Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL - Problem based learning) và vận dụng vào thiết kế, giảng dạy chương VII "Mắt và các dụng cụ quang học" Vật lý 11 nâng cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH ------------------------------- Nguyễn Thị Thu Thuỷ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ (PBL – PROBLEM BASED LEARNING) VÀ VẬN DỤNG VÀO THIẾT KẾ, GIẢNG DẠY CHƯƠNG VII “MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC” - VẬT LÍ 11 - NÂNG CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC TP. Hồ Chí Minh - 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH ------------------------------- Nguyễn Thị Thu Thuỷ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ (PBL – PROBLEM BASED LEARNING) VÀ VẬN DỤNG VÀO THIẾT KẾ, GIẢNG DẠY CHƯƠNG VII “MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC” - VẬT LÍ 11 - NÂNG CAO Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học môn Vật lí Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ XUÂN HỘI TP. Hồ Chí Minh - 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố bất kì trong công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Thị Thu Thuỷ LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc TS. Đỗ Xuân Hội, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi chân thành cám ơn Ban Chủ nhiệm cùng các thầy cô khoa Vật Lí và Phòng Khoa học Công nghệ & Sau đại học, trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh. Tôi chân thành cám ơn Ban Giám hiệu và các giáo viên trường THPT Nguyễn Trãi, Biên Hoà, Đồng Nai, nơi tôi đang công tác và tiến hành thực nghiệm sư phạm. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết sâu sắc đối với gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả Nguyễn Thị Thu Thuỷ MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cám ơn Mục lục ………………………………………………………………… 1 Danh mục các chữ viết tắt ……………………………………………... 4 Danh mục các bảng ……………………………………………………. 5 Danh mục các hình vẽ …………………………………………………. 6 MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… 8 1. Lí do chọn đề tài ……………………………………………………. 8 2. Mục đích nghiên cứu ……………………………………………….. 9 3. Giả thuyết khoa học ………………………………………………… 9 4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ………………………. 10 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ……………………………………………….. 10 6. Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………. 10 7. Những đóng góp của đề tài ………………………………………….. 11 8. Dự kiến cấu trúc luận văn …………………………………………… 11 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN ………………………………………. 12 1.1. Mục tiêu, nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông…... 12 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông …………………….. 12 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học vật lí THPT ở Việt Nam hiện nay 12 1.1.3. Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông ………………... 14 1.2. Những định hướng chung của việc đổi mới PPDH vật lí ở trường THPT 15 1.2.1. Những khó khăn của việc đổi mới phương pháp dạy học……. 15 1.2.2. Những định hướng chung của việc đổi mới PPDH vật lí ở THPT 15 1.3. Cơ sở lí luận chung của mô hình dạy học tích cực………………… 18 1.3.1. Mô hình dạy học truyền thống và những hạn chế…………….. 18 1.3.2. Mô hình dạy học tích cực …………………………………….. 19 1.4. Dạy học dựa trên vấn đề (Problem Based Learning – PBL) và khả năng áp dụng vào dạy học vật lí ở trường phổ thông …………….. 22 1.4.1. Một số định nghĩa về phương pháp dạy học dựa trên vấn đề.... 22 1.4.2. Mục tiêu của phương pháp dạy học vật lí dựa trên vấn đề ….. 22 1.4.3. Những đặc trưng cơ bản của phương pháp dạy học dựa trên vấn đề ………………………………………………………… 24 1.4.4. Phân loại vấn đề ……………………………………………... 30 1.4.5. Tổ chức dạy học theo phương pháp dạy học dựa trên vấn đề.. . 33 1.4.6. Phân biệt phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL) với các phương pháp: dạy học chủ đề, dạy học giải quyết vấn đề và dạy học dự án……………………………………................ 40 1.4.7. Ưu, nhược điểm của phương pháp dạy học dựa trên vấn đề…. 42 1.4.8. Áp dụng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề trên thế giới… 43 1.4.9. Áp dụng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề trong bối cảnh giáo dục ở Việt Nam …………………………………………. 44 1.5. Kết luận chương 1 ………………………………………………….. 46 Chương 2. THIẾT KẾ CÁC VẤN ĐỀ VÀ ĐỊNH HƯỚNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA CHƯƠNG “MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC”………………………….. 47 2.1. Phân tích kiến thức của chương “Mắt và các dụng cụ quang học”… 47 2.1.1. Cấu trúc nội dung ……………………………………………. 47 2.1.2. Phân tích nội dung……………………………………………. 49 2.1.3. Phân tích những thuận lợi và khó khăn khi dạy chương “ Mắt và các dụng cụ quang học”…………………………………… 53 2.2. Yêu cầu đạt được …………………………………………………... 54 2.2.1. Yêu cầu về kiến thức …………………………………………. 54 2.2.2. Yêu cầu về kĩ năng …………………………………………… 55 2.2.3. Yêu cầu về thái độ ……………………………………………. 56 2.3. Thiết kế các vấn đề của chương và kế hoạch thực hiện giải quyết vấn đề 56 2.3.1. Các bước cần thực hiện khi giải quyết vấn đề ……………….. 56 2.3.2. Xây dựng vấn đề …………………………………………….. 58 2.3.3. Tiến trình hướng dẫn học sinh tham gia giải quyết vấn đề ….. 59 2.4. Tiêu chuẩn đánh giá kết quả học tập ………………………………. 62 2.5. Giáo án dạy học dựa trên vấn đề, áp dụng cho các bài học của chương “Mắt và các dụng cụ quang học”…………………………………… 68 2.6. Kết luận chương 2 ………………………………………………….. 124 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ……………………………. 126 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm …………………. 126 3.2. Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm …………………. 126 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ……………………………….. 126 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm ………………………………………. 126 3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm. ............................................ . 126 3.3.3. Quan sát các giờ thảo luận trên lớp của các nhóm . ................ . 128 3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm........................................... . 129 3.4.1. Nhận xét quá trình học tập của lớp thực nghiệm..................... . 129 3.4.2. Xử lí kết quả học tập ............................................................... . 130 3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê . .............................................. . 134 3.4.4. Nhận xét kết quả thực nghiệm sư phạm . ................................ . 135 3.5. Kết luận chương 3 . .......................................................................... . 137 KẾT LUẬN . .......................................................................................... . 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO . .................................................................. . 142 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bản dịch bài “Learning Materials in Problem Based Course” P1 Phụ lục 2: Bản dịch bài “Migration in Mexico: A Problem based learning Module” ............................................................................................................ P11 Phụ lục 3: Bài báo cáo của nhóm 2 …………………………………….. P14 Phụ lục 4: Thống kê điểm của lớp TN và ĐC ………………………….. P22 Phụ lục 5: Bài kiểm tra mức độ nhớ và hiểu của học sinh lớp ĐC và TN P25 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ ĐC đối chứng GV giáo viên GVCN giáo viên chủ nhiệm HS học sinh HSG học sinh giỏi HSTB học sinh trung bình HSTT học sinh tiên tiến PBL dạy học dựa trên vấn đề PPDH phương pháp dạy học KT kiểm tra QT quá trình SGK sách giáo khoa THPT trung học phổ thông TK thấu kính TKHT thấu kính hội tụ TKPK thấu kính phân kì TN thực nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Bảng so sánh PPDH truyền thống và DH dựa trên vấn đề ……….. 24 Bảng 1.2. Bảng so sánh PPDH dựa trên vấn đề và DH dự án . ………………. 40 Bảng 1.3. Bảng so sánh PPDH dựa trên vấn đề và DH giải quyết vấn đề ….... 41 Bảng 1.4. Bảng so sánh PPDH dựa trên vấn đề và DH chủ đề ………………. 42 Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung chương “Mắt và các dụng cụ quang học” ……… 47 Bảng 2.2. Bảng các tiêu chí đánh giá nhóm …………………………………... 62 Bảng 2.3. Bảng các tiêu chí đánh giá cá nhân ………………………………… 64 Bảng 2.4. Bảng kế hoạch giảng dạy PBL ……………………………………... 70 Bảng 2.5. Bảng phân biệt đặc điểm các loại mắt bị tật khúc xạ và mắt bình thường 100 Bảng 3.1. Bảng phân bố tần suất của lớp thực nghiệm ……………………….. 130 Bảng 3.2. Bảng phân bố tần suất tích luỹ kết quả học tập của lớp thực nghiệm 131 Bảng 3.3. Bảng phân bố tần suất của lớp ĐC và TN …………………………. 132 Bảng 3.4. Bảng so sánh tần suất tích luỹ giữa hai lớp ĐC và TN …………….. 132 Bảng 3.5. Các tham số thống kê của lớp ĐC và TN …………………………... 133 Bảng 3.6. Tổng hợp các chỉ số thống kê ………………………………………. 134 Bảng 3.7. Bảng so sánh kết quả giải bài tập “Thấu kính – Mắt” của lớp ĐC và TN 134 Bảng 3.8. Bảng so sánh kết quả giải bài tập “Kính lúp – kính hiển vi – kính thiên văn” của lớp ĐC và TN ……………………………………………….. 135 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Mô hình 6 bước …………………………………………………….. 35 Hình 1.2. Mô hình 9 bước theo quan điểm Dr. George Watson ……………… 36 Hình 2.1. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính ………………………….. 50 Hình 2.2. Hình mô tả đường truyền của tia sáng qua thấu kính rìa dày và rìa mỏng 51 Hình 2.3. Hình mô tả đường truyền của tia sáng qua thấu kính hội tụ ……….. 51 Hình 2.4. Sơ đồ lớp 11A1 …………………………………………………….. 58 Hình 2.5. Sơ đồ phân tích nguyên nhân đổi chỗ của nhóm 2 ……………….... 79 Hình 2.6. Các thành viên nhóm 2 đang thảo luận …………………………….. 79 Hình 2.7. Một số hình ảnh về buổi khám mắt tại bệnh viện ĐKKV Thống Nhất.. 82 Hình 2.8. HS xem phim về buổi khám mắt tại bệnh viện ĐKKV Thống Nhất …. 90 Hình 2.9. Nhóm 2 đang thảo luận vấn đề và phân công nhiệm vụ ……………... 90 Hình 2.10. Đại diện nhóm 2 báo cáo kết quả nhóm tìm hiểu ……………………. 93 Hình 2.11. Hình dạng các loại thấu kính ………………………………………… 97 Hình 2.12. Hình mô tả vị trí vật và ảnh ………………………………………….. 98 Hình 2.13. Hình mô tả hệ thấu kính ghép đồng trục, cách quãng ……………….. 99 Hình 2.14. Hình mô tả hệ thấu kính ghép sát, đồng trục ………………………… 99 Hình 2.15. Sơ đồ phân tích của nhóm 1 …………………………………………. 106 Hình 2.16. Mỗi HS sử dụng phương pháp Brainstorming viết các ý tưởng của mình ra giấy ………………………………………………………. 107 Hình 2.17. Đại diện nhóm 1 trình bày sơ đồ phân tích của nhóm ……………. 107 Hình 2.18. Đường truyền của tia sáng qua lăng kính …………………………. 111 Hình 2.19. Nhóm 2 đang trình bày mối quan hệ giữa thấu kính và lăng kính ... 112 Hình 2.20. Sơ đồ phân tích của nhóm 3 …………………………………………. 118 Hình 2.21. Nhóm 3 đang thảo luận nhóm ……………………………………… 118 Hình 2.22. Đại diện nhóm 4 trình bày báo cáo nhóm ………………………… 123 Hình 2.23. Nhóm 1 và 3 đang quan sát qua kính thiên văn tự chế …………… 123 Hình 2.24. Hình ảnh quan sát qua kính thiên văn tự chế của nhóm 1………… 123 Hình 2.25. Hình ảnh quan sát tế bào vảy hành qua kính hiển vi tự chế của nhóm 4…………………………………………………………….. 123 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố tần suất kết quả học tập của lớp thực nghiệm …….. 130 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố tần suất tích luỹ điểm QT và điểm KT của lớp thực nghiệm ……………………………………………………………… 131 Hình 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất của lớp ĐC và TN ……………………….. 132 Hình 3.4. Biểu đồ phân bố tần suất tích luỹ điểm của lớp ĐC và TN ………… 133 Hình 3.5. Biểu đồ phân bố kết quả giải bài tập “Thấu kính – Mắt” của lớp ĐC và TN …………………………………………………………… 135 Hình 3.6. Biểu đồ phân bố kết quả giải bài tập “Kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn” của lớp ĐC và TN ……………………………………….. 135 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nâng cao chất lượng giáo dục luôn là đề tài được sự quan tâm của toàn xã hội. Trong những năm gần đây, vấn đề này càng trở thành vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Chính vì thế mà nhiều cuộc hội thảo, hội nghị đã được diễn ra với mục đích chính là tìm một hướng đi mới cho giáo dục nước nhà. Mục tiêu của việc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông là xây dựng nội dung chương trình, phương pháp giáo dục, sách giáo khoa phổ thông mới nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện cũng như đáp ứng được mục tiêu giáo dục mà UNESCO đưa ra. Đó là: học để biết, học để làm, học để sống chung và học để khẳng định. Ở đây tôi đề cập đến phương pháp giáo dục, cụ thể là phương pháp dạy học. Đổi mới phương pháp dạy học là một nhu cầu tất yếu trong thời đại ngày nay – thời đại mà khoa học kĩ thuật và công nghệ thông tin phát triển như vũ bão, kiến thức mà học sinh tiếp cận và thu nhận không chỉ dừng lại ở chương trình sách giáo khoa và trong khuôn khổ nhà trường mà còn thông qua nhiều kênh thông tin khác như: tạp chí, truyền hình và các phương tiện thông tin đại chúng, internet…Do đó đổi mới phương pháp dạy học phải nhắm vào vai trò trung tâm là người học chứ không phải người dạy như quan điểm truyền thống. Theo quan điểm truyền thống, khi giáo viên là trung tâm thì học sinh không phải là người chủ động tìm đến với kiến thức, do đó trong cách học của các em có phần thụ động. Chính sự thụ động trong học tập sẽ làm hạn chế sự động não, tìm tòi, thể hiện sự suy nghĩ đa chiều, sự trao đổi chia sẻ kinh nghiệm hiểu biết và cảm xúc của người học, khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. Đặc biệt là đối với bộ môn vật lí – một môn học có rất nhiều sự liên hệ với thực tế nhưng thực trạng hiện nay có một số bộ phận học sinh không có động cơ học môn vật lí. Sở dĩ có tình trạng này là do chương trình học vật lí quá nặng nề học sinh phải lo “vật lộn” với những con điểm, giáo viên phải “chạy đua” với chương trình và với thành tích của trường,… vì thế mà giáo viên chưa quan tâm nhiều đến việc hướng học sinh tới sự phát triển tư duy khoa học, giúp học sinh hình thành kĩ năng học tập, trao đổi, chia sẻ thông tin,…và vận dụng những kĩ năng đó vào giải quyết các vấn đề thực tế cũng như sau này khi ra đời. Đó cũng chính là vấn đề mà tôi trăn trở trong suốt những năm đi dạy. Làm thế nào để học sinh của tôi có hứng thú với môn vật lí? Làm thế nào để khuyến khích các em động não và tập trung, chủ động tham gia vào quá trình học tập? Khi tham khảo và tìm hiểu các phương pháp giáo dục mới của các nước có nền giáo dục phát triển trên thế giới tôi thấy có một số phương pháp rất hiệu quả có thể đáp ứng yêu cầu này như: Dạy học Dự án (Project Based Learning - PJBL), Dạy học dựa trên Vấn đề (Problem Based Learning – PBL), Dạy học khám phá….Tôi nhận thấy rằng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL) có khả năng đáp ứng được các mục tiêu giáo dục mà UNESCO đưa ra cũng như mục tiêu giáo dục mới của nước ta. Do đó tôi đã chọn phương pháp này để vận dụng vào dạy thử nghiệm một chương của chương trình vật lí lớp 11. Do đây là lần đầu tiên tiếp cận với phương pháp mới, thời gian tìm hiểu chưa thật dài song tôi vẫn hy vọng đề tài này sẽ giúp ích cho giáo viên trong việc đổi mới phương pháp dạy và học vật lí. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu để vận dụng một cách có chọn lọc và sáng tạo những ý tưởng cốt lõi của PBL vào thực tiễn giáo dục ở trường phổ thông Việt Nam. Xây dựng một tiến trình tổ chức và hướng dẫn học sinh các hoạt động giải quyết các vấn đề thực tiễn để từ đó tìm kiến thức mới hoặc vận dụng kiến thức mới. Nội dung này được xây dựng xung quanh chương VII “Mắt và các dụng cụ quang học” – Vật lý 11 – Nâng cao [18]. 3. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được một hệ thống các vấn đề phi cấu trúc có tính thử thách, những sự kiện không nhất quán gắn liền với thực tế sẽ là khởi điểm thúc đẩy hoạt động nhận thức của học sinh và thôi thúc học sinh đi tìm kiếm kiến thức để có câu trả lời thỏa đáng cho vấn đề đặt ra. Đây sẽ là điểm góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động của học sinh, lấy người học làm trung tâm, nâng cao chất lượng của việc dạy và học vật lí ở trường phổ thông. 4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1 Khách thể nghiên cứu: Lý luận và thực tiễn dạy học ở trường THPT. 4.2 Đối tượng nghiên cứu:  Mục tiêu giáo dục.  Học sinh.  Nội dung chương trình và phương pháp giảng dạy vật lí ở trường THPT.  Chiến lược dạy học dựa trên vấn đề và một số chiến lược dạy học hiện đại. 4.3 Phạm vi nghiên cứu: Qui trình thiết kế vấn đề phi cấu trúc và việc thực hiện thiết kế trong giảng dạy chương VII “Mắt và các dụng cụ quang học” – Vật lý 11 – Nâng cao [18]. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu  Nghiên cứu cơ sở lý luận về đổi mới PPDH.  Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa lớp 11 – nâng cao.  Nghiên cứu thiết kế các vấn đề phi cấu trúc của chương VII “Mắt và các dụng cụ quang học”.  Nghiên cứu khả năng thực nghiệm sư phạm của đề tài. 6. Phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu lý luận  Nghiên cứu văn kiện Đảng về đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp dạy học.  Nghiên cứu tài liệu về giáo dục và các phương pháp giảng dạy vật lí.  Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc dạy học dựa trên vấn đề (PBL).  Nghiên cứu chương trình vật lí 11 – nâng cao.  Nghiên cứu thực nghiệm  Nghiên cứu, khai thác tài liệu liên quan đến việc thiết kế các vấn đề phi cấu trúc.  Nghiên cứu, thiết kế tiến trình dạy học dựa trên vấn đề.  Chọn mẫu và dạy thực nghiệm ở trường THPT Nguyễn Trãi- thuộc địa bàn thành phố Biên Hòa – Đồng Nai.  Phương pháp thống kê toán học  Sử dụng phương pháp thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai lớp đối chứng và thực nghiệm. 7. Những đóng góp của đề tài  Đổi mới phương pháp dạy học, lấy học sinh làm trung tâm, phát huy năng lực của học sinh. Giúp học sinh có hứng thú trong học tập, biết áp dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.  Xây dựng được tiến trình học tập theo phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL) đối với chương “Mắt và các dụng cụ quang học”. 8. Dự kiến cấu trúc luận văn Mở đầu Chương 1: Cơ sở lí luận Chương 2: Thiết kế các vấn đề và định hướng tổ chức hoạt động giải quyết vấn đề của chương “Mắt và các dụng cụ quang học” Chương 3:Thực nghiệm sư phạm Kết luận Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1. Mục tiêu, nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông - Mục tiêu giáo dục ở mỗi quốc gia là do nhà nước đề ra, căn cứ vào yêu cầu phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội của đất nước trong hiện tại và tương lai. Mục tiêu này sẽ thay đổi theo mỗi giai đoạn phát triển của đất nước. - Hội nghị ban chấp hành trung ương ĐCS VN lần 2 khóa VIII đã chỉ rõ mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới là: “Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người và thế hệ thiết tha, gắn bó với lí tưởng, độc lập dân tộc và CNXH, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ tổ quốc, tham gia tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khỏe là người thừa kế xây dựng CNXH vừa “hồng” vừa “chuyên” như lời căn dặn của Bác Hồ” [10] 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học vật lí THPT ở Việt Nam hiện nay  Mục tiêu tổng quát Mục tiêu tổng quát của chương trình ở cả hai ban khoa học tự nhiên và khoa học xã hội là phát triển kết quả học tập ở trung học cơ sở, hoàn thiện học vấn phổ thông, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp cũng như học nghề thuộc các lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, văn hoá và dịch vụ khác nhau, tạo động lực để học sinh tham gia vào các hoạt động, thích ứng với cuộc sống trong xã hội hiện đại.  Mục tiêu cụ thể - Mục tiêu kiến thức o Chương trình ban khoa học tự nhiên có mục tiêu hoàn thiện cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản ở trình độ tú tài về vật lí để giúp các em đi vào những ngành khoa học, kĩ thuật và để sống trong một xã hội công nghiệp hiện đại. Đó là: + Những khái niệm tương đối chính xác về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lí thường gặp trong đời sống, sản xuất. + Những định luật và những nguyên lí cơ bản được trình bày phù hợp với năng lực toán học và năng lực suy luận logic của học sinh. + Những nét chính về các thuyết vật lí. + Những hiểu biết cần thiết về phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình. + Những nguyên tắc cơ bản của những ứng dụng trong đời sống và sản xuất. o Chương trình ban khoa học xã hội: cũng có đầy đủ các mục tiêu như trên tuy nhiên ban khoa học xã hội coi trọng việc xây dựng một bức tranh đa dạng, thống nhất về vật lí hơn là đi vào lập công thức tính toán. - Mục tiêu kĩ năng + Thu thập thông tin từ quan sát, thí nghiệm vật lí, từ tài liệu và các nguồn thông tin đại chúng. Xử lí thông tin về vật lí. + Truyền đạt thông tin về vật lí, thảo luận, báo cáo. + Giải thích các hiện tượng vật lí. Các kĩ năng thực hành vật lí. + Đề xuất các dự đoán khoa học, các phương án thí nghiệm. - Mục tiêu thái độ + Sự hứng thú trong học tập môn vật lí, rộng hơn là lòng yêu thích khoa học. + Ý thức sẵn sàng áp dụng hiểu biết của mình vào các hoạt động gia đình, xã hội để cải thiện đời sống và bảo vệ môi trường. + Tác phong làm việc khoa học, cẩn thận, tỉ mỉ và trung thực. + Tinh thần phấn đấu nỗ lực cá nhân cũng như khả năng giao tiếp, làm việc nhóm trong học tập, nghiên cứu. 1.1.3. Nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông 1.1.3.1. Đặc điểm của môn học vật lí ở trường phổ thông - Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất, cho nên những kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học tự nhiên. - Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Phương pháp của nó chủ yếu là phương pháp thực nghiệm. Đó là phương pháp nhận thức có hiệu quả trên con đường đi tìm chân lí khách quan. - Vật lí học nghiên cứu các dạng vận động cơ bản nhất của vật chất nên nhiều kiến thức vật lí có liên quan với các vấn đề của triết học, tạo điều kiện phát triển thế giới quan khoa học của học sinh. - Vật lí học là cơ sở lí thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị sử dụng trong đời sống và sản xuất. - Vật lí học là một khoa học chính xác, đòi hỏi vừa phải có kĩ năng quan sát tinh tế, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, vừa phải có tư duy logic chặt chẽ, biện chứng, vừa phải trao đổi, thảo luận để kiểm định chân lí. 1.1.3.2. Các nhiệm vụ của việc dạy học vật lí ở trường phổ thông - Trang bị cho học sinh những kiến thức vật lí cơ bản, khoa học, hiện đại, có tính hệ thống, bao gồm: các khái niệm vật lí, các định luật vật lí cơ bản, nội dung chính của các thuyết vật lí, các ứng dụng của vật lí trong đời sống và sản xuất, các phương pháp nhận thức phổ biến trong vật lí. Bên cạnh đó cần trang bị cho học sinh những kĩ năng, kĩ xảo tương ứng nhằm làm nền tảng cho họ có thể tham gia lao động sản xuất và tiếp tục theo học những chuyên ngành khoa học tự nhiên cao hơn ở bậc đại học hoặc tự bồi dưỡng trong quá trình lao động sản xuất. - Góp phần cùng các môn học khác rèn luyện tư duy, bồi dưỡng năng lực sáng tạo và khả năng tự học cũng như khả năng hoạt động độc lập của học sinh. - Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh, làm cho học sinh nắm được những nguyên lí cơ bản về cấu tạo, hoạt động của các máy móc được dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân. Có kĩ năng sử dụng những dụng cụ vật lí, dụng cụ đo lường, vẽ biểu đồ, xử lí số liệu.... 1.2. Những định hướng chung của việc đổi mới PPDH vật lí ở trường THPT 1.2.1. Những khó khăn của việc đổi mới phương pháp dạy học Mặc dù hằng năm, ngành giáo dục vẫn tổ chức những hội thảo bàn bạc về việc thay đổi PPDH, áp dụng những phương pháp dạy học tiên tiến trên thế giới vào điều kiện Việt Nam nhưng hầu hết các mô hình dạy học quen thuộc phổ biến ở nước ta vẫn là “thầy là chủ thể”, trung tâm quyết định sự phát triển của trò. Sở dĩ mô hình này vẫn tồn tại là do nó cho thấy những một số lợi thế: đây là mô hình dạy học tiết kiệm nhất, nhanh nhất, có năng suất lí thuyết cao nhất vì truyền đạt được một số kiến thức tối đa trong thời gian tối thiểu. Đây cũng là phương pháp có thể coi là an toàn nhất đối với giáo viên vì họ có thể chủ động lên kế hoạch về bài giảng, giảng dạy theo một khuôn mẫu đã xác định trước để đáp ứng cho việc thi cử. Chính do những tồn tại trên mà các phương pháp này cũng tiềm ẩn những nguy cơ. Người giáo viên là trung tâm, là độc tôn trong quá trình dạy học nên đôi khi người thầy có thể là bức tường chắn sự phát triển tư duy, khả năng sáng tạo của học sinh. Cũng do vai trò độc tôn của người giáo viên thì sẽ làm cho họ có xu hướng ngại “làm mới” phương pháp dạy học của mình, họ không phấn đấu và ngại tiếp nhận cái mới trong giáo dục. Chính những điều này sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng học sinh, đến mục tiêu đào tạo con người mới cho xã hội. 1.2.2. Những định hướng chung của việc đổi mới PPDH vật lí ở THPT  Nghiên cứu áp dụng một cách sáng tạo một số chiến lược dạy học hiện đại Đổi mới PPDH không có nghĩa là xoá bỏ hoàn toàn vai trò của các PPDH truyền thống nhưng yêu cầu phải sử dụng các phương pháp dạy học đó theo tinh thần đổi mới. Nghĩa là vận dụng một số quan điểm tích cực của các chiến lược dạy học hiện đại vào hoàn cảnh cụ thể của nước ta. Dạy học không chỉ đơn thuần là truyền thụ kiến thức mà phải chú trọng đến các phương pháp tạo cơ hội, tạo điều kiện cho người học tích cực, chủ động, đặc biệt là quan điểm kiến tạo trong dạy học. Quá trình dạy học là quá trình giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở các kiến thức được học. Do đó, giáo viên phải luôn tìm cách làm cho học sinh có thể tiếp thu kiến thức và kĩ năng một cách chủ động, tạo ra sự động não thực sự của học sinh trong giờ học. Ngoài việc hướng tới các mục tiêu giáo dục đã nêu, các chiến lược dạy học hiện đại còn hướng tới các mục tiêu khác như: coi trọng sự phát triển hiểu biết vượt ra khỏi chương trình học, hướng tới phát triển tư duy bậc cao, coi trọng sự phát triển đa dạng nhân cách của người học, chú trọng đến thái độ sống và làm việc của con người trong thế kỉ XXI...Một số phương pháp dạy học hiện đại đã và đang được áp dụng trên thế giới: Dạy học Chủ đề (Themse based learning - TBL), Dạy học Dự án (Project based learning - PJBL), Dạy học dựa trên Vấn đề (Problem based learning - PBL)... Những mô hình dạy học này đã thu được những kết quả khả quan đối với các nước áp dụng. Chính vì thế mà giáo viên cần phải nghiên cứu các phương pháp này và áp dụng những tư tưởng của phương pháp, của chiến lược đó vào Việt Nam một cách phù hợp nhất nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc dạy và học.  Dạy học bằng hoạt động và thông qua hoạt động Theo lí thuyết của Vưgotxki [23], bằng hoạt động và thông qua hoạt động mà mỗi người tự sinh thành ra mình, tạo dựng và phát triển ý thức và nhân cách của mình. Trong học tập, việc học của học sinh có bản chất là hoạt động, bằng hoạt động và thông qua hoạt động của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm, đạo đức, thái độ. Theo chiến lược này học sinh sẽ không còn thụ động chờ sự “nhỏ giọt” trong việc cung cấp kiến thức bởi người giáo viên mà các em sẽ chủ động tìm hiểu nội dung, quan sát hiện tượng, tranh luận... để rút ra những kiến thức, sự hiểu biết cho bản thân. Do vậy, nhiệm vụ chính của người giáo viên là phải tổ chức, hướng dẫn và tìm cách kiểm tra kết quả hoạt động học tập của học sinh, giúp học sinh lĩnh hội được nền văn hoá xã hội, tạo ra sự phát triển những phẩm chất tâm lí, hình thành nhân cách.  Bồi dưỡng khả năng tự học cho học sinh Đổi mới PPDH nhằm đạt tới mục tiêu là đặt học sinh vào vai trò trung tâm, chủ thể của quá trình học vì thế không thể không tính đến việc bồi dưỡng khả năng tự học cho học sinh. Dù cho ở môi trường học tập nào đi nữa thì học sinh vẫn phải là người động não để tiếp thu các kiến thức, điều này không ai có thể làm thay được. Chính vì thế mà ngay trong giờ học trên lớp giáo viên cũng phải rèn luyện cho học sinh phương pháp suy nghĩ và hành động để giải quyết vấn đề.  Nghiên cứu đổi mới quá trình thực hành, thí nghiệm Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm nên cần phải coi thực hành vật lí là một trong những biện pháp quan trọng để thu lượm thông tin từ thực tế. Thông qua thực hành ta xây dựng những biểu tượng cụ thể về sự vật và hiện tượng mà không một lời lẽ nào có thể mô tả đầy đủ được. Trong thực hành, các kĩ năng quan sát, lắp ráp thí nghiệm, đo đạc, vẽ đồ thị, suy đoán ... phát triển rất mạnh. Vì vậy, trong giờ thực hành giáo viên không nên hướng dẫn học sinh theo kiểu chỉ đâu làm đấy một cách máy móc mà nên giúp học sinh nắm được mục đích thí nghiệm, xây dựng phương án thí nghiệm, cách tiến hành đo đạc, xử lí kết quả thí nghiệm, rút ra kết luận. Cách tốt nhất là nên cho học sinh làm việc theo các nhóm để các em phát huy được tính chủ động, sáng tạo.  Nghiên cứu, sử dụng các phương tiện dạy học và các tài liệu hỗ trợ khác Những phương tiện dạy học mà chúng ta vẫn sử dụng chủ yếu hiện nay là phấn và bảng, gần đây chúng ta cũng nghiên cứu và sử dụng một số phương tiện dạy học hiện đại: máy vi tính, máy chiếu, các phần mềm dạy học, internet... những phương tiện này làm tăng giá trị lượng thông tin, trao đổi thông tin nhanh hơn, nhiều hơn và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích tích cực thì các phương tiện hiện đại cũng có một số hạn chế nhất định nên giáo viên không nên quá lạm dụng sẽ gây phản tác dụng. Ví dụ như thí nghiệm ảo, giáo viên chỉ nên dùng ở những bài học mà không thể làm thí nghiệm trên lớp được để học sinh dễ hình dung, không nên thay thế các thí nghiệm có thể thực hiện được bằng thí nghiệm ảo vì nó sẽ gây sự hiểu sai và xa rời thực tế cho học sinh.  Nghiên cứu cách soạn giáo án Cần phải thay đổi cách soạn giáo án của giáo viên theo mục tiêu đào tạo. Trước kia chúng ta học theo kiểu thầy đọc, trò chép, nên giáo án cũng chỉ dựa theo tiêu chí này, và chính cách học này làm học sinh trở nên thụ động hơn. Đổi mới PPDH, giáo viên cũng cần đổi mới cách thức tổ chức các hoạt động học tập của học sinh, cụ thể: - Trong giáo án phải tổ chức các hoạt động học tập của học sinh thật cụ thể, phần nào thì học sinh phải làm việc, phần nào thì giáo viên sẽ hướng dẫn, phần nào học sinh phải tự tìm hiểu ở nhà... - Cần chuẩn bị trước hệ thống câu hỏi để hướ._.ng dẫn học sinh thông qua các hoạt động. - Chuẩn bị các trang thiết bị cũng như đồ dùng dạy học cần thiết cho tiết học.  Nghiên cứu và đổi mới cách kiểm tra đánh giá - Đổi mới nội dung, PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, tạo niềm tin, năng lực tự học cho học sinh thì đánh giá cũng phải đổi mới theo hướng phát triển mọi năng lực của học sinh. - Đánh giá không chỉ ở thời điểm cuối của mỗi giai đoạn giáo dục mà trong cả quá trình, đánh giá từng nội dung, từng bài học, từng hoạt động giáo dục, từng môn học và đánh giá toàn diện theo mục tiêu giáo dục. Như vậy, giáo viên cần nghiên cứu các hình thức đánh giá, các phương thức và các phương tiện, các tiêu chí để đánh giá. Nên phối hợp nhiều hình thức đánh giá, kiểm tra như trắc nghiệm, tự luận, làm thí nghiệm... Nếu như trước đây giáo viên giữ độc quyền đánh giá học sinh thì trong phương pháp tích cực, giáo viên phải hướng dẫn học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau để tự điều chỉnh cách học. Tự đánh giá đúng và điều chỉnh hoạt động kịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trường phải trang bị cho học sinh. 1.3. Cơ sở lí luận chung của mô hình dạy học tích cực 1.3.1. Mô hình dạy học truyền thống và những hạn chế Mục tiêu giáo dục xác lập trong ba lĩnh vực: nhận thức, kĩ năng và thái độ trong đó qui định cụ thể những yêu cầu trong lĩnh vực nhận thức (về kiến thức, trình độ nắm kiến thức), các kĩ năng cơ bản và trình độ hoàn thiện từng kĩ năng...Các mục tiêu này cụ thể hoá thành những tiêu chí đánh giá chung cho thành quả học tập của học sinh. Từ đó cũng hình thành kiểu dạy học truyền thụ một chiều để đáp ứng các yêu cầu về mức độ đồng hoá kiến thức. Mục tiêu dạy học kiểu truyền thống thể hiện sự chờ đợi kết quả học tập định sẵn ở tất cả các học sinh, cho dù học sinh có sự khác nhau cá nhân tất yếu như thế nào đều phải đạt đến một chuẩn nhất định sau một môn học, một khóa học nào đó. Mục tiêu này trong một thời gian đã khẳng định được sự ưu việt của nó nhưng ngay lập tức, nó cũng thể hiện những hạn chế lớn. Đó là sự chưa quan tâm đến nhu cầu cá nhân, sự phát triển toàn diện đa phong cách, đa dạng của mỗi cá nhân, chưa định hướng tương lai, nghề nghiệp và kĩ năng sống cho học sinh. Hiện nay ở các nước có nền giáo dục phát triển, mục tiêu giáo dục do Unessco đưa ra lại là sự kết hợp hài hòa giữa các mục tiêu nhân văn đáp ứng nhu cầu học tập và phát triển của cá nhân, của các phong cách học tập khác với mục tiêu truyền thống của chúng ta. Nó hướng tới những nội dung kiến thức và kĩ năng cần thiết phục vụ cho nhu cầu sự phát triển có định hướng nguồn nhân lực cho xã hội. Để bắt kịp với sự phát triển của thế giới, chúng ta cũng cần thay đổi quan điểm về mục tiêu giáo dục, nên tìm hiểu và áp dụng những mô hình dạy học tích cực và hiệu quả hơn vào điều kiện Việt Nam. 1.3.2. Mô hình dạy học tích cực Những năm gần đây, các kết quả nghiên cứu về sự khác biệt giữa bán cầu não trái và bán cầu não phải đã làm thay đổi quan niệm của các nhà giáo dục về mối quan hệ giữa trí thông minh, óc sáng tạo vốn không rõ ràng trong cả thế kỉ trước đó. Theo quan điểm cũ, bán cầu não trái luôn được coi là trội hơn, nó như một đặc điểm chung của con người mang tính bẩm sinh, di truyền. Nhưng kết quả nghiên cứu về sinh lí, thần kinh và tâm lí học cuối thế kỉ XX đã kết luận cho rằng bán cầu não trái trội hơn là do sự học tập chứ không phải di truyền. Người ta sinh ra có thể phát triển trội (hoặc cân bằng) các chức năng của hai bán cầu não trái hay phải nhưng giáo dục có ảnh hưởng quyết định đến sự phát triển tiếp theo của chúng. Giáo dục có thể làm cho nhiều người không có sự phát triển thiên lệch giữa các chức năng ở hai nửa bán cầu não thành người có sự phát triển trội một số chức năng tư duy ở một nửa não nào đó và cũng có thể làm mất đi những khả năng này. Với mô hình giáo dục truyền thống, kiến thức được cung cấp theo một trình tự liên tục và tuần tự, tuyến tính. Các khái niệm trước là cơ sở để xây dựng khái niệm sau, các khái niệm có mối quan hệ logic một chiều. Nội dung các khái niệm được trình bày, giảng dạy theo một tiến trình logic với sự giúp sức của toán học và mang nặng tính hàn lâm rất phù hợp với những học sinh có não trái phát triển trội. Chính điều này đã vô tình làm những học sinh vượt trội về não phải gặp nhiều khó khăn trong học tập. Bởi lẽ, những học sinh có não phải phát triển trội thì họ thường có xu hướng nắm bắt cái tổng thể rồi mới quay ngược lại vấn đề mổ xẻ, phân tích chúng. Chính do sự mất cân đối này mà cần phải đổi mới tư duy, đổi mới quan niệm dạy học ở các quốc gia. Dạy học làm sao để các học sinh có sự phát triển trội não phải cũng có sự thích ứng, để mọi học sinh được phát triển cân bằng các chức năng tư duy của hai nửa bán cầu não. Điều này rất cần thiết để con người có thể giải quyết các vấn đề khác nhau trong cuộc sống. Muốn đạt được sự thay đổi này thì mô hình dạy học cũng phải thay đổi, phương pháp giáo dục phải hướng vào người học, phải quan tâm đến các nhu cầu phát triển cá nhân, tạo ra những cơ hội học tập cho học sinh. Hình thức tổ chức của các mô hình dạy học tích cực chủ yếu là theo nhóm hợp tác, trong đó mỗi học sinh đảm trách một vai trò, thực hiện công việc và phối hợp với nhau để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Trong nhóm mỗi cá nhân có điều kiện để phát huy năng lực của mình đồng thời học sinh còn có thể tự điều chỉnh và học tập lẫn nhau. Việc phân loại phong cách học tập và tư duy này còn giúp giáo viên có những can thiệp và giúp đỡ cụ thể đối với từng học sinh, giúp họ khắc phục những hạn chế và phát huy những mặt tích cực. Các mô hình dạy học tích cực quan niệm rằng học sinh chỉ thực sự chủ động và tích cực tham gia vào quá trình học tập khi vấn đề học tập cần giải quyết có mối liên hệ với thực tiễn đích thực mà họ đang sống và cũng chỉ những vấn đề như vậy mới thực sự cuốn hút họ phát huy hết khả năng của mình để giải quyết. Các mô hình này luôn đặt học sinh làm trung tâm cho nên học sinh phải được quyết định một phần (hay toàn bộ) chiến lược học tập, đồng thời học sinh cũng phải chịu trách nhiệm một phần với kết quả học tập của mình. Một số phương pháp dạy học tích cực hiện nay như:  Dạy học theo nhóm: là PPDH hợp tác giúp các thành viên trong nhóm chia sẻ băn khoăn, kinh nghiệm của bản thân, cùng nhau xây dựng nhận thức mới làm cho bài học trở thành quá trình học hỏi lẫn nhau chứ không phải chỉ là sự tiếp thu thụ động từ giáo viên. Sự thành công của bài học sẽ phụ thuộc chủ yếu vào sự tham gia nhiệt tình của các thành viên trong nhóm.  Dạy học Chủ đề (Themse based learning): là sự kết hợp cách tổ chức học theo lớp truyền thống với học theo nhóm hợp tác nhưng chủ yếu vẫn là theo nhóm. Không gian học không bó hẹp trong lớp học mà mở ra ngoài thực tiễn. Thời gian học một chủ đề không nhất thiết trong một hay hai tiết học mà có thể kéo dài trong một vài tuần tuỳ thuộc vào ý nghĩa và mức độ quan trọng, khó khăn của chủ đề.  Dạy học Dự án (Project based learning): được thực hiện trong những điều kiện xác định và có tính phức hợp, liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau, có thể cần sự tham gia của giáo viên nhiều môn học. Hình thức dạy học này phù hợp với việc yêu cầu học sinh huy động kiến thức tổng hợp hoặc chuyên sâu về một lĩnh vực để phân tích, tổng kết, đưa ra kết quả triển khai thực hiện một công việc. Hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm, kết quả của dự án là những sản phẩm có thể được giới thiệu được như các bài viết, tập tranh ảnh sưu tầm, chương trình hành động cụ thể.  Dạy học dựa trên Vấn đề (Problem based learning): là phương pháp học tập mà chủ yếu là hướng dẫn học sinh cách học, cách hợp tác với các thành viên trong cùng một nhóm để tìm ra giải pháp cho một vấn đề có thực trong cuộc sống và đồng thời liên quan đến chương trình học. Những vấn đề này được sử dụng để khơi dậy trí tò mò và khởi xướng nhu cầu học tập. Rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy nghiêm túc, kĩ năng phân tích chuyên sâu cũng như các kĩ năng tìm kiếm và sử dụng các nguồn tài liệu hỗ trợ. 1.4. Dạy học dựa trên Vấn đề (Problem Based Learning – PBL) và khả năng áp dụng vào dạy học Vật lí ở trường phổ thông 1.4.1. Một số định nghĩa về phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL) Theo một số tác giả, PBL được hiểu như sau: - “PBL là bất kì môi trường học tập nào mà vấn đề đặt ra sẽ điều khiển quá trình học tập. Như vậy một vấn đề nào đó sẽ được giao cho người học trước khi họ được học các kiến thức. Vấn đề đặt ra sao cho người học khám phá rằng họ cần phải học một số kiến thức nào đó trước khi họ có thể giải quyết vấn đề”– Don Woods [34]. - “PBL là một ví dụ về mô hình người học là trung tâm của việc học và dạy. Đó là phương pháp học tập dựa trên nguyên tắc sử dụng các vấn đề như là khởi điểm cho việc tiếp thu và tích hợp kiến thức mới” – H.S Barrows [34]. - “PBL vừa là chương trình, vừa là quá trình. Chương trình bao gồm những vấn đề được lựa chọn kĩ càng, đòi hỏi người học trong quá trình học phải tích lũy kiến thức then chốt. Quá trình là sự rèn luyện các kĩ năng giải quyết vấn đề thành thạo, phương pháp tự học, kĩ năng làm việc theo nhóm, rèn luyện trong những quá trình, những phương pháp được sử dụng phổ biến trong cuộc sống, trong giải quyết vấn đề” – Barrows và Kelson [34]. Từ những định nghĩa đã tham khảo, PBL có thể được hiểu là phương pháp hướng dẫn học sinh cách tự học, cách hợp tác với các thành viên trong nhóm để tìm ra giải pháp cho một vấn đề có thực trong cuộc sống, đồng thời liên quan đến chương trình học. Những vấn đề này được sử dụng để khởi xướng nhu cầu học tập, rèn luyện cho học sinh những kĩ năng phân tích vấn đề, tìm kiếm và sử dụng các nguồn tư liệu hỗ trợ , đưa ra các giải pháp giải quyết vấn đề. 1.4.2. Mục tiêu của phương pháp dạy học vật lí dựa trên vấn đề (PBL) 1.4.2.1. Mục tiêu của phương pháp dạy học dựa trên vấn đề  Kiến thức  Giúp người học nắm chắc và ghi nhớ lâu hơn về kiến thức học được theo chiều rộng lẫn chiều sâu. Đó là do trong quá trình tìm hiểu và giải quyết vấn đề, người học hoàn toàn chủ động trong việc xác định nội dung có liên quan để nghiên cứu và tìm hiểu, vận dụng.  Giúp người học tìm hiểu các kiến thức liên môn, có liên quan đến môn học khi họ tham gia giải quyết vấn đề. Điều này làm cho kiến thức mà người học thu nhận được có tính cập nhật và đa dạng.  Kĩ năng  Hình thành và phát triển kĩ năng giao tiếp, tìm kiếm giải pháp, làm việc nhóm: chia sẻ kinh nghiệm, thuyết trình, thảo luận, đánh giá... trong quá trình học tập nhằm phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề.  Phát triển các kĩ năng sống thông qua việc tham gia vào quá trình học tập.  Thái độ  Giúp người học cảm thấy gắn bó và yêu thích môn học.  Giúp người học thấy được những giá trị của hoạt động nhóm, chấp nhận những quan điểm khác nhau, phát triển tư duy phê phán và sáng tạo, nỗ lực học tập không ngừng để phát triển tư duy. 1.4.2.2. Mục tiêu của phương pháp dạy học vật lí dựa trên vấn đề Học tập để vận dụng vào cuộc sống, “học đi đôi với hành” đó là mục tiêu cần phải đạt đến của bất kì môn học nào. Căn cứ vào mục tiêu chung của phương pháp dạy học dựa trên vấn đề, đối với bộ môn vật lí cũng đề ra những mục tiêu riêng.  Kiến thức - Giúp học sinh tìm kiếm và phát hiện các định luật, các thuyết, các nguyên lí cũng như các hiện tượng vật lí chứa đựng trong các sự kiện thực tế. - Giúp học sinh có những hiểu biết cần thiết về phương pháp thực nghiệm. - Nắm được những nguyên tắc cơ bản của những ứng dụng quan trọng của Vật lí trong đời sống và sản xuất. - Xây dựng được mối liên hệ giữa các kiến thức vật lí với các kiến thức của các môn học khác: Toán học, Sinh học, Địa lí, Hoá học...  Kĩ năng - Biết thu thập thông tin từ quan sát, thí nghiệm vật lí, từ tài liệu và các nguồn thông tin đại chúng liên quan đến vấn đề đang tìm hiểu. - Biết cách làm việc với thông tin theo nhóm, khai thác, so sánh, sắp xếp thông tin, liên hệ, suy luận... để giải quyết các vấn đề vật lí. - Rèn luyện kĩ năng thực hành vật lí, sử dụng các dụng cụ, chế tạo những thí nghiệm vật lí đơn giản, đề xuất được các dự án khoa học, phương án thí nghiệm.  Thái độ - Sự hứng thú học tập môn vật lí, có lòng yêu thích khoa học, có tác phong làm việc khoa học, có tính trung thực khoa học, có ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết vật lí vào thực tế giải quyết sáng tạo các vấn đề thực tiễn đích thực, chế tạo, tìm hiểu, cải tiến các thí nghiệm, máy móc 1.4.3. Những đặc trưng cơ bản của phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL) Để thấy rõ những đặc trưng cơ bản, tiến bộ của PBL ta có thể tham khảo bảng nhận xét sau để có cái nhìn tổng quan hơn về phương pháp dạy học mới này [13]. Bảng 1.1. Bảng so sánh phương pháp dạy học truyền thống và dạy học dựa trên vấn đề (PBL). PBL PP dạy học truyền thống Chương trình học - Dựa vào kinh nghiệm, kĩ năng sẵn có của học sinh và khuyến khích khả năng “biết nhiều hơn thế” của học sinh. - Mạch lạc, tương thích. - Soạn thảo bài trước theo một chương trình và một khuôn mẫu định sẵn. - Tuyến tính, duy lí. - Toàn bộ của từng phần. - Dạy học là tạo điều kiện. - Học tập là xây dựng. - Môi trường linh động. - Từng phần của toàn bộ. - Dạy học là truyền thụ. - Học tập là tiếp thu. - Môi trường kết cấu. Vai trò của giáo viên - Huấn luyện viên - Giới thiệu vấn đề, đặt câu hỏi về quá trình suy nghĩ. - Huấn luyện, điều tiết, giám sát việc học, điều chỉnh mức độ khó. - Nhập cuộc, quản lí hoạt động nhóm và quản lí quá trình học tập. - Đánh giá việc học - Người truyền thụ - Hướng dẫn suy nghĩ - Nắm giữ và truyền thụ kiến thức - Quản lí học sinh trong giờ lên lớp - Đánh giá người học Vai trò của người học - Là người tham dự  Chủ động nắm giữ tình thế  Khám phá, giải quyết vấn đề từ bên trong.  Tổng hợp, xây dựng và tích luỹ kiến thức để giải quyết vấn đề trong những điều kiện tự thiết lập. - Là người tiếp thu  Không chủ động  Thụ động theo sự hướng dẫn của giáo viên và đi theo kết cấu bài học trong sách giáo khoa.  Tái tạo kiến thức, thu nhận và kiểm nghiệm thông qua những ví dụ do giáo viên đưa ra hoặc gợi ý trong sách giáo khoa. Vai trò của vấn đề - Vấn đề phi cấu trúc (ill – structured problem): những vấn đề thực tế, có kết thúc mở, có nhiều giải pháp khả dĩ. - Được giới thiệu như một tình huống trong đó vấn đề chưa được xác định rõ - Vấn đề có cấu trúc (well – structured problem): theo khuôn mẫu đã được định sẵn, có sẵn một giải pháp đúng duy nhất. - Được trình bày như một nhiệm vụ để nhớ. Thông qua vấn đề người học bắt ràng. - Vấn đề là tâm điểm, kích thích tố và là bánh xe luân chuyển trong quá trình học. buộc phải sử dụng kiến thức bài mới sẽ học để giải quyết vấn đề. Vai trò của thông tin - Chỉ được giới thiệu một phần bởi người dạy (trừ khi được yêu cầu). Phần lớn được tập hợp và phân tích bởi người học. - Được tổ chức và giới thiệu bởi người dạy. Trên đây là những nét cơ bản để so sánh sự khác biệt giữa PBL với các phương pháp truyền thống mà chúng ta đã và đang sử dụng. Sau đây là những đặc trưng cụ thể hơn của PBL.  Vấn đề là bối cảnh trung tâm của hoạt đông dạy và học Vấn đề là đơn vị cấu trúc cơ bản của PBL. Người học được tiếp cận với vấn đề ngay ở giai đoạn đầu của một đơn vị bài học. Brooks cho rằng một trong những nguyên tắc chủ yếu của sự giảng dạy theo xu hướng tạo dựng là giáo viên gợi ý cho học sinh tìm ý tưởng trong những vấn đề đặt ra. Chuỗi sự kiện hoặc vấn đề nên có tính thử thách những giả thuyết được đưa ra bởi học sinh. Thử thách, tính phi lí, tính dị thường hoặc những sự kiện không nhất quán tạo một điểm khởi đầu để thúc đẩy hoạt động học tập của học sinh [34]. Nussbaum và Novick khẳng định rằng: “để đi đến một khái niệm mới, đầu tiên học sinh phải nhận ra được vấn đề cũng như sự bất lực của họ khi giải quyết nó. Sự bất lực của người học xảy ra bởi sự hiện diện của một sự kiện vấn đề không nhất quán” [34]. Đó là những điều kiện, những tình huống, mâu thuẫn... mà họ không giải thích được. Còn Bruce cho rằng vấn đề mang tính thách thức, không tuân thủ thường làm cho chúng ta dẫn đến tình trạng “mất cân bằng”. Sự thúc đẩy từ tình trạng đó là nguyên nhân dẫn đến sự thắc mắc, sự tò mò và cần phải nghiên cứu, tìm hiểu để làm giảm bớt những nghi ngờ và trở lại trạng thái cân bằng [34]. Như vậy, từ những vấn đề đặt ra sẽ tạo hứng thú, lôi cuốn học sinh tham gia vào bài học. Sự hứng thú đạt đỉnh cao khi nó thôi thúc học sinh đi tìm câu trả lời. Trong nhiều trường hợp, câu trả lời không hẳn là một câu kết luận chính xác, một phương án duy nhất đúng mà nó có thể là những giải pháp chấp nhận được, người ta gọi đó là những giải pháp mở hay kết luận mở. Trong những giải pháp hay kết luận mở đó lại chứa đựng những vấn đề mới, nó lại tiếp tục lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình học. Như vậy trong suốt quá trình học, các vấn đề xuất hiện luôn điều khiển quá trình học tập của học sinh. Đối với bộ môn vật lí – một môn học gắn liền với thực tế thì vấn đề lại đóng vai trò quan trọng. Từ vấn đề lớn đưa ra trong quá trình giải quyết, học sinh sẽ dần dần phát hiện ra những vấn đề chi tiết hơn. Chính điều này là cơ hội để học sinh tìm hiểu kĩ lưỡng và sâu sắc hơn về bản chất của vấn đề.  Người học tự tìm tòi để xác định nguồn thông tin giải quyết vấn đề. Finkle và Torp cho rằng: “Tìm hiểu vấn đề cơ bản là cơ sở của sự phát triển chương trình học và hệ thống hướng dẫn, đồng thời phát triển cả việc giải quyết các vấn đề chiến lược, những cơ sở tri thức, những kĩ năng, kỉ luật... bằng việc đặt học sinh trong vai trò người đang bị đương đầu với vấn đề cần giải quyết” [34]. Như vậy, trên cơ sở vấn đề đặt ra, người học phải tìm tòi, nghiên cứu các nguồn thông tin và sử dụng nó một cách hữu ích nhất. Học sinh sẽ làm việc theo từng nhóm. Các nhóm sẽ lập ra một danh sách những cái đã biết và những cái chưa biết liên quan đến vấn đề. Sự liệt kê này sẽ giúp học sinh gợi lên những kiến thức đã biết và bàn luận, phân tích về những cái chưa biết. Có thể sự phân tích này thỉnh thoảng lại đi sai hướng nhưng nó lại là một khởi nguồn để những giả thuyết mới xuất hiện một cách tự nhiên. Với câu hỏi “Chúng ta cần biết gì?”, học sinh sẽ đặt ra những câu hỏi và câu trả lời để những kiến thức thiếu hụt được làm sáng tỏ. Câu hỏi “Chúng ta nên làm gì?” sẽ giúp học sinh đi tìm câu trả lời theo hướng: ai là người tìm ra? Nguồn thông tin nào để tham khảo hoặc những hành động cụ thể nào được áp dụng?...Trong quá trình đi tìm câu trả lời cho mình học sinh có thể nhờ sự trợ giúp của các chuyên gia, giáo viên, những người có trách nhiệm liên quan đến vấn đề... Tuy nhiên sự giúp đỡ của những người này chỉ dừng ở mức độ gợi ý, còn việc xác định giải pháp trả lời cuối cùng cho vấn đề thì đó vẫn là nhiệm vụ của học sinh. Nguồn thông tin mà học sinh tiếp cận từ nhiều nguồn khác nhau: thư viện, báo chí, các buổi thảo luận, internet, nhà chuyên môn...nhưng học sinh phải là người phân tích và lựa chọn thông tin phù hợp để giải quyết vấn đề. Chính vì sự đa dạng trong phong cách học tập theo phương pháp này mà học sinh phải là người chủ động đi tích lũy kiến thức cho chính mình, không ai có thể làm thay thế việc này được.  Thảo luận nhóm là hoạt động cốt lõi Thông qua thảo luận ở nhóm nhỏ, người học chia sẻ nguồn thông tin và cùng nhau hình thành các giả thuyết giúp giải quyết vấn đề, kiểm tra giả thuyết và đi đến kết luận. Ngay từ bước tiếp cận với vấn đề thì thảo luận nhóm là việc không thể thiếu để cả nhóm thống nhất ý kiến với nhau, xác định vấn đề nào là quan trọng cần tập trung. Khi đã xác định được vấn đề, nhóm cũng cần phải xác định những thuật ngữ, khái niệm còn chưa rõ nghĩa trong vấn đề đặt ra, sau đó các thành viên sẽ chia sẻ kiến thức, sự hiểu biết của mình về vấn đề hoặc phân tích thông tin để cả nhóm đều thống nhất cách hiểu về vấn đề, xác định những khoảng trống, những sự thiếu hụt trong kiến thức, trong sự hiểu biết hiện nay. Đây cũng là cơ sở cần thiết và rất quan trọng để đi tìm giải pháp hợp lý. Trên cơ sở xác định sự thiếu hụt về kiến thức đó, học sinh phải đi tìm kiếm kiến thức bổ sung cho bản thân cũng như để giải quyết vấn đề. Để có được những giải pháp khả dĩ và thuyết phục, mỗi thành viên trong nhóm sẽ phải có thời gian làm việc cá nhân, tự nghiên cứu và tìm hiểu. Tuy nhiên sự nghiên cứu cá nhân chưa hẳn là một nghiên cứu thành công và thuyết phục. Kết quả nghiên cứu cần phải được đưa ra thảo luận với các thành viên khác trong nhóm. Thông qua các câu hỏi, sự chất vấn lẫn nhau giữa các thành viên sẽ làm cho nhóm tập trung hơn, cùng nhau đóng góp ý kiến để có được giải pháp hoàn chỉnh. Thảo luận nhóm cũng là cơ sở để phát triển kĩ năng giao tiếp hiệu quả. Điều quan trọng là mỗi thành viên khi tham gia giao tiếp phải đóng góp những kiến thức và những ý tưởng độc đáo của mình để học hỏi lẫn nhau. Nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng chỉ thông qua các hoạt động thực tiễn, con người mói có thể cải thiện những khả năng của chính mình. Cũng thông qua thảo luận mà học sinh có thời gian và cơ hội để thể hiện mình. Học sinh sẽ được tinh chỉnh, khuyến khích để sự hiểu biết của họ chính xác hơn và họ đạt được mục tiêu học tập nhanh chóng và hiệu quả hơn.  Vai trò của giáo viên chỉ mang tính hỗ trợ Vai trò của giáo viên khi thực hiện giảng dạy theo phương pháp này thì khác với các phương pháp giảng dạy truyền thống. Ở đây giáo viên không phải là người cung cấp kiến thức cho học sinh mà giáo viên chỉ là người cung cấp các sự kiện, tình huống có vấn đề trong thực tế để lôi cuốn học sinh vào tham gia giải quyết vấn đề. Khi học sinh đã tham gia vào quá trình giải quyết vấn đề thì giáo viên sẽ giúp đỡ họ trong quá trình học tập với vai trò của một huấn luyện viên, một người hướng dẫn tạo điều kiện. Sự hướng dẫn có thể thực hiện thông qua các câu hỏi gợi ý và những định hướng để đảm bảo cho các nhóm đang đi đúng hướng và có những lựa chọn hợp lí – những lựa chọn này có thể coi là chìa khóa của việc học. Việc đặt câu hỏi thích hợp với học sinh là một trong những phương tiện để làm cho việc học trở nên nhẹ nhàng hơn. Câu hỏi hợp lí sẽ thu hút sự chú ý của nhóm, tránh sự phân tán của các thành viên. Tuy nhiên, không phải trường hợp nào giáo viên cũng có thể hỏi. Các câu hỏi phải được đưa ra vào thời điểm hợp lí mới phát huy tác dụng. Các câu hỏi giáo viên đưa ra phải gợi ra những lập luận của học sinh, nếu họ có hỏi thêm thông tin về trường hợp nào đó thì giáo viên có thể hỏi: Các em hi vọng tìm ra cái gì? Cái gì là lí do cho câu hỏi của em? Các câu hỏi này có giải quyết được vấn đề thực tế đặt ra không? Những thông tin cốt lõi mà các em cần biết cho những tình huống tương tự sau này là gì? Có bất kì vấn đề nào phát sinh ngoài vấn đề này không? Giáo viên phải khuyến khích học sinh trao đổi và nhấn mạnh những câu hỏi mở để thúc đẩy việc thảo luận hơn là tập trung vào những câu hỏi mà câu trả lời chỉ là có hoặc là không. Nếu học sinh gặp khó khăn trong việc giải quyết vấn đề, hãy cho học sinh những gợi ý, không nên trả lời thay các em và can thiệp vào hầu hết các ý kiến tranh luận của các em hoặc làm gián đoạn buổi thảo luận. Vai trò người hướng dẫn của giáo viên thể hiện ở chỗ giáo viên tham gia định hướng học tập, giới thệu tài liệu thích hợp, chuẩn bị các buổi gặp gỡ đối với học sinh, có những đánh giá nhận xét về hoạt động phối hợp của học sinh trong nhóm cũng như toàn bộ nhóm theo những mục tiêu đã đề ra.  Kiến thức mang tính liên môn Vấn đề học tập đưa ra trong PBL là những vấn đề xuất phát từ thế giới thực. Khi tham gia giải quyết vấn đề HS phải huy động tất cả các kiến thức liên quan đến vấn đề, có thể sử dụng thông tin của những môn học khác nhau để giải quyết nó. Đôi khi HS còn phải làm các bài tập liên quan đến nhiều lĩnh vực kiến thức. Ví dụ như khi học kiến thức vật lí về cân bằng của vật rắn – chương trình vật lí 10, giáo viên có thể đặt ra vấn đề thực từ vụ sập cần cẩu ở cao ốc Centec Power (72 - 74 Nguyễn Thị Minh Khai, Q.1, TP.HCM) vào lúc 14h ngày 27/12/2007. Qua quá trình đi tìm hiểu vấn đề, HS sẽ phải tìm hiểu về luật lao động (môn công dân), tốc độ gió ngày hôm đó (môn địa lí),...  Quan hệ với môi trường bên ngoài Xuất phát từ những vấn đề thực mà việc học của HS theo PBL chịu ảnh hưởng bởi các mối quan hệ giao tiếp với mọi người xung quanh. Việc học có thể được nâng cao khi người học có cơ hội tiếp xúc và cộng tác với người khác qua những công việc hướng dẫn. Các môi trường học cho phép tạo ra các mối tương tác xã hội, tôn trọng tính đa dạng, khuyến khích lối tư duy linh hoạt và hình thành, phát triển kĩ năng sống trong cộng đồng. 1.4.4. Phân loại vấn đề 1.4.4.1. Vấn đề có cấu trúc (well- structured problem) Đó là những vấn đề khi đưa ra đã có sẵn câu trả lời đúng, một giải pháp đúng duy nhất. Đa số các vấn đề mà sách giáo khoa đưa ra trong các lĩnh vực toán học, khoa học tự nhiên là các vấn đề luôn có câu trả lời sẵn. Vấn đề có cấu trúc thường xuất phát từ những sự kiện được sắp đặt trước, nó đã xảy ra và đã có kết quả, giải pháp xử lí rồi. Khi nêu lại vấn đề này giáo viên mong muốn hướng học sinh đến những kết quả có trước đó. Có thể nói vai trò của vấn đề có cấu trúc chỉ được trình bày như một nhiệm vụ để nhớ và được tổ chức, giới thiệu bởi người dạy. Ta xét ví dụ sau để làm rõ vấn đề có cấu trúc: Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ (f = 6cm), cách thấu kính 12cm. Xác định vị trí, tính chất ảnh tạo bởi thấu kính? Đây là một bài toán quang hình truyền thống, áp dụng công thức xác định vị trí ảnh, ta tính được khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là 12cm, ảnh này là thật. Như vậy bài toán này chỉ có một đáp số duy nhất đúng. Vấn đề có cấu trúc thường được sử dụng trong các phương pháp dạy học truyền thống. 1.4.4.2. Vấn đề phi cấu trúc (ill- structured problem)  Vấn đề phi cấu trúc là gì? Đó là những vấn đề thường được hiểu là “Những vấn đề mà học sinh thường phải đối mặt trong cuộc sống hằng ngày, chúng bao gồm những vấn đề về chính trị, xã hội, kinh tế và khoa học” – Simon [34]. “Là những vấn đề mà mục đích thông tin không đầy đủ, rõ ràng” – Wash [34]. “Là những vấn đề hỗn độn, phức hợp trong tự nhiên, nó đòi hỏi sự khảo sát, thu thập thông tin để giải quyết. Tuy nhiên các giải pháp giải quyết vấn đề không đơn giản và không cố định, không có giải pháp nào lập thành công thức và không có giải pháp chính xác” – Howard, McGree, Shin & Shia [34]. “Là các vấn đề mà các dữ liệu đang mâu thuẫn nhau, những người tham gia tranh luận không đồng ý nhau về giả định hay về những giải pháp khác nhau. Người giải quyết vấn đề phi cấu trúc phải thấy trước những quan điểm khác nhau và có những lí luận biện minh cho giải pháp đề nghị” – Carleton College [34]. Những ví dụ minh họa về vấn đề phi cấu trúc. Đối với môn địa lí: Khi học về địa lí Mexico, giáo viên đưa ra vấn đề sau để học sinh tìm hiểu về địa lí Mexico. “Bạn là một nông dân nghèo ở một làng vùng quê xa xôi Mexico. Bạn 25 tuổi, có gia đình với hai con nhỏ. Bạn đang làm quản lí cho một trại nuôi dê. Đời sống khó khăn. Bạn có 5 lựa chọn sau: 1. Rời đến vùng biên giới của Ciudad Juarez 2. Rời đến thành phố Mexico 3. Rời đến nước Mỹ 4. Rời đến vùng Monterry 5. Ở lại vùng nông thôn Mexico” Hãy làm việc theo nhóm để chọn một giải pháp [P11]. Đối với bộ môn vật lí: Khi học về hạt nhân và phóng xạ hạt nhân, vấn đề phi cấu trúc sau được đưa ra: “Bạn là một khoa học gia, làm việc tại ủy ban an toàn hạt nhân. Một số người dân cảm thấy sức khỏe bị đe dọa vì một công ty cất giữ pin thôri phía dưới tòa nhà mà họ đang ở. Bạn có hành động gì không? Và những hành động nào?” – Summer Challenge 1992, IMSA [34]. Vấn đề này sẽ làm cho người học giải quyết vấn đề theo nhiều chiều hướng khác nhau nhưng họ phải đi tìm hiểu thôri là chất gì mà sự ảnh hưởng của nó lại ghê gớm như vậy? Từ đó HS sẽ tiếp cận đến vấn đề hạt nhân và phóng xạ của nó.  Tại sao lại phải sử dụng vấn đề phi cấu trúc trong PBL? Sở dĩ phải sử dụng vấn đề phi cấu trúc vì vấn đề này - Tăng cường kĩ năng nhận thức: Phát triển tốt những kiến thức “nền” (có sẵn) là nhân tố quan trọng trong việc giải quyết vấn đề phi cấu trúc (Jonassen, Roberts) [34]. Khi giải quyết vấn đề phi cấu trúc học sinh áp dụng kiến thức nền một cách có ý nghĩa thay vì giữ kĩ nó trong kí ức (White & Frederiksen) [34]. - Tăng cường kĩ năng tranh luận: Từ những vấn đề phi cấu trúc, HS phải tìm ra những giải pháp, họ sẽ phải thu thập tài liệu, tranh luận và lí giải cho các giải pháp của mình một cách logic và thuyết phục người khác (Voss, Jonassen) [34]. Như vậy, vấn đề phi cấu trúc giúp cho học sinh nhận thức được vấn đề một cách tự nhiên mà không bị ép buộc. Từ nhận thức đó, học sinh phải đi tìm câu trả lời cho những thắc mắc của mình cùng nhau thảo luận để đưa ra những giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề. Giải pháp ở đây không chờ đợi câu trả lời đúng hay sai mà quan trọng là chiến lược giải quyết vấn đề sao cho hợp lí và thuyết phục nhất. 1.4.5. Tổ chức dạy học theo phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (PBL) 1.4.5.1. Một số mô hình của tiến trình thực hiện PBL Để cụ thể hóa chu trình học tập này nhiều nhà giáo dục đã đưa ra các bước để thực hiện. Sau đây là một vài mô hình đề nghị.  Mô hình đề nghị bởi James Busfield và Ton Peijs [P1] (MA, PhD, MIMMM, CEng. School of Engineering and Materials Science. Queen Mary University of London) đưa ra tiến trình 7 bước như sau:  Bước 1:Giải thích các diễn đạt, câu chữ, khái niệm Mỗi học sinh tự xem xét vấn đề đưa ra từ kịch bản, nhận dạng ._.tranh luận quan trọng.  Ghi lại sự tham dự của nhóm.  Hoàn thành việc xem xét hình thức buổi thảo luận cho mỗi nhóm tại mỗi trường hợp cụ thể.  Đảm bảo các buổi thảo luận sau phải được sắp xếp.  Đánh giá việc thực hiện của nhóm.  Tại buổi thảo luận sau, giáo viên nên xem xét lại các dự án đã thực hiện, trong khi đó, sinh viên sẽ gửi những phản hồi, những ý kiến cho đóng góp của riêng họ trong nhóm.  Tại buổi thảo luận, giáo viên nên xem xét lại bản phác thảo chương trình PBL, bản phác thảo đó giống như bài thuyết trình hoặc bài báo cáo.  Giáo viên nên chỉ ra những sai lầm và gửi những lời khuyên và cách thức trình bày. Tại cuối chương trình học, giáo viên nên  Tham dự vào việc đánh giá các sự kiện (bài thuyết trình, hình ảnh,…).  Gởi điểm cho mỗi nhóm mà họ quan sát tại các buổi đánh giá, nhận xét và hoàn thành hình thức trình bày của các nhóm.  Thu thập từ các sinh viên trong nhóm PBL về hình thức đánh giá và đối chiếu với điểm của họ.  Hoàn tất hình thức đánh giá cho nhóm PBL và trở lại với trường hợp học tập tại cuối buổi thảo luận.  Các giảng viên cũng phải có trách nhiệm cho trình độ của mỗi cá nhân được tạo ra từ quá trình xem xét ngang bằng. Điều này phản ánh năng lực của mỗi cá nhân. Việc xem xét và đưa ra ý kiến nhận xét từ phần trình bày của tất cả sinh viên tại các kết luận của từ dự án, đề tài cũng như phản ánh sự quan sát của họ và ghi lại hình thức xem xét cuộc họp. 11) Đánh giá PBL Nhóm nghiên cứu sẽ gởi một hoặc một số vấn đề cho việc hình thành của mỗi dự án: báo cáo, thuyết trình, lập trang web, thiết kế và xây dựng các thiết bị, các dạng cụ thể sẽ được xác định vào đầu chương học. GV sẽ đánh giá công việc để cho điểm nhóm. Những năng lực của mỗi sinh viên sẽ được xem xét bằng việc sử dụng tiến trình xem xét ngang bằng để tạo ra nhân tố riêng cho mỗi sinh viên. Điều này được thực hiện bởi mỗi sinh viên thông qua việc hoàn thành một hình thức đánh giá công bằng tại các kết luận của từng dự án. Công việc này được giao cho các giảng viên tại các buổi đánh giá, nhận xét. Các giảng viên có trách nhiệm cho trình độ của mỗi cá nhân được tạo ra từ quá trình xem xét ngang bằng. Điều này phản ánh năng lực của mỗi cá nhân với việc xem xét các thông tin phản hồi từ các sinh viên. Mỗi giáo viên sau đó nên hoàn tất hình thức đánh giá cho nhóm .GV đối chiếu với toàn bộ điểm của nhóm và các nhân tố trong việc tạo ra những điểm số cho chương trình PBL. Giáo viên nên phân biệt giữa điểm của các sinh viên và nên lưu ý rằng các điểm số không nên thay đổi mức điểm trung bình của nhóm. Vì vậy, hệ số nhân trung bình của nhóm phải là 1.00. Chẳng hạn, nếu giảng viên muốn cho một thành viên nào đó điểm cao hơn các thành viên khác của nhóm bao nhiêu, thì điểm của một hoặc nhiều thành viên sẽ giảm một lượng tương tự. Hệ số nhân được đề nghị là:  Không tham gia 0.0  Tham gia rất ít 0.75  Tham gia ở mức độ bình thường 1.0  Tham gia đầy đủ, tốt 1.1  Tham gia tích cực 1.25 Một ví dụ cho chương trình nghiên cứu được yêu cầu rằng bài báo cáo và bài thuyết trình được hoàn thành. Sau đó, điểm số được chia ra baùo caùo + trình baøy mieäng heä soá nhaân 2 ´ Mỗi cá nhân trong nhóm sẽ được đánh giá tốt nếu họ chứng minh được những điều sau đây:  Phân tích vấn đề.  Đổi mới những giải pháp có tính khả thi.  Nhận xét, đánh giá những đề nghị của nhóm.  Chứng minh những giả thuyết, kiến thức trước đó cũng như tiếp thu những kiến thức mới trong chương trình học.  Sử dụng kĩ năng thực hành trong chương trình học. Thêm vào đó, vai trò trong nhóm sẽ được đánh giá bao gồm: Nhóm trưởng, thư kí, người ghi chép, nhóm thành viên Hình thức của PBL. Viết báo cáo Hình thức trình bày là điều mà mỗi nhóm trông đợi. Bài báo nên: có cấu trúc, bao gồm chi tiết của những bài thí nghiệm; những vấn đề cần thiết trong quá trình nghiên cứu; Ghi chú lại cuộc họp của tiến trình PBL. Trình bày Sinh viên có thể được yêu cầu trình bày dựa trên sự tìm hiểu của nhóm mình. Chỉ cần một đến ba sinh viên trình bày trong một buổi báo cáo nhưng trong suốt năm học, mỗi sinh viên phải có ít nhất một lần báo cáo. Trình bày trong khoảng 10 phút, 5 phút để đặt câu hỏi và phản hồi ngay bởi nhóm trình bày. Poster Đôi khi, việc đánh giá cũng dựa vào những poster được trình bày. Những poster này phải rõ ràng, súc tích và dễ hiểu. Nguồn Web Thỉnh thoảng những sinh viên lại được yêu cầu thiết kế những trang web để giải thích những phát hiện của họ. Trang web với những thiết kế sẵn làm việc báo cáo dễ dàng hơn. Thiết kế và xây dựng nền tảng học tập Thỉnh thoảng, sinh viên trong nhóm lại được yêu cầu làm một thiết bị hoặc một cấu trúc nào đó như một phần của việc nghiêm cứu. Việc này thường làm vào cuối mỗi giai đoạn nghiên cứu để kiểm tra và đánh giá. Tài liệu tham khảo Boud, D. and Feletti, G. (eds) (1998) The challenge of problem-based learning, 2nd ed, RoutledgeFalmer, London. Schwartz, P. et al (eds) (2001) Problem-based learning: casestudies, experience and practice, Routledge Falmer, London. Savin-Baden, M. (2000) Problem-based learning in higher education: untold stories, SRHE & Open University Press, Buckingham. PHỤ LỤC 2 Bản dịch bài “Migration in Mexico: A Problem based learning Module” tham khảo tại địa chỉ www.gees.ac.uk/projtheme/linktr/Fournier.html đăng bởi Eric J. Fournier (Department of Geography Samford University) Đây là bản dịch giới thiệu về việc áp dụng PBL trong giảng dạy môn Địa lí cho sinh viên các trường cao đẳng và đại học. Thông qua vấn đề di dân đến Mexico nhưng đồng thời qua việc tìm hiểu mà sinh viên sẽ trang bị cho mình những kiến thức về các vùng địa lí trên thế giới. Mục tiêu cơ bản của 101 GEOG là cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về địa lí thế giới, từ những nơi đơn giản đến những vùng phức tạp, bao gồm sự tương tác của không gian và những kiến thức địa lí như một ngành khoa học. Mục tiêu này cũng hướng tới sự phát triển khả năng liên kết thông tin với những sự kiện thực của thế giới. Thường thì có rất nhiều thông tin được đề cập trong sách vở nhưng lại thiếu tính cập nhật. PBL là phương pháp kết nối những thông tin với nhau trong việc giải quyết những vấn đề thực và sinh viên cũng luôn mong muốn được đánh giá, xử lí những thông tin đó. Bài học này giới thiệu về lớp học địa lí. Lớp học này được chia thành các nhóm, mỗi nhóm khoảng 4 đến 5 sinh viên. Một phần bài học của sinh viên là họ được yêu cầu đóng vai trò là người nông dân nghèo sống ở vùng nông thôn, Bắc Mexico. Kịch bản : Bạn là một nông dân nghèo sống ở một ngôi làng xa xôi vùng Mesa del Nort. Bạn 25 tuổi, đã kết hôn và có hai con. Hiện tại bạn làm công việc chăn dê. Cuộc sống không tốt lắm. Bạn muốn có một cuộc sống tốt hơn. Bạn có 5 lựa chọn sau: 1. Rời đến vùng biên giới của Ciudad Juarez 2. Rời đến thành phố Mexico 3. Rời đến nước Mỹ 4. Rời đến vùng Monterry 5. Ở lại vùng nông thôn Mexico Mỗi nhóm sẽ có lựa chọn để nghiên cứu. Đây là một số câu hỏi gợi ý: 1. Bạn làm di chuyển bằng cách nào? 2. Bạn sẽ lựa chọn gì nếu bạn ở lại? 3. Bạn sẽ làm gì khi bạn ở đó? 4. Nơi nào bạn sẽ sống ở đâu? 5. Bạn sẽ kiếm sống như thế nào? 6. Một vài khó khăn trong quyết định của bạn là gì? 7. Những thuận lợi trong quyết định của bạn là gì? 8. Những vấn đề nguy hiểm liên quan là gì? 9. Nhân tố tiềm ẩn có lợi là gì? Sinh viên mỗi nhóm nghiên cứu, ghi chú riêng cả hai khía cạnh khả thi và không khả thi của sự lựa chọn di cư, sau đó tập hợp nhóm lại và biểu quyết cho lựa chọn tốt nhất. Bằng phương pháp này sinh viên biết được nhiều về sự di cư, điều kiện nông thôn Mexico, địa lí của Mexico và những hiểu biết cơ bản của vấn đề kinh tế NAFTA. Để chỉ ra những thiếu hụt trong kiến thức của sinh viên, mỗi bài học nên bắt đầu bằng bài giảng ngắn về địa lí Mexico, giới thiệu về đất nước và cung cấp những nền tảng cơ bản cho tất cả các sinh viên. Giới thiệu bài giảng cũng là bài thực hành của sinh viên liên quan đến miền quê. Hầu hết các sinh viên đều xem Mexico là một nước nhỏ, nghèo. Bản đồ Mexico trải rộng từ bang Oreon đến Florida. So sánh các dữ liệu kinh tế được thống kê cho thấy rằng Mexico là nước thuộc cấp trung bình về bình quân thu nhập và sản lượng sản xuất. Chủ đề về Mexico sẽ được giao cho sinh viên để họ phát huy được nền tảng kiến thức cũng như việc họ bắt đầu với nhiệm vụ của mình. Vấn đề hợp tác luôn được tăng cường, vì nó không thể hoàn thành nếu chỉ làm việc riêng lẻ, cá nhân. Thêm vào đó, khi nhiệm vụ được xác định rõ ràng thì sẽ giúp sinh viên làm việc nhóm tốt hơn. Mỗi sinh viên cần viết ra ý tưởng di cư của họ vào một mảnh giấy nhỏ bởi lẽ các vấn đề phi cấu trúc của PBL đều không có câu trả lời đúng hay sai. Mỗi quyết định về sự di cư đều được công nhận như nhau miễn là nó phải được giải thích rõ ràng và có cơ sở. Nhìn chung tất cả các bước được thực hiện đều phải được đảm bảo tính hiệu quả khi sử dụng thời gian. Những nguồn tài liệu cần được cung cấp có thể là từ những bài báo, những bài photo, sách giáo khoa và từ những nguồn thông tin khác. Những nguồn thông tin này sẽ tạo điều kiện cho các sinh viên nghiên cứu (ở những lớp có trình độ cao hơn thì phải có trách nhiệm trong việc tìm kiếm những thông tin riêng cho họ). Sau khi có sự lựa chọn về di cư, các nhóm bắt đầu tiến hành công việc của mình. Khi sinh viên làm việc theo kế hoạch, họ sẽ được giáo viên hướng dẫn, trao đổi giữa các nhóm và được cho lời khuyên, nhận xét và phê bình. Những nguồn tài liệu tham khảo mà sinh viên sử dụng: sách giáo khoa, các trang web,... Thời gian tìm hiểu vấn đề này là không quá 3 ngày. Sinh viên sử dụng thời gian trên lớp cho việc thảo luận nhóm, hướng dẫn của giáo viên. Nội dung mỗi ngày hoạt động được tóm tắt như sau:  Ngày thứ nhất:  Giới thiệu chủ đề với sự tóm tắt ngắn gọn về địa lý Mexico (15 phút)  Chi tiết vấn đề  Vấn đề sinh viên thảo luận  Đặt câu hỏi  Lựa chọn sự di cư (nghiên cứu sự lựa chọn)  Chi tiết về nguồn thông tin  Sinh viên đánh giá và phân phối nguồn thông tin  Làm công việc được giao  Nghiên cứu riêng  Ngày thứ hai:  Tiến trình báo cáo theo nhóm làm tại lớp học  Những thành viên trong nhóm xây dựng câu hỏi  Phân loại vấn đề. Chỉ rõ vấn đề nếu cần thiết  Sinh viên cung cấp lại nguồn thông tin. Chia sẻ thông tin  Phân loại công việc  Nghiên cứu riêng  Viết bài báo cáo khoảng 2 – 3 trang  Ngày thứ ba:  Gặp nhau tại lớp học  Mỗi nhóm sinh viên đi đến quyết định cuối cùng (ví dụ như tất cả đều đồng ý lựa chọn nơi đến là thành phố Mexico)  Thảo luận về ưu và nhược điểm của quyết định của họ  Mỗi thành viên trong nhóm gởi thông tin nơi đến  Viết bài báo cáo giải thích và bảo vệ quyết định của họ  Quyết định giới thiệu, thảo luận trước lớp. Mỗi sinh viên sẽ viết báo cáo khoảng 2 – 3 trang để trả lời các câu hỏi. Phần này được 25 điểm. Sau khi mỗi sinh viên hoàn thành bài nghiên cứu của họ, nhóm sẽ triệu tập và thảo luận 4 lựa chọn để xem xét cái nào là lựa chọn tốt nhất, tại sao? Cái nào là dở nhất? Tại sao? Mỗi nhóm sẽ nộp một bài báo cáo ngắn (1 trang hoặc hơn) dựa vào buổi thảo luận của nhóm. Phần này được 5 điểm. Như vậy, tổng điểm mà họ đạt được sẽ là 30 điểm. PHỤ LỤC 3 Bài báo cáo của nhóm 2 Baøi baùo caùo soá 1 Điểm Nhận xét của cô …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………  Tình huống đặt ra: Trâm là tổ trưởng tổ 4, Hằng là lớp phó học tập, Nam là lớp trưởng của lớp 11A1. Đầu năm học GVCN đã sắp chỗ cho các bạn này ngồi ở những vị trí sao cho có thể bao quát được lớp học. Hằng ngồi ở cuối lớp, Nam ngồi ở bàn gần bàn đầu lớp và Trâm ngồi ở bàn kế cuối. Gần đây, các bạn muốn xin GVCN đổi chỗ ngồi. Hằng và Trâm xin chuyển lên trên, Nam xin chuyển xuống dưới. Lí do mà các bạn này đưa ra là các bạn nhìn bảng không rõ, nên ảnh hưởng đến việc học. GVCN đang băn khoăn về việc xin đổi chỗ của các bạn. Em có kiến nghị gì để giúp GVCN giải quyết vấn đề này?  Phân tích vấn đề: Việc các bạn Hằng, Nam và Trâm muốn đổi chỗ có thể vì các lý do được biểu diễn trong sơ đồ sau: Trong đó, theo quan điểm của nhóm, chúng em thiên về vai trò của mắt và trường hợp các bạn có thể mắc các tật về mắt phổ biến trong học đường như cận thị, viễn thị, do đó làm ảnh hưởng đến khả năng nhìn bảng. Nhóm chúng em đề xuất cách giải quyết là yêu cầu các bạn đi khám kiểm tra lại mắt. Sau khi xem kết quả, chúng em nhận thấy có rất nhiều vấn đề về mắt và các tật của mắt. Và sau một quá trình tìm tòi và thảo luận, chúng em xin đưa ra kết quả có được của mình về các mảng:  Triển khai nội dung tìm hiểu: I. Cấu tạo và khả năng thu nhận ảnh của mắt trong điều kiện bình thường: 1. Cấu tạo Mắt (organon visus) gồm có nhãn cầu, thần kinh mắt và những bộ phận phụ thuộc như mí mắt, lông mi, các cơ mắt, các cân mạc, tuyến lệ và các màng tiếp hợp. Nhãn cầu (bulbus oculi) là phần chính yếu nhất, thường được so sánh với chiếc máy ảnh vì đặc tính chính xác quang học của nó.Nhãn cầu gồm 3 lớp màng có tên gọi là: màng ngoài (củng mạc), màng giữa (m Hình I.1.1. Vị trí của mắt àng bồ đào), màng trong (võng mạc). Hình I.1.2. Cấu tạo mắt Thể thủy tinh giữ vai trò của một thấu kính để hội tụ ánh sáng trên võng mạc. Giữa giác mạc và thể thủy tinh là thủy dịch, giữa thể thủy tinh và võng mạc là dịch kính (dịch thuỷ tinh). Cả hai chất dịch này giữ cho mắt không bị xẹp. - Lỗ tròn giữa màng mống mắt được gọi là con ngươi. Phần lớn nhất của hõm sau thủy tinh thể chứa đầy một chất trong suốt gọi là dịch kính (corpus vitreum). Cái băng đỡ thủy tinh thể được gọi là vùng bè (mi) (zonula ciliaris zinni) căng ra giữa màng ngang thủy tinh thể và thân bè (corpus ciliare). Giác mạc, tiền phòng, con ngươi, thủy tinh thể (thấu kính) và dịch kính có chức năng cho xuyên qua và phản chiếu tia sáng, vì vậy chúng được gọi là môi trường xuyên ánh sáng. Võng mạc và thần kinh mắt tuần tự là những bộ phận tiếp nhận và truyền dẫn xung động ánh sáng. Phần giữa của võng mạc được gọi là hoàng điểm (macula lutea) có chức năng nhạy cảm nhất. Các cơ của mắt cũng tham gia vào một số chức năng của mắt. Các cơ mống mắt giúp điều chỉnh đường kính đồng tử. Cơ thể mi có thể làm thay đổi độ cong của thể thủy tinh. Các cơ ngoài mắt điều khiển mắt quay về phía mục tiêu thị giác. 2. Chức năng thu nhận ảnh của mắt: Có thể nói thị giác là giác quan quan trọng hàng đầu trong ngũ quan của con người. Nhờ vào đôi mắt sáng con người có thể dễ dàng tự do đi đứng, tư duy và sáng tạo. Mất đi thị giác mọi hoạt động căn bản con người đều bị đình trệ. Ngày nay nhiều khoa học gia đang tìm cách sử dụng những hiểu biết về thị giác để phát minh mắt nhân tạo thay thế cặp mắt tự nhiên. Tiếc thay ngay cả những máy móc tinh vi nhất hiện nay vẫn chưa thể thay thế khả năng thâu nhận, tổng hợp và phân tích của cặp mắt tự nhiên. Về nhiều phương diện chẳng hạn như khả năng phân biệt màu sắc và cường độ ánh sáng, cử động nhanh chậm, hình thể kích thước, khoảng cách xa gần của vật thể, mắt nhân tạo vẫn thua xa mắt tự nhiên. Hình I.2.1. Sự tạo ảnh trên bề mặt võng mạc Mắt có thể nhận diện hình ảnh một cách rất chi tiết nhờ vào số lượng cảm quang (photoreceptor) khổng lồ - trung bình khoảng 120 triệu. Các máy thâu hình hiện đại cũng chỉ có khoảng vài triệu đơn vị cảm quang. Mắt cũng có thể phân biệt khá chính xác chiều sâu, chiều rộng, chiều cao của cảnh vật nhờ vào độ sâu của lớp fovea trên võng mạc, trong khi đó các máy thâu hình đa số chỉ ghi nhận chiều cao và rộng. Để phân tích các tín hiệu nhận được, mỗi tế bào neuron cảm quang của mắt hoạt động như một computer chip riêng biệt, thực hiện các phép tính cộng trừ nhân chia, phóng đại (amplification), và các phép tính phức tạp khác. Điều này cũng lý giải tại sao mắt người lại có khả năng thu nhỏ hình ảnh của những vật thể khá lớn và truyền về hệ thần kinh trung ương phân tích nằm ở thuỳ chẩm. Để phân biệt màu sắc, những tế bào cảm quang của mắt chia làm ba thành phần khác nhau, mỗi thành phần cảm nhận một loại màu sắc chính: đỏ (red), xanh lá cây (green) , hoặc xanh (blue). Tùy theo tỉ lệ của ba màu này kết hợp tạo nên đủ loại màu sắc khác nhau trong não bộ trung ương. II. Các tật khúc xạ Như đã nêu trên, việc thu nhận ảnh của mắt có sự đóng góp quan trọng của thể thuỷ tinh – đóng vai trò như một thấu kính. Nhờ sự điều tiết của mắt, thể thuỷ tinh có thể phồng lên hoặc xẹp xuống dưới sự vận động của các cơ mắt. Nếu ánh sáng có cường độ quá cao, tròng đen sẽ điều chỉnh kích thước đồng tử để vừa đủ ánh sáng xuyên đến võng mạc. Nếu điểm hội tụ của các tia sáng xuyên qua lớp giác mạc không nằm trên võng mạc, những cơ mắt sẽ tự điều chỉnh phần thấu kính (lens) gắn liền phía sau giác mạc để thay đổi độ cong và độ dày của hệ thống giác mạc, khiến cho điểm hội tụ được dịch chuyển trở lại đúng vị trí nằm trên võng mạc. Tuy nhiên, theo thời gian, độ dày của lớp thấu kính này thường thay đổi, hoặc các cơ mắt trở nên kém linh động, tạo nên hiện tượng cận thị (nearsightedness) hoặc viễn thị (farsightedness). 1. Cận thị: Cận thị là một tật liên quan đến khúc xạ ở mắt. Người bị cận thị có thể nhìn bình thường đối với những mục tiêu ở cự ly gần, nhưng không nhìn rõ đối với những mục tiêu ở cự ly xa nếu mắt không điều tiết. Nguyên nhân của cận thị là do giác mạc vồng quá hoặc do trục trước - sau của cầu mắt dài quá khiến cho hình ảnh không hội tụ đúng võng mạc như mắt bình thường mà lại hội tụ ở phía trước võng mạc. Hình II.1.1. So sánh khoảng cách ảnh tạo thành với bề mặt giác mạc giữa mắt cận thị (bên phải) và mắt bình thường (bên trái). Cách khắc phục trong những trường hợp này: muốn nhìn rõ vật ở khoảng cách bình thường phải đeo kính cận (kính có mặt lõm - kính phân kỳ) để làm giảm độ hội tụ cho ảnh lùi về đúng võng mạc. Hình II.1.2. Sự điều chỉnh vị trí ảnh bằng kính phân kì ở mắt cận Có nhận thức sai lầm rằng người cận thị về già thì độ cận sẽ giảm đi. Thực tế, người trẻ bị cận thị nếu không chữa khi về già sẽ bị thêm viễn thị, nghĩa là sẽ nhìn không rõ cả những mục tiêu ở cự ly gần lẫn những mục tiêu ở cự ly xa mà chỉ nhìn được các mục tiêu ở cự ly trung bình. Để khắc phục, người bị tật cận - viễn cần đeo kính hai tròng với mắt kính ghép một nửa lồi, một nửa lõm. 2. Viễn thị: Viễn thị là một tật liên quan đến khúc xạ ở mắt. Người bị viễn thị có thể nhìn bình thường đối với những mục tiêu ở cự ly xa, song không nhìn rõ những mục tiêu ở cự ly gần. Nguyên nhân của viễn thị là giác mạc dẹt quá hoặc trục trước - sau của cầu mắt ngắn quá khiến cho hình ảnh không hội tụ ở đúng võng mạc như mắt bình thường mà lại hội tụ ở phía sau võng mạc. Một thấu kính lồi (kính hội tụ) phù hợp có thể giúp điều chỉnh điểm hội tụ về đúng võng mạc. Hình II.2.2. Khắc phục viễn thị  Những câu hỏi đặt ra trong quá trình thảo luận: Tại sao khi nhìn vật ở quá gần (tức vượt quá điểm cực cận) hình ảnh lại bị mờ? Ta đã biết, khả năng cảm nhận hình ảnh của mắt phụ thuộc chủ yếu vào các tế bào cảm quang (tế bào nón, tế bào que) tập trung ở khu vực giới giạn giữa điểm vàng (điểm đen như hình) và điểm mù, đặc biệt tại điểm vàng. Vượt quá điểm mù, mắt sẽ không có khả năng cảm nhận hình ảnh tại những vị trí này. Từ đó, ta có thể giải thích câu hỏi như sau: khi vật quá gần mắt, thể thuỷ tinh không còn khả năng điều tiết thêm nữa, lúc này ảnh của vật sẽ vượt qua giới hạn cảm nhận hình ảnh của mắt, và do đó trung tâm thần kinh không thể phân tích toàn bộ hình ảnh của vật dẫn đến ảnh sẽ bị mờ Người bị cận thị có khả năng mắc viễn thị hay không? (Xem mục II.1. Cận thị) Tại sao mắt có thể nhìn thấy các vật khi chúng có kích thước và vị trí khác nhau? Đó là do khả năng điều tiết của mắt khi vật gần mắt thấu kính mắt phải tăng độ cong (giảm tiêu cự), khi vật ở xa mắt thấu kính mắt phải giảm độ cong (tăng tiêu cự) sao cho ảnh của vật cần quan sát hiện trên màng lưới . Trong các kết quả khám mắt, người bị cận thường ghi là -…dp, người bị viễn ghi +…dp. Tại sao lại ghi như thế? Điều này có ý nghĩa như thế nào về phương diện vật lý? Để giải thích rõ hơn, cả nhóm lại tiếp tục tìm hiểu về thấu kính và các kết quả thu nhận được như sau: Thấu kính và đường truyền tia sáng qua thấu kính I. Định nghĩa: Thấu kính là một khối trong suốt, đuợc giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. Có 2 loại thấu kính: nếu đặt trong không khí thì TKHT là loại TK mép mỏng và TKPK là loại mép dày. Ta chỉ xét các thấu kính mỏng, nghĩa là các thấu kính có bề dày ở tâm rất nhỏ.  Tính chất của quang tâm Một tia sáng bất kì qua quang tâm thì truyền thẳng.  Điều khiện cho ảnh rõ nét Để thấu kính cho ảnh rõ nét, các tia sáng tới thấu kính phải lập một góc nhỏ với trục chính.Ứng với một điểm vật chỉ có một điểm ảnh nên vật cho ảnh rõ nét. Đó là điều kiện tương điểm. II. Tiêu điểm, tiêu diện, tiêu cự 1. Tiêu điểm ảnh chính: Là điểm nằm trên trục chính mà khi chiếu chùm tia tới song song đến thấu kính thì cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm trên trục chính. Điểm hội tụ đó gọi là tiêu điểm ảnh chính F’. (Đối với TKPK, tiêu điểm ảnh là ảo vì các tia ló cắt nhau theo đường kéo dài). 2. Tiêu điểm vật chính: Là điểm nằm trên trục chính của thấu kính mà từ đó chiếu tia sáng đến thấu kính thì sẽ cho chùm tia ló song song với trục chính. Điểm đó gọi là tiêu điểm vật chính F. Các tiêu điểm F và F’ đối xứng với nhau qua quang tâm. O F'OF' F' 3. Tiêu diện, tiêu điểm phụ: Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm F được gọi là tiêu diện vật. Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu ảnh chính là F’ được gọi là tiêu diện ảnh. Điểm cắt của một trục phụ bất kì với tiêu điểm vật hay tiêu điểm ảnh được gọi là tiêu điểm vật phụ hay tiêu điểm ảnh phụ. 4. Tiêu cự: Tiêu cự là độ dài đại số, được kí hiệu là f, có trị tuyệt đối bằng khoảng cách từ các tiêu điểm chính tới quang tâm thấu kính. |f| = OF = OF’ Quy ước: f > 0 với thấu kính hội tụ f < 0 với thấu kính phân kì III. Đường đi của tia sáng qua thấu kính: Tia tới song song với trục chính, tia ló tương ứng đi qua tiêu điểm ảnh chính F’ Tia tới qua tiêu điểm vật chính F, tia ló tương ứng song song với trục chính. Tia tới qua quang tâm O thì tia ló truyền thẳng. IV. Các công thức của thấu kính: 1. Công thức xác định vị trí ảnh Xét 2 tam giác đồng dạng BIJ, FOJ : OJ OF IJ IB  (1) Xét 2 tam giác đồng dạng B’IJ, F’OJ : ' ' OI OF IJ IB  (2) (1)+(2) theo vế : 1 1( ) ' OF1 ' IB IB    Suy ra : 1 1 1 ' 'OF OA OA   1 1 1 'f d d   Hay 2. Công thức xác định độ tụ của thấu kính Đối với TK mỏng hai mặt lồi ta coi như hợp bởi 2 TK phẳng-lồi. Vì TK mỏng nên nó tương đương 2 lăng kính có góc chiết quang nhỏ. Với A nhỏ r, r’, ta có , (SGK VL 11/ 273) i n r  'i n r  ' ' ( ') ( 1)D i i A n r r n A         (1) Ta có: 1 sin hA A R   (2) (1), (2) 1 1 ( 1) hD n R    (3) Tương tự với TK phẳng lồi bán kính R2 2 2 ( 1) hD n R    (4) Độ lệch qua TK 2 mặt lồi 1 2 1 2 1 1( 1) (D D D h n ) R R        (5) Tia tới song song trục chính, tia khúc xạ qua tiêu điểm F’, ta có: hD f  (6) Từ (5), (6) 1 2 1 1( 1) (n 1 ) f R R     (Đpcm) V. Kết luận và kiến nghị: Về phương diện quang hình học, ta có thể coi mắt là một hệ thống bao gồm giác mạc, thuỷ dịch và thuỷ tinh thể, thuỷ tinh dịch, tuơng đuơng như một thấu kính hội tụ. Thấu kính tuơng đương này được gọi là thấu kính mắt, tiêu cự của thấu kính mắt có thể thay đổi được khi độ cong của thuỷ tinh thể thay đổi được nhờ sự co dãn của cơ vòng. Kết quả khám mắt của các bạn Hằng, Trâm, Nam đã rõ ràng. Nam bị viễn thị, Hằng và Trâm bị cận thị. Thông qua những kết quả tìm hiểu về thấu kính, mắt cả nhóm 2 đề xuất ý kiến giúp GVCN giải quyết vấn đề. Đó là không cần đổi lại chỗ cho các bạn này mà yêu cầu các bạn đi cắt kính có độ tụ thích hợp với mắt để đeo, khi đó mắt sẽ trở lại bình thường. Mắt bình thường Mắt cận Mắt viễn Đặc điểm giác mạc và cầu mắt Có khả năng điều tiết phù hợp với vị trí vật Giác mạc quá vồng, trục trước – sau của cầu mắt dài quá Giác mạc quá dẹt, trục trước – sau của cầu mắt ngắn quá Vị trí tiêu điểm Nằm trên võng mạc Phía trước võng mạc Phía sau võng mạc Điểm cực cận Cách mắt khoảng 15 – 20 cm tuỳ độ tuổi Gần mắt hơn so với bình thường Xa mắt hơn so với bình thường Điểm cực viễn Ở vô cực Cách mắt khoảng 2m (tuỳ theo độ cận) Ở vô cực ____________________________________________ NGUỒN THAM KHẢO Fairchild, Mark; Color Appearance Models (Massachusetts: Addison Wesley Longman, 1998) Kuehni, Rolf, Color, An Introduction to Practice and Principles (New York: John Wiley & Sons, 1997) Bass, Michael, Handbook of Optics (New York, McGraw-Hill, 1995) Trịnh Xuân Thuận, Những con đường của ánh sáng www.eyesandoptics.com; www.en.wikipedia.com; www.banluan.com; www.google.com.vn PHỤ LỤC 4 Thống kê điểm của lớp TN và ĐC BẢNG ĐIỂM ĐÁNH GIÁ HỌC SINH TRONG TỪNG NHÓM THỰC NGHIỆM Nhóm 1 Các tiêu chí Số TT Họ và tên 1 2 3 4 5 6 Trung bình Hệ số Điểm QT 9 Nguyễn Văn Hoà 7 8 7 7 7 6 7.0 1.1 7.4 11 Võ Tuấn Hùng 6 5 4 6 6 7 5.7 1.0 6.4 20 Hà Tấn Phát 8 8 8 9 10 8 8.5 1.2 8.7 21 Ngyễn Thị Quỳnh Phúc 9 10 8 9 9 7 8.7 1.2 8.8 22 Vũ Ngọc Thành Phước 7 9 9 8 6 7 7.7 1.1 7.8 29 Võ Đình Thông 6 7 7 8 7 7 7.0 1.0 7.1 31 Đào Thị Minh Thuý 7 6 7 8 4 5 6.2 1.0 6.7 34 Nguyến Đoàn Anh Thy 7 6 7 7 6 6 6.5 1.0 6.8 37 Nguyễn Thị Bảo Trân 8 8 7 9 7 7 7.7 1.2 8.2 40 Trương Quốc Tuấn 5 5 6 7 7 7 6.2 0.75 5.9 42 Nguyễn Anh Tú 5 6 5 7 6 6 5.8 1.0 6.5 49 Hà Huy Vũ 4 4 5 6 5 6 5.0 0.75 5.4 Nhóm 2 Các tiêu chí Số TT Họ và tên 1 2 3 4 5 6 Trung bình Hệ số Điểm QT 2 Vũ Tuấn Anh 9 8 8 8 9 8 8.3 1.2 8.9 4 Huỳnh Thị Ngọc Châu 4 3 5 7 4 5 5.5 1.0 6.7 5 Phạm Anh Dũng 6 8 6 5 8 6 6.5 7.1 7.5 10 Vũ Đức Huy 5 6 6 7 6 6 6.5 0.75 6.2 15 Trần Thị Mỹ Linh 7 8 8 9 7 8 7.8 1.0 7.8 16 Trần Hoàng Luân 7 8 9 8 9 8 8.2 1.1 8.4 17 Kim Hoài Nam 7 8 7 8 7 8 7.5 1.1 8.0 19 Vũ Duy Pháp 8 7 6 7 5 8 6.8 0.75 6.5 35 Phạm Duy Tiến 8 8 7 7 8 8 7.7 1.1 8.1 36 Trương Tú Trâm 9 10 9 10 8 7 8.8 1.2 9.2 39 Nguyễn Đức Tuấn 4 5 5 6 4 7 5.2 1.0 6.5 41 Hoàng Tuấn Tú 5 5 5 7 5 7 5.7 0.75 6.0 Nhóm 3 Các tiêu chí Số TT Họ và tên 1 2 3 4 5 6 Trung bình Hệ số Điểm QT 1 Lê Thị Thuỳ An 8 8 8 8 8 6 7.7 1.1 7.2 6 Đậu Thị Thuỳ Dương 7 8 6 5 8 7 6.8 1.0 6.4 12 Đào Tiến Hưng 6 7 8 7 7 7 7.0 1.0 6.5 13 Dương Anh Khoa 7 8 8 9 8 8 8.0 1.1 7.4 14 Lê Ngọc Phương Linh 6 5 6 7 6 6 6.0 0.75 5.3 25 Nguyễn Đức Tâm 6 7 5 6 5 7 6.0 1.1 6.3 30 Nguyễn Thị Mộng Thu 5 6 6 8 7 6 6.3 0.75 5.4 32 Trần Quang Thuỵ 7 8 8 7 8 9 8.0 1.2 7.8 38 Nguyễn Dương Tiến Trường 5 4 5 7 5 7 5.5 0.75 5.1 44 Lê Thị Mỹ Vân 8 7 6 7 8 5 6.8 1.0 6.4 47 Nguyễn Đức Vương 8 8 7 6 9 7 7.5 1.2 7.5 Nhóm 4 Các tiêu chí Số TT Họ và tên 1 2 3 4 5 6 Trung bình Hệ số Điểm QT 3 Nguyễn Nguyên Ân 8 8 9 8 7 8 8.0 1.2 8.1 7 Vũ Minh Đại 7 6 7 7 6 7 6.7 1.0 6.6 8 Đồng Thị Thu Hằng 8 8 7 8 8 6 7.5 1.1 7.4 18 Phạm Thị Quỳnh Như 6 7 7 8 6 5 6.7 0.75 5.8 23 Nguyễn Vũ Minh Quyền 5 5 4 6 6 7 5.5 1.0 6.0 24 Trần Minh Quý 5 6 6 7 6 7 6.2 0.75 5.6 26 Nguyễn Đức Thái 6 6 5 7 8 8 6.7 1.0 6.6 27 Trần Thị Trang Thảo 4 4 6 6 7 6 5.5 1.0 6.0 28 Giáp Quang Thịnh 8 9 8 8 8 9 8.3 1.1 7.8 33 Bùi Phương Thức 7 7 8 8 9 8 7.8 1.1 7.5 43 Nguyễn Anh Tú 6 7 7 8 7 7 7.0 1.0 6.8 45 Đỗ Quốc Việt 7 8 8 8 7 9 7.8 1.2 7.9 THỐNG KÊ KẾT QUẢ QUÁ TRÌNH HỌC TẬP LỚP THỰC NGHIỆM VÀ LỚP ĐỐI CHỨNG LỚP TN LỚP ĐC STT Của HS lớp TN và ĐC Hệ số Điểm quá trình Điểm bài kiểm tra Điểm bài kiểm tra 1 1.1 7.2 10 4 2 1.2 8.9 9 6 3 1.2 8.1 7 5 4 1.0 6.7 4 5 5 1.1 7.5 7 4 6 1.0 6.4 5 4 7 1.0 6.6 9 3 8 1.1 7.4 7 7 9 1.1 7.4 6 9 10 0.75 6.15 8 6 11 1.0 6.4 6 4 12 1.0 6.5 7 3 13 1.0 7.4 8 6 14 0.75 5.25 7 4 15 1.0 7.8 7 3 16 1.1 8.4 7 7 17 1.1 8.03 8 6 18 0.75 5.8 4 5 19 0.75 6.5 7 6 20 1.2 8.7 9 9 21 1.2 8.8 10 5 22 1.1 7.8 10 8 23 1.0 6.0 5 5 24 0.75 5.6 8 10 25 1.1 6.3 9 7 26 1.0 6.6 8 5 27 1.0 6.0 3 5 28 1.1 7.8 8 3 29 1.0 7.1 8 10 30 1.0 5.4 6.0 9 31 1.0 6.7 4 4 32 1.2 7.8 8 8 33 1.1 7.5 8 9 34 1.0 6.8 8 6 35 1.1 8.1 8 3 36 1.2 9.2 8 5 37 1.2 8.2 7 3 38 0.75 5.1 3 2 39 1.0 6.5 9 4 40 0.75 5.9 8 3 41 0.75 6.03 5 4 42 1.0 6.5 7 8 43 1.0 6.8 9 8 44 1.0 6.4 7 4 45 1.2 7.9 6.0 7 46 0.75 5.4 7 5 47 1.2 7.5 9 x PHỤ LỤC 5 Bài kiểm tra mức độ nhớ và hiểu của học sinh lớp ĐC và TN (ngày 24/8/2009) KẾT QUẢ THỐNG KÊ LỚP THỰC NGHIỆM VÀ LỚP ĐỐI CHỨNG Đáp án Lớp thực nghiệm (47 HS) Lớp đối chứng (46HS) Câu A B C D Số HS làm đúng Số HS làm đúng Ghi chú 1 x 47 32 HS làm sai vì không nhớ công thức. 2 x 42 28 phần lớn HS lớp ĐC chọn C 3 Sử dụng chùm laze tìm điểm hội tụ 32 10 HS lớp ĐC để trống câu này 4 TK (B) hội tụ; (A) PK 40 23 Một số chưa phân biệt được TKHT và TKPK 5 x 47 40 Phần lớn HS 2 lớp đều làm được 6 x 43 17 phần lớn HS lớp ĐC chọn A 7 x 36 16 phần lớn HS lớp ĐC chọn C 8 x 39 21 HS lớp ĐC chọn B vì các em suy luận TK càng dẹt thì ánh sáng càng dễ đi qua. 9 x 47 34 Phần lớn HS đều làm đúng 10 x 47 46 Phần lớn HS đều làm đúng 11 x 45 35 phần lớn HS lớp ĐC chọn B 12 x 38 32 phần lớn HS lớp ĐC chọn C (không để ý dấu) 13 x 35 32 Số HS làm sai ở 2 lớp tương đương nhau 14 Kính lúp 27 11 HS lớp ĐC hầu như để trống, không trả lời được 15 Tăng số bội giác 44 15 HS lớp ĐC hầu như trả lời sai. 16 x 45 27 phần lớn HS lớp ĐC chọn A 17 x 42 17 phần lớn HS lớp ĐC chọn B 18 x 46 31 Phần lớn HS 2 lớp làm được 19 Giống nhau 34 15 HS lớp ĐC trả lời rất lan man 20 x 32 28 HS không trả lời được là do không nhớ công thức ._.