Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương mắt các dụng cụ quang vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh​

CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Quế Minh

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Quế Minh

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN ANH THUẤN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục với đề tài: “Xây dựng và

sử dụng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” - Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh” là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các nội dung và kết quả trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tác giả

Nguyễn Thị Quế Minh

Ban Giám Hiệu, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và tổ bộ môn

Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Trường Đại học Sư phạm Thành phố

Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn này

Ban Giám hiệu trường THPT An Nhơn Tây huyện Củ Chi cùng toàn thể quý Thầy cô trong tổ bộ môn Vật lí và các em học sinh lớp 11A2 đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và toàn thể các bạn học viên lớp cao học K27 đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Do điều kiện thực hiện đề tài này có giới hạn về thời gian và đối tượng nên không thể tránh được các thiếu sót Kính mong nhận được sự góp ý từ quý Thầy cô

và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2018 Tác giả

Nguyễn Thị Quế Minh

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

Danh mục các sơ đồ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 6

1.1 Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông 6 1.1.1 Khái niệm về năng lực 6

1.1.2 Các đặc điểm của năng lực 6

1.1.3 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông 7

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 10

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 10

1.2.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 11

1.2.3 Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 12

1.2.4 Các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 14

1.2.5 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong quá trình dạy học vật lí 17

1.2.6 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 20

1.3 Bài tập vật lí 22

1.3.1 Khái niệm bài tập vật lí 22

1.3.2 Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí 22

1.3.3 Phân loại bài tập vật lí 24

1.3.4 Phương pháp giải bài tập vật lí 28

1.3.5 Xu hướng phát triển của bài tập vật lí 33

1.4 Xây dựng hệ thống bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí 33

1.4.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 33

1.4.2 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 34

1.5 Sử dụng hệ thống bài tập vật lí 34

1.5.1 Định hướng sử dụng bài tập vật lí trong dạy học 34

1.5.2 Nguyên tắc sử dụng hệ thống bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 37

1.5.3 Quy trình sử dụng hệ thống bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 37

1.6 Kết luận chương 1 38

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 38

2.1 Tổng quan nội dung và mục tiêu dạy học chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 39

2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Mắt Các dụng cụ quang” 39

2.1.2 Kiến thức, kĩ năng cần đạt được chương “Mắt Các dụng cụ quang” 39

2.2 Thực trạng việc dạy học và sử dụng bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 ở trường phổ thông 42

2.2.1 Mục đích tìm hiểu 42

2.2.2 Đối tượng tìm hiểu 42

2.2.3 Phương pháp tìm hiểu 43

2.2.4 Kết quả tìm hiểu 43

2.2.5 Nguyên nhân của thực trạng 46

2.2.6 Một số giải pháp nhằm khắc phục những khó khăn 47

2.3 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học chương “Mắt Các dụng cụ quang” 47

2.4 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 50

2.4.1 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” 50

2.4.2 Hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” 52

2.5 Sử dụng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 63

2.5.1 Sử dụng bài tập vật lí trong các hoạt động dạy học khác nhau 63

2.5.2 Thiết kế tiến trình dạy học một số giờ học bài tập có sử dụng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” đã xây dựng 64

2.6 Kết luận Chương 2 108

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 109

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 109

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 109

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 109

3.2 Nội dung, đối tượng, thời gian, địa điểm tiến hành thực nghiệm sư phạm 110

3.2.1 Nội dung thực nghiệm sư phạm 110

3.2.2 Đối tượng, thời gian và địa điểm tiến hành thực nghiệm sư phạm 110

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 111

3.4 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 111

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 113

3.6 Kết luận chương 3 135

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các năng lực cốt lõi của học sinh trung học phổ thông 7

Bảng 1.2 Các thành tố và chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ và ST 12

Bảng 1.3 Biểu hiện của năng lực GQVĐ và ST 13

Bảng 1.4 Các mức độ hành vi của năng lực GQVĐ và ST 14

Bảng 1.5 Phương pháp giải bài tập vật lí 32

Bảng 2.1 Bảng kiểm quan sát dành cho giáo viên 48

Bảng 2.2 Hệ thống BT nhằm phát triển các thành phần năng lực GQVĐ và ST 53

Bảng 2.3 Kế hoạch sử dụng hệ thống BT chương “Mắt Các dụng cụ quang” 64

Bảng 2.4 Tóm tắt việc sử dụng BT trong các hoạt động dạy học 64

Bảng 2.5 Tóm tắt việc sử dụng BT trong các hoạt động dạy học bài tập vật lí 93

Bảng 3.1 Kết quả môn Vật lí học kì I của lớp thực nghiệm 110

Bảng 3.2 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 112

Bảng 3.3 Kết quả đánh giá chỉ số hành vi năng lực GQVĐ và ST trước TNSP 127

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá chỉ số hành vi năng lực GQVĐ và ST trong TNSP 128

Bảng 3.5 Kết quả điều tra mức độ biểu hiện của HS trước khi TNSP 130

Bảng 3.6 Kết quả điều tra mức độ biểu hiện của HS trong TNSP 132

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Thí nghiệm đo góc lệch cực tiểu của lăng kính 56

Hình 2.2 Lăng kính 67

Hình 2.3 Đường truyền của tia sáng qua lăng kính 69

Hình 2.4 Đường đi của tia sáng qua lăng kính phản xạ toàn phần 71

Hình 2.5 Quang tâm, trục chính, trục phụ của TKHT 78

Hình 2.6 Tiêu điểm ảnh chính của TKHT 79

Hình 2.7 Tiêu điểm vật chính của TKHT 80

Hình 2.8 Quang tâm, trục chính, trục phụ của TKPK 82

Hình 2.9 Tiêu điểm ảnh chính 82

Hình 2.10 Tiêu điểm vật chínhcủa TKPK 82

Hình 2.11 Đường truyền của chùm tia sáng qua kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực 90

Hình 2.12 Học sinh làm việc nhóm 124

Hình 2.13 Học sinh làm việc cá nhân 125

Hình 2.14 Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ và ST trước TNSP 129

Hình 2.15 Kết quả đánh giá các chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ và ST trong TNSP 129

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1 Phân loại bài tập vật lí 25

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung chương “Mắt Các dụng cụ quang” 39

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ tạo ảnh qua kính thiên văn 89

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ tạo ảnh qua kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực 91

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trong những thập kỷ gần đây, nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ với nhiều thành tựu to lớn, cùng với đó là sự phát triển với tốc độ chóng mặt của khoa học - kĩ thuật Sự phát triển này tác động đến mọi mặt của đời sống xã hội, nên một đòi hỏi

vô cùng cấp thiết được đặt ra, đó là phát triển con người phù hợp với thời đại mới này Để thực hiện yêu cầu đó, ngành Giáo dục – Đào tạo phải có những đổi mới căn bản, mạnh mẽ, đồng bộ về mọi mặt, một trong những đổi mới đó là đổi mới về phương pháp giảng dạy Theo nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII đã chỉ rõ “Đổi mới mạnh

mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh ” 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 Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời Chương trình Giáo dục phổ thông ban hành theo quyết định số 16/2006/QĐ - BGD&ĐT ngày 5/5/2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã nêu: “Phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện từng lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui; hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh” Điều

đó có nghĩa là đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực học tập của người học nhằm giúp học sinh chủ động giải quyết vấn đề, sáng tạo, rèn luyện kỹ năng và thói quen tự học, tinh thần hợp tác, kỹ năng vận dụng kiến thức vào những tình huống khác nhau trong học tập và thực tế

Tuy nhiên thực tiễn dạy học ở Việt Nam chưa đáp ứng được yêu cầu nêu trên, còn tồn tại phương pháp dạy học giáo điều chưa giúp học sinh vận dụng vào thực tiễn Đây là vấn đề giáo dục Việt Nam cần quan tâm Ở các trường Trung học phổ thông ở nước ta, hoạt động sáng tạo chưa được chú ý đúng mức trong quá trình dạy

học Việc phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh chưa được quan tâm đúng mức Đối với môn vật lí, một trong những hoạt động giúp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh là hoạt động giải bài tập Hệ thống bài tập trong sách giáo khoa hầu hết là các bài tập có các dữ kiện cho sẵn đầy đủ; chỉ gợi ý cho học sinh sử dụng một vài công thức hay định luật nào đó là có thể giải quyết được Do đó việc giải bài tập như thế chưa rèn luyện và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh, chưa làm học sinh hứng thú trong học tập để thấy được lợi ích của việc học vật lí trong đời sống

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí ở trường phổ thông góp phần nâng cao hiệu quả dạy học là một vấn đề có tính mới mẻ và cấp thiết đối với giáo dục ở nước ta Những kiến thức về “Mắt và các dụng cụ quang” có ý nghĩa rất lớn trong đời sống và trong kĩ thuật công nghệ Đã có một số đề tài nghiên cứu về xây dựng và sử dụng bài tập song chưa có đề tài nào nghiên cứu việc nâng cao chất lượng dạy học chương “Mắt Các dụng cụ quang” thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập một cách phù hợp

Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương "Mắt Các dụng cụ quang" - vật lí 11 nhằm phát triển

năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 và sử dụng chúng trong dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Những phương pháp dạy học bài tập vật lí ở trường trung học phổ thông

- Các hoạt động dạy và học chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11

Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương "Mắt Các dụng

cụ quang" vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT An Nhơn Tây thuộc huyện

Củ Chi, Thành phố Hồ Chí Minh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật

lí 11 và sử dụng vào dạy học một cách hợp lí thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết

vấn đề và sáng tạo cho học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập trong dạy học vật lí, xây dựng và sử dụng

hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11

Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh

Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc, nội dung chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật

lí 11 để xây dựng hệ thống bài tập cho chương này

Nghiên cứu thực trạng việc sử dụng bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang”

ở trường trung học phổ thông

Thiết kế tiến trình dạy học một số giờ học bài tập có sử dụng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 đã xây dựng

Thực nghiệm sư phạm để xác định tính hiệu quả và tính khả thi của hệ thống bài tập đã đề ra

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Các văn kiện của Đảng và nhà nước, của Bộ giáo dục và đào tạo có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu

Các tài liệu tham khảo để xây dựng cơ sở lí luận của đề tài

Các công trình nghiên cứu các vấn đề có liên quan trực tiếp đến đề tài (các luận văn, các chuyên đề)

Nghiên cứu chương trình, SGK, SGV, SBT, các tài liệu khác để phân tích cấu trúc, nội dung chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11

6.2 Phương pháp quan sát

Chủ yếu là dự giờ, quan sát việc dạy của giáo viên và việc học của học sinh trong quá trình dạy học vật lí

6.3 Phương pháp điều tra

Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng bài tập trong quá trình dạy học chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11

6.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để kiểm chứng giả thuyết khoa học và đánh giá tính khả thi của đề tài

6.5 Phương pháp thống kê toán học

Xử lí kết quả điều tra, kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê

7 Đóng góp mới của luận văn

Đóng góp về lí luận:

- Hệ thống được cơ sở lí luận về năng lực nói chung, năng lực giải quyết vấn đề

và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT

- Hệ thống được cơ sở lí thuyết xây dựng bài tập vật lí ở trường phổ thông Đóng góp về thực tiễn:

- Xây dựng được một hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11

- Bổ sung tài liệu tham khảo cho giáo viên vật lí trung học phổ thông, sinh viên các trường Đại học Sư phạm về tiến trình dạy học một số giờ học bài tập chương

“Mắt Các dụng cụ quang” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh

8 Cấu trúc luận văn

Phần một: Mở đầu

Phần hai: Nội dung nghiên cứu

Chương 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Phần ba: Kết luận

Tài liệu tham khảo

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG

HỆ THỐNG BÀI TẬP NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Năng lực và vấn đề phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông 1.1.1 Khái niệm về năng lực

Năng lực là khả năng thực hiện thành công và có trách nhiệm các nhiệm vụ, giải quyết các tình huống xác định cũng như các tình huống thay đổi trên cơ sở huy động

tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí khác như động cơ, ý chí,

quan niệm, giá trị,… suy nghĩ thấu đáo và sự sẵn sàng hành động

(Bernd Meier và Nguyễn Cường, 2016)

Theo chúng tôi, năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của

nhiều yếu tố như tri thức, kĩ năng, kĩ xảo học được hay sẵn có của cá nhân nhằm xử

lí các tình huống hay giải quyết vấn đề do tình huống này đặt ra một cách linh hoạt,

có trách nhiệm và hiệu quả dựa trên các phương tiện, biện pháp, cách thức phù hợp

1.1.2 Các đặc điểm của năng lực

Năng lực là khả năng, một tiềm năng (không thể quan sát được) hoặc một đặc tính thường trực của một cá nhân

Năng lực là khả năng của một cá nhân cần huy động, thậm chí cần sử dụng có ý thức những nguồn riêng của mình hay những nguồn đến từ bên ngoài Việc huy động các nguồn này được thực hiện có ý thức, có nghĩa là được bảo đảm, không thăm dò, không do dự Các nguồn này được hình thành từ các kiến thức, các kĩ năng, các thái độ Năng lực được hình thành và bộc lộ trong hoạt động Năng lực chỉ tồn tại trong quá trình vận động, phát triển của một hoạt động cụ thể Năng lực vừa là tiền đề, vừa

là kết quả, vừa là điều kiện của hoạt động, đồng thời được phát triển trong chính hoạt động đó Vì vậy, muốn hình thành năng lực, cá nhân nhất thiết phải tham gia vào hoạt động

Năng lực chịu sự chi phối của yếu tố môi trường Nói đến môi trường là nói đến

hệ thống phức tạp, đa dạng các hoàn cảnh bên ngoài, các điều kiện tự nhiên và xã hội

xung quanh cần thiết cho hoạt động sống và sự phát triển của con người Môi trường góp phần tạo nên mục đích, động cơ, phương tiện và điều kiện cho hoạt động giao lưu của cá nhân, qua đó cá nhân chiếm lĩnh được các kinh nghiệm xã hội loài người

để hình thành và phát triển năng lực của mình

1.1.3 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông

Ở Việt Nam, chương trình giáo dục phổ thông tổng thể hình thành và phát triển cho học sinh những năng lực cốt lõi sau:

- Nhóm năng lực chung được tất cả các môn học và hoạt động giáo dục góp phần hình thành, phát triển

- Nhóm năng lực chuyên môn được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định

Những năng lực cốt lõi được thể hiện qua bảng sau (Bộ Giáo dục và đào tạo, 2017)

Bảng 1.1 Các năng lực cốt lõi của học sinh trung học phổ thông

Tự kiểm soát tình cảm, thái độ, hành vi của mình

Tự định hướng nghề nghiệp

Tự học, tự hoàn thiện Năng lực giao tiếp

và hợp tác

Xác định mục đích, nội dung, phương tiện và thái độ giao tiếp

Nhóm năng lực

cốt lõi Năng lực chính Năng lực thành phần

Thiết lập, phát triển các quan hệ

xã hội; điều chỉnh và hóa giải các mâu thuẫn

Xác định mục đích và phương thức hợp tác

Xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân

Xác định nhu cầu và khả năng con người hợp tác

Tổ chức và thuyết phục người khác

Đánh giá hoạt động hợp tác Hội nhập quốc tế

Năng lực giải quyết vấn

đề và sáng tạo

Nhận ra ý tưởng mới Phát hiện và làm rõ vấn đề Hình thành và triển khai ý tưởng mới

Đề xuất, lựa chọn giải pháp Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề

Nhóm năng lực

cốt lõi

Năng lực chính Năng lực thành phần

Năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội

Năng lực tìm hiểu tự nhiên Năng lực tìm hiểu xã hội

Năng lực công nghệ

Thiết kế

Sử dụng Giao tiếp Đánh giá

Năng lực tin học

Sử dụng và quản lý các phương tiện, công cụ, các hệ thống tự động hóa của công nghệ thông tin và truyền thông

Hiểu biết và ứng xử phù hợp chuẩn mực đạo đức, văn hóa và pháp luật trong xã hội thông tin

và nền kinh tế tri thức Nhận biết và giải quyết vấn đề trong môi trường xã hội và nền kinh tế tri thức

Học tập, tự học với sự hỗ trợ của các hệ thống ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông Giao tiếp, hòa nhập, hợp tác phù hợp với thời đại xã hội thông tin

và nền kinh tế tri thức

Phân tích, đánh giá các yếu tố thẩm mĩ

Tái hiện, sáng tạo và ứng dụng các yếu tố thẩm mĩ

Năng lực thể chất

Sống thích ứng và hài hòa với môi trường

Nhận biết và có các kỹ năng vận động cơ bản trong cuộc sống Nhận biết và hình thành các tố chất thể lực cơ bản trong cuộc sống

Nhận biết và tham gia hoạt động thể dục thể thao

Đánh giá hoạt động vận động Bên cạnh việc hình thành, phát triển các năng lực cốt lõi, chương trình giáo dục phổ thông còn góp phần phát hiện, bồi dưỡng năng lực đặc biệt (năng khiếu) của mỗi

cá nhân học sinh

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi chỉ đi sâu vào tìm hiểu về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh THPT

1.2 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

1.2.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Trước khi đi sâu vào nghiên cứu năng lực GQVĐ và ST, chúng ta cùng nhau làm rõ một số khái niệm sau:

* Năng lực GQVĐ

Trong đánh giá PISA 2012, 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

* Sáng tạo, năng lực sáng tạo

Theo từ điển tiếng việt thông dụng thì “sáng tạo là nghĩ ra và làm ra những giá trị vật chất và tinh thần”

Theo các nhà tâm lí học thì sáng tạo là năng lực đáp ứng nhu cầu tồn tại theo lối mới, là năng lực gây ra cái gì đó mới mẻ

Vậy có thể hiểu sáng tạo là tạo ra, đề ra những ý tưởng mới, độc đáo, hữu ích Đối với HS, năng lực sáng tạo trong học tập chính là khả năng giải quyết các vấn đề học tập để tìm ra cái mới, đề xuất được các giải pháp mới hay cải tiến cách làm mới một sự vật, đặt ra nhiều câu hỏi có giá trị để khám phá sự vật xung quanh

Từ những khái niệm nêu ở trên, theo chúng tôi, năng lực GQVĐ và ST của học sinh THPT là khả năng của cá nhân trong việc giải quyết các tình huống có vấn đề

mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường có sẵn, hoặc có thể giải quyết một cách thành thạo với những nét độc đáo riêng, theo chiều hướng luôn đổi mới, phù hợp với thực tế

1.2.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

“Cấu trúc năng lực GQVĐ và ST gồm 6 năng lực thành phần – thành tố” (Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

- Phát hiện và làm rõ vấn đề

- Đề xuất, lựa chọn giải pháp

- Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề

Đề xuất, lựa chọn giải

pháp

Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề

Đề xuất giải pháp Lựa chọn giải pháp phù hợp nhất Thực hiện và đánh giá

giải pháp

Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề; suy ngẫm về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới

Nhận ra ý tưởng mới

Xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp

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

Hình thành và triển khai ý

tưởng mới

Phát hiện vấn đề mới, hình thành ý tưởng mới

Nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi dữ kiện của bài toán

1.2.3 Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

“Mỗi thành tố của năng lực GQVĐ và sáng tạo có những chỉ số hành vi được

cụ thể hóa bằng một số biểu hiện hành vi của cá nhân khi tham gia quá trình giải quyết vấn đề và sáng tạo, cụ thể được biểu hiện qua bảng” (Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

Bảng 1.3 Biểu hiện của năng lực GQVĐ và ST

Thành tố Chỉ số hành vi Biểu hiện cụ thể

Phát hiện và

làm rõ vấn đề

Phân tích tình huống Phân tích các dữ kiện, đặc điểm của tình

huống gặp phải trong bài toán

Phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề

- Phát hiện ra vấn đề thông qua các dữ kiện, đặc điểm đã phân tích

- Phát biểu một cách khái quát và đầy đủ tất

cả các tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống

Đề xuất và

lựa chọn giải

pháp

Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề

Thu thập đầy đủ, sắp xếp lại cẩn thận, rõ ràng những thông tin quan trọng, cần thiết

về kiến thức đã học với vấn đề cần giải quyết

Đề xuất giải pháp Phân tích và đưa ra các giải pháp khác nhau

để giải quyết vấn đề Lựa chọn giải pháp

Hình thành

và triển khai

ý tưởng mới

Phát hiện vấn đề mới, hình thành ý tưởng mới

- Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và cuộc sống

- Suy nghĩ không theo lối mòn, tạo ra yếu

tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau, hình thành và kết nối các ý tưởng

Sẵn sàng thắc mắc trước những thông tin chưa hợp lí, từ đó đặt ra các câu hỏi liên hệ với thực tế từ việc giải quyết vấn đề

Không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn đề và sẵn sàng đánh giá lại vấn đề

- Nhìn nhận vấn đề ở nhiều khía cạnh, không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn

đề

- Quan tâm tới các lập luận và minh chứng thuyết phục, sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề

1.2.4 Các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Căn cứ vào chỉ số hành vi và các biểu hiện cụ thể, chúng tôi đưa ra các mức độ của các hành vi đó như sau:

Bảng 1.4 Các mức độ hành vi của năng lực GQVĐ và ST

Phân tích cẩn thận tất cả các đặc điểm, dữ liệu của tình huống có trong bài toán

Phân tích được các đặc điểm, dữ liệu của tình huống nhưng chưa đầy đủ

Không thể phân tích được tình huống có trong bài toán

Phát hiện và nêu được tình huống

có vấn đề

Phát hiện được vấn đề và phát biểu thành một tình huống có vấn

đề

Phát hiện được vấn đề nhưng chưa phát biểu

nó thành một tình huống có vấn đề

Không nhận biết được các tình huống có vấn đề

Đề xuất,

lựa chọn

giải pháp

Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề

Thu thập và làm

rõ được các thông tin, dữ kiện có liên quan đến vấn

đề

Cần được GV trợ giúp để xác định thông tin quan trọng có liên quan đến vấn đề

Bỏ lỡ một số thông tin quan trọng có liên quan đến vấn

đề

Đề xuất giải pháp

Đề xuất được các giải pháp khác nhau để giải bài toán ngay cả khi bài toán chứa vấn

đề hoàn toàn mới

Chỉ đưa ra được một giải pháp hoặc cần có sự trợ giúp của GV mới đưa ra được giải pháp

Không đưa ra được giải pháp ngay cả khi có

sự trợ giúp của

GV

Lựa chọn giải pháp phù hợp nhất

Lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất

Phân vân không lựa chọn được hoặc chỉ đưa ra được một giải pháp

Không có giải pháp để lựa chọn

Thực hiện giải pháp một cách rõ ràng, chính xác

Thực hiện giải pháp nhưng chưa đầy đủ, thiếu chính xác

Không biết bắt đầu giải quyết bài toán từ đâu

Nêu được ý tưởng mới (bài toán tương tự) có tính sáng tạo và có định hướng giải quyết vấn đề mới

Nêu được ý tưởng mới nhưng chưa có tính sáng tạo và chưa có định hướng giải quyết vấn đề mới

Không nêu được ý tưởng mới hoặc bài toán tương tự

Nghiên cứu

để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi dữ kiện của bài toán

Nghiên cứu dữ kiện mới, xem xét

có áp dụng các giải pháp đã nêu trước đó vào vấn

đề mới hay không, nếu không khả quan sẽ đề xuất giải pháp mới

Cần có sự trợ giúp của GV mới

có thể giải bài toán với dữ kiện mới

Không biết giải bài toán mới bằng cách nào ngay cả khi GV gợi ý

Tư duy

độc lập

Đặt được nhiều câu hỏi có giá trị, không dễ dàng chấp nhận thông tin một chiều

Thắc mắc trước những thông tin

mà HS cho là chưa hợp lí Đặt được các câu hỏi

có liên hệ thực tế

Chỉ đặt ra các câu hỏi xoay quanh kiến thức

đã học nhưng không liên hệ được thực tế

Không thắc mắc khi giải quyết bài toán

Không thành kiến khi xem xét, đánh giá vấn

đề và sẵn sàng đánh giá lại vấn

đề

Nhìn nhận vấn đề

ở nhiều khía cạnh, sẵn sàng đánh giá lại vấn đề nếu thấy chưa hợp lí

Biết phân tích đánh giá vấn đề nhưng chưa đánh giá ở nhiều khía cạnh

Không biết cách đánh giá vấn đề

1.2.5 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong quá trình dạy học vật lí

1.2.5.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là chú trọng tổ chức cho HS hoạt động học Trong dạy học định hướng phát triển năng lực, HS là chủ thể nhận thức,

GV có vai trò tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học tập của HS theo một tiến trình sư phạm hợp lí sao cho HS tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức

1.2.5.2 Một số phương pháp dạy học góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Để hình thành và phát triển năng lực cho HS, cần sử dụng kết hợp nhiều phương pháp và hình thức tổ chức dạy học khác nhau, đặc biệt cần tổ chức các hoạt động học tập gắn liền với thực tiễn để kích thích và hoạt động hóa người học Dưới đây là một

số phương pháp dạy học có nhiều ưu thế trong việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học ở các trường phổ thông:

a Dạy học dự án:

Dạy học dự án là một phương pháp dạy học, trong đó người học thực hiện một

nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực tiễn Kết quả dự

án là những sản phẩm có thể trình bày, giới thiệu

(Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

b Dạy học giải quyết vấn đề:

Dạy học GQVĐ là một quan điểm dạy học mà bản chất của nó là đặt ra trước

HS một hệ thống các vấn đề nhận thức có chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết

và cái chưa biết, chuyển HS vào tình huống có vấn đề, kích thích HS tự giác, có nhu cầu mong muốn GQVĐ, kích thích hoạt động tư duy tích cực của HS trong

quá trình GQVĐ

(Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

c Dạy học khám phá:

Dạy học khám phá là phương pháp dạy học cung cấp cho HS cơ hội để trải

nghiệm các hiện tượng và quá trình khoa học Nó tạo điều kiện cho HS bộc lộ

những quan niệm sai lầm vốn có của họ, khuyến khích họ trao đổi, thảo luận với

nhau để đề xuất các giả thuyết, thu thập thông tin, tìm kiếm bằng chứng, xây dựng các kế hoạch hành động nhằm kiểm chứng các giả thuyết ban đầu, từ đó

tìm ra các kết luận mang tính khoa học Thông qua các hoạt động đó, HS có thể

tự điều chỉnh và thay đổi các quan niệm trước đó của mình để tiếp nhận kiến

thức mới; đồng thời, HS cũng có cơ hội để phát triển tư duy phê phán, rèn luyện

năng lực GQVĐ và rất nhiều các kĩ năng cần thiết cho một cuộc sống độc lập sau này

(Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

d Dạy học theo nhóm: “Dạy học theo nhóm là một hình thức xã hội, hay là hình thức của hợp tác dạy học” (Bernd Meier và Nguyễn Cường, 2016) Dạy học theo nhóm là phương pháp dạy học tích cực, trong đó các thành viên tham gia hoạt động

và học tập cùng trong một nhóm nhỏ Mỗi nhóm tự lực hoàn thành các nhiệm vụ học tập trên cơ sở phân công và hợp tác làm việc Kết quả làm việc của nhóm sau đó được trình bày và đánh giá trước toàn lớp

e Dạy học bằng bài tập tình huống:

Dạy học bằng bài tập tình huống là một phương pháp mà GV tổ chức cho HS

xem xét, phân tích, nghiên cứu, thảo luận để tìm ra các phương án giải quyết cho các tình huống, qua đó mà đạt được các mục tiêu bài học đặt ra

(Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

Trong nội dung của luận văn này, tôi sử dụng phương pháp dạy học GQVĐ để phát triển năng lực GQVĐ và sáng tạo của HS trong quá trình dạy chương “Mắt Các dụng

cụ quang”

1.2.5.3 Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

Tác giả Trần Bá Hoành (2003) đã cụ thể hóa tổ chức dạy học GQVĐ gồm 3 bước như sau (Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, 2016)

- Bước 1: Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức:

+ Tạo tình huống có vấn đề

+ Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh

+ Phát biểu vấn đề cần giải quyết

+ Thảo luận kết quả và đánh giá

+ Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu ra

+ Phát biểu kết luận

+ Đề xuất vấn đề mới

Khâu quan trọng nhất của phương pháp dạy học này là tạo tình huống có vấn

đề, điều chưa biết là yếu tố trung tâm gây ra sự hứng thú nhận thức, kích thích tư duy, tính tự giác tích cực trong hoạt động nhận thức của HS

Trong dạy học GQVĐ, HS vừa nắm tri thức mới, vừa trải nghiệm cách nắm tri thức đó, phát triển tư duy tích cực sáng tạo, phát hiện kịp thời và giải quyết hợp lí các vấn đề nảy sinh Vì vậy trong dạy học GQVĐ chứa đựng cả yếu tố sáng tạo

1.2.6 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Theo quan điểm phát triển năng lực, việc đánh giá kết quả học tập không lấy việc kiểm tra khả năng tái hiện kiến thức đã học làm trung tâm của việc đánh giá Đánh giá kết quả học tập theo năng lực cần chú trọng khả năng vận dụng sáng tạo tri thức trong những tình huống ứng dụng khác nhau

Dựa theo “Tài liệu Dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh môn Vật lí THPT”, chúng tôi sử dụng phương pháp đánh giá năng lực GQVĐ và ST của học sinh trong quá trình học chương “Mắt Các dụng cụ quang” (Bộ Giáo Dục và Đào tạo, 2014)

1.2.6.1 Đánh giá thông qua quan sát

Đánh giá thông qua quan sát trong giờ học là một hình thức đánh giá rất quan trọng, nó giúp cho người dạy có cái nhìn tổng quan về thái độ, hành vi, sự tiến bộ của các kĩ năng học tập của người học suốt cả quá trình dạy học, để từ đó có thể giúp cho người học có thái độ học tập tích cực và tăng cường các kĩ năng học tập

Bằng quan sát, GV thu thập một loạt các thông tin vừa mang ý nghĩa định tính

là những biểu hiện năng lực GQVĐ của HS, vừa mang ý nghĩa định lượng, chẳng hạn

số lần thực hiện GQVĐ của học sinh Để có lượng thông tin đầy đủ đòi hỏi người quan sát phải tập trung vào đối tượng quan sát, theo dõi sát sao, tránh bỏ sót những thông tin (nhất là những thông tin chủ yếu, quan trọng) liên quan đến việc đánh giá năng lực GQVĐ và ST của đối tượng quan sát Giáo viên sàng lọc và lưu trữ các thông tin chủ yếu quan trọng để phục vụ cho việc đánh giá năng lực GQVĐ và ST của học sinh

Các quan sát có thể là: Quan sát thái độ trong giờ học; Quan sát tinh thần xây dựng bài; Quan sát thái độ trong hoạt động nhóm; Quan sát kĩ năng trình diễn của HS; Quan sát HS thực hiện các dự án trong lớp học, quan sát một sản phẩm thực hiện trong giờ học Muốn đánh giá HS thông qua quan sát GV cần thiết kế bảng kiểm quan sát, phiếu điều tra

1.2.6.2 Đánh giá thông qua vấn đáp, thảo luận nhóm

GV đặt những câu hỏi cho HS trả lời cá nhân hay hoạt động nhóm trong quá trình dạy bài mới nhằm đánh giá mức độ đạt được mục tiêu bài học hoặc chẩn đoán những khó khăn mà người học mắc phải nhằm cải thiện quá trình dạy, giúp người học cải thiện việc học tập của mình Tăng cường quá trình thảo luận nhóm trong các giờ học giúp HS rèn luyện kĩ năng hợp tác, kĩ năng thuyết trình, kĩ năng giải quyết vấn đề

1.2.6.3 Đánh giá qua thực tiễn

Đánh giá qua thực tiễn là đưa ra cho HS những thách thức thực tế và thường được đánh giá thông qua năng lực thực hiện các nhiệm vụ trong thực tiễn Trong dạy học vật

lí sử dụng hình thức đánh giá này đánh giá được một số năng lực của HS như:

- Sử dụng được kiến thức vật lí, kĩ năng … để thực hiện các nhiệm vụ học tập

- Vận dụng kiến thức vật lí, kĩ năng vào các tình huống thực tiễn (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, thực hiện giải pháp, đánh giá giải pháp…)

- 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

- Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

- Mô tả được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ

- 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 của vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử Sau quá trình thu thập thông tin từ bảng kiểm quan sát, phiếu điều tra kết hợp với phương pháp vấn đáp, GV phân tích thông tin và xác định kết quả đạt được của

HS Từ kết quả đạt được, GV phản hồi lại năng lực GQVĐ và ST của các em, nhận xét về khâu nào các em đã giải quyết tốt, khâu nào cần phải cố gắng hơn Từ đó, giúp

HS khắc phục những hạn chế mắc phải đồng thời tự bản thân GV cũng từ các kết quả

đó mà xem xét lại nội dung, phương pháp dạy học của bản thân có giúp HS phát triển tốt năng lực GQVĐ và ST hay không để có những điều chỉnh kịp thời

1.3 Bài tập vật lí

1.3.1 Khái niệm bài tập vật lí

Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn, người ta thường hiểu bài tập vật lí là những bài tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn

(Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016) Mặc dù có nhiều cách định nghĩa khác nhau nhưng bài tập vật lí với tư cách là một

phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông Mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài

liệu giáo khoa trong các tiết học chính là một bài tập đối với học sinh

(Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016)

1.3.2 Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí

Bài tập vật lí là một phương tiện quan trọng giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ

xảo vận dụng lí thuyết đã học vào thực tiễn Thông qua dạy học về bài tập vật lí,

người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những khái niệm vật lí, quy luật vật lí, hiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học Nhờ đó mà kiến thức trở nên sống động, có ý nghĩa trong việc

giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra Kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực

tiễn là thước đo mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức học sinh đã

thu nhận được

(Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016) Bài tập vật lí có thể được sử dụng như một phương tiện độc đáo để hình thành tri thức, kinh nghiệm mới cho học sinh Có lúc trong dạy học một số đề tài mà việc

hình thành tri thức mới thực chất là hệ thống hóa nhiều vấn đề riêng lẻ đã học để khái quát hóa quy nạp mà có Kết quả của những bài tập loại này sẽ được khái quát hóa lại thành định luật, hệ quả, tri thức mới cho HS

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, HS phải phân tích đề bài, xem đề bài đã cho gì, cần gì, phải tái hiện kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa… để xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, kiểm tra kết luận Vì thế bài tập vật lí sẽ là phương tiện rất tốt

để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho người học, đặc biệt là khi khám phá ra bản chất của các hiện tượng vật lí được trình bày dưới dạng các tình huống

vấn đề

(Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016)

“Bài tập vật lí là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của HS” (Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016)

Để thực hiện chức năng này thì bài tập vật lí là một phương tiện rất có hiệu quả Bằng cách giao cho HS giải những bài tập có nội dung và phương pháp gắn với nội dung và phương pháp của vấn đề sắp được nghiên cứu, GV có thể giúp HS nhớ lại, củng cố kiến thức đã học một cách vững chắc Do đó họ sẽ vững vàng hơn khi bước vào tiếp thu bài mới Hơn nữa khi thấy được sự liên quan logic giữa tri thức cũ với vấn đề mới, HS càng hứng thú hơn với việc tham gia xây dựng bài mới Bởi vì một mặt họ thấy tính hữu ích của tri thức đã học, mặt khác họ vững tin hơn vào khả năng của mình

Để có được nền khoa học vật lí như ngày nay, lịch sử vật lí đã trải qua bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tư tưởng bảo thủ, lạc hậu, phản động Nhờ dạy học về bài tập vật lí, giáo viên có thể giới thiệu cho HS biết sự xuất

hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay đổi

thế giới

(Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016)

“Bài tập vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp” (Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016) Nhiều BTVL có nội dung kĩ thuật, nhiều bài gắn với thực tế có tác dụng giúp HS củng cố được những kĩ năng thực hành, những hiểu biết cần thiết theo nội dung của giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

Bài tập vật lí cũng là phương tiện giúp HS rèn luyện được những phẩm chất tâm lí quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, có tính kế hoạch trong hoạt động nhận thức, rèn luyện tính tự lực, tự giác trong hoạt động học tập

Bài tập vật lí giúp GV kiểm tra được trình độ lĩnh hội tri thức của HS, kĩ năng thực hành, kĩ năng tính toán, kĩ năng sử dụng ngôn ngữ, kĩ năng vận dụng lí

thuyết để giải quyết những tình huống cụ thể của thực tiễn Tùy theo cách đặt

câu hỏi kiểm tra, GV có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của

HS, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của HS được chính xác

(Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng và Phạm Xuân Quế, 2002)

1.3.3 Phân loại bài tập vật lí

Bài tập vật lí rất đa dạng và phong phú Có nhiều cách phân loại bài tập, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, tùy theo mức độ yêu cầu phát triển tư duy, tùy theo

nội dung, theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, mà có thể phân

loại bài tập vật lí theo nhiều cách khác nhau

(Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016) Theo tác giả Đỗ Hương Trà, bài tập được phân loại theo: yêu cầu mức độ phát triển tư duy, nội dung bài tập, phương thức cho điều kiện và phương thức giải, dạng câu hỏi trong bài tập

Theo X.E Camennetxki và V.P Ôrêkhốp, có thể phân loại bài tập theo các dấu hiệu: nội dung, mức độ phức tạp, theo đặc điểm và phương pháp nghiên cứu, phương thức giải

Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm, bài tập vật lí được phân loại theo hai dấu hiệu: phương thức giải và mức độ khó

Kết hợp cách phân loại bài tập vật lí của các tác giả trên và thực tiễn dạy học, chúng tôi đưa ra sơ đồ phân loại bài tập vật lí như sau:

Sơ đồ 1.1 Phân loại bài tập vật lí

“Phân loại theo mức độ phát triển tư duy” (Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016) + Bài tập luyện tập: là những bài tập mà hiện tượng xảy ra chỉ tuân theo một quy tắc, một định luật vật lí đã biết; muốn giải chỉ cần thục hiện một lập luận đơn giản hay áp dụng công thức đã biết Loại bài tập này dùng để củng cố kiến thức lí thuyết cơ bản đã học, hoặc sau khi học một kiến thức vật lí mới Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của người học mà chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn cách thức giải

+ Bài tập sáng tạo: là bài tập được xây dựng nhằm mục đích bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS Loại bài tập này yêu cầu HS phải có khả năng phân tích

đề bài, vận dụng tổng hợp kiến thức để giải quyết vấn đề đặt ra, có đầu óc tưởng

Dựa theo nội dung vật lí

Dựa theo mục đích sử dụng

Dựa theo hình thức làm bài

tượng, biết cách suy diễn và lập luận để thiết lập các mối quan hệ cần xác lập một cách chặt chẽ và có logic

- Phân loại theo nội dung bài tập:

+ Bài tập có nội dung cụ thể: là những bài tập có dữ liệu là các số liệu cụ thể, thực tế và HS có thể đưa ra lời giải dựạ vào vốn kiến thức vật lí cơ bản đã có

+ Bài tập có nội dung trừu tượng: là những bài tập mà các dữ kiện cho dưới dạng chữ Trong bài tập này, bản chất được nêu bật trong đề bài, những chi tiết không bản chất đã được lược bỏ bớt HS có thể nhận ra cần sử dụng công thức, định luật vật

lí nào để giải bài tập đã cho

+ Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp: là những bài tập có nội dung chứa đựng các kiến thức về kĩ thuật, về sản xuất, công nông nghiệp, về giao thông vận tải + Bài tập có nội dung lịch sử: là các bài tập chứa đựng các kiến thức có liên quan đến lịch sử như những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển, những phát minh sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử

+ Bài tập vui: là các bài tập sử dụng các sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui Việc giải các bài toán này sẽ làm cho tiết học thêm sinh động, nâng cao hứng thú học tập của HS

- Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải:

Bài tập định tính: là những bài tập mà khi giải HS không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp hay chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được Muốn giải những bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí và nhận biết

được những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể

Bài tập đồ thị: là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải

tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

(Nguyễn Đức Thâm, 2002)

“Phân loại theo dạng câu hỏi trong bài tập” (Đỗ Hương Trà và Phạm Gia Phách, 2016)

+ Bài tập đóng: là các bài tập mà người học không cần tự trình bày câu trả lời

mà lựa chọn từ những câu trả lời cho trước hoặc là các bài tập trong đó câu hỏi đưa

ra chỉ co duy nhất một phương án trả lời đúng Như vậy trong loại bài tập này, giáo viên đã xác định được câu trả lời đúng

+ Bài tập mở: là những bài tập không có lời giải cố định cho cả giáo viên và HS Loại bài tập này được đặc trưng bởi sự trả lời tự do của cá nhân, cho phép tiếp cận vấn đề theo các cách khác nhau và dành không gian cho sự tự quyết định của người học Nó được sử dụng trong luyện tập hoặc kiểm tra năng lực vận dụng tri thức từ các lĩnh vực khác nhau để giải quyết các vấn đề

- Phân loại theo nội dung vật lí:

+ Bài tập Cơ học: là các bài tập có nội dung liên quan đến phần Cơ học

+ Bài tập Nhiệt học: là các bài tập có nội dung liên quan đến phần Nhiệt học + Bài tập Điện học: là các bài tập có nội dung liên quan đến phần Điện học.+ Bài tập Quang học: là các bài tập có nội dung liên quan đến phần Quang học + Bài tập Vật lí hạt nhân nguyên tử: là các bài tập có nội dung liên quan đến phần hạt nhân nguyên tử

- Phân loại theo mục đích sử dụng:

+ Bài tập xây dựng kiến thức mới: là bài tập dùng để gợi mở trong suy nghĩ học sinh những vấn đề sắp được nghiên cứu trong tiết học để từ đó dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới, một khái niệm mới

+ Bài tập củng cố kiến thức: là bài tập được sử dụng khi học sinh mới lĩnh hội được kiến thức, nhằm giúp học sinh vận dụng và củng cố kiến thức mình vừa học + Bài tập kiểm tra đánh giá: là bài tập mô tả các tình huống mở, trong đó đòi hỏi HS phải phát hiện được vấn đề cần giải quyết và độc lập giải quyết vấn đề theo các cách thức khác nhau, kết nối kiến thức với vốn kinh nghiệm sống của người học

- Phân loại theo hình thức làm bài:

+ Bài tập tự luận: những bài tập tổng hợp bao gồm những đề tài lớn hoặc những bài làm trong thời gian ngắn về một nội dung kiến thức hay những bài tập và câu hỏi

về nội dung vừa học Loại bài tập này yêu cầu HS phải trình bày bài giải hoặc câu trả lời trên giấy

+ Bài tập trắc nghiệm khách quan: là loại bài tập cho câu hỏi và đáp án Các đáp

án có thể là đúng, gần đúng hoặc sai Đối với loại bài tập này, khi làm bài HS chỉ phải chọn một câu trả lời trong số các câu trả lời đã được cung cấp

1.3.4 Phương pháp giải bài tập vật lí

Đối với học sinh THPT, việc giải BT vật lí giúp các em ôn tập, củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Ngoài ra, nó còn giúp các em làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả năng tư duy cũng như giúp các em tự kiểm tra mức độ nắm kiến thức của bản thân

Tuy nhiên, các em còn gặp nhiều khó khăn trong việc giải BT vật lí như: không tìm được hướng giải quyết vấn đề, không vận dụng được lí thuyết vào việc giải BT, không tổng hợp được kiến thức thuộc nhiều phần của chương trình đã học để giải quyết một vấn đề chung, hay khi giải các BT thì thường áp dụng một cách máy móc các công thức mà không hiểu rõ ý nghĩa vật lí của chúng

Vì vậy việc rèn luyện cho HS biết cách giải BT một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết