CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BÀI TẬP, SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1. Bài tập vật lí có nội dung thực tiễn 1. Khái niệm Bài tập vật lí có nội dung thực tiễn hay bài tập vật lí gắn với thực tiễn là bài tập liên quan trực tiếp tới các vấn đề thực tế đời sống của học sinh, nội dung bài tập có thể xuất phát từ các hiện tượng thiên nhiên, các kĩ thuật sản xuất, lao động và sinh hoạt hàng ngày xung quanh học sinh. Đối với các bài tập có nội dung thực tiễn, học sinh không những phải vận dụng linh hoạt các kiến thức vật lí về khái niệm, đại lượng, quy luật, định luật vật lí một cách nhuần nhuyễn, mà còn phải biết vận dụng tốt những kiến thức đó vào giải quyết những vấn đề vật lí đặt ra trong thực tiễn cuốc sống.
Các bài tập có nội dung thực tiễn tạo nhiều cơ hội cho học sinh trong việc vận dụng khả năng phân tích, tổng hợp, suy luận logic để tìm ra các phương án, dự đoán, giải thích cho các hiện tượng, quy luật trong thực tiễn, từ đó rèn luyện kĩ năng giải quyết các tình huống thực tiễn. Phân loại bài tập thực tiễn a) Bài tập định tính có nội dung thực tiễn Bài tập định tính vật lí xuất hiện trên các sách báo từ rất nhiều năm trước đây với các tên gọi khác nhau như : câu hỏi thực hành, câu hỏi để lĩnh hội, bài tập logic, bài tập miệng, câu hỏi kiểm tra,… Ngày nay, người ta gọi chung cho dạng bài tập này là bài tập định tính. Bài tập định tính có nội dung thực tiễn là bài tập mà khi giải học sinh không cần phải thực hiện những phép tính toán phức tạp (có thể là các phép 7 c tính toán đơn giản, có thể tính nhẩm được), mà phải thực hiện những suy luận logic dựa trên nền tảng kiến thức về khái niệm, định luật, quy luật vật lí để giải quyết các vấn đề vật lí thực tiễn trong đời sống. Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra trong một điều kiện xác định.
84] Bài tập vật lí định tính nhờ đưa được lý thuyết vật lí lại gần hơn với các hiện tượng của đời sống thực tế xung quanh mà khiến các em học sinh tăng thêm hứng thú khám phá và khả năng quan sát hiện tượng, sự vật. Học sinh cần lập luận, tư duy logic để tìm tòi các vấn đề và tình huống trong thực tế để từ đó liên hệ với các kiến thức vật lí đã học, tìm ra câu trả lời cho hiện tượng, quy luật thực tiễn đáp ứng đúng được bản chất vật lí của chúng. Các bài tập định tính đi sâu vào nghiên cứu lý thuyết nên được ưu tiên sử dụng trong các kì ôn tập lý thuyết, các kì kiểm tra liên quan đến tư duy logic, suy luận và đánh giá mức độ vận dụng kiến thức vật lí vào các hiện tượng thực tiễn cuộc sống của học sinh. Ví dụ : Vì sao khi pha nước chanh, người ta thường làm cho đường tan trong nước rồi mới bỏ đá lạnh vào, chứ lại không bỏ đá lạnh vào trước rồi bỏ đường vào sau? Một số bài tập định tính có nội dung thực tiễn có thể chuyển thành một dạng của bài tập thí nghiệm, cụ thể là khi giáo viên yêu cầu học sinh sử dụng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của dự đoán kết quả hiện tượng, lời giải thu được bằng con đường suy luận từ lý thuyết, hay kiểm tra tính đúng đắn của sự dự đoán kết quả hiện tượng.
b) Bài tập định lượng có nội dung thực tiễn Bài tập định lượng là các bài tập có dữ liệu cụ thể, yêu cầu học sinh phải sử dụng một chuỗi các phép tính toán để giải ra được một kết quả là đáp số định lượng như một công thức, một giá trị bằng số. 115] 8 c Trong quá trình dạy học, giáo viên sử dụng các bài tập định lượng trong phần xây dựng mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí, biến đổi từ công thức vật lí này sang công thức vật lí khác. Giải các bài tập định lượng yêu cầu học sinh phải có nền tảng tính toán toán học tốt, tuy nhiên bên cạnh đó yêu cầu tư duy, suy luận logic khi vận dụng các khái niệm, định luật vật lí vào tính toán cũng đòi hỏi yêu cầu cao. Loại bài tập định lượng có nội dung thực tiễn phải bao gồm được các vấn đề có liên quan trực tiếp đến thực tế đời sống, các hiện tượng thiên nhiên, các quy luật vật lí gần gũi với lao động sản xuất và sinh hoạt hàng ngày của học sinh.
Nhưng vì lí do giúp dễ dàng cụ thể hóa các hiện tượng vật lí ngoài đời sống vào bài tập định lượng để các em học sinh dễ tính toán, các bài tập định lượng có nội dung thực tiễn sẽ thường bao gồm các vấn đề thực tiễn được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế. Có thể chia bài tập định lượng có nội dung thực tiễn thành hai loại: Bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp. 115-116] Bài tập định lượng có nội dung thực tiễn tập dượt: Là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ bao gồm các phép tính toán và biến đổi rất đơn giản. Đây là các bài tập có nhiệm vụ củng cố, khắc sâu kiến thức vừa học.
Giáo viên có thể đưa ra các bài tập định lượng có nội dung thực tiễn tập dượt làm nhiệm vụ học tập cho học sinh trong các trường hợp giúp học sinh hiểu rõ công thức, định luật vừa học, biểu diễn và sử dụng đúng đơn vị vật lí của một số đại lượng, đồng thời liên hệ và vận dụng những bài tập đơn giản đó vào các hiện tượng vật lí thực tiễn, làm cơ sở để giải các bài tập vật lí phức tạp hơn. Bài tập định lượng có nội dung thực tiễn tổng hợp: Là bài tập mà học sinh cần vận dụng tổng hợp nhiều kiến thức vật lí như khái niệm, định luật khác nhau và nắm rõ các kiến thức vật lí ngoài thực tiễn đời sống để giải đáp được yêu cầu bài toán đưa ra. Loại bài tập này thường bao gồm lượng kiến 9 c thức từ hơn một hoặc nhiều bài học gộp lại, không chỉ giúp học sinh đơn thuần ghi nhớ và vận dụng nhuần nhuyễn các kiến thức của từng bài học, mà còn giúp học sinh nhận thấy được mối liên hệ giữa các phần kiến thức vật lí với nhau. Học sinh khi giải các bài tập định lượng có nội dung thực tiễn tổng hợp sẽ phải rèn luyện kĩ năng phân tích hiện tượng thức tiễn phức tạp thành nhiều phần kiến thức đơn giản hơn tuân theo các định luật vật lí đã được học, rồi từ đó lại tổng hợp các phần kiến thức nhỏ lại để giải quyết cả một hiện tượng thực tế phức tạp.
Các bài tập định lượng thường yêu cầu học sinh chú trọng về tính toán toán học, tuy nhiên bản chất của các công thức đó lại mang ý nghĩa vật lí và mục đích của các bài tập định lượng là để học sinh hiểu rõ hơn về các định luật cũng như quy luật vật lí. Chính vì thế giáo viên khi hướng dẫn học sinh giải bài tập định lượng cần lưu ý tránh để các em giải bài tập một cách máy móc nhớ công thức, phải để các em phân tích được bản chất vật lý từ bài tập, từ đó tìm được định lí và công thức áp dụng thích hợp. c) Bài tập thí nghiệm có nội dung thực tiễn Bài tập thí nghiệm có nội dung thực tiễn là dạng bài tập yêu cầu học sinh phải làm thí nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của các lời giải suy luận từ lý thuyết hoặc lấy số liệu nhằm phục vụ cho việc giải bài tập có nội dung thực tiễn. Những thí nghiệm này thường là những thí nghiệm vật lí đơn giản, học sinh có thể tự tìm hoặc tự chế tạo được các dụng cụ thí nghiệm tại nhà, dễ dàng tiến hành thí nghiệm cũng như phân tích kết quả thu được.
Tuy nhiên học sinh phải tới phòng thí nghiệm chuyên dụng để làm thí nghiệm đối với những thí nghiệm có yêu cầu cao, ví dụ các thí nghiệm có điều kiện thí nghiệm đặc biệt, dụng cụ thí nghiệm phức tạp, thí nghiệm cần giáo viên hướng dẫn để đảm bảo an toàn cũng như chất lượng kết quả thu hoạch được. 10 c Bài tập thí nghiệm có nội dung thực tiễn có thể có dạng định tính hoặc định lượng. Từ các thí nghiệm, học sinh có thể dễ dàng lấy được các kết quả thí nghiệm dưới dạng số liệu, tuy nhiên bản chất vật lí và sự giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra lại bị học sinh xem nhẹ. Chính vì thế giáo viên khi dạy các bài tập thí nghiệm có nội dung thực tiễn cần chú ý học sinh đi sâu vào các định luật, quy luật vật lí để giải thích, làm rõ các hiện tượng vật lí thực tế.
Năng lực giải quyết vấn đề và bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học vật lí 1. Khái niệm năng lực Theo dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể: “Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,…Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống”. Năng lực giải quyết vấn đề là gì? “Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của học sinh đó để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức. Năng lực giải quyết vấn đề trong học tập vật lí Vật lí là một ngành khoa học cơ bản, nó là cơ sở để nghiên cứu của mọi ngành khoa học tự nhiên như hóa học, thiên văn học, địa chất học, sinh học… Vật lí học ở trường THPT chủ yếu là vật lí thực nghiệm và sử dụng phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu và đi tìm chân lí khách quan.
11 c Học sinh và các nhà khoa học vật lí không giống nhau.