Bƣớc 1: Xây dựng nội dung của vấn đề học tập: Nội dung của vấn đề học tập chính là đáp án của câu hỏi. Giáo viên chuẩn bị nội dung một cách đầy đủ, chính xác để làm cơ sở cho thiết kế câu hỏi. Tránh tình huống đưa ra câu hỏi không rõ rang, đa trị, thậm chí lạc đề, đồng thời cần cân nhắc khoảng thời gian cần cho học sinh giải quyết trong bao lâu, học sinh trong hay ngoài giờ học
23
Giáo viên dựa trên đáp án của câu hỏi, từ đó tách lọc thông tin cần và đủ của hoạt động giải quyết vấn đề. Đối với câu hỏi, cần cung cấp thông tin để học sinh hiểu rõ về cái gì và trả lời chúng như thế nào
Bƣớc 3: Lựa chọn từ hỏi thích hợp
Các từ hỏi thường là: (hãy) trình bày, giải thích, nêu, phát biểu, nhận xét… Các từ hỏi nghi vấn: tại sao; vì sao; phải chăng; nguyên nhân nào; là gì…
Bƣớc 4: Xây dựng câu hỏi Câu hỏi mệnh lệnh có cấu trúc:
Từ hỏi + yêu cầu và dữ kiện, thông tin của vấn đề( cuối mỗi câu không có dấu chấm hỏi)
Ví dụ: Hãy nêu điều kiện để vận dụng định luật bảo toàn động lượng Câu hỏi nghi vấn có cấu trúc:
Từ hỏi + yêu cầu và dữ kiện, thông tin của vấn đề hoặc yêu cầu và dữ kiện của vấn đề + từ hỏi. cuối mỗi câu có dấu chấm hỏi
Ví dụ: Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì ?
ngoài ra còn có loại câu hỏi mệnh lệnh kết hợp câu hỏi nghi vấn
Việc xác định kiến thức tái hiện hay kiến thức sáng tạo trong bài học có vai trò quyết định đến phương pháp đặt câu hỏi, Vì đặt câu hỏi là trung tâm của phương pháp dạy học tích cực, câu hỏi thích hợp có thể kích thich tư duy học sinh và thu hút họ vào các cuộc thảo luận hiệu quả
Sử dụng các cách đặt câu hỏi khác nhau giúp học sinh suy nghĩ theo nhiều cách mới lạ. Các câu hỏi khác nhau giúp hình thành tư duy khác nhau, mỗi loại tư duy khác nhau giúp cho học sinh nắm được các kiến thức khác nhau. Vì vậy để đưa ra phương pháp đặt câu hỏi hiệu quả thì phải xác định mục tiêu kiến thức truyền đạt cho học sinh là tái hiện hay sáng tạo
Nếu là kiến thức tái hiện thì nên sử dụng các câu hỏi biết với các từ sau: Ai…?, cái gì…?, ở đâu…?, thế nào…?, khi nào…?, hãy định nghĩa…?, hãy mô tả…?, hãy kể lại…
Nếu là kiến thức sáng tạo thì sử dụng câu hỏi hiểu, câu hỏi áp dụng, câu hỏi phân tích với các từ: Vì sao…?, hãy giải thích…?, hãy so sánh…?, hãy liên hệ…?, tại sao…
24
Kiến thức sáng tạo: Phát huy khả năng tư duy logic cho học sinh. Vì vậy xác định kiến thức tái hiện hay kiến thức sáng tạo trong bài tập của giáo viên có vai trò quyết định đến việc đặt câu hỏi
Sơ đồ 1.2. Hệ thống câu hỏi định hƣớng tƣ duy giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí
Khi có nhu cầu xây dựng, vận dụng kiến thức
1. Vì sao như thế? Có tác dụng gì? giải thích thế nào? 2. Sẽ thế nào nếu…..?
3. Phải thế nào để…?
4. Làm thế nào tạo ra được….. trong thực tế?
Khi định hƣớng vào nội dung kiến thức cần có
5. Có cái gì/ tính chất nào/ nguyên lí nào/ mối liên hệ nào chi phối?
Khi khảo sát thực nghiệm Và đối chiếu lý thuyết
6. Làm thế nào để có thế quan sát/ đo được cái yêu cầu cho sự xác lập tính chất/ mối liên hệ? và từ đó rút ra kết luận thế nào? 7. Có thể suy ra điều này từ lý thuyết ( từ điều đã biết hoặc từ điều giả định nào đó) 8. Đối chiếu với các kết quả thực nghiệm và kết quả suy luận lý thuyết có thể kết luận thế nào và tính chất? mối liên hệ?
Khi khảo sát lý thuyết Và đối chiếu thực nghiệm
6. Có thế xác lập (rút ra) tính chất/ mối liên hệ đó từ lí thuyết (từ điều đã biết hoặc từ điều giả định nào đó) như thế nào?
7. Làm thế nào để có thể quan sát được/ đo được cái gì cần cho việc kiểm tra điều này? Và từ đó rút ra kết luận thế nào?
8. Đối chiếu các kết quả suy luận, lí thuyết và kết quả thực nghiệm, có thể kết luận thế nào về tính chất/ mối liên hệ?
Khi nêu ra kết luận khái quát:
9. Điễn đạt (một cách cô đọng chính xác) như thế nào điều mới xây dựng được/ điều cần huy động để vận dụng
Khi kiểm nghiệm hoặc ứng dụng thực tế kiến thức:
1. Vì sao như thế? Có tác dụng gì? giải thích thế nào? 2. Sẽ thế nào nếu….?
3. Phải thế nào để….?
25
1.4. Bài tập vật lí
1.3.1. Thế nào là bài tập vật lí
Theo X.E.Camenetxki và V.P.Ôrêkhốp “Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí…”. Thực ra,trong các giờ học vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học chính là một bài tập đối với học sinh. Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải BT.
Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu về PP dạy học bộ môn, người ta thường hiểu các BT vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn bài tập một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn
Với định nghĩa trên,cả hai ý nghĩa khác nhau của BT vật lí là vận dụng kiến thức và hình thành kiến thức mới đều có mặt. do đó, bài tập vật lí với tư cách là phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông.
1.3.2. Vai trò của BT vật lí
Mục tiêu của dạy học vật lí ở bậc THPT là phải đảm bảo trang bị đầy đủ cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện đại, làm cho học sinh có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các nhiệm vụ học tập và phần nào là các vấn đề mà thực tế gặp phải. Để đạt được những mục tiêu đó cần phải kết hợp nhiều PP, trong đó dạy giải BT vật lí là một phương pháp hữu hiệu góp phần quan trọng vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở phổ thông
Thông qua dạy học về bài tập vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học
26
Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên cố gắng trình bày tài liệu một cách mạch lạc, logic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng các yêu cầu và cho kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa phải là điều kiện đủ để cho học sinh hiểu sâu và nắm vững kiến thức. Chỉ có thông qua các bài tập vật lí ở hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt các kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và trở thành vốn riêng của người học. Chẳng hạn với bài tập “ Tại sao khi dùng quạt lâu thì nó bị nóng lên” có thể rèn cho học sinh thói quen quan sát , tập giải thích các hiện tượng xảy ra xung quanh bằng kiến thức đã học
BT vật lí có thể được sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc
Ví dụ: muốn hướng dẫn học sinh xây dựng công thức v2 - v2
0 = 2as có thể đưa ra bài tập sau: Một vật chuyển động nhanh dần đều từ nghỉ ( v0= 0 ), sau khi đi được 9m, vật đạt vận tốc 3 (m ∕ s). Tính gia tốc của vật chuyển động
BT vật lí là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, liên hệ giữa lý thuyết với thực tiễn, học tập với đời sống
BT vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiến thức và là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. Khi giải bài tập vật lí, học sinh phải nhớ lại kiến thức vừa học, đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp kiến thức trong một đề tài, một chương hoặc của một phần của chương trình.
BT vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp. các bài tập vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống, khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải,…Các bài tập này là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản suất và cuộc sống
27
1.3.3 .Tư duy trong dạy học vật lí
1.3.3.1. Tư duy vật lý
Tư duy vật lí là kĩ năng quan sát các hiện tượng vật lí, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận thành phần và xác lập ở trong chúng những mối liên hệ và những sự phụ thuộc xác định. Tìm ra những mối liên hệ các mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và của các đại lượng vật lí, đoán trước được các hệ quả từ các lý thuyết và áp dụng được kiến thức của mình.
1.3.3.2. Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lí
Khái quát hoá và cụ thể hoá quá trình nhận thức.
Quá trình hình thành nên các khái niệm, định luật vật lí gắn với quá trình khái quát hoá, nó liên quan đến chuyển tiếp của người học từ chỗ mô tả tính chất của từng sự vật, hiện tượng vật lí riêng lẻ đến chỗ phát hiện và tách nó ra trong một nhóm các sự vật hiện tượng. Khái quát hoá được xem xét trong mối liên hệ chặt chẽ với thao tác trìu tượng hoá, việc tách ra tính chất chung, bản chất nào đó bao hàm việc tách nó ra khỏi các tính chất khác. Điều kiện cần thiết của sự khái quát hoá đúng đắn là phân tích trong các ví dụ, cụ thể các dấu hiệu có thể thay đổi, các dấu hiệu không bản chất đối với khái niệm hoặc một hiện tượng nhất định… Như vậy, điều kiện của sự hình thành khái quát hoá đúng đắn ở học sinh là sự thay đổi ổn định của các dấu hiệu bản chất.
Quá trình dạy học thường theo trình tự: Tri giác- biểu tượng- khái niệm (định luật). Như vậy khái niệm được trìu tượng hoá từ các đặc điểm và dấu hiệu đơn lẻ của các tri giác và biểu tượng và do đó, nó là kết quả của khái quát hoá và biểu tượng về rất nhiều hiện tượng và sự vật cùng loại.
Tuy nhiên, nắm vững khái niệm, định luật không chỉ giới hạn ở chỗ biết các dấu hiệu của sự vật và hiện tượng được bao hàm bởi khái niệm đó, mà còn phải biết sử dụng nó trong thực tế, biết làm việc với nó. Điều đó có nghĩa là việc tiếp thu khái niệm, định luật không chỉ bao gồm con đường từ dưới lên trên, từ các trường hợp đơn lẻ, bộ phận đến khái quát chúng mà còn có con đường ngược lại là từ trên xuống dưới, từ cái chung đến các bộ phận đơn lẻ,
28
khi biết cái chung, cần nhìn thấy nó trong trường hợp cụ thể gặp phải trong thời điểm đã cho. Đó chính là con đường cần thực hiện khi giải BT vật lí.
Nắm vững khái niệm, định luật, có nghĩa là nắm vững toàn bộ tập hợp các tri thức về các sự vật mà khái niệm, định luật có liên quan. Càng tiến gần mức độ đó, người học càng nắm vững khái niệm, định luật. Đó là sự phát triển của các khái niệm, định luật, chúng không phải bất biến mà có sự thay đổi về nội dung tuỳ theo việc mở rộng tri thức. Như vậy, việc giải BT vật lí, thực chất là vận dụng kiến thức khái quát đã có vào các tình huống vật lí cụ thể, đó là quá trình đi từ cái chung đến cái riêng.
Phân tích tư duy giải bài tập vật lí
Đối với học sinh ở các lớp khác nhau, việc giải bài tập vật lí thường có khó khăn đặc biệt. Các bài tập vật lí thay đổi theo các đặc điểm bề ngoài của tình huống và đặc điểm riêng của mối liên hệ giữa các đại lượng cho trong bài tập.
Suy cho cùng, mục đích hoạt động của giáo viên là ở chỗ, trong khi dạy giải một cách hệ thống hàng loạt các bài tập thuộc một dạng nào đó nhằm cung cấp cho người học kĩ năng phân tích hiện tượng vật lí căn cứ vào hàng loạt các dấu hiệu để nhận dạng ra bài tập đó với mục đích áp dụng được các khái niệm, định luật để tìm ra lời giải cuối cùng. Ở đây đã diễn ra sự phân loại các kiểu ra điều kiện và các cách giải được áp dụng cho điều kiện đó.
Chính trên cơ sở phân loại này, quá trình tư duy thường diễn ra như sau: Đầu tiên bài tập mới nào đó sẽ được nhận dạng rồi sau đó mới được giải, nếu không diễn ra sự nhận dạng (bài tập không quen thuộc) thì thông thường không có lời giải, hay chính xác hơn là loại bài tập như vậy được giải với sự hướng dẫn của giáo viên sẽ dẫn tới khái niệm về kiểu bài tập mới. Một trong những thói quen của giáo viên thường làm là dạy quá nhiều cách phân loại việc giải bài tập thay vì phải dạy học sinh giải bài tập, do vậy học sinh thường hay nói " chúng em chưa giải loại bài tập này bao giờ". Đối với họ, dường như là cần phải biết cách giải chỉ khi bài tập đã được giải.
29
Trong quá trình giải bài tập vật lí, giáo viên có thể thấy học sinh rơi vào các trường hợp sau:
- Khi giải một số bài tập xác định, có những trường hợp các bài tập được đưa về các dạng bài tập đã biết (tức là nhận thức được là bài tập đã được giải bằng cách xác định) và giải đúng.
- Có trường hợp nhận ra dạng bài tập nhưng không giải được
- Có trường hợp giải được bài tập nhưng không nhận ra dạng của chúng - Những trường hợp còn lại không đưa các bài tập về dạng đã biết và họ không giải được chúng.
Như vậy, dường như ở học sinh có mối liên hệ rõ ràng giữa giải được bài tập và nhận dạng sơ bộ các bài tập và ngược lại. Việc nhận dạng sơ bộ được bài tập thực chất là nhận ra được cơ sở định hướng để giải quyết bài tập đó.
Việc sơ bộ nhận dạng được các bài tập là điều kiện cơ bản để tái hiện cách giải cụ thể đã biết.
Ví dụ: Với bài tập " Tại sao ô tô du lịch có mui bằng vải bạt lại đạt vận tốc nhỏ hơn so với ô tô cũng như vậy nhưng có mui kín bằng kim loại được làm cho nhẵn"?
Người học có thể sơ bộ nhận thấy bài tập đề cập đến kiến thức về lực ma sát. Hay với bài tập " Tụ phẳng không khí, bản tụ hình tròn bán kính R=40cm,