Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này nghiên cứu các bài tập thực tiễn chương “Sóng ánh sáng” chương trình Vật lí 12 THPT cơ bản và nghiên cứu tiến trình sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn trong dạy học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Lê Nguyễn Minh Phương XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thành phố Hồ Chí Minh – 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Lê Nguyễn Minh Phương XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 THPT Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số : 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ giáo dục với đề tài: Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các nội dung và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả Lê Nguyễn Minh Phương
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ rất lớn từ Quý Thầy Cô, Quý đồng nghiệp, bạn bè và đặc biệt là gia đình. Đầu tiên, tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc nhất của mình đến người thầy của tôi – thầy Nguyễn Mạnh Hùng. Thầy là người đã dành nhiều thời gian để quan tâm, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin trân trọng cám ơn Ban lãnh đạo và chuyên viên Phòng Sau Đại học, ban chủ nhiệm và giảng viên khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học. Tôi xin trân trọng cám ơn Ban Giám Hiệu, Quý đồng nghiệp trường THPT Võ Văn Kiệt đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi trong quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm cũng như trong quá trình hoàn thiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp K28 – Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện luận văn. Cuối cùng, từ tận đáy lòng, tôi xin gủi lời cảm ơn của mình đến Ba, Mẹ và gia đình đã luôn tin tưởng, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho tôi từ lúc tôi bắt đầu đi học đến lúc hoàn thiện luận văn này. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự góp ý từ Quý Thầy Cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cám ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2019 Tác giả luận văn Lê Nguyễn Minh Phương
MỤC LỤC Trang phụ bìa Mục lục Danh mục chữ cái viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình Danh mục các biểu đồ Danh mục các sơ đồ MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH.................................................... 6 1.1. Tổng quan về năng lực giải quyết vấn đề ........................................................ 6 1.1.1. Khái niệm năng lực ................................................................................... 6 1.1.2. Năng lực giải quyết vấn đề Vật lí .............................................................. 7 1.2. Xây dựng bài tập Vật lí thực tiễn trong chương trình THPT......................... 16 1.2.1. Khái niệm và vai trò của bài tập Vật lí trong dạy học............................. 16 1.2.2. Khái niệm và vai trò của BTVLTT trong việc phát triển năng lực GQVĐ của HS ......................................................................................... 18 1.2.3. Nguyên tắc và quy trình xây dựng BTVLTT. ......................................... 19 1.3. Sử dụng BTVLTT vào dạy học bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS ............ 21 1.3.1. Phân loại BTVLTT trong dạy học bồi dưỡng năng lực GQVĐ của HS..... 21 1.3.2. Nguyên tắc sử dụng BTVLTT vào dạy học phát triển năng lực GQVĐ của HS ......................................................................................... 23 1.3.3. Quy trình sử dụng BTVLTT vào dạy học phát triển năng lực GQVĐ của HS ......................................................................................... 24 1.3.4. Thực trạng việc sử dụng BTVLTT vào dạy học phát triển năng lực GQVĐ của HS ......................................................................................... 26 Kết luận chương 1 ................................................................................................... 31 Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG”....... 32 2.1. Mục tiêu và nội dung dạy học chương “Sóng ánh sáng”............................... 32 2.1.1. Mục tiêu dạy học chương “Sóng ánh sáng” ............................................ 32
2.1.2. Nội dung dạy học chương “Sóng ánh sáng” ........................................... 33 2.1.3. Những thuận lợi và khó khăn trong việc xây dựng BTVLTT chương “Sóng ánh sáng” ......................................................................... 39 2.2. Thiết kế một số bài tập Vật lí thực tiễn thuộc chương “Sóng ánh sáng”....... 40 2.2.1. Bài tập Vật lí thực tiễn mở đầu ............................................................... 40 2.2.2. Bài tập Vật lí thực tiễn xây dựng kiến thức mới ..................................... 44 2.2.3. Bài tập Vật lí thực tiễn củng cố, vận dụng .............................................. 56 2.2.4. Bài tập Vật lí tìm hiểu thực tiễn .............................................................. 83 2.2.5. Một số thuận lợi – khó khăn trong việc sử dụng BTVLTT nhằm phát triển năng lực GQVĐ của HS.......................................................... 90 2.3. Tiến trình dạy học một số bài thuộc chương “Sóng ánh sáng” có sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn........................................................................... 91 2.3.1. Tiến trình dạy học bài “Tán sắc ánh sáng” có sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn ................................................................................................... 91 2.3.2. Tiến trình dạy học bài “Giao thoa ánh sáng” có sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn ................................................................................................ 98 2.3.3. Tiến trình dạy học bài “Tia hồng ngoại – tia tử ngoại – tia X” có sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn .................................................................. 105 Kết luận chương 2 ................................................................................................. 110 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 111 3.1. Mục đích, đối tượng, thời gian và phương pháp thực nghiệm .................... 111 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ............................................................ 111 3.1.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ........................................................... 111 3.1.3. Thời gian thực nghiệm sư phạm............................................................ 111 3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ...................................................... 111 3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ................................................................. 112 3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................................. 115 Kết luận chương 3 ................................................................................................. 124 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 128 PHỤ LỤC
DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT STT Các chữ cái viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 BTVLTT Bài tập Vật lí thực tiễn 2 GQVĐ Giải quyết vấn đề 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 SGK Sách giáo khoa 6 THPT Trung học phổ thông
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ của HS ............................................. 8 Bảng 1.2. Biểu hiện của năng lực GQVĐ của HS ..................................................... 9 Bảng 1.3. Các bước tổ chức dạy học giải quyết vấn đề ........................................... 11 Bảng 1.4. Tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS ............................................. 14 Bảng 1.5. Loại công cụ được sử dụng để đánh giá năng lực GQVĐ ...................... 16 Bảng 3.1. Bảng thống kê số lượng HS đạt các mức độ tương ứng các thành tố năng lực GQVĐ của tiến trình dạy học “Tán sắc ánh sáng” ................. 115 Bảng 3.2. Bảng thống kê số lượng HS đạt các mức độ tương ứng của các thành tố năng lực GQVĐ của tiến trình dạy học “Giao thoa ánh sáng” ...................................................................................................... 116 Bảng 3.3. Bảng thống kê số lượng HS đạt các mức độ tương ứng của các thành tố năng lực GQVĐ của tiến trình dạy học “Tia hồng ngoại – tia tử ngoại – tia X” ............................................................................... 116 Bảng 3.4. Tiêu chí đánh giá BTVLTT trong bài hậu kiểm ................................... 121 Bảng 3.5. Thống kê số HS đạt các mức độ của bài hậu kiểm ............................... 122 Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá bài thu hoạch ............................................................ 122 Bảng 3.7. Bảng điểm của bài thu hoạch ................................................................ 123
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Kim cương .................................................................................................. 40 Hình 2.2. Hiện tượng nhiễu xạ sóng nước và nhiễu xạ ánh sáng ............................... 42 Hình 2.3. Mô phỏng thí nghiệm tán sắc ánh sáng bằng lăng kính.............................. 43 Hình 2.4. Ánh sáng trắng rọi qua kim cương ............................................................. 44 Hình 2.5. Kính lọc sắc ................................................................................................ 46 Hình 2.6. Bộ thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young ................................... 49 Hình 2.7. Mô phỏng hiện tượng giao thoa khe Young ............................................... 49 Hình 2.8. Đèn hồng ngoại ........................................................................................... 51 Hình 2.9. Máy khử trùng bằng tia UV ........................................................................ 53 Hình 2.10. Xương bàn tay chụp bằng tia X ................................................................ 54 Hình 2.11. Hình ảnh giao thoa ánh sáng bằng khe Young ......................................... 60 Hình 2.12. Hình ảnh giao thoa ánh sáng trắng ........................................................... 63 Hình 2.13. Wilhem Cornad Rontgen .......................................................................... 73 Hình 2.14. Bếp hồng ngoại và sơ đồ cấu tạo của bếp hồng ngoại .............................. 75 Hình 2.15. Tác động của ánh sáng Mặt trời lên da ..................................................... 78 Hình 2.16. Đèn huỳnh quang ...................................................................................... 83 Hình 2.17. Phòng xông hơi hồng ngoại ...................................................................... 84 Hình 2.18. Máy kiểm tra an ninh ................................................................................ 85 Hình 2.19. Lò luyện kim ............................................................................................. 86 Hình 2.20. Các loại quang phổ ................................................................................... 88
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Kết quả đánh giá thành tố “Phát hiện và làm rõ vấn đề” ..................... 117 Biểu đồ 3.2. Kết quả đánh giá chỉ số hành vi “Đề xuất và lựa chọn giải pháp”....... 119 Biểu đồ 3.3. Kết quả đánh giá chỉ số hành vi “Thực hiện và đánh giá giải pháp” ... 120
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Quy trình đánh giá năng lực GQVĐ của HS .......................................... 13 Sơ đồ 1.2. Quy trình xây dựng bài tập Vật lí thực tiễn ............................................ 21 Sơ đồ 1.3. Các cách phân loại bài tập Vật lí............................................................. 22 Sơ đồ 1.4. Quy trình sử dụng BTVLTT trong dạy học phát triển năng lực GQVĐ của HS ..................................................................................................... 24
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, cách mạng công nghiệp 4.0 mở ra nhiều cơ hội và thách thức mới cho nhân loại, cho thế giới nói chung và cho Việt Nam nói riêng. Nó đòi hỏi con người chúng ta cần phải có những phẩm chất, năng lực của một công dân toàn cầu. Có thể nói, vai trò của ngành Giáo dục – Đào tạo đóng vai trò then chốt, tạo ra nguồn nhân lực cho tương lai. Trong đó, vấn đề đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng phát triển năng lực; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã và đang đổi mới chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực đáp ứng được nhu cầu của xã hội trong tương lai. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay, chương trình giáo dục phổ thông lại đang rất nặng về kiến thức hàn lâm và số lượng môn học. Vì mục đích thi cử và điểm số, nhiều giáo viên vẫn sử dụng phương pháp dạy học chưa chú trọng đến rèn luyện, nâng cao phẩm chất và năng lực của người học, không chỉ ở bộ môn Vật lí nói riêng mà còn ở các môn khoa học tự nhiên nói chung. Vì thế, việc nghiên cứu các phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực của học sinh càng trở nên cần thiết. Đã có nhiều công trình nghiên cứu, bài báo khoa học công bố về các dạng năng lực cần phát triển cho học sinh như năng lực thực nghiệm, năng lực tìm hiểu tự nhiên, năng lực giải quyết vấn đề, ... Năng lực nào cũng quan trọng và đóng một vai trò riêng đối với học sinh. Tuy nhiên, trong phạm vi của một luận văn, tôi chọn năng lực giải quyết vấn đề để nghiên cứu. Có nhiều cách để giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Trong phạm vi của luận văn, tôi chọn hướng xây dựng các bài tập Vật lí thực tiễn để nghiên cứu vì một số lý do sau: Thứ nhất, đa số các bài tập Vật lí hiện nay lại thiên về tính toán, ít gắn với thực tiễn đời sống. Vì thế, sau khi học xong, học sinh chỉ biết giải bài tập rèn luyện kỹ năng tính toán nhưng chưa biết cách vận dụng những kiến thức đã học vào các tình huống trong cuộc sống. Từ đó, dẫn đến học sinh không được rèn luyện các phẩm chất, năng lực cần thiết cho sau này. Thứ hai, bài
2 tập Vật lí thực tiễn mang lại nhiều hứng thú cho học sinh nên khá hiệu quả trong việc sử dụng để truyền tải kiến thức và luyện tập nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Thứ ba, bài tập Vật lí thực tiễn có thể giao làm bài tập về nhà, giúp tận dụng được thời gian ở nhà để rèn luyện năng lực. Chính vì vậy, việc xây dựng các bài tập gắn liền với thực tiễn theo định hướng phát triển năng lực là vô cùng quan trọng. Trong chương trình Vật lí THPT, các kiến thức về chương “Sóng ánh sáng” có khá nhiều ứng dụng thực tiễn, cuộc sống hiện đại của chúng ta không thể thiếu các thiết bị, sản phẩm là ứng dụng của sóng ánh sáng. Vì thế, học sinh có khá nhiều hứng thú trong quá trình học những kiến thức vể sóng ánh sáng. Tuy nhiên, hiện nay có khá ít các bài tập gắn với thực tiễn thuộc chương này. Trước đây đã có nhiều đề tài luận văn nghiên cứu về các bài tập thực tiễn thuộc nhiều phần kiến thức khác nhau, nhưng kiến thức về chương “Sóng ánh sáng” thì khá ít. Vì vậy, tôi chọn chương “Sóng ánh sáng” cho đề tài nghiên cứu của mình. Là một học viên Cao học và đồng thời cũng là một giáo viên THPT, tôi mong muốn được đóng góp một phần nhỏ công sức của mình cho công cuộc đổi mới chương trình giáo dục của nước nhà. Tôi mong muốn có thể xây dựng được và đưa vào sử dụng các bài tập Vật lí thực tiễn chương về “Sóng ánh sáng” theo định hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong thời đại mới. Thông qua đó, khơi gợi sự say mê hứng thú học tập môn Vật lí của học sinh. Từ những lý do trên, tôi quyết định thực hiện đề tài luận văn “Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT”. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng các bài tập Vật lí thực tiễn chương “Sóng ánh sáng” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 12 THPT. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học Vật lí tại một số trường THPT ở thành phố Hồ Chí Minh. Phạm vi nghiên cứu: quá trình sử dụng bài tập Vật lí vào dạy học ở trường THPT.
3 4. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu các bài tập thực tiễn chương “Sóng ánh sáng” chương trình Vật lí 12 THPT cơ bản và nghiên cứu tiến trình sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn trong dạy học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề. 5. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và sử dụng bài tập Vật lí thực tiễn vào tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Sóng ánh sáng” trong chương trình THPT thì sẽ giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, chúng tôi đề ra các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của bài tập Vật lí, bài tập Vật lí thực tiễn, quy trình, cách thức xây dựng bài tập Vật lí thực tiễn. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của năng lực giải quyết vấn đề, dạy học giải quyết vấn đề; các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong tiến trình dạy học; cách đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. - Nghiên cứu nội dung kiến thức, các bài tập thuộc chương “Sóng ánh sáng” - Sách giáo khoa Vật lí lớp 12 ban cơ bản và phương pháp giải của nó. - Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức có sử dụng các bài tập thực tiễn chương “Sóng ánh sáng”. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo nội dung và tiến trình đã soạn thảo. Phân tích kết quả thực nghiệm thu được để đánh giá khả năng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Từ đó, nhận xét, rút kinh nghiệm, sửa đổi, bổ sung để có thể nghiên cứu, xây dựng các bài tập Vật lí thực tiễn và vận dụng vào tiến trình dạy học cho các nội dung kiến thức khác trong chương trình vật lí trung học phổ thông. 7. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau:
4 - Phương pháp nghiên cứu lí luận Nghiên cứu các tài liệu về cơ sở lí luận của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, dạy học giải quyết vấn đề để làm cơ sở định hướng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu. Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo để xác định nội dung kiến thức Vật lí chương “Sóng ánh sáng” mà học sinh cần tiếp thu. Nghiên cứu các tài liệu, sách tham khảo về các bài tập hiện có thuộc chương “Sóng ánh sáng”. - Phương pháp thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học có sử dụng các bài tập Vật lí thực tiễn đã xây dựng. - Phương pháp thống kê toán học Phân tích kết quả thu được sau quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài - Phương pháp bút vấn Tìm hiểu việc dạy và việc học (thông qua phiếu trắc nghiệm điều tra) nhằm đánh giá sơ bộ tình hình dạy học và sử dụng các bài tập chương “Sóng ánh sáng” Vật lí lớp 12. Đánh giá kết quả học tập của học sinh sau quá trình thực nghiệm sư phạm - Phương pháp quan sát Quan sát các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình thực nghiệm sư phạm. 8. Đóng góp của đề tài - Làm rõ cơ sở lí luận về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, về tổ chức hoạt động dạy học giải quyết vấn đề. - Xây dựng các bài tập thực tiễn chương “Sóng ánh sáng” - Vận dụng các bài tập thực tiễn để xây dựng tiến trình dạy học các nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng” Vật lí lớp 12 ban cơ bản, có thể làm tư liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học.
5 9. Bố cục của đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và mục lục thì nội dung luận văn gồm 3 chương sau: Chương 1. Cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng bài tập vật lí thực tiễn trong dạy học ở trường THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đềcủa học sinh. Chương 2. Xây dựng và sử dụng các bài tập vật lí thực tiễn trong dạy học chương “sóng ánh sáng”. Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
6 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC Ở TRƯỜNG THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1. Tổng quan về năng lực giải quyết vấn đề 1.1.1. Khái niệm năng lực Theo Weinert (2001), năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội, ... và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt.(Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018) Theo Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường (2012), năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động. (Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018) Theo F.E. Weinert (2001), năng lực của HS là sự kết hợp hợp lý kiến thức, kỹ năng và sự sẵn sàng tham gia để cá nhân hành động có trách nhiệm và biết phê phán tích cực hướng tới giải pháp cho các vấn đề. (Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội, 2018) “Năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính tâm lý cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, ... để thực hiện thành công một loại công việc trong một bối cảnh nhất định. Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống” (Đỗ Hương Trà, Nguyễn Văn Biên, Trần Khánh Ngọc, Trần Trung Ninh, Trần Thị Thanh Thủy, Nguyễn Công Khanh, Nguyễn Vũ Bích Hiền, 2016) Theo Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo (Tháng 7/2017), 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
7 các kiến thức, kỹ 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. (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2017) Năng lực của HS được hiểu là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ, ... phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lý và thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra với chính HS trong cuộc sống thức tiễn. (Đỗ Hương Trà, Phạm Gia Phách, 2016) Tóm lại, từ những khái niệm trên, chúng tôi cho rằng năng lực của HS là khả năng HS huy động mọi nguồn lực có thể (kiến thức, kỹ năng, phẩm chất, thái độ, ...) để thực hiện những nhiệm vụ học tập và rèn luyện nhằm mục đích phát triển thể chất và tinh thần của bản thân. 1.1.2. Năng lực giải quyết vấn đề Vật lí a. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Theo đánh giá của PISA năm 2012, năng lực GQVĐ là khả năng của mỗi cá nhân trong việc chiếm hữu quá trình nhận thức để tìm hiểu và giải quyết tình huống có vấn đề khi phương pháp giải của nó không tường minh tức thì. Năng lực này bao gồm cả sự mong muốn giải quyết những vấn đề đó để đạt được những tiềm lực của bản thân. (Kogure, 2012) Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân huy động những kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm của mình để giải quyết các tình huống có vấn đề một cách hiệu quả, tích cực, sáng tạo. (Nguyễn Hồng Quyên, 2018) Năng lực GQVĐ là khả năng một cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề mà ở đó HS chưa thể tìm ra ngay giải pháp một cách rõ ràng. Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề để trở thành công dân có tinh thần xây dựng và tự biết phản ánh. (Lê Thanh Huy, Nguyễn Văn Điển, 2016) Năng lực GQVĐ của HS 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 thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức. (Đỗ Hương Trà, Nguyễn Văn Biên, Tường Duy Hải, Phạm Xuân Quế, Dương Xuân Quý, 2019)
8 b. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Vật lí Năng lực GQVĐ của HS trong dạy học Vật lí là năng lực cá nhân của người học sử dụng hiệu quả kiến thức Vật lí, kỹ năng, thái độ, ... để giải quyết một tình huống có chứa đựng vấn đề Vật lí mà ở đó không chứa đựng giải pháp thông thường. (Nguyễn Thị Thủy, Đỗ Hương Trà, 2015) Năng lực GQVĐ là một trong những năng lực cốt lõi của dạy học Vật lí, nó cần được thể hiện xuyên suốt qua các hoạt động của người học: từ phát hiện vấn đề, đề xuất giả thuyết, lập kế hoạch giải quyết vấn đề, thực hiện kế hoạch giải quyết đến xem xét lại toàn bộ quá trình giải quyết vấn đề và phát hiện vấn đề mới. (Đỗ Hương Trà, et al., 2019) Từ những khái niệm trên, chúng tôi đưa ra định nghĩa: năng lực giải quyết vấn đề Vật lí của HS là khả năng HS giải quyết những vấn đề của môn Vật lí chưa có giải pháp nhờ huy động mọi nguồn lực có thể (kiến thức, kỹ năng, phẩm chất, thái độ, ...). c. Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề Vật lí Theo tác giả Lê Thị Thu Hiền (2016), năng lực GQVĐ gồm ba thành tố: phát hiện và làm rõ vấn đề, đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ, thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ. Mỗi thành tố trên lại được cụ thể hóa bởi các chỉ số hành vi được thể hiện ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ của HS Thành tố Chỉ số hành vi Phát hiện và làm rõ vấn đề Phân tích tình huống có vấn đề Phát hiện vấn đề Biểu đạt vấn đề Đề xuất và lựa chọn giải pháp Thu thập thông tin có liên quan đến vấn đề GQVĐ Đề xuất các giải pháp GQVĐ Lựa chọn giải pháp phù hợp Thực hiện và đánh giá giải Thực hiện giải pháp đã chọn pháp GQVĐ Đánh giá giải pháp đã thực hiện Vận dụng vào bối cảnh mới
9 Có thể thấy, năng lực GQVĐ bao gồm ba năng lực thành phần: năng lực phát hiện và làm rõ vấn đề, năng lực đề xuất và lựa chọn giải pháp GQVĐ, năng lực thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ. Việc xây dựng các hoạt động học tập nhằm rèn luyện năng lực GQVĐ của HS cũng chính là rèn luyện các năng lực thành phần ấy. Từ các chỉ số hành vi trên, chúng tôi đưa ra các biểu hiện của HS tương ứng với các chỉ số hành vi được thể hiện trong bảng 1.2. Bảng 1.2. Biểu hiện của năng lực GQVĐ của HS Thành tố Chỉ số hành vi Biểu hiện Phân tích tình huống có Tìm hiểu tình huống có vấn đề (thông vấn đề qua đọc, quan sát, lắng nghe, ...) Phát hiện và Chỉ ra được vấn đề cốt lõi trong tình Phát hiện vấn đề làm rõ vấn đề huống đó. Trình bày vấn đề theo ý kiến riêng của Biểu đạt vấn đề bản thân. Thu thập thông tin có Tiến hành tìm hiểu các thông tin liên liên quan đến vấn đề quan đến vấn đề. Đề xuất và Đề xuất các giải pháp Đưa ra được một số các giải pháp giải lựa chọn giải GQVĐ quyết vấn đề pháp GQVĐ Lựa chọn giải pháp phù Lựa chọn được một giải pháp phù hợp hợp nhất trong số các giải pháp vừa nêu. Lập kế hoạch thực hiện và tiến hành thực Thực hiện giải pháp hiện giải pháp đã chọn. Rút ra kết luận. Thực hiện và Nhận xét được ưu nhược điểm của quá đánh giá giải Đánh giá giải pháp trình thực hiện giải pháp và điều chỉnh pháp GQVĐ lại cho phù hợp. Vận dụng vào bối cảnh Có thể tiến hành giải pháp đó vào tình mới huống mới