CHƯƠNG I: CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỂ CỦA HỌC SINH 1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 1. Khái niệm năng lực Có nhiều cách phát biểu khi trình bày định nghĩa năng lực. Theo CTGDPT tổng thể 2018 [1], năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
Chương trình GDPT 2018 xác định các năng lực cốt lõi cần được hình thành và phát triển ở học sinh phổ thông nước ta. Theo đó, năng lực cốt lõi là năng lực cơ bản, thiết yếu mà bất kì ai cũng cần phải có để sống, học tập và làm việc hiệu quả; gồm năng lực chung và năng lực đặc thù. Những năng lực chung được hình thành, phát triển thông qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Những năng lực đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất.
Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Vấn đề Vấn đề là trạng thái mà ở đó có sự mâu thuẫn hay có khoảng cách giữa thực tế với mong muốn. Khi đó, hoạt động nhận thức của con người bắt đầu gặp phải những mâu thuẫn. Để giải quyết được, đòi hỏi người học phải có các kĩ năng tư duy như phân tích, tổng hợp, phê phán, sáng tạo… nhằm tìm ra phương án mới để giải quyết VĐ. [6] Thực tiễn luôn đặt ra trước chúng ta những vấn đề đòi hỏi phải giải quyết.
Giải quyết vần đề là cách để chúng ta tồn tại và phát triển trong thế giới tự nhiên. Giải quyết vấn đề là 14 hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế. Trong học tập giải quyết vấn đề là một quá trình, trong đó người học xác định được vấn đề cần giải quyết, lựa chọn được một giải pháp tối ưu để giải quyết một vấn đề mới lạ và đánh giá được những gì đã xảy ra trong quá trình giải quyết vần đề.
Để giải quyết vấn đề đòi hỏi phải có NL GQVĐ, do đó bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS trong DH là một trong những nhiệm vụ quan trong của người GV thế kỉ 21. Năng lực giải quyết vấn đề Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những NL quan trọng của mỗi con người, do đó phát triển NL GQVĐ của HS là một trong những mục tiêu mà nhiều nền GD tiên tiến trên thế giới đang hướng đến. NL GQVĐ là một NL trong hệ thống NL của HS đã được xác định trong CT GDPT 2018 của nước ta. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của học sinh đó để giải quyết các tình huống trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức… NL GQVĐ biểu hiện qua việc phát hiện và hiểu VĐ; đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp GQVĐ; đánh giá và phản ánh giải pháp, vận dụng vào GQVĐ mới một cách hiệu quả với tinh thần tích cực.
Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề Năng lực giải quyết vấn đề của HS được thể hiện thông qua những hoạt động trong quá trình GQVĐ. Phân tích tiến trình GQVĐ của các cá nhân trong môi trường học tập, các nghiên cứu đã xác định năng lực giải quyết vấn đề có 4 thành tố được trình bài trong bảng dưới đây: [8] 15 Bảng 1. Bảng cấu trúc NL GQVĐ Chỉ số Năng lực thành tố Biểu hiện hành vi hành vi Phân tích được tình huống vấn đề 1. Phân tích tình huống, phát 1.1 hiện vấn đề và phát biểu VĐ Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu 1.2 cần giải quyết Phát biểu vấn đề (dưới dạng câu hỏi khoa (câu hỏi khoa học) 1.3 học) Thu thập thông tin, xử lí (kết nối, lựa chọn, 2.1 sắp xếp…) thông tin liên quan đến vấn đề 2.
Đề xuất và lựa chọn giải Xác định, tìm ra kiến thức và/ hay phương 2.2 pháp giải quyết vấn đề pháp vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ Đề xuất giải pháp 2.3 Lựa chọn giải pháp 2.4 Lập kế hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp 3.1 Thực hiện kế hoạch 3. Thực hiện giải pháp giải Đánh giá và điều chỉnh các bước giải quyết quyết vấn đề. vấn đề cụ thể trong quá trình thực hiện giải 3. Đánh giá, hoàn thiện toàn bộ Đánh giá quá trình GQVĐ 4.1 quá trình GQVĐ và đưa ra khả Hoàn thiện quá trình GQVĐ 4.2 năng áp dụng kết quả thu được Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự và trong việc GQVĐ tương tự và phát hiện vấn 4.3 phát hiện VĐ cần giải quyết đề cần giải quyết mới mới.
Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS Từ các năng lực thành tố và CSHV của cấu trúc NL GQĐ chính là căn cứ để xây dựng bảng tiêu chí đánh giá việc bồi dưỡng NL GQVĐ trong DH chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” – VL10 với các mức độ tương ứng của các CSHV [8]. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Năng lực Chỉ số Mức độ Tiêu chí chất lượng thành tố hành vi Phân tích được tình huống với sự hỗ trợ của 1. Phân tích Phân tích được một phần tình huống nhưng được tình 1. Phân tích còn thiếu sót huống vấn đề tình huống, Phân tích đầy đủ thông tin và chính xác tình 1.1 M3 phát hiện vấn huống đề và phát 1.2 M1 Phát hiện được vấn đề với sự hỗ trợ của GV 1.
Phát hiện biểu VĐ cần 1.2 M2 Phát hiện được vấn đề, nhưng còn thiếu sót vấn đề cần giải quyết Phát hiện chính xác vấn đề trong thời gian nghiên cứu 1.3 M1 Không phát biểu được vấn đề vấn đề (dưới 1.3 M2 Phát biểu được vấn đề, nhưng còn thiếu sót dạng câu hỏi Phát biểu đúng vấn đề dưới dạng câu hỏi 1.3 M3 khoa học) khoa học 2. Thu thập Xác định được và tìm hiểu các thông tin có 2.1 M1 thông tin, xử liên quan đến vấn đề với sự hỗ trợ của GV lí (kết nối, lựa Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin 2. Đề xuất và chọn, sắp có liên quan đến vấn đề, nhưng còn thiếu sót lựa chọn giải xếp…) thông Xác định chính xác và biết tìm hiểu các pháp giải tin liên quan 2.1 M3 thông tin liên quan đến vấn đề một cách quyết vấn đề đến vấn đề nhanh chóng Xác định, tìm ra kiến thức hay phương pháp 2.2 M1 vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ vấn đề tìm ra kiến với sự hướng dẫn của GV 17 thức và/ hay Xác định, tìm ra kiến thức hay phương pháp phương pháp 2.2 M2 vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ vấn đề vật lí cần sử nhưng còn thiếu dụng cho việc Xác định chính xác, tìm ra đầy đủ kiến thức GQVĐ 2.2 M3 hay phương pháp vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ vấn đề Đề xuất được giải pháp với sự hướng dẫn 2.3 M2 Đề xuất được giải pháp nhưng chưa hợp lí giải pháp Để xuất được một (hoặc nhiều giải pháp) 2.3 M3 hợp lí dựa trên cơ sở khoa học Lựa chọn được giải pháp nhưng chưa khả 2.4 M2 Lựa chọn được giải pháp khả thi giải pháp So sánh được ưu, nhược điểm của từng giải 2.4 M3 pháp, lựa chọn được giải pháp khả thi nhưng là giải pháp tối ưu Lập kế hoạch GQVĐ nhưng chưa khoa học/ 3. Lập kế Lập kế hoạch thực hiện giải pháp một cách hoạch cụ thể 3.1 M2 khoa học/ hợp lí nhưng chưa đầy đủ (hoặc để thực hiện chưa chi tiết) 3.
Thực hiện giải pháp Lập kế hoạch thực hiện giải pháp một cách giải pháp giải 3.1 M3 khoa học/ hợp lí, đầy đủ và chi tiết quyết vấn đề. Thực hiện và hoàn thành một phần nhỏ kế 3.2 M1 hoạch, hoặc hoàn thành nhưng còn nhiều sai 3. Thực hiện sót kế hoạch Thực hiện và hoàn thành một phần lớn kế 3.2 M3 Thực hiện và hoàn thành đầy đủ kế hoạch 3. Đánh giá Không điều chỉnh hành động trong quá trình 3.3 M1 và điều chỉnh thực hiện giải pháp các bước giải Điều chỉnh được hành động trong quá trình 3.3 M2 quyết vấn đề thực hiện giải pháp nhưng chưa thích hợp cụ thể trong Điều chỉnh được hành động hợp lí (thích quá trình thực 3.3 M3 hợp) hiện giải pháp 4.
Đánh giá, Đánh giá quá trình GQVĐ chưa đầy đủ, 4.1 M1 hoàn thiện chưa khoa học 4. Đánh giá toàn Đánh giá được quá trình GQVĐ tương đối quá trình 4.1 M2 bộ quá trình đầy đủ và tương đối khoa học GQVĐ GQVĐ và Đánh giá quá trình GQVĐ đầy đủ và khoa 4.1 M3 đưa ra khả học.2 M1 Hoàn thiện quá trình GQVĐ chưa đầy đủ 4. Hoàn kết quả thu Hoàn thiện quá trình GQVĐ tương đối đầy thiện quá 4.2 M2 được trong đủ trình GQVĐ việc GQVĐ 4.2 M3 Hoàn thiện quá trình GQVĐ đầy đủ tương tự và 4. Đưa ra Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được phát hiện VĐ khả năng áp 4.3 M1 trong việc GQVĐ tương tự nhưng chưa có cần giải quyết dụng kết quả cơ sở mới.
thu được Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được 4.3 M2 trong việc trong việc GQVĐ tương tự GQVĐ tương Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được tự và phát trong việc GQVĐ tương tự và xem xét kết hiện vấn đề 4.