Một số gỉai pháp tăng cường sử dụng bài tập định tính để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho học sinh

Nhiều nhà nghiên cứu giáo dục Việt Nam đều thống nhất cho rằng quá trình dạy học Vật lí theo hướng phát triển năng lực, phát huy hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề của học sinh có hai đặc trưng quan trọng, đó là [3]:

 JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY  183 - Giáo viên đặt ra trước học sinh các bài toán nhận thức có chứa đựng mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái cần tìm, nhưng chúng được cấu trúc lại một cách sư phạm, gọi là những “bài toán nêu vấn đề”. Học sinh tiếp nhận những mâu thuẫn của bài toán nêu vấn đề như mâu thuẫn của chính bản thân mình và được đặt vào “tình huống có vấn đề”, họ mong muốn giải quyết bằng được bài toán đó.

- Việc giải quyết bài toán nêu vấn đề được thực hiện thông qua các hoạt động nhận thức, học sinh lĩnh hội một cách tự giác và tích cực cả về kiến thức lẫn cách thức giải và nhờ đó mà phát triển được các năng lực và có được niềm vui sướng của nhận thức sáng tạo.

Để quá trình dạy học Vật lí theo hướng phát triển năng lực, phát huy hoạt động tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề và tư duy khoa học của học sinh có hiệu quả, việc vận dụng các bài tập định tính là rất cần thiết. Dưới đây là một số giải pháp cụ thể [2].

4.1. Sử dụng bài tập định tính để tạo ra tình huống có vấn đề

Trong dạy học giải quyết vấn đề, tình huống có vấn đề là những tình huống mà trong đó phải bao hàm một cái gì đó chưa biết, đòi hỏi phải có sự tìm tòi, sáng tạo, có sự tham gia hoạt động tư duy và sự nhanh trí đáng kể; phải chứa đựng một điều gì đã biết làm dữ liệu, phải cho trước những dữ liệu nào đó để làm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo và phải thể hiện được tính mới lạ, tính không bình thường của bài toán nhận thức, nhằm kích thích tính hứng thú và lòng khát khao tìm tòi nhận thức của học sinh.

Các bài tập định tính dùng để tạo ra tình huống có vấn đề cũng phải có đầy đủ các dấu hiệu trên. Muốn vậy, có thể lưu ý đến biện pháp sau:

Nên lựa chọn những bài tập định tính có chứa đựng mâu thuẫn nhận thức giữa cái đã biết và cái chưa biết, mâu thuẫn đó phải vừa sức, gây được cho học sinh hứng thú nhận thức và niềm tin có thể nhận thức được. Tùy vào đối tượng học sinh, có thể lựa chọn bài tập định tính phù hợp, đồng thời vận dụng các cách tạo tình huống sau:

+ Lựa chọn các bài tập định tính để tạo ra tình huống lựa chọn, trong đó chứa đựng nhiều phương án. Nhiệm vụ cần giải quyết là học sinh phải lựa chọn một phương án hợp lí nhất trong điều kiện cụ thể mà bài toán đặt ra.

+ Lựa chọn các bài tập định tính để tạo ra tình huống bất ngờ. Đó là những sự kiện, hiện tượng mà ta không ngờ nó xảy ra như thế. Nhiệm vụ cần giải quyết là làm sáng tỏ nguyên nhân khoa học của hiện tượng.

+ Lựa chọn các bài tập định tính để tạo ra tình huống bế tắc, thông qua các sự kiện hay hiện tượng mới làm cho học sinh lúng túng, chưa biết làm thế nào để giải quyết được. Nhiệm vụ cần giải quyết là phân tích và tìm ra mô hình giải quyết mới.

+ Lựa chọn các bài tập định tính để tạo ra tình huống không phù hợp thông qua các nghịch lí, tức là những sự kiện hay hiện tượng trái với quan niệm thông thường của học

184  JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 

sinh. Nhiệm vụ cần giải quyết là phân tích những chỗ sai trong cách hiểu thông thường, từ đó tìm ra cách hiểu phù hợp và khoa học.

+ Lựa chọn các bài tập định tính để tạo ra tình huống phán xét, trong đó hiện tượng đưa ra có nhiều giải thích với các căn cứ lí lẽ khác nhau mà học sinh thấy nghi ngờ.

Nhiệm vụ của học sinh là cần xem xét, kiểm tra những lí lẽ đó.

+ Lựa chọn các bài tập định tính để tạo ra tình huống xung đột, trong đó có những sự kiện, những quan điểm trái ngược nhau. Nhiệm vụ cần giải quyết là học sinh phải tìm hiểu, phân tích, phê phán quan điểm sai để tìm ra chân lí.

Khi tạo tình huống có vấn đề, cần ưu tiên sử dụng những bài tập định tính thể hiện qua hình ảnh, video clip để nâng cao tính trực quan, làm cho học sinh dễ nhận diện cái đã biết và cái chưa biết. Tuy nhiên không nên sử dụng những bài tập định tính mang tính tổng quát mà nên chuyển tải nội dung bài tập định tính dưới dạng những câu hỏi để đặt ra những nhiệm vụ cụ thể, dẫn học sinh tới chỗ phải trả lời các câu hỏi thuộc loại: “Sẽ như thế nào, nếu …?”, “Phải làm thế nào, để …?”, “Vì sao như thế?”, “Có tác dụng gì?”,

“Giải thích thế nào?”, “Làm thế nào để tạo ra được … trong thực tế?”,… Những loại câu hỏi trên tạo ra sự bất ổn hoá tri thức, do học sinh chưa có đủ kiến thức và kĩ năng phù hợp, làm cho học sinh có nhu cầu đưa ra và vận hành một mô hình xác định nào đó để giải quyết vấn đề, đồng thời đây cũng là động lực thúc đẩy tiến trình xây dựng và vận dụng tri thức.

4.2. Sử dụng bài tập định tính trong nghiên cứu giải quyết vấn đề

Giai đoạn nghiên cứu giải quyết vấn đề gồm hai khâu cơ bản là xây dựng giả thuyết và kiểm chứng giả thuyết. Dưới sự hỗ trợ của giáo viên, học sinh phải tiến hành quan sát các sự vật hiện tượng trong khuôn khổ của tình huống có vấn đề, từ đó vận dụng những kiến thức đã có để xây dựng giả thuyết. Trong nhiều trường hợp, với cùng một tình huống nhưng học sinh có thể đề ra nhiều giả thuyết khác nhau, khi đó giáo viên cần hỗ trợ học sinh chọn lọc có căn cứ và đi theo con đường đáng tin cậy nhất để giải quyết vấn đề.

Trong giai đoạn này, biện pháp cơ bản là phân tích tình huống có vấn đề trong các bài tập định tính đã đặt ra ban đầu (hiện tượng vật lí phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân) thành các câu hỏi định tính nhỏ (hiện tượng vật lí đơn giản chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân hay một định luật nhất định) theo trình tự diễn biến của hiện tượng.

Lần lượt cho học sinh giải quyết từng câu hỏi nhỏ, sau đó tổng hợp để làm nổi bật cái đã biết và cái cần giải quyết. Dùng các bài tập định tính có nội dung sát với tình huống đã nêu để định hướng cho học sinh cách giải quyết “mâu thuẫn” giữa cái đã biết và cái cần tìm, trên cơ sở đó học sinh xây dựng được giả thuyết hợp lí.

Một điểm rất đáng lưu ý là khi bắt đầu học Vật lí, học sinh cũng đã có một số hiểu biết, quan niệm nhất định về các hiện tượng, sự vật, đó chính là những “tài sản riêng” mà học sinh mang đến trường. Do các quan niệm ban đầu của học sinh được hình thành một cách tự phát, nên đa số những quan niệm đều sai lệch so với những cái mà học sinh cần

 JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY  185 phải học, điều đó ảnh hưởng rất lớn đến cách định hướng xây dựng giả thuyết của học sinh. Giáo viên cần làm cho học sinh bộc lộ được những quan niệm có sẵn của họ về những sự vật, hiện tượng liên quan đến kiến thức bài học. Biện pháp hữu hiệu để thực hiện việc này là đưa ra những bài tập định tính thích hợp, khéo léo dẫn dắt học sinh mạnh dạn lí giải theo kinh nghiệm của chính học sinh, luôn tỏ rõ sự quan tâm, động viên, khuyến khích học sinh ngay cả khi những lí giải đó là sai với kiến thức vật lí, đồng thời thông qua trao đổi, thảo luận, thăm dò ý kiến của học sinh để định hướng cho học sinh đặt ra những giả thuyết hợp lí.

4.3. Sử dụng bài tập định tính để củng cố và vận dụng kiến thức

Trong giai đoạn củng cố vận dụng kiến thức, việc tăng cường sử dụng các bài tập định tính là biện pháp mang lại hiệu quả cao. Các bài tập định tính sử dụng trong giai đoạn này nên tập trung vào ba dạng, đó là giải thích hiện tượng, dự đoán hiện tượng và nêu phương án chế tạo thiết bị đơn giản đáp ứng một yêu cầu nào đó trong đời sống và sản xuất. Có thể vận dụng ở các mức độ sau:

- Mức độ 1: dùng những bài tập định tính đơn giản, thuần túy suy luận kiến thức mà chưa nhắm đến ý nghĩa của nó trong đời sống và sản xuất.

- Mức độ 2: dùng những bài tập định tính nâng cao có tính chất vận dụng, trong đó học sinh cần vận dụng các khái niệm, định luật vật lí để dự đoán hiện tượng hoặc làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng. Bên cạnh đó cũng có thể dùng những bài tập định tính nâng cao có tính chất ứng dụng kĩ thuật đã được đơn giản hoá, trong đó học sinh cần áp dụng một vài khái niệm, định luật vật lí để làm sáng tỏ nguyên tắc kĩ thuật của ứng dụng.

- Mức độ 3: dùng những bài tập định tính sáng tạo, trong đó học sinh không chỉ áp dụng các định luật vật lí mà còn phải vận dụng những hiểu biết, những kinh nghiệm trong cuộc sống để dự đoán, giải thích các hiện tượng thường gặp hoặc cải tiến những vật dụng đơn giản…

Các câu hỏi yêu cầu vận dụng, kiểm tra kiến thức nên dùng dưới dạng: “Sẽ như thế nào, nếu …?”, “Phải thế nào, để …?”, “Vì sao như thế?”, “Có tác dụng gì”, “Giải thích thế nào?”, “Làm thế nào để tạo ra được … trong thực tế?”. Các câu hỏi đòi hỏi học sinh phải xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, đồng thời rèn luyện cho học sinh những kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống.

Thực tiễn dạy học cho thấy, giai đoạn này nên cho học sinh trả lời lại những bài tập định tính đã đặt ra để tạo tình huống học tập ban đầu, như thế học sinh sẽ hứng thú hơn, có được niềm vui nhận thức lớn hơn vì sau một giờ học các em đã có thể tự trả lời được những điều mà ban đầu chính các em cảm thấy rất khó khăn; và cũng nhờ đó mà năng lực vận dụng kiến thức vật lí và thực tế của học sinh sẽ được nâng cao hơn.

186  JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY  5. Kết luận

Bài tập định tính là loại bài tập có nhiều ưu điểm về phương pháp, nó là mắt xích quan trọng gắn kiến thức vật lí với thực tiễn đời sống, và là phương tiện tốt để bồi dưỡng, phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh. Việc sử dụng bài tập định tính trong dạy học Vật lí không những góp phần làm giờ học Vật lí trở nên hấp dẫn hơn, làm tăng thêm hứng thú học tập của học sinh đối với bộ môn Vật lí, mà còn tạo điều kiện phát triển óc quan sát, phát triển tư duy và năng lực của học sinh... Việc nắm vững những đặc trưng cơ bản của bài tập định tính và biết cách sử dụng bài tập định tính một cách hợp lí trong dạy học Vật lí, sẽ giúp học sinh tiếp cận nhanh với loại bài tập này, góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng, phát triển được năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.

Trên cơ sở nghiên cứu về quá trình dạy học, xem xét các đặc điểm, vai trò của bài tập định tính trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh, chúng tôi nhận thấy việc sử dụng bài tập định tính trong quá trình dạy học Vật lí chắc chắn sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức, nâng cao được năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông, đáp ứng được yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông mới.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể, Hà Nội.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình Giáo dục phổ thông môn Vật lí, Hà Nội.

3. Nguyễn Thanh Hải (2010), Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính trong dạy học Cơ học, Vật lí 10 THPT, Luận án tiến sĩ Giáo dục học, Đại học Huế.

4. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1997), Dạy học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí, Đại học Sư phạm Hà Nội.



*Trường Đại học Phạm Văn Đồng

**Trường THPT Hoàng Hoa Thám, Tp. Đà Nẵng

 JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY  187 THIẾT KẾ THANG ĐO NĂNG LỰC THỰC HÀNH

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

ThS. Nguyễn Đăng Nhật*

TÓM TẮT

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, trong chương trình Vật lí phổ thông, hầu hết các khái niệm, các định luật vật lí đều liên quan đến thực tiễn và được hình thành bằng con đường thực nghiệm. Năng lực thực hành là một trong những năng lực quan trọng nhất của học sinh cần được hình thành và phát triển thông qua dạy học Vật lí.

Thực tế cho thấy, trong những năm gần đây đã có sự chuyển biến tích cực về nhận thức của giáo viên (GV) trong việc nâng cao năng lực thực hành cho học sinh. Tuy nhiên, việc đánh giá năng lực thực hành ở các trường trung học phổ thông hiện nay đang gặp rất nhiều khó khăn. Bài báo này chỉ ra khái niệm năng lực, quy trình thiết kế thang đo năng lực, thang đo năng lực thực hành trong dạy học Vật lí và quy ước sử dụng thang đo.

Từ khóa: Thang đo, năng lực thực hành, vật lí 1. Mở đầu

Quá trình toàn cầu hóa các lĩnh vực khoa học – công nghệ, văn hóa – xã hội đang diễn ra mạnh mẽ. Điều này đã tạo ra cơ hội cho nền giáo dục Việt Nam tiếp cận các xu thế mới, tri thức mới, mô hình giáo dục, chương trình giáo dục tiên tiến trên thế giới.

Trong đó, giảng dạy, kiểm tra và đánh giá theo hướng năng lực (NL) đã và đang là một chủ đề thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, các nhà giáo dục cũng như xã hội.

Nhiều hệ thống giáo dục đã xây dựng và áp dụng thành công chương trình giáo dục theo NL để người học sau khi tốt nghiệp ra trường làm chủ được kiến thức và kỹ thuật đáp ứng tốt hơn yêu cầu của thị trường lao động và xã hội. Nhằm theo kịp các hệ thống giáo dục tiên tiến cũng như tiến tới đạt chuẩn quốc tế trong giáo dục, hệ thống giáo dục Việt Nam cũng đang từng bước thay đổi từ giáo dục theo nội dung kiến thức sang giáo dục theo NL, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh (HS) học được cái gì đến chỗ quan tâm HS vận dụng được cái gì qua việc học. Hiện tại, Việt Nam đã triển khai nhiều hoạt động chuyển đổi giáo dục từ nội dung kiến thức sang NL, trong đó có nhiều đề án, dự án ở quy mô quốc gia. Tuy nhiên, để đổi mới áp dụng được thành công cần phải có những nghiên cứu cụ thể về vấn đề này. Do đó, bài báo này sẽ tập trung vào một số khái niệm cơ bản về NL, NL thực hành, quy trình thiết kế thang đo NL, thang đo NL thực hành trong dạy học Vật lí và quy ước sử dụng thang đo.

2. Nội dung

2.1. Khái niệm năng lực

Năng lực là một thuật ngữ được dùng cả trong bối cảnh khoa học và ngôn ngữ hằng ngày, có thể dùng với nhiều thuật ngữ khác nhau như ability, aptitude, capability, competence, efectiveness, skill.

188  JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 

Qua nghiên cứu các quan điểm khác nhau về NL [1], [2], [3], [4], chúng tôi cho rằng “NL là một phẩm chất tâm sinh lý, là một hệ thống tổ hợp các kiến thức, kĩ năng, thái độ, động cơ… của cá nhân, được thể hiện ra bên ngoài khi cá nhân vận dụng linh hoạt hệ thống này để giải quyết thành công các vấn đề trong tình huống cụ thể.”

2.2. Quy trình thiết kế thang đo năng lực

Để xây dựng thang đo NL thực hành trong dạy học Vật lí, chúng tôi thực hiện theo quy trình gồm 5 bước sau:

Bước 1: Xác định nội hàm NL cần đo: Nêu định nghĩa hoặc cách hiểu về NL cần đo. Người đánh giá cần biết rõ về NL mình cần đo để có thiết kế phù hợp.

Bước 2: Xác định các thành tố của NL cần đo: Có thể căn cứ vào dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo, căn cứ vào thang nhận thức của Bloom, thang NL của Patrick Griffin, các mức NL thực hiện của Vargas Zuñiga… để xác định các thành tố NL. Các thành tố này khi hợp phần lại sẽ tạo thành NL nên việc xác định các thành tố NL nhỏ nhất, ở tầng bậc thấp nhất sẽ là cơ sở vững chắc cho việc đánh giá.

Bước 3: Xây dựng các chỉ số hành vi của mỗi thành tố NL: Các chỉ số hành vi thể hiện mỗi thành tố NL sẽ diễn ra như thế nào. Mỗi chỉ số hành vi cần phải đảm bảo có thể quan sát và đo lường được, nó như là bằng chứng về những gì HS có thể làm được, hoặc nói, viết, tạo ra được.

Bước 4: Xây dựng tiêu chí chất lượng tương ứng với mỗi chỉ số hành vi: Xác định các tiêu chí chất lượng của mỗi chỉ số hành vi nhằm phân biệt mức độ chất lượng khác nhau của các hành động, thao tác thực hiện. Các tiêu chí (mức) này cần được xây dựng từ thấp đến cao về mức độ thành thạo mỗi hành động, thao tác.

Bước 5: Gán điểm và quy ước sử dụng thang đo: Sau khi xây dựng tiêu chí chất lượng, tiến hành gán điểm cho từng tiêu chí. Điểm cao nhất ứng với mức độ cao nhất.

Khi sử dụng thang đo cần tính tỷ lệ phần trăm điểm thực tế HS đạt được của tất cả các chỉ số hành vi được đo so với tổng số điểm của các hành vi đó ở mức cao nhất, sau đó đưa ra các quy định về mức độ đạt được của NL cần đo dựa trên tỷ lệ phần trăm này.

2.3. Thiết kế thang đo năng lực thực hành trong dạy học Vật lí 2.3.1. Khái niệm năng lực thực hành

Năng lực thực hành là một trong những NL chuyên biệt của bộ môn Vật lí. NL thực hành có thể hiểu là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng thực hành trong lĩnh vực Vật lí cùng với thái độ tích cực để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thực tiễn. Đó có thể là khả năng thực hiện thành công một thí nghiệm vật lí, hay khả năng chế tạo các dụng cụ hoạt động dựa trên các nguyên tắc vật lí để phục vụ cuộc sống. Đối với HS trung học phổ thông, NL thực hành có thể được (GV) bồi dưỡng trong quá trình dạy học.