8. Các chữ viết tắt
2.3.4. Phương pháp giải quyết vấn đề
a) Phương pháp giải quyết vấn đề
Khái niệm
Là PPDH chuyên biệt, theo một cấu trúc mà trong đó mọi hoạt động của thầy đều hướng 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. Giáo viên dạy cho HS thói quen tìm tòi giải quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học. Cách xây dựng này đã lôi kéo học sinh tự giác tham gia vào giải quyết nhiệm vụ học tập của mình, phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của bản thân. Bên cạnh đó, kiểu dạy học này còn giúp phát triển trí tuệ, năng lực của HS. Bài toán nhận thức có thể được xây dựng trên cơ s một phương pháp dạy học cụ thể nào đó như diễn giảng, thuyết trình, thí nghiệm… Lúc đó các phương pháp này được gọi là diễn giảng nêu vấn đề, TN nêu vấn đề …
Ta có thể nhận biết và tiếp cận PPDH nêu vấn đề bằng 3 đặc trưng cơ bản của nó: GV đặt ra trước HS bài toán nhận thức (tình huống học tập) nhưng được cấu trúc một cách sư phạm để tình huống đó tr thành tình huống có vấn đề đối với HS.
HS có tiếp nhận tình huống đó để tr thành nhiệm vụ học tập của mình hay không. Tức là lúc đó, trong học sinh xuất hiện trạng thái tâm lí đặc biệt, có nhu cầu bức bách muốn giải quyết bằng được tình huống đó, bằng cách các em đề xuất được một số giả thuyết để giải bài toán nhận thức.
Bằng cách tổ chức để HS tham gia giải bài toán nhận thức như vạch kế hoạch các bước tiến hành kiểm tra giả thuyết, khẳng định giả thuyết đúng …các em học được cả kiến thức và cách giải bài toán, để có niềm vui sáng tạo.
Theo V. Ô-kôn, có thể hiểu DH giải quyết vấn đề (DH nêu vấn đề), với dạng chung nhất, là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống các vấn đề, biểu đạt vấn đề ( tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này) chú ý giúp đỡ những điều cần thiết để HS giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa
và củng cố KT thu nhận được.
DH giải quyết vấn đề có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của HS giúp HS chiếm lĩnh được các KT khoa học sâu sắc vững chắc, vận dụng được đồng thời đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển NLST của HS trong quá trình học tập.
Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học:
Ta có thể hình dung tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kĩ thuật của nhà bác học diễn ra như sau:
Xác định rõ nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện đã cho và những điều cần đạt tới.
Tìm hiểu xem trong kho tàng kiến thức, kinh nghiệm của loài người đã có cách giải quyết vấn đề đó hoặc vấn đề tương tự chưa. Nếu đã có, thì liệt kê tất cả các giải pháp đã có và chọn một giải pháp thích hợp nhất. Nếu chưa có, thì phải đề xuất ra giải pháp mới hay xây dựng kiến thức, phương tiện mới dùng làm công cụ để giải quyết vấn đề.
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.
b) Đặc điểm của quá trình HS giải quyết vấn đề trong học tập
Ta có thể phỏng theo tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kĩ thuật của các nhà bác học để tổ chức quá trình dạy học trường PT nhăng hình thành HS năng lực GQVĐ. Ta gọi kiểu dạy học đó là dạy học giải quyết vấn đề.
Tuy nhiên, để có thể thành công, cần phải chú ý đến những điểm khác nhau giữa nàh bác học và HS trong khi giải quyết vấn đề, trên cơ s đó đề xuất những biện pháp sư phạm thích hợp, những điểm đó là:
Về động cơ, hứng thú, nhu cầu:
Nhà bác học khi giải quyết vấn đề là đã xác định rõ mục đích, tự nguyện đem hết sức mình giải quyết bằng được vấn đề đặt ra, coi đó là nhu cầu bức thiết của bản thân.
HS: Động cơ, hứng thú đang được hình thành, ý thức về mục đích trách nhiệm còn mờ nhạt, do đó chưa tập trung chú ý đem sức mình để giải quyết vấn đề học tập.
Về năng lực giải quyết vấn đề:
Khi chấp nhận giải quyết một vấn đề, nhà bác học đã có một trình độ kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cần thiết. Tuy nhiên, nhà bác học nhiều khi cũng cần phải tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm, sang tạo thêm phương tiện lý thuyết và vật chất để hoạt động.
Đối với HS, đây chỉ là bước đầu làm quen với việc giải quyết một vấn đề khoa học. Vấn đề đặt ra cho HS phải giải quyết cũng giống như vấn đề của nhà bác học nhưng kiến thức, kinh nghiệm, năng lực của họ 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 được và mỗi nhà bác học cũng chỉ góp một phần nhỏ vào lâu đài khoa học đó.
HS thì chỉ 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 cả các bậc thiên tài cũng không làm được.
Về điều kiện, phương tiện làm việc:
Nhà bác học có trong tay hoặc phải tạo ra những phương tiện chuyên dùng đạt độ chính xác cao và những điều kiện thích hợp nhất để giải quyết vấn đề.
HS chỉ có những phương tiện thô sơ của trường phổ thông với độ chính xác thấp, chỉ có điều kiện làm việc tập thể lớp hay phòng thực hành, có khi không thể lặp đi lặp lại nhiều lần.
Kết luận:
Dạy học theo PPGQVĐ là kiểu dạy trong đó dạy cho HS thói quen tìm tòi giải quyết theo cách của nhà khoa học. Trong kiểu DH này, GV vừa tạo ra cho HS nhu cầu, hứng thú hoạt động sang tạo vừa rèn luyện khả năng sang tạo.
Trong kiểu dạy này, HS không thể hoàn toàn tự lực xây dựng kiến thức khoa học được 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 họ có thể trải qua các giai đoạn chính của quá trình giải quyết vấn đề và tự lực thực hiện một só khâu trong tiến trình đó, động viên khuyến khích HS kịp thời.
Như vậy, quá trình học tập của HS thực chất là quá trình HS hoạt động tự lực trong sự phối hợp với tập thể và sự hướng dẫn, giúp đỡ của GV liên tiếp giải quyết những vấn đề do nhiệm vụ học tập đề ra, kết quả của quá trình gải quyết những vấn đề đó là HS chiếm lĩnh được kiến thức và phát triển được năng lực nhận thức của mình.
c) Tổ chức tình huống học tập
Những đặc điểm của tình huống học tập kiểu giải quyết vấn đề.
chấp nhận việc giải quyết mâu thuẫn đó như một nhiệm vụ học tập và sẵn sàng đem sức lực, trí tuệ để giải quyết.
Trong học tập, mâu thuẫn nhận thức được hiểu là mâu thuẫn giữa một bên là nhiệm vụ phải giải quyết một vấn đề với bên kia là vốn kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết không đủ để giải quyết vấn đề hoặc mới nhìn không thấy rõ mối liên quan giữa chúng với vấn đề cần giải quyết.
Những đặc điểm tình huống học tập:
Chứa đựng vấn đề (mâu thuẫn nhận thức) mà việc đi tìm lời giải đáp là đi tìm kiến thức, kỹ năng, phương pháp mới.
Gây sự chú ý ban đầu, kích thích hứng thú, kh i động tiến trình nhận thức của học sinh. Học sinh chấp nhận mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan.
Vấn đề cần giải quyết được phát biểu rõ ràng, gồm cả những điều kiện đã cho và mục đích cần đạt được. HS cảm thấy có khả năng giải quyết được vấn đề.
Các kiểu tình huống học tập:
Tình huống phát triển, hoàn chỉnh
Học sinh đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, m 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, kỹ năng, phương pháp mới) nhưng trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết.
Tình huống lựa chọn
Học sinh đứng trước một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, có liên quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào để giải quyết vấn đề thì sẽ có hiệu quả. Học sinh cần phải lựa chọn, thậm chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp nào có hiệu quả để giải quyết vấn đề được vấn đề đặt ra.
Tình huống bế tắc
HS đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề tương tự. Vấn đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến một số KT hoặc một PP đã biết. Học
sinh bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới hay phương pháp mới để giải quyết vấn đề. Tình huống này thường gặp khi bắt đầu nghiên cứu một lĩnh vực kiến thức mới.
Tình huống tại sao?
Trong nhiều trường hợp, HS quan sát thấy một hiện tượng VL nào đó xảy ra trái với những suy nghĩ thông thường, trái với những KT mà HS đã biết hoặc chưa bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu mà lí giải. Học sinh cần phải tìm xem nguyên nhân vì đâu lại có sự trái ngược đó, sự lạ lùng đó. Để trả lời câu hỏi này, cần phải xây dựng KT mới.
Cách phân loại các tình huống HT như trên chỉ là tương đối. Tùy theo cách đặt câu hỏi, dẫn dắt, tổ chức tình huống mà HS sẽ rơi vào tình huống này hay tình huống khác.
Để tăng sự hấp dẫn của bài học và sự mềm dẻo của tư duy học sinh, giáo viên nên thường xuyên thay đổi kiểu tình huống học tập.
Tình huống lạ
Học sinh đứng trước một vấn đề hoàn toàn mới, không phù hợp với những gì mà các em biết, không biết phải dùng kiến thức và phương pháp nào để giải quyết.
Tổ chức tình huống học tập:
Tổ chức tình huống HT thực chất là tạo ra hoàn cảnh để học sinh tự ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, hứng thú giải quyết vấn đề, biết được mình cần phải làm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào.
Cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống HT liên tiếp, được sắp đặt theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu, nhằm đưa HS tiến dần từ chỗ chưa biết đến biết, từ biết chưa đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề 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 được bằng kinh nghiệm thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm một thí nghiệm đơn giản để xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu.
GV yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lý.
GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh đã mô tả hoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và phương pháp đã có từ trước (giải quyết sơ bộ vấn đề).
GV giúp HS phát hiện ra chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết.
Như vậy, tình huống học tập xuất hiện khi học sinh ý thức được rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhìn thấy được mình có khả năng giải quyết được vấn đề, nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động.
d) Các giai đoạn của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: GV giao cho HS một nhiệm vụ. Trong qua trình thực hiện nhiệm vụ, HS gặp khó khăn, nảy sinh nhu cầu về một cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được, nhu cầu đó được diễn đạt thành một vấn đề - bài toán cần giải quyết.
Giải quyết vấn đề: (đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp): HS đề xuất giải pháp (khảo sát) lý thuyết hoặc giải pháp và thực hiện giải pháp (khảo sát) thực nghiệm để giải quyết vấn đề đặt ra, rồi thực hiện giải pháp đã đề xuất để rút ra kết luận về cái cần tìm.
Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được trên cơ s vận dụng chúng để giải thích, tiên 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 được và lại làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu tiếp.
e) Các kiểu hướng dẫn HS giải quyết vấn đề
Dựa theo những cách mà nhà bác học thường dùng để giải quyết các vấn đề khoa học kĩ thuật, có thể có những kiểu hướng dẫn HS giải quyết vấn đề sau: Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.
Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết:
Các định luật vật lý rất đơn giản, nhưng biểu hiện của chúng trong thực tế lại rất phức tạp. Các định luật VL thường phát biểu lên các mối quan hệ trong điều kiện lí tư ng, hiện tượng chỉ bị chi phối b i một nguyên nhân, nhưng hiện tượng thực tế thường lại bị chi phối b i nhiều nguyên nhân tác động đồng thời hoặc diễn biến nhanh theo nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có một nguyên nhân nhưng ta chỉ quan sát thấy giai đoạn cuối cùng.
Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp 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 phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra những dấu hiệu tương tự với cái đã biết. Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa có phương pháp, quy trình hữu hiệu. Có 3 trường hợp phổ biến sau đây:
Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lý:
Nhiều khi ngôn ngữ sử dụng trong đời sống hằng ngày không giống như ngôn ngữ dùng trong các định luật, quy tắc VL. Nếu không chuyển được sang ngôn ngữ vật lý thì không thể áp dụng được những định luật, quy tắc đã biết.
Ví dụ: Giải thích vì sao ngồi trên xe đang chạy hãm phanh đột ngột, người ngã về phía trước. Mới nghe không thấy có định luật VL nào nói đến “xe đang chạy”, “ngã” và “hãm phanh đột ngột”. Nếu phân tích kĩ, HS sẽ nhận ra được những dấu hiệu quen thuộc của quán tính: “xe đang chạy” có nghĩa là người đang chuyển động cùng xe, “hãm phanh đột ngột” có nghĩa là xe dừng lại đột ngột, “người ngã về phía trước” có nghĩa là người tiếp