CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN TƯ
2.1. Tƣ duy và tƣ duy vật lý
2.1.5. Xây dựng các tiêu chí đánh giá mức độ tư duy vật lý
Quá trình dạy học vật lý có ảnh hưởng đến nhiều loại hình tư duy của HS như tư duy logic, tư duy thuật toán, tư duy biện chứng, tư duy sáng tạo, tư duy phê phán, TDVL,.... Trong khuôn khổ của đề tài này, chúng tôi đề xuất các tiêu chí đánh giá TDVL của HS trong quá trình dạy học bộ môn vật lý.
Theo Nguyễn Lăng Bình và các cộng sự, đánh giá trong giáo dục là quá trình thu thập và lí giải kịp thời, có hệ thống các thông tin về hiện trạng, khả năng hay nguyên nhân về chất lượng, hiệu quả giáo dục dựa vào mục tiêu giáo dục, làm cơ sở cho việc điều chỉnh, bổ sung những chủ trương, biện pháp và hành động giáo dục tiếp theo [5]. Như vậy, có thể hiểu đánh giá mức độ TDVL của HS là quá trình thu thập các thông tin dựa trên các biểu hiện cơ bản của TDVL của HS căn cứ vào mục tiêu của việc phát triển TDVL cho HS, từ đó làm cơ sở cho hành động phát triển TDVL tiếp theo.
Theo Mai Văn Hưng, đánh giá năng lực của HS cần chú trọng đến các mục tiêu kĩ năng, thái độ hơn so với kiến thức [26]. Vậy, các tiêu chuẩn và tiêu chí dùng để đánh giá mức độ TDVL của HS cũng phải chú trọng đến các mục tiêu kĩ năng và thái độ của HS.
Xuất phát từ các nhận định trên, căn cứ vào khái niệm TDVL và các biểu hiện cơ bản của TDVL, theo chúng tôi, có thể đánh giá mức độ TDVL của HS theo ba tiêu chuẩn: thực hiện các hành động nghiên cứu vật lý; hiểu và sử dụng ngôn ngữ vật lý và ứng dụng các kiến thức vật lý trong các tình huống mới. Mỗi tiêu chuẩn được đánh giá bằng các tiêu chí cụ thể hơn. Căn cứ vào mức độ phức tạp của việc phối hợp các thao tác tư duy trong việc thực hiện các hành động TDVL, mỗi tiêu chí đánh giá mức độ TDVL của HS được đánh giá ở ba mức độ khác nhau giúp cho việc đánh giá TDVL của HS được chính xác.
2.1.5.1. Tiêu chuẩn 1: Thực hiện các hành động nghiên cứu vật lý
Đây là tiêu chuẩn đánh giá về khả năng thực hiện các hành động nghiên cứu vật lý cơ bản đối với HS THPT. Các tiêu chí đánh giá cho tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở là vật lý phổ thông về cơ bản là vật lý thực nghiệm.
Tiêu chí 1: Biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm cơ ản dùng trong nghiên cứu vật lý
Các dụng cụ thí nghiệm cơ bản dùng trong nghiên cứu vật lý bao gồm các dụng cụ đo lường cơ bản như cân (đo khối lượng), thước (đo độ dài), đồng hồ (đo thời gian), bình chia độ (đo thể tích chất lỏng), nhiệt kế (đo nhiệt độ), áp kế (đo áp suất), ampe kế (đo cường độ dòng điện), Vôn kế (đo hiệu điện thế) và các thiết bị thí nghiệm cơ bản như các bộ dụng cụ thí nghiệm cơ, nhiệt, điện, quang cho chương trình vật lý THPT.
Mức độ 1: Biết cách sử dụng các dụng cụ đo lường cơ bản gồm các kỹ năng:
hiệu chỉnh số không, lựa chọn dụng cụ có giới hạn, thang đo thích hợp, tiến hành đo và đọc kết quả.
Mức độ 2: Biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm cơ bản bao gồm hai kỹ năng: nhận biết các dụng cụ thí nghiệm và công dụng của từng dụng cụ; sử dụng các dụng cụ.
Mức độ 3: Biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để thiết kế các phương án thí nghiệm khả thi. Mức độ này bao gồm các kỹ năng: xác định đúng các dụng cụ thí nghiệm cần thiết để tiến hành một thí nghiệm nào đó, thiết kế phương án thí nghiệm, lắp ráp thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và đánh giá kết quả thí nghiệm.
Tiêu chí 2: Mô hình hóa được sự vật, hiện tượng ưới dạng các mô hình lý thuyết
Mô hình hóa là một mức cao trong TDVL, đặc biệt là đối với HS THPT. Do đó khi đánh giá tiêu chí này, không thể yêu cầu HS mô hình hóa được các sự vật hiện tượng phức tạp hoặc yêu cầu HS tự xây dựng được một mô hình hoàn chỉnh cho một sự vật hiện tượng.
Mức độ 1: Nhận biết sự phù hợp của một mô hình đối với đối tượng nghiên cứu. Ở mức độ này HS được cho trước một số mô hình của đối tượng và cần chỉ ra đâu là mô hình phù hợp nhất. Mức độ này bao gồm các kỹ năng: liệt kê các đặc điểm, tính chất đặc trưng của đối tượng; so sánh các mô hình với đối tượng và lựa chọn mô hình phù hợp nhất.
Mức độ 2: Chỉ ra được đặc điểm không phù hợp giữa mô hình cho sẵn và đối tượng nghiên cứu. Ở mức độ này, HS được cho trước một mô hình chưa phù hợp với một đối tượng nghiên cứu. Học sinh cần tìm và chỉ ra điểm chưa phù hợp. Điều này đòi hỏi HS có các kỹ năng: xác định mối liên hệ giữa mô hình với đối tượng nghiên cứu, chỉ ra điểm không phù hợp giữa mô hình với đối tượng và giải thích lí do của sự không phù hợp.
Mức độ 3: Mô hình hóa được đối tượng nghiên cứu dưới dạng mô hình đồ thị hoặc mô hình toán học. Mức độ này bao gồm các kĩ năng: mô hình hóa đối tượng nghiên cứu bằng mô hình đồ thị và mô hình hóa đối tượng nghiên cứu bằng mô hình toán học.
Tiêu chí 3: Xây dựng được các giả thuyết t các sự vật hiện tượng
Mức độ 1: Nhận ra được giả thuyết hợp lí trong các giả thuyết đã cho về một sự vật hiện tượng nào đó. Mức độ này bao gồm các kỹ năng xác định đặc điểm cần giải thích của sự vật hiện tượng nghiên cứu; dùng các giả thuyết đã cho để giải thích hiện tượng và xác định giả thuyết hợp lí nhất trong các giả thuyết đã cho.
Mức độ 2: Chỉ ra được chỗ bất hợp lí của một giả thuyết. Mức độ này bao gồm các kỹ năng xác định phạm vi giải thích của giả thuyết đã cho và xác định điểm bất hợp lí khi dùng giả thuyết đã cho để giải thích hiện tượng.
Mức độ 3: Xây dựng được giả thuyết phù hợp. Có nhiều giả thuyết hợp lí để giải thích một hiện tượng, các giả thuyết này có thể đúng hoặc sai. Do đó chỉ cần HS đề xuất được các giả thuyết phù hợp. Mức độ này bao gồm các kỹ năng: đề xuất giả thuyết và sử dụng giả thuyết để giải thích hiện tượng đang nghiên cứu.
Tiêu chí 4: Suy ra được các hệ quả t các giả thuyết
Mức độ 1: Nhận biết hệ quả hợp lí của giả thuyết trong các hệ quả cho trước.
Mức độ này bao gồm các kỹ năng: chỉ rõ cách suy luận logic từ giả thuyết đến hệ quả được chọn và đề xuất phương án kiểm chứng hệ quả được chọn.
Mức độ 2: Chỉ ra những điểm bất hợp lí trong một hệ quả đã cho gồm các kỹ năng: xác định điểm bất hợp lí của hệ quả đối với giả thuyết và giải thích sự bất hợp lí ấy.
Mức độ 3: Phát biểu hệ quả hợp lí cho một giả thuyết bao gồm các kỹ năng:
xác định đối tượng tác động của giả thuyết; xác định kết quả tác động của giả thuyết lên đối tượng; đề xuất cách kiểm chứng hoặc bác bỏ giả thuyết.
2.1.5.2. Tiêu chuẩn về hiểu và sử dụng ngôn ngữ vật lý
Tiêu chí 5: Sử dụng chính xác các khái niệm, thuật ngữ vật lý
Mức độ 1: Hiểu đúng các khái niệm, thuật ngữ vật lý gồm ba kỹ năng: phân biệt được ý nghĩa của các thuật ngữ, khái niệm vật lý; nhận biết được ý nghĩa của các khái niệm, thuật ngữ vật lý và phát biểu được ý nghĩa của các khái niệm, thuật ngữ vật lý.
Mức độ 2: Phát hiện được các trường hợp sử dụng sai thuật ngữ, khái niệm vật lý bao gồm các kỹ năng: Chỉ ra được những thuật ngữ được sử dụng sai, giải thích được sự bất hợp lí khi sử dụng các thuật ngữ đó và thay thế các thuật ngữ sai bằng các thuật ngữ đúng.
Mức độ 3: Sử dụng chính xác các thuật ngữ, khái niệm vật lý bao gồm các kỹ năng: lựa chọn thuật ngữ hoặc khái niệm vật lý đúng cho từng tình huống và sử dụng chính xác thuật ngữ hoặc khái niệm vật lý trong khi nói và khi viết.
Tiêu chí 6: Diễn đạt thành lời các công thức vật lý và diễn đạt được mối quan hệ nhân quả trong các công thức đó
Mức độ 1: Diễn đạt được mối quan hệ định tính giữa các đại lượng vật lý trong mỗi công thức bao gồm các kỹ năng: xác định tên gọi của các đại lượng vật lý có mặt trong công thức, xác định sự phụ thuộc của các đại lượng đó vào nhau và nhận diện đại lượng là hằng số (nếu có) trong công thức.
Mức độ 2: Diễn đạt được mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lý trong công thức vật lý bao gồm các kỹ năng: nhận biết kiểu quan hệ tỉ lệ thuận hoặc tỉ lệ nghịch, nhận biết mối quan tuyến tính và phi tuyến tính, phát biểu thành lời kiểu quan hệ giữa các đại lượng vật lý có trong công thức.
Mức độ 3: Diễn đạt được mối quan hệ nhân quả giữa các đại lượng vật lý trong công thức vật lý bao gồm các kỹ năng: chỉ ra ý nghĩa của các đại lượng bất biến trong công thức, nhận biết các đại lượng thuộc về “nguyên nhân”; các đại
lượng thuộc về “kết quả” và diễn đạt được mối quan hệ giữa “nguyên nhân” và “kết quả” trong công thức.
2.1.5.3. Tiêu chuẩn ứng dụng các kiến thức vật lý trong các tình huống mới
Tiêu chí 7: Phân tích được sự chi phối của các đ nh luật vật lý đến hiện tượng đang quan sát
Mức độ 1: Nhận biết được các định luật chi phối hiện tượng đang khảo sát, gồm hai kỹ năng: Xác định số lượng định luật vật lý chi phối hiện tượng khảo sát và liệt kê tên gọi của các định luật vật lý chi phối hiện tượng đang khảo sát
Mức độ 2: Chỉ ra được các biểu hiện cụ thể của các khái niệm, định luật vật lý trong thực tế, gồm có hai kỹ năng: chỉ ra biểu hiện cụ thể trong thực tế của các khái niệm vật lý và chỉ ra biểu hiện cụ thể trong thực tế của các định luật vật lý.
Mức độ 3: Phân tích được sự chi phối của các định luật vật lý đến hiện tượng đang khảo sát gồm có các kỹ năng: xác định một đại lượng vật lý dùng để đo lường những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng đang khảo sát chịu sự tác động của những định luật vật lý nào, xác định sự biến thiên của một đại lượng vật lý cụ thể theo các định luật vật lý chi phối hiện tượng khảo sát, xác định kết quả của sự tác động của một định luật vật lý cụ thể đến hiện tượng đang khảo sát.
Tiêu chí 8: Tiên đoán được kết quả của các thí nghiệm dựa trên các thuyết, đ nh luật vật lý đã iết
Mức độ 1: Tiên đoán được sự phụ thuộc của các đại lượng vật lý mô tả thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng vào các yếu tố tác động bao gồm các kỹ năng:
xác định định luật vật lý chi phối hiện tượng đang khảo sát và xác định các yếu tố tác động có ảnh hưởng đến đại lượng vật lý đang xét.
Mức độ 2: Tiên đoán được kết quả của các thí nghiệm chỉ chịu sự chi phối của một định luật hay thuyết vật lý đang xét, bao gồm các kỹ năng: chỉ ra những đại lượng vật lý chịu sự chi phối của định luật hay thuyết vật lý, chỉ ra mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý dưới sự ảnh hưởng của định luật hay thuyết vật lý, tiên đoán được kết quả của thí nghiệm.
Mức độ 3: Tiên đoán được kết quả của các thí nghiệm mới chịu sự chi phối của nhiều định luật hay thuyết vật lý, gồm các kỹ năng: chỉ ra tác động của định luật
hay thuyết vật lý đang xét đến thí nghiệm đang khảo sát, chỉ ra được sự ảnh hưởng của các định luật hay thuyết vật lý khác đến thí nghiệm đang khảo sát, tiên đoán chính xác kết quả của thí nghiệm dưới sự tác động của tất cả các yếu tố.
Tiêu chí 9: Áp dụng được các công thức vật lý trong các tình huống cụ thể Mức độ 1: Áp dụng đúng công thức vật lý trong các tình huống cụ thể gồm các kỹ năng: xác định các công thức liên quan đến tình huống đang xét, lựa chọn công thức phù hợp với yêu cầu và xác định đúng giá trị của các đại lượng vật lý cho trong công thức.
Mức độ 2: Nhận biết được giới hạn áp dụng của các định luật, công thức vật lý bao gồm các kỹ năng xác định giới hạn áp dụng từ nội dung của định luật hoặc công thức; chỉ ra giới hạn áp dụng trong các tình huống cụ thể; xác định một tình huống cụ thể có thể áp dụng được các định luật hay công thức vật lý nào.
Mức độ 3: Nhận biết được tính hợp lý hoặc bất hợp lý của các kết quả tính toán được bao gồm các kỹ năng: xác định giới hạn của các đại lượng vật lý xuất hiện trong bài toán, nhận biết sự bất thường của kết quả tính toán và chỉ ra nguyên nhân của sự bất thường trong kết quả tính toán.
Tiêu chí 10: Nhận biết những sai lầm trong lập luận khi sử dụng các đ nh luật vật lý không hợp lý (giải thích được các hiện tượng, câu hỏi có vẻ ngh ch lý)
Mức độ 1: Nhận biết những sai lầm trong việc áp dụng công thức vật lý bao gồm các kỹ năng: xác định công thức nào bị áp dụng sai, chỉ ra chỗ sai trong việc áp dụng công thức ấy và sữa lỗi sai trong việc áp dụng công thức.
Mức độ 2: Nhận biết những sai lầm khi áp dụng sai giới hạn của các định luật vật lý bao gồm các kỹ năng: xác định giới hạn áp dụng các định luật vật lý, xác định định luật bị áp dụng sai giới hạn và chỉ ra kết quả khi áp dụng đúng giới hạn của các định luật vật lý ấy.
Mức độ 3: Nhận biết những điểm không logic trong suy luận từ việc áp dụng các định luật vật lý đến kết quả bao gồm các kỹ năng: chứng tỏ định luật đang khảo sát không phải là nhân tố duy nhất quyết định kết quả của hiện tượng khảo sát; chỉ ra kết quả của sự tác động của các nhân tố khác đến hiện tượng đang khảo sát và chỉ
ra những điểm không logic trong suy luận từ việc áp dụng các định luật vật lý đến kết quả.