8. Đúng gúp của luận văn
1.5.3. Hướng dẫn tỡm tũi sỏng tạo khỏi quỏt
Ở kiểu hướng dẫn này, giỏo viờn chỉ hướng dẫn học sinh xõy dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề, cũn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đú do học sinh tự làm. Kiểu hướng dẫn này, đũi hỏi ở học sinh khụng những tớnh tự lực cao mà cũn phải cú vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng và một số kinh nghiệm hoạt động sỏng tạo.
1.6. CÁC ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO CHO VIỆC THỰC HIỆN DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
- Nội dung tri thức khoa học (bao gồm cả kỹ năng, phương phỏp) phải chỳa đựng yếu tố mới mẽ mà trước khi giải quyết vấn đề học sinh chua biết, tri thức ấy được tạo ra trong quỏ trỡnh giải quyết vấn đề khụng thể chỉ bằng tư duy tỏi tạo, mà phải cú sự nổ lực tư duy của chủ thể vượt qua nhũng "vựng phỏt triển gần" do giỏo viờn tạo ra trong điều kiện của dạy học. Vỡ vậy Dạy học GQVĐ cú thể thực hiện cho cỏc loại tiết học khỏc nhau: bài học kiến thức mới, bài học bài tập vật lý, bài học thực hành vật lý, bài học ụn tập tổng kết hệ thống hoỏ kiến thức, bài học ngoại khoỏ. Tuy nhiờn để thực hiện dạy học giải quyết vấn đề cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự logic cỏc kiến thức từ vĩ mụ (từng phần, từng chương) đến vi mụ (từng bài học) theo tiến trỡnh của nhận thức vật lý.
- Thiết bị dạy học:thớ nghiệm vật lý- hạt nhõn của hành động kiểm tra xỏc nhận giả thuyết, do đú dụng cụ thớ nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thực hiện Dạy học GQVĐ.
- Trỡnh độ khoa học và kỹ năng sư phạm của giỏo viờn quyết định thành cụng của dạy học GQVĐ. Trờn cơ sở nhận thức sõu sắc nội dung Vật lý kết hợp với những kỹ năng sư phạm cần thiết giỏo viờn xỏc định chớnh xỏc nội dung khoa học của bài học, phỏt biểu thành mệnh đề gọn, rừ; từ đú xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề, đặt HS trước cõu hỏi nhận thức hấp dẫn ở tớnh thiết thực, bất ngờ, mới lạ...; dẫn dắt học sinh giải quyết vấn đề bằng hệ thống cõu hỏi định hướng hành động nhận thức theo tiến trỡnh của nhận thức sỏng tạo Vật lý. Tài năng sư phạm của giỏo viờn được thể hiện ở hệ thống cõu hỏi định hướng này. Căn cứ vào mức độ tỡm tũi trong hành động của HS do cõu hỏi định hướng đưa lại, cú thể phõn loại ba kiểu định hướng theo thứ tự từ thấp đến cao.
+ Định hướng tỏi tạo cụ thể: Cõu hỏi của giỏo viờn nhằm vào việc tỏi tạo ở học sinh từng hành động, thao tỏc cụ thể mà trước đú HS đó biết. Đõy là mức độ thấp nhất của sự tỡm tũi. Kiểu định hướng này đảm bảo được hiệu quả rốn luyện kỹ năng, và tạo cơ sở cần thiết cho HS cú thể thớch ứng được với sự định hướng tỡm tũi trong
dạy học. Cỏc dạng cõu hỏi: Hiện tượng (quỏ trỡnh) này tương tự với hiện tượng (quỏ trỡnh) nào đó biết? Vấn đề nàycú liờn hệ với vấn đề nào tương tự? Mối liờn hệ ấy như thế nào? Cỏc bước giải quyết vấn đề tương tự? Làm thế nào để quy vấn đề này về vấn đề tương tự đó biết cỏch giải quyết?
+ Định hướng khỏi quỏt chương trỡnh hoỏ:Cõu hỏi của giỏo viờn nhằm vào việc giỳp học sinh ý thức được đường lối khỏt quỏt hoỏ của việc tỡm tũi giải quyết vấn đề, sự định hướng được chương trỡnh hoỏ theo cỏc bước dự định hợp lý. Đầu tiờn là cõu hỏi đũi hỏi HS tự lực tỡm tũi giải quyết vấn đề đặt ra; nếu HS khụng đỏp ứng được thỡ cú sự giỳp đỡ tiếp theo của giỏo viờn là sự phỏt triển định hướng khỏi quỏt ban đầu, thu hẹp dần phạm vi phải tỡm tũi sao cho vừa sức HS (là sự gợi ý, chi tiết hoỏ thờm cõu hỏi khỏi quỏt ban đầu). Nếu HS vẫn khụng đỏp ứng được thỡ chuyển dần sang định hướng tỏi tạo từ việc hướng dẫn theo angụrit (cho biết trỡnh tự thực hiện cỏc hành động, thao tỏc) để theo đú học sinh tự giải quyết vấn đề. Nếu HS vẫn khụng huy động đỳng hành động, thao tỏc mong đợi thỡ thực hiện hướng dẫn tỏi tạo đối với mỗi hành động hoặc thao tỏc đú. Cỏc cõu hỏi thường dựng:Bài toỏn yờu cầu giải quyết vấn đề gỡ? cõu hỏi của bài toỏn? Đó biết những điều kiện gi? Dự đoỏn hiện tượng sẽ xóy ra như thế nào? Quỏ trỡnh mụ tả cú thể chia thành cỏc giai đoạn như thế nào? Mỗi giai đoạn cú thể liờn quan đến hiện tượng Vật lý nào? Định luật nào chi phối? Vỡ sao cú dự đoỏn đú? Làm thế nào để kiểm tra dự đoỏn? Cần phải thực hiện thớ nghiệm như thế nào để kiểm tra dự đoỏn? kết quả thớ nghiệm cú phự hợp với dự đoỏn khụng? Điều gỡ mới rỳt ra được từ thớ nghiệm này?
+ Định hướng tỡm tũi nghiờn cứu sỏng tạo: Cõu hỏi của giỏo viờn nhằm vào việc yờu cầu HS tự tỡm tũi, huy động hoặc xõy dựng kiến thức và cỏch thức hoạt động thớch hợp để giải quyết vấn đề. Đõy là mức độ cao nhất của yờu cầu tỡm tũi sỏng tạo ở HS, cú tỏc dụng bồi dưỡng năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Thực hiện kiểu định hướng này là một việc khụng dễ dàng, nú phụ thuộc vào tài năng sư phạm của giỏo viờn, vào đối tượng HS, vào chớnh nội dung khoa học của kiến thức.
Định hướng khỏi quỏt chương trỡnh hoỏ là kiểu định hướng trung gian, phỏt huy mặt ưu điểm của hai kiểu định hướng tỏi tạo và khỏi quỏt, đồng thời cho phộp
thực hiện ở đa số đối tượng HS với nhiều kiến thức điển hỡnh trong chương trỡnh Vật lý phổ thụng.
Như vậy, phương tiện quan trọng trong dạy học GQVĐ là hệ thống cõu hỏi định hướng hành động nhận thức của học sinh. Cõu hỏi phải đạt cỏc yờu cầu sau đõy:
•Yờu cầu về lụgic học: Diễn đạt chớnh xỏc về ngữ phỏp sao cho thoó món luật đồng nhất nghĩa là đối tượng của cõu hỏi phải rừ ràng, trỏnh tỡnh trạng HS khụng xỏc định rừ đối tượng cõu hỏi dẫn đến hỏi một đường trả lời một nẻo.
•Yờu cầu về nội dung khoa học: Cõu hỏi phải đảm bảo cõu trả lời đỳng là dần từng bước giải quyết vấn đề đặt ra.
•Yờu cấu vềphương phỏp dạy học: Cõu hỏi phải thực hiện được chức năng định hướng hành động nhận thức theo chu trỡnh sỏng tạo Vật lý nghĩa là phải đảm bảo cõu trả lời đỳng với hy vọng của giỏo viờn[13, 12].
1.7. VẬN DỤNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG CÁC LOẠI BÀI HỌC VẬT L í
1.7.1. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học xõy dựng tri thức mới
Giai đoạn 1: Giai đoạn tạo tỡnh huống cú vấn đề (Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoỏ tri thức, phỏt biểu vấn đề)
“Vấn đề” trong bài học xõy dựng tri thức mới chớnh là nội dung tri thức mới. Cõu hỏi nhận thức phải được đặt ra sao cho cõu trả lời là nội dung tri thức mới; Vỡ vậy tỡnh huống cú vấn đề phải là tỡnh huống được tổ chức sao cho HS đặt trước một nhiệm vụ nhận thức mà nếu chỉ bằng tri thức và kinh nghiệm sẵn cú học sinh khụng thể trả lời được.
Cú thể sử dụng cỏc loại tỡnh huống cú vấn đề mà lý luận dạy học đó nờu ra như: Tỡnh huống bất ngờ, tỡnh huống xung đột, tỡnh huống lựa chọn, tỡnh huống bỏc bỏ, tỡnh huống khụng phự hợp…Bằng cỏc phương tiện dạy học như bài tập vật lý, thớ nghiệm vật lý, chuyện kể vật lý, cỏc thớ dụ sinh động, hấp dẫn, lý thỳ về ứng dụng vật lý trong đời sống, kỹ thuật, sản xuất…được trỡnh bày một cỏch tự nhiờn để học sinh dựng vốn tri thức kỹ năng của mỡnh xem xột giải quyết, và cụng việc đó làm xuất hiện lỗ hổng mà học sinh khụng vượt qua được, lỗ hổng đú chớnh là nội dung tri thức
mới. Học sinh mong muốn giải quyết vấn đề bởi cõu hỏi nhận thức đặt ra thỳ vị ở ý nghĩa thiết thực, ở hiện tượng gần gũi quen thuộc tưởng chừng như đó hiểu rừ mà trước đú khụng chỳ ý… Học sinh chấp nhận giải quyết vấn đề để tỡm ra cõu trả lời mà giỏo viờn đặt ra. Giai đoạn xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề kết thỳc (cũng là kết thỳc pha chuyển giao nhiệm vụ nhận thức).
Giai đoạn 2: Giai đoạn nghiờn cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề (Học sinh hành động độc lập tự chủ, trao đổi tỡm tũi giải quyết vấn đề)
Giai đoạn giải quyết vấn đề bao gồm một chuỗi cỏc tỡnh huống học tập, mỗi tỡnh huống bao gồm cỏc hành động kế tiếp sau: Giả thuyết hệ quả logic thớ nghiệm kiểm tra kết luận; Nội dung của kết luận chớnh là một nội dung của kiến thức mới mà bài học phải đưa lại cho học sinh. Giỏo viờn khi thiết kế bài học cần phải sắp đặt cấu tạo lại nội dung bài học cho phự hợp với tinh thần của dạy học giải quyết vấn đề sao cho mỗi đơn vị kiến thức cơ bản là kết luận của một chu kỳ trờn. Kết thỳc giai đoạn giải quyết vấn đề học sinh tự tỡm ra tri thức mới cú thể trả lời cho cõu hỏi đó đặt ra ở giai đoạn đặt vấn đề.
Giai đoạn 3: Giai đoạn củng cố và vận dụng tri thức (Tranh luận, thể chế hoỏ; vận dụng tri thức mới)
Giỏo viờn thể chế hoỏ kiến thức, thụng bỏo cho học sinh rằng những kết luận thu được chớnh là nội dung của một khỏi niệm, định luật hoặc một lý thuyết nào đú của vật lý học.
Giai đoạn vận dụng tri thức mới: Kiến thức mới thu được cú ý nghĩa gỡ được ứng dụng như thế nào trong khoa học, trong kỹ thuật, trong đời sống? Cỏc tỡnh huống mới đặt ra để học sinh vận dụng tri thức vừa thu nhận giải quyết vấn đề.
1.7.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học bài tập vật lý
Mỗi bài tập phải được biến thành vấn đề nhận thức cú ý nghĩa thiết thực đối với HS. Giải bài tập vấn đề khụng chỉ yờu cầu HS năng lực vận dụng kiến thức tổng hợp trong chương hay trong phần đú mà cũn thu nhận được kiến thức mới, kỹ năng mới, phương phỏp mới.
- Theo Razumụpxki: bài tập vấn đề hay bài tập sỏng tạo là bài tập mà Angụrit giải nú là mới đối với học sinh. Thực chất của bài tập vấn đề là ở chỗ cỏi mới xuất hiện chớnh trong tiến trỡnh giải. Trong bài tập vấn đề cỏc yờu cầu của bài tập sẽ được giải quyết trờn cơ sở những kiến thức về cỏc định luật vật lý nhưng trong đú khụng cho một cỏch tường minh hiện tượng nào, định luật vật lý nào cần phải sử dụng để giải, trong đề bài khụng cú cỏc dữ kiện mà chớnh nú là những gợi ý trực tiếp hoặc giỏn tiếp ý tưởng giải, đú là lý do bài tập trở thành bài tập sỏng tạo tức là biến nú thành vấn đề.
- Tương tự trong khoa học cú hai dạng sỏng tạo khỏc nhau là phỏt minh và sỏng chế; Trong dạy học, bài tập sỏng tạo về vật lý cú thể chia thành hai dạng: Nghiờn cứu (trả lời cõu hỏi tại sao) và thiết kế (trả lời cõu hỏi làm như thế nào).
- Bài tập vấn đề cú thể là bài tập định tớnh, định lượng hoặc bài tập thớ nghiệm, hoặc một số nhiệm vụ nghiờn cứu ở phũng thớ nghiệm và một số bài tập lớn trong thực tiễn vật lý.
- Bài tập vấn đề do chỗ chứa đựng yếu tố mới mẻ (mới về phương phỏp giải, mới về nội dung vật lý nhận được từ kết quả của bài toỏn) nờn cú khả năng huy động tư duy sỏng tạo tiềm ẩn trong học sinh “vấn đề” (cõu hỏi) của bài toỏn được học sinh chấp nhận và giải quyết theo tiến trỡnh khỏi quỏt tương tự như nhà vật lý giải quyết vấn đề của khoa học; Vỡ cú yếu tố mới nờn khụng cú con đường vạch sẵn một cỏch chi tiết, đối với học sinh chỉ cú con đường đi theo định hướng khỏi quỏt của giỏo viờn.
1.7.2.2. Sự tương tự giữa giải bài tập vấn đề của học sinh và nghiờn cứu khoa học của nhà vật lý [13, 12]
Từ đặc điểm vừa núi ở trờn ta thấy giữa việc giải bài tập vấn đề của HS và hoạt động nghiờn cứu khoa học của nhà vật lý cú sự tương tự nhau, cú thể thấy rừ điều đú qua bảng 1.3.
Bảng 1.3. Sự tương tự giữa giải bài tập vấn đề của HS và nghiờn cứu khoa học của nhà vật lý
Nhà vật lý học Học sinh giải Bài tập vấn đề
Tự ý thức vấn đề nghiờn cứu, xỏc định phạm vi, đối tượng nghiờn cứu
Nhận nhiệm vụ nghiờn cứu được giỏo viờn giao cho (hiểu yờu cầu và dữ kiện bài toỏn) Nờu giả thuyết nghiờn cứu Lập phương ỏn giải
Chứng minh hoặc bỏc bỏ giả thuyết Bằng suy luận lý thuyết.
Bằng thực nghiệm.
Hiện thực hoỏ phương ỏn giải Tớnh toỏn suy luận lý thuyết Tỡm ẩn số bằng thớ nghiệm vật lý Phõn tớch, đối chiếu, đỏnh giỏ kết quả
nghiờn cứu.
Phõn tớch kết quả giải
Kết luận về vấn đề nghiờn cứu Trả lời cõu hỏi bài tập
Rừ ràng việc HS giải bài tập vấn đề là cơ hội tốt để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy sỏng tạo.
1.7.3. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học thực hành thớ nghiệm vật lý
1.7.3.1. Đặc điểm bài học thực hành thớ nghiệm vật lý
Theo tinh thần của dạy học GQVĐ, bài học thực hành thớ nghiệm vật lý khụng chỉ dừng lại ở mục tiờu là cũng cố kiến thức và rốn luyện kỹ năng thực hành thớ nghiệm mà cũn vươn tới mục tiờu cao hơn là bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy sỏng tạo. Vỡ vậy, cần phải biến một số bài thớ nghiệm thực hành truyền thống thành bài tập vấn đề.
1.7.3.2. Cấu trỳc bài học thực hành thớ nghiệm vật lý theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề
Cấu trỳc bài học thực hành thớ nghiệm vật lý theo định hướng dạy học GQVĐ bao gồm cỏc giai đoạn như sau:
Giai đoạn 1: Tạo tỡnh huống cú vấn đề (chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoỏ tri thức, phỏt biểu vấn đề)
Mỗi bài thớ nghiệm thực hành là một vấn đề học tập (nhiệm vụ nhận thức) mà học sinh phải giải quyết vừa bằng tư duy lý thuyết vừa bằng tư duy thực nghiệm. “vấn đề ” trong bài học thực hành thớ nghiệm là việc biến bài thực hành cú hướng dẫn chi tiết trong SGK thành bài tập thớ nghiệm.
Giai đoạn 2: Nghiờn cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề (Học sinh hành động độc lập tự chủ, trao đổi tỡm tũi giải quyết vấn đề)
Khỏc với thớ nghiệm thực hành thụng thường trong tài liệu hướng dẫn chi tiết cỏc thao tỏc thớ nghiệm, học sinh khụng cần phải xõy dựng phương ỏn thớ nghiệm và phương ỏn xử lý số liệu thớ nghiệm; Ở cỏc thớ nghiệm này phương ỏn thớ nghiệm khụng cho sẵn mà chỉ đưa ra nhiệm vụ kốm điều kiện về dụng cụ thớ nghiệm. Cỏi mới của dạy học giải quyết vấn đề ở đõy là phương phỏp giải quyết vấn đề, phương phỏp suy luận trong sự vận dụng tổng hợp cỏc phương phỏp nhận thức khoa học. Kết quả học sinh khụng những cú phương phỏp, kỹ năng giải quyết một nhiệm vụ cụ thể được giao, củng cố cỏc kiến thức liờn quan trực tiếp mà cũn được bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trờn bỡnh diện tổng quỏt.
Giai đoạn 3: Củng cố và vận dụng tri thức
Trong giai đoạn củng cố cú thể tiến hành với cỏc thiết bị thớ nghiệm cú sẵn ở trường phổ thụng, với cỏc đồ chơi cú bỏn trờn thị trường hoặc với cỏc dựng cụ sẵn cú ở nhà, với cỏc vật liệu dễ kiếm, cỏc dụng cụ thớ nghiệm đơn giản do học sinh tự chế tạo từ những vật liệu này.
Giai đoạn củng cố phải được giao cho học sinh dưới dạng những nhiệm vụ cú nội dung sao cho phỏt triển được năng lực hoạt động trớ tuệ của học sinh.
1.7.3.3. Hoạt động của giỏo viờn và học sinh trong bài thực hành thớ nghiệm vật lý theo quan điểm của dạy học giải quyết vấn đề