Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương “các định luật bảo toàn” vật lí 10

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

BÙI VĂN QUANG THÔNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG

“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Mã số: 8.14.01.11

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐÀ NẴNG, 2019

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. LÊ PHƯỚC LƯỢNG

Phản biện 1:

PGS.TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

Phản biện 2:

TS. Dương Xuân Quý

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp

thạc sĩ Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày

21 tháng 7 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Việc xác định đổi mới căn bản, toàn diện GD – ĐT và phát triển

nguồn nhân lực được coi là ưu tiên hàng đầu đối với GD nước ta trong

giai đoạn hiện nay. Trước đó, trong Nghị quyết 29-NQ/TW khóa XI chỉ

rõ yêu cầu cấp thiết và nhiệm vụ cần đổi mới căn bản, toàn diện GD – ĐT.

Việc Bộ GD&ĐT công bố dự thảo Chương trình GD phổ thông tổng thể

để tranh thủ sự đóng góp của các nhà khoa học, nhà giáo và các tầng lớp

nhân dân đã cho thấy một quyết tâm không nhỏ; không chỉ của ngành GD,

mà còn của toàn Đảng, toàn dân chung tay xây dựng và đổi mới nền GD

theo hướng tiếp cận NL, phù hợp với xu thế phát triển chương trình GD

của thế giới và bắt kịp nền GD của các nước tiên tiến.

Ngày nay, như Bộ trưởng Bộ GD – ĐT Phùng Xuân Nhạ từng

nhấn mạnh, “Tri thức đã trở thành yếu tố hàng đầu để phát triển kinh

tế. Tất cả các nền kinh tế lớn trên thế giới, các quốc gia đều ý thức rõ

về vai trò của giáo dục trong việc xây dựng nguồn nhân lực chất lượng

cao tạo đòn bẩy quan trọng để thúc đẩy lao động sản xuất, tạo động

lực tăng trưởng và phát triển kinh tế – xã hội một cách bền vững” [6].

Khi mà hệ thống tri thức có những thay đổi thì sớm hoặc muộn, nhanh

hoặc chậm, NL tư duy và hoạt động lao động sản xuất của con người

cũng phải thay đổi. Chính vì thế, việc đổi mới tư duy GD trong thời

đại tri thức nhằm đáp ứng sự thay đổi của cuộc sống phát triển không

ngừng là một tất yếu. Việc đổi mới PPDH trước hết là đáp ứng yêu cầu

cần đạt về phẩm chất, NL người học và cuối cùng là vì mục tiêu đáp

ứng bối cảnh của thời đại, nhu cầu phát triển đất nước. Đây cũng là

một điều kiện tiên quyết, nhằm quán triệt và thực hiện tốt Nghị quyết

số 88/2014/QH13 của Quốc hội khóa 13: "Tạo chuyển biến căn bản,

toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy

chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo

2

dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn

diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa trí, đức, thể, mỹ và phát huy

tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh".[3]

Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản

toàn diện GD và ĐT đã nêu: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp

dạy và học theo hướng hiện đại phát huy tính tích cực, chủ động, sáng

tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học khắc phục lối truyền

thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung cách dạy học, cách

nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi

mới tri thứ, kỹ năng, phát triển NL …”.[2]

Như vậy, đổi mới PPDH theo hướng phát huy TTC, chủ động

sáng tạo của người học đã được đặt ra, và là định hướng quan trọng về

cải cách GD của nước ta hiện nay. Dưới làn sóng đó, yêu cầu cấp thiết

đặt ra là GD phải ĐT ra những con người năng động và sáng tạo, có

tính thích nghi cao đáp ứng được yêu cầu phát triển kinh tế xã hội. Với

phương châm “DH lấy người học làm trung tâm”, bao gồm nhiều

PPDH tích cực phổ biến hiện nay như: PPDH theo góc, PPDH hợp tác,

DH khám phá, DH theo dự án, …. Trong đó PPDH nêu và GQVĐ sẽ

giúp cho người học chủ động, tích cực hơn trong việc học cũng như

trong cuộc sống tương lai. Ngoài ra, trong chương trình Vật lí THPT,

lớp 10 là cấp học đầu tiên và môn Vật lí có một sự thay đổi đột ngột

rõ rệt về mặt kiến thức so với THCS, sẽ dễ làm cho người học bị sốc

tâm lý nếu vẫn giữ PP dạy cũ, với lối tiếp thu thụ động.

Vì vậy tôi chọn đề tài: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của

học sinh trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lí 10”

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Thuật ngữ “DH nêu vấn đề” xuất phát từ thuật ngữ “Orixtic”

hay còn gọi là PP phát kiến, tìm tòi. PP này đã được nhiều nhà khoa

học nghiên cứu như A. Ja Ghecđơ, B. E Raicôp,… vào những năm 70

của thế kỉ XIX. Các nhà khoa học này đã nêu lên phương án tìm tòi,

3

phát kiến trong DH nhằm hình thành NL nhận thức của HS bằng cách

đưa HS vào hoạt động tìm kiếm ra tri thức, HS là chủ thể của hoạt

động học, là người sáng tạo ra hoạt động học. Đây có thể là một trong

những cơ sở lý luận của PPDH phát hiện và GQVĐ.

Vào những năm 50 của thế kỉ XX, xã hội bắt đầu phát triển

mạnh, đôi lúc xuất hiện mâu thuẫn trong GD đó là mâu thuẫn giữa yêu

cầu GD ngày càng cao, khả năng sáng tạo của HS ngày càng tăng với

tổ chức DH còn lạc hậu. Chính vì vậy, PP “DH nêu vấn đề” hay còn

gọi là “ DH phát hiện và GQVĐ” chính thức ra đời. PP này đặc biệt

được chú trọng ở Ba Lan. V. Okon – nhà GD học Ba Lan đã làm sáng

tỏ PP này thật sự là một PPDH tích cực, tuy nhiên những nghiên cứu

này chỉ dừng ở việc ghi lại những thực nghiệm thu được từ việc sử

dụng PP này chứ chưa đưa ra đầy đủ cơ sở lý luận cho PP này.

Những năm 70 của thế kỉ XX, M. I Mackmutov đã đưa ra đầy đủ

cơ sở lý luận của PPDH GQVĐ. Trên thế giới cũng có rất nhiều nhà khoa

học, nhà GD nghiên cứu PP này như Xcatlin, Machiuskin, Lecne,… PP

PBL lần đầu tiên được áp dụng tại đại học y khoa (Case

Western University – Hoa Kỳ) vào thập niên 50 của thế kỷ 20 và sau đó

là học viện y học (đại học McMasters, Hamilton, Canada).

Người đầu tiên đưa PP này vào Việt Nam là dịch giả Phan Tất

Đắc.Về sau, nhiều nhà khoa học nghiên cứu PP này như Lê Khánh

Bằng, Vũ Văn Tảo, Nguyễn Bá Kim,….Tuy nhiên những nghiên cứu

này chủ yếu chỉ nghiên cứu cho phổ thông và đại học. Gần đây,

Nguyễn Kì đã đưa PP phát hiện và GQVĐ vào nhà trường tiểu học và

thực nghiệm ở một số môn như Toán, Tự nhiên – Xã hội, Đạo đức. PP

phát hiện GQVĐ thật sự là một PP tích cực. Trong công cuộc đổi mới

PPDH, PP này là một trong những PP chủ đạo được sử dụng trong nhà

trường nói chung.

3. Mục tiêu nghiên cứu

Phát triển NL GQVĐ của HS trong DH chương “Các định luật

4

bảo toàn” Vật Lí 10 THPT dựa vào PPDH GQVĐ.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và vận dụng được các tiến trình DH theo định

hướng phát triển NL GQVĐ trong DH chương “Các định luật bảo

toàn” Vật lí 10 thì sẽ phát triển NL GQVĐ của HS.

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5.1. Đối tượng nghiên cứu

Việc tổ chức DH một số bài trong chương Các định luật bảo

toàn, Vật lí 10 THPT nhằm phát triển NL GQVĐ của HS.

5.2. Phạm vi nghiên cứu

- Giới hạn nội dung: Chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10

THPT.

- Giới hạn về địa bàn nghiên cứu: Một số lớp 10 tại trường THPT

Phan Châu Trinh, Đà Nẵng.

- Giới hạn về thời gian: Năm học 2017-2018.

6. Phương pháp nghiên cứu

- PP nghiên cứu lý thuyết.

- PP nghiên cứu thực tiễn.

- PP thực nghiệm.

- PP thống kê.

7. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ

lục, phần nội dung của đề tài nghiên cứu gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Các định

luật bảo toàn” Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn

đề.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

5

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

1.1.1 Mục tiêu dạy học

- Về kiến thức

- Về kĩ năng

- Về thái độ

1.1.2 Phương pháp dạy học

a. Phương pháp dạy học truyền thống

b. Phương pháp dạy học tích cực

1.1.3 Về nội dung dạy học

1.1.4 Kiểm tra đánh giá

1.2 Năng lực của học sinh

1.2.1 Khái niệm năng lực

Trong đề tài luận văn này, chúng tôi chấp nhận quan niệm: "NL

là sự kết hợp hợp lý kiến thức, kĩ năng và sự sẵn sàng tham gia các

hoạt động tích cực, có hiệu quả".

Một cách cụ thể hơn, NL là sự huy động và kết hợp một cách

linh hoạt và có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá

trị, động cơ cá nhânđể thực hiện thành công các yêu cầu phức hợp

của hoạt động trong bối cảnh nhất định. Muốn mô tả NL cá nhân, người

ta thường dùng các động từ chỉ hành động như: hiểu, biết, khám phá,

xây dựng, vận dụng, ... Muốn ĐG NL cá nhân hãy xem xét chúng trong

hoạt động. Ví dụ: NL giao tiếp có được khi cá nhân biết tổng hợp kiến

thức về ngôn ngữ, kĩ năng sử dụng các công cụ ngôn ngữ (nói, viết,

công nghệ thông tin) và thái độ đúng đắn với đối tượng giao tiếp.

1.2.2 Các thành phần của năng lực

1.2.3 Nội dung học tập theo quan điểm phát triển năng lực

1.2.4 Một số năng lực cần phát triển cho học sinh THPT

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề

1.3.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

6

Có thể đề xuất định nghĩa như sau: "NL GQVĐ là khả năng của

một cá nhân "huy động", kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức

kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,

để hiểu và GQVĐ trong tình huống nhất định một cách hiệu quả và

với tinh thần tích cực".

1.3.2 Các đặc điểm của năng lực giải quyết vấn đề

NL GQVĐ được thể hiện qua các mặt sau:

- Tư duy toàn diện

- Tư duy sáng tạo

- Suy nghĩ nhanh

- Phát biểu suy nghĩ

1.3.3 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Trong đề tài này, tôi tập trung đi sâu vào 4 thành tố của NL

GQVĐ như đã nói ở trên.

1.4 Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

1.4.1 Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề

PPDH nêu và GQVĐ (trong một số tài liệu khác thì PP này có tên

là PPDH phát hiện và GQVĐ hay DH GQVĐ) là một PP đã có từ lâu, và

hiện đang là xu hướng DH mới ở Việt Nam và các các nước khác.

PPDH nêu và GQVĐ là PPDH mà GV sử dụng một vấn đề

chứa mâu thuẫn như là một động lực để DH. Thông qua việc GQVĐ

đặt ra dưới sự tổ chức, hướng dẫn, giúp đỡ của GV, người học sẽ

chiếm lĩnh được nội dung kiến thức mới. Thông qua các hoạt động

GQVĐ HS sẽ tự lực, tích cực tư duy và sáng tạo trong học tập.

1.4.2 Bản chất dạy học giải quyết vấn đề

DH phát hiện và GQVĐ là PPDH trong đó GV tạo ra những tình

huống có vấn đề, điều khiển HS phát hiện vấn đề, hoạt động tự giác,

tích cực, chủ động, sáng tạo để GQVĐ và thông qua đó chiếm lĩnh tri

thức, rèn luyện kĩ năng và đạt được những mục đích học tập khác. Đặc

trưng cơ bản của DH phát hiện và GQVĐ là "tình huống gợi vấn đề"

vì "Tư duy chỉ bắt đầu khi xuất hiện tình huống có vấn đề"

7

(Rubinstein).

Tình huống có vấn đề (tình huống gợi vấn đề) là một tình huống

gợi ra cho HS những khó khăn về lý luận hay thực hành mà họ thấy

cần có khả năng vượt qua, nhưng không phải ngay tức khắc bằng một

thuật giải, mà phải trải qua quá trình tích cực suy nghĩ, hoạt động để

biến đổi đối tượng hoạt động hoặc điều chỉnh kiến thức sẵn có.

1.4.3 Tổ chức tình huống có vấn đề

1.4.4 Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề

Quá trình DH theo PP nêu và GQVĐ có thể chia làm ba giai

đoạn chính sau (xem hình 1.3)

1. Giai đoạn nêu và phát biểu vấn đề

- Làm nảy sinh vấn đề.

- Phát biểu vấn đề.

2. Giai đoạn GQVĐ

2.1. Đề xuất giả thuyết

- Từ suy luận lý thuyết hoặc từ thực nghiệm.

2.2. Kiểm chứng giả thuyết

- Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm chứng và tiến hành thí

nghiệm kiểm chứng.

3. Giai đoạn kết luận vấn đề và phát biểu kiến thức mới

Hình 1.2. Sơ đồ quá trình DH theo PP nêu và GQVĐ

1.4.5 Các biện pháp tổ chức dạy học giải quyết vấn đề nhằm

phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

Có nhiều biện pháp để tổ chức DH GQVĐ nhằm phát triển NL

GQVĐ của HS. Ở đây, để dễ dàng hình dung, tôi sẽ căn cứ vào mức

độ tham gia của HS vào quá trình nghiên cứu và GQVĐ người ta

8

phân chia DH nêu và GQVĐ thành bốn mức độ ứng với các biện pháp

DH tương ứng

Mức độ 1: DH gợi mở vấn đề.

Mức độ 2: DH tương tác GQVĐ.

Mức độ 3: HS tự giải quyết tình huống có vấn đề.

Mức độ 4: DH tạo ra tình huống có vấn đề.

1.5 Thực trạng việc dạy học Vật lí 10 theo định hướng góp

phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT

1.5.1 Nội dung và phương pháp điều tra

1.5.2 Kết quả điều tra

Sử dụng phiếu điều tra (phụ lục 1) dành cho 15 GV Vật lí ở một

số trường THPT tại địa bàn thành phố Đà Nẵng (cụ thể là THPT Phan

Châu Trinh, Trần Phú, Cẩm Lệ). Kết quả điều tra sơ bộ cho thấy việc

DH Vật lí của GV ở các trường THPT theo PP này cũng khá phổ biến,

nhưng hầu hết việc DH này chưa thật sự hiệu quả, và kết quả đạt được

chưa nhiều.

1.5.3 Những ý kiến đề xuất phương hướng khắc phục những

hạn chế của việc vận dụng phương pháp nêu và giải quyết vấn đề

trong dạy học Vật lí ở THPT

a. Tăng thời gian dạy một kiến thức nào đó theo PPDH nêu và

GQVĐ

b. Có hình thức khuyến khích HS trong khi học

c. Kết hợp sử dụng các PPDH khác

d. Giáo viên vận dụng linh hoạt PP nêu và GQVĐ và lựa

chọn nội dung kiến thức phù hợp với việc dạy theo PP này

e. Giáo viên xây dựng bộ câu hỏi định hướng phù hợp với

trình độ HS

f. Giáo viên sử dụng hợp lý các phương tiện DH

9

Kết luận chương 1

Trong chương này tôi đã nghiên cứu và trình bày một số vấn đề

về cơ sở lý luận của đề tài đó là:

1. Tìm hiểu về NL và phát triển NL cho HS THCS.

2. Tìm hiểu về NL GQVĐ.

3. Tìm hiểu một số phương pháp DH GQVĐ.

4. Tìm hiểu một số biện pháp sư phạm nhằm phát triển NL

GQVĐ cho HS.

5. Điều tra thực trạng DH theo định hướng góp phần phát triển

NL GQVĐ cho HS THPT trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.

Trong chương 1, luận văn đã hệ thống các quan điểm của một

số tác giả về NL, NL GQVĐ, những thành phần của NL và NL GQVĐ.

Qua đó tôi nhận thấy, DH theo định hướng phát triển NL GQVĐ

cho HS THPT chưa được quan tâm đúng mức và DH chưa có hiệu quả

rõ rệt. Qua việc tìm hiểu lý luận và thực tiễn các vấn đề trên sẽ là cơ

sở để tôi triển khai nghiên cứu nội dung đề tài trong chương 2.

10

CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THEO

HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

2.1 Mục tiêu, nội dung và cấu trúc của chương “Các định

luật bảo toàn” trong chương trình Vật lí 10 THPT

2.1.1 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật

lí 10 THPT theo chuẩn kiến thức kỹ năng

Mục tiêu DH giúp HS hiểu được các kiến thức của chương

và đạt được các kỹ năng cần thiết sau khi học xong các bài học.

2.1.2 Cấu trúc chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10

THPT

Cấu trúc của chương: gồm 5 bài

+ Động lượng – định luật bảo toàn động lượng

+ Công và công suất

+ Động năng

+ Thế năng

+ Cơ năng

2.2 Thuận lợi và khó khăn trong quá trình dạy học chương

“Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 cơ bản

- Thuận lợi

+ HS: Đã quen với các PP học theo chương trình SGK mới như:

thảo luận nhóm, thường xuyên tiếp xúc với các phiếu học tập…

+ Giáo viên: đã được tham gia các lớp hướng dẫn về chương

trình, SGK mới; tập huấn về đổi mới PPDH; hàng năm Sở GD và ĐT,

các nhà trường tổ chức các chuyên đề chuyên môn bàn về chương trình

và SGK mới về đổi mới PP giảng dạy, tổ chuyên môn thường thảo luận

về các khó khăn khi dạy những phần kiến thức khó trong chương trình,

chia sẻ kinh nghiệm…

+ Chương trình: trong chương có nhiều kiến thức gắn liền với

các hiện tượng thực tế và được sử dụng nhiều cho các nội dung tiếp

theo của chương trình Vật lí THPT.

11

- Khó khăn:

+ Kiến thức cơ bản của chương này hoàn toàn mới, tương đối

khó, trừu tượng, nhiều hiện tượng Vật lí xảy ra nhưng rất nhanh, khó

quan sát, nhưng không có thí nghiệm minh họa hay kiểm chứng, HS

khó hình dung ra các hiện tượng.

+ Lượng kiến thức dành cho mỗi tiết học nhiều và khó, bài tập

vận dụng các kiến thức của chương đòi hỏi HS phải hiểu sâu lý thuyết

và biết cách vận dụng.

+ Các thí nghiệm cơ bản để dạy và học chương này không có,

GV và HS tự thiết kế, chế tạo (chủ yếu là GV). Không thể loại bỏ hoàn

toàn ma sát nên các thí nghiệm kiểm chứng có tính tương đối.

+ Để nghiên cứu chương này HS phải tiếp thu nhiều khái niệm

mới: xung lượng của lực, động lượng, hệ kín, lực thế và sự mở rộng và

đi sâu vào các kiến thức như: công, động năng, thế năng,...

+ Nội dung kiến thức trong bài học bao gồm nhiều kiến thức và

trong một kiến thức mới lại xuất hiện kiến thức mới (khi đề cập đến

khái niệm hệ kín thì xuất hiện khái niệm nội lực và ngoại lực). Ngoài

ra nội dung kiến thức còn đề cập đến sự phụ thuộc vào hệ quy chiếu của

các đại lượng như động lượng, động năng, thế năng,..

+ Chương “Các định luật bảo toàn” là chương kết thúc phần cơ

học lớp 10 và đây là kiến thức trọng tâm trong chương trình Vật lí. Bên

cạnh đó các bài học có mối liên hệ chặt chẽ với nhau cũng như việc vận

dụng các kiến thức đã học vì vậy để hoàn thiện kiến thức đòi hỏi HS

phải vận dụng linh hoạt kiến thức

+ Bên cạnh đó, sử dụng PP năng lượng trong việc giải các bài

toán thì bài toán giải quyết trên cở sở đã biết hệ vật là hệ kín hoặc ít

nhất được coi là hệ kín. Trong quá trình giải các bài toán luôn sử dụng

các định luật bảo toàn hỗ trợ nhau. Rất ít khi dùng định luật bảo toàn

một cách riêng rẽ.

+ Mặt khác, tiến trình hình thành nội dung kiến thức theo sách

giáo khoa không hấp dẫn vì nhiều nội dung mang tính chất thông báo,

HS cảm thấy khô khan, nặng nề, nhàm chán vì vậy ta cần bổ sung một

số kiến thức, các bài toán dẫn dắt để giúp HS có khả năng tự lực tiếp