CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan các nghiên cứu về dạy học với việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề gắn với chuyên ngành “Năng lực” là một thuật ngữ đã được nhiều tác giả tìm hiểu và nghiên cứu để mong muốn ý nghĩa thực sự của nó được thể hiện rõ nét trong từng ngữ cảnh hay lĩnh vực mà các tác giả nghiên cứu. Có nhóm tác giả quan niệm rằng NL là đặc điểm tâm lí cá nhân có liên quan đến kết quả hoàn thành tốt một HĐ nhất định [6], [34]. Một số lại dựa vào thành phần cấu trúc của NL để xác định NL [33], [80].
Nhóm tác giả khác lại dựa vào nguồn gốc của NL để định nghĩa NL và đều xác nhận rằng NL được hình thành từ các HĐ và thông qua HĐ, NL có thể được hình thành và phát triển [1], [64], [74], [97]. Từ các định nghĩa về NL, có thể thấy NL phần lớn được quy về phạm trù khả năng [62], [70], [83], [94]. Cần phải nhấn mạnh rằng, thuật ngữ “khả năng” của các tác giả được sử dụng kèm với các cụm từ “hành động có trách nhiệm”, “thành công”, “tiến bộ”, “hiệu quả”. Từ những định nghĩa này cho thấy hai đặc trưng nổi trội của NL là: (1) được thể hiện, bộc lộ qua HĐ và (2) bảo đảm HĐ đem lại hiệu quả, đạt kết quả như mong đợi.
Như vậy, nói đến NL tức là nói đến khả năng biết làm, biết thực hiện, trong đó chứa đựng những kiến thức, kĩ năng, ý thức, thái độ chứ không chỉ làm hay thực hiện một cách máy móc [46]. Mặc dù có những mô tả không giống nhau về thuật ngữ NL nhưng tổng thể đều dẫn đến cùng một quan niệm. Do đó, để mô tả NL, LA thống nhất sử dụng thuật ngữ “Competency”. NL chung và NL chuyên biệt là hai loại NL phổ biến được thiết kế dựa trên khung NL của từng quốc gia.
Ngoài NL nghề mà các ứng viên cần phải có, thì NL chung cũng là yếu tố quyết định để các nhà tuyển dụng chấp nhận. Đã từ lâu, NL GQVĐ được coi là NL chung cơ bản, cần thiết cho mỗi cá nhân để tồn tại và duy trì trong xã hội. Chính vì vậy, NL này rất cần thiết được bồi dưỡng, phát triển. Một số tác giả đã nghiên cứu và xây dựng các lí thuyết về GQVĐ, tiêu biểu như [66], [68], [76], [79], [86].
Ngoài ra, các tác giả cũng phản ánh rõ nét về GQVĐ thông qua các lập luận như: GQVĐ là HD trí tuệ, là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, hay GQVĐ cho phép người học vừa học vừa thực hành tư duy [17], [29], [37], [39]. GQVĐ tức là phải có khả năng phân tích các tình huống và áp dụng tư duy phê phán để GQVĐ và quyết định các hướng hành động và thực hiện các GP đã đề xuất; phải 7 có khả năng xác định các VĐ, khó khăn và cơ hội, tạo ra các hướng hành động khác nhau, đánh giá các khó khăn và rủi ro liên quan đến từng phương án và lựa chọn được phương án khả thi để GQ. Như vậy, hầu hết các tác giả đều nhấn mạnh tới việc người học phải GQ nhiệm vụ hay tình huống có VĐ thực tiễn mà chưa có GP rõ ràng, cần một sự huy động hiệu quả các nguồn lực của người học để hành động GQ. Bransford và Stein (1984) [57] đã xác định mô hình lí tưởng về GQVĐ có thể sử dụng trong các bối cảnh khác nhau.
Các thành tố đó bao gồm: nhận diện VĐ: NL này mô tả chi tiết bản chất của VĐ trong bối cảnh các VĐ khác gặp phải; xác định VĐ: mô tả cách phân tích VĐ đó và xác định các yếu tố chính cần được GQ; khám phá các GP: mô tả các lựa chọn khác nhau để GQVĐ, liệt kê ưu và nhược điểm của chúng; thực hiện GP: mô tả những gì đã làm để GQVĐ; nhìn nhận và đánh giá: mô tả kết quả, phản ánh sự thành công hoặc hành động khác trong quá trình đi GQVĐ. Tác giả cũng cho rằng chiến lược quan trọng nhất để tối ưu việc GQVĐ là tìm hiểu về các khái niệm, lí thuyết và quy trình mới. Những thứ này sau đó có thể HĐ như các công cụ khái niệm cho phép một người thực hiện các HĐ mà nếu không sẽ khó thực thi và thậm chí không thể thực thi được. Tuy nhiên, hiểu biết về cách các khái niệm và nguyên tắc có thể HĐ như các công cụ khái niệm hoàn toàn khác với việc ghi nhớ đơn thuần ND thực tế.
Khi nghiên cứu về NL GQVĐ trong DH Vật lí, Heller [70] đã sử dụng khung NL theo năm thành tố, đó là: Tập trung vào VĐ: tức là phát triển một mô tả định tính cho VĐ. Trước hết, phải hình dung các sự kiện được mô tả trong VĐ bằng cách sử dụng một bản phác thảo, sau đó viết một tuyên bố đơn giản về những gì muốn tìm hiểu và cuối cùng viết ra những ý tưởng vật lí có thể hữu ích trong bài toán và mô tả cách tiếp cận sẽ sử dụng. Mô tả Vật lí: Đầu tiên, đơn giản hóa tình huống VĐ bằng cách mô tả nó bằng một sơ đồ về những đối tượng vật lí đơn giản và những đại lượng vật lí thiết yếu. Sau đó khôi phục những gì muốn tìm bằng cách đặt tên các biến toán học cụ thể.
Cuối cùng sử dụng các ý tưởng vật lí được tập hợp ở bước 1, viết phương trình xác định các đại lượng vật lí này có liên quan như thế nào theo các nguyên tắc vật lí hoặc toán học. Lập kế hoạch thực thực hiện GP: trước tiên chuyển mô tả vật lí thành một bộ phương trình đại diện cho VĐ toán học bằng cách dùng những phương trình được lắp ráp trong bước 2, sau đó viết một phác thảo về cách giải các phương trình này để xem liệu chúng có 8 mang lại lời giải không. Thực hiện kế hoạch: trước tiên kết hợp các phương trình theo kế hoạch để xác định trước một GP đại số. Sau đó thay toàn bộ đại lượng đã biết vào phương trình đại số để xác định trị số cho đại lượng cần tìm.
Đánh giá các bước thực hiện: người học phải kiểm tra công việc của mình để xem nó được nêu đúng, hợp lí và đã thực sự trả lời câu hỏi được hỏi hay chưa. Theo Namsoo Shin Hong, để GQVĐ có cấu trúc tốt (Well-Structured Problem Solving), một cá nhân thường tuân theo bốn quy trình GQ. Các quy trình bao gồm (a) tìm ra chính xác VĐ là gì, (b) tìm kiếm thông tin thích hợp từ trí nhớ của cá nhân hoặc áp dụng các chiến lược tìm kiếm theo miền cụ thể hoặc chung để GQVĐ, (c) chọn giải pháp tốt nhất bằng cách dự đoán các hệ quả logic và (d) triển khai giải pháp và đánh giá xem nó có GQ được VĐ hay không [85]. Một số công trình nghiên cứu về cấu trúc NL GQVĐ phải kể đến các tác giả như Đỗ Hương Trà và cộng sự, Nguyễn Thanh Nga và cộng sự, Ngô Văn Hoan [17], [26], [46].
Có thể thấy VĐ trong nghiên cứu của các tác giả nêu trên khá đa dạng, thể hiện qua các cụm từ “VĐ trong DH Vật lí”, “VĐ kĩ thuật”, “VĐ thực tiễn trong DH tích hợp”, đối tượng nghiên cứu cũng khác nhau (học sinh, SV). Tùy từng cách hiểu của tác giả mà cấu trúc NL GQVĐ được phân chia thành các thành tố khác nhau, nhưng trình tự của nó thì vẫn không thay đổi theo các giai đoạn cơ bản: phát hiện VĐ, đề xuất GP, thực hiện GP, đánh giá quá trình GQVĐ. Riêng với cụm từ “VĐ gắn với CN” thì hiện chưa thấy công trình nào đề cập tới. Trong LA này, trên cơ sở định nghĩa NL GQVĐ gắn với CN, cùng với sự kế thừa từ các nghiên cứu trước về cấu trúc NL GQVĐ nói chung, chúng tôi đề xuất cấu trúc NL GQVĐ gắn với CN với một số khác biệt về biểu hiện hành vi và các tiêu chí chất lượng của hành vi cho phù hợp với đối tượng SV.
Cùng với các nghiên cứu lí thuyết về NL GQVĐ, cấu trúc NL GQVĐ, nhiều nghiên cứu cũng tập trung vào thực tiễn đó là dạy học với việc bồi dưỡng NL GQVĐ cho người học [28], [29], [30], [35], [42], [58], [78], [92]. Các nghiên cứu này chỉ ra quan niệm thống nhất về NL GQVĐ, xác định các thành tố NL GQVĐ và đề xuất biện pháp, bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ, tiến hành đánh giá trên đối tượng học sinh và cho kết quả như mong đợi. Ngoài ra, các thang đo và các công cụ đánh giá cũng được nghiên cứu, xây dựng và đưa vào thử nghiệm để đảm bảo độ tin cậy và độ giá trị khi đánh giá NL người học [44], [91]. Một số ít tập trung vào đối tượng SV, nghiên cứu đề xuất các biện pháp nhằm 9 phát triển được NL này cùng cách thức kiểm tra, đánh giá và bước đầu cũng cho kết quả khả quan [7], [10], [12], [13], [16], [23], [25], [41], [47], [50].
Một số nghiên cứu có đề cập đến việc DH với ND liên quan tới CN của SV, trong đó có chỉ ra cơ hội có thể phát triển NL GQVĐ cho SV [27], hay phát triển NL GQVĐ kĩ thuật một cách sáng tạo cho SV [22]. Bên cạnh các nghiên cứu về DH với việc bồi dưỡng NL GQVĐ cho SV, thì nghiên cứu về DH phần Vật lí hạt nhân để bồi dưỡng NL GQVĐ cho SV cũng được các tác giả quan tâm tìm hiểu, nghiên cứu. Trong cuốn sách “Các vấn đề và giải pháp về Vật lí phân tử, nguyên tử và hạt nhân” được tổng hợp và chỉnh sửa bởi tác giả Yung-Kuo Lim [99] giúp SV không chỉ tăng hiểu biết về các nguyên tắc cơ bản mà còn trau dồi khả năng GQ các VĐ thực tiễn trong môi trường thực. Các GP được trình bày trong cuốn sách chỉ hướng dẫn để GQ các VĐ thay vì thao tác từng bước nhằm tạo điều kiện cho SV tự học, tự nghiên cứu, trong đó đòi hỏi sử dụng những kiến thức cơ bản của Vật lí phân tử, nguyên tử và hạt nhân.
Cherney và Jordan Winter với bài báo “Giải quyết vấn đề Vật lí hạt nhân: một nghiên cứu trường hợp về sự khác nhau giữa người mới học và chuyên gia” đã nghiên cứu trên các đối tượng là học sinh phổ thông, SV năm thứ nhất ngành Vật lí và giáo viên trợ giảng khi cùng GQ một VĐ về Vật lí hạt nhân.