Nghiên cứu tổng quan về dạy học vật lí ở trường phổ thông dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học

Chia sẻ: DanhVi DanhVi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

66
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với mục đích góp phần tìm hiểu một cách hệ thống các mô hình dạy học Vật lí dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học. Bài viết trình bày các kết quả nghiên cứu tổng quan về sự hình thành và phát triển các nguyên tắc dạy học, cấu trúc và các mức độ và một số dạng của dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tổng quan về dạy học vật lí ở trường phổ thông dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học

VJE Tạp chí Giáo dục, Số 428 (Kì 2 - 4/2018), tr 51-53 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG DỰA TRÊN TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Nguyễn Văn Khải, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Nguyễn Văn Nghiệp - Bộ Giáo dục và Đào tạo Ngày nhận bài: 09/01/2018; ngày sửa chữa: 16/01/2018; ngày duyệt đăng: 13/03/2018. Abstract: The article analyses models of teaching physics based on process of scientific research. In the article, authors present results of the study overview on the formation and development of teaching principles, structure and levels as well as mentions some forms of teaching based on the process of scientific research. Keywords: Overview, teaching physics, science researching process. cứu (PPNC - Исследовательский метод) với mục đích gắn liền nhà trường với cuộc sống, và chỉ rõ, PPNC là công cụ hoàn chỉnh nhất cho phép giáo viên (GV) truyền thụ kiến thức, và cũng chính là để học sinh (HS) học cách thu nhận kiến thức, nghiên cứu sự vật và hiện tượng, rút ra các kết luận, thu được kiến thức, kĩ năng trong quá trình học để vận dụng vào cuộc sống [2; tr 202-207]. Cơ sở khoa học của DH dựa trên tiến trình NCKH có thể tìm thấy trong hàng loạt các công trình của các tác giả như Piaget, Dewey, Vygotsky... theo lí thuyết học tập kiến tạo (constructivist learning theories); Nhiều công trình nghiên cứu ở Việt Nam cũng cho thấy, vận dụng DH theo phương pháp khoa học (PPKH) trong DH các bộ môn khoa học là cần thiết. Theo tác giả Thái Duy Tuyên: “nghiên cứu các PPKH và tìm kiếm con đường chuyển các PPKH thành PP tự học sẽ giúp HS nắm vững PP tự học và học tập có kết quả hơn, và rất cần cho sự phát triển của HS trong tương lai” [3; tr 158]. Công trình này cũng nêu cụ thể một số PP như PP thực nghiệm, PP mô hình hoá,... và bồi dưỡng kĩ năng NCKH cho HS. Tác giả Phạm Hữu Tòng đề xuất tiến trình DH theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong NCKH [4; tr 164]. Trong DH bộ môn Vật lí, các tác giả đều nhấn mạnh sự cần thiết phải dựa theo chu trình sáng tạo khoa học do V.G. Razumopxki đề xuất. Theo chu trình này, tiến trình DH Vật lí cần đi qua một chu trình không khép kín gồm 4 giai đoạn: 1) Những sự kiện khởi đầu; 2) Mô hình giả định trừu tượng; 3) Các hệ quả logic; 4) Thí nghiệm kiểm tra [5; tr 96]. Hiện nay, nhiều nước đã đưa việc phát triển các kĩ năng ứng với tiến trình NCKH vào chương trình giáo dục khoa học ở trường phổ thông [6]. Từ lịch sử hình thành và phát triển của DH các khoa học ở trường phổ thông dựa trên tiến trình NCKH, có thể rút ra một số kết luận sau: 1) MHDH khoa học dựa trên tiến trình NCKH là một MHDH tích cực, hướng đến phát 1. Mở đầu Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT đã chỉ rõ, tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp (PP) dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Mô hình dạy học (MHDH) dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học (NCKH) là một MHDH tích cực, phát triển năng lực người học, đáp ứng được các yêu cầu đổi mới nêu trên. Dù được vận dụng khá phổ biến ở các nước phát triển và ở Việt Nam cũng có nhiều nghiên cứu vận dụng, song nhiều vấn đề lí luận về MHDH dựa trên tiến trình NCKH vẫn chưa được làm rõ, trong khi MHDH này có nhiều biến thể khác nhau. Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu tổng quan về dạy học (DH) Vật lí ở trường phổ thông theo MHDH dựa trên tiến trình NCKH. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Quá trình hình thành và phát triển của dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học Giáo dục khoa học tuy phát triển sớm và được coi trọng ở Hi Lạp cổ đại, tuy nhiên cho đến thế kỉ XIX thì PP giáo dục vẫn chủ yếu là cung cấp các sự kiện và yêu cầu người học ghi nhớ. Đầu thế kỉ XX, John Dewey đã phê phán cách DH này. Ông cho rằng, khoa học nên được dạy như là một quá trình và cách thức tư duy - không phải là một môn học với các sự kiện để ghi nhớ [1]. PP học tìm tòi (Inquiry-based learning, IBL) được phát triển trong phong trào học tập khám phá (discovery-based learning) những năm 1960 (thế kỉ XX), như là một phản ứng đối với các hình thức giảng dạy truyền thống - phải ghi nhớ thông tin từ các tài liệu giảng dạy. Phong trào này đề xuất rằng, chúng ta nên học “bằng cách làm” (we should “learn by doing”). Ở Nga, vào những năm 20 của thế kỉ XX, trong nhà trường Xô viết đã vận dụng rộng rãi phương pháp nghiên 51 Email: nvnghiep@moet.gov.vn VJE Tạp chí Giáo dục, Số 428 (Kì 2 - 4/2018), tr 51-53 triển ở HS tính tích cực, tự lực và năng lực tự học. HS được tạo điều kiện làm chủ thể của quá trình học tập; 2) Về mặt thực hiện mục tiêu giáo dục, MHDH này đảm bảo cho HS không chỉ nắm vững kiến thức mới mà còn được rèn luyện các PP và kĩ năng NCKH, phát triển các kĩ năng tư duy bậc cao. 2.2. Các nguyên tắc dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học Để thực hiện MHDH dựa trên tiến trình NCKH hiệu quả, các nguyên tắc hướng dẫn được nêu là: 1) GV là người hướng dẫn trong môi trường DH; 2) Đặt nhu cầu của HS và ý tưởng của họ ở trung tâm; 3) Đừng chờ đợi câu hỏi hoàn hảo, đặt ra nhiều câu hỏi mở; 4) Làm việc hướng tới mục tiêu chung của sự hiểu biết; 5) Giữ trung thành với dòng câu hỏi của HS; 6) Dạy trực tiếp trên cơ sở cần phải biết; 7) Khuyến khích HS sử dụng nhiều phương tiện trong quá trình học tập. Cũng có một cách mô tả khác về các nguyên tắc tổ chức DH theo IBL như sau: 1) HS là trọng tâm của toàn bộ quá trình, trong khi các GV, nguồn lực và công nghệ được tổ chức hợp lí để hỗ trợ họ; 2) Tất cả các hoạt động học tập xoay quanh kĩ năng xử lí thông tin; 3) Các GV tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập, nhưng cũng tìm cách để tìm hiểu thêm về HS của họ và quá trình học tập theo IBL; 4) Nhấn mạnh vào việc đánh giá sự phát triển của kĩ năng xử lí thông tin và hiểu biết về khái niệm, chứ không phải về nội dung thực tế của lĩnh vực này. Mặc dù các nguyên tắc này áp dụng cho MHDH IBL - một dạng DH dựa trên tiến trình NCKH, song có thể nghiên cứu cụ thể hoá các nguyên tắc này cho mô hình cụ thể DH dựa trên tiến trình NCKH. Để bồi dưỡng cho HS các PP nhận thức khoa học, tác giả Thái Duy Tuyên cũng nêu lên 3 yêu cầu sau: 1) Dạy PPKH không thể tách rời việc dạy nội dung khoa học; 2) Bồi dưỡng PP nhận thức khoa học cho HS khác với việc truyền thụ kiến thức khoa học,... người học chỉ thực sự nắm được PPKH trong hoạt động tìm tòi nghiên cứu; 3) Mỗi khoa học có một hệ thống PP [3; tr 160-161]. 2.3. Cấu trúc và một số dạng của dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học 2.3.1. Tiến trình nghiên cứu khoa học Quan niệm về tiến trình NCKH khá phong phú và phức tạp, tuy nhiên cũng có thể tách ra những hoạt động có tính chất chung. Theo Garland, Jr., (et al., [7]) thì tiến trình NCKH là một chu trình bao gồm: 1) Thực hiện các quan sát; 2) Suy nghĩ về các câu hỏi cần quan tâm; 3) Hình thành các giả thuyết; 4) Phát triển các dự đoán có thể kiểm tra được; 5) Thu thập các dữ liệu để kiểm tra các dự đoán; 6) Phát triển các lí thuyết chung. Theo Diance C. Blankenship, các bước của tiến trình NCKH bao gồm: 1) Xác định vấn đề; 2) Nghiên cứu tổng quan các nguồn tài liệu; 3) Phân loại các vấn đề; 4) Xác định rõ ràng các thuật ngữ và khái niệm; 5) Xác định nhóm nghiên cứu; 6) Phát triển kế hoạch trang thiết bị; 7) Thu thập dữ liệu; 8) Phân tích dữ liệu. 52 Chu trình sáng tạo khoa học tự nhiên do V.G. Razumopxki đề xuất có tính chu trình và bao gồm 4 giai đoạn [5; tr 96]. Để phù hợp với đối tượng người học và thực tế môi trường nhà trường phổ thông, việc thiết kế một tiến trình DH, mặc dù dựa theo tiến trình NCKH, song phải tính đến các mục tiêu giáo dục và môi trường giáo dục. 2.3.2. Cấu trúc của dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học Cấu trúc của tiến trình DH dựa trên tiến trình NCKH cũng rất đa dạng, phụ thuộc vào mục tiêu DH và môi trường sư phạm. Sau đây là một số cấu trúc của tiến trình DH khá gần với các giai đoạn của tiến trình NCKH. Theo Panagiotis Zervas (et al., 2015, [8]), 5 giai đoạn của MHDH IBL như sau: 1) Định hướng và đặt câu hỏi; 2) Xây dựng giả thuyết; 3) Lập kế hoạch và Nghiên cứu; 4) Phân tích và Giải thích; 5) Kết luận và Đánh giá. Theo I. Ia. Lec-ner [2; tr 205], PPNC (Исследовательский метод) gồm 8 giai đoạn: 1) Quan sát và nghiên cứu các sự kiện và hiện tượng; 2) Giải thích các hiện tượng chưa hiểu đưa vào nghiên cứu (đặt vấn đề); 3) Đưa ra các giả thuyết; 4) Xây dựng kế hoạch nghiên cứu; 5) Thực hiện kế hoạch nghiên cứu trong đó bao gồm việc làm rõ mối liên hệ giữa hiện tượng nghiên cứu và các hiện tượng khác; 6) Hình thành các kết luận, các giải thích; 7) Kiểm tra các kết luận; 8) Những kết luận thực tế về ứng dụng có thể và cần thiết của các kiến thức thu nhận được. Tác giả Phạm Hữu Tòng đã đưa ra MHDH vật lí phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong NCKH gồm 3 pha và 6 bước [4; tr 164 ]: Pha 1 (chuyển giao nhiệm vụ...), gồm: 1) Tình huống có tiềm ẩn vấn đề; 2) Phát biểu vấn đề - bài toán; Pha 2 (HS hành động độc lập, tự chủ, trao đổi tìm tòi giải quyết vấn đề), gồm: 1) Giải quyết vấn đề: suy đoán, thực hiện giải pháp; 2) Kiểm tra, xác nhận kết quả: xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm; Pha 3 (Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới), gồm: 1) Trình bày, thông báo, thảo luận, bảo vệ kết quả; 2) Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo. Như vậy, trong MHDH của I. Ia. Lec-ner, Phạm Hữu Tòng có đưa vào hoạt động vận dụng tri thức mới, điều này cho thấy các tác giả quan tâm tới đặc điểm DH trong đó việc đánh giá mức độ nắm vững tri thức thể hiện qua năng lực vận dụng tri thức của họ. Rõ ràng, quá trình chuyển hoá từ PPKH sang PPDH cần quan tâm tới sự khác biệt trong hoạt động NCKH của nhà bác học và hoạt động học tập có tính chất nghiên cứu của HS. 2.3.3. Các mức độ vận dụng dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học Mức độ vận dụng DH dựa trên tiến trình NCKH được xác định chủ yếu dựa trên mức độ tự lực của HS, đồng thời khi vận dụng thực tế cần tính đến điều kiện cụ thể của môi trường sư phạm. Chẳng hạn, các mức độ của MHDH IBL do VJE Tạp chí Giáo dục, Số 428 (Kì 2 - 4/2018), tr 51-53 Tafoya, Sunal, Knecht [9] được nêu lên như sau: 1) Mức độ 1 (Tìm tòi xác nhận), yêu cầu xác nhận trong đó sinh viên được cung cấp các câu hỏi và thủ tục (PP) cũng như kết quả, được biết trước; 2) Mức độ 2 (Tìm tòi được cấu trúc) là cuộc điều tra có cấu trúc, trong đó mục tiêu học tập là giới thiệu cho HS kinh nghiệm điều tra hoặc thực hành một kĩ năng tìm hiểu cụ thể, chẳng hạn như thu thập và phân tích dữ liệu; 3) Mức độ 3 (Tìm tòi có hướng dẫn), yêu cầu điều tra có hướng dẫn, trong đó câu hỏi và thủ tục vẫn được cung cấp bởi GV. HS đưa ra lời giải thích, sử dụng các bằng chứng mà họ đã thu thập được. GV chỉ cung cấp cho HS câu hỏi nghiên cứu, và HS thiết kế thủ tục (PP) để kiểm tra câu hỏi của họ và giải thích kết quả với sự hỗ trợ hướng dẫn hoặc cố vấn; 4) Mức độ 4 (Tìm tòi thực sự/ mở) là cuộc điều tra mở, nơi HS có cơ hội hành động giống như các nhà khoa học, tìm ra câu hỏi, thiết kế và thực hiện các cuộc điều tra cũng như thông báo kết quả của họ. 2.3.4. Một số mô hình dạy học dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học Căn cứ để đưa ra các MHDH có dựa trên tiến trình NCKH hay không là dựa vào mục tiêu DH (mục tiêu phải đặt trọng tâm vào hình thành kĩ năng, năng lực của HS), đặc trưng hoạt động tự lực của HS và điều quan trọng là trong tiến trình DH phải thể hiện tương ứng các giai đoạn của tiến trình NCKH. Với các tiêu chí trên, có thể nêu một số MHDH sau: 1) MHDH tìm tòi IBL; 2) DH theo PPNC (Исследовательский метод); 3) DH khám phá (discovery learning); 4) DH dựa trên vấn đề (problembased learning) và DH nêu và giải quyết vấn đề (Problem posing and solving); 5) DH theo PP thực nghiệm; 6) DH vật lí phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong NCKH; 7) PP LAMAP (“La main à la pâte”, “Hand's on”). Việc phân tích làm rõ sự tương đồng và sự khác biệt giữa các MHDH này cần có sự nghiên cứu sâu hơn so với nghiên cứu tổng quan ở đây. 2.3.5. Dạy học vật lí theo tiến trình nghiên cứu khoa học Từ những nghiên cứu MHDH trên, thì đặc thù của tiến trình DH môn Vật lí gồm năm giai đoạn: (i) Quan sát hiện tượng vật lí và đặt ra câu hỏi nghiên cứu; (ii) Nghiên cứu tổng quan để hình thành giả thuyết hoặc đưa ra phương án thực nghiệm kiểm tra giả thuyết; (iii) Tiến hành thực nghiệm kiểm tra giải thuyết; (iv) Xử lí kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận; (v) Vận dụng kiến thức. Để vận dụng MHDH theo tiến trình NCKH vào DH vật lí ở trường phổ thông thì GV cần thực hiện một số yêu cầu sau: (i) Tập hợp kiến thức vật lí thành các chủ đề DH vật lí; (ii) Thiết kế logic tiến trình DH theo năm giai đoạn NCKH. Xác định rõ vai trò của GV và nhiệm vụ của HS ở từng giai đoạn học tập; (iii) Tổ chức hoạt động học tập theo quan điểm DH “lấy HS làm trung tâm”. 53 3. Kết luận MHDH dựa trên tiến trình NCKH là một MHDH tích cực, cần được nghiên cứu vận dụng vào thực tiễn nhà trường Việt Nam. MHDH này là một công cụ quan trọng trong DH phát triển các năng lực của HS, đặc biệt phát triển các kĩ năng tư duy bậc cao, đây là MHDH kích thích sự tò mò và quan tâm đến tri thức vì lợi ích của chính HS, trái ngược với học tập thu nhận kiến thức được thúc đẩy từ bên ngoài (ví dụ như bằng cách giành được điểm cao trong các kì thi). DH dựa trên tiến trình NCKH nên được xem là một PPDH [10; tr 202-207], một chiến lược DH (teaching strategy), hay là một quan điểm DH. Đây là vấn đề lí luận cần nghiên cứu. Tài liệu tham khảo [1] Dewey. J (1997). How We Think. New York: Dover Publications. [2] М.Н Скаткин. и др (1982). Дидактика средней школы. Москва “Просвещение”. [3] Thái Duy Tuyên (2008). Phương pháp dạy học - Truyền thống và đổi mới. NXB Giáo dục [4] Phạm Hữu Tòng (2007). Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học. NXB Đại học Sư phạm. [5] R.I. Reznikov - V.G. Razumovxki - K. Liberse, F. Bauer - M. Bunseman. Phương pháp giảng dạy vật lí trong các trường phổ thông ở Liên Xô và Cộng hoà dân chủ Đức (1983) (người dịch: Nguyễn Đức Thâm - An Văn Chiêu - Vũ Đào Chỉnh - Phạm Hữu Tòng). Viện Hàn lâm Khoa học giáo dục Liên Xô - Viện Hàn lâm Khoa học giáo dục Cộng hòa dân chủ Đức. NXB Giáo dục. [6] National Research Council (2000). Inquiry and the National Science Education Standards: A Guide for Teaching and Learning. Washington, DC: National Academy Press. [7] Garland, Jr. - Theodore (2015). “The Scientific Method as an Ongoing Process”. U C/ Riverside. Archived from the original on 19 August 2016. [8] Panagiotis Zervas, et al. (2015). Assessing problem solving competence through inquiry-based teaching in school science education. 12th International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age (CELDA 2015). [9] Tafoya, E. - Sunal, D. - Knecht, P. (1980). Assessing inquiry potential: a tool for curriculum decision makers. Sch. Sci. Math. 80(1), 43-48. [10] Bernd Meier - Nguyễn Văn Cường (2014). Lí luận dạy học hiện đại. NXB Đại học Sư phạm.