8. Những chữ viết tắt trong đề tài
2.3.4. Phối hợp PPTN và các phương pháp nhận thức khác trong DHVL
Dạy học các kiến thức vật lí bằng phương pháp thực nghiệm là một hướng ưu tiên ở trường phổ thông. Để thực hiện mỗi giai đoạn của PPTN, đòi hỏi phải có suy nghĩ sáng tạo và có kĩ năng, kĩ xảo về nhiều mặt. Bởi vậy, người GV phải tùy theo nội dung của mỗi kiến thức, tùy theo trình độ HS, tùy theo trang bị của trường phô thông mà vận dụng linh hoạt các múc độ sử dụng phương pháp này. Cũng cần cân nhắc cả vấn đề thời gian dành cho mỗi bài học. Trong mỗi bài học cụ thể, GV phải tính đến khả năng HS có thể thực hiện giai đoạn nào, ở mức độ nào là có thể thành công nhất và tập trung khai thác rèn luyện khả năng cho họ ở mặt đó.
Trong dạy học các định luật vật lí theo phương pháp thực nghiệm có hai trường hợp đáng lưu ý sau đây:
Có những định luật vật lí thực nghiệm nhưng việc suy luận quá phức tạp hoặc những thí nghiệm quá tinh vi, không có điều kiện thực hiện ở trường phổ thông, GV có thể dùng phương pháp kể chuyện lịch sử để cho HS biết cách giải quyết của các nhà bác học.
Có những định luật trong lịch sử được phát minh bằng con đường thực nghiệm, nhưng ngày nay ta có thể coi như hệ quả của một định luật, một lý thuyết khái quát hơn. Những suy luận này HS có thể hiểu được… Bởi vậy, để rèn luyện khả năng suy luận sắc bén, cũng như giảm bớt khó khăn về tổ chức thực hiện các thí nghiệm phức tạp, GV không nên dạy những định luật đó hoàn toàn theo PPTN, mà chỉ sử dụng một yếu tố của PPTN là làm thí nghiệm kiểm tra minh họa kết luận thu được bằng suy luận lý thuyết.
Trong khi áp dụng PPTN, thường phối hợp với các phương pháp nhận thức khác như phương pháp phân tích-tổng hợp, phương pháp quy nạp-diễn dịch. Chẳng hạn: Ngay trong khi xây dựng giả thuyết đã phải dùng phương pháp phân tích-tổng hợp, khi xử lí các kết quả thí nghiệm phải dùng phương pháp Quy nạp-diễn dịch…
2.4. Tổ chức dạy học vật lí theo PPTN ở THPT
2.4.1. Các dạng hoạt động học của HS trong khi áp dụng PPTN
Hiện tượng vật lí rất phức tạp và đa dạng. Trong lịch sử, các nhà vật lí đã sáng tạo ra rất nhiều cách làm để đạt được mục đích mong muốn, rất nhiều loại hành động đã được áp dụng. Có thể mỗi một phát minh mới của Vật lí học là do kết quả của rất nhiều hành động ở
những mức độ khó khăn phức tạp khác nhau, nhiều thao tác có mức độ tinh vi, thành thạo ngày càng cao, khó có thể liệt kê đầy đủ và phân loại chính xác. Dưới đây chỉ nêu những dạng hoạt động của HS trong khi áp dụng PPTN:
Thấy được vấn đề cần phải xem xét.
Xây dựng một giả thuyết về mối quan hệ đó.
Tìm một hệ quả suy ra từ giả thuyết (bằng suy luận logic hay toán học). Lập phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
Tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Kết luận.
Vận dụng vào thực tiễn.
2.4.2. Luyện tập cho HS những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN
Xây dựng tình huống có vấn đề tạo ra hứng thú ban đầu nhưng muốn duy trì được hứng thú, tính tích cực, tự giác trong một quá trình hoạt động thì cần phải giúp đỡ cho HS sao cho họ có thể thành công trong khi thục hiện các hành động. Càng thành công họ càng cố gắng vươn lên thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn, phức tạp hơn. Có thể rèn luyện những kỹ năng theo hai cách: Một là làm theo mẫu nhiều lần (bắt chước) theo một Angôrít (một trình tự chặt ch , máy móc), hai là rèn luyện những cơ sở định hướng (đó là những sơ đồ, những kế hoạch tổng quát).
Rèn luyện kỹ năng theo con đường Angôrít hóa thường được dùng ở cấp trung học cơ sở khi bắt đầu học vật lí, rèn luyện những hành động và thao tác vật chất. Chẳng hạn như để hình thành kỹ năng sử dụng lực kế để đo lực.
Rèn luyện kỹ năng theo những sơ đồ định hướng s giúp HS có thể thực hiện tốt những hành động phức tạp trong đó không phải thực hiện các thao tác theo một Angôrít chặt ch là con đường tối ưu, nhiều khi cần có sự chủ động thay đổi hoặc kết hợp chúng để đem lại những hiệu quả nhanh hơn, chính xác hơn. Sơ đồ định hướng đó có thể áp dụng cho nhiều mục đích tương tự.
Thí dụ như để rèn luyện kỹ năng lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết có thể thực hiện theo sơ đồ định hướng sau:
Chọn một hệ quả suy ra từ giả thuyết, hệ quả đó biểu hiện ra ở hiện tượng, những đại lượng vật lí có thể quan sát hoặc đo lường được.
Chọn những dụng cụ thiết bị có khả năng quan sát được những hiện tượng hay đo lường được những đại lượng dự đoán trong điều kiện cụ thể của hệ quả.
Lập kế hoạch thí nghiệm bao gồm:
Lập sơ đồ bố trí các dụng cụ thiết bị mà ta cho là hợp lý nhất để cho hiện tượng xảy ra, các hiện tượng đó phải đo bộc lộ ra.
Xác định trình tự các thao tác chân tay tác động lên dụng cụ thí nghiệm. Tiến hành thí nghiệm theo những trình tự đã định.
Thu thập tài liệu, số liệu quan sát được ghi vào bảng. Xác định sơ bộ những sai số của phép đo.
Xử lý kết quả thí nghiệm: Từ bảng số liệu rút ra những mối quan hệ, phụ thuộc hàm số, lập công thức của sự phụ thuộc cần kiểm tra. So sánh kết quả thu được trong thí nghiệm với kết quả mong đợi (dự đoán).
Kết luận về tính chân thật của giả thuyết.
2.4.3. Quan hệ giữa bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS và rèn luyện áp dụng PPTN
Làm quen với phương pháp nhận thức vật lí chính là làm quen với phương pháp tìm tòi sáng tạo trong Vật lí học. Vì thế phương pháp nhận thức có một vai trò quan trọng trong giáo dục hiện nay, nó không chỉ còn là công cụ mà đã trở thành một mục tiêu học tập.
Vật lí ở trường phổ thông hiện nay chủ yếu là vật lí thực nghiệm, bởi thế phương pháp nhận thức được sử dụng phổ biến là PPTN. PPTN không phải đơn giản là làm thí nghiệm mà là sự phối hợp giữa quan sát thí nghiệm với sự suy nghĩ lý thuyết để rút ra kết luận có tính khái quát, phổ biến, vượt ra khỏi những thí nghiệm cụ thể riêng biệt. Nhờ thế mà PPTN giúp ta tìm tòi phát hiện ra cái mới.
Từ trước đến nay chúng ta đã bàn nhiều đến thí nghiệm vật lí, nhưng rất ít chú ý đến vận dụng PPTN một cách đầy đủ có hiệu quả. Trong các giai đoạn chính của PPTN, có hai giai đoạn của PPTN thể hiện rõ sự sáng tạo (tìm ra cái mới) là khâu xây dựng giả thuyết và bố trí thí nghiệm kiểm tra.
Trước một vấn đề, một câu hỏi mà với những kiến thức đã biết, những phương pháp đã biết không thể trả lời được, HS không thể trả lời chính xác đúng ngay được. Họ phải dự đoán, thử đưa ra một nguyên nhân mới, một mối quan hệ mới, một tính chất mới của sự vật, một cách lập luận mới… để trả lời câu hỏi.
Muốn biết lý do giải đó, câu trả lời dự đoán đó có đúng không, có phù hợp với thực tế không phải làm thí nghiệm để kiểm tra. Trong PPTN ta coi thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lý. Đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết cũng là một việc đòi hỏi sự sáng tạo cao. Ở đây bắt buộc HS phải tìm cách tìm được mối liên hệ giữa giả thuyết trừu tượng trong óc với thực tiễn quan sát được trong các thí nghiệm.
Lâu nay do chịu ảnh hưởng của phương pháp dạy học cổ truyền, nặng về thông báo, giảng giải những kết quả mà các nhà khoa học đã thu được cho nên ta không chú ý đến hai khâu này, thậm chí còn coi là quá khó, mất thì giờ không làm được. Chúng ta có làm thí nghiệm, thậm chí còn làm nhiều thí nghiệm, nhưng chỉ là những thí nghiệm minh họa. Đôi khi cũng làm thí nghiệm có tính nghiên cứu, nghĩa là từ thí nghiệm rút ra kết luận. Xong những thí nghiệm này đó phần nhiều đã do GV sắp sẵn, thành công ngay, đạt kết quả mong muốn ngay, nhìn thấy ngay, không phải sáng tạo suy nghĩ gì nhiều. Như thế thí nghiệm chỉ có tác dụng như một phương tiện trực quan, giúp cho PPTN dễ hiểu chứ không có tác dụng rèn luyện khả năng sáng tạo. Trong suốt 6 năm học vật lí ở trường phổ thông (từ lớp 7 đến lớp 12) rất ít bài có các khâu xây dựng giả thuyết và kiểm tra lý thuyết.
Hiện nay nền giáo dục Việt Nam lấy việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho PPTN làm mục tiêu quan trọng. Bởi thế, bắt đầu từ năm học 2000-2001 đã cho thí điểm chương trình trung học cơ sở mới. Trong đó vật lí bắt đầu được học từ lớp 6. Chương trình mới này đặc biệt coi trọng việc áp dụng PPTN. Thương xuyên trong các bài học xây dựng kiến thức mới có hai khâu “Dự đoán” và “Bố trí thí nghiệm kiểm tra”.
2.4.4. Các mức áp dụng PPTN trong DHVL ở trường phổ thông
Những bài học mà HS có thể tham gia đầy đủ vào 5 giai đoạn trên không nhiều. Đó là những bài mà việc xây dựng giả thuyết không đòi hỏi một sự phân tích quá phức tạp và có thể kiểm tra giả thuyết bằng những thí nghiệm đơn giản sử dụng những dụng cụ đo lường mà HS đã quen thuộc. Ví dụ: các bài định luật về rơi tự do, định luật III của Niutơn, quy tắc momen về sự cân bằng của các vật quay quanh một trục, định luật Bôilơ-Mariốt, định luật phản xạ ánh sáng… Trong nhiều trường hợp, HS gặp khó khăn không thể vượt qua được thì có thể sử dụng PPTN ở các mức độ khác nhau, thể hiện ở mức độ HS tham gia vào các giai đoạn của PPTN
Mức 1: Thực hiện thí nghiệm kiểm tra giả thuyết.
Mức 2: Thực hiện thí nghiệm xây dựng và kiểm tra giả thuyết.
Mức 3: Thực hiện xây dựng tình huống, thí nghiệm xây dựng và kiểm tra giả thuyết.
2.5. Những sự chuẩn bị cần thiết để áp dụng PPTN
Chuẩn bị cơ sở vật chất: Chuẩn bị các trang thiết bị thí nghiệm để áp ứng được các yêu cầu sau: Giúp làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu; Giúp kiểm tra được giả thuyết khoa học…
Chuẩn bị cho HS những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN, ví dụ: Kỹ năng đưa ra giả thuyết khoa học; Kỹ năng lập phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra…
Chuẩn bị nghiệp vụ cho GV: GV phải biết PPTN; GV phải biết cách tổ chức dạy học theo tinh thần áp dụng PPTN.
Chương 3. BỒI DƯỠNG PHƯƠNG PHÁP TỰ HỌC TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở THPT
3.1. Khái niệm năng lực
Trong khoa học tâm lý, người ta coi năng lực là những thuộc lý tâm lý riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loạt hành động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao.
Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nổ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua những khó khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được. Năng lực không phải chỉ là những thuộc tính riêng lẻ của cá nhân, mà nó là sự tổ hợp những thuộc tính của cá nhân. Năng lực được hình thành bằng chính hoạt động của cá nhân. Trong hoạt động mà những thành phần của năng lực, các chức năng tâm lý được hình thành và phát triển. Năng lực luôn gắn liền với lĩnh vực hoạt động chủ đạo của người đó, giúp cho cá nhân đạt kết quả cao trong hoạt động của mình. Nó là chỉ số để so sánh nhân cách của người này với người khác. Mỗi người sinh ra đều mang trong mình mầm mống của năng lực này hay năng lực khác, nhưng không phải có mầm mống là s có năng lực tương ứng.
Ở đây ta cần phân biệt năng lực với năng khiếu. Năng khiếu là cái bẩm sinh là mầm mống của năng lực được truyền lại trong gen di truyền. Năng khiếu có thể phát triển thành năng lực mà cũng có thể không. Chỉ thông qua quá trình hoạt động, học tập rèn luyện thì năng khiếu mới có thể trở thành năng lực. Trong quá trình hình thành năng lực ý chí đóng vai trò rất quan trọng. Năng lực được thể hiện ở 3 mức độ: Năng lực, tài năng và thiên tài. Năng lực có nhiều loại khác nhau: năng lực chung, năng lực chuyên biệt, năng lực sáng tạo và năng lực tái tạo, năng lực tổ chức và năng lực chuyên môn... Năng lực của con người biểu hiện ở vốn tri thức của người đó về một công việc đang làm và về một số những công việc có liên quan. Nó biểu hiện ở kinh nghiệm về kế hoạch, về phương pháp hoạt động, ở kỹ năng kỹ xảo của người đó trong quá trình thực hiện công việc.
Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng. Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành động hẹp, chuyên biệt, đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc. Còn năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn. Ví dụ: người có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các phép đo lường thì có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác các phép đo, khéo léo lắp ráp các thiết bị để đo lường. Còn người có năng lực thực nghiệm thì ngoài việc thực hiện các phép đo, còn có việc thiết kế các thí nghiệm, xử lý các số liệu đo lường rút ra kết quả, giải thích, đánh giá các kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát.
3.2. Sự hình thành và phát triển năng lực
Nguồn gốc phát sinh và quá trình phát triển năng lực là một vấn đề phức tạp, tuân theo quy luật chung của sự phát triển nhân cách. Tâm lý học hiện đại cho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách. Chính trong quá trình sống, học tập, lao động giao lưu con người đã hình thành và phát triển nhân cách của mình. Sự hình thành và
phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội.
3.2.1. Yếu tố sinh học: Vai trò của di truyền trong sự hình thành nhân lực
Di truyền là sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã có ở cha mẹ, là sự truyền lại từ cha mẹ đến con cái những đặc điểm và những phẩm chất nhất định đã được ghi lại trong hệ thống gen. Những đặc điểm về giải phẩu sinh lý, nhất là về hệ thần kinh cao cấp của con người được gọi là “tư chất”. Di truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết quả trong lĩnh vực nhất định. Tuy nhiên, di truyền không thể quy định những giới hạn tiến bộ của xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng. Những đặc điểm sinh học mặc dù có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài năng, xúc cảm, sức khỏe, thể chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề của sự phát triển năng lực. Mặt khác, những tư chất được di truyền chỉ đặc trưng cho những lĩnh vực hoạt động rất rộng mà không định hướng vào một lĩnh vực hoạt động hay sáng tạo cụ thể nào.