Có thể có hai phƣơng pháp xây dựng lập luận: - Phƣơng pháp phân tích:
+ Tìm một định luật hoặc một qui tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lƣợng cần tìm và một vài đại lƣợng khác chƣa biết.
+ Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác cho biết mối liên hệ gữa các đại lƣợng chƣa biết ở trên với các đại lƣợng đã cho.
+ Suy luận toán học, đƣa đến công thức chỉ chứa đại lƣợng phải tìm với các đại lƣợng đã cho.
- Phƣơng pháp tổng hợp:
+ Từ những đại lƣợng đã cho ở đề bài. Dựa vào các định luật, qui tắc vật lí, tìm những công thức có chứa đại lƣợng đã cho với các đại lƣợng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lƣợng cần tìm.
+ Suy luận toán học, đƣa đến công thức chỉ chứa đại lƣợng phải tìm với các đại lƣợng đã cho.
Bƣớc 3 : Rút ra kết quả cần tìm
Từ các mối liên hệ cần thiết đã xác lập đƣợc, tiếp tục luận giải, tính toán để rút ra kết quả cần tìm.
Bƣớc 4: Kiểm tra, xác nhận, kết quả.
+ Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xét hết các trƣờng hợp chƣa. + Kiểm ta lại xem tính toán có đúng không.
+ Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không.
+ Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không. + Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không.
+ Giải bài toán theo một cách khác xem có cho cùng kết quả không. Trong thực tế giải các bài toán vật lý ta thấy không nhất thiết có sự tách bạch một cách cứng nhắc giữa bƣớc thứ ba với bƣớc thứ hai trình bày ở trên. Không phải bao giờ ngƣời ta cũng xác lập xong xuôi hệ phƣơng trình rồi mới bắt đầu luận giải với hệ phƣơng trình để rút ra kết quả cần tìm. Có thể là sau khi xác lập dƣợc một mối liên hệ vật lý cụ thể nào đó, ngƣời ta thực hiện ngay sự luận giải với mối liên hệ đó (biến đổi phƣơng trình đó) rồi tiếp sau đó lại xác lập mọi mối liên hệ khác. Nghĩa là sự biến đổi các mối liên hệ (các phƣơng trình) cơ bản đã xác lập đƣợc có thể xen kẽ, hoà lẫn với việc tìm tới
xác lập các mối liên hệ (các phƣơng trình) cần thiết tiếp theo. Tuy nhiên nhƣ đã nói ở mục trƣớc, ở đây vẫn thể hiện hai hoạt động kế tiếp nhau. Đó là việc vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài toán để xác lập một mối liên hệ cơ bản cụ thể nào đó và việc luận giải tiếp theo với mối liên hệ cơ bản đã xác lập đƣợc này. Những sự luận giải này có thể cho phép xác lập đƣợc các mối liên hệ mới, xem nhƣ là hệ quả của các mối liên hệ đã xác lập đƣợc trƣớc đó. Tất cả các mối liên hệ này hợp thành hệ thống các mối liên hệ (hệ phƣơng trình) cần thiết cho việc rút ra cái cần tìm. Vì vậy nếu khái quát hoá phƣơng pháp giải bài toán đã cho thì ta vẫn có thể chỉ ra đƣợc đâu là hệ thống những mối liên hệ (hệ phƣơng trình) cần xác lập đƣợc (để rồi sự luận giải từ đó sẽ cho phép rút ra đƣợc kết quả cần tìm) và đâu là bản thân sự luận giải tính toán xuất phát từ hệ thống, các mối liên hệ (hệ phƣơng trình) đã xác lập để rút ra kết quả cần tìm.
Đối với việc giải các “bài toán thí nghiệm” có đặc điểm nghiên cứu thực nghiệm về một sự liên hệ phụ thuộc nào đó thì tiến trình giải quyết trải qua các bƣớc:
Bƣớc 1: Xác định phương án thực nghiệm
+ Vạch rõ sự phụ thuộc cần kiểm tra, khảo sát
+ Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu có thể xảy ra, xác định các phƣơng án thí nghiệm khả dĩ kiểm tra, khảo sát sự phụ thuộc đó và lựa chọn một trong những phƣơng án đó.
+ Lựa chọn những dụng cụ cần thiết (loại dụng cụ, tính chính xác và giới hạn đo của nó).
+ Lựa chọn phạm vi tối ƣu các giá trị của đại lƣợng nghiên cứu.
Bƣớc 2: Nắm vững những dụng cụ đo lường được sử dụng
+ Đọc thang chia độ (xác định giá trị các độ chia, đọc các số chỉ, điều chỉnh vị trí số không của kim chỉ).
+ Thực hiện qui tắc kĩ thuật an toàn.
Bƣớc 3: Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát, đo
+ Ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra, khảo sát.
+ Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản (vào một đại lƣợng biến thiên).
+ Lập bảng để ghi những đại lƣợng đo đƣợc.
+ Thực hiện thí nghiệm, tiến hành những phép đo tƣơng ứng và điền vào bảng.
+ Xác định sơ bộ những sai số đo ( x và x/x).
Bƣớc 4: Xử lý các kết quả
+ Đặt các dữ liệu bằng số lấy từ bảng vào các công thức về sự phụ thuộc cần kiểm tra, khảo sát.
+ Đánh giá độ chính xác của việc nghiên cứu, so sánh những kết quả thực nghiệm với kết quả lý thuyết mong đợi, dựng đồ thị lý thuyết và ghi những điểm thực nghiệm.
Bƣớc 5: Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu:
1.9. Hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lý
1.9.1. Định hướng hành động của học sinh giải bài tập vật lý
Muốn hƣớng dẫn học sinh giải một bài toán cụ thể nào đó thì dĩ nhiên là giáo viên phải giải đƣợc bài toán đó, nhƣng nhƣ vậy chƣa đủ. Muốn cho việc hƣớng dẫn giải bài toán đƣợc định hƣớng một cách đúng đắn giáo viên phải phân tích đƣợc phƣơng pháp giải bài toán cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết về tƣ duy logic giải bài toán vật lý để xem xét việc giải bài toán cụ thể này. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sƣ phạm cụ thể của việc cho học sinh giải bài toán để xác định kiểu hƣớng dẫn phù hợp. Nói cách khác, cơ sở khoa học để suy nghĩ xác định phƣơng pháp hƣớng dẫn học sinh giải một bài toán vật lý cụ thể nào đó là những hiểu biết khoa học về tƣ duy giải bài toán vật lý đƣợc vận dụng vào việc phân tích phƣơng pháp giải bài
toán cụ thể này và những hiểu biết về đặc điểm của các kiểu hƣớng dẫn giải toán, tƣơng ứng với các mục đích sƣ phạm khác nhau. Ta có thể minh hoạ điều vừa nói bằng một sơ đồ nhƣ hình 1.8.1 dƣới đây:
Sơ đồ 1.1: Phƣơng pháp giải bài tập
1.9.2. Ba kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí