Nội dung nghiên cứu
Một số vấn đề chung về năng lực, năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực, trong bối cảnh tâm lý học và giáo dục học, được hiểu là một thuộc tính tâm lý phức hợp, bao gồm nhiều yếu tố như tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hoạt động và trách nhiệm Có nhiều định nghĩa khác nhau về năng lực, nhưng nhìn chung, nó là điểm hội tụ của các yếu tố này, phản ánh khả năng thực hiện nhiệm vụ và đạt được mục tiêu trong các tình huống khác nhau.
Năng lực là khả năng thực hiện các hành động một cách có trách nhiệm và hiệu quả, giúp giải quyết nhiệm vụ và vấn đề trong nhiều tình huống khác nhau Nó dựa trên sự hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm và sự sẵn sàng hành động trong cả lĩnh vực nghề nghiệp và xã hội.
Năng lực được định nghĩa là thuộc tính cá nhân hình thành và phát triển từ tố chất bẩm sinh cùng với quá trình học tập và rèn luyện Nó cho phép con người kết hợp các kiến thức, kỹ năng và những thuộc tính cá nhân như hứng thú, niềm tin, và ý chí để thực hiện thành công một hoạt động nhất định, đạt được kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
Từ định nghĩa trên, có thể rút ra những đặc điểm chính của năng lực là:
– Năng lực là sự kết hợp giữa tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện của người học;
– Năng lực là kết quả huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,
– Năng lực được hình thành, phát triển thông qua hoạt động và thể hiện ở sự thành công trong hoạt động thực tiễn
1.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề
Giải quyết vấn đề là quá trình mà mỗi cá nhân sử dụng kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm đã tích lũy để ứng phó với các tình huống mới và không quen thuộc.
Giải quyết vấn đề có thể gồm các bước sau:
Bước 1: Tìm hiểu vấn đề
+ Tạo tình huống gợi vấn đề
+ Giải thích để hiểu đúng tình huống
+ Phát biểu và đặt mục đích giải quyết vấn đề
Bước 2: Giải quyết vấn đề
+ Phân tích làm rõ những mối quan hệ giữa cái chưa biết và cái đã biết
Để đề xuất và thực hiện giải pháp cho vấn đề, cần áp dụng các quy tắc như tìm đoán, quy lạ về quen, đặc biệt hóa, khái quát hóa, xét tính tương tự, và suy ngược suy xuôi Những phương pháp này giúp phân tích và đánh giá vấn đề một cách hiệu quả, từ đó đưa ra những giải pháp phù hợp và khả thi.
+ Trình bày cách giải quyết vấn đề
Bước 3: Nghiên cứu và kiểm tra lời giải
+ Kiểm tra sự đúng đắn của lời giải
+ Kiểm tra tính tối ưu, tính hợp lí của lời giải
+ Đề xuất những vấn đề mới có liên quan và giải quyết vấn đề nếu có
Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động, thái độ, động cơ và xúc cảm để giải quyết tình huống vấn đề phức tạp không có sẵn quy trình hoặc giải pháp thông thường Đây là khả năng tư duy sáng tạo và linh hoạt giúp cá nhân vượt qua các thách thức và đạt được mục tiêu.
Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT được định nghĩa là khả năng cá nhân xử lý các tình huống phức tạp mà không có quy trình hay giải pháp có sẵn Học sinh có thể áp dụng những phương pháp độc đáo và sáng tạo, linh hoạt thích ứng với thực tế để tìm ra giải pháp hiệu quả.
Theo dự thảo CT GDPT tổng thể, những biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề được thể hiện như sau:
Phát hiện và làm rõ vấn đề là một kỹ năng quan trọng, giúp phân tích các tình huống học tập và đời sống Qua việc nhận diện các tình huống có vấn đề, chúng ta có thể đưa ra những giải pháp hiệu quả cho cả học tập và cuộc sống hàng ngày Việc nêu rõ các vấn đề này không chỉ giúp nâng cao khả năng tư duy mà còn cải thiện kỹ năng giải quyết vấn đề trong nhiều khía cạnh khác nhau.
Để giải quyết vấn đề hiệu quả, cần thu thập và làm rõ các thông tin liên quan, từ đó đề xuất và phân tích các giải pháp khả thi Việc lựa chọn giải pháp phù hợp nhất sẽ giúp tối ưu hóa quá trình giải quyết vấn đề.
Thực hiện và đánh giá các giải pháp giải quyết vấn đề là bước quan trọng trong quá trình cải tiến Việc suy ngẫm về phương pháp và quy trình giải quyết vấn đề giúp điều chỉnh và áp dụng hiệu quả trong bối cảnh mới.
Nhận diện và làm rõ các ý tưởng mới từ nhiều nguồn thông tin khác nhau là điều quan trọng Việc phân tích độc lập các nguồn thông tin giúp xác định khuynh hướng và đánh giá độ tin cậy của những ý tưởng mới này.
Hình thành và triển khai ý tưởng mới là quá trình nêu ra nhiều ý tưởng sáng tạo trong học tập và cuộc sống, khuyến khích tư duy không theo lối mòn Việc tạo ra yếu tố mới dựa trên sự kết hợp của các ý tưởng khác nhau giúp hình thành và kết nối các khái niệm Nghiên cứu để điều chỉnh giải pháp theo sự thay đổi của bối cảnh là rất quan trọng, đồng thời cần đánh giá rủi ro và chuẩn bị các phương án dự phòng.
Tư duy độc lập là khả năng đặt ra những câu hỏi giá trị và không chấp nhận thông tin một cách mù quáng Điều này đòi hỏi sự khách quan trong việc xem xét và đánh giá vấn đề, đồng thời quan tâm đến lập luận và minh chứng thuyết phục Việc sẵn sàng xem xét và đánh giá lại vấn đề là rất quan trọng Trong bối cảnh dạy học chương Sóng cơ, việc sử dụng bài tập tình huống giúp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Vậy, bài tập tình huống là gì?
Tình huống và tổ chức dạy học tình huống trong dạy học Vật lí
Theo triết học, tình huống được xem là sự kết hợp của các mối quan hệ xã hội cụ thể, liên kết con người với môi trường tại một thời điểm nhất định Điều này biến con người thành chủ thể của một hoạt động có đối tượng, nhằm đạt được mục tiêu cụ thể.
Tình huống, theo định nghĩa trong từ điển Tiếng Việt, là tổng thể các sự việc diễn ra tại một địa điểm và thời gian nhất định, yêu cầu con người phải suy nghĩ, hành động, đối phó, chịu đựng và tìm cách giải quyết.
Tình huống, theo tâm lý học, được hiểu là mối quan hệ giữa chủ thể và khách thể trong không gian và thời gian Nó bao gồm hệ thống các sự kiện bên ngoài có ảnh hưởng tích cực đến chủ thể Trong không gian, tình huống diễn ra ngoài nhận thức của chủ thể, trong khi trong thời gian, nó xảy ra trước hành động của chủ thể Chức năng của tình huống thể hiện sự độc lập của các sự kiện so với chủ thể tại thời điểm thực hiện hành động.
Tình huống dạy học là tổ hợp các mối quan hệ xã hội cụ thể trong quá trình dạy học, nơi người học trở thành chủ thể của hoạt động nhận thức Mục đích của tình huống dạy học là phục vụ cho việc đạt được những mục tiêu giáo dục cụ thể Đồng thời, tình huống dạy học cũng phản ánh trạng thái bên trong, được hình thành từ sự tương tác giữa chủ thể và đối tượng nhận thức.
Một tình huống thông thường không tự động trở thành tình huống dạy học Để biến nó thành tình huống dạy học, giáo viên cần tích hợp nội dung cần truyền đạt vào các sự kiện và cấu trúc chúng theo logic sư phạm Điều này giúp người học giải quyết tình huống một cách hiệu quả, từ đó đạt được mục tiêu dạy học đã đề ra.
Tình huống dạy học (THDH) là bối cảnh cụ thể trong quá trình giáo dục, bao gồm giáo viên, học sinh, sách giáo khoa và các vấn đề đặc biệt mà giáo viên đưa ra THDH có thể xuất hiện dưới dạng câu chuyện, câu hỏi, video hoặc bài tập thực tiễn cần giải quyết Để dạy học hiệu quả, giáo viên cần thường xuyên quan sát thực tế, nhạy bén và tập trung vào những yếu tố thay đổi trong THDH.
7 mình vào công việc THDH được tạo thành từ hai yếu tố cơ bản: con người và các thành tố của quá trình dạy học
Người giáo viên (GV) và học sinh (HS) là hai đối tượng chính trong nghề dạy học Mỗi HS có đặc điểm tâm lý và sinh lý riêng, thường xuyên thay đổi theo từng giai đoạn Do đó, GV cần chủ động tổ chức các tình huống học tập phù hợp với từng lớp và từng đối tượng HS khác nhau Việc này giúp tạo ra những giờ học thú vị, thu hút HS vào bài học, từ đó đạt được mục tiêu giảng dạy Để làm được điều này, GV cũng cần hiểu rõ bản thân và luôn tự rèn luyện, tu dưỡng để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của xã hội trong lĩnh vực giáo dục.
Quá trình dạy học bao gồm các thành tố cơ bản như mục đích, mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức và kiểm tra, đánh giá bài học Những yếu tố này giúp tổ chức các hoạt động nhận thức, hướng tới việc đạt được kết quả cuối cùng của bài học.
Bài toán THDH Vật lí là một hệ thống thông tin gồm hai phần mâu thuẫn: dữ kiện và yêu cầu Dữ kiện bao gồm tất cả thông tin rõ ràng hoặc tiềm ẩn liên quan đến bài toán, trong khi yêu cầu là những thông tin cần tìm để giải quyết bài toán Để giải bài toán, cần đối chiếu các điều kiện với yêu cầu trong tình huống học tập Giáo viên đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn học sinh, chỉ ra mục đích và hành động, cung cấp dữ kiện cần thiết, tạo điều kiện và hứng thú để học sinh tự lực hành động trong lĩnh vực Vật lí.
Các tình huống được tổ chức phải phù hợp với logic nhận thức của học sinh, đảm bảo tương thích với trình độ nhận thức, kinh nghiệm và kiến thức hiện có của các em Những tình huống này sẽ kích thích tư duy của học sinh nếu đáp ứng được các tiêu chí nhất định.
+ Nó là cái mới, cái chưa biết đến
+ Tình huống phải chứa đựng cái cần tìm, tức là phải chứa đựng nhiệm vụ, nhu cầu giải quyết
+ Vấn đề chứa đựng vừa sức với cá nhân, có tri thức liên quan đến vấn đề vận dụng, tìm ra giải pháp có hiệu quả
Vấn đề trong học tập là nhiệm vụ nhận thức mà học sinh cần vượt qua bằng cách tìm tòi và sáng tạo, không chỉ dựa vào kiến thức và kỹ năng có sẵn Khi giải quyết vấn đề, học sinh sẽ tiếp thu những kiến thức và phương thức hành động mới Tình huống học tập Vật lý xuất hiện khi có vấn đề cần giải quyết, kích thích hoạt động nhận thức tích cực của học sinh Điều này yêu cầu học sinh phải khám phá và tiếp nhận tri thức mới để vượt qua những thách thức mà tình huống đặt ra.
1.2.3 Bài tập tình huống trong dạy học
Bài tập là nhiệm vụ cần thiết cho người học, bao gồm các dữ kiện và yêu cầu cụ thể Bài tập tình huống trong dạy học phản ánh những tình huống thực tế có thể xảy ra trong quá trình giảng dạy Khi học sinh giải quyết các bài tập này, họ không chỉ tiếp thu kiến thức mới mà còn củng cố kiến thức đã học và rèn luyện kỹ năng cần thiết Để đạt được mục tiêu này, có thể sử dụng các loại bài tập như định tính, định lượng, thực nghiệm và các bài tập có tình huống vấn đề, nhằm tạo ra mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái chưa biết, từ đó kích thích người học đặt ra các câu hỏi như: Cái gì? Là gì? Có tính chất gì? Như thế nào? Tại sao?
Từ đó nảy sinh quá trình vận động từ chưa biết đến biết chưa đầy đủ, biết đầy đủ và có khả năng suy luận sáng tạo
1.2.4 Tổ chức dạy học tình huống trong dạy học Vật lí
1.2.4.1 Tiến trình dạy học một kiến thức Vật lí theo PPDH tình huống
Dựa trên tiến trình nhận thức khoa học trong lĩnh vực Vật lí và yêu cầu tổ chức hoạt động học tập sáng tạo, có thể đề xuất một quy trình dạy học cho kiến thức cụ thể thông qua việc tổ chức các tình huống học tập phù hợp.
Giáo viên bắt đầu bằng việc tạo ra một tình huống Vật lý mở đầu, chứa đựng vấn đề cần giải quyết từ thực tiễn hoặc lý thuyết Các phương pháp tạo tình huống này có thể từ kinh nghiệm sống, quan sát tự nhiên, thí nghiệm, giải bài tập Vật lý, hoặc kể chuyện lịch sử Kiến thức là công cụ cần thiết để giải quyết vấn đề Tình huống Vật lý mở đầu thường được áp dụng khi giới thiệu chương học, bài học mới hoặc hoạt động dạy học mới Mục đích của tình huống này là khuyến khích học sinh phát hiện vấn đề, tạo động cơ nhận thức và kích thích tư duy tích cực.
Khi đã kích thích hứng thú và nhu cầu tìm hiểu nhưng chưa có câu trả lời, giáo viên có thể sử dụng các tình huống gợi mở để hướng dẫn học sinh khám phá và đạt được mục tiêu kiến thức cần thiết Những tình huống này được gọi là tình huống cơ bản.
Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua tổ chức dạy học tình huống
1.3.1 Một số yêu cầu khi dạy học tình huống
Trong dạy học tình huống, giáo viên cần tạo ra những tình huống có vấn đề để học sinh nghiên cứu Điều quan trọng là vấn đề này phải thú vị và hấp dẫn, giúp học sinh không chỉ hiểu rõ mà còn cảm thấy hứng thú và say mê trong việc học tập Mục tiêu là khuyến khích học sinh khám phá cái mới và tìm ra kiến thức khoa học thông qua việc giải quyết các tình huống được đưa ra.
Để đạt được hiệu quả trong giảng dạy, giáo viên cần suy nghĩ và nỗ lực dựa trên kinh nghiệm, kiến thức khoa học và nghệ thuật Việc tạo ra các tình huống có vấn đề trong lớp học là yếu tố quan trọng giúp học sinh phát triển tư duy và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.
- Phải đảm bảo tính khoa học: Tình huống đưa ra phải phù hợp với nội dung cần giải quyết, phải mang ý nghĩa Vật lí
Mâu thuẫn là yếu tố thiết yếu trong việc hình thành vấn đề cần giải quyết, đồng thời kích thích hoạt động tư duy của học sinh Sự tồn tại của mâu thuẫn không chỉ là nguyên nhân dẫn đến mọi sự vận động mà còn là động lực thúc đẩy quá trình phát triển.
- Phải lý thú: tình huống càng lý thú thì càng thu hút được sự hợp tác của các em
Tình huống học tập cần phải vừa sức với khả năng của học sinh, cho phép các em nỗ lực tối đa để giải quyết toàn bộ hoặc một phần vấn đề Đồng thời, tình huống này phải liên quan chặt chẽ đến chủ đề nghiên cứu và kích thích sự hứng thú của học sinh, giúp các em tư duy và tìm ra mấu chốt của vấn đề, từ đó lựa chọn phương pháp giải quyết hiệu quả nhất.
Theo N.M Xvêreva, việc xây dựng và phân tích các tình huống có vấn đề cần có sự tham gia tích cực của học sinh Sự tham gia này giúp các em tìm kiếm những phương hướng giải quyết vấn đề học tập, từ đó duy trì hứng thú nhận thức một cách sâu sắc.
Để xây dựng một tình huống có vấn đề hiệu quả, cần tiếp cận từ ba khía cạnh: triết học để nhận diện mâu thuẫn, tâm lý học để kích thích hứng thú, và giáo dục học để đảm bảo tính khoa học và phù hợp với khả năng của người học.
Để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức hiệu quả, giáo viên cần tổ chức quá trình học tập theo từng giai đoạn, tạo ra tình huống buộc học sinh thực hiện tư duy sáng tạo và suy luận logic Điều này yêu cầu giáo viên đưa ra các câu hỏi định hướng, khuyến khích học sinh tiến hành các thao tác tư duy trong từng tình huống cụ thể.
1.3.2 Biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học tình huống
1.3.2.1 Xây dựng hệ thống câu hỏi dạy học tình huống
* Câu hỏi kích thích học sinh có nhu cầu kiến thức để giải quyết vấn đề
Trong quá trình dạy học, giáo viên có thể khởi động bài học bằng cách đặt học sinh vào những tình huống có vấn đề và đặt ra các câu hỏi kích thích tư duy như “sẽ như thế nào, nếu…?” hoặc “phải thế nào, để…?” Những câu hỏi này yêu cầu học sinh phải áp dụng kiến thức mới, vượt ra ngoài những gì đã học trước đó Khi đối mặt với sự bất ổn trong kiến thức do thiếu hụt kiến thức và kỹ năng, học sinh sẽ có nhu cầu tìm kiếm hoặc điều chỉnh mô hình kiến thức hiện có, từ đó tạo động lực cho việc xây dựng và vận dụng tri thức một cách hiệu quả.
* Câu hỏi định hướng nội dung, kiến thức cần xác lập
Để trả lời các câu hỏi liên quan, cần xác định mối liên hệ chi phối giữa các yếu tố để suy ra câu trả lời Điều này yêu cầu học sinh vận hành một mô hình cụ thể Do đó, việc xác định và thảo luận về mô hình này là rất quan trọng.
* Câu hỏi yêu cầu xác định giải pháp tìm tòi, xác lập kiến thức cần xây dựng, vận dụng
Khi không thể áp dụng một mô hình hiện có và cần xây dựng một mô hình mới, câu hỏi quan trọng tiếp theo là: "Làm thế nào để xác lập các tính chất và mối liên hệ một cách lý thuyết?" hoặc "Chúng ta có thể quan sát và đo lường những yếu tố nào để xác định các tính chất và mối liên hệ đó, từ đó rút ra những kết luận gì?"
* Câu hỏi yêu cầu diễn đạt chính xác, cô đọng kiến thức xác lập được
Kiến thức xác lập cần được diễn đạt một cách chính xác và cô đọng để có thể áp dụng hiệu quả Điều này đồng nghĩa với việc cần trả lời câu hỏi: "Nội dung của kiến thức đã xác lập được diễn đạt như thế nào để đảm bảo tính chính xác và sự ngắn gọn?"
* Câu hỏi yêu cầu vận dụng kiến thức đã xác lập
Việc áp dụng mô hình đã chọn giúp trả lời các câu hỏi như: "Sẽ ra sao nếu ?", "Cần phải làm gì để ?", và "Tại sao lại như vậy?".
Để tạo ra được … trong thực tế, cần vận dụng kiến thức đã có và xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm Việc trả lời các câu hỏi này không chỉ là một quá trình kiểm tra mà còn là cách hợp thức hóa tri thức mới.
1.3.2.2 Xây dựng tiến trình dạy học tình huống trong dạy học Vật lí
Sau khi hoàn thiện thiết kế các tình huống dạy học, việc tổ chức và triển khai những tình huống này trong bài học là rất quan trọng Tiến trình dạy học tình huống trong môn Vật lý có thể được chia thành nhiều giai đoạn khác nhau.
* Tạo tình huống có vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức
- Nhiệm vụ của giai đoạn này là:
+ Tạo tình huống có vấn đề
+ Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh
+ Phát biểu vấn đề cần giải quyết
Giai đoạn này nhằm khơi dậy mâu thuẫn nhận thức ở học sinh, giúp các em xác định rõ nhiệm vụ học tập và tạo ra nhu cầu nhận thức Giáo viên cần kích thích hứng thú học tập của học sinh, khuyến khích các em chủ động giải quyết vấn đề Việc đưa ra tình huống có vấn đề phải phù hợp với khả năng của học sinh, tránh làm các em cảm thấy quá khó khăn dẫn đến mất hứng thú Giải quyết những khó khăn gặp phải sẽ củng cố niềm tin và tạo sự hứng khởi cho học sinh.
- Cách thức tổ chức tình huống có vấn đề trong dạy học Vật lí:
+ Tạo cho HS bắt gặp những sự kiện, hiện tượng đòi hỏi phải vận dụng kiến thức để giải thích
+ Để cho HS phân tích những sự kiện, hiện tượng mà họ thấy như có mâu thuẫn giữa đời sống và quan niệm khoa học
+ Tạo ra tình huống có vấn đề bằng cách đưa ra giả thuyết, tổ chức thí nghiệm nghiên cứu
+ Cho HS biết những sự kiện, hiện tượng, thoạt đầu dường như không thể giải thích được dẫn tới đề xuất vấn đề khoa học
+ Tạo tình huống có vấn đề bằng cách kích thích cho HS so sánh, đối chiếu những sự kiện, hiện tượng tự nhiên có sự tương tự
* Giải quyết tình huống đặt ra
- Các công việc của giai đoạn này là:
- Mục đích: Đưa HS vào con đường tự tìm hiểu kiến thức
- Các kiểu hướng dẫn HS giải quyết tình huống:
+ Hướng dẫn HS tìm tòi quy về kiến thức phương pháp đã biết
+ Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ Vật lí
Kiểm tra, đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS
Trong dạy học, đánh giá học sinh không chỉ để nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động học mà còn giúp thầy cô cải thiện phương pháp giảng dạy Để phát triển những con người sáng tạo, linh hoạt và thích nghi với xã hội, việc kiểm tra đánh giá cần vượt ra ngoài việc tái hiện kiến thức, mà còn phải khuyến khích trí thông minh và khả năng giải quyết tình huống thực tế Đánh giá kết quả học tập là nhiệm vụ thường xuyên của giáo viên Mặc dù chúng ta đã có nhiều kinh nghiệm trong việc đánh giá qua các bài tập tái hiện, nhưng để kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề một cách hiệu quả, cần áp dụng những phương pháp phù hợp.
1 Sử dụng phối hợp các phương pháp kiểm tra – đánh giá khác như: viết, vấn đáp, thí nghiệm, trắc nghiệm tự luận, trắc nghiệm khách quan
2 Sử dụng các câu hỏi phải suy luận, bài tập có yêu cầu tổng hợp, khái quát hoá, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn
3 Chú ý kiểm tra tính linh hoạt, tháo vát trong thực hành, thực nghiệm, (thí nghiệm
VL, sử dụng các phương tiện trực quan)
4 Kiểm tra việc thực hiện những bài tập sáng tạo và tìm ra cách giải ngắn nhất, hay nhất (những bài tập yêu cầu học sinh đề xuất nhiều cách giải quyết)
5 Đánh giá cao những biểu hiện sáng tạo dù nhỏ
Các tiêu chí của biểu hiện NL Giải quyêt vấn đề
1.Ý tưởng xuất hiện độc đáo, mang tính bất ngờ, lóe sáng (có thể chưa đúng)
2.Phát hiện vấn đề mới và đưa ra được dự đoán có căn cứ
3.Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề
4.Thực hiện thành công theo giải pháp đã lựa chọn
Trong quá trình nhận diện các vấn đề mới trong môi trường quen thuộc, chúng ta cần phát huy khả năng quan sát chức năng của những đối tượng xung quanh Việc tự đặt câu hỏi cho bản thân và cho người khác về bản chất của sự việc, tình huống và các điều kiện liên quan là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về những gì đang diễn ra.
Khả năng quan sát cấu trúc của đối tượng nghiên cứu cho phép người nghiên cứu nhanh chóng nắm bắt và phân tích các bộ phận cũng như yếu tố của đối tượng, đồng thời hiểu rõ mối quan hệ giữa chúng.
Khả năng đưa ra nhiều giải pháp khi đối mặt với một tình huống là rất quan trọng Việc huy động kiến thức cần thiết giúp hình thành các giả thuyết và dự đoán khác nhau khi xử lý cùng một hiện tượng.
8.Khả năng đề xuất các phương án thí nghiệm hoặc thiết kế các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả
9.Khả năng nhìn nhận một vấn đề dưới các góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau, đôi khi mâu thuẫn;
Khả năng chuyển giao tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen thuộc sang tình huống mới là rất quan trọng Việc vận dụng kiến thức đã học vào các điều kiện và hoàn cảnh khác nhau giúp nâng cao khả năng thích ứng và giải quyết vấn đề hiệu quả.
11.Biết phân tích, đánh giá giải pháp đã lựa chọn cũng như sản phẩm, mong muốn hoàn thiện chúng
Nội dung 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN SÓNG CƠ VẬT LÍ 12 THPT SỬ DỤNG BÀI TẬP TÌNH HUỐNG
2.1 Một số lưu ý khi thiết kế bài tập tình huống trong dạy học Vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
2.1.1 Yêu cầu của tình huống
* Khi thiết kế các tình huống phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Có tính thời sự, sát thực tế, sát nội dung bài học
- Có tính kích thích, tạo khả năng để học sinh đưa ra nhiều giải pháp
- Nội dung bài tập phải vừa sức, phù hợp với trình độ học sinh
* Kĩ thuật thiết kế bài tập tình huống phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Chọn nguồn thiết kế bài tập tình huống từ sản phẩm của học sinh, có thể là câu phát biểu trả lời trên lớp, bài kiểm tra
- Chọn được các bài tập tình huống mà có thể phát triển được các kĩ năng và năng lực cơ bản cho học sinh
- Hình thức diễn đạt bài tập tình huống phải phù hợp
Biến đổi linh hoạt mức độ khó khăn của bài tập tình huống là cách hiệu quả để phù hợp với từng đối tượng học sinh Chúng ta có thể điều chỉnh độ khó bằng cách thêm hoặc bớt dữ kiện trong bài tập, từ đó tăng hoặc giảm mức độ thách thức cho học sinh.
2.1.2 Một số vấn đề cần chú ý khi thiết kế bài tập tình huống
- Chủ đề: Mô tả đặc điểm nổi bật của bài tập tình huống
- Mục tiêu bài học đạt được thông qua bài tập tình huống
- Nội dung bài tập tình huống: Mô tả bối cảnh bài tập tình huống Nội dung phải đủ thông tin để phân tích, giải quyết bài tập tình huống
- Nhiệm vụ học sinh cần giải quyết.
Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung chương Sóng cơ và sóng âm
2.2.1 Đặc điểm của chương “Sóng cơ và sóng âm” Đây là chương thứ hai trong chương trình Vật lí 12 hiện hành Nội dung của chương đề cập đến các khái niệm mới đối với học sinh nhưng các hiện tượng Vật lí xảy ra lại rất gần gũi, quen thuộc đối với học sinh như hiện tượng sóng nước, sóng âm, âm phát ra từ loa đài, kèn trống…
Nắm vững kiến thức về hiện tượng sóng trong chương này sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các hiện tượng sóng trong thực tế, đồng thời chuẩn bị cho việc tiếp thu các kiến thức liên quan đến tính chất sóng trong các chương tiếp theo, như sóng điện từ và sóng ánh sáng.
2.2.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Sóng cơ và sóng âm”
Logic nội dung kiến thức có thể dược mô tả theo sơ đồ sau
2.2.3 Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương
- Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang
- Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng và năng lượng sóng
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng
- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó
- Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền sóng bằng phương pháp sóng dừng
- Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì
- Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm
- Nêu được các đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm và các họa âm) của âm
- Nêu được các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to và âm sắc) của âm
- Nêu được ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các hoạ âm
- Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm
Các đại lượng đặc trưng cho sóng
Giao thoa sóng Đặc trưng sinh lí của âm Đặc trưng vật lí của âm
Chu kì, tần số sóng
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa giữa hai sóng
- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện có sóng dừng khi đó
- Viết được phương trình sóng
- Giải được các bài toán đơn giản về sóng cơ, sự giao thoa sóng cơ, sóng dừng
- Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây
- Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóng dừng.
Thiết kế và sử dụng bài tập tình huống phát triển năng lực giải quyết vấn đề
2.3.1 Thiết kế bài tập tình huống
Bài tập tình huống 1: Dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ thông qua trải nghiệm tắm biển, nơi mọi người đều thích thú với những con sóng trắng xóa Khi quan sát sóng, chúng ta thường tự hỏi về quá trình hình thành sóng, các đặc điểm của chúng và cách xác định tốc độ truyền của sóng.
Trả lời: Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường Trong một môi trường tốc độ truyền sóng không đổi
𝑡 trong đó S là quãng đường sóng truyền đi được trong thời gian t
Sóng là dao động lan truyền trong môi trường, và sau mỗi chu kỳ dao động, chúng lại lặp lại Bước sóng được xác định bằng cách tính chu kỳ và quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ, từ đó giúp xác định tốc độ truyền sóng.
Bài tập tình huống 2: (Dùng để dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ – Chủ đề Sóng cơ)
Để đo chu kỳ của sóng biển, người đó có thể sử dụng chiếc phao và đồng hồ Phương án thực hiện là thả phao xuống nước và quan sát thời gian mà phao nổi lên đến đỉnh sóng Sau đó, ghi lại thời gian giữa hai lần phao đạt đến cùng một vị trí cao nhất, từ đó tính toán chu kỳ sóng bằng cách chia tổng thời gian cho số lần sóng đi qua.
Trả lời: Thực hiện được Có thể thực hiện theo phương án sau:
Thả cho phao nổi trên mặt nước biển để nó dao động Đếm số lần phao nhô lên cao (n) trong một khoảng thời gian t nào đó
Chu kì sóng biển bằng chu kì dao động của phao Trong thời gian một chu kì sóng truyền được quãng đường bằng bước sóng 𝜆
Trong khoảng thời gian t, nếu phao nhô lên cao n lần, điều đó có nghĩa là đã có n đỉnh sóng đi qua Đồng thời, sóng đã truyền được một quãng đường bằng (n-1) 𝜆.
Bài tập tình huống 3: (Dùng để dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ – Chủ đề Sóng cơ)
Một người quan sát sóng trên mặt hồ ước lượng khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là 1 m và đo thời gian 10 ngọn sóng đi qua trong 9 giây Từ đó, người đó ước định tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1 m/s Tuy nhiên, để xác định đúng tốc độ truyền sóng, cần tính toán tần số và bước sóng Tốc độ truyền sóng được tính bằng công thức: tốc độ = tần số x bước sóng Do đó, cần xem xét lại các thông số để có kết quả chính xác hơn.
Trả lời: Có 10 ngọn sóng đi qua trước mặt trong 9 s, do đó chu kì sóng T = 1 s
Khoảng cách giữa hai ngọn sóng chính là quãng đường đi được trong một chu kì:
Bài tập tình huống 4: (Dùng để dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ – Chủ đề Sóng cơ)
Bạn An quan sát một người đang xách xô nước trên đường, với mỗi bước dài 45 cm và hiện tượng nước trong xô bị sánh mạnh nhất xảy ra sau mỗi 0,3 giây Từ đó, bạn An tính được vận tốc của người đó là 5,4 km/h Để xác định vận tốc trong trường hợp này, cần tính quãng đường đi được trong một khoảng thời gian nhất định Cụ thể, nếu mỗi bước dài 0,45 m và xảy ra sau mỗi 0,3 giây, thì trong một giờ, người đó sẽ đi được quãng đường tương ứng với số bước thực hiện trong thời gian đó.
Trả lời: Thời gian mỗi bước đi: t = 𝑆
Cứ 0,3 s nước lại bị sóng sánh mạnh nhất ⇒ t = 0,3 s
Bài tập tình huống 5: (Dùng để dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ – Chủ đề
Một người quan sát phao nổi trên mặt biển nhận thấy nó nhô lên cao 5 lần trong 12 giây, với khoảng cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 12 mét Từ những thông tin này, ta có thể tính toán tốc độ truyền của sóng trên mặt nước bằng cách xác định tần số sóng và vận tốc sóng.
Trả lời: khoảng thời gian giữa hai lần chiếc phao nhô lên cao là: T = 12
Bài tập tình huống 6: (Dùng để dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ – Chủ đề Sóng cơ)
Khi ném một hòn đá nhỏ xuống mặt ao, bạn sẽ thấy sóng lan tỏa ra xung quanh, tạo ra những vòng tròn đồng tâm Tuy nhiên, cánh bèo trên mặt ao không di chuyển theo sóng mà chỉ dập dềnh tại chỗ Điều này xảy ra do cánh bèo chịu ảnh hưởng của lực nổi và sức cản của nước, khiến chúng chỉ dao động nhẹ mà không bị cuốn trôi.
Khi quan sát cánh bèo trên mặt nước, thời gian giữa lần nhô lên đầu tiên và lần thứ tư là 6 giây, trong khi khoảng cách giữa hai gợn sóng cao liên tiếp là 2 mét Từ những thông tin này, ta có thể tính toán tốc độ lan truyền sóng trên mặt nước.
Khi ném một hòn đá nhỏ xuống ao, gợn sóng tròn xuất hiện từ vị trí tiếp xúc của hòn đá với mặt nước Hiện tượng này xảy ra do các phần tử nước tại vị trí hòn đá dao động và lan tỏa ra xung quanh Trong quá trình này, chỉ có dao động được truyền đi, còn các phần tử nước không di chuyển theo sóng Vì vậy, cành bèo chỉ dập dềnh tại chỗ mà không trôi theo sóng.
Cánh bèo nhô lên mặt nước lần đầu và lần thứ tư cách nhau 6 giây, cho thấy trong khoảng thời gian này, vật thực hiện được 3 dao động Từ đó, có thể xác định chu kỳ dao động của vật là 2 giây.
𝑁 = 6 3 = 2 (s) Hai đỉnh sóng liên tiếp bẳng bước sóng: 𝜆 = 2 m
Vậy vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 𝑣 = 𝜆 𝑇 = 1 (m/s)
Bài tập tình huống 7: (Dùng để dạy về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ – Chủ đề Sóng cơ)
Khi múc nước giếng, để dễ dàng hơn, người dùng nên để gàu yên trên mặt nước rồi lắc dây mạnh một lần để gàu lật Việc lắc nhiều lần sẽ làm cho gàu khó lật hơn Kinh nghiệm này liên quan đến nguyên lý vật lý nào?
Khi gàu nổi trên mặt nước, mép gàu không chạm vào mặt nước do bị nghiêng Động tác lắc mạnh dây gàu tạo ra sóng truyền trên dây, khiến thang gàu bị hất mạnh sang một bên và gàu bị lật.
Khi thực hiện lắc liên tục, sóng trên dây sẽ liên tục truyền đến thang gàu, khiến thang gàu lật qua lật lại mà không chạm được vào mặt nước.
Bài tập tình huống 8: (Dùng để dạy về giao thoa sóng – Chủ đề Sóng cơ)
Tại hai điểm S1 và S2 trên bề mặt chất lỏng, người ta tạo ra dao động hình sin theo phương thẳng đứng với cùng biên độ a, chu kỳ T và pha ban đầu giống nhau.
Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm
- Triển khai trong thực tiễn dạy học để kiểm chứng hướng đi đúng đắn, cần thiết của đề tài trên cơ sở lý luận và thực tiễn
Nghiên cứu này đánh giá khả năng áp dụng phương pháp bài tập tình huống trong giảng dạy phần Sóng cơ của chương trình Vật lý 12 THPT thông qua các thực nghiệm cụ thể Việc sử dụng phương pháp này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Tổ chức dạy học phần Sóng cơ cho lớp đối chứng và thực nghiệm
Với lớp thực nghiệm: sử dụng các tình huống dạy học đã thiết kế nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
Với lớp đối chứng: sử dụng phương pháp dạy học truyền thống
So sánh và đối chiếu kết quả học tập giữa các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng là cần thiết để đánh giá sơ bộ hiệu quả của quá trình dạy học Việc xử lý các kết quả thu được sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự khác biệt trong phương pháp giảng dạy và ảnh hưởng của nó đến kết quả học tập của học sinh.
Áp dụng các đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trước và sau khi tổ chức dạy học bằng bài tập tình huống giúp xác định hiệu quả của phương pháp giảng dạy Việc này không chỉ đánh giá sự tiến bộ của học sinh mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
Bài viết này tập trung vào việc thu thập số liệu và áp dụng thống kê Toán học để phân tích, từ đó rút ra kết luận về hiệu quả của phương pháp dạy học thông qua bài tập tình huống.
Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Trường Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC)
Lớp Số HS Lớp Số HS
Lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) được lựa chọn dựa trên tiêu chí học sinh có trình độ và khả năng học tập tương đương, chủ yếu là học lực khá và trung bình.
Trường Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC)
Lớp Số HS Lớp Số HS
Lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) được lựa chọn với các học sinh có trình độ và khả năng học tập tương đương nhau, chủ yếu là học lực khá và trung bình.
Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Để đánh giá hiệu quả sư phạm của việc sử dụng bài tập tình huống trong dạy học so với phương pháp truyền thống, chúng tôi áp dụng phương pháp thực nghiệm có đối chứng Nghiên cứu được thực hiện trên hai nhóm: lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Sau khi giảng dạy theo chương trình Vật lý lớp 12, giáo viên đã cho học sinh làm bài kiểm tra 15 phút với các bài tập tình huống liên quan đến dao động điều hòa nhằm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Tiếp theo, giáo viên tiến hành thực nghiệm sư phạm.
Giáo viên tổ chức bài kiểm tra 15 phút nhằm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và khả năng tiếp thu kiến thức của học sinh sau khi tiến hành thực nghiệm, đồng thời xem xét tính khả thi của đề tài.
Nội dung thực nghiệm sư phạm
Tiến hành thực nghiệm sư phạm cho các bài học trong chương "Sóng cơ và sóng âm" thuộc chương trình Vật lý 12 THPT, nhằm áp dụng bài tập tình huống vào giảng dạy Các hoạt động này được thực hiện theo phân phối chương trình và nội dung sách giáo khoa Vật lý 12.
Chủ đề “Sóng cơ” gồm các bài: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ; Giao thoa sóng; Sóng dừng
Chủ đề “Các đặc trưng của sóng âm” gồm các bài: Đặc trưng Vật lí của âm; Đặc trưng sinh lí của âm
Tiêu chí đánh giá thực nghiệm sư phạm
Đánh giá thực nghiệm sư phạm là quá trình đánh giá hiệu quả của đề tài nghiên cứu, dựa trên các mục tiêu đã đề ra Việc đánh giá này thực hiện thông qua việc xem xét kết quả học tập của học sinh trong ba lĩnh vực chính: nhận thức, kỹ năng và thái độ.
Lĩnh vực nhận thức thể hiện khả năng suy nghĩ và lập luận, bao gồm các sự kiện, khái niệm, nguyên lý, quy trình và cấu trúc, yêu cầu học sinh hiểu biết, tái hiện và áp dụng vào thực tiễn với các mức độ khác nhau B.S Bloom đã phân chia lĩnh vực này thành 6 mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng, phân tích, tổng hợp và đánh giá.
Kỹ năng biểu hiện trong các hoạt động quan sát được và phản ứng có mục đích bao gồm kỹ năng nhận thức như giải quyết vấn đề, ra quyết định, tư duy logic, tư duy phê phán và sáng tạo Bên cạnh đó, kỹ năng tâm vận có những dấu hiệu cụ thể, có quy trình riêng, có thể chia thành nhiều bước và thực hiện trong khoảng thời gian giới hạn.
Lĩnh vực thái độ phản ánh cảm nhận và hành vi của con người đối với công việc Chúng tôi đã tiến hành đánh giá hiệu quả phương pháp dạy học thông qua khả năng nhận thức của học sinh, dựa trên hai tiêu chí: mức độ nắm vững kiến thức và khả năng hệ thống hóa kiến thức, được thể hiện qua bài kiểm tra và thang bậc nhận thức của Bloom Việc này giúp đánh giá kỹ năng và thái độ của học sinh trong quá trình học tập.
Kết quả thực nghiệm sư phạm
Qua quá trình thực nghiệm sư phạm và so sánh giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, chúng tôi nhận thấy rằng việc dạy học thông qua bài tập tình huống mang lại hiệu quả rõ rệt hơn.
Học sinh ngày càng thể hiện sự hứng thú và tích cực hơn khi đối mặt với các tình huống thực tế, điều này giúp họ chủ động hơn trong việc suy nghĩ và thực hiện nhiệm vụ được giao Thái độ này đã khắc phục được tình trạng thụ động, lười biếng và sự phụ thuộc vào người khác, tạo ra một môi trường học tập tích cực hơn.
Học sinh hiện nay đã phát triển khả năng giải quyết vấn đề và áp dụng kiến thức vào thực tiễn Họ có thể suy luận, đưa ra giả thuyết và tiên đoán cho các hiện tượng mới Bên cạnh đó, các em cũng biết vận dụng những kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi liên quan đến các chủ đề học tập.
3.6.2 Đánh giá định lượng Để đánh giá mức độ năng lực giải quyết vấn đề sau khi được thực nghiệm sư phạm, chúng tôi đã tiến hành đối chiếu kết quả kiểm tra ở hai thời điểm trước và sau khi tiến hành dự án Sau đó GV tiến hành nhập điểm vào bảng thống kê số điểm và thực hiện các công việc tính toán để phân tích các kết quả thực nghiệm
Bảng thống kê điểm số
Bảng kết quả phân phối thực nghiệm đối với lớp thực nghiệm 12C2 Đối tượng thực nghiệm
Số học sinh đạt điểm x i Điểm
Kiểm tra trước thực nghiệm
Kiểm tra sau thực nghiệm
Bảng kết quả phân phối thực nghiệm đối với lớp 12C2 và lớp đối chứng 12C3 Đối tượng thực nghiệm
Số học sinh đạt điểm x i Điểm
Bảng kết quả phân phối thực nghiệm đối với lớp thực nghiệm 12A2 Đối tượng thực nghiệm
Số học sinh đạt điểm x i Điểm
Kiểm tra trước thực nghiệm
Kiểm tra sau thực nghiệm
Bảng kết quả phân phối thực nghiệm đối với lớp 12A2 và lớp đối chứng 12A1 Đối tượng thực nghiệm
Số học sinh đạt điểm x i Điểm
Dựa vào các kết quả thu được sau 2 năm thực hiện áp dụng đề tài, chúng tôi có nhận xét như sau:
Sau khi tiến hành thực nghiệm, số học sinh đạt điểm dưới 5 trong bài kiểm tra đã giảm so với lần kiểm tra trước đó Đồng thời, số học sinh đạt điểm cao cũng tăng lên đáng kể, cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong kết quả học tập.
Lớp thực nghiệm có số học sinh đạt điểm dưới 5 thấp hơn so với lớp đối chứng, đồng thời số học sinh đạt điểm cao cũng nhiều hơn ở lớp thực nghiệm.
Sau khi tiến hành thực nghiệm, điểm trung bình bài kiểm tra của đối tượng thực nghiệm đã tăng lên so với trước đó Đặc biệt, điểm trung bình của lớp thực nghiệm cao hơn rõ rệt so với lớp đối chứng.
Kết quả thực nghiệm cho thấy chất lượng học tập của lớp đã cải thiện rõ rệt so với trước đây, chứng minh rằng việc áp dụng bài tập tình huống trong giảng dạy bước đầu mang lại hiệu quả tích cực.
