8. Cấu trúc của luận văn
1.2.3 Phân loại bài tập định tính
Có thể dựa trên những tiêu chí khác nhau để phân loại các BTĐT, tuy nhiên việc phân loại BTĐT cũng chỉ mang tính tương đối vì trong bất kì một loại bài tập nào cũng chứa đựng những yếu tố của một loại bài tập khác. Ở đây, việc nghiên cứu BTĐT với mục đích sử dụng trong dạy học VL và mục đích học tập liên quan đến kiến thức và các kĩ năng trí tuệ của HS. Theo
Bloom – nhà tâm lí giáo dục học của đại học Chicago (Mỹ) – lĩnh vực nhận thức liên quan đến các mục đích về kiến thức và các kĩ năng trí tuệ, bao gồm 6 mức độ:
Biết: là sự nắm bắt các dữ liệu đã được học trước đây (có thể nhắc lại các dữ liệu, từ các sự kiện đơn giản đến các lý thuyết phức tạp, tái hiện trong trí nhớ những thông tin cần thiết)
Hiểu: là khả năng nắm được ý nghĩa của tài liệu (thể hiện bằng việc chuyển tài liệu từ dạng này sang dạng khác, bằng cách giải thích tài liệu và bằng cách ước lượng xu hướng tương lai)
Vận dụng: là khả năng sử dụng các tài liệu đã học vào một hoàn cảnh cụ thể mới (có thể bao gồm việc áp dụng các quy tắc, phương pháp, khái niệm, nguyên lý, định luật và lý thuyết…)
Phân tích: là khả năng phân chia một tài liệu ra thành các phần của nó sao cho có thể hiểu được cấu trúc chi tiết của nó (có thể bao gồm việc chỉ ra đúng các bộ phận, phân tích mối quan hệ giữa các bộ phận, và nhận biết được các nguyên lý tổ chức được bao hàm)
Tổng hợp: là khả năng sắp xếp các bộ phận lại với nhau để hình thành một tổng thể mới (có thể bao gồm việc tạo ra một cuộc giao tiếp đơn nhất, một kế hoạch hành động…)
Đánh giá: là khả năng xác định giá trị của tài liệu dựa trên các tiêu chí nhất định.
Dựa trên 6 mức độ nhận thức nêu trên, BTĐT chia ra làm 3 loại: BTĐT đơn giản, BTĐT tổng hợp và BTĐT sáng tạo.
BTĐT đơn giản (ứng với các mức độ biết và hiểu)
BTĐT đơn giản là loại bài tập mà khi giải, ngoài những phép tính đơn giản (nếu có), HS chỉ cần nhớ và áp dụng một định luật, một quy tắc hay một phép suy luận logic là có thể giải quyết được. [3]
Nhận xét: Với câu hỏi này HS chỉ cần phân tích hiện tượng “đường tan nhanh trong nước nóng” và kết hợp với kiến thức: khi nhiệt độ cao, nguyên tử, phân tử chuyển động nhanh”. Từ đó HS suy luận được: trong nước nóng, các phân tử đường chuyển động nhanh hơn trong nước lạnh → hiện tượng khuyếch tán xảy ra nhanh hơn → đường tan trong nước nóng nhanh hơn trong nước lạnh.
BTĐT tổng hợp (ứng với các mức độ vận dụng, phân tích và tổng hợp) BTĐT tổng hợp là loại bài tập mà khi giải, ngoài những phép tính đơn giản (nếu có), HS phải áp dụng một chuỗi các phép suy luận logic dựa trên cơ sở của các định luật, quy tắc có liên quan mới có thể giải quyết được. Đòi hỏi HS phải phân tích, tổng hợp và tìm ra các biểu hiện để vận dụng kiến thức. [3]
Ví dụ: Tại sao đun nóng chất khí đựng trong một bình kín thì thể tích của chất khí có thể coi như không đổi, còn áp suất chất khí tác dụng lên thành bình lại tăng?
Nhận xét: Với câu hỏi này HS cần liên hệ kiến thức vừa học lẫn kiến thức có liên quan đã học ở bài trước. Khi phân tích hiện tượng, HS cần lưu ý “đun nóng”, “thể tích khí không đổi” nhưng “áp suất chất khí tác dụng lên thành bình lại tăng”. Từ đó HS tìm kiếm kiến thức liên quan: khi đun nóng → các phân tử khi chuyển động nhanh → do thể tích bình kín không đổi → động năng của các phân tử tăng → va đập vào thành bình mạnh → F tăng. Mặt khác HS liên hệ công thức tính áp suất
S F
p= → áp suất p và F tỉ lệ thuận → áp suất p tác dụng lên thành bình cũng tăng.
BTĐT sáng tạo (ứng với mức độ đánh giá)
BTĐT sáng tạo là loại bài tập mà khi giải, ngoài những phép tính đơn giản (nếu có), HS phải dựa vào kinh nghiệm thực tiễn, vào vốn kiến thức của mình về các quy tắc, định luật, trên cơ sở các phép suy luận logic tự lực tìm ra những phương án tốt nhất để giải quyết yêu cầu của đề bài. [3]
Ví dụ: Người ta cung cấp cùng một nhiệt lượng cho 3 cốc thủy tinh giống nhau. Cốc 1 đựng rượu, cốc 2 đựng nước, cốc 3 đựng nước đá với khối lượng bằng nhau. So sánh độ tăng nhiệt độ của các cốc trên. Biết rằng nước đá chưa tan. Chọn phương án đúng và giải thích vì sao chọn phương án đó.
A. Δt1 = Δt2 = Δt3 B. Δt1 > Δt2 > Δt3 C. Δt1 < Δt2 < Δt3 D. Δt2 < Δt1 < Δt3
Nhận xét: Để chọn được đáp án đúng cho câu hỏi này, HS cần thực hiện nhiều phép suy luận, lẫn sử dụng công thức biến đổi để tìm ra mối quan hệ giữa các đại lượng phụ thuộc nhau như thế nào. Từ công thức Q = m.c.Δt suy ra c m Q t . =
∆ → Δt tỉ lệ thuận với Q và tỉ lệ nghịch với m và c. Theo đề bài Q1 =
Q2 = Q3 và m1 = m2 = m3, do đó Δt chỉ còn phụ thuộc tỉ nghịch với c (nhiệt dung riêng của các chất). Tra bảng 24.4 trang 86 SGK Vật lí 8 ta có crượu= c1 = 2500 J/kgK; cnước= c2 = 4200 J/kgK; cnước đá= c3 = 1800 J/kgK→ c2 > c1 > c3→ Δt2 < Δt1 < Δt3 → Chọn D
1.2.4. Các bước giải BTĐT [4]
Bước 1. Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập.
Đọc kĩ yêu cầu của bài tập để tìm hiểu các các thuật ngữ chưa biết, tên gọi các bộ phận của cấu trúc … xác định ý nghĩa VL của các thuật ngữ, tóm tắt đầy đủ các giả thiết và nêu bật câu hỏi chính của bài tập (cần xác định cái gì? mục đích cuối cùng của bài giải là gì?). Khảo sát chi tiết các đồ thị, sơ đồ, hình vẽ …đã cho trong bài tập hoặc vẽ hình để diễn đạt những điều kiện của đề bài. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc nhận biết diễn biến của hiện tượng hay nhận biết mối quan hệ giữa các đại lượng VL. Trong nhiều trường hợp, ngôn ngữ dùng trong đề bài không hoàn toàn trùng hợp với ngôn ngữ dùng trong phát biểu của các định nghĩa, định luật, các quy tắc VL thì chúng
ta nên chuyển sang ngôn ngữ VL tương ứng để thấy được mối liên quan giữa hiện tượng đã nêu trong bài với nội dụng các kiến thức VL tương ứng.
Bước 2. Phân tích hiện tượng.
Nghiên cứu các dữ kiện ban đầu của bài tập (những hiện tượng gì, sự kiện gì, những tính chất gì của vật thể, những trạng thái nào của hệ…) để nhận biết chúng có liên quan đến những khái niệm nào, quy tắc nào, định luật nào đã học trong VL. Xác định các giai đoạn, diễn biến của hiện tượng, khảo sát xem trong mỗi giai đoạn diễn biến đó bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào…từ đó hình dung được toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các định luật, quy tắc chi phối nó.
Bước 3. Xây dựng lập luận và suy luận kết quả.
Đối với loại bài tập giải thích hiện tượng, phải thiết lập được mối quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay định luật VL, tức là phải thực hiện được phép suy luận logic, trong đó cơ sở kiến thức phải là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật VL có tính tổng quát áp dụng vào điều kiện cụ thể của bài mà kết quả cuối cùng chính là hiện tượng đã được nêu ra trong bài. Thực tế cho thấy, khi giải thích hiện tượng, nhiều khi trong lời giải thích có chỗ sai mà không xác định được mình sai ở điểm nào. Vì vậy, cần thận trọng khi phát biểu định luật, các quy tắc dùng làm cơ sở cho cho lập luận (việc phát biểu đầy đủ, chính xác về nội dung có tác dụng tránh được những sai sót trong lời giải thích hiện tượng).
Đối với loại bài tập dự đoán hiện tượng, trước hết cần phải “khoanh vùng” kiến thức bằng cách căn cứ vào những dấu hiệu ban đầu (các dụng cụ thí nghiệm, dạng đồ thị, cấu tạo vật thể, trạng thái ban đầu của hệ…) để liên tưởng, phán đoán chúng có liên quan đến những quy tắc nào, định luật VL nào đã biết. Kết quả của việc “khoanh vùng” quá rộng thì quá trình giải sẽ càng thêm phức tạp, còn nếu sai lầm ở khâu này thì chắc chắn sẽ dẫn đến những dự đoán sai về bản chất hiện tượng. Với những trường hợp có quá trình
diễn biến phức tạp, cần phân tích rõ các giai đoạn diễn biến của cả quá trình, phải tìm được mối liên hệ gắn kết giữa các quy tắc, định luật VL ở mỗi giai đoạn diễn biến tương ứng. Cuối cùng, từ những phân tích về diễn biến của các quá trình và việc vận dụng các kiến thức VL liên quan đã tìm được cho phép ta có thể dự đoán hiện tượng một cách chính xác.
Bước 4. Biện luận.
Biện luận thực chất là phân tích kết quả cuối cùng để xem kết quả tìm được có phù hợp với điều kiện nêu ra ở đầu bài tập hay không. Ngoài ra, việc biện luận cũng là một trong những cách kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận. Đối với các BTĐT, có nhiều cách kiểm tra, trong đó có hai cách thường dùng là: thực hiện các thí nghiệm cần thiết có liên quan để đối chiếu với kết luận về dự đoán hiện tượng hoặc đối chiếu câu trả lời với các nguyên lý hay định luật VL tổng quát tương ứng xem chúng có thoả mãn hay không.
1.2.5 Một số phương pháp giải bài tập định tính [4]
Do đặc điểm của BTĐT chú trọng đến mặt định tính của hiện tượng, nên đa số các BTĐT được giải bằng phương pháp suy luận, vận dụng những định luật VL tổng quát vào những trường hợp cụ thể. Thông thường, để liên hệ một hiện tượng đã cho với một số định luật VL, ta phải biết cách tách hiện tượng phức tạp ra thành nhiều hiện tượng đơn giản hơn, tức là dùng phương pháp phân tích, sau đó dùng phương pháp tổng hợp để kết hợp những hệ quả rút ra từ các định luật riêng biệt thành một kết quả chung. Có thể nói, khi giải các BTĐT, phương pháp phân tích, phương pháp tổng hợp thường gắn chặt với nhau, chúng ta nên sử dụng ba phương pháp sau:
1)Phương pháp Ơristic - sử dụng khi nội dung BTĐT được phân tích thành nhiều câu hỏi định tính nhỏ, đơn giản hơn, có liên quan với nhau mà các câu trả lời hoặc đã nằm trong giả thiết, hoặc ở trong các định luật VL mà HS đã
biết. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là rèn luyện cho HS khả năng phân tích các hiện tượng VL, biết tổng hợp các dữ kiện của bài tập với nội dung các định luật VL đã biết, khả năng khái quát hoá các sự kiện và biết cách rút ra những kết luận cần thiết.
2)Phương pháp đồ thị - sử dụng khi giải các BTĐT mà giả thiết được diễn đạt bằng cách minh hoạ như: lập bảng, đồ thị, mô hình…Trong phương pháp này, việc diễn đạt giả thiết của bài tập một cách chính xác, trực quan, là cơ sở làm toát lên những mối liên quan giữa những hiện tượng đang khảo sát và các định luật VL tương ứng. Phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa khi nội dung của đề bài là một loạt các hình vẽ, thông tin ghi lại các giai đoạn xác định trong tiến trình biến đổi của hiện tượng. Ưu điểm của phương pháp này là tính trực quan và tính ngắn gọn của lời giải, nó giúp cho HS phát triển tư duy hàm số, tập cho HS quen với tính chính xác, cẩn thận.
3)Phương pháp thực nghiệm - sử dụng trong trường hợp nội dung của BTĐT có liên quan đến thí nghiệm, bằng cách bố trí và tiến hành thí nghiệm theo đúng giả thiết của bài tập để trả lời câu hỏi của bài tập đó. Trong các bài tập như vậy, bản thân thí nghiệm không thể giải thích được vì sao hiện tượng xảy ra như thế này mà không phải như thế khác, việc chứng minh bằng lời thông qua giải quyết các câu hỏi như “ cái gì sẽ xảy ra?”, “làm thế nào?”… sẽ là cơ sở để có lời giải thích chính xác và quan trọng hơn là câu trả lời tìm được có sức thuyết phục cao, không gây nghi ngờ cho HS. Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là đưa HS vào vị trí tựa như các nhà nghiên cứu, pháp huy tính tích cực, tính ham học hỏi, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo trong việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm VL.
1.2.6 Sử dụng bài tập định tính để bồi dưỡng tư duy logic cho HS1.2.6.1 Dạy học bài tập định tính góp phần bồi dưỡng ngôn ngữ cho HS 1.2.6.1 Dạy học bài tập định tính góp phần bồi dưỡng ngôn ngữ cho HS
Khi giải BTĐT thì ta phải tìm hiểu đề bài để phân biết đâu là dữ liệu bài tập cho và đâu là ẩn số cần tìm. Vì ngôn ngữ trong BTĐT thường rất gần gũi
với ngôn ngữ trong đời sống và có thể không phù hợp với ngôn ngữ VL. Như vậy HS phải chuyển ngôn ngữ trong BTĐT về ngôn ngữ VL để phân tích các hiện tượng phức tạp thành các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định. Điều đó sẽ làm phong phú thêm ngôn ngữ của HS. Khi giải BTĐT buộc HS phải trình bày những suy nghĩ, những ý tưởng của mình bằng lời nói, bằng cách viết, HS phải lựa chọn các từ ngữ để diễn tả một cách thật chính xác những ý nghĩ của mình bằng các suy luận logic. Nếu việc làm này được thực hiện thường xuyên sẽ làm cho ngôn ngữ HS được trong sáng, chính xác, rõ ràng, logic. Điều này sẽ là động lực để HS tự tin hơn để trình bày các ý tưởng của mình, cũng như khả năng tranh luận, làm việc theo nhóm…cũng được phát triển. [1]
1.2.6.2 Dạy học bài tập định tính góp phần rèn luyện, bồi dưỡng, phát triển các thao tác tư duy cho HS
Việc thực hiện 4 bước giải một BTĐT đòi hỏi HS phải thực hiện các thao tác tư duy. Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do BTĐT đặt ra, HS phải sử dụng các thao tác tư duy như: phân tích, so sánh, tổng hợp, trừu tượng hóa, cụ thể hóa, khái quát hóa, suy luận diễn dịch, suy luận quy nạp để giải quyết vấn đề.
Ví dụ: Cho cốc nước nóng và cốc nước lạnh, bỏ đường vào cốc nào sẽ tan nhanh hơn?
Khi giải quyết vấn đề HS cần sử dụng các thao tác tư duy sau:
- Đọc và phân tích đề bài tìm ra vấn đề (Đường tan nhanh hơn trong nước nóng hay cốc nước lạnh)
- So sánh 2 hiện tượng có đặc điểm nào giống nhau, khác nhau (Giống nhau: các phân tử nước và đường chuyển động xen lẫn vào nhau. Khác nhau: trong nước nóng thì chuyển động nhiệt của các phân tử nhanh hơn trong nước lạnh)
- Trừu tượng hóa, khái quát hóa vấn đề và suy luận (Trong nước nóng → các phân tử nước và đường sẽ chuyển động nhanh hơn trong nước lạnh → đường tan nhanh hơn trong cốc nước nóng)
- Tổng hợp các dữ kiện bài cho và các dữ kiện đã tìm được để trả lời câu hỏi.
Như vậy khi thực hiện giải BTĐT các thao tác tư duy được sử dụng linh hoạt, kết hợp đan xen vào nhau, do đó tư duy HS có điều kiện phát triển. Vì vậy có thể nói BTĐT là phương tiện bồi dưỡng tư duy logic cho HS. [1]
1.2.6.3 Dạy học bài tập định tính góp phần bồi dưỡng năng lực suy luận logic cho HS luận logic cho HS