8. Những chữ viết tắt trong đề tài
2.2.2. Hƣớng dẫn HS giải quyết vấn đề trong dạy học VL
2.2.2.1. Khái niệm PP giải quyết vấn đề
Là PP DH chuyên biệt, theo một cấu trúc mà trong đó mọi hoạt động của thầy đều hƣớng vào một mục đích là kích thích và hỗ trợ để HS tìm kiếm lời giải của bài toán, giữ nhiệm vụ trung tâm, chỉ đạo. Đó là xây dựng bài toán “tìm tòi” Ơristic. GV dạy cho HS thói quen tìm tòi GQVĐ theo cách của các nhà KH. Cách xây dựng này đã lôi kéo HS tự giác tham gia vào giải quyết nhiệm vụ học tập của mình, phát huy HĐNT tự chủ, TC của bản thân. Bên cạnh đó, kiểu DH này còn giúp phát triển trí tuệ, năng lực của HS. Bài toán nhận thức có thể đƣợc xây dựng trên cơ sở một PP DH cụ thể nào đó nhƣ diễn giảng, thuyết trình, thí nghiệm… Lúc đó các PP này đƣợc gọi là diễn giảng nêu vấn đề, thí nghiệm nêu vấn đề…
Ta có thể nhận biết và tiếp cận PP DH nêu vấn đề bằng 3 đặc trƣng cơ bản của nó: - GV đặt ra trƣớc HS bài toán nhận thức (tình huống học tập) nhƣng đƣợc cấu trúc một cách sƣ phạm để tình huống đó trở thành tình huống có vấn đề đối với HS.
- HS có tiếp nhận tình huống đó để trở thành nhiệm vụ học tập của mình hay không. Tức là lúc đó, trong HS xuất hiện trạng thái tâm lí đặc biệt, có nhu cầu bức bách muốn giải quyết bằng đƣợc tình huống đó, bằng cách các em đề xuất đƣợc một số giả thuyết để giải bài toán nhận thức.
- Bằng cách tổ chức để HS tham gia giải bài toán nhận thức nhƣ vạch kế hoạch các bƣớc tiến hành kiểm tra giả thuyết, khẳng định giả thuyết đúng …các em học đƣợc cả kiến thức và cách giải bài toán, để có niềm vui sáng tạo.
2.2.2.2. Sơ lược về giải quyết vấn đề
a) Tiến trình giải quyết vấn đề trong KH
Tiến trình GQVĐ KH KT của nhà bác học diễn ra nhƣ sau:
● Xác định rõ nội dung, yêu cầu cần giải quyết, những điều kiện đã cho và những điều kiện cần đạt tới.
● Tìm hiểu xem trong kho tàng kiến thức, kinh nghiệm loài ngƣời đã có cách GQVĐ đó hoặc vấn đề tƣơng tự chƣa.
- Nếu đã có, thì liệt kê tất cả các giải pháp đã có, lựa chọn một giải pháp thích hợp.
- Nếu chƣa có, thì phải đề xuất ra giải pháp mới hay xây dựng kiến thức, phƣơng tiện mới dùng làm công cụ để GQVĐ.
● Thử nghiệm áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới và thực tiễn để đánh giá hiệu quả của chúng, từ đó bổ sung, hoàn thiện kiến thức đã xây dựng, giải pháp đã đề xuất.
b) Đặc điểm của quá trình HS GQVĐ trong học tập
Ta có thể dựa theo tiến trình giải quyết một vấn đề KH KT của nhà bác học để tổ chức quá trình DH ở trƣờng PT nhằm hình thành ở HS năng lực GQVĐ. Ta gọi kiểu DH đó là DH GQVĐ.
Tuy nhiên, để có thể thành công, cần chú ý đến những điểm khác nhau giữa nhà bác học và HS trong khi GQVĐ, trên cơ sở đó đề xuất những biện pháp sƣ phạm thích hợp, những điểm đó là:
● Về động cơ, hứng thú, nhu cầu:
- Nhà bác học khi GQVĐ là đã xác định rõ mục đích, tự nguyên đem hết sức mình giải quyết bằng đƣợc vấn đề đặt ra, coi đó là nhu cầu bức thiết của bản thân.
- HS: Động cơ, hứng thú đang đƣợc hình thành, ý thức về mục đích trách nhiệm còn mờ nhạt, do đó chƣa tập chung chú ý đem hết sức mình ra GQVĐ học tập.
●Về năng lực giải quyết vấn đề:
- Khi chấp nhận giải quyết một vấn đề, nhà bác học đã xó một trình độ kiến thức, kĩ năng kĩ xảo cần thiết. Tuy nhiên, nhà bác học nhiều khi cũng phải tích lũy thêm kinh nghiệm, sáng tạo thêm phƣơng tiện lí thuyết và vật chất để hoạt động.
- Đối với HS, đây chỉ là bƣớc đầu làm quen với việc giải quyết một vấn đề KH. Vấn đề đặt ra cho HS giải quyết cũng giống nhƣ vấn đề của nhà bác học nhƣng kiến thức, kinh nghiệm, năng lực của học còn rất hạn chế.
● Về thời gian dành cho việc giải quyết vấn đề:
- Những kiến thức mà HS cần chiếm lĩnh là những kiến thức mà nhiều thế hệ các nhà bác học đã phải trải qua thời gian dài mới đạt đƣợc và mỗi nhà bác học cũng chỉ góp một phần nhỏ vào lâu đài KH đó.
HS thì chỉ đƣợc dành một thời gian ngắn, thậm chí chỉ 30 phút đồng hồ đã phải phát hiện ra một định luật VL. Đó là điều quá sức mà ngay cả các bậc thiên tài cũng khó làm đƣợc.
● Về điều kiện phƣơng diện làm việc
- Nhà bác học có trong tay hoặc phải tạo ra những phƣơng tiện chuyên dùng đạt độ chính xác cao và những điều kiện thích hợp nhất để GQVĐ.
- HS chỉ có những phƣơng tiện thô sơ của trƣờng PT với độ chính xác thấp, chỉ có điều kiện làm việc tập thể ở lớp hay ở phòng thực hành, có khi không thể lặp đi lặp lại nhiều lần.
DH PH-GQVD là kiểu dạy trong đó dạy cho HS thói quen tìm tòi GQVĐ theo cách của các nhà KH. Trong kiểu DH này, GV vừa tạo ra cho HS nhu cầu hứng thú hoạt động sáng tạo, vừa rèn luyện khả năng sáng tạo. HS không thể hoàn toàn tự lực xây dựng kiến thức KH đƣợc mà cần có sự giúp đỡ của GV. Sự giúp đỡ của GV không phải là giảng giải, cung cấp cho HS những kiến thức có sẵn mà là tạo điều kiện để cho họ có thể trải qua các giai đoạn chính của quá trình GQVĐ và tự lực thực hiện một số khâu trong qua trình đó, động viên khuyến khích HS kịp thời. Nhƣ vậy, quá trình học tập của HS
thực chất là HS hoạt động tự lực trong sự phối hợp với tập thể và sự hƣớng dẫn, giúp đỡ của GV liên tiếp giải quyết những vấn đề do nhiệm vụ học tập đề ra, kết quả của quá trình giải quyết những vấn đề đó là HS chiếm lĩnh đƣợc kiến thức và phát triển đƣợc năng lực nhận thức của mình.
2.2.2.3. Hướng dẫn HS giải quyết vấn đề trong DHVL
HĐNT của con ngƣời chỉ thật sự bắt đầu khi con ngƣời gặp phải mâu thuẫn: một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mới phải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức, kĩ năng đã có không đủ. Để giải quyết đƣợc nhiệm vụ nhận thức mới, khắc phục đƣợc mâu thuẫn trên thì phải xây dựng kiến thức mới, PP mới, kĩ năng mới. Nhƣ vậy, HĐNT của HS trong học tập thực chất là hoạt động GQVĐ nhận thức.
Để cho việc sử dụng một số PPNT VL trong quá trình tổ chức HĐNT của HS đạt hiệu quả cao, ta cần nghiên cứu một số nét chung của quá trình tổ chức, hƣớng dẫn HS GQVĐ. Trên cơ sở đó, có thể định hƣớng cho việc lựa chọn PPNT thích hợp để GQVĐ. Quá trình học tập sẽ là quá trình liên tiếp giải quyết các vấn đề học tập.
a) Tổ chức tình huống có vấn đề
Tổ chức tình huống có vấn đề thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức đƣợc vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú GQVĐ, biết đƣợc mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định đƣợc làm nhƣ thế nào.
Cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống có vấn đề liên tiếp, đƣợc sắp đặt theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu, nhằm đƣa HS tiến dần từ chỗ chƣa biết đến biết, từ biết không đầy đủ đến biết đầy đủ và NC dần năng lực GQVĐ của HS.
Quá trình tổ chức tình huống có vấn đề trong lớp có thể gồm các giai đoạn sau:
- GV mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận đƣợc bằng TN thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tƣợng cần nghiên cứu.
- GV yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tƣợng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ VL.
- GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tƣợng xảy ra trong hoàn cảnh đã mô tả hoặc giải thích hiện tƣợng quan sát đƣợc dựa trên những kiến thức và PP đã có từ trƣớc.
- GV giúp HS phát hiện chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cách GQVĐ và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết (dƣới dạng câu hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt đƣợc).
Nhƣ vậy, tình huống có vấn đề xuất hiện khi HS ý thức đƣợc rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhận thấy mình có khả năng GQVĐ, nếu cố gắng suy nghĩ và TC hoạt động.
b) Các kiểu hƣớng dẫn HS giải quyết vấn đề
Dựa theo những cách mà các nhà KH thƣờng dùng để giải quyết các vấn đề KH KT, có thể có những kiểu hƣớng dẫn HS GQVĐ sau: Hƣớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức đã biết, PP đã biết; hƣớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần; hƣớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.
●Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức đã biết, PP đã biết
Các định luật VL rất đơn giản, nhƣng biểu hiện của chúng trong thực tế lại rất phức tạp. Các định luật VL thƣờng phát biểu lên các mối quan hệ trong điều kiện lí tƣởng, hiện tƣợng chỉ bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân tác động đồng thời hoặc chuyển biến nhanh teo nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có một nguyên nhân nhƣng ta chỉ quan sát thấy giai đoạn cuối cùng.
Hƣớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, PP đã biết có nghĩa là thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một cách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng PP phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra dấu hiệu tƣơng tự với cái đã biết. Kiểu hƣớng dẫn này thƣờng gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhƣng chƣa có PP, quy trình hữu hiệu. Có ba trƣờng hợp phổ biến sau:
- Hƣớng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ VL. Nhiều khi ngôn ngữ trong đời sống hằng ngày không giống nhƣ ngôn ngữ dùng trong các định luật, quy tắc VL. Nếu không chuyển đƣợc sang ngôn ngữ VL thì không thể nào áp dụng đƣợc các định luật, quy tắc đã biết.
Ví dụ: Giải thích vì sao ngồi trên xe đang chạy hãm phanh đột ngột, ngƣời lại ngã về phía trƣớc. Mới nghe thì không thấy có định luật Vl nào nói đến “xe đang chạy”, “ngã”
và “hãm phanh đột ngột”. Nếu phân tích kĩ ý nghĩa của các cụm từ này, HS dễ nhận ra dấu hiệu quen thuộc của quán tính: “Xe đang chạy” có nghĩa là ngƣời đang chuyển động cùng xe, “hãm phanh đột ngột” có nghĩa là xe dừng lại đột ngột, “người ngã về trước”
có nghĩa là ngƣời tiếp tục chuyển động về trƣớc so với xe. Hiểu theo ngôn ngữ VL nhƣ thế, HS sẽ giải thích đƣợc hiện tƣợng nhƣ sau: Xe có lực hãm làm cho nó giảm vận tốc đột ngột và dừng lại, cồn ngƣời đang chuyển động không bị lực nào tác dụng nên tiếp tục chuyển động thẳng đều vì quán tính, bị văng về phía trƣớc xe, do đó ngƣời ngã về phía trƣớc. - Hƣớng dẫn HS phân tích một hiện tƣợng VL phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tƣợng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một định luật đã biết.
Ví dụ: Một hòn bi đƣợc thả không vận tốc đầu trên một máng nghiêng từ một độ cao h. Xuống đến cuối máng nghiêng, bi tiếp tục đi thêm trên một máng hình tròn trong mặt phẳng thẳng đứng có bán kính R. Tìm độ cao h tối thiểu cần phải thả bi để nó có thể đi qua vị trí cao nhất của vòng tròn mà không chạm vào vòng. Coi ma sát không đáng kể.
Đây là một bài tập mới dự đoán một hiện tƣợng xảy ra trong những điều kiện xác định mà HS chƣa gặp bao giờ. Việc hòn bi có thể đi qua vị trí cao nhất của vòng tròn phụ thuộc vào hai yếu tố: có vận tốc v cần thiết ở độ cao 2R và có lực hƣớng tâm đủ để giữ cho bi ở trên quỹ đạo tròn. Việc hƣớng dẫn HS là nhằm giúp họ phát hiện ra hai yếu tố đó mà lúc đầu họ không thấy đƣợc.
- Hƣớng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của đối tƣợng thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy luật xác định đã biết.
Ví dụ: Một con cá nhỏ đƣợc thả trong một ống thủy tinh dài đựng đầy nƣớc. Dùng đèn cồn đun nóng phần trên gần miệng ống cho đến khi nƣớc ở phần này sôi lên, ta thấy cá vẫn bơi lội ở dƣới. Giải thích tại sao?
Lúc đầu, HS rất lạ lùng trƣớc hiện tƣợng xảy ra vì cá lại sống trong nƣớc sôi. Nhƣng xét kĩ sẽ thấy điều đó phù hợp với những quy luật, những tính chất của vật thể mà HS đã biết. GV có thể hƣớng dẫn HS phân tích diễn biến của hiện tƣợng này nhƣ sau:
Cá sống đƣợc vì nƣớc ở phần dƣới ống chƣa nóng lên, trong khi nƣớc ở miệng ống đã bị đun sôi. Vậy nƣớc có tính chất gì mà ở trên mặt nƣớc thì sôi mà ở dƣới thì vẫn lạnh?
Nƣớc có thể truyền nhiệt bằng những cách nào? Ở đây, có những hình thức truyền nhiệt nào? (Dẫn nhiệt và đối lƣu). Ở đây không có đối lƣu vì nƣớc nóng nhẹ ở trên mặt nƣớc không chìm xuống dƣới, còn nƣớc ở dƣới lạnh, trọng lƣợng riêng lớn không thể nổi lên đƣợc.
Thủy tinh có tính chất gì mà đun nóng ở trên miệng nhƣ dƣới đáy vẫn lạnh? (Dẫn nhiệt kém). Nếu đun lâu thí cá có sống đƣợc không? Vì sao?
Tóm lại, qua những gợi ý trên, HS sẽ hình dung thấy đƣợc diễn biến của hiện tƣợng nhƣ sau: đầu tiên đun nóng phần trên của ống thì cả ống và nƣớc ở phần này đều nóng lên. Nhiệt thu đƣợc ở đây sẽ truyền xuống dƣới, nhƣng ống thủy tinh và nƣớc đều dẫn nhiệt kém, truyền nhiệt chậm, cho nên tuy phần trên đã sôi mà phần dƣới vẫn còn lạnh. Bởi thế, cá vẫn sống. Nếu đun lâu hoặc dùng ống bằng kim loại dẫn nhiệt tốt thì phần dƣới sẽ mau chóng bị nóng lên và cá sẽ chết.
Ba kiểu hƣớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, PP đã biết nêu trên có tác dụng rất tốt để chuẩn bị cho HS tìm tòi sáng tạo ra cái mới thông thƣờng ngƣời ta sử dụng tất cả những cái đã biết mà không thành công.
● Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần
Kiểu hƣớng dẫn này thƣờng đƣợc sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS đƣợc giao nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối quan hệ có tính quy luật mà trƣớc đây HS chƣa biết hoặc biết chƣa đầy đủ.
Ở đây, không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đƣờng suy luận logic để suy ra từ cái đã biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bƣớc nhảy vọt trong nhận thức. Các nhà KH cho rằng trong tình huống này, trực giác đóng vai trò quan trọng. Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn hiểu biết), nhà KH dự đoán một câu trả lời, một giải pháp cho vấn đề đặt ra rồi tìm cách kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán (giả thuyết) đó bằng TN. Rèn luyện trực giác KH cho HS là điều khó khăn, GV không thể chỉ ra cho HS con đƣờng đi đến trực giác mà tự HS phải thực hiện nhiều lần để có kinh nghiệm, không ai có thể làm thay đƣợc. Tuy nhiên, GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tập dƣợt những bƣớc nhảy đó, bằng cách phân chia một bƣớc nhảy lớn trong KH thành những bƣớc nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS. Sau khi đƣợc rèn