tư duy của học sinh trong dạy học vật lý
Chu trình hoạt động nhận thức sá ng tạo được sơ đồ hóa như sau (Bảng 1.3 )
Mô hình Hệ quả logic
Việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh phỏng theo con đường tìm tòi của các nhà khoa học theo chu trình trên thường gặp khó khăn trong các giai đoạn như: đề xuất mô hình-giả thuyết trừu tượng, xây dựng phương án thực nghiệm và tiến hành thực nghiệm để kiểm tra hệ quả.
Ngoài ra, trong phương pháp dạy học GQVĐ, điều cần thiết là phải tạo ra một tình huống có vấn đề cho học sinh, tình huống đó theo nguyên tắc là phải “kích thích tư duy”, tạo ra hứng thú tìm tòi, khám phá cho người học. Việc tạo một tình huống có vấn đề hay, có cơ sở khoa học và tạo được hứng thú cho học sinh là một bước rất quan trọng trong việc vận dụng phương pháp dạy hoc này.
Theo chu trình sáng tạo khoa học của Ra -zu-mốp-xki, để có cơ sở đề xuất mô hình- giả thuyết trừu tượng, vấn đề hết sức quan trọng là làm thế nào có thể thu thập được các thông tin liên quan đến đối tượng cần nghiên cứu (với tư cách là các sự kiện xuất phát), để tạo điều kiện cho tư duy trực giác, đưa ra mô hình-giả thuyết trừu tượng. Một cách tương tự, trong dạy học GQVĐ, để tạo một tình huống có vấn đề cũng phải cần phải có các dữ kiện ban đầu, phù hợp với kiến thức đã học. Trong dạy học vật lí, tuỳ theo các đối tượng nghiên cứu cụ thể mà các phương tiện dạy học truyền thống có thể hoặc không thể hỗ trợ cho việc thu thập các thông tin này[21]. Ví dụ như khi nghiên cứu về “Hệ thức giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ không đổi” (SGK Vật lí 10), thì với việc sử dụng nhiều bộ thí nghiệm khác nhau đều có thể thu được các số liệu về sự biến đổi thể tích và sự biến đổi về áp suất tương ứng của khối khí đang xét. Nghiên cứu bảng số liệu này, có thể đề xuất dự đoán về mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của lượng khí. Tuy nhiên, đối với nhiều đối tượng nghiên cứu khác, ví dụ như: va chạm của các vật trong hệ kín khi nghiên cứu định luật bảo toàn động lượng, hay chuyển động rơi có sức cản của không khí…thì hiện nay, việc thu thập các số liệu thực nghiệm nhờ các thiết bị thí nghiệm truyền thống hoặc rất khó, mất rất nhiều thời gian (với thí nghiệm va chạm) hoặc không thể thực hiện được (với thí nghiệm về chuyển động rơi có sức cản không khí).
Ngoài khó khăn trên, trong công việc kiểm tra tính đúng đắn của các mô hình- giả thuyết trừu tượng cũng thường gặp khó khăn nếu chỉ dựa vào các phương tiện dạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống. Ví dụ như, khi nghiên cứu va chạm của các vật trong hệ kín, vấn đề đăt ra là: có đại lượng nào được bảo toàn trong quá trình va
chạm không? Dựa vào các dữ liệu thu được trong thí nghiệm, học sinh có thể đưa ra nhiều dự đoán (giả thuyết) có căn cứ. Thì việc kiểm tra xem dự đoán nào đúng, dự đoán nào sai sẽ không thể tiến hành trong khuôn khổ thời gian qui định nếu chỉ dựa vào các phương tiện dạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống. Sở dĩ như vậy vì để kiểm tra điều đó, đòi hỏi phải thực hiện quá nhiều phép tính.
Những phân tích trên cho thấy, trong nhiều trường hợp, nếu chỉ sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống thì việc yêu cầu cao tính tích cực, tự lực của học sinh tham gia vào việc giải quyết các vấn đề học tập (đề xuất mô hình-giả thuyết cũng như kiểm tra tính đúng đắn của nó) sẽ bị hạn chế, do đó, việc áp dụng các phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá người học cũng hạn chế
Hơn nữa, trong nhiều trường hợp, với phương tiện dạy học truyền thống, không thể quan sát, thu thập được thông tin về đối tượng cần nghiên cứu, (ví dụ như vật rơi có sức cản không khí...) nên nhiều quá trình vật lí không thể đưa vào trong chương trình vật lí phổ thông.
Trong những trường hợp như vậy, MVT có tác dụng to lớn trong việc tạo ra các mô hình hỗ trợ cho quá trình nhận thức của học sinh, vì như đã nói ở trên, MVT có thể tạo ra một thế giới ảo rất giống như thế giới thực.
Qua các điều trình bày ở trên, ta thấy dạy học giải quyết vấn đề tự thân nó sẽ góp phần phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh trong các giai đoạn của mình.
Để thực hiện điều đó, với đặc thù c ủa mình, cần có những điều kiện phù hợp để có thể áp dụng được phương pháp dạy học này. Một trong những điều kiện đó là làm cách nào để tạo ra một tình huống có vấn đề gợi sự hứng thú, tò mò, kích thích học sinh tìm tòi, khám phá, điều đó cũng tương tự nh ư phải tạo ra một mô hình để hỗ trợ quá trình nhận thức của học sinh theo chu trình nhận thức sáng tạo của Ra-zu-môp-xki. Để thỏa mãn các điều kiện đó, có thể sử dụng nhiều phương tiện, nhiều cách khác nhau. Như đã trình bày, MVT có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của PP dạy học GQVĐ, giúp cho việc thực hiện phương pháp này trong nhiều trường hợp trở nên dễ dàng, thuyết phục, tạo được lòng tin cho HS hơn, cho nên việc ứng dụng MVT vào dạy học GQVĐ sẽ góp phần giúp cho GV và HS trong nhiều trường hợp sẽ thuận lợi, dễ dàng trong việc tiếp cận kiến