Một trong những năng lực chung cần phát triển cho người học là năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ) và sáng tạo. Mỗi môn học đều có những đóng góp nhất định trong việc hình thành và phát triển những năng lực chung này. Bài báo tập trung vào việc xây dựng các tình huống có vấn đề (THCVĐ) trong dạy học môn Vật lí ở trường phổ thông để phát triển năng lực GQVĐ cho HS.
VJE Tạp chí Giáo dục, Số 486 (Kì - 9/2020), tr 32-37 ISSN: 2354-0753 XÂY DỰNG TÌNH HUỐNG CĨ VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” (VẬT LÍ 10) ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH Trần Thị Ngọc Ánh1,+, Nguyễn Thị Kim Huệ2 Article History Received: 27/7/2020 Accepted: 14/8/2020 Published: 20/9/2020 Keywords problem solving, problem solving competency, problematic situations, Physics teaching Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế; 2Trường THPT Vĩnh Thạnh, Thị trấn Vĩnh Thạnh, Huyện Vĩnh Thạnh, thành phố Cần Thơ + Tác giả liên hệ ● Email: tranthingocanh@dhsphue.edu.vn ABSTRACT Problem solving capacity is one of the important competencies that need to be formed and developed for students Teaching problem solving skill will help students to be more active, proactive and creative in capturing knowledge Using problematic situations is one of the effective ways to develop students' ability to solve problems The article mentions the creation of some real-life problematic situations, allowing learners to use case information to solve related problems In this way, learners can understand and solve some problematic situations in real life Mở đầu Để bảo đảm phát triển mạnh mẽ bền vững kinh tế tri thức, Đảng Nhà nước ta thông qua Nghị số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thơng, góp phần đổi bản, toàn diện GD-ĐT với mục tiêu quy định: “Đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thơng nhằm tạo chuyển biến bản, toàn diện chất lượng hiệu giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển giáo dục nặng truyền thụ kiến thức sang giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất lực, hài hồ đức, trí, thể, mĩ phát huy tốt tiềm học sinh (HS)” (Bộ GD-ĐT, 2018a) Điều 30 Luật Giáo dục ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS, phù hợp với đặc trưng môn học, lớp học đặc điểm đối tượng HS; bồi dưỡng phương pháp tự học, hứng thú học tập, kĩ hợp tác, khả tư độc lập; phát triển toàn diện phẩm chất lực người học; tăng cường ứng dụng công nghệ thơng tin truyền thơng vào q trình giáo dục” (Quốc hội, 2019) Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí xác định mục tiêu việc học tập mơn Vật lí nhằm giúp HS hình thành, phát triển phẩm chất chủ yếu lực chung quy định Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể; hình thành, phát triển lực vật lí với biểu nhận thức vật lí, tìm hiểu giới tự nhiên góc độ Vật lí vận dụng kiến thức, kĩ học vật lí vào thực tiễn Để giúp HS đạt mục tiêu đó, giáo viên (GV) phải thay đổi phương pháp giáo dục nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo, chủ động HS, giúp HS đóng vai trị trung tâm việc tìm kiếm, chiếm lĩnh nguồn tri thức cho thân (Bộ GD-ĐT, 2018b) Một lực chung cần phát triển cho người học lực giải vấn đề (GQVĐ) sáng tạo Mỗi mơn học có đóng góp định việc hình thành phát triển lực chung Dạy học phát GQVĐ phương pháp dạy học hiệu để phát triển lực GQVĐ Trong phạm vi báo, tập trung vào việc xây dựng tình có vấn đề (THCVĐ) dạy học mơn Vật lí trường phổ thơng để phát triển lực GQVĐ cho HS Kết nghiên cứu 2.1 Năng lực giải vấn đề Năng lực GQVĐ lực quan trọng người mà nhiều giáo dục tiên tiến giới hướng tới Hay nói cách khác, dạy học phát GQVĐ cách tích cực để rèn luyện lực phát GQVĐ cho HS Năng lực GQVĐ HS dạy học thể qua hoạt động q trình GQVĐ Có thể hiểu lực vận dụng cách linh hoạt, sáng tạo kiến thức, kĩ kinh nghiệm thực tiễn thân để giải vấn đề, tình gặp phải Khi GQVĐ cần thực bước: xác định 32 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 486 (Kì - 9/2020), tr 32-37 ISSN: 2354-0753 vấn đề mục tiêu việc cần giải quyết; thu thập thông tin phân tích để đề giải pháp; chọn giải pháp tối ưu giải pháp đề để thực hiện; đánh giá kết thu được, rút kinh nghiệm xử lí vấn đề khác tương tự đề xuất vấn đề cần thiết Theo Chương trình giáo dục phổ thơng 2018, lực GQVĐ thuộc nhóm lực chung, gắn liền với lực sáng tạo Dựa bảng mô tả biểu lực GQVĐ (Bộ GD-ĐT, 2018a), tách rời lực GQVĐ HS dạy học, cho rằng, mức độ lực GQVĐ mô tả sau: Bảng Bảng mô tả tiêu chí báo mức độ đánh giá lực GQVĐ HS Mức độ Năng lực Biểu hiện/ thành phần Tiêu chí Mức Mức Mức Phân tích tình Chưa phân tích Nhận biết thông tin Tự nhận biết huống, phát vấn thông tin hỗ trợ GV thông tin Nhận đề ý tưởng phát Phát biểu vấn đề Chưa phát biểu Phát biểu vấn đề Tự phát biểu được vấn đề vấn đề hỗ trợ GV vấn đề cách khoa học Đề xuất Chưa đề xuất Đề xuất số giải Đề xuất số số giải pháp giải pháp pháp khả thi giải pháp GQVĐ tốt Đề xuất, lựa chọn Lựa chọn giải Chưa lựa chọn Chưa lựa chọn giải Lựa chọn giải giải pháp pháp tối ưu giải pháp pháp tối ưu pháp tối ưu GQVĐ Giải vấn Không giải Cịn lúng túng GQVĐ Thực GQVĐ đề thơng qua giải vấn đề cách trôi chảy pháp đề Đánh giá hiệu Không có khả Tự đánh giá Đánh giá hiệu giải pháp tự đánh giá chưa xác định rõ cụ thể Đánh giá ràng ưu nhược điểm vận dụng Vận dụng cho Chưa biết vận dụng Vận dụng vào số tình Vận dụng tốt vào các tình tương tự vào tình mới tình 2.2 Tình có vấn đề Trong học, HS thường đối mặt với chuỗi tình diễn liên tục Tuy nhiên, tất tình THCVĐ Quan niệm THCVĐ nhiều tác giả nước nghiên cứu, diễn giải khác nhau: theo Từ điển tiếng Việt, THCVĐ hiểu tổng thể nói chung kiện, tượng có quan hệ với diễn khơng gian, thời gian mà diễn biến cần phải đột phá (Hồng Phê, 2000, tr 996); cịn theo Ơkơn (2006), chất THCVĐ lúng túng lí thuyết thực hành để GQVĐ, xuất nhờ tính tích cực nghiên cứu người học; đó, theo Đinh Quang Báo Nguyễn Đức Thành (1996) THCVĐ trạng thái tâm lí chủ thể nhận thức vấp phải mâu thuẫn, khó khăn nhận thức; mâu thuẫn khó khăn vượt khỏi giới hạn có chủ thể, bao hàm điều chưa biết, địi hỏi tìm tịi tích cực, sáng tạo Mặc dù có quan điểm khác nhau, định nghĩa có thống chất THCVĐ phải có chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn phải có tác dụng cho chủ thể tiếp nhận khơng phải mâu thuẫn bên ngồi mà nhu cầu bên chủ thể trạng thái tâm lí độc đáo gọi THCVĐ THCVĐ thể dạng khác nhau, câu hỏi, toán, tượng thực tiễn (tình có thực) câu chuyện GV hư cấu gắn với nội dung học (tình giả định), (Nguyễn Văn Hồng, 2015) Trong dạy học THCVĐ thường phân loại sau (Becerra-Labra cộng sự, 2012): - Tình nghịch lí: Đó tình nhìn tưởng vơ lí, ngược lại giả thuyết công nhận chung Đối với người học, tình tạo cách giới thiệu kiện, tượng trái với quan điểm thông thường, với kinh nghiệm cá nhân họ Việc giải tình đem lại lí thuyết mới, bác bỏ lí thuyết lỗi thời 33 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 486 (Kì - 9/2020), tr 32-37 ISSN: 2354-0753 - Tình lựa chọn: Đó tình xuất người học đứng trước nhiều phương án giải quyết, phương án có kĩ, lựa chọn phương án mà thơi - Tình bác bỏ: Đó tình đặt người học đứng trước kết luận, luận đề sai lầm, phản khoa học Nhiệm vụ người học đưa luận chứng để bác bỏ chúng - Tình sao: Là tình có kiện, tượng mà với kinh nghiệm người học giải câu hỏi “Tại sao?” Trong dạy học, tình phổ biến hiệu - Tình nêu vấn đề cần giải quyết: Khác với tình vụ việc chỗ, vấn đề khơng nói rõ Việc người học phải tìm vấn đề Với lại tình nêu vấn đề, thơng thường người học định thực hành điều tình đưa 2.3 Xây dựng tình có vấn đề dạy học chương “Chất khí” (Vật lí 10) để phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Dưới đây, chúng tơi trình bày kết xây dựng số THCVĐ dạy học - Bài 29 “Q trình đẳng nhiệt - Định luật Bơi-lơ - Ma-ri-ốt” (chương “Chất khí”, Vật lí 10) Trên thực tế có nhiều tình huống, tượng có liên quan đến q trình đẳng nhiệt, GV sử dụng để dẫn dắt HS tìm hiểu mối quan hệ áp suất thể tích nhiệt độ khơng đổi, từ rút nội dung Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt Hoặc, dùng củng cố kiến thức, tập nhà cho HS Từ định hướng đưa ra, GV xây dựng số THCVĐ đề để dẫn dắt HS tìm kiến thức sau: Tình 1: Đặt vấn đề Khi dùng tay bóp bóng bay, lúc ta cảm thấy khó bóp tay có cảm giác bị bóng đẩy ra, tiếp tục bóp bóng bị nổ Tại sao? Giải vấn đề - HS trả lời theo kiến thức có theo gợi ý GV: Khi bóp bóng thể tích giảm áp suất tăng đến lúc áp suất lớn bóng nổ - GV nhận xét câu trả lời HS - Sử dụng phần mềm mô thí nghiệm (thiết kế PowerPoint sử dụng phần mềm PhET ) chiếu video thí nghiệm (kèm theo diễn giải GV) trình đẳng nhiệt để mang lại tính trực quan dễ hình dung kiến thức Kết luận: Trong trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất thể tích tỉ lệ nghịch với Tình 2: Đặt vấn đề Khi bơm xe đạp, ấn tay vào vòi bơm ta thấy cần bơm hạ thấp xuống khó bơm Tại sao? 34 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 486 (Kì - 9/2020), tr 32-37 ISSN: 2354-0753 Giải vấn đề - HS trả lời theo kiến thức có theo gợi ý GV: Khi nhiệt độ khơng đổi áp suất thể tích tỉ lệ nghịch với - GV nhận xét câu trả lời HS - Sử dụng phần mềm mơ thí nghiệm (thiết kế PowerPoint sử dụng phần mềm PhET ) chiếu video thí nghiệm (kèm theo diễn giải GV) trình đẳng nhiệt để mang lại tính trực quan dễ hình dung kiến thức Kết luận: Trong trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất thể tích tỉ lệ nghịch với Tình 3: Đặt vấn đề Cho bong bóng có chứa lượng khí buộc chặt vào bình kín Sau dùng xi-lanh để hút (hoặc nạp khí) vào bình kín bóng to lên (hoặc nhỏ lại) Tại sao? Giải vấn đề - HS trả lời theo kiến thức có theo gợi ý GV: Khi hút khơng khí bên bình kín áp suất tăng, làm chênh lệch với áp suất bên bóng bóng to lên ngược lại - GV nhận xét câu trả lời HS - Sử dụng phần mềm mô thí nghiệm (thiết kế PowerPoint sử dụng phần mềm PhET ) chiếu video thí nghiệm (kèm theo diễn giải GV) trình đẳng nhiệt để mang lại tính trực quan dễ hình dung kiến thức Kết luận: Trong trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất thể tích tỉ lệ nghịch với - Bài 30 “Quá trình đẳng tích Định luật Sác-lơ” Các THCVĐ sử dụng để dẫn dắt HS để tìm hiểu mối quan hệ áp suất nhiệt độ tuyệt đối thể tích khơng đổi Từ đưa nội dung Định luật Sác-lơ; dùng củng cố kiến thức, tập nhà cho HS Từ định hướng đưa ra, GV xây dựng số THCVĐ để dẫn dắt HS tìm kiến thức sau: Tình 1: Đặt vấn đề Làm để lấy nút khỏi chai không chạm tay vào chai? Giải vấn đề - HS trả lời theo kiến thức có: Hơ nóng cổ chai nút chai tự văng ngồi - GV nhận xét câu trả lời HS - Sử dụng phần mềm mơ thí nghiệm (thiết kế PowerPoint sử dụng phần mềm PhET ) chiếu video thí nghiệm (kèm theo diễn giải GV) q trình đẳng nhiệt để mang lại tính trực quan dễ hình dung kiến thức Kết luận: Trong q trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối 35 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 486 (Kì - 9/2020), tr 32-37 ISSN: 2354-0753 Tình 2: Đặt vấn đề Tại lốp xe bơm căng để trời nắng dễ bị nổ? Giải vấn đề - HS trả lời theo kiến thức có theo gợi ý GV: Khi đậu xe nắng, nhiệt độ tăng làm cho áp suất lượng khí bánh xe tăng vượt mức cho phép nên bánh xe bị nổ - GV nhận xét câu trả lời HS - Sử dụng phần mềm mơ thí nghiệm (thiết kế PowerPoint sử dụng phần mềm PhET ) chiếu video thí nghiệm (kèm theo diễn giải GV) trình đẳng nhiệt để mang lại tính trực quan dễ hình dung kiến thức Kết luận: Trong q trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối Tình 3: Đặt vấn đề Làm trứng luộc vào chai có miệng nhỏ kích thước trứng? Giải thích Giải vấn đề - HS trả lời theo kiến thức có theo gợi ý GV: Đốt miếng giấy bỏ vào chai, sau để trứng lên miệng chai, lúc sau trứng tự rơi vào chai Do áp suất bên chai nhỏ áp suất bên ngồi khơng khí - GV nhận xét câu trả lời HS - Sử dụng phần mềm mơ thí nghiệm (thiết kế PowerPoint sử dụng phần mềm PhET ) chiếu video thí nghiệm (kèm theo diễn giải GV) trình đẳng nhiệt để mang lại tính trực quan dễ hình dung kiến thức Kết luận: Trong trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối 36 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 486 (Kì - 9/2020), tr 32-37 ISSN: 2354-0753 2.4 Kết thực nghiệm sư phạm Quá trình thực nghiệm sư phạm tiến hành học kì II năm học 2019-2020 HS lớp 10 Trường THPT Vĩnh Thạnh, huyện Vĩnh Thạnh, TP Cần Thơ Gồm 94 HS nhóm thực nghiệm (các lớp 10A1, 10A2, 10A7) 93 HS nhóm đối chứng (các lớp 10A3, 10A4, 10A5) Kết định tính trình thực nghiệm sư phạm cho thấy việc sử dụng THCVĐ giúp tiết học trở nên sinh động, HS tỏ thích thú với mơn Vật lí, tự nguyện tham gia vào hoạt động học tập nhằm GQVĐ Năng lực GQVĐ HS GV quan sát đánh giá qua tiết học Số lượng HS thực đánh giá lực chọn theo kiểu nghiên cứu trường hợp, gồm 10 HS/lớp thực nghiệm Mức độ đạt qua tiêu chí báo mức độ đánh giá lực GQVĐ HS tổng hợp bảng 2: Bảng Bảng thể kết đánh giá mức độ lực GQVĐ HS Mức Mức Mức Mức Giai đoạn Trước thực nghiệm sư phạm 17 Sau thực nghiệm sư phạm 12 11 Qua bảng 2, nhận thấy số lượng HS có phát triển lực GQVĐ ngày tăng lên mức độ phát triển lực QGVĐ tăng lên qua tiết dạy Bên cạnh phiếu theo dõi đánh giá lực HS, đánh giá lực GQVĐ dựa kết học tập HS thông qua số kiểm tra Kết kiểm tra HS thuộc nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng thể qua bảng 3: Bảng Các tham số thống kê Nhóm Tổng số HS Số kiểm tra S2 S V% XXm X 6,63 0,019 Thực nghiệm 94 188 6,63 3,35 1,83 27,6 5,82 0,019 Đối chứng 93 186 5,82 3,13 1,77 30,41 Kết xử lí tham số thống kê cho thấy ý nghĩa việc sử dụng THCVĐ dạy học, với vai trò thúc đẩy phát triển lực GQVĐ cho HS Kết luận Có thể nói, việc tổ chức dạy học theo hướng phát triển lực GQVĐ cho HS đặt HS vào THCVĐ dạy học, tạo cho HS có mâu thuẫn kiến thức biết (từ học tập, kinh nghiệm thực tiễn…) kiến thức mới, đó, HS xuất nhu cầu nhận thức Từ đó, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo HS trình học tập Trong trình dạy học, GV vận dụng tốt công cụ nâng cao chất lượng dạy học, giúp thực mục tiêu giảng dạy Tài liệu tham khảo Becerra-Labra, C., Gras-Martí, A., & Torregrosa, J M (2012) Effects of a problem-based structure of Physics contents on conceptual learning and the ability to solve problems International Journal of Science Education, 34(8), 1235-1253 Bộ GD-ĐT (2018a) Chương trình giáo dục phổ thơng - Chương trình tổng thể (Ban hành kèm theo Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 Bộ trưởng Bộ GD-ĐT) Bộ GD-ĐT (2018b) Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí (Ban hành kèm theo Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 Bộ trưởng Bộ GD-ĐT) Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành (1996) Lí luận dạy học Sinh học phần Đại cương NXB Giáo dục Hoàng Phê (2000) Từ điển tiếng Việt NXB Đà Nẵng Hoàng Việt Trung (2017) Xây dựng hệ thống câu hỏi tạo tình có vấn đề để phát triển lực học sinh dạy học Lịch sử trường trung học phổ thơng Tạp chí Giáo dục, số 412, tr 23-26 Nguyễn Thanh Huyền (2016) Thiết kế sử dụng tình có vấn đề dạy học Sinh học Tạp chí Giáo dục, số 394, tr 48-50; 30 Nguyễn Văn Hồng (2015) Tiếp cận kĩ thuật dạy học hiệu dạy học môn Sinh học NXB Thái Ngun Ơkơn V (2006) Những sở việc dạy học nêu vấn đề NXB Giáo dục Quốc hội (2019) Luật Giáo dục Luật số 43/2019/QH14 ngày 14/6/2019 37 ... đưa 2.3 Xây dựng tình có vấn đề dạy học chương “Chất khí” (Vật lí 10) để phát triển lực giải vấn đề cho học sinh Dưới đây, chúng tơi trình bày kết xây dựng số THCVĐ dạy học - Bài 29 “Q trình... nhận biết huống, phát vấn thông tin hỗ trợ GV thông tin Nhận đề ý tưởng phát Phát biểu vấn đề Chưa phát biểu Phát biểu vấn đề Tự phát biểu được vấn đề vấn đề hỗ trợ GV vấn đề cách khoa học Đề xuất... vấn đề cần giải quyết: Khác với tình vụ việc chỗ, vấn đề khơng nói rõ Việc người học phải tìm vấn đề Với lại tình nêu vấn đề, thơng thường người học định thực hành điều tình đưa 2.3 Xây dựng tình