1.3. Một số biện pháp phát triển tƣ duy khoa họccủa học sinh trong dạy học Vật lí
1.3.4. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết và đề xuất các phƣơng án kiểm
phương án kiểm tra dự đoán
Dự đoán có vai trò vô cùng quan trọng trên con đƣờng sáng tạo khoa học. Dự đoán chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, trực giác và kiến thức về một lĩnh vực nào đó. Trong giai đoạn đầu của nhận thức có thể có các dự đoán sau:
- Dự đoán dựa trên sự kết hợp với trải nghiệm trƣớc đó. - Dự đoán dựa vào sự tƣơng đồng.
- Dự đoán dựa trên sự xuất hiện đồng thời của hai hiện tƣợng có mối quan hệ nhân quả giữa chúng.
- Dự đoán mối quan hệ nguyên nhân - kết quả dựa trên việc quan sát hai sự vật hiện tƣợng luôn biến đổi đồng thời tăng hoặc giảm.
- Dự đoán dựa trên tính thuận nghịch thông thƣờng của nhiều quá trình.
- Dự đoán dựa trên việc mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang lĩnh vực khác.
- Dự đoán các mối quan hệ định lƣợng.
- Thực hành đề xuất các phƣơng án kiểm tra dự đoán để kiểm tra dự đoán, giả thuyết có phù hợp với thực tế hay không, từ đó suy ra những hệ quả có thể quan sát đƣợc trong thực tế và tiến hành thực nghiệm kiểm chứng. Quá trình rút ra hệ quả thƣờng sử dụng suy luận logic hoặc suy luận toán học. Việc suy luận này phải đảm bảo đúng nguyên tắc, quy định, không mắc sai sót. Những quy tắc và quy định đó đều đƣợc biết đến, vì vậy không cần phải sáng tạo thực sự. Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất phƣơng án kiểm tra những hệ quả đã rút ra.
1.3.5. Rèn kỹ thuật tư duy theo cấu trúc 5W1H
- WHAT? ( Cái gì?): Cái đó là gì?; Nó đề cập đến vấn đề gì?; Kế tiếp sự kiện này, thì cái gì khác xảy ra? (What else); Tài liệu này trình bày về vấn đề gì? Bài học này trình bày vấn đề gì?; Những câu hỏi phụ của vấn đề này là gì?...
- WHERE? ( Ở đâu?): Vấn đề trình bày nằm trong lĩnh vực nào?; Sự kiện này xảy ra ở địa điểm nào?; Vấn đề này còn liên quan đến các lĩnh vực nào khác?; Bài báo này đăng trên tạp chí nào?; Bài thuyết trình này sẽ đƣợc trình bày trong nhóm hay trƣớc lớp?...
- WHEN? (Khi nào?): Sự kiện này xảy ra khi nào?; Vấn đề này, trƣớc đây đã có ai nghiên cứu chƣa, khi nào?;Khái niệm này bắt đầu xuất hiện khi nào?; Khi nào thì mình sẽ trình bày bài thuyết trình này?; Các bƣớc nghiên cứu (đề tài tốt nghiệp, luận văn, tiểu luận, …) sẽ đƣợc thực hiện theo thời gian nào, hoặc phải kết thúc từng bƣớc khi nào?...
-WHY? (Tại sao?) :Tại sao phải nghiên cứu vấn đề này?; Tại sao tác giả cuốn sách lại lựa chọn cách sắp xếp nhƣ thế này?; Tại sao thí nghiệm này không diễn ra đúng nhƣ dự kiến? (Why not) Tại sao mình đã làm hết các bài tập trong sách giáo khoa mà kết quả học tập vẫn không tốt?...
- WHO (Ai?): Ai đã nghiên cứu vấn đề này?; Ai phụ trách dự án này?; Bài trình bày sắp tới dành cho đối tƣợng nào?; Khi mình gặp khó khăn trong ứng dụng ICT, mình sẽ hỏi ai?; Ai sẽ hƣởng lợi khi dự án này đƣợc tiến hành? Còn ai khác không? (Who else)…
- How ? (Nhƣ thế nào?): Chiếc máy này hoạt động nhƣ thế nào?; Công việc này nên bắt đầu nhƣ thế nào?; Dự án này sẽ tiêu tốn bao nhiêu? (How much) Tiếp theo đây mình nên làm nhƣ thế nào?
Có vẻ nhƣ công cụ 5W1H rất đơn giản nhƣng nó lại rất hiệu quả nếu chúng ta sử dụng nó đúng đắn, khéo léo và thông minh.
1.3.6. Rèn luyện cho học sinh khả năng tự phát hiện, sữa chữa những sai lầm
Con ngƣời không ai hoàn hảo, sẽ phạm sai lầm và trải nghiệm thất bại trong nhiều bối cảnh, tại nhiều công việc và với nhiều ngƣời. Thay vì tập trung vào buồn vì bị thất bại, hãy nghĩ về nguyên nhân thất bại và tìm ra những gì sẽ làm để cải thiện tình hình, hãy biến thất bại thành một bài học.
Tất cả chúng ta đều nhìn nhận mọi thứ xung quanh theo cái nhìn từ góc độ của bản thân. Vì vậy, thấu hiểu quan điểm từ cái nhìn của ngƣời khác sẽ giúp rèn luyện lối tƣ duy tích cực hơn. Và khi suy nghĩ và hành động tích cực sẽ sớm nhận ra mình đang đi đúng hƣớng và gặt hái đƣợc nhiều lợi ích to lớn.Ví dụ nếu có ai đó thấy bức tranh bạn mới vẽ không đẹp nhƣ bạn tƣởng có thể bạn sẽ cảm thấy chút gì đó không hài lòng. Nhƣng hãy thử đặt bản thân vào vị trí của họ, xét xem tại sao họ lại không thấy bức hình đẹp.
Để cái tôi chen vào cách tƣ duy là cản trở lớn nhất hình thành nên một kỹ năng tƣ duy thuần thục. Vì vậy, cần phải thoát khỏi điều này quay trở lại và nhìn lại những điều đang suy nghĩ. Cần phải trả lời ngay bây giờ, suy nghĩ của tôi tập trung vào điều gì? Tôi đang sử dụng những công cụ và phƣơng pháp nào? Không có tiêu điểm để suy nghĩ, suy nghĩ của bạn sẽ trôi dạt từ điểm này sang điểm khác, từ điều này sang điều khác. Một tƣ duy hiệu quả là một tƣ duy tập trung và có mục đích.
Một thực tế có căn cứ khoa học, bộ não con ngƣời sẽ tự động bắt chƣớc hành vi của những ngƣời khác ở xung quanh. Điều đó cũng giống với hàm ý của câu tục ngữ “Gần mực thì đen, gần đèn thì rạng”. Do đó, khi học sinh mắc sai lầm GV cần hƣớng tƣ duy của các em tới tƣ duy tích cực bằng cách tạo ra bầu không khí lạc quan trong lớp học, những viễn cảnh tích cực, những câu chuyện tích cực và những lời khẳng định tích cực, đồng thời chỉ ra đƣợc chỗ bế tắc trong tƣ duy, một vấn đề mới hoặc một cái nhìn tốt hơn về sự việc và chỉ ra việc tiếp theo sẽ làm gì. Có cách nào khác để nhìn nhận sự việc này hay không?
1.4. Dạy học tìm tòi khám phá nhằm bồi dƣỡng tƣ duy khoa học của học sinh
1.4.1. Khái niệm dạy học tìm tòi khám phá
- Theo Hội đồng nghiên cứu quốc gia Hoa kì: “Tìm tòi – khám phá khoa học đề cập đến các cách thức khác nhau trong đó các nhà khoa học nghiên cứu thế giới tự nhiên và đề xuất các giải thích hoặc giả thuyết dựa trên những bằng chứng, dữ liệu thông tin thu đƣợc từ các nghiên cứu của họ”. 5 .
- Phƣơng pháp dạy học tìm tòi khám phá tạo cho học sinh cơ hội để trải nghiệm quá trình nghiên cứu khoa học. Nó tạo điều kiện để học sinh bộc lộ những quan niệm sai lầm cố hữu, khuyến khích các em trao đổi, thảo luận với nhau về những
động trên, học sinh tự điều chỉnh và thay đổi các quan niệm trƣớc đây để hình thành kiến thức mới. Đồng thời, các em có cơ hội phát triển tƣ duy phản biện, tƣ duy sáng tạo, kỹ năng làm việc nhóm, giải quyết vấn đề và nhiều kỹ năng khác cần thiết cho cuộc sống tự lập sau này. Nhƣ vậy, dạy học tìm tòi khám phá đã tạo nhiều cơ hội để phát triển tƣ duy khoa học ở học sinh.
- Dạy học tìm tòi khám phá là phƣơng pháp dạy học tạo cơ hội cho học sinh bộc lộ năng lực của mình, từ kĩ năng quan sát, thu thập dữ liệu, huy động tổng hợp các kiến thức kĩ năng.
- Các hoạt động học là điểm nhấn trong dạy học tìm tòi khám phá, các em thực sự tham gia trải nghiệm, giáo viên chỉ đóng vai trò tổ chức, hƣớng dẫn và định hƣớng các hoạt động học. Các hoạt động học phải tạo đƣợc sự hứng thú, bất ngờ, mới lạ, đồng thời cũng là thách thức đòi hỏi học sinh phải nỗ lực cố gắng mới giải quyết đƣợc. Khi vƣợt qua đƣợc thử thách sẽ để lại điểm nhấn và ghi nhớ sâu ở mỗi học sinh. Thông qua hoạt động học và những thách thức học sinh gặp phải là cơ hội để các em rèn luyện tƣ duy khoa học của mình.
1.4.2. Đặc điểm dạy học tìm tòi khám phá
Tƣ duy khoa học của học sinh đƣợc bồi dƣỡng và phát triển thông qua các hoạt động học hiệu quả và đƣợc lặp đi lặp lại nhiều lần. Nhƣ vậy, các hoạt động học là điểm nhấn trong cấu trúc của dạy học tìm tòi khám phá, theo chúng tôi để dạy học tìm tòi khám phá có hiệu quả thì phƣơng án dạy học của giáo viên phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Cấu tạo thành một chuỗi các hoạt động học theo logic phát triển của mạch kiến thức khoa học phù hợp với thời lƣợng của tiết học.
- Tƣ duy đƣợc phát triển trong suốt quá trình thực hiện các hoạt động học. - Sự hứng thú học tập của học sinh đƣợc duy trì trong suốt quá trình học.
- Cấu trúc các giai đoạn của bài học không diễn ra một cách độc lập, mà có sự nối tiếp chặt chẽ, logic với nhau.
- Giáo viên và học sinh có thể quan sát, đánh giá – tự đánh giá đƣợc các kĩ năng hoạt động học và kết quả học. Do đó, giáo viên và học sinh có thể điều chỉnh các hoạt động ngay trong quá trình diễn ra các hoạt động,không nhất thiết điều chỉnh sau tiết học.
Tùy theo từng tác giả hay từng lĩnh vực khoa học mà ngƣời ta phân chia quá trình khám phá thành số lƣợng các giai đoạn khác nhau, nhƣng theo cách phân chia nào, thì vẫn bao hàm những hoạt động cơ bản của việc tìm tòi, khám phá khoa học. Trong một vài năm gần đây, ở Việt Nam có giới thiệu quy trình dạy học tìm tòi khám phá 6E. Mô hình 6E đƣợc phát triển dựa trên mô hình 5E về dạy hoc tìm tòi khám phá trong khoa học tự nhiên và thêm yếu tố thiết kế kỹ thuật. Các giai đoạn của phƣơng pháp dạy học tìm tòi khám phá theo mô hình 6E gồm:
- Giai đoạn Engage (Lôi cuốn): GV xây dựng các hoạt động học liên quan đến kiến thức học sinh đã học với vấn đề cần nghiên cứu, tuy nhiên chƣa đủ để giải quyết vấn đề, khiến các em nhận ra cần khám phá kiến thức mới.
- Giai đoạn Explore (Khám phá): GV tổ chức các hoạt động học để học sinh vận dụng các kiến thức đã học để tự tạo ra ý tƣởng mới và tự thiết kế, tiến hành các khảo sát.
- Giai đoạn Explian (Giải thích): Tập trung chú ý của học sinh vào các khía cạnh cụ thể của các pha trƣớc, tạo cơ hội để học sinh giải thích sự hiểu biết của các em và từ sự giải thích của GV giúp các em hiểu sâu hơn, chính xác hơn.
- Giai đoạn Engineer (Chế tạo): Học sinh đƣa ra các giải pháp thông qua các bản thiết kế, hệ thống thông tin, mô hình. Sau đó các em thực hiện chế tạo, vận hành thử nghiệm.
- Giai đoạn Elaborate (Củng cố- Áp dụng ): GV đƣa ra các nhiệm vụ nhằm mở rộng những hiểu biết của học sinh. Thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ này học sinh phát triển sâu hơn, rộng hơn về kiến thức đã học.
- Giai đoạn Evaluate (Đánh giá): GV và HS cùng đánh giá, nhìn nhận lại quá trình học.
Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi nhận thấy: trong nghiên cứu vật lí và trong dạy học vật lí, hoạt động tìm tòi khám phá đƣợc phân chia thành một số giai đoạn đặc trƣng:
- Giai đoạn 1: Đặt ra các câu hỏi khoa học. Trong nghiên cứu khoa học, đứng trƣớc quá trình, hiện tƣợng cần nghiên cứu, các nhà khoa học thƣờng đặt ra hai loại câu hỏi chủ yếu. Loại câu hỏi thứ nhất thƣờng đƣợc mở đầu bằng từ “tại sao”, ví dụ: Tại
thành những sự kiện nào đó, thƣờng sử dụng từ “nhƣ thế nào”, ví dụ: Làm nhƣ thế nào để tạo ra dòng điện mà không cần nguồn điện nhƣ pin, ắc qui? Làm thế nào để giảm tổn thất điện năng khi vận tải điện năng đi xa? Nghiên cứu khoa học nói chung, dạy học khám phá nói riêng luôn bắt đầu bằng câu hỏi khoa học.
- Giai đoạn 2: Đưa ra giả thuyết hay dự đoán khoa học làm cơ sở cho việc trả lời câu hỏi khoa học. Các nhà khoa học thu thập các bằng chứng nhƣ những dữ liệu khoa học thông qua cách ghi lại những quan sát và các dữ liệu đo lƣờng. Trong học tập, học sinh phân tích các dữ liệu khoa học để đƣa ra giả thuyết làm cơ sở cho việc trả lời câu hỏi khoa học, giải thích các quá trình, hiện tƣợng khoa học đã quan sát đƣợc.
- Giai đoạn 3: Tiến hành các thí nghiệm đề kiểm chứng giả thuyết hoặc suy luận từ các lý thuyết chắc chắn đúng. Mọi giả thuyết đều phải đƣợc kiểm chứng bằng thực nghiệm. Giả thuyết đã đƣợc kiểm chứng bằng thực nghiệm, nghĩa là giả thuyết đó hay hệ quả đƣợc suy ra từ giả thuyết cần phải phù hợp với các quan sát hoặc bằng chứng chỉ ra ở các thí nghiệm, nếu giả thuyết hệ quả đƣợc suy ra từ giả thuyết không phù hợp với các quan sát hoặc bằng chứng chỉ ra ở các thí nghiệm thì nghĩa là giả thuyết sai, phải quay trở lại, phân tích quá trình, hiện tƣợng đang nghiên cứu để đƣa ra giả thuyết khác.
- Giai đoạn 4: Rút ra kết luận. Sau khi tiến hành thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết cho thấy giả thuyết đúng thì ta cần rút ra kết luận khoa học về vấn đề nghiên cứu.
- Giai đoạn 5: Báo cáo và bảo vệ kết quả nghiên cứu. Học sinh công bố kết quả nghiên cứu trƣớc lớp, trả lời những câu hỏi liên quan đến nội dung nghiên cứu để bảo vệ sự đúng đắn của kết luận khoa học đã rút ra. Trong khám phá khoa học các giả thuyết đƣợc đề xuất có thể không đúng phải đƣợc xem xét lại, hoặc có thể bị loại bỏ dƣới ánh sáng của những phát hiện mới. Các nhà khoa học cần phải công bố nghiên cứu một cách trung thực và chi tiết đủ để những nhà khoa học khác có thể tái tạo lại các nghiên cứu đó nếu cần thiết. Tƣơng tự nhƣ vậy, HS sẽ thu đƣợc nhiều lợi ích khi họ chia sẻ và so sánh kết quả của mình với các bạn trong lớp, thông qua đó, tạo cơ hội cho họ đặt ra các câu hỏi, kiểm tra các bằng chứng, xác định các lập luận sai lầm, xem xét các giải pháp thay thế. Họ cũng có thể nhận thức đƣợc kết quả của họ có quan hệ với các kiến thức khoa học hiện tại nhƣ thế nào.
Dạy học tìm tòi khám phá không phải là một chuỗi các hoạt động theo quy trình cứng nhắc mà có thể đƣợc thay đổi và sử dụng linh hoạt phụ thuộc vào mức độ nhận thức và năng lực của học sinh. Trong bài học này, có thể thấy đầy đủ các giai đoạn đặc trƣng của dạy học tìm tòi khám phá nhƣng trong bài học khác, chỉ một vài giai đoạn đặc trƣng đƣợc thể hiện rõ.
1.5.Thực trạng việc dạy học chủ đề Dòng điện không đổi – Vật lí 11 ở một số trƣờng THPT hiện nay
1.5.1. Mục đích điều tra
- Tìm hiểu cách dạy, cách học vật lí ở một số trƣờng THPT để thấy các phƣơng pháp và hình thức tổ chức dạy học mà giáo viên thƣờng sử dụng, từ đó thấy đƣợc thực trạng việc bồi dƣỡng tƣ duy khoa học của học sinh đã đƣợc thực hiện thế nào để đề xuất phƣơng án dạy học nhằm bồi dƣỡng đƣợc tƣ duy khoa học cho học sinh.
- Tìm hiểu thực tế dạy học chủ đề “Dòng điện không đổi” ở một số trƣờng THPT để thấy những thuận lợi, khó khăn, sai lầm hay gặp của học sinh khi học chủ đề này, từ đó tìm ra nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm đó làm cơ sở cho việc tổ chức các hoạt động học theo hƣớng tìm tòi khám phá.