Tài liệu Sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học vật lí 11 phần quang hình học

i TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA TOÁN TIN ----------------------- NGUYỄN THỊ HẢI HÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 11 PHẦN QUANG HÌNH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Sư phạm Vật lí Người hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THỊ THANH VÂN Phú Thọ, 2018 ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt bốn năm học tập và rèn luyện dưới giảng đường trường Đại học Hùng Vương, với lòng yêu nghề, sự tận tâm, hết lòng truyền đạt của thầy, cô, em đã tích lũy được rất nhiều kiến thức cũng như các kỹ năng cần thiết cho cuộc sống. Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Thanh Vân, Giảng viên khoa Toán - Tin, Trường Đại học Hùng Vương, người đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn các thầy cô khoa Toán - Tin, Bộ môn Vật lí và các bạn trong lớp đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giảng dạy bộ môn Vật lí trường THPT Long Châu Sa và các em học sinh lớp 11A3 đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để em tiến hành thực nghiệm sư phạm. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân đã giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình hoàn thiện khóa luận. Mặc dù đã rất cố gắng để thực hiện khóa luận một cách hoàn chỉnh nhất. Song kiến thức là vô tận và thời gian thực hiện khóa luận còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những góp ý quý báu của các thầy cô và các bạn để khóa luận được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Việt Trì, ngày tháng năm 2018 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hải Hà iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 GV Giáo viên 2 NL GQVĐ Năng lực giải quyết vấn đề 3 HS Học sinh 4 THPT Trung học phổ thông 5 BTTT Bài tập thực tiễn iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Thành tố năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí .................... 9 Bảng 1.2. Khung tiêu chí tham chiếu ................................................................ 12 Bảng 1.3. Mức độ đạt được về năng lực giải quyết vấn đề ................................ 14 Bảng 1.4. Kết quả phỏng vấn giáo viên ............................................................ 23 Bảng 1.5. Kết quả phỏng vấn HS...................................................................... 25 Bảng 3.1. Kết quả học tập môn Vật lí học kì I của lớp thử nghiệm ................... 69 Bảng 3.2. Kết quả sử dụng BTTT ..................................................................... 70 Bảng 3.3. Kết quả phiếu tổng hợp sự phát triển NL GQVĐ của học sinh Nguyễn Thị Thu Hiền .................................................................................................... 73 Bảng 3.4. Kết quả phiếu tổng hợp sự phát triển NL GQVĐ của học sinh Phan Thanh Hải ........................................................................................................ 74 Bảng 3.5. Kết quả phiếu tổng hợp sự phát triển NL GQVĐ của học sinh Bùi Cảnh Nhuận ..................................................................................................... 75 Bảng 3.6. Kết quả phiếu tổng hợp sự phát triển NL GQVĐ của học sinh Ngô Hồng Toàn ....................................................................................................... 76 Bảng 3.7. So sánh điểm của nhóm thử nghiệm và nhóm đối chứng sau khi thử nghiệm sư phạm ............................................................................................... 77 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Thành phó ảo trên biển 17 Hình 1.2. Lăng kính 3D 17 Hình 2.1. Lăng kính 29 Hình 2.2. Kính lúp 32 Hình 2.3. Kính hiển vi 33 Hình 2.4. Kính thiên văn 33 Hình 2.5. Chiếc thìa trong cốc nước 34 Hình 2.6. Sự nâng lên của đầu dưới chiếc thìa 35 Hình 2.7. Toàn cảnh chiến thành Walterloo 40 Hình 2.8. Thành phố ảo trên biển 40 Hình 2.9. Ảo ảnh trên sa mạc 40 Hình 2.10. Mô phỏng biển hiệu giao thông 41 Hình 2.11. Đường đi của tia sáng trong sợi cáp quang 42 Hình 2.12. Đèn trang trí 43 Hình 2.13. Đường đi của tia sáng qua lăng kính phản xạ toàn phần 44 Hình 2.14. Mắt lé 44 Hình 2.15. Kính bơi 56 Hình 2.16. Kính phòng trộm 60 Hình 2.17. Ảnh của vật qua kính chống trộm 61 vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN ................................... iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... iv DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... vi MỤC LỤC ........................................................................................................ vi PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1 PHẦN NỘI DUNG ............................................................................................ 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ................................................. 4 1.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh trong giai đoạn hiện nay ..................................................................................................................... 4 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ...................................................... 8 1.2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ....................................................... 8 1.2.2. Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí ............. 9 1.2.3. Hoạt động giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí ............... 10 1.2.4. Vai trò của hoạt động giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí .................. 11 1.3. Công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ............................................. 12 1.4. Vai trò của bài tập thực tiễn trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ..................................................................................................... 14 1.4.1. Khái niệm bài tập thực tiễn..................................................................... 14 1.4.2. Phân loại bài tập thực tiễn...................................................................... 15 1.4.3. Định hướng trả lời các bài tập thực tiễn ................................................. 18 1.4.4. Vai trò của bài tập thực tiễn ................................................................... 21 1.5. Thực trạng về việc sử dụng bài tập thực tiễn trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học ................................................... 23 CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH HỌC, VẬT LÍ 11.................................................................... 27 vii 2.1. Nội dung kiến thức phần Quang hình học, vật lí 11 ................................... 27 2.1.1. Nội dung kiến thức chương "Khúc xạ ánh sáng" - Vật lí 11 .................... 27 2.1.2. Nội dung kiến thức chương "Mắt. Các dụng cụ quang" - Vật lí 11.......... 29 2.2. Soạn thảo một số bài tập thực tiễn phần Quang hình học, vật lí 11 ............ 34 2.2.1. Bài tập thực tiễn về “Hiện tượng khúc xạ ánh sáng” .............................. 34 2.2.2. Bài tập thực tiễn về “Hiện tượng phản xạ toàn phần và lăng kính” ................ 38 2.2.3. Bài tập thực tiễn về “thấu kính mỏng và các dụng cụ quang bổ trợ cho mắt” ................................................................................................................. 45 2.2.4. Bài tập thực tiễn về “Mắt - các tật của mắt và cách khắc phục”........... 49 2.3. Tiến trình dạy học một số bài sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh .................................................................... 62 2.4. Công cụ đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học phần Quang hình học .......................................................................... 62 2.4.1. Phiếu đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh .... 62 2.4.2. Phiếu tổng hợp sự theo dõi năng lực giải quyết vấn đề của học sinh .. 64 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 ................................................................................... 64 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................ 65 3.1. Mục đích của thử nghiệm sư phạm ............................................................ 65 3.2. Đối tượng và thời gian thử nghiệm sư phạm .............................................. 65 3.3. Phương pháp thử nghiệm sư phạm............................................................. 65 3.4. Nội dung thử nghiệm sư phạm ................................................................... 66 3.5. Phân tích diễn biến và đánh giá kết quả thử nghiệm sư phạm .................... 67 3.5.1. Phân tích định tính ................................................................................. 67 3.5.2. Phân tích định lượng .............................................................................. 69 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 ................................................................................... 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 79 1. Kết luận ........................................................................................................ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 80 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, việc đổi mới giáo dục tiếp tục được Đảng và Nhà nước ta quan tâm và coi trọng. Nghị quyết Hội nghị TW8, khoá XI về đổi căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã nêu: "Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn… Đổi mới chương trình nhằm phát triển năng lực và phẩm chất người học, hài hòa đức, trí, thể, mỹ; dạy người, dạy chữ và dạy nghề. Đổi mới nội dung giáo dục theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành nghề; tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn… 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" [1]. Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09/6/2014 Ban hành chương trình hành động của chính phủ thực hiện Nghị quyết số 29NQ/TW ngày 04/11/2013 Hội nghị lần thứ 8, BCH TW Đảng khóa XI về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã chỉ thị: “Triển khai đổi mới chương trình giáo dục theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực; phát triển năng lực và phẩm chất người học; chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống; nâng cao năng lực ngoại ngữ, tin học; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; phát triển khả năng sáng tạo và ý thức tự học”[15]. Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ giáo dục và đào tạo ban hành 7/2017 đã định hướng hoạt động giáo dục ở các trường phổ thông là nhằm: “phát triển phẩm chất và năng lực của người học, tạo môi trường học tập và rèn 2 luyện giúp học sinh phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và năng lực cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của cá nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới…”, Ngoài ra, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể cũng xác định rõ những năng lực cốt lõi của học sinh bao gồm: 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 tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội…, đặc biệt là “chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống”[4]. Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết những tình huống vấn đề mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường. Năng lực giải quyết vấn đề đã và đang được các đề tài quan tâm và nghiên cứu như: tác giả Nguyễn Thị Thảo [16]; nhóm tác giả Phạm Thị Phú, Nguyễn Đức Lâm [14]. Các nghiên cứu này mới chỉ tập trung nhiều vào việc xây dựng thang đánh giá, soạn thảo một số bài học theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Ngoài ra cũng có nghiên cứu khác về việc sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh như nghiên cứu của nhóm Phạm Thị Hồng Tú, Nguyễn Thị Ánh Tuyết [18]. Tuy nhiên, nghiên cứu mới chỉ đề cập đến vấn đề sử dụng bài tập thực tiễn để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và áp dụng cho bộ môn sinh học, còn đối với bộ môn Vật lí thì chưa có nhiều đề tài nghiên cứu về việc sử dụng bài tập thực tiễn để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, phần lớn các kiến thức vật lí trong chương trình trung học phổ thông liên hệ rất chặt chẽ với đời sống. Sự phong phú về kiến thức, sự đa dạng về các hình thức thí nghiệm, và mối liên hệ chặt chẽ giữa các kiến thức Vật lí và đời sống là những lợi thế không nhỏ đối với tiến trình đổi mới phương pháp dạy học. Trong đó, không thể không kể đến những kiến thức thuộc phần Quang hình học – Vật lí 11, đây là một trong những 3 chủ đề quan trọng và có nhiều ứng dụng trong đời sống thực tiễn. Nếu gắn bài tập thực tiễn với dạy học phần “Quang hình học” thì học sinh sẽ tiếp thu và vận dụng kiến thức tốt hơn. Vì vậy, phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề thường được vận dụng trong phần này. Vì lí do đó, việc sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học "Quang hình học" Vật lí 11 là hết sức cần thiết góp phần nâng cao chất lượng kiến thức môn Vật lí và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông. Từ những định hướng lớn của Đảng về phát triển những năng lực cốt lõi cho học sinh (trong đó có năng lực giải quyết vấn đề) và những ưu thế của môn Vật lí trong việc góp phần bồi dưỡng phát triển những năng lực cốt lõi đó, với mong muốn nâng cao chất lượng giảng dạy Vật lí đáp ứng yêu cầu đổi mới của thực tiễn dạy học ở phổ thông hiện nay, tôi lựa chọn: Sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học Vật lí 11 phần Quang hình học làm vấn đề nghiên cứu. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Về ý nghĩa khoa học: Góp phần hệ thống hóa cơ sở lí luận về phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT. - Về ý nghĩa thực tiễn: giáo viên có thể sử dụng bài tập thực tiễn vào trong giảng dạy để tích cực hóa hoạt động nhận thức, nâng cao được khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS, kết hợp với thang đo năng lực để xác định được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở nhà trường THPT. 3. Mục tiêu khóa luận Sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học phần Quang hình học chương trình vật lí 11. 4 PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh trong giai đoạn hiện nay Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu, là sự nghiệp của Đảng, Nhà nước và của toàn dân. Đầu tư cho giáo dục là đầu tư phát triển, được ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội. Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn [4]. Vật lí có vị trí quan trọng đối với tất cả các lĩnh vực trong đời sống xã hội và học tập. Hiểu biết về Vật lí giúp người ta có thể tính toán, ước lượng, tư duy và giải thích các hiện tượng trong đời sống… và nhất là có được cách thức tư duy, phương pháp suy nghĩ, trong giải quyết các vấn đề nảy sinh trong học tập cũng như trong cuộc sống hàng ngày. Ở trường phổ thông, môn Vật lí luôn là môn học độc lập, có các mạch kiến thức, đa dạng về các hình thức thí nghiệm và có mối liên hệ chặt chẽ với đời sống. Hoạt động học Vật lí của học sinh ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực đang được ngành giáo dục quan tâm, chỉ đạo thực hiện một cách sát sao. Kiến thức Vật lí còn được ứng dụng, phục vụ cho việc học các môn học khác, như: Hoá học, Sinh học,… Vì vậy có thể xem Vật lí như môn học công cụ ở trường phổ thông. Ở trường phổ thông môn Vật lí có nhiều cơ hội giúp HS hình thành và phát triển các năng lực chung, cốt lõi như: 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 tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội. Đặc biệt, học sinh hình thành và phát triển được năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên, cụ thể là năng lực vật lí, bao gồm các 5 thành phần sau: nhận thức kiến thức vật lí, tìm tòi và khám phá tự nhiên dưới góc độ vật lí, vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn [5]. Có rất nhiều nhà nghiên cứu, nhiều tác giả đã đưa ra các khái niệm năng lực dựa trên những dấu hiệu khác nhau: Theo Barnett: Năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ phù hợp với một hoạt động thực tiễn” [11]. Theo quan điểm này, một chủ thể được xem là có năng lực trong một hoạt động thực tiễn nào đó thì phải hội tụ đầy đủ những kiến thức, kĩ năng và thái độ trong hành động thực tiễn ấy. Nhưng quan điểm này chưa nhấn mạnh được tính hiệu quả của hành động khi chủ thể đã có kiến thức, kĩ năng, thái độ phù hợp. Cũng đưa ra quan niệm về NL, Roegiers cho rằng Năng lực là biết sử dụng các kiến thức và kĩ năng trong một tình huống có nghĩa [19]. Quan niệm này của Rogiers cũng đồng nhất với việc để có NL thì phải có kiến thức và KN nhưng điều đó là chưa đủ nếu chủ thể hành động không biết vận dụng vào tình huống có nghĩa. Tức là ông đã chú trọng hơn đến tính thực hành của NL. Còn Howard Gardner thì khẳng định: “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo được” [22]. Quan điểm này ngắn gọn và đề cập đến tính định lượng của năng lực. Có nghĩa là theo ông không thể chỉ nói NL xuông được mà cần phải có công cụ để đánh giá và đo lường nó. Điều này là rất hợp lí và hiện nay khi nói về bất cứ NL nào người ta cũng phải đi xây dựng công cụ đo tương ứng. Nhưng hạn chế của nó là không chỉ rõ được để có NL thì cần có cái gì và đó sẽ là cơ sở cho việc đo đạc và đánh giá NL. Phù hợp với các ý kiến trên là quan điểm của F.E. Weinert khi tác giả cho rằng: “NL là những KN 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]. Denys Tremblay, nhà tâm lí học người Pháp quan niệm rằng: “NL là khả năng hành động, đạt được thành công và chứng minh sự tiến bộ nhờ vào khả năng huy động và sử dụng hiệu quả nhiều nguồn lực tích hợp của cá nhân khi 6 giải quyết các vấn đề của cuộc sống” [20]. Theo quan điểm này thì NL cũng phải thể hiện được qua hiệu quả công việc, đặc biệt là khả năng giải quyết các vấn đề trong cuộc sống nhờ sự huy động của nhiều nguồn lực kiến thức cũng như kĩ năng khác nhau. Quan điểm này cũng không hề mâu thuẫn so với những quan điểm ở trên mà là sự cụ thể hơn về yêu cầu và biểu hiện của năng lực. OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) cho rằng: “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” [23]. Theo Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường: “NL là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như tri thức, KN, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm đạo đức ” [8]. Ở quan điểm này, ngoài yếu tố kiến thức, KN, thái độ thì NL còn phải hội tụ cả yếu tố kĩ xảo, kinh nghiệm. Tuy nhiên, kĩ xảo là mức độ cao hơn KN thể hiện sự thành thạo ở một động tác hay một hoạt động nào đó. Ngoài ra yếu tố kinh nghiệm của mỗi chủ thể không phải là thứ phải dễ có ngay. Nhất là hình thành NL cho HS trong môi trường giáo dục. Chính vì vậy muốn hình thành một NL theo quan điểm này thì không dễ đạt đủ được các TC. - Theo tâm lí học, năng lực là tổ hợp những thuộc tính độc đáo của mỗi cá nhân, phù hợp với các yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt kết quả tốt. Định nghĩa trên nhấn mạnh đến yếu tố tâm lí, thuộc tính độc đáo của mỗi cá nhân trong việc đảm bảo cho hoạt động đạt kết quả. - Theo từ điển Tiếng Việt, năng lực là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó, hoặc là phẩm chất tâm lí và sinh lí, tạo cho con người khả năng hoàn thành hoạt động đó với chất lượng cao. Năng lực được định nghĩa dựa trên dấu hiệu về các yếu tố tạo thành khả năng hành động. Mặc dù có những cách hiểu, cách diễn đạt khác nhau về NL nhưng từ việc phân tích các quan điểm khác nhau của các tác giả chúng tôi nhận thấy những điểm chung đó là: - NL là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của cá nhân, phù hợp với những yêu 7 cầu của một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động có kết quả. - Nói đến năng lực là đề cập tới xu thế có thể đạt được một kết quả nào đó của một công việc nào đó do một con người cụ thể thực hiện (năng lực học tập, năng lực lao động, năng lực quan sát…). Không tồn tại năng lực một cách chung chung, trừu tượng; - Năng lực có nhiều mức độ khác nhau. Sẽ là không đúng nếu cho rằng chỉ có những người đạt được những thành tích đặc biệt trong lĩnh vực hoạt động của mình mới là những người có năng lực. Điều đó cũng có nghĩa là thành tích để dựa vào đó đánh giá năng lực của một người có thể có nhiều mức độ khác nhau. - NL chỉ tồn tại và phát triển trong quá trình hoạt động. Muốn hình thành NL ở cá nhân nhất thiết phải đưa cá nhân tham gia vào hoạt động. Ở đây, đề tài sử dụng khái niệm: “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể”[4]. Năng lực của con người được hình thành và phát triển thông qua quá trình học tập và lao động. Mỗi năng lực là một đơn vị cấu thành nhân cách của con người và cũng là đơn vị nội dung cần được hình thành và phát triển thông qua học tập và giáo dục. Năng lực có cấu trúc và các tiêu chí xác định cụ thể. Mô tả năng lực hành động có cấu trúc gồm 4 năng lực thành phần được tổ hợp và liên kết chặt chẽ với nhau, đó là: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể. Mô hình cấu trúc năng lực này có thể cụ thể hóa trong từng lĩnh vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau và cũng phù hợp với bốn trụ cột giáo dục mà UNESCO đã xác định, đó là: “Học để biết; Học để làm; Học để cùng chung sống và Học để tự khẳng định mình”. Khi tổng quan các nghiên cứu về năng lực, chúng tôi nhận thấy rằng, để hình thành và phát triển năng lực cho con người thì cần phải có điều kiện cần và đủ sau: 8 Điều kiện cần : Kiến thức + Kĩ năng + Phương pháp + Thái độ + Động cơ + Thể lực,... để đáp ứng những yêu cầu phức hợp của một hoạt động, đảm bảo cho hoạt động đó đạt kết quả tốt đẹp trong một điều kiện xác định. Điều kiện đủ: Khả năng của chủ thể kết hợp một cách linh hoạt, có tổ chức và hợp lí các yếu tố cần có để hoàn thành một nhiệm vụ đặt ra, điều này làm nên sự khác biệt của mỗi con người. 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 1.2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Vấn đề trong dạy học vật lí là một nhiệm vụ, một hoạt động, một bài toán nhận thức nào đó mà người học hoặc đối tượng tiếp thu chưa tìm ra được con đường giải quyết cũng như kết quả của nhiệm vụ đó; đồng thời, người học hoặc đối tượng tiếp thu có sẵn kiến thức, kĩ năng thích hợp và có nhu cầu giải quyết. Giải quyết vấn đề là thiết lập và xây dựng phương pháp, phương hướng để giải quyết khó khăn, trở ngại. Trong dạy học vật lí, giải quyết vấn đề có nghĩa là người học huy động, tập hợp kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm đã có để tư duy và thục hành để tìm ra câu trả lời, tù đó người học thu nhận kiến thức và kí năng mới. Theo Phạm Thị Phú, Nguyễn Đức Lâm [14] thì NLGQVĐ của học sinh trong dạy học vật lí là tổ hợp các năng lực thành tố (theo tiến trình giải quyết vấn đề) cho phép người học huy động kiến thức, kĩ năng thích hợp, với thái độ tích cực giải quyết thành công nhiệm vụ nhận thức, lĩnh hội được kiến thức, kĩ năng và phương pháp mới. Ở đây tác giả tập trung vào tổ hợp các năng lực thành tố theo tiến trình giải quyết vấn đề của người học để đánh giá sự phát triển NLGQVĐ. Tác giả Nguyễn Thị Thủy và Đỗ Hương Trà [17] nhận định rằng: Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí là năng lực cá nhân của người học sử dụng hiệu quả kiến thức vật lí, kĩ năng, thái độ để giải quyết tình huống có chứa đựng vấn đề vật lí mà ở đó không chứa đựng những giải pháp thông thường. Nhận định trên nhấm mạnh đến năng lực cá nhân của người học để giải quyết tình huống có vấn đề trong thực tế. 9 Cả hai nhận định trên đều có một điểm chung đó là người học phải huy động, sử dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng và thái độ để giải quyết những tình huống,những nhiệm vụ một cách tốt nhất. Ở đây, đề tài sử dụng khái niệm: Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết những tình huống vấn đề mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường [4], [6]. Qua đây có thể thấy, những đặc điểm của năng lực giải quyết vấn đề đã được mở rộng so với quan niệm truyền thống là: từ tìm hiểu vấn đề cho sẵn sang tìm kiếm và thể hiện vấn đề; từ vấn đề chỉ có một giải pháp đúng sang vấn đề có nhiều giải pháp và nhiều kết quả đầu ra; từ chú trọng quá trình giải quyết vấn đề sang chú trọng cả quá trình và chiến lược giải quyết vấn đề; từ cá nhân chuyển sang hợp tác nhóm để cùng giải quyết. Thực tiễn nhà trường phổ thông nước ta cho thấy, học sinh hầu như đã rất quen thuộc với hoạt động nhóm. Vì vậy nên tiếp cận năng lực giải quyết vấn đề theo hướng vừa đo lường khả năng cá nhân tự giải quyết vấn đề, vừa đo lường khả năng cá nhân tham gia cùng một nhóm để giải quyết vấn đề. 1.2.2. Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí được thể hiện trong các hoạt động của quá trình giải quyết vấn đề. Năng lực giải quyết vấn đề trong học tập vật lí của học sinh gồm các thành tố sau đây: Năng lực tìm hiểu vấn đề, Năng lực đề xuất các giả thiết và trình bày các giải pháp giải quyết vấn đề, Năng lực lập kế hoạch và thực hiện giải pháp, Năng lực đánh giá giải pháp và kết quả [17]. Bảng 1.1. Thành tố năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí Thành tố của năng lực Các chỉ số hành vi giải quyết vấn đề A. Tìm hiểu vấn đề A1. Nhận dạng tình huống, phát hiện vấn đề liên quan đến vật lí trong tình huống phức hợp của đời sống; 10 A2. Xác định, giải thích các thông tin ban đầu, mục tiêu mong muốn của tình huống vấn đề; A3. Hiểu được ngôn ngữ diễn đạt của vấn đề, chia sẻ sự am hiểu về vấn đề với người khác. B. Đề xuất các giả thiết B1. Thu thập, lựa chọn, sắp xếp thông tin. và trình bày các giải B2. Kết nối thông tin với kiến thức đã có và xác lập pháp mối liên hệ giữa cái đã cho và cái cần giải quyết của tình huống. B3. Đề xuất các giả thuyết cho tình huống. B4. Xác định chiến lược GQVĐ, lựa chọn phương thức quan sát hay thí nghiệm hoặc mô hình, phân tích tài liệu…để lựa chọn phương thức giải quyết theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề. C. Lập kế hoạch và thực C1. Thiết lập tiến trình thực hiện. hiện giải pháp C2. Phân bổ và xác định cách sử dụng nguồn lực. C3. Thực hiện và trình bày giải pháp. D. Đánh giá giải pháp D1. Đánh giá giải pháp đã thực hiện. và kết quả D2. Phản ánh giá trị của giải pháp. D3. Xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu nhận. D4. Khái quát hóa giải pháp cho những vấn đề tương tự, vấn đề mới. 1.2.3. Hoạt động giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí Hoạt động giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí là những hoạt động diễn ra khi học sinh đứng trước những vấn đề đó là những câu hỏi, bài toán vật lí cần phải giải quyết, họ phải tìm hiểu, suy nghĩ để nhận diện vấn đề; tìm cách và sáng tạo để giải quyết những vấn đề đó; kết quả là các em lĩnh hội được tri thức và học được cách tự khám phá. 11 Khi học sinh phải tự lực phải giải quyết vấn đề học tập, họ gặp những khó khăn ngăn cản họ tới đích. Khó khăn này chính là cái thúc đẩy hoạt động tìm tòi của họ. Để giải quyết được vấn đề, học sinh không chỉ đơn giản tái hiện những điều đã lĩnh hội được dưới hình thức kinh nghiệm, mà bắt buộc phải biến đổi nội dung hoặc phương pháp sử dụng những điều đã lĩnh hội ược, nghĩa là phải tìm tòi sáng tạo. Lúc đầu những kiến thức còn mang tính khách quan, sau khi học sinh tiếp thu và ý thức được “vấn đề” thì nó biến thành cái chủ quan và tồn tại trong ý nghĩ của học sinh dưới dạng “bài toán nhận thức” hay “vấn đề học tập”[16]. Muốn cho mâu thuẫn khách quan biến thành mâu thuẫn chủ quan thì phải tổ chức được những tình huống đưa chủ thể vào trong quan hệ giữa cái đã cho và cái yêu cầu cần đạt tới, đó gọi là “tình huống có vấn đề”. Để đưa học sinh vào tình huống có vấn đề, phải kích thích được nhu cầu nhận thức của họ, gây được hứng thú nhận thức và niềm tin có thể nhận thức được. Tiếp đó, giáo viên hướng dẫn học sinh tự giải quyết vấn đề. Bằng con đường đó không những học sinh thu được kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới mà họ còn được rèn luyện năng lực tự lực nhận thức và phát triển được năng lực sáng tạo. 1.2.4. Vai trò của hoạt động giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí Mỗi nội dung kiến thức Vật lí mà học sinh được học đều liên hệ mật thiết với những hoạt động nhất định. Đó là những hoạt động được tiến hành trong quá trình hình thành và vận dụng kiến thức đó. Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí, theo hướng giải quyết vấn đề tương đồng với hoạt động giải quyết vấn đề. Do đó, có thể chia hoạt động này theo các giai đoạn: Phát biểu và làm rõ vấn đề; đề xuất và chọn lựa giải pháp; thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề. Ở giai đoạn đầu và giai đoạn cuối, hoạt động giải quyết vấn đề thường được bắt đầu bởi tư duy trực giác. Trong quá trình giải quyết vấn đề, đòi hỏi cách tư duy phê phán, cách tiếp cận sáng tạo để đạt kết quả tìm tòi, xác minh vấn đề, đồng thời đòi hỏi cách tư duy lôgic. Như vậy, hoạt động giải quyết vấn đề là sự phức hợp của nhiều thao tác tư duy. 12 1.3. Công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Có thể dựa trên các thành tố và quá trình giải quyết vấn đề của học sinh để xây dựng khung tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Căn cứ trên các tiêu chí về hành vi đối với các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề chúng ta có thể xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề gồm 4 tiêu chí sau [14]: - Tiêu chí 1: Tìm hiểu vấn đề (2 điểm): học sinh nhận diện được vấn đề, hiểu đúng các đại lượng trong vấn đề, hiểu được mối quan hệ giữa các đại lượng đó. - Tiêu chí 2: Đề xuất giả thuyết và trình bày giải pháp để giải quyết vấn đề (2 điểm): Phát hiện được giải pháp giải quyết vấn đề đưa ra kết quả đúng, tiêu chí cụ thể. - Tiêu chí 3: Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp (2 điểm): Lập kế hoạch logic, trình bày giải pháp chặt chẽ và chính xác đến kết quả cuối cùng. - Tiêu chí 4: Đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề và kết quả (4 điểm): đánh giá nhận xét sau mỗi bước, thực hiện giải pháp, có thể đề xuất giải pháp khác cũng cho kết quả đúng (2 điểm). Vận dụng vào bối cảnh, vấn đề mới (2 điểm): Có thể đề xuất vấn đề. tương tự và đưa ra giải pháp giải quyết. Bảng 1.2. Khung tiêu chí tham chiếu Tiêu chí Tiêu chí chất lượng hành vi HS hiểu đúng vấn đề Hiểu chưa thật đúng vấn đề, còn sai sót nhỏ. Tìm hiểu vấn đề Điểm đánh giá 2 1 Hiểu chưa thật đúng vấn đề, còn sai sót, ảnh hưởng nhiều đến việc tìm 0.5 giải pháp. Hiểu sai vấn đề 0 Đề xuất giả thuyết và Giải pháp đúng. 2 trình bày giải pháp để Giải pháp đúng, tuy nhiên còn có 1.5 13 giải quyết vấn đề thiếu sót nhỏ. Giải pháp đúng, nhưng chưa cụ thể, không chi tiết. Có đưa ra giải pháp, nhưng chưa đúng. Chưa có giải pháp. Lập kế hoạch chặt chẽ, logic và trình bày giải pháp chính xác, khoa học. 1 0.5 0 2 Lập kế hoạch thiếu chặt chẽ, thiếu Lập kế hoạch và thực lôgic, giải pháp chưa hoàn toàn chính hiện giải pháp 1 xác. Không biết lập kế hoạch, giải pháp sai. 0 Có nhận xét sau khi thực hiện giải pháp và đưa ra các giải pháp đúng 2 khác (nếu có). Đánh giá giải pháp và kết quả Nêu được vấn đề tương tự và đưa ra 2 giải pháp đúng. Nêu được vấn đề tương tự nhưng chưa đưa ra được giải pháp giải 1 quyết đúng. Có nhận xét sau khi thực hiện giải pháp nhưng không chính xác, đầy đủ. 1 Không nêu được vấn đề. Không có nhận xét sau khi thực hiện giải pháp tương tự. 0