Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC
1.2. Dạy học dựa trên vấn đề (PBL)
1.2.3. Phân biệt hai loại vấn đề có cấu trúc và phi cấu trúc
Bản chất vấn đề
Vấn đề có cấu trúc bao gồm hầu hết các vấn đề liên quan đến toán và các vấn đề vật lí như những vấn đề tìm thấy trong SGK. Chúng có một đáp án đúng duy nhất cho mỗi vấn đề, vì vậy nó đòi hỏi một số lượng tương đối nhỏ về thông tin và kiến thức để có thể GQVĐ (có thể dựa trên các tài liệu trình bày trong chương trình SGK).
Một vấn đề có cấu trúc bao gồm tất cả các yếu tố của vấn đề bao gồm một trạng thái được xác định ban đầu, một trạng thái mục tiêu, một vài trạng thái trung gian, và một số ít thông số xuất hiện trong vấn đề [17]. Việc GQVĐ đòi hỏi việc áp dụng một số hữu hạn các khái niệm, quy tắc, giải pháp. Vì vậy, các kĩ năng GQVĐ có cấu trúc chỉ có thể được chuyển giao cho các loại vấn đề tương tự.
Quy trình GQVĐ có cấu trúc
Mô hình xử lý thông tin GQVĐ thường xác định hai quá trình tư duy liên quan đến quá trình GQVĐ: quá trình hiểu và quá trình tìm kiếm. Dựa trên các mô hình GQVĐ khác nhau, quá trình GQVĐ có cấu trúc được mô tả trong ba quá trình cần thiết bao gồm:
- Xác định lại các vấn đề;
- Tìm kiếm giải pháp;
- Thực hiện một giải pháp.
Đầu tiên, khi người giải quyết đang phải đối mặt với một vấn đề, nhiệm vụ được đặt ra có thể bao gồm các câu hỏi sau: Mục tiêu là gì? Một giải pháp chấp nhận được là gì? và sản phẩm cuối cùng phải đạt được là gì? Sau khi hiểu nhiệm vụ, người giải quyết cố gắng để xác định lại các vấn đề theo sự hiểu biết của bản thân, xác định lại mục tiêu, giải pháp khả thi, và bất kỳ chiến lược GQVĐ mà có thể được sử dụng để giải quyết nhiệm vụ này [28]. Có thể coi công việc này như là công việc xác định lại vấn đề theo cách hiểu của người giải quyết.
Trong khi xác định lại vấn đề, những thông số của vấn đề có thể kích hoạt kiến thức trong bộ nhớ. Nếu trong lúc xác định lại vấn đề, người giải quyết tìm được giải
pháp để GQVĐ thì có thể đi thẳng đến giai đoạn thực hiện GQVĐ và thử các giải pháp tìm được. Chất lượng của việc xác định lại vấn đề trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng GQVĐ [22].
Thứ hai, nếu người giải quyết không tìm được giải pháp trong khi xác định lại vấn đề, người giải quyết phải tìm kiếm một giải pháp cho vấn đề. Trong việc tìm kiếm một giải pháp, người giải quyết phải sử dụng chiến lược tìm kiếm trong lĩnh vực cụ thể, cũng như các chiến lược tìm kiếm chung. Các chiến lược tìm kiếm trong những lĩnh vực cụ thể là riêng biệt đối với các lĩnh vực khác nhau. Trái với chiến lược tìm kiếm trong lĩnh vực cụ thể, các chiến lược tìm kiếm nói chung có thể được áp dụng trên một loạt các lĩnh vực. Việc sử dụng một số chiến lược tìm kiếm chung có thể bị hạn chế bởi kiến thức cụ thể của từng lĩnh vực. Người giải quyết chọn lựa chiến lược tìm kiếm dựa vào nội dung của từng lĩnh vực cũng như thể loại vấn đề.
Cuối cùng, sau khi tìm được giải pháp phù hợp, người giải quyết cố gắng để thử các giải pháp. Nếu giải pháp được thoả mãn, công việc kết thúc. Nếu nó không thành công, người giải quyết đi trở lại giai đoạn trước đó và cố gắng để xác định lại vấn đề hoặc sử dụng một phương pháp khác để giải quyết nó.
Các thành phần của việc GQVĐ có cấu trúc
Một trong những thành phần quan trọng của việc GQVĐ có cấu trúc là kiến thức lĩnh vực cụ thể [16] trong đó bao gồm kiến thức khai báo và kiến thức quá trình. Kiến thức khai báo bao gồm các khái niệm cơ bản, và các nguyên tắc của một vấn đề trong lĩnh vực cụ thể. Kiến thức quá trình trong việc GQVĐ trong lĩnh vực cụ thể là những chiến lược riêng biệt đối với từng lĩnh vực tương ứng. Ví dụ, trong đại số, một chiến lược để giải phương trình là chiến lược cô lập, tức là đặt tất cả biến về phía bên trái của phương trình và đặt tất cả các số về phía bên phải của phương trình. Vì vậy, chiến lược lĩnh vực cụ thể là liên quan trực tiếp đến nội dung của lĩnh vực và phụ thuộc vào nội dung kiến thức giải quyết. Hiểu theo cách khác, kiến thức quá trình là kiến thức có được khi một người thực hiện một việc gì đó. Nó khác với kiến thức khai báo là loại kiến thức cho mọi người biết về các sự vật, đôi khi là sự hiểu biết trừu tượng, không thực tế. Còn kiến thức quá trình là kiến thức thực tế, là kiến thức về cách làm một việc gì đó.
Trong việc giải quyết các vấn đề có cấu trúc, nếu học viên có kiến thức định hướng thích hợp, các học viên có thể trực tiếp GQVĐ mà không cần tìm kiếm một giải pháp bằng việc sử dụng các chiến lược tìm kiếm khác nhau. Người giải quyết có thể GQVĐ ngay lập tức bằng cách chọn giải pháp thích hợp dẫn đến mục tiêu, bởi vì họ nhận ra từng vấn đề từ kinh nghiệm trước đây của họ và biết được giải pháp này là thích hợp.
Kiến thức liên kết là một thành phần thiết yếu hơn kiến thức lĩnh vực cụ thể.
Kiến thức liên kết là kiến thức về cách mà các khái niệm biểu hiện trong các lĩnh vực khác nhau [15] (ví dụ kiến thức liên kết về công: khác nhau trong đời sống và vật lí). Các kiến thức liên kết cho phép người giải quyết nhớ lại chính xác cấu hình của một trạng thái vấn đề đưa ra và ngay lập tức chuyển hướng tới mục tiêu.
Vai trò quan trọng của kiến thức liên kết có thể được nhìn thấy trong quá trình giải quyết các vấn đề có cấu trúc. Một bảng tóm tắt của vấn đề có cấu trúc là một cấu trúc những thông tin tương ứng với một vấn đề. Thường những người có kiến thức liên kết tốt, có kinh nghiệm trong việc giải quyết các vấn đề sẽ tóm tắt được một bảng tóm tắt tốt hơn những người khác.
b) Vấn đề phi cấu trúc
Bản chất vấn đề
Theo Simon: “Những vấn đề mà HS thường phải đối mặt trong cuộc sống hằng ngày, chúng bao gồm những vấn đề về chính trị, xã hội, kinh tế và khoa học” [39].
Theo Voss: “Là những vấn đề mà mục đích thông tin không đầy đủ, rõ ràng” [38].
Theo Howard, McGree, Shin & Shia: “Là những vấn đề hỗn độn, phức hợp trong tự nhiên, nó đòi hỏi sự khảo sát, thu thập thông tin để giải quyết. Tuy nhiên các giải pháp giải quyết vấn đề không đơn giản và không cố định, không có giải pháp nào lập thành công thức và không có giải pháp chính xác” [38].
Theo Carleton College: “Là các vấn đề mà các dữ liệu đang mâu thuẫn nhau, những người tham gia tranh luận không đồng ý nhau về giả định hay về những giải pháp khác nhau. Người giải quyết vấn đề phi cấu trúc phải thấy trước những quan điểm khác nhau và có những lí luận biện minh cho giải pháp đề nghị” [37].
Quy trình GQVĐ phi cấu trúc
Dựa trên lý thuyết của nhiều tác giả, việc GQVĐ phi cấu trúc có thể được tóm tắt thành ba quá trình:
- Tóm tắt, xác định các biểu hiện của vấn đề;
- Quá trình tìm kiếm giải pháp;
- Giám sát và đánh giá.
Việc tóm tắt và xác định các biểu hiện của vấn đề được thực hiện bằng cách xây dựng một không gian vấn đề trong đó bao gồm việc xác định vấn đề, tìm kiếm và lựa chọn thông tin, tranh luận về những thông tin đã lựa chọn. Quá trình tìm kiếm giải pháp liên quan đến việc tạo ra và lựa chọn giải pháp. Cuối cùng, quá trình giám sát và đánh giá các giải pháp bằng cách tranh luận. Các giai đoạn bao gồm:
- Tóm tắt vấn đề: Khi người giải quyết đang phải đối mặt với một tình huống có vấn đề nhất định, trước tiên họ cần phải chắc chắn đã có một vấn đề xuất hiện, bởi vì vấn đề phi cấu trúc có thể không xuất hiện trực tiếp hoặc có thể được ẩn đi [19]. Sau khi xác định sự tồn tại của một vấn đề, người giải quyết cần phải xác định bản chất của vấn đề. Trong việc xác định bản chất của vấn đề, người giải quyết xây dựng một không gian vấn đề, trong đó có tất cả các trạng thái có thể của vấn đề bằng cách kiểm tra các nguyên nhân có thể của vấn đề cũng như hạn chế của nó [26]. Quá trình xây dựng không gian vấn đề là quá trình quan trọng nhất trong quá trình GQVĐ phi cấu trúc.
Để xây dựng không gian vấn đề, người giải quyết bắt đầu tìm kiếm thông tin thích hợp cho vấn đề. Sau khi người giải quyết xác định đủ lượng thông tin thu được, họ chấm dứt việc tìm kiếm ngay lập tức. Thông tin này cho phép người giải quyết bước vào giai đoạn tiếp theo. Dựa trên lựa chọn và đánh giá thông tin, người giải quyết có thể phản ánh chính xác nguyên nhân gây ra các vấn đề. Có rất nhiều giải pháp để giải quyết một vấn đề phi cấu trúc. Vì vậy, người giải quyết cần phải xây dựng nhiều không gian vấn đề, thay vì xây dựng một không gian vấn đề duy nhất [19].
- Quy trình tìm kiếm giải pháp: Lựa chọn thông tin cho phép người giải quyết tạo ra và chọn các giải pháp. Sau khi tạo ra và phát triển các giải pháp, người giải quyết chọn một giải pháp mà họ nghĩ rằng có thể thực hiện được, dựa trên nhận thức của họ về vấn đề.
- Giám sát và đánh giá: Một quá trình GQVĐ được điều khiển bởi một cấu trúc điều khiển GQVĐ và những cuộc tranh luận. Một giải pháp được chọn về cơ
bản là được rút ra từ một cuộc tranh luận về các giải pháp và việc này nằm trong cấu trúc điều khiển GQVĐ [29]. Vì vậy, người giải quyết phải chọn một giải pháp bằng cách xây dựng những lý luận chặt chẽ để đi đến quyết định chọn giải pháp đó.
Trong việc GQVĐ phi cấu trúc, một giải pháp tốt yêu cầu sự đồng thuận của cả nhóm, vì vậy người giải quyết phải cung cấp giải pháp khả thi nhất và lập luận thuyết phục nhất để bảo vệ giải pháp của họ trước những giải pháp thay thế của những thành viên khác trong nhóm. Người giải quyết phải liên tục đánh giá và theo dõi quá trình giải quyết của họ để biện minh cho lựa chọn của họ. Trong những cuộc tranh luận, người giải quyết phải biện minh bằng cách chỉ ra lý do tại sao và làm thế nào các giải pháp đề xuất sẽ thực hiện được, cũng như bằng cách chỉ ra lý do tại sao các giải pháp khác có thể không thực hiện được. Nếu giải pháp là không được chấp thuận, người giải quyết có thể “đi lại” và “tái hiện” các vấn đề để tìm giải pháp thích hợp hơn [28].
Tóm lại, người giải quyết liên tục theo dõi và đánh giá quá trình giải quyết của họ cho đến khi hoàn thành việc GQVĐ. Trong quá trình giải quyết các vấn đề phi cấu trúc, người giải quyết theo dõi quá trình của riêng mình từ giai đoạn này sang giai đoạn khác, lựa chọn thông tin và các phương án [26]. Ngoài ra, người giải quyết đánh giá lựa chọn của họ bằng cách kiểm tra và so sánh các lựa chọn thay thế khác.
Các thành phần của việc GQVĐ phi cấu trúc
- Nhận thức: Kiến thức lĩnh vực cụ thể là một yếu tố chính trong việc GQVĐ phi cấu trúc. Kiến thức lĩnh vực cụ thể hỗ trợ người giải quyết trong việc lựa chọn con đường GQVĐ phi cấu trúc [23]. Jonassen lập luận rằng mặc dù cá nhân có khả năng GQVĐ, nhưng họ không thể chuyển giao các kĩ năng khi GQVĐ trước đó sang các lĩnh vực khác khi không biết nội dung thích hợp [19]. Ngoài ra, Voss phát hiện ra rằng khi có chuyên môn cao trong một lĩnh vực thì việc GQVĐ phi cấu trúc trong lĩnh vực đó sẽ rất tốt. Việc phát triển kiến thức lĩnh vực cụ thể có thể làm tăng khả năng GQVĐ trong bất kỳ lĩnh vực cụ thể nào [28]. Mặc dù có kiến thức trong một lĩnh vực cụ thể, nhưng có một điều quan trọng là, vấn đề phi cấu trúc không thể được giải quyết bằng cách đơn giản là tìm kiếm thông tin và áp dụng một vài quy tắc. Vì các giải pháp của các vấn đề phi cấu trúc phụ thuộc vào tình hình hoặc bối cảnh, kiến thức lĩnh vực cụ thể phải được tích hợp một cách hợp lý để phù hợp
trong các tình huống. Vì vậy, vấn đề phi cấu trúc đòi hỏi kiến thức liên kết, để có thể sử dụng kiến thức lĩnh vực cụ thể ngay khi cần trong việc GQVĐ.
Kiến thức liên kết cùng với kiến thức thức khai báo tạo thành những cấu trúc kiến thức hữu ích [20]. Kiến thức liên kết có thể được sử dụng để phát triển kiến thức quá trình trong khi GQVĐ. Ngoài ra, Smith đề xuất kiến thức liên kết như một trong những thành phần nhận thức quan trọng trong quá trình GQVĐ. Ông cho rằng muốn quá trình GQVĐ tốt đòi hỏi kiến thức về lĩnh vực đó phải đầy đủ, có tổ chức [27]. Simon cũng nhấn mạnh rằng người giải quyết cần phải có những kiến thức cần thiết để sử dụng các thành phần thích hợp trong việc tổ chức các giải pháp GQVĐ.
Simon chỉ ra rằng việc GQVĐ phi cấu trúc đòi hỏi người giải quyết có kiến thức liên kết thích hợp với các thành phần của vấn đề [25].
Tóm lại, kiến thức lĩnh vực cụ thể phải được truy cập khi cần thiết trong việc GQVĐ. Để làm điều này, những kiến thức lĩnh vực cụ thể phải được tổ chức, sắp xếp một cách có ý nghĩa, sử dụng một số loại quy tắc, với các khái niệm khác để dẫn đến một giải pháp duy nhất. Vì vậy, để GQVĐ phi cấu trúc, người giải quyết phải có kiến thức liên kết tập hợp một số lượng lớn các thông tin liên quan đến vấn đề [29].
- Siêu nhận thức: Vấn đề phi cấu trúc không có giải pháp và mục tiêu rõ ràng vì vậy trong quá trình GQVĐ, cần thường xuyên xem xét lại mục tiêu. Nếu như mục tiêu đã xác định sai thì cần phải xác định lại. Người giải quyết phải sử dụng kĩ năng siêu nhận thức như thay đổi chiến lược, sửa đổi kế hoạch và đánh giá lại mục tiêu. Cùng với kiến thức lĩnh vực cụ thể và kiến thức liên kết, việc GQVĐ phi cấu trúc đòi hỏi việc sử dụng các chiến lược chung phù hợp trong các tình huống có vấn đề. Bởi vì vấn đề phi cấu trúc không có giải pháp rõ ràng và yêu cầu số lượng lớn thông tin trong các lĩnh vực khác nhau, cá nhân hiếm khi có đủ kiến thức để giải quyết các vấn đề. Chiến lược chung có thể bao gồm các chiến lược tranh luận, chia nhỏ, và chiến lược siêu nhận thức.
Chiến lược chung có trong kiến thức siêu nhận thức. Kiến thức siêu nhận thức là một trong những thành phần siêu nhận thức chính [12]. Kiến thức siêu nhận thức bao gồm ba phần là: kiến thức về bản thân và các chiến lược, kiến thức về cách sử dụng các chiến lược, và kiến thức về thời điểm và tại sao phải sử dụng chiến lược [24]. Trong việc giải quyết các vấn đề phi cấu trúc, người giải quyết phải có chiến lược chung, cũng như biết làm thế nào để sử dụng các chiến lược chung. Mặc dù
người giải quyết có các chiến lược chung, họ sẽ sử dụng chúng vào những thời điểm không thích hợp, trừ khi họ có kiến thức về điều kiện khi nào và tại sao phải áp dụng. Như vậy, người giải quyết phải có tất cả ba phần kiến thức siêu nhận thức để sử dụng các chiến lược chung có hiệu quả và phù hợp trong việc giải quyết các vấn đề phi cấu trúc.
Chiến lược siêu nhận thức bao gồm lập kế hoạch, kiểm tra và đánh giá [13].
Những chiến lược này có thể được áp dụng trong quá trình GQVĐ phi cấu trúc.
Người giải quyết thường sử dụng các chiến lược để kiểm tra các giải pháp, hoặc giám sát tiến trình, hướng tới mục tiêu của quá trình giải quyết.
Đầu tiên, khi nhận được thông tin, việc cần thiết là người giải quyết phải đánh giá các thông tin xem các thông tin đó có liên quan đến việc GQVĐ hay không. Người giải quyết phải có kĩ năng đánh giá khi xác định mức độ thông tin thu được có thể được sử dụng có hiệu quả trong quá trình giải quyết hay không, quy trình lựa chọn giải pháp có thể dự đoán chất lượng của các giải pháp [21].
Thứ hai, giám sát là một thành phần chính của quá trình GQVĐ phi cấu trúc.
Khi đối mặt với tình huống vấn đề phi cấu trúc, cá nhân không dễ dàng để giải quyết một vấn đề bởi vì họ thiếu kiến thức cần thiết để giải quyết tình huống này.
Ngoài ra, các cá nhân không biết làm thế nào để tìm một con đường giải quyết.
Trong việc tìm kiếm các giải pháp cho các vấn đề, sự không chắc chắn khi xác định mục tiêu đòi hỏi phải theo dõi các hoạt động của giải pháp và các xung đột giữa các mục tiêu khác nhau [21]. Hơn nữa, việc thực hiện các kế hoạch này phải được theo dõi và điều chỉnh để đảm bảo rằng các hành động hướng về trạng thái mục tiêu mong muốn. Quá trình giám sát đôi khi giúp người giải quyết theo dõi và đối phó với những hạn chế của giải pháp, và cũng để họ nhận ra bản chất của vấn đề và mục tiêu để lựa chọn. Khi người giải quyết xây dựng không gian vấn đề, việc giám sát giúp liên kết với các không gian vấn đề khác. Người GQVĐ thành công có thể điều khiển quá trình nhận thức của họ cũng như áp dụng các chiến lược chung phù hợp.
Họ giám sát và kiểm tra trạng thái nhận thức của họ một cách chính xác, cũng như điều chỉnh suy nghĩ của riêng mình.
Cuối cùng, lập kế hoạch là một vấn đề hàng ngày trong hoạt động GQVĐ.
Lập kế hoạch có thể được mô tả như là một hoạt động sắp xếp các hành động để hoàn thành mục tiêu. Không có sự tách biệt rõ ràng giữa các giai đoạn lập kế hoạch