Tác giả trình bày những lý lẽ về việc thiết kế dạy học vật lí sao cho tất cả học sinh có thể thành công.
Nếu được dạy một cách phù hợp, tất cả học sinh đều vận dụng được kiến thức vật lí trung học, trung bình hoặc hơn, 50% trên trung bình, không chỉ là trên 20%. Theo tôi vật lí phổ thông là một tập hợp các bài học liên quan đến một số lượng lớn kiến thức đại số, lượng giác, và giải quyết vấn đề. Để tạo ra các bài học thành công cho không chỉ là một số lượng nhỏ hay một vài học sinh, thì cần thay đổi một vài điều trong định dạng các bài học.
Đầu tiên, các học sinh phải được giúp đỡ giải quyết vấn đề. Học sinh có kết quả học tập vật lí không cao có thể thành công nếu nhận được các phản hồi sớm và được sắp xếp học tập với nhiều hơn 1 giáo viên trong lớp cùng với các cuốn vở thực hành đã được chuẩn bị sẵn để đáp ứng nhu cầu tại chỗ. Sự thành công cũng được báo cáo trong vật lí trung học bắt buộc thông qua việc giúp đỡ đáng kể để giải quyết vấn đề cho các học sinh trung học thành phố Chicago bằng việc vận dụng kỹ năng luyện tập và thực hành (drill and pratice) trong đại số và lượng giác. Máy tính có thể được sử dụng để phá vỡ vấn đề dai giẳng thiếu hụt số học trong phân số và số thập phân cũng như trong phép chia.
Thứ hai, tất cả học sinh được yêu cầu trong 1 trường trung học hoặc một khóa học vật lí trung học phổ thông, cần thiết phải có hướng dẫn tương đối trực tiếp. Hướng dẫn cần được bổ xung thường xuyên từ cụ thể đến trừu tượng, không phải theo cách ngược lại. Các giáo viên dạy vật lí cần nhớ rằng hầu hết học sinh không có nhiều kinh nghiệm giải quyết vấn đề vật lí hoặc ghi nhớ các khái niệm, và thanh thiếu niên sẽ học khi các vấn đề đã cụ thể hoặc rõ ràng. Ví dụ, một giáo viên dạy vật lí đã cầu xin hướng dẫn khi PSSC[1] được thành lập vào những năm 60s và đã đẩy các lớp vật lí trung học vào khủng hoảng. Thầy giáo đưa ra ý kiến ủng hộ cho việc tập trung vào kỹ năng hơn là tư duy, Thầy này đã nói “xin lưu ý kỹ năng trước lý thuyết”. Các giáo viên cũng nên nhớ rằng có một sự khác biệt giữa câu hỏi để lấy thông tin thông thường và câu hỏi trong nghiên cứu khoa học và rằng một nền tảng lý thuyết vững chắc luôn được đòi hỏi cho bất kỳ loại tư duy có ý nghĩa nào.
Thứ ba, học sinh cũng như người lớn, sẽ giỏi những gì được làm thông qua luyện tập và thực hành. Càng nhiều học sinh làm 1 nhiệm vụ, họ càng thành thạo nhiệm vụ đó. Rất nhiều bài học vật lí trung học bỏ qua quy tắc học tập cơ bản này và đưa ra chỉ một trường hợp cho mỗi loại, vì vậy các vấn đề khó học và không trở thành nền tảng cơ bản để giải quyết vấn đề và với các loại vấn đề khó hơn thì yếu kém như là kết quả tất nhiên của một nền tảng kiến thức nghèo nàn. Nhiều bài trong Vật lí, từ trung học đến đại học, phớt lờ quy tắc học tập cơ bản đó là thực hành mới tạo nên hoàn hảo.
Học sinh cần nhiều ví dụ trong bài học, các em không thể nghĩ ra giải pháp trừ khi có người thân hoặc bạn bên cạnh giúp đỡ. Mặc dù suy nghĩ nhiều hoặc thời gian suy nghĩ trung bình để một học sinh giải quyết một vấn đề nhiều đi chăng nữa, các em sẽ không bao giờ giải quyết nó trừ khi một ví dụ được đưa ra theo một vài dạng. Theo như nghiên cứu giáo dục, giải quyết vấn đề dẫn đến sự khẳng định một kỹ năng của một học sinh nào đó, là một kết quả dễ chịu chứ không phải là khó khăn với nó. Những hệ quả thú vị này làm cho việc học trở nên tích cực hơn. Với thành công, các học sinh có xu hướng lựa chọn lĩnh vực này và theo đó sẽ gia tăng lựa chọn ngành vật lí. Khi nào các bài học vật lí trung học còn bị phớt lờ thực tế cơ bản rằng thực hành tạo nên sự hoàn hảo, và rằng các kết quả thú vị thúc đẩy học tập, giảng dạy vật lí sẽ còn bị ảnh hưởng và việc đăng ký học bộ môn còn ở mức thấp.
Nhiều bài học, không chỉ có các bài vật lí trung học mắc lỗi “đề cập đến”. Ở trong “đề cập đến” chỉ một nội dung trong một vài câu hoặc vài từ và những từ này không nằm trong phần còn lại của bài. Học sinh sau đó sẽ được kỳ vọng là hiểu những từ này vì phần quan trọng của một câu hỏi hoặc hoặc bài kiểm tra nằm cuối chương. Các bài vật lí thường đưa ra các nguyên tắc bằng lời và sau đó kỳ vọng học sinh, thường là một người mới, giải quyết vấn đề bằng cách sử dụng một công thức thậm chí còn không được in trong sách. Thông thường, giáo viên vật lí ở trường trung học và đại học không thể giải quyết bất kỳ vấn đề nào như thế và học sinh cũng vậy, nhưng luôn có công cụ giải quyết vấn đề hoặc bản hướng dẫn giải pháp cái mà đi kèm với những cuốn sách nằm ở đâu đó trong văn phòng của họ nơi mà họ tìm hiểu cách giải quyết vấn đề trong sách dễ dàng.
Tôi đã thấy rất nhiều học sinh có nguy cơ [2] không học từ những ví dụ nằm trong sách hoặc trên bảng. Họ học từ người thầy vẫn hay đi lại trong lớp để chỉ cho học trò cách giải quyết một vấn đề cụ thể và sau đó luyện tập theo 2 hoặc 3 dạng tương tự để chúng hiểu giải quyết một vấn đề vật lí cụ thể là thế nào. Theo thời gian, những học sinh thường trở thành độc lập hơn trong việc giải quyết vấn đề và các công việc ở phòng thí nghiệm. Với những sự giúp đỡ thêm đó, những học sinh có nguy cơ hoặc học sinh ít động lực có thể trở thành những nhà giải quyết vấn đề và chuyên gia vật lí tiềm năng.
Nhiều giáo viên và nhà nghiên cứu vật lí đại học sẽ ngạc nhiên về sự đa dạng và các mức độ khả năng giải các bài toán giải quyết vấn đề chuẩn của học sinh trung học. Với thành công trong việc giải quyết vấn đề bằng máy tính, tất cả học sinh trở nên thích thú vào bài học và mong chờ bài học kế tiếp. Ngoài ra, chúng tôi cung cấp cho tất cả học sinh một sự hiểu đúng về vật lí và khả năng để tiếp tục trong lĩnh vực khoa học cũng như nâng cao tính hợp lý và tư duy có tổ chức của các em.
Tôi đã phát hiện ra rằng tất cả học sinh đều có thể thực hiện mô hình hóa dữ liệu trong phòng thí nghiệm cơ bản bằng các mô hình đường cong đơn giản và các công thức của chúng như đường thẳng, pa-ra-bôn và hy-pe-bôn. Các phương trình cơ bản cho đường cong như là y = kx, y = k / x hoặc y = kxB2 sau khi đánh dấu các điểm dữ liệu trên đồ thị và sử dụng đường best-fit gần đúng. Với sự giúp đỡ lặp đi lặp lại vào đầu bài học, hầu hết học sinh có thể tìm ra công thức gần đúng của bất kỳ hiện tượng nào mà họ đã lấy dữ liệu về nó. Một lần nữa, máy tính số học đơn giản hay khoa học đã giúp được rất nhiều trong việc tính toán đa dạng của các con số trong tình huống phòng thí nghiệm như tính toán chiều cao gần đúng của tòa nhà trong trường học bằng đồng hồ bấm giờ để đo thời gian rơi của một viên sỏi. Máy tính đã thực hiện công việc vật lí, giải quyết vấn đề phòng thí nghiệm, sẽ dễ dàng hơn cho tất cả học sinh, và cho phép họ tập trung vào các hiện tượng đang được nghiên cứu hơn là những tính toán bằng tay tẻ nhạt. Điều này đặc biệt đúng đối với những học sinh có nguy cơ.
Để làm cho bài giới thiệu về trường trung học hấp dẫn đối với hầu hết học sinh, và họ chắc chắn sẽ thành công nếu thực sự nỗ lực. Vì vậy, bên cạnh việc giải quyết vấn đề thì các tiêu chí khác phải được sử dụng để phân loại học sinh. Tôi nghĩ rằng giải quyết vấn đề trong các bài kiểm tra phải là tiêu chí chính để cho điểm, phải được cung cấp rất nhiều trợ giúp để giải quyết các vấn đề thực hành. Hầu hết học sinh, từ những người quan tâm đến động vật học, có thể giải quyết vấn đề vật lí cơ bản nếu được trợ giúp đặc biệt là vào đầu khóa học. Tuy nhiên, các báo cáo, nghiên cứu thư viện, và thậm chí các tác phẩm nghệ thuật và tín dụng thêm [3] cho hội chợ khoa học có thể giúp học sinh vượt qua khóa học. Ngoài ra, cho điểm các đóng góp trong các hoạt động đó đôi khi có thể bù đắp điểm yếu trong kỹ năng toán học. Một học sinh không biết đếm đã làm các báo cáo và trong phòng thí nghiệm rất chăm chỉ nên học sinh này đã nhận được một điểm số cao mặc dù các bài kiểm tra giải quyết vấn đề chiếm 50% số điểm của khóa học.
Vì vậy, để cải thiện giảng dạy vật lí trung học và sự tham gia của học sinh, cần phải rất nỗ lực để:
- Cung cấp nhiều giải pháp giải quyết vấn đề
- Cải thiện các bài học để phù hợp với các nguyên tắc học tập đã được phát hiện trong nghiên cứu tâm lý giáo dục.
- Thiết kế các bài học để tất cả học sinh có thể thành công theo một cách nào đó thông qua các phương tiện phi toán học.
Vật lí không phải là một khóa học phi toán học. Điều này đi ngược lại với niềm tin của học sinh, ngăn cản học sinh với bản chất thực của môn học, và do đó đã làm họ nghĩ như vậy. Những gì mà Vật lí phổ thông cần là giải pháp để giải quyết vấn đề tốt hơn và một cách tiếp cận cụ thể hơn để có thể tiếp cập được mọi đối tượng học sinh.
[1] Ủy ban Nghiên cứu Khoa học Vật lí , một dự án để phát triển một phương pháp giảng dạy vật lí mới ở trường trung học
[2] ví dụ học sinh có các vấn đề về hành vi, có học vấn thấp, học sinh cần sự can thiệp tạm thời, ít cơ hội thành công ở giai đoạn trưởng thành …
[3] là một khái niệm thường sử dụng trong các trường học ở Mỹ, học sinh được cung cấp cơ hội thực hiện công việc thêm, tùy chọn qua đó có thể giúp cải thiện kết quả
Lê Hải Thanh dịch
