Xã hội chúng ta đang rất cần những con người có năng lực giải quyết những vấn đề gặp phải trong cuộc sống một cách nhanh chóng và hiệu quả, do đó mục tiêu của giáo dục ở các cấp học là tập trung hơn nữa vào việc hình thành các năng lực: Năng lực nhận thức, năng lực hành động (năng lực giải quyết vấn đề), năng lực thích ứng cho HS.
Do đó, ngoài những kiến thức, kỹ năng cơ bản mà HS cần đạt được, cần chú ý nhiều hơn nữa tới việc hình thành các kỹ năng vận dụng kiến thức tiến hành nghiên cứu trong học tập vật lí như: quan sát, phân loại ghi chép thông tin, đề ra giả thuyết khoa học, giải quyết vấn đề, tiến hành thí nghiệm vật lí từ đơn giản đến phức tạp... để HS tự phát hiện và giải quyết một cách sáng tạo các vấn đề có liên quan đến vật lí. Quá trình dạy học không chỉ nhằm mục tiêu duy nhất là giúp HS nhận thức được một số kiến thức kỹ năng cụ thể, mà phải bằng cách dạy nào để các em phát huy tính sáng tạo và nhân cách của người lao động mới đáp ứng được nhu cầu của xã hội.
Như vậy, nhiệm vụ của ngưòi GV không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ kiến thức cho HS mà còn phải bồi dưỡng, rèn luyện năng lực sáng tạo ngay từ khi còn học ở phổ thông để tạo ra một thế hệ tương lai có đầy đủ phẩm chất trí tuệ sáng tạo, có khả năng thích ứng cao trong mọi hoàn cảnh.
2.1.1. Lựa chọn một logừ nội dung thích hợp để chuyển kiến thức khoa học thành kiến thức học tập của học sinh
Vật lí là môn khoa học thực nghiệm dựa trên cơ sở các lý thuyết cơ bản. Lý thuyết và thực nghiệm bổ sung cho nhau nhưng trong đó lý thuyết có vai trò chủ đạo, lý thuyết giúp cho HS có một cơ sở lý luận để vận dụng vào nghiên
cứu thực nghiệm, dùng thực nghiệm để kiểm chứng lý thuyết. Việc nghiên cứu các vấn đề lý thuyết cơ bản của chương trình là một khó khăn rất lớn, khi hình thành những khái niệm mói và khó, cần lựa chọn logic nội dung hợp lý, lập luận chặt chẽ, tập trung vào nội dung cốt lõi. Chẳng hạn khi nghiên cứu về “Lực đàn hồi” thì HS khó có thể nhận thức hết được trực tiếp bằng giác quan, vì thế ngưòi GV phải kết hợp với thí nghiệm, phần mềm mô phỏng, sử dụng các PPDH trực quan để chuyển kiến thức khoa học thành kiến thức của HS. GV còn phải thiết, tổ chức, điều khiển các hoạt động của HS để đạt được mục tiêu cụ thể ở mỗi bài, chương, phần học cụ thể.
Hoạt động của GV là: - Thiết kế giáo án
- Tổ chức các hoạt động trên lớp
- Định hướng, điều chỉnh các hoạt động của HS
- Tạo điều kiện cho mọi HS phát huy tính tích cực sáng tạo theo khả năng của mình. Quan tâm hướng dẫn phương pháp học tập môn vật lí đặc biệt là tự học
- Tăng cường sử dụng các phương tiện trực quan trong khi giảng dạy - Tạo điều kiện cho HS được vận dụng nhiều hơn những tri thức của mình
để giải quyết một số vấn đề có liên quan tới vật lí trong đòi sống, sản xuất.
- Tạo điều kiện tham gia tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau trong việc đạt mục tiêu dạy học và điều chỉnh hoạt động học.
2.1.2.Tạo các ý tưởng sáng tạo thông qua các tình huống có vẩn đề nhằm phát huy cao độ năng lực sáng tạo cửa học sinh
Từ lâu các nhà sư phạm đã quan đến vai trò hứng thú nhận thức trong quá trình học tập. Acômenky xem tạo hứng thú là một trong những con đường chủ yếu “làm cho học tập trong nhà trường trở thành nguồn vui”. K.Đ.Usinski
xem hứng thú là một cơ chế bên trong đảm bảo học tập có hiệu quả.
Lý luận dạy học hiện đại xem hứng thú là yếu tố có ý nghĩa lớn không chỉ trong quá trình dạy học mà cả đối vói sự phát triển toàn diện, sự hình thành nhân cách của HS. Nếu HS được độc lập quan sát, so sánh, khái quát hóa các hiện tượng thì các em hiểu sâu sắc và hứng thú bộc lộ rõ rệt.
Có hứng thú thì mới có tính tích cực, tính sáng tạo.
ĐỘNG C ơ
I
Sơ đồ 2.1. Mối quan hệ giữa động cơ hứng thú đến tính tích cực, tự giác, độc lập, sáng tạo của học sinh.
Kinh nghiệm thực tiễn dạy học và kết quả các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy để hình thành, phát triển hứng thú nhận thức của HS cần có các điều kiện sau đây:
2.I.2.I. Giáo viên tồ chức những tình huống có vấn đề đòi hỏi dự đoán, đưa ra những giả thuyết, ỷ kiến trái ngược làm cho HS phát huy tối đa hoạt động tư duy tích cực của mình [37].
Người GV có thể xây dụng tình huống có vấn đề, phát triển thành bài toán nhận thức để đưa HS vào trạng thái hào hứng, sẵn sàng đem hết sức mình để giải quyết vấn đề. Đối vói vật lí người ta thường xây dựng một số
kiểu tình huống sau: tình huống nghịch lý, tình huống bế tắc, tình huống lựa chọn, tình huống nhân quả.
a.Tình huống nghịch lý và bể tắc:
GV đưa ra tình huống như vô lý, trái khoáy không phù hợp với những nguyên lí đã được công nhận chung. Tình huống bế tắc là một vấn đề thoạt tiên ta không thể giải thích nổi lý thuyết đã biết.
VD: Khi dạy bài “Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc”
GV tạo tình huống có vấn đề khi nghiên cứu đặc điểm của lực đàn hồi. Bước 1: Tái hiện kiến thức cũ có liên quan:
- HS đã biết lò xo khi chịu tác dụng của ngoại lực (treo quả cân vào lò xo SGK vật lí 6) thì bị biến dạng và khi thôi tác dụng ngoại lực thì lò xo lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu: đó là biến dạng đàn hồi
- Khi tác dụng vào lò xo ngoại lực càng lớn thì lò xo giãn ra càng nhiều. - Khi tác dụng vào lò xo một ngoại lực vượt quá giá trị nào đó thì sau khi
thôi tác dụng lực lò xo không lấy lại được hình dáng, kích thước lúc đầu: mồi lò xo tồn tại một giói hạn đàn hồi.
Bước 2: Làm xuất hiện mẫu thuẫn bằng cách tiến hành thí nghiệm:
- Hai lò xo giống nhau, hai quả cân A và в có khối lượng mA > mB. Nếu treo A vào lò xo 1, в vào lò xo 2. So sánh độ dãn của 2 lò xo? Lực đàn hồi ở lò xo nào lớn hơn? Độ lớn của lực đàn hồi có mối liên hệ như thế nào với độ biến dạng của lò xo? Nếu cứ treo mãi các quả nặng vào 2 lò xo thì thì lực đàn hồi có tỉ lệ với độ biến dạng không?
HS sẽ nhanh chóng xác định độ dãn của lò xo và so sánh được lực đàn hồi của hai lò xo. Đồng thời cũng đưa ra được độ lớn của lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng. Tuy nhiên khi tiến hành thí nghiệm thấy treo nhiều các quả nặng vào lò xo thì lực đàn hồi và độ biến dạng không còn tỉ lệ với nhau như khi treo ít các
quả nặng. Điều này làm ngạc nhiên HS, kích thích trí tò mò, HS tự động suy nghĩ tháo gỡ bế tắc này.
Bước 3: Phát biểu vấn đề: Trong giói hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo.
b.Tình huống lựa chọn:
GV cho HS lựa chọn trong những con đường có thể có một con đường duy nhất bảo đảm việc giải quyết nhiệm vụ đặt ra.
Ví dụ: Chọn đáp án đúng
Trong giới hạn đàn hồi của lò xo, khi lò xo biển dạng hướng của lực đàn hồi ở đầu lò xo sẽ
A. hướng theo trục và hướng vào trong. B. hướng theo trục và hướng ra ngoài.
c. hướng vuông góc vói trục lò xo.
D. luôn ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng.
c.Tình huống nhân quả:
Có thể tạo ra tình huống có vấn đề khi HS phải tìm con đường ứng dụng kiến thức trong học tập, trong thực tiễn hoặc tìm lời giải đáp cho câu hỏi “tại sao”.
Ví dụ: Khi học bài “Lực ma sát”
GV có thể đưa ra câu hỏi: giải thích tại sao ngưòi ta phải dùng vòng bi trên bánh xe?
HS vận dụng các kiến thức về lực ma sát trượt, lực ma sát lăn để giải thích: Khi bánh xe không có các ổ bi lực ma sát rất lớn làm cản trở chuyển động. Ổ bi đã làm giảm ma sát do thay ma sát trượt bằng ma sát lăn của các viên bi, giúp giảm lực cản lên các trục quay chuyển động dễ dàng hơn.
2.1.2.2. Tiến hành dạy học ở mức độ thích hạp nhất với trình độ phát triển của hoc sinh:m
Tâm lí học hiện đại đã chỉ ra rằng: nhờ có hoạt động và trong hoạt động mà năng lực của con người được phát triển và hoàn thiện hơn. HS sẽ chiếm lĩnh kiến thức một cách chắc chắn, tư duy của HS sẽ được phát triển nếu tích cực, tự lực hoạt động nhận thức trong học tập. Để tạo điều kiện tốt nhất cho HS hoạt động có kết quả trong học tập thì người GV phải làm tốt các việc sau:
- Nắm vững nội dung môn học. - Am hiểu học sinh.
- Áp dụng cách dạy nào sao cho vừa sức HS và có tác dụng kích thích hoạt động học.
2.1.2.3. Tạo bầu không khí có lợi cho lớp học làm cho học sinh hào hứng, mong đợi đến giờ học
Chúng ta đã biết kết quả học tập của học sinh chỉ đạt cao khi nào mà họ thích thú tiết học, môn học đó. Uy tín và PPDH của người GV có tác động mạnh đến các em HS, do vậy việc GV chủ động tạo ra một không khí học tập làm kích thích hứng thú của HS sẽ đem lại một kết quả tốt trong nhận thức của HS.
Ngưòi GV phải tạo ra sự giao tiếp thuận lọi giữa thầy và trò, giữa trò với trò bằng cách tổ chức và điều khiển một cách hợp lý các hành động của từng cá nhân vói tập thể học sinh.
VD: Khi học bài “Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn” GV có thể tạo hứng thú học tập, sự tìm tòi khám phá cho HS bằng câu hỏi nêu vấn đề cần nghiên cứu của bài học: Thủy triều là gì? Những ai thường quan tâm đến thủy triều? Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do lực nào?
Như vậy, qua việc dạy học môn vật lí đã làm cho học sinh yêu thích môn học, tăng hứng thú học tập và nỗ lực sáng tạo hơn.
2.1.3. Rèn cho học sinh các phương pháp tư duy hiệu quả
Dạy học vật lí phải làm phát triển ở HS những năng lực nhận thức như tri giác, biểu tượng, trí nhớ tư duy, hứng thú nhận thức, khả năng sáng tạo...Vật lí là môn khoa học thực nghiệm và lý thuyết nên có rất nhiều khả năng phát triển năng lực nhận thức cho HS. Để phát triển năng lực nhận thức trong dạy học vật lí cần rèn luyện cho HS một số tư duy quan trọng sau: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa và phương pháp hình thành những phán đoán mói: Suy lí quy nạp, suy lí diễn dịch và suy lí tương tự.
2.1.3.1. Phân tích và tổng hợp
*Phân tích: Là quá trình tách các bộ phận của sự vật hoặc hiện tượng vói
các dấu hiệu và thuộc tính của chúng cũng như các mối quan hệ và quan hệ giữa chúng theo một hướng xác định.
*Tổng hợp: Là hoạt động nhận thức phản ánh của tư duy biểu hiện trong
việc xác lập tính chất thống nhất của các phẩm chất và thuộc tính của các yếu tố trong một sự vật nguyên vẹn, có thể có được trong việc xác định phương hướng thống nhất và xác định các mối quan hệ giữa các yếu tố của sự vật nguyên vện đó, trong việc liên kết và liên hệ giữa chúng vì vậy sẽ thu được một sự vật nguyên vẹn mói.
Phân tích và tổng hợp không phải là hai phạm trù riêng rẽ của tư duy. Đây là hai quá trình có liên hệ biện chứng. Phân tích để tổng hợp có cơ sở và tổng họp để phân tích đạt được chiều sâu bản chất của sự vật.
VD: Việc nghiên cứu lực hấp dẫn được bắt đầu từ việc nghiên cứu chuyển động của các hành tinh và sự rơi của các vật trên trái đất và ngược lại.
2.1.3.2. So sánh
So sánh là xác định sự khác nhau và giống nhau của sự vật, hiện tượng và giữa khái niệm phản ánh chúng.
So sánh không chỉ giúp tìm ra dấu hiệu bản chất (giống nhau và khác nhau) của sự vật, hiện tượng mà còn tìm ra những dấu hiệu không bản chất thứ yếu của chúng. Có thể so sánh những dấu hiệu bên ngoài bằng quan sát trực tiếp, nhưng cũng có thể so sánh những yếu tố bên trong không thể nhận thức trực tiếp được mà phải bằng hoạt động tư duy.
VD: Khi học xong bài “Lực ma sát” HS lập bảng so sánh: lực ma sát trượt, lực ma sát lăn, lực ma sát nghỉ. Hoặc khi học bài “Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc” ta có thể so sánh với “Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn”.
2.1.3.3. Khái quát hóa
Khái quát hóa là thao tác tư duy tách những thuộc tính chung, các mối quan hệ chung thuộc bản chất của sự vật, hiện tượng tạo nên nhận thức mới dưới hình thức khái niệm, định luật, quy tắc.
Khái quát hóa được thực hiện nhờ trìu tượng hóa, nghĩa là tách các dấu hiệu, các mối liên hệ chung và bản chất khỏi sự vật, hiện tượng riêng lẻ cũng như phân biệt cái gì là không bản chất của sự vật.
Có 3 mức độ khái quát hóa:
+ Khái quát hóa cảm tính: diễn ra trong hoàn cảnh trực quan, thể hiện ở trình độ sơ đẳng.
+ Khái quát hóa hình tượng khái niệm: Là sự khái quát cả những cái bản chất và chung lẫn những cái không bản chất dưới dạng hình tượng hay biểu tượng trực quan.
+ Khái quát hóa khái niệm (khái quát hóa khoa học): Là sự khái quát hóa những dấu hiệu, những mối quan hệ chung và bản chất được trìu tượng hóa và tách khỏi các dấu hiệu và các mối liên hệ không bản chất. Đó là sự tư duy bằng khái niệm, định luật, quy tắc.
2.1.3.4. Suy lí quy nạp
Suy lí quy nạp là cách phán đoán dựa trên sự nghiên cứu nhiều hiện tượng, trường hợp đơn lẻ để đi tói kết luận chung, tổng hợp về những tính chất, những mối liên hệ tương quan bản chất nhất và chung nhất. Sự nhận thức đi từ cái riêng tói cái chung.
Phép quy nạp có ý nghĩa to lớn trong dạy học vật lí nhờ nó mà kiến thức được nâng cao và mở rộng. Điều cần thiết cho mồi phép quy nạp là sự tri giác cảm tính (quan sát, thí nghiệm) những tính chất và tương quan của tính chất. Không chỉ quan sát một số ít sự kiện tùy tiện rồi rút ra kết luận khái quát mà cần kiểm tra lại. Những số liệu của thực nghiệm được phân tích, mô tả, so sánh và trên cơ sở đó đi đến kết luận chung
2.1.3.5. Suy lí diễn dich hay phép suy diễn
Phép suy diễn là cách phán đoán đi từ một nguyên lý chung đúng đắn tói một kết luận thuộc về một trường hợp riêng lẻ đơn nhất. Trong dạy học vật lí phép suy diễn rút ngắn thòi gian học tập và phát triển tư duy logic, tư duy sáng tạo của HS.
VD: Khi nghiên cứu về lực hấp dẫn chúng ta nghiên cứu kĩ bản chất, đặc điểm của lực này còn các lực khác như lực tương tác tĩnh điện được suy ra từ lực hấp dẫn.
Khi sử dụng phép suy diễn trong dạy học vật lí cần tiến hành theo các bước sau đây:
- Nêu định luật, nguyên tắc, quy tắc hay khái niệm chung
- Nêu ví dụ để thấy rằng từ định luật, nguyên tắc, quy tắc hay khái niệm chung đó có thể giải thích những trường hợp đơn nhất, riêng lẻ như thế nào
- Cho bài tập hoặc một số ví dụ khác nhau để HS tự lực vận dụng phép