Dạy học Vật lí với các bài tập định tính và câu hỏi thực tế.

1. Vai trò

        Trong quá trình dạy học vật lí, Bài tập định tính (BTĐT) và Câu hỏi thực tế (CHTT) có vai trò hết sức quan trọng. Đối với HS: BTĐT và CHTT là phương tiện để rèn luyện ngày càng hoàn thiện hơn những hành động nhận thức vật lí, các thao tác phổ biến, cần dùng trong hoạt động nhận thức vật lí. Đối với giáo viên (GV): BTĐT và CHTT là công cụ hữu hiệu để GV có thể sử dụng hiệu quả trong tiến trình tổ chức và kiểm tra các hoạt động nhận thức của HS trên giờ lên lớp.

         Việc tăng cường sử dụng BTĐT và CHTT trong các giờ học vật lí là bước đi đúng hướng, có cơ sở khoa học và đang có những thuận lợi nhất định, trong đó việc cải tiến chương trình, nội dung, hình thức của sách giáo khoa vật lí đã tạo ra những thuận lợi bước đầu; GV đã được trang bị tương đối tốt cách thức tổ chức dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS thông qua những đợt tập huấn về thay sách giáo khoa, bồi dưỡng về các phương pháp dạy học hiện đại, nhất là khả năng vận dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lí; các tài liệu tham khảo về BTĐT và CHTT ngày càng được phổ biến rộng rãi trong đội ngũ GV và HS, nhờ đó GV sẽ có nhiều cách lựa chọn và sử dụng để nâng cao chất lượng giờ học, phát huy được tính tích cực hoạt động của HS trong quá trình dạy học.

2. Diễn biến trong giờ học Vật lí có sử dụng BTĐT và CHTT

a. Giai đoạn nêu các sự kiện mở đầu

       Sự kiện mở đầu nên chọn là những sự kiện xảy ra trong thực tế, gần gũi với đời sống HS bằng cách sử dụng nội dung của một số CHTT, những nội dung đó phải đảm bảo được các yếu tố sau:

        – Có liên hệ chặt chẽ với nhau và với kiến thức muốn đề cập đến trong tiết học.

        – Có thể mô tả được một cách ngắn gọn, xúc tích sao cho HS dễ dàng và nhanh chóng nhận ra sự mâu thuẫn giữa sự kiện với những hiểu biết sẵn có.

        – Trong điều kiện cho phép, nên tìm cách sử dụng các ảnh chụp thực tế, các đoạn phim video clip ngắn về những sự kiện liên quan để tăng tính trực quan. 

b. Giai đoạn làm bộc lộ quan niệm có sẵn của HS

         HS khi bắt đầu học vật lí cũng đã có một số hiểu biết, một số quan niệm nhất định về các hiện tượng, sự vật đó chính là những “tài sản riêng” mà học sinh mang đến trường. Do các quan niệm ban đầu của HS được hình thành một cách tự phát,  nên đa số những quan niệm đều sai lệch so với những cái mà HS cần phải học.

          Trong các giờ học vật lí, biện pháp hữu hiệu nhất để phát hiện quan niệm của HS đối với những sự vật, hiện tượng đang khảo sát là thông qua trao đổi, thảo luận, thăm dò ý kiến của HS. GV nên đặt ra vấn đề bằng cách sử dụng những hình ảnh sát với thực tế đời sống, vận dụng những CHTT một cách khéo léo, dẫn dắt HS sao cho các em mạnh dạn lí giải theo “kinh nghiệm” của mình, đồng thời luôn tỏ rõ sự quan tâm, khuyến khích HS ngay cả khi những lí giải đó là sai với kiến thức vật lí.

c. Giai đoạn xây dựng mô hình – giả thuyết

         Việc sử dụng BTĐT và CHTT có tính chất hỗ trợ ban đầu vì việc xây dựng mô hình – giả thuyết cần đến cả những dự đoán định lượng.

        Từ những hiện tượng thực tế phức tạp, GV sử dụng các câu hỏi gợi ý cho HS dự đoán về những nguyên nhân chính, những mối quan hệ chính chi phối hiện tượng. Các BTĐT và CHTT dùng trong trường hợp này cần đảm bảo các yêu cầu sau:

         – Nội dung phải là một phần hay một mắt xích quan trọng của hiện tượng đã nêu ra trong sự kiện mở đầu.

         – Các câu hỏi đặt ra phải có lôgíc theo trình tự diễn biến của hiện tượng đã nêu ra trong sự kiện mở đầu.

         – Các câu hỏi phải có nội dung ngắn, số lượng câu hỏi không quá nhiều (khoảng 3 đến 4 câu hỏi là thích hợp nhất), tránh trường hợp do phải trả lời nhiều câu hỏi mà sau khi trả lời xong từng câu hỏi, HS không nhớ hết và không tự tổng hợp các câu trả lời để đưa ra những dự đoán định tính được.

        Trong một số trường hợp, những dự đoán đòi hỏi một sự quan sát tỉ mỉ, chính xác, một sự tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm vuợt quá khả năng của HS, GV nên thay thế các câu hỏi bằng các chuyện kể lịch sử để giới thiệu các giả thuyết mà các nhà bác học đã đưa ra.

d. Giai đoạn hỗ trợ cho học sinh suy ra hệ quả lôgic

         Một trong những yêu cầu cơ bản là hệ quả suy ra phải đơn giản, có thể quan sát hay đo lường được trong thực tế. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, hệ quả lôgic không thể “nhìn thấy” được trực tiếp mà phải tính toán gián tiếp qua việc đo các đại lượng khác hoặc hệ quả lôgic suy ra trong điều kiện lí tưởng, theo đó, hệ quả suy ra từ giả thuyết chỉ là gần đúng. Chẳng hạn như trường hợp định luật bảo toàn năng lượng, ta không thể thực hiện được hệ cô lập như đã nêu trong giả thuyết… Trong những trường hợp như vậy, việc sử dụng các CHTT có ý nghĩa quan trọng, nội dung của các câu hỏi có tác dụng định hướng tư duy trong cách suy luận của HS. Các câu hỏi sử dụng trong trường hợp này nên là:

         – Câu hỏi có tính chất phủ định theo kiểu “Nếu không có … thì sao?”.

          – Câu hỏi gợi ý suy luận định tính theo kiểu “Nếu … càng tăng (hay càng giảm)… thì sao ?”

         – Câu hỏi gợi ý tư duy sáng tạo kiểu “Hiện tượng sẽ thế nào … nếu …?” hay “Hiện tượng có xảy ra không … nếu …?”.

e. Giai đoạn xây dựng các phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả lôgic

        Thực tế cho thấy, thí nghiệm kiểm tra không phải lúc nào cũng là những thí nghiệm có sẵn trong phòng thí nghiệm, mà HS có thể vận dụng những thí nghiệm bằng những vật dụng đơn giản, thường dùng trong thực tế đời sống, đôi khi những thí nghiệm này mang lại hiệu quả rất cao vì chúng không phức tạp, dễ thực hiện và có tính trực quan.

        Để định hướng cho HS tự lực xây dựng những phương án thí nghiệm loại này, GV nên sử dụng các phép suy luận lôgic từ những BTĐT và CHTT sáng tạo. Đây thực chất là cách biến BTĐT thành loại bài tập thí nghiệm. Các câu hỏi dùng trong trường hợp này thường theo kiểu:  “Bằng cách nào … ?”, “Làm thế nào để … ?”.

g. Giai đoạn củng cố và vận dụng tri thức

          Trong giai đoạn củng cố, vận dụng kiến thức, việc sử dụng các BTĐT và CHTT là biện pháp mang lại hiệu quả cao nhất. Các dạng bài tập và câu hỏi nên tập trung vào ba dạng: Giải thích hiện tượng, dự đoán hiện tượng và nêu phương án chế tạo thiết bị đáp ứng một yêu cầu của đời sống và sản xuất.

         Tùy theo đối tượng HS, các BTĐT và CHTT có thể vận dụng ở các mức độ sau:

        - Mức độ 1: Dùng những BTĐT đơn giản, thuần túy suy luận kiến thức mà chưa nhắm đến ý nghĩa của nó trong đời sống và sản xuất hàng ngày.

        - Mức độ 2: Dùng những bài tập và câu hỏi ứng dụng, trong đó HS chỉ cần vận dụng định luật vật lí để làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng.

        - Mức độ 3: Dùng những bài tập và câu hỏi ứng dụng kĩ thuật đã được đơn giản hoá, trong đó HS có thể phải áp dụng một vài định luật vật lí để làm sáng tỏ nguyên tắc kĩ thuật của ứng dụng.

        - Mức độ 4: Dùng những bài tập và câu hỏi ứng dụng kĩ thuật, trong đó HS không chỉ áp dụng các định luật vật lí mà còn phải vận dụng những hiểu biết, những kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác của vật lí.

          Cũng cần chú ý rằng, trong các bài học vật lí không nên quá đi sâu vào các chi tiết kĩ thuật mà chỉ yêu cầu HS suy nghĩ về những vấn đề có tính chất nguyên tắc, GV thông báo cho HS một số chi tiết kĩ thuật để họ có thể nhận dạng được những thiết bị kĩ thuật tương ứng trong đời sống thực tế.

3. Tóm lại

          Việc sử dụng BTĐT và CHTT trong quá trình dạy học vật lí chắc chắn sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức, nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí. Qua đó:

        - Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích được phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra.

        - Học sinh hay thắc mắc và đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề các em chưa rõ.

        - Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã có để nhận thức các vấn đề mới.

        - Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới nhận từ các nguồn kiến thức khác nhau có thể vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học.

        Xu hướng sử dụng phiếu thu nhận thông tin nhanh, các câu hỏi mở, các bài tập trắc nghiệm để kiểm tra một số kiến thức trong từng buổi học, kiểm tra một số kĩ năng thực hành như sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, kĩ năng làm thí nghiệm, kĩ năng thu thập và xử lí thông tin ... đang là một hướng đi tốt, có tác động không nhỏ đến ý thức học tập của học sinh. Đây cũng có thể coi là một trong những biện pháp thúc đẩy việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong các giờ học vật lí.