1.4.1. Bản chất của dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề.
Theo Nguyễn Văn Khải thỡ: “dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề được xem như hệ thống cỏc quy tắc ỏp dụng cỏc thủ phỏp dạy học cú tớnh đến logic của cỏc thao tỏc tư duy và cỏc quy luật của hoạt động nhận thức của học sinh. Sự khỏc nhau cơ bản giữa dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề với dạy học truyền thống là ở mục đớch và nguyờn tắc tổ chức quỏ trỡnh dạy học. Mục đớch của dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề là làm cho học sinh nắm vững khụng chỉ cỏc cơ sở khoa học mà chớnh cả quỏ trỡnh thu nhận cỏc kiến thức và cỏc sự kiện khoa học, sự phỏt triển của năng lực nhận thức và sỏng tạo của học sinh. Nguyờn tắc cơ bản tổ chức dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề là nguyờn tắc hoạt động tỡm kiếm học sinh, tức là nguyờn tắc tự học sinh tỡm kiếm cỏc sự kiện khoa học, cỏc hiện tượng, định luật, cỏc phương phỏp nghiờn cứu khoa học, cỏc phương phỏp ứng dụng kiến thức vào thực tế ”[15].
1.4.2. Tỡnh huống cú vấn đề.
- Theo M.I. Macmutốp:
“Tỡnh huống cú vấn đề đú là trở ngại về trớ tuệ con người, xuất hiện khi họ chưa biết cỏch giải thớch hiện tượng, sự kiện, quỏ trỡnh của thực tế, khi chưa thể đạt tới mục đú bằng cỏch thức hành động quen thuộc. Tỡnh huống này kớch thớch con người tỡm tũi cỏch giải thớch hay hành động mới, tỡnh huống cú vấn đề là quy luật của hoạt động nhận thức, sỏng tạo cú hiệu quả. Tỡnh huống cú vấn đề quy định sự khởi đầu của tư duy, hành động của tư duy tớch cực sẽ diễn ra trong suốt quỏ trỡnh nờu và giải quyết cỏc vấn đề”.
Như vậy: nội dung cơ bản của dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề là đặt ra trước học sinh một hệ thống tỡnh huống cú vấn đề, những điều kiện đảm bảo việc giải quyết cỏc vấn đề đú và những chỉ dẫn nhằm đưa học sinh vào con đường tự lực giải quyết cỏc vấn đề đó đặt ra. Bằng con đường đú khụng những
học sinh thu được kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới mà cũn rốn luyện được năng lực tự lực nhận thức và phỏt triển được năng lực sỏng tạo.
1.4.3. Cấu trỳc dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề [15].
Quỏ trỡnh dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề cú thể chia làm 3 giai đoạn:
1.4.3.1. Đặt vấn đề xõy dựng bài toỏn nhận thức. a) Túm tắt của giai đoạn này như sau:
- Tạo tỡnh huống cú vấn đề.
- Phỏt hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh. - Phỏt biểu vấn đề cần giải quyết.
Đõy là giai đoạn đặt học sinh vào tỡnh huống cú vấn đề, mục đớch chớnh của giai đoạn này là:
+ Làm xuất hiện trước học sinh mõu thuẫn nhận thức, giỳp học sinh xỏc định rừ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nú, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức ở học sinh.
+ Kớch thớch ở học sinh hứng thỳ nhận thức sao cho cỏc em phấn khởi, sẵn sàng giải quyết vấn đề một cỏch liờn tục.
+ Đặt học sinh trước những khú khăn vừa sức, những khú khăn này khiến cỏc em phải căng úc ra suy nghĩ giải quyết nhưng khụng được khú quỏ để làm mất hứng thỳ của học sinh. Khú khăn cú thể giải quyết được sẽ củng cố niềm tin của học sinh.
b) Cỏc biện phỏp xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề.
Khõu đầu tiờn của giai đoạn này là tổ chức điều kiện làm nảy sinh tỡm huống cú vấn đề. Cú nhiều cỏch tổ chức tỡnh huống cú vấn đề, cỏc biện phỏp xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề cú thể như sau:
- Kể chuyện mở đầu về ý nghĩa khoa học kĩ thuật và đời sống của hiện tượng sẽ được nghiờn cứu.
Vớ dụ: khi dạy bài định luật bec–nu-li, để đưa học sinh vào tỡnh huống cú vấn đề, giỏo viờn cú thể thớ nghiệm đơn giản: đặt hai tờ giấy mỏng song song, gần nhau và đặt cõu hỏi: cỏc tờ giấy sẽ chuyển động thế nào (gần lại nhau hay xa nhau?) nếu ta thổi một luồng khụng khớ vào khe giữa hai tờ giấy? Quan niệm thụng thường của học sinh cho rằng chỳng sẽ chuyển động ra xa nhau, nhưng kết quả thớ nghiệm ngược lại với quan niệm của học sinh, khi đú xuất hiện tỡnh huống cần nhận thưc.
- Sử dụng cỏc bài toỏn vật lớ.
Đú là cỏc bài toỏn thường dần tới cỏc kết quả cú tớnh chất nghịch lớ hoặc khụng phự hợp với thực tế, trờn cơ sở đú tạo ra vấn đề cần giải quyết.
- Sử dụng cỏc bài toỏn thường dẫn tới cỏc kết quả cú tớnh chất nghịch lớ hoặc khụng phự hợp với thực tế, trờn cơ sở đú tạo ra vấn đề cần giải quyết.
- Sử dụng cỏc mẩu chuyện lịch sử hoặc cỏc sự kiện, kết luận của cỏc nhà khoa học cỏc tư liệu trong lịch sử khoa học kĩ thuật, xó hội, thậm chớ cả văn học. Vớ dụ: khi nghiờn cứu định luật Niu-tơn thứ nhất, để hỡnh thành định luật quỏn tớnh, khi mụ tả chuyển động quỏn tớnh trong cuốn “Cơ học” A-ri-xtốt viết “Một vật đang chuyển động sẽ dừng lại nếu lực đặt lờn nú ngừng tỏc dụng”. Hỏi: “Kết luận đú của A-ri-xtốt đỳng khụng?”.
c) Một số kiểu tỡnh huống cú vấn đề.
Tựy theo tớnh chất của mõu thuẫn xuất hiện, người ta phõn biệt một số kiểu tỡnh huống cú vấn đề đũi những cỏch giải quyết khỏc nhau về mặt phương phỏp dạy học. Sau đõy là một số kiểu tỡnh huống cú vấn đề cú thể vận dụng trong dạy học vật lớ:
- Tỡnh huống đột biến: được tạo ra bằng cỏch cung cỏp những sự kiện, hiện tượng khụng thể giải quyết được bằng những kiến thức và kỹ năng sẵn cú.
- Tỡnh huống bất ngờ: Xuất hiện khi học sinh gặp những sự kiện, hiện tượng bất thường, khụng ngờ là cú thể xảy ra như thế. Cỏch giải quyết là làm sỏng tỏ nguyờn nhõn của hiện tượng (vớ dụ: cỏc hiện tượng “lạ”).
- Tỡnh huống khụng phự hợp: là cỏc tỡnh huống trong đú chứa đựng cỏc “nghịch lớ”, tức là những sự kiện, hiện tượng trỏi với quan niệm thụng thường của học sinh (chẳng hạn “nghịch lớ thủy tĩnh học”). Khi giải quyết vấn đề cần phõn tớch chỗ sai trong cỏch hiểu thụng thường, từ đú nhận thức được chõn lớ của khoa học.
- Tỡnh huống xung đột: là tỡnh huống trong đú cú sự kiện, quan điểm trỏi ngược nhau (vớ dụ: bản chất ỏnh sỏng là hạt hay là súng) – học sinh phải tỡm hiểu phõn tớch hiện tượng, phờ phỏn quan điểm sai để tỡm ra chõn lớ.
- Tỡnh huống bỏc bỏ: Là tỡnh huống đặt ra cho học sinh phải bỏc bỏ một kết luận phản khoa học, một luận đề sai lầm. Chẳng hạn theo A-ri-xtốt “vật nặng gấp đụi thỡ rơi nhanh gấp đụi”. Cú thể dựng để tạo tỡnh huống bỏc bỏ.
- Tỡnh huống lựa chọn xuất hiện khi học sinh phải lựa chọn trong những phương ỏn đề giải quyết lấy một phương ỏn hợp lớ nhất ở những điều kiện cụ thể.
Tuy nhiờn cỏch phõn tớch như trờn chỉ là tương đối, quy ước, vỡ một tỡnh huống cụ thể cú thể bao hàm nhiều tớnh chất xen kẽ.
Vỡ một tỡnh huống cú thể cú nhiều vấn đề nảy sinh cựng một lỳc trong mối liờn hệ với nhau, cú vấn đề chớnh, vấn đề phụ, vỡ vậy cần lựa chọn vấn đề cơ bản để giải quyết trờn cơ sở đú giải quyết cỏc vấn đề khỏc.
Khi đó đưa học sinh vào tỡnh huống cú vấn đề, họ cú mong muốn giải quyết vấn đề, họ ở tư thế sẵn sàng suy nghĩ vượt khú khăn để giải quyết vấn đề với niềm tin cú thể giải quyết được vấn đề đó đặt ra. Khi đú giai đoạn đề xuất vấn đề kết thỳc và tiếp theo là giai đoạn nghiờn cứu giải quyết vấn đề.
1.4.3.2. Giai đoạn giải quyết vấn đề.
a) Cỏc cụng việc của giai đoạn này là:
- Đề xuất cỏc giả thuyết.
- Lập kế hoạch giải quyết vấn đề. - Thực hiện kế hoạch.
b) Mục đớch của giai đoạn này là:
- Đưa học sinh vào con đường tự lực, khai thỏc tri thức.
- Làm cho học sinh quen dần với phương phỏp khoa học trong nghiờn cứu giải quyết vấn đề.
- Để đạt mục đớch ấy giai đoạn này bao gồm hai yếu tố cơ bản: xõy dựng giả thuyết và kiểm tra giả thuyết.
Học sinh cú thể rốn luyện được năng lực nhận thức một cỏch tự lực và sỏng tạo khi họ biết cỏch nghien cứu giải quyết vấn đề, mà việc nghiờn cứu giải quyết vấn đề trong khoa học thỡ nhất thiết diễn ra theo con đường đề xuất và phỏt triển giả thuyết.
Giả thuyết là một vấn đề giả sử cú, đề ra để giải thớch một hiện tượng nào đú và đũi hỏi phải được xỏc minh bằng thớ nghiệm hoặc bằng những luận chứng khoa học.
Giả thuyết là một hỡnh thức độc đỏo của tư duy, nú bao gồm một số khỏi niệm, phỏn đoỏn, suy lớ giả định, đồng thời nú chớnh là quỏ trỡnh đề xuất, chứng minh, phỏt triển những điều đó giả định. Vỡ vậy giả thuyết cú một vai trũ quan trọng trong cụng việc rốn luyện tư duy khoa học.
Cú hai con đường đề xuất và chứng minh giả thuyết: con đường diễn dịch ngoại suy và con đường diễn dịch tương tự.
Việc lụi cuốn học sinh vào con đường xõy dựng giả thuyết đũi hỏi phải rốn luyện cho họ cú kỹ năng quan sỏt một cỏch cú mục đớch cỏc sự vật và hiện tượng trong khuụn khổ tỡnh huống cú vấn đề, rồi sau đú vận dụng cỏc tri thức đó cú để xõy dựng giả thuyết dựa trờn cơ sở quan sỏt đú. Ở đõy cú sự kết hợp nhận thức của cảm tớnh với nhận thức lớ tớnh.
Trước một tỡnh huống cú vấn đề học sinh đề ra được nhiều giả thuyết khỏc nhau và giỏo viờn hướng dẫn học sinh tiến hành luận chứng cho giả thuyết, nghĩa là chọn lọc một cỏch cú căn cứ một trong cỏc giả thuyết đó đề ra làm con đường đỏng tin nhất để giải quyết vấn đề, cỏch chon lọc tốt nhất là suy
từ cỏc giả thuyết ra cỏc hệ quả khỏc nhau rồi kiểm tra cỏc hệ quả đú bằng kinh nghiệm sẵn cú hay bằng thớ nghiệm, kết quả là sẽ loại trừ được những giả thuyết sai lầm.
Khi đó chọn được một giả thuyết tương đối cú triển vọng rồi thỡ phải kiểm chứng cỏc giả thuyết đú. Đối với vật lớ học việc kiểm chứng cỏc giả thuyết thường được thực hiện nhở thớ nghiệm. Chỳ ý lựa chọn thớ nghiệm kiểm chứng sao cho hiện tượng thớ nghiệm được đơn giản, thiết bị thớ nghiệm đơn giản, tiến hành thớ nghiệm ngắn gọn hợp lớ, kết luận rỳt ra từ thớ nghiệm xuất hiện một cỏch logic và nằm trong phạm vi kiến thức mà học sinh cú thể hiểu được.
1.4.3.3. Kiểm tra, vận dụng kết quả.
Cỏc cụng việc cụ thể của giai đoạn này là: a) Thảo luận kết quả và đỏnh giỏ.
b) Khẳng định hay bỏc bỏ giả thuyết đó nờu. c) Phỏt biểu kết luận.
d) Đề xuất vấn đề mới.
Trong giai đoạn này chỳ ý cho học sinh vận dụng sỏng tạo cỏc tri thức đó thu nhận được, tức là vận dụng để giải quyết những tỡnh huống mới, khai thỏc với những tỡnh huống mới gặp phải khi thu nhận kiến thức.
1.4.4. Ưu điểm của phương phỏp dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề.
Phương phỏp dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề giỳp học sinh
nắm được tri thức và hành động trớ tuệ sõu sắc, vững chắc; tạo điều kiện cho học sinh phỏt huy tớnh sỏng tạo, nõng cao hứng thỳ học tập, hỡnh thành nhu cầu hoạt động tỡm kiếm, phỏt hiện vấn đề; giỳp học sinh bồi dưỡng được những phẩm chất, tỏc phong của người làm khoa học, dần hỡnh thành cho học sinh năng lực thu thập, phõn tớch, xử lớ thụng tin… Vận dụng phương phỏp dạy học này, đũi hỏi giỏo viờn phải phấn đấu nõng cao trỡnh độ chuyờn mụn, cú kiến thức chuyờn sõu về mụn học và liờn ngành, cú phương phỏp ứng xử sư phạm.
1.4.5. Cỏc mức độ của dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề [15].
Tựy theo mức độ tham gia của học sinh vào quỏ trỡnh nghiờn cứu và giải quyết vấn đề người ta phõn chia dạy học phỏt hiện và giải quyết vấn đề thành bốn mức độ.
Mức 1: Giỏo viờn nờu vấn đề, nờu cỏch giải quyết vấn đề; học sinh thực
hiện cỏch giải quyết vấn đề theo hướng dẫn của giỏo viờn. Giỏo viờn đỏnh giỏ kết quả làm việc của học sinh.
Mức 2: Giỏo viờn nờu vấn đề, gợi ý để học sinh tỡm ra cỏch giải quyết
vấn đề. Học sinh thực hiện cỏch giải quyết vấn đề. Giỏo viờn và học sinh cựng đỏnh giỏ.
Mức 3: Giỏo viờn cung cấp thụng tin tạo tỡnh huống, học sinh phỏt hiện
và xỏc định vấn đề nảy sinh, tự lực đề xuất cỏc giả thuyết và lựa chọn giải phỏp, học sinh thực hiện cỏch giải quyết vấn đề với sự giỳp đỡ của giỏo viờn khi cần. Giỏo viờn cựng học sinh đỏnh giỏ.
Mức 4: Học sinh tự lực phỏt hiện vấn đề nảy sinh trong hoàn cảnh của
mỡnh hoặc của cộng đồng, lựa chọn vấn đề phải giải quyết. Học sinh giải quyết vấn đề, tự đỏnh giỏ chất lượng và hiệu quả.