8. Bố cục của luận văn
1.3.3. Tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
Theo Nguyễn Văn Khải, quá trình dạy học PH&GQVĐ đề có thể chia làm ba giai đoạn:
1. Giai đoạn 1: Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức Các công việc của giai đoạn này là:
- Tạo tình huống có vấn đề.
- Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh. - Phát biểu vấn đề cần giải quyết.
Đây là giai đoạn đặt HS vào tình huống có vấn đề, mục đích chính của giai đoạn này là:
- Làm xuất hiện trƣớc HS mâu thuẫn nhận thức, giúp HS xác định rõ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nó, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức ở HS.
- Kích thích ở học sinh hứng thú nhận thức sao cho các em phấn khởi, sẵn sàng giải quyết vấn đề một cách liên tục.
- Đặt HS trƣớc những khó khăn vừa sức, những khó khăn này khiến các em phải căng óc ra suy nghĩ giải quyết nhƣng không đƣợc khó quá để làm mất hứng thú của HS. Khó khăn có thể giải quyết đƣợc sẽ củng cố niềm tin của HS.
Bƣớc đầu tiên của giai đoạn này là tổ chức điều kiện làm nảy sinh tình huống có vấn đề. Có nhiều cách tổ chức tình huống có vấn đề, các biện pháp xây dựng tình huống có vấn đề có thể nhƣ sau:
- Kể chuyện mở đầu về ý nghĩa khoa học kĩ thuật và đời sống của hiện tƣợng sẽ đƣợc nghiên cứu.
- Dùng thí nghiệm định tính.
- Sử dụng các bài toán vật lí. Đó là các bài toán thƣờng dẫn tới các kết quả có tính chất nghịch lí hoặc không phù hợp với thực tế, trên cơ sở đó tạo ra vấn đề cần giải quyết.
- Sử dụng các mẩu chuyện lịch sử hoặc các sự kiện, kết luận của các nhà bác học, các tƣ liệu trong lịch sử khoa học kĩ thuật, xã hội, thậm chí cả văn học. Tùy theo tính chất của mâu thuẫn xuất hiện, ngƣời ta phân biệt một số kiểu tình huống có vấn đề đòi những cách giải quyết khác nhau về mặt phƣơng pháp dạy học. Sau đây là một số kiểu tình huống có vấn đề có thể vận dụng trong dạy học vật lí.
- Tình huống đột biến: Đƣợc tạo ra bằng cách cung cấp những sự kiện, hiện tƣợng không thể giải quyết đƣợc bằng những kiến thức và kĩ năng sẵn có.
- Tình huống bất ngờ: Xuất hiện khi học sinh gặp những sự kiện, hiện tƣợng bất thƣờng, không ngờ có thể xảy ra nhƣ thế. Cách giải quyết là làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tƣợng (ví dụ: Các hiện tƣợng "lạ").
- Tình huống không phù hợp: Là các tình huống trong đó chứa đựng các "nghịch lí" tức là những sự kiện, hiện tƣợng trái với quan niệm thông thƣờng của HS (ví dụ: “Nghịch lí thủy tĩnh học"). Khi giải quyết vấn đề cần phân tích chỗ sai trong cách hiểu thông thƣờng, từ đó nhận đƣợc chân lí của khoa học.
- Tình huống xung đột: Là tình huống trong đó có sự kiện, quan điểm trái ngƣợc nhau (ví dụ: Bản chất ánh sáng là hạt hay là sóng). HS phải tìm hiểu phân tích hiện tƣợng, phê phán quan điểm sai để tìm ra chân lí.
- Tình huống bác bỏ: Là tình huống đặt ra cho HS phải bác bỏ một kết luận phản khoa học, một luận đề sai lầm. Chẳng hạn theo A- ri - xtốt "Vật nặng gấp đôi thì rơi nhanh gấp đôi". Có thể dùng để tạo tình huống bác bỏ.
- Tình huống lựa chọn: Xuất hiện khi học sinh phải lựa chọn trong những phƣơng án để giải quyết lấy một phƣơng án hợp lí nhất ở những điều kiện cụ thể. Tuy nhiên cách phân tích nhƣ trên là tƣơng đối, quy ƣớc. Một tình huống cụ thể có thể bao hàm nhiều tính chất xen kẽ, có thể có nhiều vấn đề nảy sinh cùng một lúc trong mối liên hệ hữu cơ với nhau, có vấn đề chính, có vấn đề phụ, vì vậy cần lựa chọn vấn đề cơ bản để giải quyết trên cơ sở đó giải quyết các vấn đề khác.
Khi đã đƣa học sinh vào tình huống có vấn đề, họ có mong muốn giải quyết vấn đề, họ ở tƣ thế sẵn sàng suy nghĩ vƣợt khó khăn để giải quyết vấn đề với niềm tin có thể giải quyết vấn đề đã đặt ra. Khi đó giai đoạn đề xuất vấn đề kết thúc và tiếp theo là giai đoạn nghiên cứu giải quyết vấn đề.
2. Giai đoạn 2: Nghiên cứu giải quyết vấn đề Các công việc của giai đoạn này là:
- Đề xuất các giả thuyết.
- Lập kế hoạch giải quyết vấn đề.
- Thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề. Mục đích của giai đoạn này là:
- Đƣa HS vào con đƣờng tự lực, khai thác tri thức.
- Làm cho học sinh quen dần với phƣơng pháp khoa học trong nghiên cứu giải quyết vấn đề.
Giai đoạn này bao gồm hai bƣớc cơ bản: Xây dựng giả thuyết và kiểm chứng giả thuyết.
Học sinh có thể rèn luyện đƣợc năng lực nhận thức một cách tự lực và sáng tạo khi họ biết cách nghiên cứu giải quyết vấn đề, mà việc nghiên cứu giải quyết vấn đề trong khoa học thì nhất thiết diễn ra theo con đƣờng đề xuất và phát triển giả thuyết.
Giả thuyết là một vấn đề giả sử có, đề ra để giải thích một hiện tƣợng nào đó và đòi hỏi phải đƣợc xác minh bằng thí nghiệm hoặc bằng những luận chứng khoa học. Giả thuyết là một hình thức độc đáo của tƣ duy, nó bao gồm một số khái niệm, phán đoán, suy lý giả định, đồng thời nó chính là quá trình đề xuất, chứng minh, phát triển những điều đã giả định. Vì vậy giả thuyết có một vai trò quan trọng trong công việc rèn luyện tƣ duy khoa học.
Có hai con đƣờng đề xuất và chứng minh giả thuyết : Con đƣờng diễn dịch ngoại suy và con đƣờng diễn dịch tƣơng tự.
Việc lôi cuốn học sinh vào con đƣờng xây dựng giả thuyết đòi hỏi phải rèn luyện cho họ có kỹ năng quan sát một cách có mục đích các sự vật hiện tƣợng trong khuôn khổ tình huống có vấn đề, rồi sau đó vận dụng các tri thức đã có để xây dựng giả thuyết dựa trên cơ sở quan sát đó. Ở đây có sự kết hợp nhận thức của cảm tính với nhận thức lý tính.
Trƣớc một tình huống có vấn đề HS đề ra đƣợc nhiều giả thuyết khác nhau và GV hƣớng dẫn HS tiến hành luận chứng cho giả thuyết, nghĩa là chọn lọc một cách có căn cứ một trong các giả thuyết đã đề ra làm con đƣờng đáng tin nhất để giải quyết vấn đề, cách chọn lọc tốt nhất là suy từ các giả thuyết ra các hệ quả khác nhau rồi kiểm tra các hệ quả đó bằng kinh nghiệm sẵn có hay bằng thí nghiệm, kết quả là sẽ loại trừ đƣợc những giả thuyết sai lầm.
Khi đã chọn đƣợc một giả thuyết tƣơng đối có triển vọng rồi thí phải kiểm chứng các giả thuyết đó. Đối với Vật lí học việc kiểm chứng các giả thuyết thƣờng đƣợc thực hiện bằng thí nghiệm. Chú ý lựa chọn thí nghiệm kiểm chứng sao cho hiện tƣợng thí nghiệm đƣợc đơn nhất, thiết bị thí nghiệm đơn giản, tiến hành thí nghiệm ngắn gọn hợp lí, kết luận rút ra từ thí nghiệm xuất hiện một cách logic và nằm trong phạm vi kiến thức mà học sinh có thể hiểu đƣợc.
3. Giai đoạn 3: Kiểm tra, vận dụng kết quả Các công việc của giai đoạn này là:
- Thảo luận kết quả và đánh giá.
- Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu. - Phát biểu kết luận.
- Đề xuất vấn đề mới.
Trong giai đoạn này chú ý cho học sinh vận dụng sáng tạo các tri thức đã thu nhận đƣợc, tức là vận dụng để giải quyết những tình huống mới, khai thác với những tình huống mới gặp phải khi thu nhận kiến thức.