BDTX

CHƯƠNG 4 PHÂN LOẠI KIẾN THỨC VẬT LÍ PHỔ THÔNG VÀ PHƯƠNG THỨC TƯ DUY HÌNH THÀNH CÁC LOẠI KIẾN THỨC1.Các khái niệm, đại lượng vật lí 2.Phương trình lí thuyết 3.Quan hệ nhân quả 4.Phân loại

PHẦN MỞ ĐẦU

VỊ TRÍ , VAI TRÒ CỦA PPTN TRONG MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG

TRÌNH VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.Mục tiêu chung của chương trình Trung học phổ thông mới

2.Mục tiêu của chương trình Vật lí Trung học phổ thông

3.Vị trí, vai trò của PPTN trong mục tiêu của chương trình vật lí trung họcphổ thông

CHƯƠNG 1

DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PP TRUYỀN THỐNG VÀ KHẢ NĂNGBỒI DƯỠNG PP THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH

1.Nội dung sách giáo khoa và khả năng bồi dưỡng PPTN cho HS

2.Thí nghiệm vật lí và việc bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HS

3.GV và việc bồi dưỡng PP thực nghiệmcho HS

CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG KHOA HỌC VẬT LÍ.1.Đại cương về các PP nhận thức khoa học

2 Phương pháp thực nghiệm trong khoa học vật lí

2.1.Khái niệm chung

2.1.1 Sự ra đời của PPTN

2.1.2 Định nghĩa PPTN

2.1.3.Vị trí PPTN trong quá trình nhận thức thực tại khách quan

2.1.4.Vai trò của PPTN trong khoa học vật lí

2.1.5.Các bước cơ bản của phương pháp thực nghiệm

2.2.Vị trí ,họat động nhận thức của PPTN trong nghiên cứu Vật lí

2.2.1 Các lĩnh vực nghiên cứu của vật lí

2.2.2 PPTN trong quá trình nhận thức giải quyết vấn đề

a.Vật lí cổ điểnb.Vật lí hiện đại

CHƯƠNG 3

TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PHƯƠNG PHÁP

THỰC NGHIỆM

1.Các quan niệm khác nhau về tổ chức hoạt động học tập vật lí cho HS

1.1.Chia quá trình học tập kiến thức thành nhiều hoạt động học tập thànhphần riêng biệt

1.2.Sắp xếp lại trật tự hình thành nội dung bài học phù hợp hơn với PPTN

2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí :

2.1.Các bước của PPTN trong dạy học vật lí

2.2.Các mức độ sử dụng của phương pháp thực nghiệm

2.3 Vai trò của Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí

2.4 Phối hợp phương pháp thực nghiệm với các phương pháp nhậnthức khác

3.Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi học kiến thức VL cổ điển

4.Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi học kiến thức VL hiện đại

CHƯƠNG 4

PHÂN LOẠI KIẾN THỨC VẬT LÍ PHỔ THÔNG VÀ PHƯƠNG THỨC TƯ DUY HÌNH THÀNH CÁC LOẠI KIẾN THỨC1.Các khái niệm, đại lượng vật lí

2.Phương trình lí thuyết

3.Quan hệ nhân quả

4.Phân loại các quan hệ vật lí

CHƯƠNG 5

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌCMỘT SỐ BÀI HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.Dạy bài điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định

2 Dạy bài định luật HOOKE

3 Dạy bài dòng điện trong chất khí

4 Dạy bài định luật cảm ứng điện từ

CHƯƠNG 6

BỒI DƯƠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO và NHỮNG SỰ CHUẨN BỊ CẦN THIẾT ĐỂ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM1.Bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS

1.1.Quan hệ giữa bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh và rènluyện áp dụng phương pháp thực nghiệm

1.2.Bồi dưỡng năng lực sáng tạo trong giai đoạn xây dựng giả thuyết1.3Bồi dưỡng năng lực sáng tạo trong giai đoạn xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết

2.Những sự chuẩn bị cần thiết để áp dụng phương pháp thực nghiệm

2.1 Chuẩn bị tài liệu giáo khoa

2.2.Chuẩn bị cơ sở vật chất

2.3.Chuẩn bị cho học sinh những kĩ năng cần thiết

2.4.Chuẩn bị nghiệp vụ của giáo viên

***

A.MỤC TIÊU CỦA CHUYÊN ĐỀ:

-Hiểu được ý nghĩa ,tầm quan trọng của PPTN trong nghiên cứu khoa học

và trong dạy học Vật lí ở trường THPT

-Nắm được những bước cơ bản của PPTN sử dụng trong dạy học Vật lí ởtrường Trung học phổ thông

-Biết tổ chức cho học sinh tham gia tìm tòi nghiên cứu theo PPTN trong dạyhọc Vật lí ở trường Trung học phổ thông

-Có kỹ năng soạn giáo án một số bài học điễn hình có sử dụng PPTN trongdạy học Vật lí ở trường Trung học phổ thông

B.NỘI DUNG:

MỞ ĐẦU:

VỊ TRÍ , VAI TRÒ CỦA PPTN TRONG MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG

TRÌNH VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.Mục tiêu chung của chương trình Trung học phổ thông mới

2.Mục tiêu của chương trình Vật lí Trung học phổ thông

3.Vị trí, vai trò của PPTN trong mục tiêu của chương trình vật lí trung học phổ thông

Xuất phát từ mục tiêu chung của Giáo dục nước ta trong giai đoạn mới đưa tới việc xác lập mục tiêu giáo dục của từng bậc học : Mầm non ,Tiểu

học,Trung học (cơ sở , phổ thông ), đại học ,sau đại học Dựa vào mục tiêu

giáo dục cụ thể của từng bậc học , người ta đưa ra mục tiêu chung của

chương trình ,trong đó có chương trình vật lí trung học phổ thông

1.Mục tiêu chung của chương trình Trung học phổ thông mới:

Mục tiêu giáo dục của nước ta trong giai đoạn hiện nay đã được xácđịnh rõ tại Hội nghị ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt nam lầnthứ 2 (khóa 8) Đó là : đào tạo thế hệ trẻ có những phẩm chất và năng lựcnhư sau:

– Có lí tưởng độc lập và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý

chí kiên cường xây dựng đất nước công nghiệp hóa, hiện đại hóa và bảo

vệ Tổ quốc

– Biết giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa của dân tộc, có năng lực

tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại Phát huy tiềm năng của dân tộc vàcon người Việt nam

– Có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm chủ

tri thức khoa học và công nghệ hiện đại Có tư duy sáng tạo, có kĩ năngthực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức và kỷ luật

- Quan tâm đúng mức đến “dạy chữ” và “dạy người”

- Hoàn thiện học vấn phổ thông , chuẩn bị cho hs tiếp tục học lên đạihọc , trung học chuyên nghiệp, định hướng nghề nghiệp cho người học tronghoàn cảnh mới của xã hội

2.Mục tiêu của chương trình Vật lí Trung học phổ thông:

Trên cơ sở mục tiêu chung của chương trình Trung học phổ thôngmới, mục tiêu của môn học vật lí trong lần phân ban này gồm:

2.1.Mục tiêu kiến thức :Chương trình Vật lí phổ thông có mục tiêu

hoàn thiện kiến thức phổ thông để đi vào các ngành khoa học kĩ thuật và đểsống thích nghi trong một xã hội công nghệ hiện đại.Cụ thể:

a) Những khái niệm tương đối chính xác về các sự vật, hiện tượng vàcác quá trình vật lí thường gặp trong đời sống và trong sản xuất

b)Những định luật và nguyên lí vật lí cơ bản được trình bày phù hợpvới năng lực toán học và năng lực suy luận lôgic của học sinh

c)Những nét chính của các thuyết vật lí quan trọng nhất

d) Những hiểu biết cần thiết về pp thực nghiệm và pp tương tự trongvật lí

e) Những nguyên tắc cơ bản của các ứng dụng quan trọng thuộc vật lítrong đời sống và sản xuất

2.2 Mục tiêu kĩ năng: Trong việc dạy học vật lí phải chú ý rèn luyện

cho hs những kĩ năng sau:

a)Kĩ năng thu lượm thông tin về vật lí từ quan sát ,từ thực tế , từ thínghiệm, từ điều tra, từ các phương tiện thông tin đại chúng…

b)Kĩ năng xử lí thông tin về vật lí :lập bảng, biểu đồ, vẽ đồ thị, suyluận, khái quát hoá…

c)Kĩ năng truyền đạt thông tin về vật lí : viết báo cáo, thảo luận khoahọc…

d)Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích hiện tượng, giải bài tập vật

lí phổ thông

e)Kĩ năng thực hành vật lí: sử dụng được các dụng cụ đo vật lí đơngiản, lắp ráp thí nghiệm,…

f)Kĩ năng đề xuất dự đoán khoa học và phương án thí nghiệm

2.3 Mục tiêu thái độ: Thông qua dạy môn Vật lí , bồi dưỡng cho hs

những tình cảm, thái độ, tác phong mà môn vật lí có nhiều ưu thế để thựchiện :

a)Hứng thú học tập, yêu thích khoa học

b)Ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết về vật lí của mình vào cáchoạt động trong gia đình , xã hội nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống

c)Tác phong làm việc khoa học, trung thực trong khoa học

d)Tinh thần hợp tác trong học tập , nghiên cứu…

3 Vị trí, vai trò của PPTN trong mục tiêu của chương trình vật lí trung học phổ thông.

Như vậy các mục tiêu môn học đã được qui định ,nó là yêu cầu kháchquan mà người giáo viên phải đạt tới trong quá trình giảng dạy môn học

Con đường nhận thức bắt đầu từ thực tiễn đến tri thức khoa học thôngthường phải sử dụng phối hợp nhiều PP nhận thức như phép biện chứng, ppnhận thức chung, pp nhận thức riêng Trong PP nhận thức chung có cácphương pháp nhận thức khoa học phổ biến trong khoa học vật lí như PP thựcnghiệm, PP mô hình,PP tương tự… là các PP được các nhà giáo dục từ trướctới nay xem là các PP nhận thức quan trọng của môn học vật lí ,giúp có thểđạt tới nhiều mục tiêu như đã nêu ở trên thông qua quá trình dạy học.

Cùng với các phương pháp nhận thức khác trong dạy học theo PPTN

có thể giúp hoàn thành mục tiêu kiến thức trong đó có mục tiêu giúp HShiểu biết về PPTN và PP tương tự

Vì trong quá trình dạy học bằng PPTN, đòi hỏi phải tiến hành thínghiệm để kiểm tra giả thuyết( kiểm tra hệ quả) nên giúp hoàn thành mụctiêu về kĩ năng như kĩ năng thu lượm thông tin, kĩ năng xữ lí thông tin, kĩnăng truyền đạt thông tin,kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiệntượng, kĩ năng thực hành, kĩ năng đề xuất dự đoán khoa học và phương ánthí nghiệm

Thí nghiệm còn là 1 phương tiện dạy học trực quan ,sinh động ,gây sựhứng thú trong học tập cho học sinh, làm học sinh tin tưởng vào khoa học,yêu thích khoa học hơn nên có thể giúp hòan thành mục tiêu về thái độ

Như vậy , có thể khẳng định dạy học bằng phương pháp thực nghiệm cùng với một số ppháp nhận thức khoa học khác có thể giúp chúng ta hòan thành nhiều mục tiêu như chương trình vật lí phổ thông đã qui định

Trong chuyên đề này ta đề cập đến việc sử dụng PP thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông.

***

CHƯƠNG 1DẠY HỌC VẬT LÍ THEO PP TRUYỀN THỐNG VÀ KHẢ NĂNGBỒI DƯỠNG PP THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH

1.Nội dung sách giáo khoa và khả năng bồi dưỡng PPTN cho HS2.Thí nghiệm vật lí và việc bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HS

3.GV và việc bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HS

1.Nội dung sách giáo khoa và khả năng bồi dưỡng PPTN cho HS:

Sách giáo khoa là cơ sở , dựa theo đó thông qua việc dạy học Vật

Lí ,người GV thực hiện các mục tiêu giáo dục mà môn học đã đề ra Trongmột thời gian dài sách giáo khoa được xem là pháp lệnh và việc biên soạnsách giáo khoa được giao phó cho một nhóm tác giả nhất định viết , sauthẩm định sách được sử dụng như là một tài liệu giáo khoa chính thống dùngcho cả nước VN.Cách làm này đã đặt GV và HS vào tình thế bắt buộc phải

sử dụng bộ SGK này, và không có lựa chọn nào khác

Cách tiếp cận kiến thức môn học hầu hết được các tác giả viết theo

một trật tự : xuất phát từ 1 thí nghiệm vật lí ,mà mục tiêu của thí nghiệm này

nhiều khi không được nêu rõ ,sau đó là thông báo kết quả rút ra từ thí

nghiệm đưa đến phát biểu qui tắc Vật Lí ,định luật Vật Lí một cách nhanh chóng,rồi thì vận dụng qui tắc, định luật vào việc giải thích một số hiện

tượng Vật lí thường gặp trong cuộc sống hoặc giải các bài tập VL trongphạm vi áp dụng của qui tắc , định luật đó Cách tiếp cận kiến thức môn học

như trên được hình thành theo lối qui nạp đơn giản ,qui nạp vội vã.Có

những phương án thí nghiệm được trình bày trong điều kiện quá lí tưởng,hầu như không thể thực hiện được , chỉ là sản phẩm của trí tưởng tượngphong phú của người viết sách

Cách tiếp cận kiến thức này khác xa với cách thức mà các nhà khoa học đã xây dựng , nó không đảm bảo tính khoa học và không đúng với phương pháp nhận thức khoa học mà các nhà khoa học đã sử dụng để hình thành nên kiến thức đó.

GV soạn giáo án dạy học ,do phải bám vào sách giáo khoa nên việchình thành giáo án một tiết dạy thường cũng theo một trật tự như thế và bàigiảng cho HS cũng theo trật tự đó , khi truyền thụ kiến thức cho HS thìnhiều GV cho rằng con đường hình thành kiến thức cho HS không quantrọng , miễn là kiến thức được trình bày càng ngắn gọn càng tốt và HS nắmđược kiến thức , vận dụng được kiến thức đó vào việc giải các bài tập liênquan đã là thành công rồi , đây là lối dạy học theo kiểu qui nạp đơn giản vànhư thế một số mục tiêu giáo dục môn học Vật lí như giáo dục thế giớiquan, phát triển nhận thức khoa học , hiểu biết về Phương Pháp ThựcNghiệm, Phương Pháp tương tự , các mục tiêu về kĩ năng… rất khó đạt đượctrong quá trình dạy học Vật Lí ( tất nhiên với cách dạy học một kiến thức vật

lí theo trật tự như sách giáo khoa cũng có những ưu điểm , chúng ta khôngbàn đến mà chỉ xét các hạn chế còn tồn tại).Những hạn chế:

1.1.Dạy học Vật lí theo lối qui nạp đơn giản theo SGK thường gây một số nhầm lẫn :

+Nhầm lẫn mô hình với cấu trúc thật, đôi khi nhầm lẫn kiến thức VD: -Vật chất được cấu tạo từ những hạt rất nhỏ , không thể phân chiađược gọi là các hạt sơ cấp ?

-Chùm ánh sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một phôton , và hiểu photon

là một thực thể rất nhỏ.?

-Mỗi đơn sắc ứng với một bước sóng xác định.?

-Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số đơn sắc có màu biến thiên liêntục từ đỏ đến tím với bước sóng từ 0,4 µm đến 0,76 µm ?

-Thấu kính mép mỏng còn gọi là thấu kính hội tụ,TKMD còn gọi làthấu kính phân kì ?(trang 235 sách 11 nâng cao)

-Điều kiện để có PXTP : n1>n2 và i> igh hay iigh

-Quang lộ (trình, đường đi của as) nhầm với khoảng cách

-Lẫn lộn thứ và bậc của vân tối trong giao thoa AS.Thứ và bậc giốngnhau không?

-Quang phổ vạch của nguyên tử Hiđrô chỉ có 3 dãy : dãy Laiman.Banme, Pasen.? Dãy Laiman chỉ có 5 vạch ,Banme chỉ có 4 vạch ,Pasen chỉ

có 3 vạch?

-Bước sóng ngắn nhất trong mỗi dãy của quang phổ vạch phát xạ củanguyên tử Hiđrô ứng với sự chuyển mức năng lượng từ trạng thái ứng vớin=6 về n=3,n=2, n=1.?

-Phản ứng ở Anốt của bình điện phân ddịch CuSO4 với Anốt là Cu:

1 nội dung kiến thức như định luật , qui tắc …khi dạy GV yêu cầu HS phátbiểu bằng nhiều cách tương đương thì điều này cũng giúp cho HS hiểu sâuhơn về nội dung kiến thức đó , tránh được việc thuộc lòng một cách máymóc Thế nhưng vì nhiều lí do như cần giảm tải , thời gian không cho phép ,đối phó với thi cử…nhiều GV chỉ chọn 1 cách diễn đạt như sách Gkhoa ,điều này gây sự nhầm lẩn cho HS rằng đó là cách phát biểu duy nhấtđúng

1.2.Làm HS hiểu sai về hoạt động nhận thức khoa học.

HS khi tiếp thu kiến thức thì dù muốn hay không cũng tiếp nhận cảphương thức hoạt động nhận thức đã được sử dụng để xây dựng nên kiếnthức đó.Như vậy kiến thức được xây dựng bằng con đường qui nạp đơn giảnnhư SGK viết (từ 1 thí nghiệm đi đến định luật đi đến vận dụng) , được họcsinh tiếp nhận như là một phương pháp nghiên cứu mà các nhà khoa học đãtừng sử dụng để hình thành các qui tắc , định luật vật lí, đây là sự nhầm lẫntai hại: con đường nhận thức khoa học là con đường qui nạp đơn giản vàphương pháp thực nghiệm được hiểu đơn giản là có tiến hành thí nghiệmtrong quá trình hình thành kiến thức mới!

Điều này sẽ gây khó khăn cho HS khi phải tự lực nghiên cứu , giảiquyết một vấn đề nào đó trong thực tiễn bằng phương thức giống như sáchgiáo khoa đã trình bày( PP qui nạp đơn giản )vì với phương thức tư duy này

nó không dẫn người nghiên cứu đi đến thành công được Điều này đã được

các nhà nghiên cứu thừa nhận:” nếu không tuân theo các PP nhận thức khoa học thì không thể đi đến tri thức khoa học được”.

2.Thí nghiệm vật lí và việc bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HS

-Theo quan điểm của lí luận nhận thức, trong dạy học vật lí ở phổthông , thí nghiệm có các chức năng sau:

+TN là phương tiện của việc thu nhận tri thức

VD :Khi nghiên cứu về định luật khúc xạ as thông qua thí nghiệm, HSkhông những quan sát được hiện tượng khúc xạ as mà còn thu thập được các

số liệu về các góc tới , góc khúc xạ tương ứng, tạo cơ sở để rút ra nội dungđịnh luật khúc xạ as

+ TN là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được.VD:Khi học về tính chất sóng của as ở lớp 12, dựa vào định luật truyềnthẳng as đã được học, HS không thể giải thích được kết quả thí nghiệm về sựnhiễu xạ as qua một khe hẹp.Dựa vào sự tương tự với sóng nước lan truyền

qua một khe hẹp, HS đề xuất giả thuyết mới: AS có tính chất sóng (tri thức

mới cần kiểm tra).Từ giả thuyết này HS đưa ra hệ quả: nếu as có tính chấtsóng thì ở chỗ giao nhau của 2 chùm sáng kết hợp sẽ có hiện tượng giao thoa

as như hiện tượng giao thoa sáng trên mặt nước.Thí nghiệm với khe Youngsau đó đã khẳng định sự đúng đắn của hệ quả này và do đó cũng xác nhậngiả thuyết trên là đúng

+TN là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn

VD :Các TN về sự co giãn vì nhiệt của băng kép giúp HS hiểu được nguyêntắc cấu tạo và hoạt động của rờle nhiệt trong bàn là , bếp điện,…

+TN là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lí( PPTN,PP mô

Ngòai ra ,TN vật lí còn giúp HS rèn luyện các kĩ năng như : quan sát,

đo đạt , tính toán,xử lí kết quả thí nghiệm, vẽ đồ thị…

Như vậy ,thí nghiệm vật lí là 1 phương tiện trực quan, sinh động, tạohứng thú cho học sinh,tạo niềm tin cho HS khi tiếp thu kiến thức mới , kiểmtra kiến thức mới ,vận dụng kiến thức vào thực tiễn và giúp HS rèn luyệnmột số kĩ năng Tuy nhiên , trong thực tế các GV thường chưa quan tâmđúng mức đến việc làm thí nghiệm trong quá trình dạy học trên lớp màthường là dạy ‘chay’ , GV không làm thí nghiệm trên lớp vì nhiều lí do :thiếu thiết bị TN ; thiết bị hư hỏng, không đồng bộ cho kết quả thiếu tincậy,bị động về thời gian; … Thường trong quá trình hình thành kiến thứccho HS ,GV chỉ mô tả thí nghiệm bằng hình vẽ như SGK đã nêu , cách tiếnhành thí nghiệm , sau đó là thông báo kết quả , rút kết luận cần thiết và vậndụng

Dĩ nhiên với thực tại như trên, chúng ta đã chưa quan tâm đúng mức đến TNVL trong dạy học thì việc bồi dưỡng PPTN cũng như rèn luyện các

kĩ năng cần thiết cho HS là khó có thể đạt được.

3.GV và việc bồi dưỡng PP thực nghiệm cho HS:

Bồi dưỡng PPTN cho HS là một trong các mục tiêu nhận thức quantrọng trong dạy học vật lí đã được qui định,nhưng thực sự GV chúng ta chưachú ý, chưa thực sự quan tâm đúng mức vì nhiều lí do:

+Do GV nhận thức chưa đúng về PP thực nghiệm trong dạy học vật

lí , lầm tưởng rằng có dùng thí nghiệm trong dạy học ( thí nghiệm mở đầu,

th kiểm chứng, minh họa, củng cố bài học …) đã là dạy học bằng pp thựcnghiệm

+Đôi khi vì sự “an toàn” cho bản thân GV và cả HS mà trong nhiều

GV thường chọn cách dạy kiến thức rập khuông theo cách mà SGK đã biênsoạn (dạy rập khuông như sách, sẽ không ai phê phán được GV , học sinhlàm bài kiểm tra rập khuông như sách sẽ được điểm cao hơn , “an toànhơn”)

+Phương tiện dạy học , các thiết bị thí nghiệm chưa đáp ứng đầy đủtheo yêu cầu ,để có thể dạy học theo PPTN

Vì vậy các mục tiêu dạy học như đã nêu ở phần mở đầu nói chung và mục tiêu bồi dưỡng pp thực nghiệm cho HS trong dạy học vật lí nói riêng đòi hỏi phải có sự phối hợp từ nhiều phía mới mong đạt được kết quả.

***

CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG KHOA HỌC VẬT LÍ

1.Đại cương về các PP nhận thức khoa học

2 Phương pháp thực nghiệm trong khoa học vật lí

2.1.Khái niệm chung

2.1.1 Sự ra đời của PPTN2.1.2 Định nghĩa PPTN2.1.3.Vị trí PPTN trong quá trình nhận thức thực tạikhách quan

2.1.4.Vai trò của PPTN trong khoa học vật lí2.1.5.Các bước cơ bản của phương pháp thực nghiệm2.2.Vị trí ,họat động nhận thức của PPTN trong nghiên cứu Vậtlí

2.2.1 Các lĩnh vực nghiên cứu của vật lí2.2.2 PPTN trong quá trình nhận thức giải quyết vấn đề

a.Vật lí cổ điểnb.Vật lí hiện đại

1.Đại cương về các PP nhận thức khoa học:

Các pp nhận thức khoa học được dùng trong quá trình nhận thức vàtrong dạy học vật lí gồm:

_ Phép biện chứng : dùng trong tất cả mọi lĩnh vực khoa học và ở tất

cả mọi giai đoạn nhận thức , các PP nhận thức khác phải đảm bảo các yêucầu chung của phép biện chứng

- Phương pháp chung : dùng trong nhiều ngành khoa học, nhưng

không được sử dụng trong tất cả mọi giai đoạn của quá trình nhận thức (như

pp biện chứng) mà chỉ dùng ở những giai đoạn nhất định Gồm pp thực nghiệm , pp tương tự, pp mô hình hoá, pp tiên đề,pp so sánh, phân tích, tổng

hợp, trừu tượng hóa, khái quát hoá, cụ thể hoá, suy luận lôgíc

-Phương pháp riêng : dùng để nghiên cứu những hiện tượng xác

định trong phạm vi một ngành học như

Trong Vật lí có PP động lực học, PP các định luật bảo toàn ,PP giản

đồ vectơ ,pp phân tích quang phổ;

Trong khảo cổ học có pp phân huỷ phóng xạ

2.Phương pháp thực nghiệm trong khoa học vật lí.

2.1 Khái niệm chung:

Như đã biết, các hiện tượng vật lí thì muôn màu , muôn vẽ ,muốnnghiên cứu xem các sự vật , hiện tượng có những thuộc tính gì đặc trưng thìtrước tiên phải xây dựng các khái niệm , các đại lượng vật lí đặc trưng chocác thuộc tính bản chất , tất yếu của sự vật , hiện tượng Vật lí

VD: Để đặc trưng cho chuyển động nhanh , chậm (thuộc tính)của cácvật trong tự nhiên cần phải xây dựng khái niệm vận tốc

Để đặc trưng cho sự biến thiên vận tốc nhanh hay chậm cần phảixây dựng khái niệm gia tốc

Để đặc trưng cho sự nóng , lạnh cần phải xây dựng khái niệmnhiệt độ…

Khi nghiên cứu các quá trình vật lí , người ta thường xác định cácđiều kiện cần thiết để hiện tượng xãy ra và lặp lại các điều kiện này đểnghiên cứu tính qui luật của hiện tượng.Tính qui luật của các biến đổi của

sự vật , hiện tượng thể hiện qua các mối liên hệ, sự phụ thuộc giữa các kháiniệm , đại lượng chính là các qui tắc , định luật, nguyên lí …….vật lí

Quan hệ giữa độ biến thiên vận tốc với lực tác dụng lên vật vàkhối lượng của nó :

t

V m F

Cho đến khi Galilê đưa ra phương pháp nghiên cứu mới PPTN, đòihỏi con người phải biết cách tác động vào tự nhiên để phát hiện các thuộctính và qui luật biến đổi của chúng và mọi kết luận khoa học đều phải đượcthực nghiệm kiểm chứng tính đúng đắn của nó ,thì khoa học vật lí mới hạnchế được những sai lầm và thực sự có bước tiến nhảy vọt

Mặc khác, thời trung thế kỷ, giáo hội Gia tô có một địa vị tối cao Giáo hoàng Pôn II( thế kỉ XV) chủ trương:”giáo hội phải tiêu diệt khoa học

vì khoa học là kẻ thù của tôn giáo”.Kết quả Bêcơn bị tù hơn 20 năm, Brunô

bị thiêu sống vì dám đưa ra những luận cứ khoa học không thuận lợi cho tôngiáo thời đó

Đến thế kỉ XVII ,Galilê cho rằng những cuộc tranh luận suông như

thế là vô bổ , không đi đến một kết luận khoa học , muốn hiểu biết nhữngthuộc tính của sự vật , hiện tượng từ thiên nhiên thì phải quan sát thiênnhiên, phải làm cho thiên nhiên bộc lộ ra những thuộc tính đó một cách quyluật và khách quan chứ không tuân theo ý muốn chủ quan của con ngườihoặc thần linh nào cả.Galilê xây dựng một pp nghiên cứu mới là PPTN(trước đã có Archimède và Rôgiơ đã đề cao thực nghiệm nhưng chưa đưa rathành phương pháp),ông cho rằng các kết luận khoa học đều phải được thựcnghiệm kiểm chứng mới có giá trị

2.1.2.Định nghĩa PPTN:

Phương pháp thực nghiệm là phương pháp thu lượm thông tin bằng cách sắp đặt các điều kiện tác động để sự vật ,hiện tượng bộc lộ những thuộc tính và qui luật tự nhiên của chúng, nhờ đó nhà nghiên cứu

có thể xây dựng hoặc kiểm tra được các tri thức mới.

PPTN là một phương pháp nhận thức khoa học , trong đó nhà nghiêncứu :

-Tạo ra những điều kiện tác động xác định để nghiên cứu quá trìnhdiễn biến của hiện tượng

-Thay đổi các điều kiện tác động để xem hiện tượng thay đổi như thếnào

-Lặp lại các điều kiện tác động để phát hiện ra tính qui luật của hiệntượng

2.1.3.Vị trí PPTN trong quá trình nhận thức thực tại khách quan:

Như ta biết quá trình nhận thức khoa học được trình bày theo sơ đồsau:

Từ thực tại ban đầu là các đối tượng , hiện tượng cụ thể , người ta xâydựng được tri thức khoa học tương ứng gồm các khái niệm ,các đại lượngđặc trưng cho các thuộc tính của phần thực tại nghiên cứu ,chúng liên hệnhau theo các định luật , các mô hình ; rồi từ tri thức khoa học này nhà khoahọc vận dụng quay lại giải thích không những thực tại ban đầu mà còn giảithích tiên đoán một thực tại rộng hơn ;thực tại mới này cùng với tri thứckhoa học ban đầu lại là cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo…cứ như thếcon người ngày càng hiểu biết thực tiễn rộng hơn với tri thức khoa học ngàycàng tổng quát hơn

Trong quá trình nhận thức khoa học theo sơ đồ trên, vị trí của phương pháp thực nghiệm không chiếm cả một quá trình mà chỉ là bước chuyển từ giai đoạn hình thành vấn đề nhận thức sang kết luận khoa học(tri thức KH).

2.1.4 Vai trò của PPTN trong khoa học vật lí:

Khoa học vật lí chuyển từ giai đoạn Vật lí cổ điển (tìm thuộc tính, quiluật biến đổi của sự vật, hiện tượng)sang giai đoạn Vật lí hiện đại (tìm bảnchất , nghiên cứu các hạt cực nhỏ , các hạt có vận tốc cực lớn) thì vai trò củaPPTN cũng có ít nhiều thay đổi ,song pp thực nghiệm luôn được khẳng định

Thực

tại Vấn đề Thực nghiệm,… Phương pháp : Tri thức khoa học Vận dụng

như là một pp nghiên cứu quan trọng bậc nhất trong các ngành khoa học tự nhiên, nó có tầm quan trọng đặc biệt :

- Nó giúp nhà nghiên cứu khoa học có thể đề xuất ra một tri thức mới ( một qui tắc vật lí, một định luật thực nghiệm mới…)Tri thức mới này

được xây dựng dựa trên những dữ liệu thực nghiệm đã thu được, và tiếp theo

nó sẽ được lí giải một cách lí thuyết dựa trên những nghiên cứu lí thuyết củacác nhà khoa học

VD:Điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định, ĐluậtKXAS…

- Hoặc nó cung cấp những bằng chứng thực nghiệm mà nhờ đó các

nhà khoa học có thể đối chiếu , khẳng định sự đúng đắn của những tri thức

mới đã được đề xuất do kết quả nghiên cứu bằng con đường lí thuyết

VD: Thuyết tương đối của Einstien được xây dựng từ những lý thuyếttổng quát, trừu tượng mà đến vài chục năm sau người ta mới kiểm chứngđược một phần nhờ thực nghiệm

.Các phương trình của Maxwell dự đoán rằng : Sóng điện từ cóthể truyền trong không gian vối vận tốc hữu hạn ,gần bằng vận tốc ánhsáng.Hai mươi năm sau Hertz chế tạo được máy phát sóng điện từ đầu tiên,khẳng định sự tồn tại của sóng điện từ bằng thực nghiệm và xác nhận rằng :vận tốc của nó bằng vận tốc của ánh sáng

- Hoặc nó cung cấp những bằng chứng thực nghiệm mà từ đó các nhà

khoa học sẽ chỉnh lí , bổ sung những mô hình không phù hợp với thực nghiệm, hoặc đề xuất những giả thuyết, những lí thuyết mới.

VD:.Tiên đề Bo bổ sung vào mẫu nguyên tử của Rutherford để giải

thích quang phổ vạch của nguyên tử Hidro

.Thuyết lượng tử ánh sáng của Planck và công thức Einstein đểgiải thích các định luật quang điện

.Khi nghiên cứu phân rã β- của đồng vị bismut:

Vai trò của PPTN trong vật lí hiện đại có khác trong vl cổ điển:

PPTN trong VL cổ điển PPTN trong VL hiện đại

-Có vai trò tìm thuộc tính, qui luật

của hiện tượng,tìm ra cái mới từ thực

nghiệm,sau đó được lí giải bằng con

-Kết quả từ thực nghiệm có thểkhẳng định hay phủ định kết quảnghiên cứu lí thuyết trước đó

2.1.5 Các bước cơ bản của PPTN: Có thể hình dung PPTN có các

bước chính như sau:

PPTN trong VL cổ điển PPTN trong VL hiện đại

-Xuất phát từ quan sát trong tự nhiên

hay trong thực nghiệm để xác định rõ

các vấn đề cần nghiên cứu, cần giải

thích thường là tìm thuộc tính ,qui

luật biến đổi

-Đưa ra 1 giả thuyết để giải thích có

tính chất dự đoán

-Sau đó tách các thuộc tính , qui luật

muốn nghiên cứu ra , đưa chúng vào

thí nghiệm thuần khiết (là TN chỉ

làm nổi bậc các thuộc tính bản chất ,

qui luật muốn nghiên cứu,VD loại bỏ

sức cản không khí khỏi TN nghiên

cứu vật rơi để ngh cứu sự rơi tự do ),

thực hiện thí nghiệm kiểm tra

-Cuối cùng nếu sự kiểm tra đó thành

có trước

-Nhà khoa học tạo ra các thí nghiệm ,các thí nghiệm này không phải là thí

hệ trực tiếp với bất kì hiện tượng tựnhiên có thể quan sát nào, mà chỉ có

chức năng kiểm chứng các hệ quả

được suy ra từ thuyết hoặc giả thuyếtkhoa học

-Kết quả thí nghiệm phù hợp với hệquả thì thuyết ,giả thuyết khoa họcđúng , nếu không phù hợp thìthuyết,giả thuyết khoa học sai , cầnphải xem xét lại

VD :thí ngh về hiện tượng quangđiện khẳng định thuyết LTAS , giaothoa ánh sáng qua khe young khẳngđịnh tính chất sóng của AS

Như vậy ,dù là trong giai đọan VLCĐ hay VLHĐ thì PPTN khôngphải đơn thuần là làm thí nghiệm một cách mò mẫm, ngẫu nhiên.Trước khilàm thí nghiệm , nhà khoa học đã phải dựa vào những quan sát của mìnhhoặc của các nhà khoa học khác để nêu lên các câu hỏi cần giải đáp, nghĩa làvạch rõ mục đích làm thí nghiệm để làm sáng tỏ điều gì?

Tiếp đến là phải bố trí thí nghiệm như thế nào, điều kịên làm thínghiệm cần phải có là gì để từ thí nghiệm có thể thu đươc kết quả đơn gía.Những kết quả thu được, cần phải tổng hợp, khái quát hoá những kết qủa đó

để có thể thu được những kết luận có giá trị tổng quát

Cuối cùng là những kết luận thu được có thể áp dụng để giải quyếtnhững vấn đề gì rộng rãi hơn nữa trong thực tế, nằm ngoài những thí nghiệm

đã làm không?

Thí nghiệm VL là một bước quan trọng, không thể thiếu trong việc nghiên cứu khoa học theo PP thực nghiệm.

2.2.Vị trí ,họat động nhận thức của PPTN trong nghiên cứu Vật lí:

2.2.1 Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí và PP nghiên cứu -Vật lí thực nghiệm : giai đọan của vật lí cổ điển , các nhà vật lí thực

nghiệm tiêu biểu như Archimède,Pascal, Newton,…Phương pháp nghiêncứu của vật lí thực nghiệm là pp thực nghiệm và tư duy theo kiểu qui nạpkhoa học

-Vật lí lí thuyết: giai đọan của sự ra đời của các lí thuyết hiện đại , các

nhà vật lí lí thuyết tiêu biểu như Einstein, Maxwell, Planck, Heisenberg,Schrodinger… PP nghiên cứu của VL lí thuyết là PP lí thuyết như PP môhình, PP tương tự, PP thí nghiệm tưởng tượng, PP tiên đề và tư duy theokiểu diễn dịch Đây là các PP để xây dựng giả thuyết khoa học,có thể nói là

lí thuyết đi trước , nhưng chỉ khi nào các giả thuyết này được thực nghiệmkiểm chứng thì kết quả lí thuyết mới được thừa nhận

Như vậy : Tri thức mới được xây dựng dựa trên những dữ liệu thực nghiệm thu được của nhà vật lí thực nghiệm , và tiếp theo nó sẽ được lí giải một cách lí thuyết dựa trên những nghiên cứu lí thuyết của các nhà khoa học Ngược lại những tri thức mới đã được đề xuất do kết quả nghiên cứu bằng con đường lí thuyết của nhà vật lí lí thuyết sau đó sẽ được kiểm nghiệm lại bằng thực nghiệm và chỉ thực sự được khẳng định nếu kết quả thực nghiệm phù hợp với lí thuyết.

2.2.2 PPTN trong quá trình hoạt động nhận thức giải quyết vấn đề:

a.Trong vật lí cổ điển:

-Nhà Vật lí thực nghiệm bắt đầu quá trình nghiên cứu thực nghiệmbằng cách quan sát trực tiếp các sự vật , hiện tượng tự nhiên , làm nãy sinhvấn đề nhận thức ,hình thành giả thuyết , kế đến lập thí nghiệm thuần khiết(tách các thuộc tính thứ yếu hay chưa quan tâm ra khỏi đối tượng còn cácthuộc tính bản chất, các quy luật muốn nghiên cứu được làm cho nổi trội lêntrong thí nghiệm), kết quả thu được từ thí nghiệm đươc tổng hợp , khái quáthoá thành định luật, qui tắc …thực nghiệm

- Vị trí của PPTN có thể hình dung theo sơ đồ :

-Vị trí của PPTN là từ GT đưa tới Thí nghiệm KC đưa tới kết luận xácnhận giả thuyết đúng.

- Hoạt động nhận thức thực nghiệm diễn ra theo các bước:

quan hệ giữa các sự vật , hiện tượng cần nghiên cứu và bỏ qua những thuộctính không chủ yếu khác của nó hoặc mối quan hệ chưa quan tâm, làm phátsinh vấn đề nhận thức

- Vấn đề nhận thức là câu hỏi về một thuộc tính, một mối quan hệchưa biết của sự vật , hiện tượng ta đang nghiên cứu.Vấn đề nhận thức xuấthiện nhờ thao tác tư duy : phân tích, so sánh , trừu tượng hóa.

-Hình thành giả thuyết là các dự đoán sơ khởi ,đưa ra nhằm trả lời chocâu hỏi nêu trên , có vẻ hợp lí nhưng chưa chắc chắn, nhờ thao tác tư duy

:suy luận ,lôgic tóan.

2.Thực hiện hoạt động nhận thức:

-Xây dựng các phương án kiểm tra giả thuyết (các dụng cụ cần thiết,cách bố trí thí nghiệm,hình dung các điều kiện cần phải có để tạo ra được thínghiệm thuần khiết),nhờ thao tác tư duy :PP thí nghiệm tưởng tượng tiền thí nghiệm thật,hoặc thí nghiệm lí tưởng

-Tiến hành thí nghiệm , thu thập số liệu từ thí nghiệm

Đối tượng cần nghiên cứu Vấn đề nhận thức

GT

GT,TĐ (rộng

C S S

PT,SS-TTH Suy luận, lôgic

toan

TN tưởng tượng

Tổng hợp

Cụ thể hóa Kquát

hóa

3.Xử lí về mặt nhận thức các kết quả thực nghiệm:

-Xử lí số liệu, rút ra kết luận nhờ thao tác tư duy: PP tổng hợp ,rồi đối chiếu ,so sánh với giả thuyết, nếu kết luận phù hợp với giả thuyết thì giảthuyết được chấp nhận, nếu không phù hợp thì phải xây dựng lại giả thuyếtmới.Trước khi phát biểu kiến thức thực nghiệm cần phải xem xét phạm vi ápdụng của kết luận trong thực tiễn thông qua việc vận dụng kết luận vào giảithích các hiện tượng khác, nhờ thao tác tư duy PP cụ thể hóa, PP khái quát

hóa.

b.Trong vật lí hiện đại:

-Các nhà khoa học không bắt đầu từ quan sát trực tiếp các sự vật ,hiện tượng tự nhiên mà luôn xuất phát từ vấn đề nhận thức là nhu cầu cầnkiểm chứng một hệ quả được tiên đoán từ một giả thuyết khoa học (hoặcthuyết) nào đó nhằm để khẳng định hoặc phủ định kết quả nghiên cứu bằngcon đường lí thuyết trước đó

VD:

.Theo mẫu nguyên tử Rutherford thì có thể suy ra các hệ quả lànguyên tử không bền vững và quang phổ phát xạ của nguyên tử là quangphổ liên tục.Nhưng thực tế cho thấy nguyên tử lại bền vững và thí nghiệmghi nhận quang phổ bức xạ của nguyên tử là quang phổ vạch.Như vậy mẫunguyên tử Rutherford cần phải xem xét lại

.Các phương trình Maxwell về trường điện từ cho phép suy ra hệ quả:ánh sáng có bản chất là sóng điện từ,Hertz đã tiến hành thực nghiệm và xácnhận ánh sáng có bản chất là sóng điện từ Vì vậy các phương trình Maxwellđược khẳng định

Hình thành giả thuyết đưa ra hệ quả ,lập phương án thí nghiệm và tiếnhành thí nghiệm để kiểm tra hệ quả,các thí nghiệm trong vật lí hiện đạithường không có sự liên hệ trực tiếp với sự vật ,hiện tượng được cảm nhậnbằng các giác quan trong tự nhiên mà chỉ là kết quả của sự sáng tạo nhằmkiểm chứng hệ quả ,đối chiếu kết quả rút ra từ thí nghiệm với hệ quả và đưa

ra kết luận là khẳng định hoặc phủ định giả thuyết khoa học (hoặc thuyết)

Như vậy PPTN đã có thay đổi ít nhiều khi chuyển từ lĩnh vực vật lí cổđiển sang vật lí hiện đại

Có thể hình dung vị trí của PPTN trong quá trình giải quyết vấn đề

theo sơ đồ

-Vị trí của PPTN là từ GT đưa tới Thí nghiệm KC hệ quả đưa tới kếtluận xác nhận giả thuyết đúng

-Hoạt động nhận thức lí thuyết diễn ra theo các bước:

1.Hướng tới việc giải quyết một vấn đề nhận thức là những sự kiệnthực nghiệm mâu thuẫn với lí thuyết đã có trước đó hoặc chưa có lí thuyếtmới phù hợp,tìm bản chất của hiện tượng, tìm cách giải thích các sự kiệnthực nghiệm thu được mà các sự kiện này không thể quan sát trưc tiếp bằngcác giác quan được

VD : khi các nhà thực nghiệm nghiên cứu về hiện tượng quangđiện(sự kiện thực nghiệm) thì kết quả này mâu thuẩn với thuyết sóng ánhsáng(lí thuyết đã có), hoạt động nhận thức là nhằm giải quyết mâu thuẫn này,tìm cách giải thích hiện tượng quang điện mà ta không thể nhận biết trựctiếp bằng các giác quan được

2.Tiến hành các thao tác tư duy lí thuyết: Bằng pp suy luận, logic tóan

và phương pháp mô hình,PP tương tự đưa ra mô hình giả thuyết của đốitượng của hiện tượng cần nghiên cứu , cách vận hành của mô hình , hìnhthành các khái niệm, các đại lượng đặc trưng của mô hình, mối quan hệ giữachúng … từ đó tiên đóan hệ quả của mô hình

GTT Đ (rộng hơn)

KT,KN

SL, lôgic toán ,Mô hình,ttự

TN tưởng tượng

Tổng hợp

Cụ thể hóa

K quát hóa

mô hình mới lưỡng tính sóng hạt của as, cách vận hành của mô hình là

Nguyên tử, phân tử vật chất không bức xạ, hấp thụ AS một cách liên tục màthành từng phần riêng biệt, đứt quãng ,mỗi phần là một phôton, mang năng

lượng e=hf (khái niệm, đại lượng đặc trưng , mối quan hệ các đại lượng

trong mô hình).Với sóng as có tần số f xác định thì cường độ sáng tỉ lệ với

số phôton trong chùm.Photon không đổi , không phụ thuộc vào khoảng cách

từ nguồn phát đến nguồn thu (tính chất mô hình)

3.Thông qua PP thí nghiệm tưởng tượng thuần túy nhà khoa học đưathực nghiệm vào kiểm chứng hệ quả, là thí nghiệm do các nhà khoa họcsáng tạo ra nhằm mục đích đưa hệ quả vào kiểm chứng

4.Nếu hệ quả đúng thì mô hình được thừa nhận (Thao tác tư duy:tổng

hợp), mô hình được thừa nhận và được vận dụng để giải thích vấn đề nhậnthức trên , ngòai ra mô hình này còn có thể vận dụng để giải thích các hiệntượng khác trong phạm vi áp dụng của mô hình (thao tác tư duy: cụ thể hóa ,

khái quát hóa) ,ngược lại nếu kết quả thực nghiệm phủ định hệ quả thì nhàvật lí lí thuyết phải xem xét lại toàn bộ kết quả nghiên cứu lí thuyết của mình

VD: Mô hình thuyết lượng tử ánh sáng được chấp nhận khi vận dụngthuyết này có thể giải thích được các định luật quang điện , và một số hiệntượng khác

2.3 Vai trò của Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí 2.4 Phối hợp phương pháp thực nghiệm với các phương phápnhận thức khác

3.Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi học kiến thức VL cổ điển 4.Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS khi học kiến thức VLHĐ

1.Các quan niệm khác nhau về tổ chức hoạt động học tập vật lí cho HS:

1.2.Sắp xếp lại trật tự hình thành nội dung bài học phù hợp hơn với PPTN(tài liệu trang 30 , 31, 32)

2 Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí :

2.1.Các bước của PPTN:

Lịch sử phát triển của vật lý học cho ta thấy trong giai đoạn của vật lí

cổ điển, nhiều định luật, qui tắc vật lí ,nguyên lí ,…được xác lập bằng conđường thực nghiệm mà tác giả của chúng là các nhà vật lí thực nghiệm nhưArchimède,Pascal,Newton,…Sang giai đoạn vật lí hiện đại với sự ra đời của

lý thuyết vật lí hiện đại đi vào lĩnh vực vi mô của nguyên tử và hạt nhân,lĩnh vực của những hạt chuyển động với vận tốc cực lớn mà tác giả là cácnhà vật lí lí thuyết như Maxwell, Einstien, Planck, Heisenberg, Schodinger,

…các lí thuyết đưa ra chỉ được công nhận đúng khi đã có thực nghiệm kiểmchứng Trong hai giai đoạn này vai trò của thực nghiệm đã có ít nhiều thayđổi vì thế các bước cơ bản của PPTN cũng khác nhau ít nhiều , ta gọi

“PPTN trong vật lí cổ điển “và “PPTN trong Vật lí hiện đại”

Phỏng theo PPTN của các nhà vật lí GV tổ chức cho HS hoạt độngtheo các bước sau:

*Dạy kiến thức thuộc vật lí cổ điển

B1.Kích thích hoạt động của hs bằng cách đưa ra tình huống có vấn đề:

Để HS có thể hứng thú học tập , chủ động tham gia vào hoạt độngnhận thức học tập ,GV cần phải kích thích bằng cách tạo ra tình huống cóvấn đề thường là nêu các câu hỏi tìm thuộc tính ,qui luật biến đổi của sự vật,hiện tượng

B2 Hình thành vấn đề nhận thức:

Trên cơ sở phân tích tình huống học tập trên thường đưa HS đến cáccâu hỏi mà bằng kiến thức và kinh nghiệm bản thân thì chưa thể giải đápngay được , đòi hỏi phải phân tích , so sánh tình huống này với các tìnhhuống cùng lọai đã biết ,trừu tượng hóa để tìm câu trả lời về các thuộc tínhbản chất, qui luật biến đổi của sự vật, hiện tượng đang quan tâm nghiên cứu

B3.Xây dựng các giả thuyết:

GV hướng dẫn, gợi ý cho hs xây dựng các câu trả lời mang tính dựđoán ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mỉ kỉ lưỡng, vào kinh nghiệm bảnthân , vào trí tưởng tượng, vào suy luận từ những kiến thức đã có… mà hìnhthành các giả thuyết Những dự đoán này có thể còn thô sơ, có vẻ hợp lí

nhưng chưa chắc chắn(phát huy trực giác nhạy bén và khả năng sáng tạo của hs).Có nhiều giả thuyết được đưa ra , lập luận để loại bỏ những giả

thuyết thiếu xác đáng, giữ lại những giả thuyết xác đáng( là kết luận sơ khởi,

là giả thuyết mà nhiều hs sai lầm)

B4.Xây dựng các phương án kiểm chứng giả thuyết:

Ơ bước này , hs tưởng tượng ra các cách kiểm chứng giả thuyết (hệquả), các dụng cụ , thiết bị cần có, cách bố trí thí nghiệm , vận hành thínghiệm và kết quả thí nghiệm(phát huy tính nhạy bén, óc sáng tạo, trí tưởngtượng,khả năng vận dụng kiến thức ,… :phát huy tư duy sáng tạo cho hs)

B5.Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết:

Lắp đặt thí nghiệm, tiến hành đo đạt, lấy số liệu, xử lí kết quả( lậpbảng, vẽ đồ thị…( rèn các kĩ năng làm thí nghiệm cho hs)

B6.Rút ra kết luận:

Từ kết quả thí nghiệm , đối chiếu xem giả thuyết dự đoán ở trên cóphù hợp với kết quả thí nghiệm không Nếu phù hợp thì giả thuyết trên làđúng, nếu không phù hợp thì phải xây dựng lại giả thuyết mới,tiến hànhb3,b4,b5 cho đến khi kết luận phù hợp với giả thuyết

B7.Vận dụng:

-Giải thích tình huống có vấn đề ở trên

Kết luận có được chỉ mới là kết luận về một vài tình huống ban đầu

và từ một vài hiện tượng lí tưởng mà thí nghiệm mô tả Cần phải xem xét kếtluận trên còn đúng cho các sự vật , hiện tượng nào nữa bằng cách vận dụngkết luận để phân tích, giải thích ,tiên đóan một số hiện tượng cùng loại trongthực tiễn từ đó mới xác định được giới hạn áp dụng của kết luận

B8.Phát biểu kiến thức thực nghiệm:

Tuỳ vào mức độ tổng quát mà kết luận được khái quát hoá thành kiếnthức thực nghiệm là: Một khái niệm,một quan hệ nhân quả, một qui tắc, mộtđịnh luật.Kiến thức có được theo phương thức hoạt động nhận thức này giúptrả lời cho các đặc điểm ,dấu hiệu quy luật biến đổi bên ngoài của các sựvật(thuộc tính) , hiện tượng mà không thể trả lời các câu hỏi về bản chất của

sự vật , hiện tượng được

*Dạy kiến thức thuộc vật lí hiện đại:

B1.Kích thích hoạt động của hs bằng cách đưa ra tình huống có vấn đề:

Để HS có thể hứng thú học tập , chủ động tham gia vào hoạt độngnhận thức học tập ,GV cần phải kích thích bằng cách tạo ra tình huống cóvấn đề :Cần giải quyết một vấn đề nào đó về mặt lý thuyết,( thường là kếtquả thực nghiệm mâu thuẩn với lí thuyết đã có)

B2.Hình thành vấn đề nhận thức :

-Thường xuất hiện câu hỏi về bản chất của hiện tượng mà HS khôngthể trả lời được bằng kiến thức, kinh nghiệm đã có

B3.Xây dựng giả thuyết:

-Nhờ PP mô hinh ,xây dựng mô hình giả thuyết đại diện cho đối tượngnghiên cứu, hình dung về sự vận hành của mô hình, tưởng tượng các hành vicủa mô hình , mô hình này thường giúp giải thích được sơ bộ hiện tương cầnnghiên cứu.Phát triển tư duy lý thuyết cho HS

-Từ đó tiên đoán các hệ quả sẽ xảy ra trên đối tượng thực mà mô hìnhđại diện

B4 Xây dựng các phương án kiểm chứng hệ quả

HS tưởng tượng ra các thiết bị , cách lắp đặt , vận hành,…tao ra thínghiệm kiểm chứng Giúp phát huy trí tưởng tượng, tư duy sáng tạo của HS

B5 Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng:

Lắp đặt , vận hành, đo đạt , tính toán , xử lí kết quả…Rèn kĩ năng thínghiệm

- Hình thành các tiên đề, các phương trình lý thuyết

Có thể một số bài dạy theo PPTN không đầy đủ các bước nêu trên