đƣợc các thuộc tính, các mối quan hệ của sự vật hiện tƣợng bằng con đƣờng suy luận logic hoặc toán học, hoặc bằng con đƣờng quan sát thực nghiệm; 5. Đề xuất đƣợc giả thuyết dựa trên cơ sở của việc quan sát và kết quả thực nghiệm; 6. Suy ra hệ quả từ giả thuyết; 7. Thiết kế đƣợc phƣơng án thí nghiệm nhằm kiểm tra một giả thuyết, một sự khái quát hóa; 8. Đánh giá kết quả đạt đƣợc trong việc thiết kế thí nghiệm, kiểm tra giả thuyết; 7 9. Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tƣợng; 10. Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát đƣợc dƣới dạng những khái niệm, những mô hình lý tƣởng để sử dụng chúng làm công cụ tƣ duy; 11. Đo một đại lƣợng vật lí; 12. Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lƣợng vật lý, biểu diễn bằng công cụ toán học; 13. Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lí; 14. Diễn đạt bằng lời những kết quả thu đƣợc qua hành động; 15. Vận dụng kiến thức đƣợc xây dựng để giải quyết những vấn đề thực tiễn (giải thích, tiên đoán hiện tƣợng, giải bài tập…) Nhƣ vậy, kiến thức của mỗi ngƣời là do tự bản thân xây dựng. Nó là kết quả của hoạt động bộ óc của chủ thể phản ánh thực tế khách quan. Đồng thời, hoạt độngnhận thức vật lý của HS góp phần làm phát triển các năng lực nhận thức và nhân cách ngƣời học. Việc học là quá trình hình thành và phát triển của các dạng hành động xác định, là sự thích ứng của chủ thể với tình huống đặt ra. Trong quá trình dạy học, HS phải đƣợc hoạt động trong sự hợp tác giữa GV với HS và giữa các HS với nhau. Sự hợp tác này thể hiện ở chỗ GV tạo ra các điều kiện khách quan giúp HS độc lập, tích cực chủ động trong nhận thức. Do đó, GV phải giúp đỡ, định hƣớng, điều chỉnh hoạt động nhận thức của HS để hoạt động nhận thức của HS đạt đƣợc kết quả tốt nhất. 1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 1.2.1 Vấn đề [3] Là những câu hỏi hay nhiệm vụ đặt ra mà việc giải quyết chúng chƣa có quy luật sẵn có cũng nhƣ những tri thức, kỹ năng sẵn có chƣa đủ giải quyết mà còn khó khăn, cản trở cần vƣợt qua. Một vấn đề đƣợc đặc trƣng bởi ba thành phần : 8 - Trạng thái xuất phát: không mong muốn - Trạng thái đích: Trạng thái mong muốn - Sự cản trở Đối với HS, “Vấn đề” thƣờng là những nhiệm vụ nhận thức, để giải quyết chúng không chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có mà đòi hỏi một sự suy nghĩ độc lập, sáng tạo. Kết quả là sau khi giải quyết đƣợc vấn đề thì họ thu nhận đƣợc kiến thức và kỹ năng mới. Trong dạy học, một vấn đề đƣợc biểu thị bởi một hệ thống những mệnh đề và câu hỏi (hoặc yêu cầu hoạt động) thỏa mãn các điều kiện sau: - HS chƣa tìm đƣợc mối liện hệ giữa điều cần giải đáp và các kiến thức đã biết hoặc chƣa tìm đƣợc hành động thích hợp để thực hiện nhiệm vụ nhận thức. Kết quả của việc giải đáp câu hỏi dẫn tới phƣơng pháp hoạt động mới. - HS chƣa đƣợc học một quy tắc có tính chất thuật toán nào để giải đáp câu hỏi hoặc thực hiện yêu cầu đặt ra. 1.2.2. Giải quyết vấn đề Là quá trình gồm các hoạt động mà ngƣời GQVĐ cần đƣa ra để vƣợt qua các trở ngại giữa tình trạng đã có với tình trạng đích mong muốn. Trong quá trình GQVĐ, các tri thức, kỹ năng, thái độ…đƣợc “huy động tham gia”. Đối với việc xây dựng kiến thức vật lý cụ thể thì tiến trình hoạt động GQVĐ đƣợc mô tả nhƣ hình 1.1 [7] 9 Tình huống có tiềm ẩn vấn đề Phát biểu vấn đề cần giải quyết (Định hƣớng GQVĐ) GQVĐ Giải pháp lý thuyết - Xác định kiến thức đã biết cần vận dụng - Xác định cách thức vận dụng kiến thức để đi đến câu trả lời Thực hiện những phép biến đổi toán học, thiết lập các mối quan hệ cần thiết. Từ những lập luận để di tới kết quả Giải pháp thực nghiệm - Xác định nội dung cần kiểm tra b ng thí nghiệm - Thiết kế phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra nội dung đó đi đến câu trả lời Thực hiện thí nghiệm. Lập kế hoạch, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lí các dữ liệu thí nghiệm để đi tới kết quả Kết quả Kết quả Kết luận về vấn đề cần giải quyết Hình 1.1: Sơ đồ tiến trình GQVĐ Cụ thể: - Xác định rõ nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện đã cho và kết quả cần đạt tới. - Tìm hiểu trong kho tàng kiến thức, kinh nghiệm của loài ngƣời đã có