1.5. Sử dụng hiệu quả các tài liệu bổ trợ trong tiến trình dạy học giải quyết
1.5.1. Sử dụng thí nghiệm trong tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
Trong vật lí học, làm TN là tạo ra một hiện tƣợng xác định trong những điều kiện có thể khống chế đƣợc, thay đổi đƣợc, để khảo sát một mối quan hệ, một tính chất của vật thể. TN cung cấp những thơng tin về dấu hiệu bên ngồi của sự vật hiện tƣợng có thể quan sát đƣợc trong những điều kiện xác định cho trƣớc riêng lẻ. Muốn nhận biết, phát hiện đƣợc những mối quan hệ giữa các dấu hiệu đó, cần phải thực hiện những thao tác tƣ duy nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tƣợng hóa. Mỗi TN chỉ cho biết hiện tƣợng xảy ra trong một điều kiện cụ thể. Muốn những kết luận rút ra từ TN có giá trị khái qt thì phải dùng phép quy nạp để rút ra cái chung cho nhiều trƣờng hợp với các điều kiện khác nhau. Nhƣ vậy, muốn rút ra đƣợc những tính chất bản chất, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các hiện tƣợng thì phải thực hiện 2 HĐ song song xen kẽ, đó là: Làm TN quan sát các dấu hiện cụ thể bên ngoài của hiện tƣợng và thực hiện các phép suy luận trong đầu để tìm ra những mối quan hệ trừu tƣợng ẩn dấu bên trong.
TN là một phƣơng tiện để dạy học. Bởi vậy, tùy theo mục đích dạy học mà TN có vai trị xác định, giúp thực hiện mục đích đó.
1.5.1.1. Sử dụng thí nghiệm theo quan điểm dạy học truyền thống
Mục đích chính của dạy học truyền thống là truyền thụ cho HS những kiến thức, kinh nghiệm mà lồi ngƣời đã tích lũy đƣợc để nhớ và làm theo. Và với mục đích đó, TN đƣợc sử dụng với vai trị nhƣ sau:
- TN là phƣơng tiện trực quan giúp cho HS dễ hiểu những kiến thức vật lí trừu tƣợng
Sau khi dùng phƣơng pháp thông báo truyền thụ cho HS một số kiến thức trừu tƣợng, GV làm TN để HS nhận biết đƣợc những biểu hiện cụ thể (có thể chƣa đầy đủ) của các kiến thức đó trên thực tế.
Tuy nhiên, nhƣ thế là tách kiến thức ra làm 2 phần riêng biệt lí thuyết và thực tế. HS có thể học kiến thức lí thuyết trƣớc, một thời gian sau mới biết biểu hiện thực tế của nó hoặc nhiều khi chỉ dừng ở mức hiểu biết lí thuyết. Hoặc chỉ biết những cái cụ thể mà không biết khái niệm khái quát, trừu tƣợng. Kết quả là kiến thức không vững chắc, khơng hồn chỉnh.
- TN là nguồn trực tiếp của tri thức
Từ trƣớc đến nay, ngƣời ta thấy rằng, các nhà vật lí học ln làm TN để tìm hiểu những tính chất, những quy luật của thế giới vật chất và tƣởng nhƣ cứ làm TN là tìm thấy những tính chất, những quy luật sẵn có trong đó; làm TN để chúng bộc lộ ra ngồi cho ta quan sát đƣợc. Thực ra, nếu chỉ dựa vào quan sát các TN thì khơng thể nào biết đƣợc các tính chất, các quy luật của tự nhiên, thậm chí cịn có thể có những hiểu biết sai.
- TN giúp rèn kĩ năng thực hành cho HS
Trong dạy học truyền thống, kĩ năng thực hành đƣợc hiểu là kĩ năng sử dụng các dụng cụ, thiết bị TN, các dụng cụ đo lƣờng, các máy móc phổ biến, kĩ năng bố trí lắp ráp TN, tính tốn các kết quả đo lƣờng, xác định sai số, vẽ đồ thị,…và đƣợc phân biệt rõ với kiến thức lí thuyết.
Trong dạy học vật lí theo quan điểm truyền thống cũng tách riêng việc dạy kiến thức lí thuyết và việc dạy kĩ năng thực hành. Trong khi học kiến thức lí thuyết, HS có thể khơng cần biết làm TN, thực hiện các phép đo vì GV làm hết. Ngƣợc lại, HS có thể rất khéo léo trong việc sử dụng các dụng cụ máy móc để làm TN nhƣng khơng hiểu biết cơ sở lí thuyết của các TN đó. Đặc biệt là, trong điều kiện trang thiết bị TN còn thiếu thốn, trong dạy học, GV dễ bỏ qua phần thực hành. Kết quả là: Phần lớn HS chỉ có kiến thức lí thuyết sng. Việc tách rời lí thuyết và thực hành nhƣ thế khiến cho ngay cả các kiến thức lí thuyết cũng khơng vững chắc, không áp dụng đƣợc vào HĐ thực tiễn.
1.5.1.2. Sử dụng thí nghiệm theo quan điểm dạy học hiện đại
Mục tiêu của chƣơng trình vật lí phổ thơng hiện nay khơng chỉ dừng lại ở việc trang bị kiến thức cho HS mà cịn chú trọng hình thành ở họ năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tự lực HĐ nhận thức cũng nhƣ vận dụng sáng tạo kiến thức vào thực tiễn. Mục tiêu dạy học mới đó khơng tách rời kiến thức lí thuyết và kĩ năng thực hành mà xem đó là 2 mặt của một thể thống nhất của phẩm chất tri thức trong HS. Với mục tiêu đó, TN vật lí đƣợc sử dụng với vai trị mới – vai trò đối với HĐ nhận thức – HĐ giải quyết vấn đề học tập của HS:
- Ở pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu
vấn đề
TN là phƣơng tiện để làm xuất hiện vấn đề, kích thích sự tìm tịi suy nghĩ của HS. TN làm xuất hiện trƣớc HS một hiện tƣợng mới lạ, xảy ra trái với suy nghĩ thông thƣờng của HS và với vốn kiến đã có, HS khơng thể giải thích đƣợc. Nhƣ vậy, TN giúp làm xuất hiện mâu thuẫn nhận thức, kích thích sự tị mị, tạo hứng thú nhận thức và động cơ học tập của HS. Trong lí luận dạy học gọi là xuất hiện tình huống có vấn đề.
- Ở pha thứ 2: Học sinh hành động độc lập, tích cực, trao đổi, tìm tịi giải quyết vấn đề
+ TN hỗ trợ cho việc xây dựng dự đốn
Trong nghiên cứu vật lí, khi đứng trƣớc một vấn đề hoàn toàn mới lạ, ngƣời nghiên cứu chƣa có một chút hiểu biết hay kinh nghiệm nào đó liên quan, khó có thể đƣa ra đƣợc một dự đốn có căn cứ. Để tránh khỏi một dự đoán vu vơ, nhà nghiên cứu thực hiện một TN thăm dò để sơ bộ xác định đƣợc phƣơng hƣớng diễn biến của hiện tƣợng, dựa trên đó mà xây dựng dự đốn giả thuyết. TN trong trƣờng hợp này chƣa khẳng định một điều gì cả mà chỉ gợi lên một hƣớng suy nghĩ. Tất nhiên, cùng một TN cũng có thể gợi ra những suy nghĩ khác nhau, những dự đoán khác nhau.
Đối với HS, chƣa có nhiều kiến thức vật lí và kinh nghiệm thì việc sử dụng TN để tạo ra cho họ một số kinh nghiệm thực tế ban đầu, hỗ trợ cho việc xây dựng dự đốn là rất quan trọng, nếu khơng thì sẽ rơi vào tình trạng hồn tồn bế tắc.
+ TN là phƣơng tiện để kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết
Nhƣ ta đã thấy, trên con đƣờng tìm tịi nghiên cứu để giải quyết những vấn đề mới, nhà khoa học lúc đầu phải đƣa ra câu trả lời dự đốn. Dự đốn đó tuy có căn cứ nhƣng khơng chắc chắn vì khơng suy ra đƣợc từ những kiến thức đã biết (còn gọi là giả thuyết). Vậy muốn biết dự đốn đó có đúng khơng, nghĩa là có phù hợp với thực tế khách quan khơng thì bắt buộc phải làm TN kiểm tra. Thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lí. Khi kết quả TN phù hợp với dự đốn thì điều dự đốn đó trở thành chân lí khách quan, trở thành kiến thức khoa học. Nếu khơng phù hợp thì phải bỏ đi để xây dựng dự đốn mới.
Vì dự đốn là mới mẻ, chƣa từng có nên TN để kiểm tra dự đốn cũng là mới mẻ, chƣa từng có. Dự đốn thƣờng có tính trừu tƣợng khái qt. TN lại chỉ là một biểu hiện trong trƣờng hợp cụ thể, với những điều kiện cụ thể có thể quan sát đƣợc. Bởi vậy, trƣớc khi làm TN kiểm tra, cần phải đảm bảo rằng, lập luận suy từ dự đoán khái quát ra biểu hiện cụ thể trong TN phải chặt chẽ khơng sai sót. Tính mới mẻ của TN kiểm tra thể hiện ở nhiều mặt: sử
dụng trang thiết bị mới, cách xử lí kết quả đo lƣờng, độ chính xác của phép đo,…Bởi vậy, ngƣời nghiên cứu phải chế tạo ra dụng cụ TN mới, đề xuất phƣơng án TN mới, nghĩ ra một phƣơng pháp mới nâng cao tính hiệu quả, độ chính xác của TN,…
- Ở pha thứ 3: Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới
TN là phƣơng tiện để minh họa kiến thức hoặc để HS vận dụng tri thức mới ví dụ nhƣ: các bài tập TN, các bài tập giải thích hiện tƣợng mà TN tạo ra,…làm cho HS hiểu sâu kiến thức hơn. Thậm chí thơng qua q trình vận dụng tri thức với việc sử dụng TN sẽ tiếp tục làm nảy sinh vấn đề mới và đi đến một nhiệm vụ nhận thức tiếp theo của tiến trình dạy học.
Ngồi những phân tích nêu trên về hỗ trợ của TN trong các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề, TN còn là phƣơng tiện để thống nhất giữa lí thuyết và thực hành (giữa lí luận và thực tiễn). Sự suy luận lí thuyết thuần túy hay một TN đứng riêng khơng kèm theo phân tích lí thuyết đều khơng thể cho phép có đƣợc kết luận đúng đắn về tính chất, quy luật của tự nhiên. Cách sử dụng TN đúng với vai trò của nó nhƣ các phân tích nêu trên sẽ tạo ra một lớp ngƣời lao động “vừa có tƣ duy sáng tạo, vừa có kĩ năng thực hành giỏi”.