BTTN là một phần trong hệ thống bài tập vật lý, nên khi xây dựng các BTTN phải đáp ứng những yêu cầu chung của hệ thống bài tập vật lý [15], đó là:
− Bảo đảm tính hệ thống: Các bài tập phải có quan hệ chặt chẽ với nhau và gắn chặt với mục đích, yêu cầu của giờ lên lớp, phục vụ nội dung mỗi bước của QTDH.
− Góp phần tăng cường tư duy tích cực, sáng tạo.
− Góp phần tăng cường rèn luyện năng lực thực hành của HS.
− Bảo đảm tính đa dạng để phục vụ các yêu cầu về nội dung và ở các bước của QTDH.
− Số lượng bài tập được đưa ra hợp lý, phù hợp với logic của bài học và nội dung chương trình để các em có điều kiện học tập tập trung.
Ngoài ra do BTTN có những đặc điểm và cách thể hiện khá đặc biệt nên việc xây dựng các BTTN phải thỏa mãn một số yêu cầu khác nữa. Cụ thể là:
Về nội dung
Mỗi BTTN có thể chứa đựng một hay nhiều đơn vị kiến thức khác nhau của bài học, hay nói cách khác chúng phải thể hiện mối liên hệ chặt chẽ giữa các đơn
vị kiến thức khác nhau trong bài học. Nội dung của BTTN phải gần gũi, gắn liền với một vấn đề cụ thể nào đó trong thực tế cuộc sống.
Về hình thức cung cấp thông tin
Đối với những BTTN được diễn đạt bằng lời, ngôn ngữ sử dụng phải đảm bảo tính chính xác về mặt ngữ pháp và nội dung khoa học. Từ ngữ được diễn đạt phải có tính phổ thông, các hiện tượng mô tả phải sử dụng thuật ngữ vật lý phổ biến.
Đối với những BTTN được thể hiện qua các video clip, chúng phải tập trung vào những hiện tượng, quá trình vật lý cần hỏi và phải kèm theo nội dung kiến thức bằng lời để HS tập trung vào những dữ kiện quan trọng thông qua các đoạn video.
Về mức độ khó
Các BTTN phải đảm bảo mức độ khó tăng dần phù hợp với chuẩn kiến thức kỹ năng của chương trình. Ngoài ra, nếu những bài tập phải tiến hành TN thì những TN này phải đơn giản có thể làm ở nhà hoặc ở phòng TN với những dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc tự làm được.
1.3.2. Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN
Trong dạy học vật lý, để có một hệ thống BTTN tốt thì mỗi BTTN phải được biên soạn và thỏa mãn được những yêu cầu nhất định. Trong đó mỗi bài tập phải có một nhiệm vụ và vị trí nhất định trong bài học, phải chứa đựng kiến thức cơ bản, đảm bảo được tính chính xác, khoa học. Nội dung của BTTN phải chứa đựng một mâu thuẫn vừa sức và hứng thú đối với các em. Hình thức thể hiện BTTN phải diễn đạt rõ ràng, súc tích các yêu cầu đặt ra, ngôn ngữ chính xác, uyển chuyển, phản ảnh được sự vận động của hiện tượng, quá trình vật lý.
Khi xây dựng hệ thống BTTN vật lý cho một chương (một phần), cần phải tuân thủ một số nguyên tắc cơ bản, đó là:
Hệ thống BTTN góp phần thực hiện mục tiêu môn học
BTTN vật lý là một trong những phương tiện để tổ chức các hoạt động nhận thức của HS trong QTDH nhằm hình thành, khắc sâu, vận dụng và phát triển hệ thống kiến thức lí thuyết, hình thành và rèn luyện các kĩ năng thực hành cơ bản cho HS. Những kiến thức và kĩ năng này thực sự cần thiết cho HS khi bước vào
cuộc sống. Vì vậy các BTTN vật lý phải phù hợp với nội dung dạy học, phải bám sát mục tiêu dạy học và có tác dụng đáng kể, thiết thực trong việc hoàn thành mục tiêu môn học.
Hệ thống BTTN đảm bảo tính vừa sức và phát huy được tính tích cực nhận thức của HS
BTTN phải được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, đầu tiên là những bài tập vận dụng theo mẫu đơn giản, sau đó là những bài tập vận dụng phức tạp hơn (nâng cao), cuối cùng là những bài tập đòi hỏi sáng tạo.
Với mức độ đơn giản, HS chỉ cần vận dụng một kiến thức cơ bản đã biết và một số thao tác tư duy đơn giản hoặc một suy luận logic để giải quyết những vấn đề đặt ra trong các tình huống quen thuộc với các thiết bị TN đơn giản và dễ sử dụng.
Với mức độ nâng cao, HS phải vận dụng cùng lúc nhiều đơn vị kiến thức liên quan và nhiều thao tác tư duy để giải BTTN hoặc một vài phép suy luận logic.
Với mức độ sáng tạo, đòi hỏi HS phải vận dụng kiến thức đã biết để giải quyết những vấn đề đặt ra trong các tình huống mới. Các em phải sử dụng kết hợp các thao tác tư duy và những suy luận logic để giải bài tập. Điều này sẽ giúp các em rèn luyện được các kĩ năng cơ bản như thu thập, xử lí và vận dụng thông tin cũng như tự kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của mình, đồng thời phát triển năng lực tư duy sáng tạo.
Khi xây dựng hệ thống BTTN, không nên dàn trải, ôm đồm quá nhiều, cần chọn những BTTN điển hình, với độ khó khác nhau, mỗi nhóm BTTN tiêu biểu cho một dạng BTTN cụ thể, khi giải được một nhóm BTTN trong hệ thống thì HS sẽ nắm được cách giải một dạng BTTN của hệ thống đó. Như vậy, HS có thể vận dụng để giải những BTTN cùng dạng ở mức cao hơn, qua đó góp phần hình thành, phát triển HS khả năng tìm tòi, tự phát hiện, tự giải quyết nhiều loại BTTN khác.
BTTN đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng
Trong tự nhiên, mọi sự vật hiện tượng, quá trình không tồn tại dưới dạng biệt lập đơn lẻ mà tồn tại trong một hệ thống, trong mối quan hệ mật thiết với nhau, tạo thành một chỉnh thể thống nhất có cấu trúc nhất định. Khi xây dựng hệ thống bài tập, mỗi bài tập trong một hệ thống phải ứng với một đơn vị kiến thức và
một kĩ năng nhất định vì một bài tập không thể dàn trải mọi kĩ năng. Toàn bộ hệ thống gồm nhiều BTTN sẽ góp phần hoàn thiện một nhóm kiến thức và hình thành một hệ thống kĩ năng đồng bộ, cơ bản cho người học trong QTDH vật lý.
Hệ thống BTTN phải được xây dựng một cách đa dạng, phong phú, phản ánh được tính đa dạng, phức tạp của thế giới khách quan. Sự đa dạng của hệ thống BTTN thể hiện ở việc lựa chọn những bài tập có mức độ khó khăn và phức tạp khác nhau, chứa đựng những kiểu phương pháp giải quyết vấn đề khác nhau, điều này sẽ giúp việc rèn luyện các thao tác tư duy và suy luận logic hiệu quả đồng thời giúp các em hiểu tri thức vật lý sâu sắc và vận dụng tri thức vật lý một cách cụ thể hơn. Đối với cùng một TN vật lý, có thể có những cách hỏi và truyền đạt thông tin khác nhau, vì thế khi xây dựng BTTN cần căn cứ vào đối tượng HS để thể hiện các BTTN dưới nhiều hình thức khác nhau.
Hệ thống BTTN phù hợp với QTDH
Việc xây dựng hệ thống BTTN nào cũng phải xuất phát từ những yêu cầu của việc đổi mới trong giáo dục, gắn với những thực tiễn dạy học để góp phần giải quyết những hạn chế, nâng cao hiệu quả của việc rèn luyện các kĩ năng vận dụng tri thức vào thực hành cho HS.
Trong mỗi giờ học VL, ứng với các giai đoạn dạy học khác nhau luôn có những đặc điểm riêng về việc tổ chức, sử dụng các phương pháp và hình thức dạy học. Vì thế, hệ thống BTTN phải phù hợp với các giai đoạn của QTDH mới phát huy được vai trò của nó trong việc tổ chức dạy học và rèn luyện các kĩ năng cụ thể cho HS.
Hệ thống BTTN định hướng HS thực hiện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic
Trong mỗi BTTN, khi phân tích nội dung bài tập, HS phải thực hiện các thao tác tư duy và các suy luận logic để làm rõ bản chất vật lý của những hiện tượng được mô tả trong đề bài tìm mối liên hệ giữa dữ kiện đã cho và yêu cầu cần tìm.
Trên cơ sở đó, HS xây dựng các phương án và cảc bước tiến hành TN. Kết quả TN có thể là những quan sát định tính của các hiện tượng vật lý hoặc các số liệu định lượng của các đại lượng vật lý, nhờ đó HS rút ra được kết luận. Như vậy, trong quá
trình giải các BTTN này, HS được rèn luyện kĩ năng vận dụng các thao tác tư duy và PP suy luận logic để giải quyết vấn đề của bài toán vật lý, nhờ đó tư duy vật lý của HS được phát triển.
Các BTTN phải đảm bảo tính khả thi và phát huy được tính sáng tạo ở HS Các sự kiện trong BTTN vật lý thường là những hiện tượng rất gần gũi với đời sống, các dụng cụ thực hiện TN đơn giản, dễ tìm, dễ sử dụng. Vì vậy, trong quá trình xây dựng BTTN cần tập trung vào việc khai thác vốn hiểu biết, vốn kinh nghiệm về thực tiễn cuộc sống của HS; xây dựng những bài tập có mức độ khó khăn và phức tạp khác nhau, chứa đựng những kiểu phương pháp giải quyết vấn đề khác nhau, phát huy được tính sáng tạo của HS.
1.3.3. Quy trình xây dựng hệ thống BTTN
Đối với hệ thống BTTN của một chương, cần đảm bảo sao cho hệ thống bài tập ấy phải góp phần thực hiện mục tiêu môn học, đảm bảo tính hệ thống, đa dạng vê nội dung, hình thức và mức độ, đảm bảo tính vừa sức và phát triển tư duy của HS. Việc xây dựng hệ thống BTTN cho một chương (hay một phần) có thể thực hiện theo quy trình gồm 5 bước như sau:
Bước 1: Nghiên cứu nội dung chương trình và chuẩn kiến thức, kĩ năng Xác định những đơn vị kiến thức, kĩ năng cần làm rõ trong mỗi bài học có trong chương, trên cơ sở đó xây dựng sơ đồ cấu trúc của chương và mối liên hệ giữa các đơn vị kiến thức với nhau.
Bước 2: Xác định cấu trúc của hệ thống bài tập và phân loại bài tập Phân tích nội dung theo các yêu cầu về kiến thức, kĩ năng cần có trong mỗi loại bài tập, chỉ rõ những kiến thức và kĩ năng nào cần sử dụng hoặc làm rõ trong mỗi bài tập, từ đó xác định số lượng bài tập và sắp xếp chúng theo thứ tự của các loại bài tập (đơn giản, nâng cao, sáng tạo) trên cơ sở cấu trúc của các đơn vị kiến thức của bài, của chương.
Bước 3: Thu thập và lựa chọn số liệu
Các tư liệu thu thập có thể được lấy từ nhiều nhiều kênh thông tin khác nhau: SGK, sách bài tập, báo khoa học, trên hệ thống internet...số lượng tư liệu thu thập được càng nhiều và càng đa dạng thì việc biên soạn BTTN càng nhanh
chóng có chất lượng và đạt hiệu quả cao. Trên cơ sở tư liệu thu thập được, lựa chọn những tư liệu phù hợp với yêu cầu về kiến thức, kĩ năng và phân loại theo các hình thức cần thể hiện.
Bước 4: Tiến hành soạn thảo
Trong bước này, GV tiến hành soạn thảo từng bài tập và xây dựng các phương án giải bài tập, sau đó tổ hợp lại thành một hệ thống bài tập.
Bước 5: Thực hiện kiểm tra và hoàn thiện hệ thống BTTN
Đối với các bài tập phải làm TN, cần phải tiến hành các TN trước để dự báo những khó khăn và tính thực tế của kết quả TN. Sau đó, rà soát lại hệ thống các BTTN để đảm bảo sự cân đối về số lượng và mức độ khó giữa các bài tập.