Tổ chức hoạt động học tập Vật lí cho học sinh thcs theo định hướng tìm tòi nghiên cứu

nh quá trình tự đào tạo” đồng nghĩa với việc coi trọng tự học, tự nghiên cứu của người học; dạy học hướng đến năng lực thực hiện giải quyết các vấn đề nảy sinh trong cuộc sống, trong chiến đấu với thiên tai và giặc ngoại xâm, trong xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Các tác giả nghiên cứu đã bàn về các phương pháp cụ thể của dạy học TTNC ở góc độ lý luận. Một số luận án chuyên ngành lý luận và PPDH bộ môn vật lí đã nghiên cứu riêng lẻ từng phương pháp cụ thể của dạy học TTNC như: Dạy học theo PPTN, dạy học GQVĐ, Tổ chức hoạt động sáng tạo, ở bậc phổ thông. Có thể nhận thấy từ những năm 70 của thế kỷ XX cho đến nay, ở Việt Nam những kết quả nghiên cứu dạy học vật lí liên quan đến việc tổ chức hoạt động học tập vật lí theo định hướng tìm tòi nghiên cứu theo các nhóm vấn đề sau: - Dạy học vật lí theo hướng xây dựng động cơ học tập tích cực (phối hợp động cơ ngoài và động cơ trong) tạo cho HS nhu cầu, ham muốn học tập - Bồi dưỡng phương pháp nhận thức vật lí cho HS theo cách tiếp cận chu trình sáng tạo khoa học của Razumôpxki hoặc hai cách tiếp cận phương pháp nhận thức vật lí - Nghiên cứu vận dụng các PPDH tích cực vào dạy học vật lí theo các hình thức tổ chức dạy học truyền thống và hiện đại. - Nghiên cứu sử dụng các phương tiện dạy học, các thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí để nâng cao hiệu quả và chất lượng học tập vật lí cho HS theo hướng bồi dưỡng năng lực nhận thức vật lí; rèn luyện các nhóm kĩ năng học tập của HS - Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập vật lí của học sinh. 1.3. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, giải quyết trong luận án 1) Trong các tài liệu khoa học giáo dục, các khái niệm học tập theo kiểu tìm tòi, tìm tòi – phám phá, tìm tòi nghiên cứu, tuy các thuật ngữ khác nhau nhưng nội hàm của các thuật ngữ đó có điểm chung vì thế cần phải làm sáng tỏ khái niệm học tập theo kiểu tìm tòi nghiên cứu. 2) Học tập theo kiểu tìm tòi nghiên cứu trong môn học vật lí ở trường trung học cơ sở được tổ chức thực hiện bằng những phương thức nào ? 3) Tổ chức học tập theo kiểu tìm tòi nghiên cứu như thế nào cho phù hợp với việc phát triển chương trình giáo dục và đổi mới phương pháp dạy học các kiến thức vật lí ở trường trung học cơ sở hiện nay ở Việt Nam. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP THEO HƯỚNG TÌM TÒI NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 2.1. Hoạt động học tập vật lí của học sinh Trong luận án, chúng tôi đã trình bày những nội dung chính sau đây: 2.1.1. Khái niệm hoạt động học 2.1.2. Bản chất của hoạt động học 2.1.3. Cấu trúc tâm lý của hoạt động học 2.1.4. Hoạt động học tập vật lí của học sinh ở trường phổ thông 2.2. Dạy học vật lí phát triển tính tích cực, tự chủ, năng lực sáng tạo của học sinh ở trường phổ thông 2.2.1. Dạy học và phát triển Theo lý thuyết phát triển nhận thức của J. Piaget, HS giữ vai trò rất tích cực trong việc thích nghi với môi trường. L.X. Vưgôtski về dạy học và sự phát triển trí tuệ của HS dựa trên lý thuyết “Vùng phát triển gần” để giải quyết. 2.2.2. Tính tích cực học tập Tính tích cực là một phẩm chất của con người, nó được biểu hiện trong hoạt động của mỗi người. Tính tích cực học tập về bản chất là tính tích cực nhận thức, sự mong muốn hiểu biết và có khát vọng chiếm lĩnh tri thức của thế giới khách quan. Theo I.F. Kharlamôp: “Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của HS, đặc trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức”. Các mức độ về tính tích cực học tập Tính tích cực học tập có những mức độ khác nhau. Theo Sukina, tính tích cực có thể chia thành ba mức độ từ thấp lên cao như sau: - Bắt chước: Cố gắng hành động theo mẫu của GV và bạn bè(kĩ năng thực hành: Áp dụng trong tình huống tương tự). - Tìm tòi: Độc lập GQVĐ nêu ra, tìm kiếm các cách giải quyết khác nhau về một vấn đề. - Sáng tạo: Tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, hữu hiệu. Biểu hiện tính tích cực học tập của học sinh Tính tích cực học tập thể hiện ở mức độ tham gia, tích cực, chủ động và sáng tạo của HS trong quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập Biểu hiện tính tích cực học tập của HS trong học vật lí thể hiện ở các hoạt động khác nhau. Theo chúng tôi, có 6 biểu hiện (dấu hiệu) về tính tích cực học tập của HS gồm: (1). Học sinh hăng hái trả lời câu hỏi của GV, bổ sung nội dung trả lời của bạn nếu chưa đầy đủ, chỉ ra những vấn đề nội dung đúng, chưa đúng và nêu lên lí do, nguyên nhân chưa đúng; tự nguyện, hăng hái tham gia phát biểu ý kiến, trả lời câu hỏi (có thể ý kiến, câu trả lời chưa thực sự hoàn toàn đúng). (2). Học sinh thích thú tham gia vào các hoạt động trí tuệ - thực hành: Suy nghĩ, trao đổi, thảo luận, thực hành, thao tác với đồ dùng học tập để lĩnh hội kiến thức và vận dụng kiến thức GQVĐ thực tiễn. (3). Học sinh tập trung chú ý vào vấn đề đang học, có gắng kiên trì hoàn thành nhiệm vụ học tập ở lớp và ở nhà. (4). Học sinh hay đặt ra những câu hỏi để hỏi bạn và GV về nội dung bài học. (5). Học sinh chủ động trao đổi cùng bạn bè, có sự phân công cụ thể cho mọi thành viên tham gia thực sự vào các hoạt động, ý kiến cá nhân được tôn trọng và đi đến thống nhất ý kiến. (6). Học sinh học sâu, học thoải mái, có tính độc lập cao, không chờ đợi, lệ thuộc vào sự giúp đỡ của GV (HS có tính tự giác, tự lực và chủ động). Với 6 biểu hiện/ dấu hiệu về tính tích cực học tập của HS nêu trên vừa là mục tiêu tổ chức tổ chức hoạt động học tập tích cực cho HS vừa là cơ sở, tiêu chí đánh giá tính tích cực của HS trong học tập. 2.2.3. Tính tự chủ của học sinh trong học tập Khái niệm tự chủ trong học tập (learner autonomy), ban đầu được Holec (1979) định nghĩa: “Tự chủ là năng lực tự chịu trách nhiệm về việc học của mình”. Về sau có nhiều tác giả bổ sung thêm và diễn giải khái niệm này theo nhiều cách khác nhau. Theo chúng tôi, tự chủ trong học tập là tính tự giác, tự lực và chủ động của HS không chỉ làm theo những gì đã định sẵn, những gì được yêu cầu mà còn làm theo kế hoạch riêng của mình, như sự tự học, tự nghiên cứu trong hoạt động tìm kiếm tri thức và vận dụng tri thức của quá trình học tập. Phát triển tính tự chủ của HS trong học tập, đòi hỏi người GV phải thay đổi vai trò của mình từ người truyền thụ kiến thức sang người tư vấn, hướng dẫn và hỗ trợ người học phát triển khả năng tự chủ [72], [73]. 2.2.4. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí - Khái niệm năng lực Khái niệm năng lực được các nhà tâm lý học đưa ra những định nghĩa khác nhau nhưng nội hàm của chúng đều có điểm chung. Trong đổi mới, phát triển giáo dục /dạy học, chúng tôi sử dụng định nghĩa: “Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí” Phân loại năng lực, có nhiều cách phân loại năng lực khác nhau, có thể có các năng lực sau: Năng lực chung và năng lực chuyên môn: Về cấu trúc năng lực có thể tiếp cận theo các cách khác nhau, năng lực có cấu trúc phức tạp về tầng bậc. Dù theo cách tiếp cận nào cấu trúc năng lực cũng phải phản ánh được cấp vi mô của năng lực gồm ba thành tố tri thức, kĩ năng và thái độ tạo nên năng lực. - Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí Khái niệm năng lực sáng tạo Theo chúng tôi năng lực sáng tạo là khả năng hoạt động tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những tri thức đã biết GQVĐ mới sáng tạo. Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí Năng lực sáng tạo của nhà vật lí trong nghiên cứu khoa học Theo Razumôpxki, chu trình có bốn giai đoạn chính: Những sự kiện khởi đầu ® Mô hình giả định trừu tượng ® Các hệ quả logic ® Thí nghiệm kiểm tra. I.Ia. Lecne nêu lên 06 đặc trưng hoạt động sáng tạo của các nhà khoa học. Năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí Theo chúng tôi, năng lực sáng tạo của HS trong học tập vật lí là khả năng thực hiện thành công các hoạt động sáng tạo trong quá trình xây dựng kiến thức mới và vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn nhờ huy động tổng hợp các tri thức, kĩ năng, thái độ của bản thân. Trong dạy học vật lí ở trường THCS, theo chúng tôi năng lực sáng tạo của HS được biểu hiện ở 10 đặc trưng có thể nhận thấy trong quá trình học tập gồm: 1. Phát hiện được vấn đề mới (về hiện tượng, quá trình, chức năng của đối tượng) trong tình huống có vấn đề; xác định được rõ ràng câu hỏi cần trả lời. 2. Đề xuất được câu trả lời dự đoán hay ý tưởng có căn cứ nhưng chưa chắc chắn cho câu hỏi đặt ra. 3. Đề xuất được một hay nhiều phương án GQVĐ mới như: Thiết kế được phương án TN để kiểm tra dự đoán/giả thuyết, đưa ra cách lập luận mới, suy luận mới. 4. Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu. 5. Giải được bài tập sáng tạo. 6. Lựa chọn được cách thức GQVĐ một cách tốt nhất. 7. Đề xuất những cái mới không theo đường mòn, lối cũ, không theo những quy tắc đã có; biết cách lí giải bảo vệ ý kiến của mình. 8. Thiết kế được kết cấu, thiết bị mới như: Sơ đồ (thí nghiệm, mô hình), các dụng cụ TN (thí nghiệm tự làm); chế tạo dụng cụ học tập, đồ chơi 9. Luôn có những ý tưởng có tính mới 10. Biết kiểm tra, đánh giá, điều chỉnh nhanh chóng, hợp lý về những thiếu sót, sai lầm trong học tập. - Hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí Cần tổ chức thực hiện các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của HS các biện pháp đó như sau: Biện pháp 1. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới và quá trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Biện pháp 2. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết. Biện pháp 3. Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán. Biện pháp 4. Giải các bài tập sáng tạo Phối hợp các biện pháp trên trong quá trình học tập TTNC kiến thức mới và qúa trình vận dụng kiến thức nhờ đó HS được tham gia vào các hoạt động sáng tạo phong phú, đa dạng. Hoạt động sáng tạo là mảnh đất cho tư duy sáng tạo, năng lực sáng tạo được gieo mầm, hình thành và phát triển. 2.3. Phương pháp dạy học tìm tòi nghiên cứu trong môn Vật lí 2.3.1. Một số khái niệm cơ bản Khái niệm tìm tòi Khái niệm tìm tòi (inquiry) có nhiều cách diễn nghĩa khác nhau. Theo Wikipedia, “Tìm tòi là một quá trình có mục đích của việc chiếm lĩnh tri thức, giải quyết vấn đề. Nó là bản kê khai nhiều dạng tìm tòi khác nhau và chỉ ra con đường tìm kiếm nhằm đạt được mục tiêu đề ra” (Wikipedia, The Free Encyclopedia). “Tìm tòi là cách thức, con đường tìm kiếm những điều kì diệu và các vấn đề khó giải quyết để từ đó nhận biết được thế giới khách quan” (Galileo Educational Networ, 2004). Các nhà nghiên cứu ở Canada có quan niệm: “Tìm tòi là quá trình tìm kiếm câu trả lời cho các câu hỏi Tham gia tìm tòi không phải là một quá trình tuyến tính; nó có thể có rất nhiều điểm khởi đầu khác nhau, và các bước theo sau nó có thể chuyển dịch từ một hoạt động tìm tòi này sang hoạt động tìm tòi khác” (Allberta Education, 1946). Tiếp cận tính tích cực học tập trong các hoạt động khác nhau, có các mức độ từ thấp đến cao: bắt chước, tìm tòi, tự phát hiện; khái niệm tìm tòi: “Độc lập trong tư duy khi giải quyết các vấn đề, tìm kiếm các cách giải quyết khác nhau về một vấn đề”. Tiếp cận tìm tòi – khám phá trong dạy học, “tìm tòi (inquiry) là con đường là tiến trình còn khám phá (discovery) là điểm đến, là kết quả (the destination)”. Theo từ điển tiếng việt [56], giải nghĩa: Tìm: 1) Cố làm cho thấy ra được, cho có được (cái đã biết là ở đâu đó) 2) Cố làm sao nghĩ cho ra. Tìm kiếm: tìm cho thấy, cho có được (nói khái quát). Điều tra: tìm hỏi, xem xét để biết rõ sự thật. Tìm tòi: bỏ nhiều công phu để thấy ra, nghĩ ra. Từ những dẫn luận trên, cho thấy khái niệm tìm tòi có nhiều cách hiểu, quan niệm khác nhau nhưng đều đề cập đến cùng một dấu hiệu cơ bản nhất: tìm tòi là hoạt động có mục đích, là cách thức là tiến trình giải quyết vấn đề về một vấn đề. Khái niệm nghiên cứu Từ “nghiên cứu” (research), trong từ điển Tiếng Viết [56] nghiên cứu được giải nghĩa là: xem xét, khảo cứu, tìm hiểu kỹ để giải quyết vấn đề hoặc rút ra tri trức mới. Thuật ngữ tìm tòi – khám phá, tìm tòi nghiên cứu được nói tới nhiều trong các tài liệu tâm lí phát triển, lí luận giáo dục / dạy học trong nhà trường. Nếu thuật ngữ tìm tòi nghiên cứu, từ “nghiên cứu” với nghĩa rút ra tri thức mới (là kết quả) thì có thể hiểu nghĩa của thuật ngữ tìm tòi – khám phá và tìm tòi nghiên cứu gần như tương đồng với nhau. 2.3.2. Khái niệm phương pháp dạy học tìm tòi nghiên cứu Cho đến nay, có nhiều nhà nghiên cứu sử dụng thuật ngữ “Phương pháp dạy học tìm tòi” và “Phương pháp tìm tòi nghiên cứu”, hai thuật ngữ này cùng nghĩa với nhau và đều không phải là phương pháp dạy học cụ thể. Dựa vào tầng bậc về phương pháp dạy học, phương pháp tìm tòi nghiên cứu thuộc cấp độ mô hình (hoặc phương hướng hay chiến lược) dạy học tìm tòi nghiên cứu. Tóm lại: Phương pháp dạy học tìm tòi nghiên cứu là mô hình dạy học, tổ chức tiến trình học tập của người học được phỏng theo tiến trình nghiên cứu của nhà khoa học. 2.3.3. Học tập theo kiểu tìm tòi nghiên cứu Trong dạy học truyền thống, PPDH chủ yếu là giảng giải, minh họa, truyền thụ một chiều. Trong dạy học hiện đại HS hoạt động tự lực để chiếm lĩnh tri thức, hình thành kĩ năng, kĩ xảo và phát triển năng lực thì dạy học thực chất là dạy cho học sinh tìm tòi nghiên cứu để xây dựng kiến thức và vận dụng kiến thức theo cách làm của nhà khoa học. Bởi vậy việc dạy học nội dung mới gọi là “Nghiên cứu kiến thức mới” theo đúng nghĩa tìm tòi, xây dựng kiến thức mới. Học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu là hoạt động học vật lí được phỏng theo phương pháp nghiên cứu của nhà vật lí. 2.3.4. Những khác biệt trong hoạt động nghiên cứu của nhà vật lí và hoạt động học vật lí của học sinh Trong luận án chúng tôi đã lập bảng so sánh hoạt động nghiên cứu của nhà vật lí với hoạt động học tập vật lí của học sinh. Hai hoạt động của hai đối tượng đều có động cơ, mục đích, năng lực hành động và phương tiện, điều kiện của hoạt động. Chỉ khác nhau về mức độ. 2.3.5. Tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu Chức năng của giáo viên và học sinh trong kiểu dạy học tìm tòi nghiên cứu Kiểu dạy học TTNC đòi hỏi chức năng của GV là tổ chức, chỉ đạo, hướng dẫn hoạt động học, dạy HS phương pháp học; tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học, thể chế hóa kiến thức. Chức năng của học sinh: Chủ động, tích cực trong hoạt động học; ý thức được nhiệm vụ cần giải quyết, tự tìm tòi nghiên cứu, trao đổi tranh luận trong quá trình giải quyết nhiệm vụ. Nói cách khác kết hợp học độc lập và học hợp tác. Tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu - Để kích thích hứng thú học tập của HS, GV cần tạo các tình huống để tập cho HS biết phát hiện ra vấn đề, chú trọng vốn kinh nghiệm hiểu biết của HS. - Giáo viên cần tạo điều kiện và hướng dẫn HS tự đề xuất và thực hiện các giải pháp để GQVĐ đã phát hiện, đề xuất các giả thuyết, thiết kế và tiến hành các phương án thí nghiệm nhằm kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết. - Những nhiệm vụ học tập vừa sức của HS đòi hỏi phải vận dụng các kiến thức, kĩ năng không chỉ vào các tình huống quen biết, mà còn vào những tình huống mới. - Với mỗi chủ đề học tập, GV có thể giao cho các nhóm HS các đề tài nghiên cứu nhỏ, yêu cầu HS phải sưu tầm, thu thập thông tin từ các nguồn học liệu khác nhau (Sách báo, tạp chí, rađiô, ti vi, mạng internet, quan sát tự nhiên, điều tra thực tế, thí nghiệm với các dụng cụ đơn giản tự làm...), xử lý thông tin (theo các cách: Lập bảng các giá trị đo, biểu đồ, đồ thị, xử lí kết quả thí nghiệm, so sánh phân tích các dữ liệu... rút ra kết luận), thực hiện truyền đạt thông tin thông qua thảo luận báo cáo viết hoặc nói trước lớp. Có thể GV tổ chức hoạt động học tập của HS theo hình thức dạy học dự án, dạy học ngoại khóa vật lí. Tổ chức hoạt động học tập TTNC ở các hình thức khác nhau tạo điều kiện thực hiện dạy học phân hóa, cá biệt hóa cũng như hình thành và phát triển những kĩ năng hợp tác, làm việc tập thể có được ý thức giúp đỡ lẫn nhau, đoàn kết trong công việc,... Học tập tìm tòi nghiên cứu, bằng các hoạt động học tập tích cực, tự chủ HS không những chiếm lĩnh được kiến thức, rèn luyện được kĩ năng, có năng lực vận dụng tri thức vật lí vào giải quyết vấn đề thực tiễn, mà còn có nhiệm vụ của sự thành công trong học tập; phát triển được tư duy khoa học và năng lực sáng tạo. 2.4. Nguyên tắc tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu Chúng tôi đề xuất 6 nguyên tắc tổ chức hoạt động học tập vật lí theo hướng tìm tòi nghiên cứu: Nguyên tắc 1. Tổ chức hoạt động học tập cho học sinh giải quyết những vấn đề học tập theo cách tiếp cận hoạt động nghiên cứu của nhà vật lí, theo định hướng hoạt động của GV và kiểm tra được kết quả hoạt động học tập đó. Nguyên tắc 2. Phải tổ chức các tình huống có vấn đề trong dạy học Nguyên tắc 3. Cần phải xây dựng lôgic nội dung dạy học theo lôgic của tiến trình nhận thức Vật lí phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh Nguyên tắc 4. Cần sử dụng những quan niệm vốn có của học sinh trong quá trình dạy học. Nguyên tắc 5. Phát huy hoạt động trao đổi, tranh luận của học sinh trong quá trình học tập. Nguyên tắc 6. Có đủ điều kiện và phương tiện cho hoạt động học tập tìm tòi nghiên cứu của học sinh. 2.5. Quy trình tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu Dựa trên cơ sở phương pháp luận nghiên cứu khoa học, tùy theo từng tác giả hay lĩnh vực khoa học nên người ta chia số lượng các giai đoạn của quá trình có sự khác nhau, dù theo cách phân chia nào, thì vẫn bao hàm những hoạt động cơ bản của việc tìm tòi nghiên cứu khoa học. Chuyển hóa phương pháp nghiên cứu vật lí thành phương pháp dạy học vật lí, hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu, chúng tôi đề xuất quy trình tổ chức hoạt động học tập theo hướng tìm tòi nghiên cứu theo sơ đồ sau: 1. Làm nảy sinh vấn đề học tập 2. Xác định vấn đề học tập 3. Giải quyết vấn đề 4. Rút ra kết luận 5. Vận dụng kiến thức mới Sơ đồ 3. Quy trình tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu TTNC 2.6. Các phương pháp dạy học tìm tòi nghiên cứu vật lí ở trường phổ thông 2.6.1. Dạy học giải quyết vấn đề 2.6.1.1. Dạy học giải quyết vấn đề một phương pháp tổng quát tìm tòi nghiên cứu Dạy học GQVĐ là một PPDH tìm tòi nghiên cứu được đề cao từ lâu và coi đây là PPDH tổng quát tìm tòi nghiên cứu. Tư tưởng cơ bản của dạy học giải quyết vấn đề là đưa quá trình học tập của học sinh tiếp cận với quá trình tìm tòi nghiên cứu của các nhà khoa học. Trong luận án đã trình bày khái niệm “Vấn đề”, “tình huống có vấn đề” trong học tập. Tổ chức hoạt động tìmtòi nghiên cứu theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề. Tiến trình dạy học GQVĐ theo 3 pha, xem sơ đồ 4a,b dưới đây: Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức, phát biểu vấn đề. Pha thứ hai: Học sinh hành động độc lập tự chủ trao đổi tìm tòi giải quyết vấn đề Pha thứ ba: Tranh luận; thể chế hóa; vận dụng tri thức mới (1) Tình huống có tiềm ẩn vấn đề (2) Phát biểu vấn đề - bài toán (3) Giải quyết vấn đề: Suy đoán, thực hiện giải pháp (4) Kiểm tra, xác nhận kết quả: Xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm (5) Trình bày, thông báo, bảo về kết quả (6) Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo Sơ đồ 4b. Các pha của tiến trình dạy học GQVĐ Sơ đồ 4a. Tiến trình xây dựng , bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học Sơ đồ 4a, b: Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri trức mới trong nghiên cứu khoa học. Luận án đã trình bày các phương pháp dạy học vật lí theo định hướng tìm tòi nghiên cứu gồm: Dạy học vật lí theo phương pháp thực nghiệm - Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm Phỏng theo chu trình nhận thức khoa học vật lí, phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu vật lí được các nhà lí luận và PPDH chuyển thành phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí [58], [59], [69], [70], [74], [75], [80]. Tổ chức hoạt động học tập của HS theo phương pháp thực nghiệm được diễn ra theo sơ đồ sau: Vấn đề ® Giả thuyết ® Hệ quả ® Thí nghiệm kiểm chứng ® Ứng dụng Giáo viên tổ chức cho HS hoạt động nhận thức tìm tòi nghiên cứu theo 5 giai đoạn: Giai đoạn 1. Làm nảy sinh vấn đề nghiên cứu Giai đoạn 2. Đề xuất dự đoán /giả thuyết khoa học Giai đoạn 3. Suy luận lôgic từ giả thuyết ra hệ quả kiểm tra được bằng thí nghiệm Giai đoạn 4. Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm tra Giai đoạn 5. Ứng dụng kiến thức Tổ chức hoạt động học tập vật lí kiểu tìm tòi nghiên cứu theo quy trình ở (mục 2.5, tr. 35 LA). So với các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm, có thể nhận thấy: Giai đoạn 1 và 2 của quy trình tương ứng với giai đoạn 1 của phương pháp thực nghiệm; Giai đoạn 3 của quy trình tương ứng với các giai đoạn 2, 3, và 4 của phương pháp thực nghiệm; Giai đoạn 4 và 5 của quy trình tương ứng với kết quả của giai đoạn 4 và 5 của phương pháp thực nghiệm. 2.6.3. Phương pháp mô hình trong dạy học vật lí - Chuyển hóa phương pháp mô hình trong nghiên cứu vật lí thành phương pháp mô hình trong dạy học vật lí, tổ chức hoạt động học tập của HS theo 4 giai đoạn [59], [69], [79]: Giai đoạn 1. Nghiên cứu những tính chất của đối tượng gốc Giai đoạn 2. Xây dựng mô hình Giai đoạn 3. Thao tác trên mô hình suy ra các hệ quả lý thuyết Giai đoạn 4. Thực nghiệm kiểm tra. Trong dạy học vật lí sử dụng mô hình và phương pháp mô hình là phương tiện, nhận thức trong quá trình tìm tòi nghiên cứu. Giáo viên định hướng hoạt động học tập trong từng giai đoạn của phương pháp mô hình, HS tự lực giải quyết các vấn đề nhận thức. Kết quả của quá trình học tập, HS không chỉ thu được kiến thức mới một cách sâu sắc mà còn được bồi dưỡng phương pháp nhận thức vật lí, phương pháp mô hình. Với sự hướng dẫn của GV, HS thực hiện GQVĐ theo các giai đoạn của phương pháp mô hình, kiểu học như thế là kiểu học tập tìm tòi nghiên cứu. 2.6.4. Phương pháp “Bàn tay nặn bột” Tiếp cận tìm tòi nghiên cứu trong phương pháp “Bàn tay nặn bột” thể hiện các hoạt động thực hiện “nghiên cứu khoa học” của HS trong tiến trình dạy học. Dựa vào tiến trình của tiếp cận tìm tòi – khám phá, TTNC trong dạy học với các nguyên tắc của bàn tay nặn bột, dựa vào đặc điểm của các môn khoa học, tiến trình dạy học của phương pháp “Bàn tay nặn bột” có thể được sơ đồ hóa [80, tr.23], sơ đồ sau: Đề nghị thực hiện một Nhiệm vụ / Dự án / Thí nghiệm hay miêu tả một tình huống Quan niệm của học sinh Vấn đề Dự đoán/giả thuyết Nghiên cứu - GQVĐ Hợp thức hóa kiến thức Sơ đồ 5. Tiến trình dạy học của phương pháp “Bàn tay nặn bột” Nhìn vào sơ đồ trên, tiến trình dạy học thep phương pháp “Bàn tay nặn bột” có 4 pha (4 giai đoạn). Pha 1. Làm nảy sinh vấn đề Pha 2. Đề xuất dự đoán /giả thuyết Pha 3. Thực hiện các nghiên cứu Pha 4. Hợp thức hóa kiến thức Tóm lại: Tổ chức hoạt động học tập vật lí kiểu tìm tòi nghiên cứu ở trường THCS theo tiến trình của phương pháp “Bàn tay nặn bột”. Chúng ta có thể nhận thấy các giai đoạn của quy trình tổ chức hoạt động học tập kiểu tìm tòi nghiên cứu (ở mục 2.5 trang 35 LA) có các giai đoạn tương ứng với các pha của tiến trình dạy học theo phương pháp “Bàn tay nặn bột” như sau: Giai đoạn 1 và 2 của quy trình tương ứng với pha thứ nhất. Giai đoạn 3 của quy trình tương ứng với pha thứ 2 và pha thứ 3. Giai đoạn 4 và 5 của quy trình tương ứng với pha thứ 4. 2.6.5. Dạy học dự án Tổ chức dạy học dự án thường được tiến hành theo 3 bước: Bước 1. Chuẩn bị (Xây dựng ý tưởng, lựa chọn chủ đề, xây dựng kế hoạch thực hiện dự án) Bước 2. Thực hiện dự án Bước .3 Kết thúc dự án Dạy học dự án có các đặc trưng của dạy học tìm tòi nghiên cứu: - GV tổ chức cho HS cùng tham gia đề xuất, lựa chọn chủ đề khoa học - kĩ thuật, xác định mục tiêu, dự kiến sản phẩm, cách làm, thời gian thực hiện dự án. - GV dùng bộ câu hỏi định hướng để giúp HS tự hoạt động nhóm thu thập, xử lý, tổng hợp thông tin, xây dựng sản phẩm khoa học - kĩ thuật. - GV tổ chức cho HS báo cáo, trình bày sản phẩm khoa học - kĩ thuật, đánh giá, rút kinh nghiệm, đúc kết các kiến thức trọng tâm thu được qua dự án. Tổ chức hoạt động học tập vật lí kiểu tìm tòi nghiên cứu theo dạy học dự án là hoạt động học tập nhằm tạo cơ hội cho HS tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực học tập, và áp dụng một cách sáng tạo vào thực tiễn; thể hiện “học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn”. Dự án là một bài tập tình huống mà HS phải giải quyết bằng các kiến thức theo nội dung của chủ đề dự án. Việc GQVĐ học tập đòi hỏi tính tích cực, tự chủ cao của HS. Học sinh được tự lựa chọn nội dung/ tiểu chủ đề và đặt ra vấn đề cần tìm hiểu nghiên cứu, HS sẽ hoàn toàn chủ động tích cực trong việc lập kế hoạch nghiên cứu, tìm kiếm, phân tích – tổng hợp, xử lí thông tin để GQVĐ được đặt ra. Học sinh được tham gia trải nghiệm vào các hoạt động trong tiến trình học theo dự án: Lựa chon chủ đề - Lập kế hoạch – Thu thập thông tin – xử lí thông tin – Trình bày kết quả - Đánh giá kết quả; tiến trình học theo dự án tiếp cận với tiến trình nghiên cứu khoa học. Rõ ràng, học theo dự án là kiểu học tập tìm tòi nghiên cứu. 2.6.6. Dạy học ngoại khóa vật lí Dạy học ngoại khóa là một hình thức tổ chức dạy học ngoài chương trình chính khóa (nội khóa). Trong luận án đã trình bày những nội dung sau: - Mục đích dạy học ngoại khóa - Nội dung dạy học ngoại khóa vật lí - Các hình thức tổ chức dạy học ngoại khóa vật lí - Tổ chức hoạt động ngoại khóa theo định hướng tìm tòi nghiên cứu thể hiện trên các phương diện cụ thể. 2.7. Thực trạng về tổ chức hoạt động học tập vật lí ở Trung học cơ sở trên địa bàn tỉnh Nghệ An Chúng tôi thiết kế phiếu câu hỏi để điều tra thực trạng việc dạy - học của GV, HS và phỏng vấn một số câu hỏi liên quan trong hoạt động học tập vật lí ở trường THCS của 18 trường ở các vùng khác nhau trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Đồng thời thực hiện dự giờ 12 tiết dạy của GV ở các trường thực hiện khảo sát. Nội dung khảo sát GV và HS được trình bày trong luận án. Qua kết quả điều tra thực trạng chúng tôi thu được kết quả như sau: - Đa số GV có nhận thức khá tốt về các vấn đề liên quan đến dạy học theo hướng TTNC. Việc phát huy tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của HS được GV ưu tiên trong dạy học và cũng là định hướng đổi mới PPDH mà Bộ Giáo dục và Đào tạo đề ra. Tuy nhiên, việc thực hiện còn lúng túng do thiếu cơ sở lý luận - Dạy học theo hướng TTNC đã được các cấp quản lí giáo dục quan tâm, tuy nhiên thực tế triển khai còn nhiều bất cập trong đó thiếu về cơ sở lí luận, không có triển khai thí điểm định hướng cách làm. Cho nên, phần lớn GV lúng túng trong việc đổi mới PPDH, hoặc có triển khai nhưng đối phó, hiệu quả dạy học không cao, bên cạnh đó thiếu về phương tiện dạy học, hạn chế của việc ứng dụng công nghệ thông tin cũng ảnh hưởng đến hiệu quả dạy học tích cực - Học sinh rất thích cách dạy học mà HS được trải nghiệm trong các HĐHT dù là hoạt động cá nhân, hay hoạt động nhóm. - Các PPDH mới trong đó HS được tạo điều kiện chủ động hoạt động TTNC như Dạy học dự án, vận dụng Bản đồ tư duy, dạy học theo góc, PP Bàn tay nặn bột rất ít GV tìm hiểu và sử dụng vào thực tiễn dạy học. Ngoại khóa vật lý cho học sinh theo định TTNC hầu như chưa có trường nào tổ chức cho HS tham gia. - Tuy nhiên, việc thực hiện như thế nào cần nghiên cứu và giải quyết. Từ thực trạng nhận thức của GV cơ sở vật chất và các yếu tố khác, chúng tôi nghiên cứu triển khai dạy học theo kiểu TTNC nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của HS qua đó nâng cao chất lượng dạy học vật lí trong nhà trường phổ thông. Kết luận chương 2 Tổ chức hoạt động học tập theo hướng tìm tòi nghiên cứu của HS trong dạy học về bản chất là tổ chức hoạt động nhận thức cho HS để lĩnh hội nội dung dạy học theo lôgic của tiến trình nghiên cứu khoa học. Có thể tóm lược một số vấn đề chính: - Để kích thích hứng thú học tập của HS, giáo viên cần tạo các tình huống để tập cho HS biết phát hiện ra vấn đề, chú trọng vốn kinh nghiệm hiểu biết của HS là cơ sở có thể được sử dụng không những để làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu, tạo nhu cầu nhận thức, mà còn như là những ứng dụng các tri thức đã học trong cuộc sống mà HS cần giải thích, GQVĐ. - Giáo viên cần tạo điều kiện và hướng dẫn HS tự lực đề xuất và thực hiện các giải pháp để GQVĐ đã phát hiện; đề xuất các giả thuyết, thiết kế và tiến hành thực hiện phương án thí nghiệm để kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết. - Học sinh cần được giao những nhiệm vụ học tập phù hợp với năng lực của bản thân, đòi hỏi phải vận dụng kiến thức và kĩ năng đã thu được không chỉ vào những tình huống quen thuộc mà còn vào những tình huống mới. - Mỗi chủ đề học tập, giáo viên có thể giao cho các nhóm HS hay định hướng cho các nhóm đưa ra các ý tưởng để có những đề tài nghiên cứu nhỏ, thực hiện các dự án học tập/ ngoại khóa; bằng hình thức như thế đòi hỏi HS phải sưu tầm, thu thập thông tin qua sách báo, các phương tiện nghe nhìn, internet, quan sát tự nhiên, thí nghiệm với các dụng cụ đơn giản tự làm, xử lí thông tin theo nhiều cách khác nhau, truyền đạt thông tin qua thảo luận, báo cáo Nội dung cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài trình bày trong chương 2 được xây dựng dựa trên những thành tựu nghiên cứu của tâm lí học hiện đại (cụ thể là tâm lí học nhận thức, tâm lí học hoạt động và tâm lí học phát triển vận dụng vào giáo dục / dạy học trong nhà trường) và cơ sở lí luận về giáo dục / dạy học hiện đại ở trường phổ thông. Chúng tôi đã phân tích, hệ thống hóa và góp phần làm sáng tỏ những khái niệm và nội hàm của các khái niệm liên quan đến lí luận tổ chức hoạt động học tập vật lí theo hướng tìm tòi nghiên cứu bao gồm những nội dung: Hoạt động học tập vật lí; Dạy học vật lí phát triển tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo; Dạy học tìm tòi nghiên cứu trong môn vật lí; Các phương thức dạy học vật lí theo hướng tìm tòi nghiên cứu và đã điều tra, đánh giá được thực trạng dạy học vật lí ở trường THCS trên địa bàn tỉnh Nghệ An theo hướng tổ chức hoạt động học tập tìm tòi nghiên cứu của HS. Chúng tôi cũng đã nêu lên được 06 biểu hiện tính tích cực học tập của học sinh THCS; Đưa ra 10 biểu biện đặc trưng về năng lực sáng tạo của HS trong học tập vật lí ở trường THCS; Đề xuất 06 nguyên tắc tổ chức hoạt động học tập theo kiểu tìm tòi nghiên cứu; Xây dựng được quy trình tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu được thực hiện qua 5 giai đoạn. CHƯƠNG 3. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THEO ĐỊNH HƯỚNG TÌM TÒI NGHIÊN CỨU TRONG DẠY HỌC “QUANG HỌC” VẬT LÍ LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ 3.1. Nội dung, mục tiêu dạy học Quang học vật lí 9 Trung học cơ sở 3.1.1. Nội dung dạy học Quang học vật lí 9 Trung học cơ sở Trong luận án đã trình bày nội dung dạy học những kiến thức Quang học Vật lí 9 THCS theo chương trình và SGK hiện hành của Bộ giáo dục và Đào tạo. Xây dựng sơ đồ logic nội dung dạy học chương Quang học Vật lí 9. 3.1.2. Mục tiêu dạy học Quang học vật lí 9 Trung học cơ sở Mục tiêu về kiến thức; Mục tiêu về kỹ năng ; Mục tiêu về thái độ và Mục tiêu hình thành năng lực sáng tạo, đã trình bày cụ thể trong luận án. 3.2. Thiết kế một số tiến trình dạy học chương “Quang học” vật lí 9 Trung học cơ sở theo định hướng tìm tòi nghiên cứu Dựa vào cơ sở lí luận đã trình bày ở chương 2, chúng tối đã vận dụng xây dựng 08 tiến trình tổ chức dạy học theo hướng tìm tòi nghiên cứu cho các loại bài học cụ thể : 05 bài học xây dựng kiến thức mới; 01 bài học bài tập luyện tập; 01 bài học thực hành thì nghiêm và 01 bài học ngoại khóa. Sau đây chúng tôi trình bày tóm tắt tiến trình tổ chức dạy học bài ‘’Hiện tượng khúc xạ ánh sáng’’theo hướng tìm tòi nghiên cứu cụ thể như sau : Bài ‘’Hiện tượng khúc xạ ánh sáng’’ I. Mục tiêu của bài học 1. Kiến thức: Mô tả được hiện tượng khúc xạ tại mặt phân cách nước và không khí ; Tia sáng truyền từ không khí vào nước hay truyền từ nước ra không khí đều bị gãy khúc tại mặt nước; Tia khúc xạ nằm cùng mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới ; Khi tia sáng truyền từ không khí vào nước góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới ; Khi tia sáng truyền từ nước ra không khí góc khúc xạ lớn hơn góc tới. 2. Kĩ năng: Bố trí và tiến hành được thí nghiệm mô tả hiện tượng khúc xạ ánh sáng; Vận dụng kiến thức khúc xạ giải thích được một số hiện tượng thực tế; Vẽ được hình mô tả hiện tượng khúc xạ ánh sáng, tia khúc xạ, góc khúc xạ. 3. Thái độ: Ham muốn tìm tòi nghiên cứu. Hợp tác trong các hoạt động nhóm ; Nghiêm túc, cẩn trọng khi làm thí nghiệm, rút ra nhận xét. 4. Hình thành năng lực sáng tạo: - Phát hiện được vấn đề, phát biểu được câu hỏi cần phải giải quyết khi nghiên cứu đường truyền của tia sáng khi đi từ không khí vào nước và ngược lại. - Xây dựng được phương án TN để quan sát, đánh dấu đường truyền của của tia tới, tia khúc xạ khi đi từ không khí vào nước và ngược lại. - Vận dụng giải thích được một số hiện tượng khúc xạ trong tự nhiên. II. Ý tưởng sư phạm tổ chức dạy học bài “Hiện tượng khúc xạ ánh sáng” Dùng thí nghiệm cho HS nhìn thấy đồng xu trong cốc thay đổi vị trí nhìn thấy khi đổ nước vào cốc để tạo vấn đề cần phải giải thích. Hướng dẫn HS thảo luận chung, thống nhất phải xác định “Đường đi của tia sáng thay đổi như thế nào khi đi từ không khí vào nước và ngược lại ?” Định hướng, hỗ trợ HS thảo luận nhóm tìm ra phương án thí nghiệm quan sát trực tiếp đường đi của tia sáng và phương án đánh dấu đường đi của tia sáng để khảo sát. Hỗ trợ HS làm thí nghiệm theo phương án mà nhóm HS tự lựa chọn. Tổ chức HS báo cáo kết quả, thống nhất kết luận về đường đi của tia sáng khi từ không khí vào nước và khi từ nước ra không khí. Cho HS vận dụng giải thích hiện tượng “thay đổi vị trí” của đồng xu khi đổ nước vào cốc và rút ra điều cần lưu ý khi bước xuống hồ, suối nước trong. III. Chuẩn bị phương tiện 1. Cho giáo viên: - File trình chiếu hỗ trợ nêu câu hỏi khoa học, phương án TN, dụng cụ TN, thứ tự các bước tiến hành TN của mỗi phương án, một số hình ảnh của các bài tập vận dụng. 2. Cho mỗi nhóm học sinh: 01 bình thủy tinh hoặc bình nhựa trong suốt hình hộp chữ nhật có sẵn nước; 01 tấm xốp phẳng; 5 đính ghim; 01 thước đo góc; 01 bút dạ; 01 thước kẻ; 01 nguồn sáng một khe; 01 bút laze; 01 tờ giấy A0; 01 phiếu học tập IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp, phân nhóm 2. Ôn tập kiến thức cũ liên quan (trình bày trong luận án) Bài mới Hoạt động . Tìm hiểu sự khúc xạ khi ánh sáng đi từ không khí sang nước và đi ngược lại. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Tạo tình huống có vấn đề: Trình chiếu video quan sát thấy vị trí của đồng xu trong cốc được nâng lên khi đổ nước vào cốc Xác định vấn đề học tập: GV có thể gợi ý các câu hỏi liên quan đến vấn đề nêu trên rồi trình chiếu hình vẽ và yêu cầu HS trả lời câu hỏi “Ánh sáng đi tiếp theo đường nào’’ ? Hình 1. Tia sáng chiếu từ không khí xuống nước N’ S N I Giải quyết vấn đề: Hỏi: Làm gì để xác định dự đoán nào đúng ? chúng ta cần làm gì ? GV có thể gợi ý bằng các câu hỏi, giới thiệu dụng cụ, cách sử dụng, trình chiếu cách làm, Tạo tia sáng bằng cách nào ? Giới thiệu đèn 1 khe, bút laze và cách dùng Đựng nước vào dụng cụ nào để khi chiếu tia sáng vào ta có thể quan sát được? Phát dụng cụ TN. + Yêu cầu các nhóm HS chọn phương án TN, xác lập các bước tiến hành TN theo phương án mà nhóm chọn, lựa chọn dụng cụ TN, lắp ráp, tiến hành rồi ruta ra kết luận. Trợ giúp các nhóm HS xác lập tiến trình TN, xác định các dụng cụ TN cần thiết. Trợ giúp HS lắp ráp, tập vận hành dụng cụ. Phát cho các nhóm giấy A0 để vẽ hình mô tả đường đi tia khúc xạ và Phiếu học tập để cùng nhau xác định câu trả lời + Yêu cầu các nhóm HS tiến hành TN, quan sát, ghi nhận kết quả + Yêu cầu các nhóm HS thảo luận, rút ra kết luận về đường đi của tia sáng khi truyền từ không khí vào nước và khi truyền từ nước ra không khí, mô tả bằng hình vẽ vào tờ giấy A0, hoàn thành Phiếu học tập để chuẩn bị trình bày trước lớp. + GV di chuyển, quan sát, nắm bắt kết quả của các nhóm và chọn những nhóm có kết quả "sai" nhiều nhất để yêu cầu lên trình bày trước lớp. Rút ra kết luận: + Yêu cầu nhóm HS cử đại diện treo tờ giấy A0 đã vẽ hình lên bảng, báo cáo kết quả TN, nêu kết luận ở Phiếu học tập. + Yêu cầu các nhóm góp ý, bổ sung về kết quả của nhóm bạn, tự điều chỉnh kết quả, cách trình bày của nhóm mình. + Thống nhất bằng lời các kết luận chính. + Ghi bảng các kết luận chính của bài học Quan sát, ngạc nhiên về hiện tượng “nâng vị trí” của đồng xu vừa nhìn thấy qua video mà GV cho xem và thắc mắc tại sao lại như vậy ? HS/nhóm HS thảo luận và đưa ra các dự đoán về tia sáng như: lệch ra xa pháp tuyến; lệch về gần pháp tuyến; truyền tiếp theo đường cong. HS. Cần phải xác định “Ánh sáng thay đổi đường truyền thế nào khi từ không khí vào nước ? khi từ nước ra không khí ?” Trả lời: Làm thí nghiệm để xác định. HS/ nhóm HS có thể có nhiều câu trả lời: Đèn pin đục lỗ; Đèn laze; ; Quan sát, tìm hiểu cách dùng; Bình thủy tinh; Bình nhựa trong; Dùng thước đo độ đặt vào để đo; Quan sát, nắm cách đặt thước đo độ để đo góc tới, góc khúc xạ. HS phân công các thành viên trong nhóm nhận dụng cụ, lắp ráp rồi tiến hành thí nghiệm HS làm thí nghiệm: Phương án 1. Chiếu đèn từ dưới đáy bình để ánh sáng đi qua nước lên không khí và chiếu ngược lại rồi quan sát đường đi của tia sáng. Hình 2. TN chiếu tia sáng từ không khí xuống nước và ngược lại Hình 3. TN phương án “che khuất” Phương án 2. Phương án “che khuất” + Thảo luận, rút ra kết luận, hoàn thành Phiếu học tập. Vẽ hình mô tả đường đi của tia sáng vào tờ giấy A0 và chuẩn bị trình bày. + Cử đại diện nhóm treo tờ giấy A0 đã vẽ hình, lần lượt lên báo cáo kết quả TN, nêu kết luận ở Phiếu học tập. + Góp ý, bổ sung kết quả của nhóm bạn, tự điều chỉnh kết quả, cách trình bày của nhóm mình. + Tự điều chỉnh kết luận ở Phiếu học tập cho đầy đủ, chính xác. + Ghi vở các kết luận chính của bài Hoạt động: Củng cố, vận dụng thực tiễn: Để củng cố, vận dụng vào thực tiển, chúng tôi đã ra 03 câu hỏi kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng và năng lực sáng tạo của HS. 3.3. Các bài kiểm tra Trong luận án chúng tôi đã xây dựng các bài kiểm tra và phân tích nội dung các bài kiểm tra: Các bài kiểm tra kiến thức, và năng lực sau mỗi bài học. Câu hỏi khảo sát về thái độ học tập sau mỗi tiết học Bài kiểm tra kiến thức, kĩ năng và năng lực sáng tạo sau thực nghiệm. Kết luận chương 3 Dựa trên cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu vận dụng vào dạy học những kiến thức Quang hình học chương trình vật lí 9 trung học cơ sở. Những vấn đề chính đã được nghiên cứu trình bày trong chương gồm: Phân tích chương trình, nội dung dạy học chương “Quang học” vật lí 9. Thiết kế các tiến trình dạy học theo định hướng tìm tòi nghiên cứu với các loại bài học: bài học nghiên cứu kiến thức mới, bài học bài tập vật lí, bài học thực hành thí nghiệm, bài học ngoại khóa vật lí; hướng dẫn học sinh làm các dự án học tập về thiết kế, chế tạo: Đèn lồng sáng tạo, lọ thủy tinh dạ quang phát sáng, kính vạn hoa; Vận dụng linh hoạt các giai đoạn của quy trình tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu, tùy thuộc vào nội dung học tập, sử dụng phương pháp dạy học tìm tòi thích hợp hay sử dụng kết hợp các PPDH tìm tòi: GQVĐ theo phương pháp thực nghiệm, GQVĐ theo suy luận lý thuyết – mô hình hoặc GQVĐ theo phương pháp “Bàn tay nặn bột”. Với các hình thức tổ chức dạy học phù hợp: học cá thể, học theo nhóm (học dự án, học ngoại khóa). Giáo viên hướng dẫn, đặt câu hỏi định hướng hành động học của HS. Trong các hoạt động học tập của từng bài học chúng tôi quan tâm việc phát huy tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của HS trong giải quyết vấn đề nhiệm vụ học tập dựa trên nguyên tắc tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu. Những kết quả nghiên cứu nêu trên được tổ chức thực nghiệm sư phạm ở các trường trung học cơ sở. CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 4.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc triển khai dạy học theo tiến trình “tổ chức dạy học theo định hướng tìm tòi nghiên cứu” trong dạy học ở một số kiến thức chương “Quang học” vật lý 9 THCS đã soạn thảo, từ đó kiểm chứng giả thuyết của đề tài. 4.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm - Đối tượng thực nghiệm sư phạm là HS các lớp 9 đại diện cho các vùng miền trên địa bàn tỉnh Nghệ An. - Thực nghiệm (ThN) sư phạm được thực hiện trong hai năm học: Vòng 1 (năm học 2014 – 2015). Vòng 2 (năm học 2015 – 2016). Chất lượng học tập của học sinh ở kỳ I và năm học trước của hai đối tượng thực nghiệm xấp xỉ nhau. - Giáo viên dạy thực nghiệm là các giáo viên vật lý đã được nhà trường phân công giảng dạy các lớp trước khi lớp được chọn làm lớp dạy thực nghiệm. 4.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm Tổ chức dạy thực nghiệm 5 bài học xây dựng kiến thức mới, 1 tiết bài tập, 1 tiết thực hành thí nghiệm và tổ chức một buổi ngoại khóa đã được thiết kế theo định hướng tìm tòi nghiên cứu trong dạy học ở một số kiến thức chương “Quang học” vật lý 9 THCS cả 2 vòng thực nghiệm . 4.4. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học trên cơ sở lí luận. - Chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện các tiến trình phù hợp với thực tiễn. - Đánh giá sự phát triển các hành động học tập của HS tương ứng với các giai đoạn của tiến trình dạy học theo dự kiến. - Đánh giá hiệu quả của các tiến trình dạy học đã soạn thảo đối với việc phát triển năng lực sáng tạo của HS. 4.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm được tiến hành 2 vòng . Vòng 1 vừa thực hiện mục đích TNSP vừa rút kinh nghiệm tổ chức thực nghiệm và chỉnh lí thiết kế bài dạy. Vòng 2 hoàn thiện, xác định hiệu quả của đề tài ở các trường cả nông thôn và thành thị. Quá trình thực nghiệm sư phạm được tiến hành theo các bước sau đây: Bước 1: Xin phép, thông qua nội dung thực nghiệm sư phạm, phân lớp ĐC, lớp ThN. Bước 2: Hướng dẫn cho giáo viên và học sinh các vấn đề về tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng tìm tòi nghiên cứu. Bước 3: Chuẩn bị phương tiện, thiết bị để hỗ trợ hoạt động dạy học Bước 4: Tiến hành tổ chức hoạt động dạy học kiểu tìm tòi nghiên cứu theo tiến trình đã soạn thảo, quan sát thực tế, kiểm tra kết quả Bước 5: Đánh giá, rút kinh nghiệm tiết dạy 4.6. Thực nghiệm sư phạm Tiến hành dạy TNSP vòng 1: từ 28/2/2015 đến 15/4/2015 vòng 2: từ 29/2/2016 đến 16/4/2016 4.6.1. Các bài dạy thực nghiệm sư phạm (Xem phụ lục 6 của luận án) 4.6.2. Phân tích diễn biến trên lớp và kết quả kiểm tra sau mỗi bài thực nghiệm Đã được trình bày chi tiết trong luận án (cả vòng 1 và 2 trong TNSP) Để đánh giá tính khả thi của dạy học theo hướng TTNC nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ và năng lực sáng tạo của HS, chúng tôi dựa vào dấu hiệu của tính tích cực và biểu hiện/đặc trưng của NLST như đã nêu ở chương 2 rồi được cụ thể hóa thông qua các cách thức sau: Đánh giá tính tích cực, tự chủ, NLST của HS thông qua quan sát hoạt động học tập; Thông qua các sản phẩm học tập; Thông qua điểm số kiểm tra. Ngoài ra, chúng tôi quan sát, thống kê về các mặt: Số HS tham gia thực hiện thành công các hoạt động nhận thức một cách tích cực, sáng tạo; hoạt động nhận thức nào đơn giản hay quá khó, thời gian thực hiện các hoạt động nhận thức so với dự kiến; thái độ của HS khi tham gia học tập; việc thực hiện TN, sử dụng phương tiện dạy học đối với HS. Kết quả điểm bài kiểm tra sau thực nghiệm sư phạm Lớp Sĩ số Điểm Tỷ lệ % Khá giỏi Điểm TB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 137 0 0 2 7 16 19 31 34 21 7 0.669 7.02 ĐC 142 0 0 8 13 29 35 30 17 8 2 0.410 6.08 Đồ thị đường phân phối tần suất luỹ tích ( hội tụ lùi, W<i) Đồ thị đường phân phối tần suất Kết luận chương 4 Trên cơ sở chỉnh sửa, rút kinh nghiệm ở vòng 1 của tiến trình TNSP. Ở vòng 2 đã khắc phục được các hạn chế trong TNSP vòng 1 cụ thể: Làm tăng sự hứng thú, tích cực, tự lực học tập, năng lực sáng tạo của HS, đánh giá cụ thể các thành tố của năng lực đặc biệt là năng lực sáng tạo, đánh giá được ưu việt của việc vận dụng tổ chức dạy học vật lí cho học sinh THCS theo định hướng TTNC thông qua thống kê giữa lớp ThN và lớp ĐC. Thông qua phân tích diễn biến quá trình thực hiện TNSP, tập trung đánh giá về mặt định tính và định lượng, trong đó chú trọng việc phát triển năng lực sáng tạo cho HS ở hai vòng TNSP, chúng tôi nhận thấy: - Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức của 8 bài soạn thảo theo lôgic hình thành kiến thức phù hợp với thực tiễn dạy học ở địa phương, phù hợp với trình độ của HS, đáp ứng yêu cầu đổi mới PPDH. Các tình huống đưa ra và cách tổ chức hoạt động, hệ thống câu hỏi hướng dẫn, gợi ý là vừa sức với hầu hết HS, giúp các em vượt qua khó khăn về mặt nhận thức đặt ra tạo được hứng thú, tích cực, tự lực giải quyết các vấn đề. - Những dụng cụ TN, mô hình vật chất và các phần mềm, các đoạn video clip đã giúp HS thực hiện các hoạt động nhận thức hiệu quả. Dạy học theo hướng TTNC đã có tác dụng khích lệ rất lớn đến sự hứng thú của HS, là cơ sở thúc đẩy và thực hiện dạy học tích cực như đề xuất các phương án TN, thiết kế các mô hình, chế tạo các sản phẩm vật chất... Qua thực hiện các hoạt động (như nêu phương án TN, làm TN, vẽ sơ đồ thiết kế chế tạo, thu thập và xử lý thông tin để hoàn thiện mô hình thiết kế của nhóm, xây dựng tình huống và rút ra kết quả), qua đó năng lực sáng tạo của HS được hình thành và phát triển rõ rệt, làm cho các em mạnh dạn, tự tin, hăng hái, tích cực, tự lực hơn trong học tập. - Quá trình tổ chức hoạt động nhận thức theo định hướng TTNC dạy học được vận dụng như: Dạy học GQVĐ, dạy học thực nghiệm, bàn tay nặn bột, dạy học tương tự, dạy học dự án, dạy học theo nhóm nhỏ...Các hình thức dạy học thực sự đạt hiệu quả khi chúng tôi thiết kế bài học theo quan điểm dạy học lấy người học làm trung tâm, với chiến lược dạy học GQVĐ theo con đường thực nghiệm /lý thuyết. Trong đó, các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí được sử dụng hiệu quả. Trong TNSP, chúng tôi vận dụng phối hợp khá nhiều phương pháp dạy học tích cực với các phương pháp nghiên cứu của vật lí học. Qua đó, không những phát huy được tính tích cực, tự lực, sáng tạo của mỗi HS mà còn tạo điều kiện cho sự phối hợp, tương tác giữa các thành viên trong nhóm thực hiện thành công các hoạt động nhận thức, từ đó phát triển năng lực sáng tạo cho HS. Sự phối hợp giữa các nhóm, giữa HS với GV, đảm bảo thông tin hai chiều và nhất là thông tin ngược từ phía HS qua quá trình học tập. Qua đó, GV kiểm soát, đánh giá được hoạt động nhận thức của HS và hiệu quả phương pháp tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo của mình. - Sự chuyển biến và tiến bộ về chất lượng lĩnh hội kiến thức, về năng lực sáng tạo của HS qua từng hoạt động trong các bài học, kết quả của các bài khảo sát và kiểm tra sau ThN được trình bày ở trên, chứng tỏ chất lượng nắm vững kiến thức, kĩ năng, tác dụng bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS trong hoạt động nhận thức khi vận dụng dạy học theo định hướng TTNC và chứng tỏ tính khả thi và đúng đắn của giả thuyết khoa học mà đề tài đặt ra. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Đổi mới căn bản toàn diện giáo dục phát triển năng lực người học. Để đạt được mục tiêu đó, có nhiều giải pháp khác nhau. Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi nghiên cứu việc tổ chức hoạt động học tập vật lí cho học sinh THCS theo định hướng TTNC. Đối chiếu với mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã đạt được những kết quả chính sau đây: - Xây dựng cơ sở lí luận của đề tài, làm rõ cơ sở khoa học tổ chức hoạt động học tập vật lí theo định hướng tìm tòi nghiên cứu, đồng thời làm rõ nội hàm khái niệm phương pháp tìm tòi nghiên cứu và học tập theo kiểu tìm tòi nghiên cứu. - Nêu lên được các biểu hiện tính tích cực của HS trung học cơ sở và những biểu hiện đặc trưng về năng lực sáng tạo của học sinh THCS trong học tập vật lí. - Đề xuất nguyên tắc tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu. - Đề xuất quy trình tổ chức hoạt động học tập vật lí theo kiểu tìm tòi nghiên cứu. - Điều tra, đánh giá được thực trạng dạy học vật lí ở trường THCS trên địa bàn tỉnh Nghệ An về những thuận lợi và khó khăn trong việc tổ chức học tập vật lí của HS theo định hướng tìm tòi nghiên cứu. - Phân tích chương trình và nội dung dạy học các kiến thức Quang học Vật lí 9 THCS. - Thiết kế được 08 tiến trình dạy học cho các loại bài học khác nhau: bài học nghiên cứu kiến thức mới, bài học bài tập vật lí, bài học thực hành, bài học ngoại khóa và hướng dẫn HS làm dự án. - Tổ chức TNSP 2 vòng ở 3 trường THCS đại diện cho 3 vùng miền trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Kết quả TNSP đã khẳng định được tính khả thi và hiệu quả của các tiến trình dạy học được soạn thảo, cũng như quy trình dạy học theo định hướng TTNC nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ và phát triển năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật lí ở trường THCS. Giả thuyết khoa học của đề tài bảo đảm chân thực. Sử dụng các phương pháp dạy học TTNC trong dạy học vật lí, định hướng hoạt động học tập của HS theo kiểu tìm tòi nghiên cứu mang đến cho HS nhiều lợi ích: - Xây dựng được động cơ học vật lí tích cực - Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS - Hiểu sâu, nắm vững kiến thức vật lí và vận dụng kiến thức một cách sáng tạo - Phát triển năng lực chuyên biệt vật lí: Năng lực tự học, năng lực thực nghiệm, năng lực GQVĐ và năng lực sáng tạo. Dạy học và phát triển năng lực chỉ có thể thực hiện được khi dạy học đi trước sự phát triển, nói cách khác là phải tổ chức hoạt động học tập của HS theo kiểu tìm tòi nghiên cứu. 2. Kiến nghị Trên cơ sở kết quả nghiên cứu lí luận và thực tiễn của đề tài luận án, chúng tôi có một số kiến nghị sau: 1) Trong đào tạo và bồi dưỡng giáo viên cần bồi dưỡng lí luận và kĩ thuật tổ chức hoạt động học tập vật lí cho HS theo định hướng tìm tòi nghiên cứu. 2) Nhà quản lí, giáo viên cần nhận thức đầy đủ, có tư duy khoa học trong việc vận dụng những phương thức giáo dục hiện đại của thế giới vào thực tiễn nhà trường Việt Nam một cách sáng tạo. Để có được điều đó cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa nhà khoa học giáo dục, nhà quản lý và giáo viên trong nghiên cứu và chuyển giao công nghệ giáo dục về phương pháp dạy học tìm tòi nghiên cứu. 3) Cần phải xây dựng môi trường giáo dục tích cực trong nhà trường.