4. Những mâu thuẫn nảy sinh trong quá trình thực hiện nhiệm vụ
1.2. Bài tập định tính
1.2.1. Khái quát chung về BTĐT
BTĐT về vật lí đã được nghiên cứu từ lâu. Nhiều nhà nghiên cứu đã đưa nhiều tên gọi cho loại bài tập này như: “bài tập lôgic”, “bài tập miệng”, “câu hỏi định tính”, “câu hỏi kiểm tra”... Sự đa dạng trong cách gọi chứng tỏ loại bài tập
có nhiều ưu điểm về mặt PP. Bởi vì, mỗi tên gọi đều phản ánh một mặt ưu điểm nào đó, cũng vì lẽ đó những tên gọi trên cũng chưa hoàn toàn thật chính xác.
Đặc điểm chung của loại bài tập này đó là chỉ đề cập đến mặt định tính của hiện tượng vật lí. Loại bài tập này được giải bằng những suy luận lôgic dựa trên các định luật, quy tắc, khái niệm vật lí mà không sử dụng đến các phép tính toán học [4].
Theo Nguyễn Đức Thâm: “BTĐT về vật lí là những bài tập mà khi giải HS không cần thực hiện các phép tính phức tạp mà chỉ cần thực hiện những phép suy luận, lập luận lôgic dựa trên các khái niệm, định luật, quy tắc, thuyết vật lí...
để đưa ra lời giải [13].
Như vậy, BTĐT là những bài tập mà khi giải HS chỉ cần thực hiện các phép suy luận lôgic để đưa ra lời giải dựa trên các định luật, quy tắc, khái niệm vật lí mà không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp.
1.2.2. Phân loại, các hình thức thể hiện và phương pháp giải BTĐT 1.2.2.1. Phân loại
Căn cứ phân loại các BTĐT:
+ Dựa vào mức độ kiến thức, kĩ năng mà HS đã được học.
+ Dựa vào vốn kiến thức và kinh nghiệm sống của HS.
+ Dựa vào mức độ khó của BTĐT.
Ta có thể phân thành 3 loại sau đây:
• Bài tập định tính đơn giản
Là loại bài tập mà HS chỉ cần áp dụng một định luật, quy tắc hoặc một phép tính suy luận lôgic là có thể giải được.
Ví dụ 1: Khi bị tắc mực, người ta thường vẩy mực. Tác dụng của hiện tượng này dựa trên cơ sở hay nguyên lí nào? Giải thích?
• Bài tập định tính tổng hợp
Là loại bài tập mà HS phải áp dụng một chuỗi các phép suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định lí, định luật, quy tắc vật lí có liên quan mới có thể giải được
Ví dụ 2: Những bình đựng chất lỏng, dưới áp suất cao bị nổ cũng không nguy
• Bài tập định tính có tính sáng tạo
Là loại bài tập mà khi giải HS phải dựa vào vốn kiến thức của mình về các quy tắc, định luật và trên cơ sở của các phép suy luận lôgic để tìm các phương án tốt nhất để trả lời.
Ví dụ 3: Cuộc đua của ba vật rắn có cùng bán kính R, khối lượng M nhưng có
hình dạng khác nhau: hình cầu đặc, hình trụ tròn và vành tròn lăn trên một mặt phẳng nghiêng có ma sát không đáng kể. Hỏi:
a. Vật nào sẽ xuống chân mặt nghiêng trước?
b. Vận tốc của các vật cuối mặt nghiêng có bằng nhau không?
1.2.2.2. Các hình thức thể hiện BTĐT
BTĐT có thể được thể hiện dưới nhiều hình thức truyền tải thông tin khác nhau. Như đã nêu ở trên, việc phân loại bài tập chỉ mang tính tương đối, vì trong một loại bài tập này có thể chứa đựng hình thức hoặc nội dung của một loại bài tập khác, chính vì thế trong các hình thức thể hiện BTĐT có thể có sự lồng ghép của các loại bài tập khác như bài tập đồ thị, bài tập TN, nhưng về cơ bản, chúng vẫn mang đậm tính chất “định tính” của bài tập.
Sau đây là một số hình thức có thể sử dụng trong các trường THPT:
a) Thể hiện BTĐT dưới dạng câu hỏi bằng lời
Sử dụng khi thông tin dữ liệu của bài tập và những yêu cầu đặt ra hoàn toàn có thể mô tả một cách ngắn gọn, súc tích và dễ hiểu. Khi tiếp nhận xong câu hỏi, HS có thể hiểu và thu nhận ngay một cách chính xác những thông tin về hiện tượng hay quá trình, đồng thời nắm được ngay những yêu cầu mà các em cần phải giải thích.
Ví dụ: Vào những ngày giá lạnh, ta có thể nhìn thấy hơi thở của mình. Hãy giải thích tại sao?
Nhận xét: Với nội dung bài tập nêu trên, thông tin của bài tập là khá rõ ràng và dễ hiểu. HS hoàn toàn có thể nắm bắt thông tin ngay sau khi nghe hoặc đọc nội dung bài tập mà không cần dùng các phương tiện khác để minh họa.
b) Thể hiện BTĐT thông qua mô hình, đồ thị, hình vẽ hay sơ đồ, kèm theo các câu hỏi khai thác thông tin
Sử dụng khi lượng thông tin cần khai thác thể hiện một cách trực quan ngay trên đồ thị, hình vẽ hay sơ đồ, mà nếu chỉ dùng lời thì không thể truyền tải hết nội dung của thông tin.
Ví dụ: Thỉnh thoảng, nhìn lên bầu trời ta thấy phía sau đuôi máy bay có những vệt trắng như khói. Những vệt trắng này có phải là khói không ? Hãy giải thích.
Nhận xét: Trong ví dụ này hình ảnh chứa đựng đầy đủ thông tin dữ liệu của bài tập. Nếu không có sự quan sát tinh tế thì HS khó có thể suy luận và đưa ra lời giải chính xác được.
c) Thể hiện BTĐT bằng TN đơn giản và yêu cầu giải thích kết quả của TN
Sử dụng khi yêu cầu của bài tập gắn liền với kết quả của một TN, mà TN đó thuộc loại đơn giản, dễ thực hiện và có thể thành công ngay. Nội dung các dữ kiện của bài tập được HS thu nhận từ việc quan sát các dụng cụ TN, cách bố trí và thực hiện TN. Nội dung yêu cầu nhắm vào việc dự đoán kết quả và giải thích kết quả đó. Đôi khi các bài tập dạng này cũng có thể được thể hiện dưới dạng mô tả TN bằng lời và cho trước kết quả của TN, phần yêu cầu chủ yếu nhằm vào cách giải thích kết quả của HS có chính xác và hợp
lí không. Đây chính là cách chuyển dạng thức của bài tập một cách thích hợp, tuỳ thuộc vào khả năng và năng lực thực tế của HS.
Ví dụ: Thực hiện TN: bịt một đầu ống tiêm, dùng tay ấn từ từ pit - tông xuống, càng ấn xuống sâu ta thấy càng khó. Hãy giải thích tại sao?
Nhận xét: Với ví dụ này HS phải thực hiện TN để thấy được kết quả, sau đó mới giải thích.
d) Thể hiện BTĐT bằng các đoạn video clip ngắn, các ảnh động mô phỏng về một hiện tượng. HS quan sát và giải thích theo câu hỏi gợi ý của GV
Sử dụng khi dụng cụ TN không trang bị đầy đủ hay việc TN gặp khó khăn hoặc việc tiến hành TN là không cần thiết thì GV có thể dùng cách này để mô phỏng một kiến thức nào đó cần truyền tải cho người học sẽ có tính trực quan cao. Với các video clip, HS theo dõi được diễn biến của hiện tượng xảy ra, nhờ
đó có thể nhận biết được các dấu hiệu cơ bản, liên tưởng nhanh đến các kiến thức vật lí liên quan
Ví dụ : Cho HS quan sát đoạn video clip về TN mô phỏng nguyên lí I. Yêu cầu HS dùng kiến thức về sự chuyển hóa năng lượng để giải thích tại sao khi hệ nhận công, nhận nhiệt thì nội năng của hệ tăng?
Nhận xét: Qua đoạn video clip về TN mô phỏng nguyên lí I giúp HS hiểu rõ hơn bản chất của nguyên lí I, từ đó HS sẽ giải thích được các câu hỏi mà GV đặt ra.
1.2.3. Vai trò của BTĐT đối với việc phát triển NLVDKTVTT cho HS Bản chất của quá trình học Vật lí là nghiên cứu các sự vật, hiện tượng xảy ra trong tự nhiên. Tìm ra quy luật của sự tồn tại và vận động của chúng trong tự
nhiên để tác động vào các sự vật, hiện tượng đó theo ý muốn của con người. Các lý thuyết, các đối tượng nghiên cứu được trình bày ở THPT có dạng tổng quát và còn mang đậm tính lí tưởng hoá, đã tách khỏi các mối quan hệ ràng buộc, qui định lẫn nhau. Chính vì vậy, từ việc học lí thuyết đến việc vận dụng để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra là cả một vấn đề nan giải đối với người học vật lí. Và đó cũng chính là điều mà nhiều GV vật lí còn đang trăn trở. Để làm được điều đó, đòi hỏi HS phải có tư duy lôgic, khả năng phán đoán, kĩ năng vận dụng những kiến thức, đặt biệt là phải nắm vững bản chất vật lí của các vấn đề đã học.
Do đó, GV thường cho HS giải các BTĐT trước rồi sau đó mới đến các bài tập tính toán. Vì vậy, BTĐT là bước khởi đầu, cánh cổng mở ra cho HS tiếp cận ngôi nhà vật lí. Sử dụng BTĐT là khâu đầu tiên và quan trọng trong QTDH Vật lí ở trường phổ thông.
Nội dung của các BTĐT phần lớn gần với đời sống xã hội nên làm tăng thêm ở HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát của HS.
BTĐT là một trong những phương tiện rất hữu hiệu để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn để giải thích các hiện tượng trong tự
nhiên, đời sống, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát, tạo điều kiện cho HS phân tích các hiện tượng. Bởi vì có rất nhiều BTĐT có nội dung gắn với thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức các định luật, thuyết vật lí…để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể
xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước.
Các BTĐT thường yêu cầu giải thích hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng xảy ra cho nên chúng không chỉ dừng lại trong phạm vi những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo. Thông qua việc giải BTĐT có
thể rèn luyện cho HS khả năng thực hiện những hành động trong HĐ nhận thức của mình. Do đó, BTĐT là phương tiện để rèn luyện cho HS ngày càng hoàn thiện hơn những hành động nhận thức vật lí.