- PHÁT TRIỂN HIỂU BIẾT VÀ KỸ NĂNG VỀ QUAN SÁT VÀ SUY LUẬN CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ. - Quan sát và suy luận là hai kỹ năng cơ bản trong nghiên cứu khoa học và trong đời sống. - Tất cả giáo viên và học sinh đều có những hiểu biết và kỹ năng nhất định về quan sát và suy luận, tuy nhiên số người hiểu rõ và có kỹ năng tốt về hai vấn đề này không nhiều. - Cụ thể, sinh viên Sư phạm Vật lý năm 3 và 4 còn rất nhiều những ngộ nhận hay nhầm lẫn về quan sát và suy luận, đồng thời nhiều em có kỹ năng quan sát và suy luận còn khá yếu. - Trong thời đại mới, khi kiến thức là vô hạn và mọi người có khả năng tiếp cận rất nhiều tri thức nhờ vào các thành tựu của công nghệ thông tin thì việc giáo dục cho học sinh những kỹ năng để các em biết cách tự học, tự nghiên cứu trở nên cấp thiết hơn và trong đó, quan sát và suy luận là những kỹ năng không thể thiếu trong hầu hết mọi tình huống. - Bài viết này sẽ trình bày một số thực trạng, ý kiến và kinh nghiệm nhằm phát triển khả năng và kỹ năng quan sát và suy luận cho học sinh trong dạy học Vật lý, từ đó, nâng cao khả năng tự học, tự nghiên cứu, tự xử lý tình huống cho học sinh phổ thông.. - Theo cộng đồng các nhà nghiên cứu và giáo dục các môn khoa học tự nhiên của thế giới (Lederman, 2007), quan sát là quá trình mà qua đó các dữ kiện cơ bản của khoa học được thu thập.. - Quan sát có thể là trực tiếp bằng năm giác quan hoặc gián tiếp thông qua sử dụng các công cụ (kính thiên văn, kính hiển vi. - Quan sát có thể là định tính (các mô tả) hoặc định lượng (các số liệu). - Suy luận là hành động đưa ra một kết luận dựa trên những quan sát và kiến thức trước đó.. - Như vậy, suy luận là những suy diễn dựa trên những kinh nghiệm và kiến thức có sẵn, tư duy logic và trí tưởng tượng và sáng tạo về một thông tin nhận được từ quá trình quan sát. - Quan sát và suy luận là những kỹ năng cơ bản và quan trọng nhất trong nghiên cứu khoa học. - Ví dụ như khi làm thí nghiệm, chúng ta sẽ ghi lại các quan sát (dữ liệu, số liệu) chứ không ghi lại các suy luận. - Vai trò và mối quan hệ giữa quan sát và suy luận được xem như một trong những khía cạnh cơ bản thuộc về bản chất của khoa học (Lederman, 2007. - Hiện tại, các kiến thức thuộc về bản chất của khoa học được giáo viên và học sinh tự rút ra trong quá trình học tập, tìm hiểu, nghiên cứu về. - luồng ý kiến, cũng như có rất nhiều ngộ nhận về khoa học trong học sinh và kể cả giáo viên giảng dạy các môn này. - 6) Sự khác biệt giữa quan sát và suy luận;. - Như vậy, trong 8 khía cạnh thuộc về bản chất của khoa học, có đến 3 khía cạnh liên quan đến quan sát và suy luận (khía cạnh số 2, 4 và 6). - Từ đó, mục tiêu của đề tài là tìm hiểu về thực trạng hiểu biết và kỹ năng của một số sinh viên Sư phạm Vật lý và học sinh phổ thông về quan sát và suy luận. - Số liệu thu được được phân tích định tính dựa trên các phản hồi của người tham gia, các quan sát của điều tra viên.. - chúng tôi nhận thấy sinh viên Sư phạm Vật lý còn mắc phải những ngộ nhận cơ bản về quan sát và suy luận như sau:. - Quan sát là chỉ dùng mắt thu nhận thông tin trực tiếp hoặc gián tiếp (đọc số đo). - Cụ thể, hầu hết các em đồng ý với định nghĩa “quan sát là dùng mắt nhìn ngắm, thu thập thông tin từ sự vật, sự việc”.. - Suy luận là mô tả lại quan sát.. - Không phân biệt được quan sát – suy luận dẫn đến khi giáo viên yêu cầu “ghi lại các quan sát” thì các em đưa cả suy luận của mình vào, và tương tự ngược lại đối với yêu cầu “suy luận đưa ra được từ các quan sát đó” thì các em chỉ lặp lại những kết quả quan sát chứ không đưa ra được suy luận để dẫn đến kết luận.. - Hơn nữa, kỹ năng quan sát và suy luận còn rất yếu khi các em trong quá trình thí nghiệm không chú ý hết các hiện tượng xảy ra, hoặc không biết cách liên hệ những kiến thức có sẵn để giải quyết (suy luận về) vấn đề xuất hiện trong thí nghiệm.. - Ngoài ra, theo kết quả khảo sát 278 sinh viên sư phạm Vật lý, Vật lý – Công nghệ và Vật lý – Tin học năm 3, 22.30% sinh viên quá đề cao vai trò của quan sát mà quên mất vai trò của suy luận, các thao tác tư duy và yếu tố khác. - sinh viên không chắc chắn về vấn đề này khiến tỉ lệ sinh viên có quan điểm đúng đắn và vững vàng về vai trò của quan sát trong khoa học (khoa học dựa nhiều, nhưng không hoàn toàn vào quan sát) chỉ đạt 49.28%.. - Tương tự như kết quả thu được từ phía sinh viên, kết quả điều tra 47 học sinh lớp 11 tại trường THPT Nguyễn Việt Hồng cho thấy hầu hết các em ngộ nhận rằng quan sát là chỉ dùng mắt để trực tiếp hoặc gián tiếp (thông qua các dụng cụ đo đạc, máy móc thiết bị) thu nhận thông tin. - Có đến 44 em định nghĩa quan sát là ngắm nhìn một sự vật bằng mắt. - Chỉ có 2 học sinh cho rằng quan sát không chỉ dùng mắt mà còn sờ bằng tay, nếm, ngửi. - Ngoài ra có 1 học sinh từ chối cho định nghĩa về quan sát. - học sinh trong lớp quá đề cao vai trò của quan sát.. - Bảng 1: Hiểu biết về quan sát - học sinh lớp 11 trường THPT Nguyễn Việt Hồng Hành động nào là quan sát Số HS. - Đa phần học sinh định nghĩa đúng (hoặc đúng một phần) về suy luận. - Để suy luận tốt, hầu hết học sinh đề cao vai trò của lập luận logic (87.23. - Ngoài ra, một số ít học sinh cho những ý kiến khác về các yếu tố giúp cho việc suy luận bao gồm năng khiếu, trí thông minh, phải kết hợp với quan sát…. - Ngoài ra, việc sử dụng hình thức dạy học hiển hiện kèm với sự phản xạ lại hiểu biết về quan sát và suy luận của học sinh (nhờ vào các câu hỏi phản xạ) cũng giúp giáo viên điều tiết tiến trình dạy học và tăng cường đáng kể hiệu quả dạy học. - 4.1 Một số gợi ý chung nhằm hướng dẫn học sinh quan sát và suy luận. - Phát triển kỹ năng quan sát và suy luận gắn liền với dạy học trực quan. - Bên dưới là một số kinh nghiệm và phương pháp có thể sử dụng hiệu quả để phát triển khả năng, kỹ năng này ở học sinh (Bảng 2). - Các phương pháp này chỉ phát huy hiệu quả cao nhất nếu được tiến hành theo hình thức giảng dạy rõ ràng, hiển hiện như đã nói ở trên với việc sử dụng các câu hỏi phản xạ sự hiểu biết của học sinh về quan sát và suy luận (xem ví dụ ở Bảng 3) và kèm đánh giá, tổng kết lại vấn đề.. - Bảng 2: Một số gợi ý về quan sát và suy luận. - Quan sát Suy luận. - Chú ý đến mục đích của quan sát để đề ra định hướng phù hợp.. - Tập trung sự chú ý của học sinh vào những điểm quan trọng của vấn đề.. - Quan sát hiện tượng mà bạn quan tâm sử dụng 1 hay tất cả 5 giác quan. - Hướng học sinh (những) giác quan phù hợp nhất với tình huống cần sử dụng để quan sát. - Khi không quan sát trực tiếp được ta có thể quan sát thông qua dụng cụ quan sát/đo đạc.. - Có thể sử dụng câu hỏi gợi mở, phiếu học tập để hỗ trợ học sinh.. - Thu thập càng nhiều thông tin về hiện tượng mà bạn quan sát càng tốt.. - Chia quan sát của bạn thành 2 cột: định tính và định lượng.. - Từ những quan sát của bạn đưa ra càng nhiều câu hỏi có liên. - Giúp học sinh liên hệ, liên kết những kiến thức, kinh nghiệm sẵn có với những quan sát và trả lời những câu hỏi nảy sinh từ quan sát.. - Bảng 3: Các câu hỏi phản xạ sự hiểu biết của học sinh về quan sát và suy luận - Thế nào là quan sát / suy luận?. - Trong khoa học (hay một môn khoa học cụ thể) quan sát / suy luận có vai trò gì?. - Nếu không dùng mắt nhìn, chúng ta có thể quan sát được hay không? Vì sao?. - Nếu không dùng mắt, chúng ta còn có thể quan sát được nhờ những gì?. - Đối với những vật thể mà mắt thường không nhìn thấy được, các nhà khoa học đã quan sát bằng cách nào?. - Với việc học sinh phổ thông hiện nay rất quen thuộc với hình thức trắc nghiệm khách quan, chúng ta cũng có thể thiết kế những câu trắc nghiệm rất nhanh về quan sát và suy luận như mẫu trong Bảng. - Bảng 4: Bảng điều tra về hiểu biết về quan sát và suy luận Trong những hành động sau đây, những hành động nào là quan sát?. - Đếm sĩ số học sinh có mặt trong lớp.. - Bạn hãy định nghĩa thế nào là quan sát . - Trong những nhận định bên dưới, chọn MỘT nhận định theo bạn là ĐÚNG NHẤT về vai trò của quan sát đối với khoa học:. - Quan sát hoàn toàn không có vai trò quan trọng gì hoặc chỉ có đóng góp một phần rất nhỏ cho khoa học.. - Khoa học dựa hoàn toàn vào (hoặc luôn luôn bắt nguồn từ) quan sát.. - Khoa học dựa nhiều vào (nhưng không hoàn toàn) (hoặc đa phần bắt nguồn từ) quan sát.. - SUY LUẬN. - 4.2 Một số phương pháp dạy học cụ thể giúp phát huy hiểu biết và kỹ năng quan sát và suy luận của học sinh. - Minh họa tính đa dạng của quan sát Để minh chứng cho sự đa dạng của quan sát, ta có thể sử dụng một ví dụ sau đây dựa trên ý tưởng. - của Brosnowski (1973) bằng cách đưa ra các hình ảnh của cùng một gương mặt người thông qua các dụng cụ quan sát khác nhau (máy ảnh thường và các loại máy ảnh hồng ngoại hoặc có thể sử dụng hình chụp X-quang) (Hình 1) để chỉ ra rằng một thứ cụ thể sẽ có thể khác nhau thông qua các cách quan sát khác nhau.. - Hình 1: Ảnh chụp cùng một người qua máy ảnh thường và qua hai loại máy ảnh hồng ngoại, một với một phổ màu cầu vồng và khác với một phổ màu của sắt, cho thấy sự khác biệt của các cách quan sát. - Ngoài ra, hoạt động này cũng được sử dụng trong nhóm tập huấn về giảng dạy bản chất của khoa học do nhóm tổ chức và giúp sinh viên đề ra được nhiều ý kiến thuộc về bản chất khoa học như: “Bức tranh nào cũng diễn tả đúng gương mặt của người, nhưng kết quả có thể khác nhau tùy theo góc nhìn khác nhau, dụng cụ quan sát khác nhau… giống như hình ảnh. - Ví dụ: chiếu một đoạn video clip về một “máng nghiêng (dường như) có từ tính” (Impossible motion: magnet-like slopes) (TheIllusioncontest, 2010) để học sinh quan sát và suy luận. - Yêu cầu các em nêu lên các quan sát thu được từ đoạn clip, sau đó liên kết với kiến thức và kinh nghiệm sẵn có để suy luận tìm ra lời giải thích cho chuyển động của các viên bi.. - Hầu hết học sinh đều quan sát thấy các viên bi lăn lên “đỉnh” của hệ thống máng. - Giáo viên phải trân trọng mọi quan sát của học sinh và khuyến khích học sinh suy luận theo nhiều hướng khác nhau.. - Từ đó học sinh có thể tự đánh giá được khả năng quan sát và suy luận của mình và sẽ có những kinh nghiệm quý báu trong quá trình quan sát, đó là “không được bỏ sót những chi tiết nhỏ, vì nó có thể khiến quá trình suy luận khác đi hoàn toàn”.. - Turner để giúp học sinh phát triển kỹ năng quan sát và suy luận của các em.. - Phương pháp hộp đen rất hiệu quả trong việc giúp học sinh nhận ra quan sát không có nghĩa chỉ là dùng mắt thu thập thông tin, mà còn dùng mọi giác quan và dụng cụ hỗ trợ khác. - Hoạt động của học sinh có thể theo các bước sau:. - Quan sát hộp bằng mắt, và nêu lên các nhận xét sơ bộ (hộp hình gì, màu sắc, đẹp hay xấu,…). - Sau đó dùng mọi cách quan sát khác (không mở hộp) để nhân vật bên trong của hộp (ví dụ cầm lên tay, lắc nhẹ, ngửi mùi của vật bên trong, lắng nghe âm thanh bên trong hộp…) và nêu lên các quan sát khác.. - Từ các quan sát đó, học sinh cần suy luận để đoán xem vật chứa bên trong hộp là gì. - Lưu ý giúp học sinh gắn điều quan sát được với những kiến thức hiện có để có thể suy luận một cách logic, đồng thời không được hạ thấp vai trò của trí tưởng tượng và sự sáng tạo của học sinh.. - Cho học sinh dự đoán vị trí hộp sẽ rơi khỏi bàn, sau đó quan sát. - đồng thời phát huy cao kỹ năng quan sát với mọi giác quan (nhìn, nghe, ngửi, cảm nhận bằng tay) và kỹ năng suy luận của học sinh phổ thông.. - Hình 5: Sử dụng phương pháp hộp đen để phát huy khả năng quan sát và suy luận của học sinh d. - Tất cả các thí nghiệm biểu diễn, lớn hay nhỏ, đều có khả năng phát huy kỹ năng quan sát và suy luận của học sinh. - Tuy nhiên, giáo viên cần giúp học sinh định hướng quan sát bằng những câu hỏi gợi ý hoặc phiếu học tập. - Giáo viên tập trung được sự chú ý của học sinh vào thí nghiệm.. - Giáo viên giúp học sinh định hướng được những điểm trọng tâm cần quan sát và dạng quan sát cần ghi nhận lại. - dạng quan sát là định tính hay định lượng,.... - Học sinh có khả năng vận dụng những kiến thức có sẵn và tư duy để suy luận được những điểm quan trọng nhằm đi đến kết luận.. - Thí nghiệm thực hành của học sinh. - Thí nghiệm thực hành của học sinh là một trong những phương tiện hữu hiệu nhất để phát huy khả năng quan sát và suy luận của học sinh. - Khi các em được trực tiếp tiến hành, quan sát sẽ rõ hơn, suy luận từ đó sẽ có căn cứ tốt hơn. - Phiếu học tập tạo điều kiện cho các em tiên đoán trước khi thí nghiệm, quan sát và suy luận tìm ra nguyên nhân lý giải. - Việc giúp học sinh hiểu rõ hơn thế nào là quan sát và suy luận, cũng như phát huy kỹ năng quan sát và suy luận của các em không khó và hoàn toàn nằm trong khả năng của tất cả giáo viên vật lý nói riêng, giáo viên khoa học nói chung. - Tuy nhiên, nếu chúng ta không tiếp cận vấn đề này một cách trực diện, rõ ràng thì việc mỗi học sinh có một định nghĩa riêng cho mình về quan sát và suy luận, trong đó, những quan niệm sai lầm là không thể tránh khỏi