CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1. Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học Vật lí Trong quá trình dạy học, mục tiêu, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học có mối quan hệ biện chứng với nhau. Các chuyên gia sư phạm xác định mục tiêu dạy học và đề ra nội dung dạy học tương ứng. Trên cơ sở nội dung và mục tiêu đã đề ra, GV phải lựa chọn, vận dụng các phương pháp và sử dụng phương tiện thích hợp sao cho có thể phát huy tích cực và phát triển được năng lực sáng tạo của HS.[1] Mục tiêu giáo dục không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những kiến thức, rèn luyện những kỹ năng có sẵn cho HS mà quan trọng là phải bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ đó có thể sáng tạo ra những trí thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đế mới, góp phần làm giàu thêm nền kiến thức của bản thân HS.
Vì vậy, dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng cần phải tiến hành đổi mới nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho vai trò tự chủ của HS trong hoạt động xây dựng kiến thức ngày một nâng cao, để từ đó năng cao năng lực sáng tạo của HS.[2] Để quá trình đổi mới phương pháp dạy và học đạt hiệu quả, các nhà giáo dục phải trên cơ sở nghiên cứu tâm lí học để từ đó xây dựng tiến trình dạy học phù hợp. Hoạt động học tập của HS thực chất là hoạt động nhận thức. Thông qua hoạt động của bản thân mà HS tự chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ, cũng như quan điểm, đạo đức, thái độ. Vì vậy, trong quá trình dạy học, GV cần tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học tập của HS theo một chiến lược hợp lí sao cho HS tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức.
HS là chủ thể của hoạt động nhận thức. Cơ sở tâm lí học của hoạt động nhận thức Chúng ta biết rằng quá trình nhận thức bao giờ cũng diễn ra theo hai giai đoạn: nhận thức cảm tính và nhận thức lí tính. 6 Giai đoạn nhận thức cảm tính bao gồm các hoạt động cảm giác, tri giác và hình thành biểu tượng về đối tượng cần nhận thức. Chỉ thông qua các hoạt động cảm giác, tri giác đối tượng cần nhận thức có thể hình thành biểu tượng về đối tượng đó một cách chân thực và đúng đắn.
Nhờ đó mới có được những thao tác tư duy (nhận thức lý tính) như: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa đạt độ chính xác khoa học cần thiết, qua đó HS lĩnh hội được kiến thức một cách sâu sắc, có được những thao tác tư duy đúng đắn, có khả năng vận dụng những tri thức đã học, có điều kiện để xây dựng kiến thức mới. Những thành tựu của tâm lí học nhận thức và tâm lí học sư phạm đã khẳng định vai trò và tác dụng của các phương tiện trực quan trong việc kích thích hứng thú nhận thức, tạo cơ sở cho nhu cầu nhận thức xuất hiện và động lực của quá trình nhận thức được duy trì và phát triển. Do đó làm cho người học đạt kết quả cao trong việc chiếm lĩnh tri thức lẫn hình thành năng lực tư duy sáng tạo và kĩ năng thực hành.[4] Theo quan điểm của tâm lí học liên tưởng, khi sự vật, hiện tượng tác động vào giác quan thì cảm giác sẽ được hình thành. Những cảm giác này sẽ làm xuất hiện những ý tưởng có liên quan.
Những ý tưởng được hình thành này sau đó lại kích thích sự ra đời của những ý tưởng khác. Vì vậy, hoạt động học thực chất là quá trình hình thành các liên tưởng, phát triển trí nhớ của người học. Hoạt động học sẽ có hiệu quả nếu người học có thể hình thành cho mình những mối liên hệ giữa các khái niệm, quy luật, cách thức…để từ đó ghi nhớ và tái hiện tài liệu học tập tốt hơn. Tương tự như vậy, hoạt động dạy cần phải hình thành ở người học càng nhiều càng tốt những mối liên hệ giữa những tri thức riêng lẻ, giữa những kiến thức của một phần hay một phạm vi khoa học nhất định nào đó cũng như giữa các ngành khoa học khác nhau.
Khi sử dụng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính vào dạy học, HS có điều kiện quan sát trực tiếp hiện tượng và quá trình vật lí xảy ra trong thí nghiệm, đồng thời có thể quan sát được số liệu thu được từ thí nghiệm thông qua màn hình máy vi tính. Các số liệu đó được thu thập, được sắp xếp, xử lí và hiển thị theo ý đồ sư phạm 7 của giáo viên. Nhờ đó, có thể giúp HS dễ dàng xác định được những mối liên hệ giữa những thuộc tính khác nhau của sự vật hiện tượng, giữa cái chung và cái riêng, giữa hình thức và nội dung của các đối tượng nghiên cứu.[4] Khi đó, nếu có được sự hướng dẫn, gợi ý cần thiết của giáo viên thì HS có thể chuyển hóa vấn đề nhận thức từ cụ thể sang trừu tượng, rồi từ đó chuyển lên cái cụ thể ở mức cao hơn. Lúc này tính trực quan được dùng để vạch ra mối quan phổ biến của các đối tượng, hiện tượng, hiện tượng và quá trình.
Lí thuyết kiến tạo của Bruner cho rằng học tập là một quá trình tích cực, trong đó người học kiến tạo các ý tưởng mới dựa trên các kiến thức hiện có. Người dạy có thể làm cho việc học hiệu quả hơn bằng cách cung cấp tư liệu để giúp cho người học xây dựng kiến thức từ những gì họ đã biết để biết nhiều hơn và tự họ khám phá ra chân lí. Hoạt động học sẽ hiệu quả hơn nếu người học có thể tham gia tích cực vào việc điều khiển quá trình học. Chính vì vậy, HS cần phải có những lựa chọn, tự kiểm soát kế hoạch học tập và tự đưa ra mục đích cho mỗi hành động học của mình, tăng cường sự hợp tác và ý thức cộng đồng, hình thành những phương pháp học tập phù hợp với hoàn cảnh, tăng cường tự đánh giá, tự nhận xét.[4] Theo Vưgôtxky, sử dụng phương tiện chẳng qua là sử dụng các đối tượng nào đó làm phương thức, phương tiện thực hiện hành vi của bản thân mình.
Theo đó, sự phát triển, hiện đại hóa các phương tiện dạy học sẽ góp phần phát triển, hoàn thiện các hành vi của học sinh, góp phần phát triển các thao tác tư duy, năng lực sáng tạo của người học. Trong giai đoạn đầu của việc giải quyết vấn đề, HS khuyến khích, hỗ trợ, hướng dẫn lẫn nhau, trong giai đoạn sau HS đưa ra kết luận dựa trên các bằng chứng thực nghiệm và giải quyết các bất đồng ý kiến bằng cách dung hòa các lập luận khác nhau. Từ đó có thể kết luận rằng HS có thể đạt được mục tiêu học tập thông qua hợp tác với nhau bằng các bài thuyết trình, phát biểu, tranh luận.[2] Vưgôtxky còn cho rằng dạy học sẽ có hiệu quả hơn khi HS tham gia các hoạt động với môi trường hỗ trợ học tập và khi họ nhận được những hướng dẫn gián tiếp của các công cụ học tập. Những công cụ này được định nghĩa như là các chiến lược nhận thức, người cố vấn, bạn cùng học, máy tính, tư liệu hoặc bất kí dụng cụ nào 8 cung cấp thông tin cho người học.
Vai trò của các công cụ này là chủ động hỗ trợ người học hoàn thành nhiệm vụ học tập gần với giới hạn trên của vùng phát triển gần và thoát khỏi sự trợ giúp khi người học đạt được mức tự tin cao hơn.[2] Như vậy, trong quá trình dạy học vật lí ở trường phổ thông, giáo viên cần phải biết sử dụng thí nghiệm vật lí hỗ trợ cho quá trình dạy học. Đồng thời, giáo viên cần phải tổ chức các hoạt động dạy học và hướng dẫn HS tham gia vào quá trình thảo luận đưa ra các phán đoán (giả thuyết) sau đó xây dựng và tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng nhằm khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã đưa ra. Từ đó, HS tự chiếm lĩnh và hình thành nên tri thức cho bản thân. Quá trình dạy học các tri thức thuộc một môn khoa học cụ thể được hiểu là những hoạt động của giáo viên và của HS trong sự tương tác thống nhất biện chứng của ba thành phần: GV, HS và tư liệu học tập.
Hệ thống hoạt động dạy học bao gồm các hành động có mục đích của GV, tổ chức hoạt động trí óc và tay chân của HS, đảm bảo cho HS chiếm lĩnh được nội dung dạy học, đạt được mục tiêu xác định. GV tổ chức định hướng hành động chiếm lĩnh tri thức vật lí của HS phỏng theo tiến trình của chu trình sáng tạo khoa học. Như vậy chúng ta có thể hình dung diễn biến của hoạt động dạy học như sau: - GV tổ chức tình huống, HS chấp nhận tình huống, nhận nhiệm vụ, nảy sinh vấn đề cần tìm tòi giải quyết. Dưới sự chỉ đạo của GV, vấn đề được diễn đạt chính xác hóa, phù hợp với mục tiêu dạy học và các nội dung cụ thể đã xác định.
- HS tự chủ tìm tòi, giải quyết vấn đề đặt ra với sự theo dõi, định hướng, giúp đỡ của GV. - GV chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của HS, bổ sung, tổng kết, khái quát hóa, thể chế hóa tri thức, kiểm tra kết quả học tập phù hợp với mục tiêu dạy học các nội dung cụ thể đã xác định. Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học Vật lí Quá trình sáng tạo khoa học gồm các giai đoạn chính: Từ những sự kiện khởi đầu đi đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện tượng, tức là đề xuất giả thuyết, 9 từ giả thuyết suy ra các hệ quả logic; từ hệ quả đi đến thiết kế và tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm; nếu các sự kiện thực nghiệm phù hợp với hệ quả logic thì giả thuyết trở thành chân lí khoa học từ đó hình thành định luật, thuyết vật lí. Cho đến khi xuất hiện những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với các hệ quả rút ra từ lí thuyết dẫn tới phải xem lại lí thuyết cũ, cần phải chỉnh lí lại hoặc phải thay đổi mô hình giả thuyết, và bắt đầu xây dựng những giả thuyết mới, thiết kế những thiết bị mới để kiểm tra và như vậy mà kiến thức của nhân loại ngày một phong phú thêm.[5] Mô hình – Giả thuyết Các hệ quả logic trừ tượng Các sự kiện xuất phát Thực nghiệm Hình 1.