Con đường này thực chất là đặt ra nhiệm vụ cho HS tìm tòi, phát minh lại một thiết bị máy móc dùng trong kĩ thuật, là yêu cầu HS giải một bài toán sáng tạo.
Cơ sở đề xuất vấn đề cần nghiên cứu đối với con đường dạy học này là từ kiến thức, kĩ năng (khái niệm, định luật, quy tắc, nguyên lí) vật lí đã biết cần sử dụng để chế tạo một TBKT có một chức năng nhất định.
Trong quá trình vận dụng kiểu dạy học giải quyết vấn đề dạy học các kiến thức ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo con đường thứ hai, chúng tôi đã cụ thể hóa thành bốn giai đoạn. Tuy nhiên, không phải tất cả các HS đều được thực hiện cả bốn giai đoạn mà tùy thuộc vào khả năng HS và đặc điểm của từng TBKT, GV sẽ yêu cầu HS thực hiện những giai đoạn và ở mức độ nào trong từng giai đoạn. Các giai đoạn trong tiến trình xây dựng kiến thức về ứng dụng kĩ thuật theo con đường thứ hai được diến tả như sơ đồ 1.4:
Giai đoạn 1. Nêu vấn đề cần nghiên cứu: Sau khi HS đã nghiên cứu một kiến thức, kĩ năng vật lí (khái niệm, định luật, quy tắc, nguyên lí) nào đó có thể GV hay HS đặt ra vấn đề “Thiết kế, chế tạo một TBKT có một chức năng nào đó”. Việc làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu cũng có thể xảy ra theo hướng:
Nêu vấn đề cần nghiên cứu: Thiết kế, chế tạo một TBKT có một chức năng nào đó.
Thiết kế phương án chế tạo TBKT:
Xác định những kiến thức, kĩ năng vật lí (khái niệm, định luật, quy tắc, nguyên lí) vật lí đã biết cần sử dụng để chế tạo một TBKT.
Đề xuất các phương án thiết kế khác nhau (các mô hình dưới dạng hình vẽ) TBKT. Lựa chọn các phương án thiết kế khả thi.
Chế tạo và vận hành mô hình vật chất chức năng của TBKT:
Dựa trên các phương án thiết kế khả thi đã lựa chọn, chế tạo các mô hình vật chất chức năng của TBKT.
Vận hành các mô hình vật chất chức năng kiểm tra tính hợp lí của các phương án thiết kế đã lựa chọn, tiếp tục bổ sung, chỉnh sửa mô hình vật chất chức năng.
Bổ sung hoàn thiện mô hình vật chất chức năng về phương diện kĩ thuật phù hợp với TBKT. Sơ đồ 1.4. Tiến trình xây dựng dạng kiến thức về ứng dụng kĩ thuật của vật lí theo con đường thứ hai.
Nếu HS khá thì có thể đặt ra nhiệm vụ có thể thiết kế, chế tạo một TBKT có một chức năng nào đó. Ví dụ: Sau khi được quan sát TN về sự tắt dần rất nhanh của tấm nhôm dao động trong từ trường (tác dụng làm hãm chuyển động do hiệu ứng lực của dòng điện Fu - cô). Sẽ có HS đề xuất vấn đề là “Thiết kế, chế tạo một TBKT có một chức năng làm tắt nhanh dao động của giảm xóc xe máy bằng hiều ứng lực do dòng điện Fu - cô gây ra hay làm hãm chuyển động quay của đĩa kim loại bằng hiệu ứng lực của dòng điện Fu - cô”.
Trường hợp thứ hai là GV nêu luôn vấn đề nghiên cứu. Ví dụ: Sau khi HS được nghiên cứu về hiệu ứng nhiệt do dòng điện Fu - cô (làm nóng khối kim loại khi đặt nó trong từ trường biến thiên) thì GV có thể đưa ra vấn đề cần nghiên cứu là “Thiết kế, chế tạo một TBKT có một chức năng nung nóng kim loại nhờ hiệu ứng nhiệt của dòng điện Fu - cô ”.
Giai đoạn 2. Để thiết kế được phương án chế tạo TBKT thì trước hết, GV yêu cầu HS phải xác định những kiến thức, kĩ năng vật lí (khái niệm, định luật, quy tắc, nguyên lí) đã biết cần sử dụng để chế tạo TBKT có chức năng đã đưa ra. Tiếp theo, GV yêu cầu HS đề xuất các phương án thiết kế khác nhau dưới dạng các hình vẽ. Lựa chọn các phương án khả thi từ các phương án đã đề xuất.
Giai đoạn 3. Dựa trên các phương án thiết kế khả thi đã lựa chọn, chế tạo các mô hình vật chất chức năng TBKT. Việc chế tạo các mô hình vật chất chức năng của TBKT tì tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể, khả năng của HS và điều kiện có thể HS chế tạo hoàn chỉnh mô hình vật chất chức năng hay chỉ chế tạo một số bộ phận hay có thể không tham gia chế tạo. Ví dụ: HS có thể chế tạo hoàn chỉnh mô hình chức năng của phanh điện từ.
Vận hành các mô hình vật chất chức năng kiểm tra tính hợp lí của các phương án thiết kế đã lựa chọn, tiếp tục bổ sung, chỉnh sửa mô hình vật chất chức năng. Ví dụ: Khi chế tạo mô hình phanh điện từ, ban đầu HS chỉ chế tạo được mô hình gồm một động cơ nhỏ kéo một đĩa bằng nhôm quay theo, tiến hành phanh, HS dùng tay đưa các nam châm gốm lại gần mặt đĩa và làm cho đĩa chuyển động chậm lại. Rõ ráng, khi vận hành mô hình này, HS sẽ thấy cần bổ sung một chân phanh, trên đó có gắn các nam châm gốm. Tiến hành phanh bằng cách đạp chân phanh xuống để mặt nam châm gốm nằm song song với mặt của đĩa nhôm.
Giai đoạn 4. Bổ sung hoàn thiện mô hình vật chất - chức năng về phương diện
lĩ thuật phù hợp với TBKT thực. Ngoài những bộ phận chính như mô hình vật chất chức năng được chế tạo và đưa vào vận hành ở giai đoạn 3 thì TBKT thực trong thực tế có nhiều bộ phận khác có vai trò rất quan trọng về phương diện kĩ thuật để tăng hiệu quả hoạt động của TBKT đó. Việc bổ sung hoàn thiện mô hình vật chất chức
năng về phương diện kĩ thuật phù hợp với TBKT thực GV phải thực hiện. Ví dụ: Khi mô hình vất chất chức năng của phanh điện từ hay lò nung cảm ứng đã được chế tạo và vận hành thành công thì việc bổ sung hoàn thiện mô hình phan điện từ hay mô hình lò nung cảm ứng về phương diện kĩ thuật phù hợp với TBKT thực là rất khó đối với HS, họ không thể nêu bổ sung được mà phải là GV.