7. Các giai đoạn thực hiện
3.4.1. Phƣơng pháp giải quyết vấn đề
a) Khái niệm phương pháp giải quyết vấn đề.
Phƣơng pháp giải quyết vấn đề là PPDH chuyên biệt, theo một cấu trúc mà trong đó mọi hoạt động của thầy đều hƣớng vào một mục đích là kích thích 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 khoa học. Cách xây dựng này đã lôi kéo HS tự giác tham gia vào giải quyết nhiệm vụ HT của mình, phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của bản thân; giúp HS chiếm lĩnh kiến thức một cách sâu sắc, vững vàng và vận dụng đƣợc. Bên cạnh đó, kiểu dạy học này còn giúp phát triển trí tuệ, năng lực của HS. Bài toán nhận thức có thể xây dựng trên cơ sở một PPDH cụ thể nào đó nhƣ diễn giảng, thuyết trình, thí nghiệm…Lúc đó các phƣơng pháp này đƣợc gọi là diễn giảng nêu vấn đề, thí nghiệm nêu vấn đề...
Trang 31
GV đặt ra trƣớc HS bài toán nhận thức (tình huống HT) 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 HT 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 giải thuyết, khẳng định giả thuyết đúng.
b) Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học.
Xác định rõ nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện đã cho và những điều kiện cần đạt tới.
Tìm hiểu xem trong kho tàn kiến thức, kinh nghiệm của loài ngƣời đã có cách giải quyết vấn đề 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 công cụ để GQVĐ.
Thử nghiệm áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới vào 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.
c) Các pha của phương pháp giải quyết vấn đề.
Có thể mô tả khái quát các pha của tiến trình hoạt động GQVĐ, xây dựng một kiến thức vật lí mới nào đó bằng sơ đồ sau: “đề xuất vấn đề - bài toán suy đoán giải pháp
và thực hiện giải pháp (khảo sát lí thuyết và / hoặc thực nghiệm) kiểm tra, vận dụng
kết quả” [1, tr 109]
Pha thứ nhất: Đề xuất vấn đề - bài toán
Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về một cái còn chƣa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhƣng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng đƣợc. Diễn đạt nhu cầu đó thành một vấn đề - bài toán.
Pha thứ hai: Suy đoán giải pháp, thực hiện giải pháp
- Suy đoán giải pháp: Để GQVĐ đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời
giải: chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành đƣợc để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm.
- Thực hiện giải pháp ( khảo sát lí thuyết và / hoặc thực nghiệm): Vận hành mô hình rút ra kết luận lôgic về cái cần tìm và / hoặc thiết kế phƣơng án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lƣợm các dữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm.
Trang 32
Pha thứ 3: Kiểm tra, vận dụng kết quả
Xem xét khả năng chấp nhận đƣợc của các kết quả tìm đƣợc trên cơ sở để vận dụng chúng để giải thích, tiêu đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm. Trong quá trình vận dụng, nhiều khi đi tới phạm vi áp dụng của các kiến thức đã thu đƣợc và lại làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu tiếp.
d) Cấu trúc của phương pháp giải quyết vấn đề.
Nhìn chung, PPDH nêu vấn đề đƣợc chia làm ba giai đoạn nhƣ một bài nói hay một bài viết: mở đầu, giải quyết vấn đề và kết luận vấn đề. Tuy nhiên, nếu nhìn vào các bƣớc thực hiện bên trong của các giai đoạn của phƣơng pháp này thì đó là quá trình kích thích để có những ý tƣởng sáng tạo của HS. Dạy học nêu vấn đề là toàn bộ các hành động:
Tổ chức các tình huống có vấn đề. Biểu đạt vấn đề.
Giải quyết vấn đề.
Kiểm tra lại cách giải quyết vấn đề.
Hệ thống hóa và củng cố kiến thức thu nhận đƣợc. Giai đoạn xây dựng tình huống có vấn đề.
Xây dựng tình huống có vấn đề là nhằm dẫn dắt HS đi từ chỗ sự vật hiện tƣợng xảy ra có vẻ hợp lí đến chỗ không còn hợp lí nữa, hoặc đi từ những vấn đề HS biết nhƣng biết chƣa chính xác… đến chỗ ngạc nhiên, cần biết chính xác… để rồi các em bị rơi vào trạng thái tâm lí bức xúc, mong muốn giải quyết bằng đƣợc tình huống gặp phải. Cho nên đây là giai đoạn quyết định cho kiểu dạy học nêu vấn đề. Để cấu trúc cho một bài dạy học nêu vấn đề không những ngƣời GV phải tìm đƣợc tình huống phù hợp với nội dung bài học mà còn phải biết “chuyển và cấy” tình huống đó vào HS. Đây là giai đoạn xây dựng tình huống có vấn đề.
Kết thúc giai đoạn là phát biểu vấn đề. Bƣớc này nhằm tóm tắt lại tình huống đã đặt ra, đồng thời có thể dựa vào đó để biết HS có bị rơi vào tình huống có vấn đề hay không. Tốt nhất là để các em phát biểu tình huống.
Giai đoạn giải quyết vấn đề.
Ở giai đoạn này có 2 bƣớc quan trọng, có ý nghĩa rất lớn trong quá trình dạy học.Trƣớc tiên, HS đề xuất đƣợc các giả thuyết và có kế hoạch kiểm tra giả thuyết đúng (chủ yếu trong khoa học tự nhiên) hoặc có khả năng phân tích, lí giải để chứng minh giả thuyết đúng. Bƣớc tiếp theo là vạch kế hoạch kiểm tra giả thuyết và tiến trình kiểm tra (hoặc lí giải chứng minh) giả thuyết. Vì thời gian không cho phép, GV cần trao đổi ngắn gọn với HS, lập luận để có thể loại trừ sớm những giả thuyết không cho kết quả khả quan, tập trung vào giải quyết giả thuyết còn lại. Cho nên việc quay trở lại tìm giả thuyết khác để kiểm tra tiếp (sau khi đánh giá, thấy chƣa đúng) chỉ là nguyên tắc, không thể thực hiện đƣợc trong dạy học. Tuy nhiên, trong một số trƣờng vẫn thực hiện đƣợc chu trình đó.
Trang 33
Có thể kiểm tra giả thuyết bằng cách xây dựng các mô hình, sau đó chọn ra một mô hình tối ƣu nhất có thể vận hành đƣợc để đi tới cái cần tìm. GV yêu cầu HS phỏng đoán các biến cố có thể xảy ra nhờ đó HS tự thiết kế phƣơng án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu thập thông tin và xử lý thông tin để rút ra kết luận.
Giai đoạn vận dụng vấn đề.
Cũng giống nhƣ các PPDH khác, kết thúc bài học bao giờ cũng là sự vận dụng kiến thức mới thu đƣợc vào thực tế cuộc sống, thực tế địa phƣơng. Tuy nhiên, giai đoạn vận dụng ở PPDH nêu vấn đề mang màu sắc tâm lý phấn chấn hơn ở HS, bởi vì kiến thức có đƣợc ở đây là do chính các em tìm ra. Các kiến thức đó sẽ làm chính xác hóa những gì các em đã ngộ nhận, đã không biết, hoặc các em có thể giải thích các vấn đề khác trong thực tế mà trƣớc nay chƣa đƣợc biết đến. Điều thú vị là trong khi làm những việc đó, có thể các em lại vấp phải những vấn đề mới, một tình huống mới xuất hiện để giải quyết tiếp hoặc để nối tiếp bài học sau.
e) Tổ chức tình huống học tập GQVĐ.
Khái niệm tình huống có vấn đề.
Tình huống có vấn đề là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một khó khăn, HS ý thức đƣợc vấn đề, mong muốn GQVĐ đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giải quyết đƣợc, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đó. Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS: đề xuất vấn đề và GQVĐ đã đề xuất. Khi đặt HS vào tình huống có vấn đề thì HS gặp khó khăn cần giải quyết, có nhu cầu về cái chƣa biết, về cách thức giải quyết không có sẵn, hi vọng có thể đạt tới và hăng hái tìm tòi giải quyết [4, tr 62].
Những đặc điểm của tình huống HT kiểu GQVĐ.
Tình huống HT là hoàn cảnh trong đó xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mà HS chấp nhận việc giải quyết mâu thuẫn đó nhƣ một nhiệm vụ học tập và sẵn sàng đem sức lực, trí tuệ để giải quyết [7, tr 3].
Trong học tập, mâu thuẫn nhận thức đƣợc hiểu là mâu thuẫn giữa một bên là nhiệm vụ phải giải quyết một vấn đề với bên kia là vốn kiến thức, kĩ năng, phƣơng pháp đã biết không đủ đề GQVĐ hoặc mới nhìn không thấy rõ mối liên quan giữa chúng với vấn đề giải quyết.
Những đặc điểm Tình huống HT:
Chứa đựng vấn đề (mâu thuẫn nhận thức) mà việc đi tìm lời giải đáp chính là đi tìm kiến thức, kĩ năng, phƣơng pháp mới.
Gây sự chú ý ban đầu, kích thích hứng thú, khởi động tiến trình nhận thức của HS. HS chấp nhận mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan.
Trang 34
Vấn đề cần giải quyết đƣợc phát biểu rõ ràng, gồm cả những điều kiện đã cho và mục đích cần đạt đƣợc. HS cảm thấy có khả năng giải quyết đƣợc vấn đề.
Các kiểu tình huống HT.
Tình huống phát triển, hoàn chỉnh
HS đứng trƣớc một vấn đề chỉ mới đƣợc giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới.
Phát triển, hoàn chỉnh vốn kiến thức của mình luôn luôn là niềm khát khao của tuổi trẻ, đồng thời “đó cũng là con đường phát triển khoa học” (Feynman). Quá trình phát triển, hoàn thiện kiến thức sẽ đem lại những kết quả mới (kiến thức mới, kĩ năng mới, phƣơng pháp mới) nhƣng trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng kiến thức, kĩ năng phƣơng pháp đã biết.
Tình huống lựa chọn
HS đứng trƣớc một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, có liên quan đến một số kiến thức hay một số phƣơng pháp giải quyết đã biết, nhƣng chƣa chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phƣơng pháp nào để GQVĐ thì sẽ có hiệu quả để giải quyết đƣợc vấn đề đặt ra.
Tình huống bế tắc
HS đứng trƣớc một vấn đề mà trƣớc đây chƣa gặp một vấn đề tƣơng tự. Vấn đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến thức hoặc một phƣơng pháp đã biết. HS bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phƣơng pháp mới để GQVĐ. Tình huống này thƣờng gặp khi bắt đầu nghiên cứu một lĩnh vực kiến thức mới.
Tình huống “tại sao?”
Trong nhiều trƣờng hợp, HS quan sát thấy một số hiện tƣợng vật lí nào đó xảy ra trái với những suy nghĩ thông thƣờng, “trái” với những kiến thức mà HS đã biết hoặc chƣa bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu mà lí giải đƣợc. HS cần phải tìm xem nguyên nhân vì đâu lại có sự trái ngƣợc đó, sự lạ lùng đó. Để trả lời câu hỏi này, cần phải xây dựng kiến thức mới.
Tổ chức tình huống HT.
Tổ chức tình huống HT thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức đƣợc vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, hứng thú GQVĐ, biết đƣợc mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định đƣợc làm nhƣ thế nào [7, tr 6].
Cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống học tập liên tiếp, đƣợc sắp đặt theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu nhằm đƣa HS tiến
Trang 35
dần từ chỗ chƣa biết đến hết, từ biết không đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực GQVĐ của HS.
Quy trình tổ chức tình huống HT trong lớp có thể gồm các giai đoạn chính sau: GV mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận đƣợc bằng kinh
nghiệm 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 phƣơng pháp đã có từ trƣớc (giải quyết sơ bộ vấn đề).
GV giúp HS phát hiện ra 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 HT 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 tích cực hoạt động.
f) Các kiểu hướng dẫn HS giải quyết vấn đề.
Dựa theo những cách mà các nhà bác học thƣờng dùng để giải quyết các vấn đề khoa học kĩ thuật, có thể những kiểu hƣớng dẫn HS GQVĐ sau: Hƣớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức đã biết, phƣơng pháp đã biết; hƣớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần; hƣớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát [3, tr 146].
Hƣớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phƣơng pháp đã biết.
Hƣớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phƣơng pháp đã biết có nghĩa là khi 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 phƣơng pháp 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 phƣơng pháp, 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.
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.
Hƣớng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tƣợng thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy định xác định đã biết.
Trang 36
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 liên hệ có tính quy luật mà trƣớc đây HS chƣa biết hoặc chƣa biết đầy đủ.
Ở đây, không thể hoàn toàn sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đƣờng suy luận lôgic để suy ra từ cái đã biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bƣớc nhảy vọt trong nhận thức. Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn hiểu biết), nhà khoa học 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 thực nghiệm. Rèn luyện trực giác khoa học cho HS là điều khó khăn, GV không thể chỉ ra cho HS con đƣờng đi đến trực giác mà GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tập dƣợt những bƣớc nhảy đó, bằng cách phân