Luận văn Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - Sách giáo khoa Vật lí 10 hiện hành nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong học tập

Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trên con đường tiến lên Chủ nghĩa xã hội, thời kỳ của tri thức và khoa học công nghệ muốn vậy cần có những con người chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên. Để xây dựng những con người có đủ trình độ kiến thức, năng lực, trí tuệ và phẩm chất đạo đức tốt làm chủ đất nước những con người có trình độ chuyên môn cao năng động, sáng tạo, tự chủ và có khả năng nghiên cứu độc lập, phối hợp làm việc để có thể hoà nhập với tốc độ phát triển của nền khoa học và kỹ thuật trên thế giới thì sự nghiệp giáo dục cũng phải nhanh chóng đổi mới. Chính vì lẽ đó mà Nghị quyết Trung ương lần thứ tư Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam khoá VII khẳng định "Đổi mới phương pháp dạy và học ở các cấp học, bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề". Nghị quyết Trung ương II khoá VIII nhấn mạnh hơn nữa: "Đổi mới phương pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ một chiều rèn luyện nếp tư duy sáng tạo của người học". [19] Trong hệ thống kiến thức vật lý ở trường phổ thông thì một số kiến thức về cân bằng trong chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 là một phần không quá khó, qua khảo sát trong quá trình dạy học chúng tôi nhận thấy nhưng việc tiếp thu kiến thức theo kiểu áp đặt, chấp nhận hiện nay cũng khiến các em mắc phải không ít những sai lầm, làm cho việc lĩnh hội kiến thức mới trở nên tẻ nhạt HS không vận dụng được những kiến thức này để giải quyết vấn đề trong thực tế có liên quan. Để học sinh có thể tự chủ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc, vững chắc và có thể phát triển năng lực sáng tạo khi học phần kiến thức này, chúng tôi nhận thấy cần phải cấu trúc lại nội dung một số kiến thức trong chương, soạn thảo tiến trình dạy học các kiến thức này sao cho học sinh tự nhận biết, suy nghĩ, tự lực tìm tòi giải quyết các vấn đề nhằm đảm bảo cho kiến thức đã tiếp thu là những kiến thức thực sự có chất lượng và đáp ứng được những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn. Từ những lý do trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở trường THPT, chúng tôi đã chọn đề tài: "Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lí 10 hiện hành nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong học tập" làm đề tài nghiên cứu. 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng hệ thống quan điểm lý luận dạy học hiện đại về việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động tích cực chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh thiết kế được tiến trình dạy học một số kiến thức về cân bằng thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý 10 theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh 3. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng những quan điểm dạy học hiện đại một cách phù hợp trong đó thí nghiệm được thiết kế và sử dụng một cách hợp lí thì sẽ thiết kế được phương án dạy học một số kiến thức cụ thể về cân bằng trong chương "Cân bằng của vật rắn " theo hướng phát huy được tính tích cực của học sinh trong quá trình học tập bằng cách lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức 4. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong dạy học một số các kiến thức thuộc chương "Cân bằng của vật rắn" - SGK vật lý10 hiện hành. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục tiêu đề ra, chúng tôi phải thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Nghiên cứu các quan điểm hiện đại về dạy và học, đặc biệt là về việc thiết kế tiến trình dạy học, tổ chức tình huống dạy học và các định hướng của giáo viên trong hoạt động dạy học nhằm phát triển các hành động tích cực của học sinh. Nghiên cứu vị trí của thí nghiệm trong dạy học theo quan điểm dạy học hiện đại - Nghiên cứu các kiến thức cơ bản về phần tĩnh học ở lớp 10 nhằm xác định được mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng mà học sinh cần nắm vững. - Tìm hiểu thực tế dạy học phần tĩnh học ở lớp 10 nhằm tìm hiểu phương pháp dạy học của GV, phương pháp học của HS, các khó khăn của GV và của HS trong quá trình làm việc với SGK, tình hình sử dụng thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật rắn - Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật rắn trong chương "Cân bằng của vật rắn " trong đó có sử dụng những thí nghiệm, nhằm đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập - Tiến hành thực nghiệm sư phạm tiến trình dạy học các kiến thức đã soạn thảo để đánh giá tính khả thi của nó và sơ bộ đánh giá hiệu quả của nó đối với việc nâng cao chất lượng kiến thức và đối với việc phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập. Qua đó, sửa chữa, bổ sung tiến trình dạy học đã soạn thảo. 6. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi đã sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau: a. Nghiên cứu và vận dụng lý luận : Nghiên cứu sách, báo bàn về lý luận dạy học hiện đại, đổi mới phương pháp dạy học. Nghiên cứu tài liệu vật lý, đặc biệt là SGK, sách giáo viên vật lý 10, Sách Vật lý đại cương, Tra cứu Vật lí mà trọng tâm là chương "Cân bằng của vật rắn " làm cơ sở để xây dựng tiến trình dạy học các kiến thức nhằm định hướng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu. b. Điều tra khảo sát thực tế: Dự giờ, điều tra khảo sát về tình hình dạy học lớp 10 ở một số trường THPT tại Hà Tây c. Thực nghiệm sư phạm ở hai lớp : Lớp đối chứng và lớp thực nghiệm để so sánh khẳng định hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo. d. Phương pháp thống kê toán học: Để xử lý đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. 7. Đóng góp của luận văn - Thể hiện được việc vận dụng lý luận về : +/ thiết kế tiến trình dạy học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh +/ Thí nghiệm vật lý trong tiến trình giải quyết vấn đề. +/Phát huy tính tích cực của học sinh trong học tập. Để thiết kế được tiến trình dạy học một số kiến thức trong chương "Cân bằng của vật rắn" theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong quá trình học tập. - Xây dựng được ba phương án thí nghiệm mới được sử dụng trong quá trình dạy học một số kiến thức về điều kiện cân bằng của chất điểm, quy tắc hợp lực đồng quy, quy tắc hợp lực song song trong chương “Cân bằng của vật rắn ”. - Bổ sung và làm phong phú tài liệu tham khảo cho các giáo viên vật lý THPT, sinh viên các trường ĐHSP và cao đẳng sư phạm. Góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý THPT. 8. Cấu trúc của luận văn. Luận văn gồm 124 trang. Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận văn gồm 3 chương. Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài Chương 2: Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức về cân bằng của vật rắn trong chương “ Cân bằng của vật rắn ” - SGK vật lý 10 hiện hành. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. Chương I Cơ sở lý luận của đề tài 1.1. Các luận điểm khoa học xuất phát trong nghiên cứu chiến lược dạy học phát triển hoạt động tích cực, sáng tạo tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh Cũng như những môn khoa học khác Phương pháp dạy học vật lý là một ngành của khoa học giáo dục có đối tượng nghiên cứu là quá trình dạy học môn vật lý nhằm đạt được mục đích của việc dạy là làm cho người học lĩnh hội được nội dung môn học bao gồm cả kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, những năng lực và phẩm chất có liên quan đến môn vật lí. Cao hơn nữa, theo xu thế của thời đại, chúng ta đổi mới phương pháp để trong quá trình dạy học những tri thức cụ thể rèn luyện cho học sinh tiềm lực, những kỹ năng kỹ xảo cần thiết để khi rời nhà trường học sinh có thể tiếp tục tự học, có khả năng nghiên cứu tìm tòi tự hoàn thiện bản thân đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển. Muốn vậy, người giáo viên phải nắm vững các luận điểm khoa học hiện đại về phương pháp luận khoa học. Trong chiến lược dạy học phát triển hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức, bồi dưỡng tư duy khoa học-kỹ thuật và năng lực giải quyết vấn đề [16] GS-TS Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra 6 luận điểm cơ bản sau: * Luận điểm 1: Về vai trò quan trọng của sự dạy là hiện thực được việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học. Sự học nói chung là sự thích ứng của người học với những tình huống thích đáng, làm nảy sinh và phát triển ở người học những dạng tri thức hoạt động xác định, phát triển ở người học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách cá nhân. Nói riêng, sự học có chất lượng một tri thức khoa học mới nào đó phải là sự thích ứng của người học với những tình huống vấn đề thích đáng. Chính quá trình thích ứng này là hoạt động của người học xây dựng lên tri thức mới với tính cách là phương tiện tối ưu giải quyết tình huống mới. Đồng thời đó là quá trình góp phần làm phát triển các năng lực nhận thức thực tiễn và nhân cách của người học. Bởi vậy, một vai trò quan trọng của giáo viên trong dạy học môn khoa học là tổ chức được những tình huống vấn đề và thực hiện được sự kiểm tra, định hướng hoạt động hữu hiệu, cho phép gợi ra cho học sinh hoạt động học tập tự chủ, tích cực dẫn tới sự chiếm lĩnh được tri thức khoa học theo cách tiếp cận hiện thực tương tự như các nhà khoa học. * Luận điểm 2: Về sự cần thiết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học. Tri thức khoa học được xây dựng khi nhà khoa học có động cơ giải quyết một vấn đề, tìm tòi giải đáp cho một câu hỏi đặt ra mà việc tìm lời giải đáp cho câu hỏi đó chính là tìm tòi một cái mới, chứ không thể chỉ đơn thuần là việc tái hiện, lặp lại các kiến thức và cách thức hoạt động quen thuộc sẵn có. Bởi vậy, trong dạy học môn khoa học, giáo viên cần tổ chức được những tình huống vấn đề. Đó chính là việc tổ chức những tình huống trong đó xuất hiện những vấn đề cần giải quyết mà học sinh tự mình có khả năng tham gia giải quyết và do đó sẽ suy nghĩ đưa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải quyết thích hợp. Chính trong những điều kiện đó với sự giúp đỡ, định hướng của giáo viên học sinh sẽ xây dựng được cho mình những tri thức khoa học sâu sắc, vững chắc và vận dụng được đồng thời qua quá trình đó năng lực trí tuệ của học sinh được phát triển. * Luận điểm 3: Về sự cần thiết lập được sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với tri thức cần dạy. Nhận thức thực tế khách quan (nhận thức một tình huống vật lý) là biểu đạt nó bằng một mô hình họp thức (một mô hình có hiệu lực). Quá trình nhận thức khoa học thực tế khách quan xét cho cùng là một quá trình vận động vô tận của việc xây dựng mô hình, hợp thức hoá mô hình và hoàn thiện mô hình. Tiến trình giải quyết vấn đề, xây dựng tri thức vật lý đó là tiến trình "Tự đề xuất vấn đề nghiên cứu đến xuy đoán giải pháp, khảo sát lý thuyết/ thực nghiệm, rồi xem xét đánh giá khả năng chấp nhận của các kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm". Bởi vậy, trong dạy học, hoạt động nhận thức khoa học của học sinh cần được định hướng phù hợp với tiến trình xây dựng tri thức như thế. Việc này đòi hỏi sự phân tích sâu sắc cấu trúc nội dung tri thức cần dạy và xác lập được sơ đồ: "Từ tình huống xuất phát thế nào, nảy sinh vấn đề gì, tìm tòi giải quyết vấn đề và đi tới kết quả thế nào" một cách phù hợp với trình độ học sinh và xét trong suốt quá trình xây dựng, kiểm tra và vận dụng tri thức mới, trong đó xác định được điều kiện cần thiết và những câu hỏi định hướng hữu hiệu cho hành động tìm tòi giải quyết vấn đề một cách phù hợp với phương pháp nhận thức khoa học và ứng dụng thực tiễn. * Luận điểm 4: Về sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của học sinh trong việc tổ chức tình huống và định hướng hành động giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới. Tri thức mới được xây dựng dựa trên các tri thức đã có và đồng thời còn phải đối chọi lại với các quan niệm đã có nhưng lại là trở lực đối với sự hình thành tri thức mới. Tri thức mới với ý nghĩa đúng đắn của nó chỉ có thể thực sự được xác lập, hoà nhập vào vốn hiểu biết riêng của học sinh, khi mà nó được xây dựng trên cơ sở tri thức đã có của học sinh, đồng thời làm biến đổi và khắc phục được các quan niệm cũ, cách hiểu cũ sai lạc, trái ngược với nó. Bởi vậy, trong dạy học, cần nghiên cứu các quan niệm hoặc cách hiểu sai lầm vốn có của học sinh có liên quan tới các tri thức cần xây dựng. Chúng là chỗ dựa, đồng thời là trở lực tất yếu cần khắc phục đối với quá trình xây dựng tri thức mới của học sinh. Cần sử dụng những quan niệm vốn có đó của học sinh vào việc xây dựng tình huống vấn đề và định hướng hoạt động giải quyết vấn đề một cách hữu hiệu sao cho tạo được điều kiện cho những quan niệm đó được học sinh vận dụng, được thử thách trong quá trình kiểm tra hợp thức hoá khiến cho học sinh tự nhận thấy chỗ sai lầm, thấy cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng được một tri thức mới phù hợp. * Luận điểm 5: Về sự cần thiết phát huy tác dụng của sự trao đổi và tranh luận của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Sự xây dựng tri thức khoa học là một quá trình mang tính xã hội. Nhận thức của mỗi cá nhân, thành viên xã hội, tiến triển trong sự tương tác xã hội và xung đột xã hội - nhận thức. Trong nghiên cứu khoa học, kết quả nghiên cứu của nhà khoa học có sự đóng góp cộng đồng các nhà khoa học. Kết quả nghiên cứu của mỗi cá nhân nhà khoa học có sự hỗ trợ của người khác. Kết quả đó được trình bày, thông báo và trải qua tranh luận phản bác bảo vệ trong cộng đồng các nhà khoa học. Nhờ đó, kết quả nghiên cứu được chỉnh lý, bổ sung, hoàn thiện và được động đồng khoa học chấp nhận. Khi đó mới có được những tri thức khoa học có đầy đủ giá trị. Sự học tập xây dựng tri thức của học sinh sẽ được tạo thuận lợi và có hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và tranh luận với những người ngang hàng. Trong điều kiện đó sẽ phát huy được ảnh hưởng của sự môi giới, hỗ trợ của những người trong cộng đồng đối với mỗi cá nhân qua vùng phát triển gần nhất của cá nhân. * Luận điểm 6: Về sự cần thiết tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình nghiên cứu xây dựng bảo vệ tri thức khoa học. Để phát huy tổng hợp các nhân tố tác động: Vai trò của học sinh trong sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong sự tổ chức tình huống vấn đề và định hướng hành động tìm tòi xây dựng kiến thức của học sinh; Vai trò của tương tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh và đồng thời cho học sinh tập quen với quá trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì cần tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học. Đó mới thực sự là dạy học khoa học, bản chất của dạy học khoa học là dạy học giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận của sự nhận thức khoa học. 1.2. thiết kế tiến trình hoạt động dạy học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực sáng tạo của học sinh. Để nâng cao chất lượng hiệu quả dạy học đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được kiến thức, kỹ năng, đồng thời bồi dưỡng được tư duy khoa học, tư duy sáng tạo, phát triển ở học sinh hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề trong quá trình chiếm lĩnh tri thức khoa học và do đó chuẩn bị tốt cho học sinh có thể thích ứng được với thực tiễn cuộc sống không ngừng phát triển, thì đòi hỏi việc thiết kế hoạt động dạy học kiến thức cụ thể phải được thực hiện một cách khoa học theo một quy trình hợp lý từ việc tổng hợp các luận điểm xuất phát của chiến lược dạy học đã trình bày ở trên, ta có thể rút ra kết luận khái quát chỉ đạo việc thiết kế tiến trình dạy học các tri thức cụ thể gồm các bước sau: * Thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với kiến thức cần dạy. * Tổ chức tình huống có vấn đề. * Xác định việc định hướng khái quát chương trình hoá hành động tự chủ tích cực của học sinh và việc tổ chức hợp lý hoạt động của cá nhân và của tập thể học sinh. 1.2.1. Thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với kiến thức cần dạy. Từ sự hiểu biết sâu sắc về kiến thức cần dạy, giáo viên thiết lập sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học, đáp ứng được đòi hỏi phương pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời phải phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh. Đó là cơ sở quan trọng, là tiền đề cần thiết để có thể tổ chức và định hướng khái quát hành động tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình dạy học. Để thiết lập được sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học đối với một tri thức cụ thể cần dạy thì giáo viên cần phải dựa vào cơ sở lý luận của các vấn đề sau: a. Tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể Tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức vật lý cụ thể bằng sơ đồ sau: "Đề xuất vấn đề - Suy đoán giải pháp và khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm - kiểm tra vận dụng kết quả". * Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được. Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi. * Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải: Chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm, hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm. * Khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận lôgíc về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu thập các dữ liệu cần thiết, xem xét, 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 sở vận dụng chúng để giải thích/ tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm. Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờ suy luận lý thuyết với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm để quy nạp chấp nhận kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, hoặc để xét lại, bổ sung, sửa đổi với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm nhằm tiếp tục xây dựng cái cần tìm. [15] b. Sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể. Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức và thể hiện bằng sơ đồ phải giải đáp được câu hỏi: Kiến thức cần xây dựng được là điều gì? Được diễn đạt như thế nào? Nó là câu trả lời được rút ra từ việc giải bài toán cụ thể nào? Xuất phát từ câu hỏi nào? Chứng tỏ tính hợp thức khoa học của câu trả lời đó như thế nào? Sơ đồ tổng quát : Tình huống có tiềm ẩn vấn đề Phát biểu vấn đề -Bài toán Giải quyết vấn đề : Suy đoán, thực hiện giải pháp Kiểm tra xác nhận kết quả: Xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm Trình bày, thông báo, thảo luận bảo vệ kết quả Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo Sơ đồ 1 : Sơ sồ khái quát biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi xây dựng một kiến thức cụ thể Giải quyết bài toán Bài toán Kết luận / nhận định Vấn đề (đòi hỏi tìm kiếm xây dựng kiến thức) Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra Sơ đồ 2 : Sơ đồ khái quát biểu đạt lôgíc của tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng một kiến thức cụ thể. Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu hỏi trả lời cho vấn đề đặt ra, một mặt nhờ suy luận, mặt khác nhờ thí nghiệm và quan sát (Giải pháp) Bài toán- Giải pháp Vấn đề - Bài Toán (Đòi hỏi kiểm nghiệm, ứng dụng thực tiễn kiến thức) Kết luận (thu được nhờ suy luận lý thuyết) Kết luận (thu được nhờ thí nghiệm và quan sát) Kết luận Giải bài toán nhờ thí nghiệm và quan sát Giải bài toán bằng suy luận lý thuyết Dữ liệu nảy sinh bài toán 1.2.2. Tổ chức tình huống có vấn đề Với tiến trình dạy học giải quyết vấn đề thì tình huống có vấn đề đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong mỗi tiết học, trong cả quá trình học Nó là hoàn cảnh trong đó xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mà học sinh chấp nhận việc giải quyết mâu thuẫn đó như một nhiệm vụ học tập và sẵn sàng mang sức lực và trí tuệ ra để giải quyết. a. Khái niệm "vấn đề" Khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà người học không thể giải quyết được chỉ bằng kiến thức sẵn có, theo khuôn mẫu có sẵn, nghĩa là không dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết được thì người học thu nhận được kiến thức, kỹ năng mới. Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng được, chứ không phải câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhờ lại những kiến thức đã có. [15] b. Tình huống có vấn đề Tình huống vấn đề là tình huống mà khi học sinh tham gia vào việc giải quyết thì gặp khó khăn, học sinh ý thức được vấn đề mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đó. Nghĩa là tình huống đó kích thích nhận thức tích cực của học sinh đề xuất và giải quyết vấn đề đã đề xuất. Tình huống vấn đề cơ bản : Là tình huống ở đó xuất hiện câu hỏi có tác dụng định hướng tư duy tìm tòi của chủ thể học, nhằm trúng mục tiêu nội dung của kiến thức cần tìm kiếm. Việc xây dựng một kiến thức mới thực chất là quá trình triển khai giải quyết tình huống cơ bản đó, có thể là một quá trình chuyển liên tiếp từ tình huống này sang tình huống khác, trong đó có " tình huống vấn đề cơ bản" việc giải quyết tình huống đó là đạt được câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra ở tình huống cơ bản. [15] c. Các kiểu tình huống có vấn đề: Khi học sinh được lôi cuốn vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) mà học sinh đã đảm nhận, học sinh nhanh chóng nhận thấy sự bất ổn của tri thức đã có của mình, vấn đề xuất hiện, học sinh ở vào một tình thế (tình huống) có thể thuộc một trong những loại sau: - Tình thế lựa chọn: Chủ thể ở trạng thái suy tính cân nhắc, khi cần lựa chọn một phương án thích hợp nhất trong những điều kiện xác định để giải quyết vấn đề (tức là cần lựa chọn một mô hình vận hành được). - Tình thế bất ngờ: Chủ thể ở trạng thái ngạc nhiên, khi gặp cái mới lạ, chưa hiểu vì sao, cần biết căn cứ vào lý lẽ (tức là cần phải có một mô hình mới). - Tình thế bế tắc: Chủ thể ở trạng thái túng bí, chưa biết làm thế nào để giải quyết được khó khăn gặp phải, cần có cách giải quyết (tức là cần có mô hình mới). - Tình thế không phù hợp: Chủ thể ở trạng thái băn khoăn, nghi hoặc, khi gặp sự kiện mới, trái ngược với lẽ thường, với kết quả có thể rút ra được từ căn cứ lý lẽ đã có, do đó cần xét lại để có căn cứ lý lẽ thích hợp hơn (tức là cần có mô hình thích hợp hơn). - Tình thế phán xét: Chủ thể ở trạng thái nghi vấn khi gặp các cách giải thích với các căn cứ lý lẽ khác nhau, cần xem xét kiểm tra các văn cứ lý lẽ đó. (Tức là cần kiểm tra, hợp thức hoá mô hình đã được đề cập). - Tình thế đối lập: Chủ thể ở trạng thái bất đồng quan điểm, khi gặp một cách giải thích có vẻ lôgíc, nhưng lại xuất phát từ một căn cứ lý lẽ sai trái với căn cứ lý lẽ đã được chấp nhận, cần bác bỏ căn cứ lý lẽ sai lầm đó để bảo vệ căn cứ lý lẽ đã chấp nhận (tức là phê phán, bác bỏ mô hình không hợp thức, bảo vệ mô hình hợp thức đã có). [15] d. Điều kiện cần của việc tạo tình huống vấn đề. Việc tổ chức được các tình huống vấn đề và định hướng hành động học giải quyết vấn đề đòi hỏi: - Giáo viên có dụng ý tìm cách cho học sinh tự giải quyết một vấn đề, tương ứng với việc xây dựng một tri thức khoa học cần dạy. Do đó giáo viên cần nhận định về câu hỏi đặt ra, các khó khăn trở lực học sinh phải vượt qua khi giải đáp câu hỏi đó. - Giáo viên phải xác định rõ kết quả giải quyết mong muốn đối với vấn đề được đặt ra là: Học sinh chiếm lĩnh được tri thức khoa học cụ thể gì (diễn đạt cụ thể một cách cô đúc, chính xác nội dung đó). - Giáo viên soạn thảo được một nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) để giao cho học sinh, những điều kiện cần thiết khiến cho học sinh tự cảm thấy mình có khả năng tham gia giải quyết nhiệm vụ đặt ra và được lôi cuốn vào hoạt động tích cực giải quyết nhiệm vụ đó. Để soạn thảo được một nhiệm vụ như vậy cần 2 yếu tố cơ bản. * Tiền đề hay tư liệu (thiết bị, sự kiện, thông tin) cần cung cấp cho học sinh hoặc gợi ra cho học sinh. * Lệnh hoặc câu hỏi đề ra cho học sinh. - Trên cơ sở vấn đề cần giải quyết, kết quả mong đợi, những quan niệm, khó khăn trở lực của học sinh trong điều kiện cụ thể, giáo viên cần đoán trước những đáp ứng có thể của học sinh và dự định tiến trình định hướng, giúp học sinh khi cần một cách hợp lý phù hợp với tiến trình khoa học giải quyết vấn đề. [15] e. Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Giáo viên đóng vai trò quan trọng trong tổ chức tình huống học tập và định hướng hành động tìm tòi xây dựng tri thức của học sinh, cũng như phát huy vai trò của tương tác xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh, muốn cho học sinh làm quen với quá trình xây dựng, bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì có