SKKN môn Vật lí THCS. Vận dụng sự tương tự và so sánh là một trong những phương pháp nhận thức khoa học và đã được vận dụng vào trong dạy học. Khi nghiên cứu những hiện tượng Vật lí xảy ra trong thế giới vi mô. Sự tương tự và so sánh ngày càng trở nên quan trọng không những trong môn Vật lí nói riêng mà cả trong môn Khoa học tự nhiên nói chung.
Trang 1A - PHẦN MỞ ĐẦU
I - LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Chỉ trên cơ sở dạy cho các em các phương pháp nhận thức khoa học chúng ta mới
có thể làm cho các em biết học tập một cách chủ động, mới rèn luyện được trí thông minh, sáng tạo ở các em Nhưng việc rèn luyện trí thông minh sáng tạo trong dạy học ở trường phổ thông nước ta hiện nay còn mới mẻ, đang còn nhiều khó khăn cả về lý luận lẫn thực tiễn
Để đạt được mục đích đó, chúng ta cần phải nghiên cứu, áp dụng và liên tục cải tiến các phương pháp giảng dạy Nền giáo dục của nước ta hiện nay đã sử dụng một số phương pháp dạy học mang lại những hiệu quả nhất định như phương pháp thực nghiệm, phương pháp đàm thoại nêu vấn đề, phương pháp diễn giảng
Vận dụng sự tương tự và so sánh là một trong những phương pháp nhận thức
khoa học và đã được vận dụng vào trong dạy học Khi nghiên cứu những hiện tượng Vật
lý xảy ra trong thế giới vi mô, nhất là trong dạy học vật lý, chúng tôi đặc biệt quan tâm
tới sự tương tự và so sánh
Sự tương tự và so sánh ngày càng trở nên quan trọng không những trong Vật lý
mà cả trong những ngành khoa học tự nhiên và xã hội khác Chính vì vậy, chúng tôi chọn
đề tài: VẬN DỤNG SỰ TƯƠNG TỰ - SO SÁNH VÀ MÔ HÌNH TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÍ Ở THCS.
II - MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Sử dụng phương pháp để giảng dạy một số bài trong Vật lí lớp 6, 7, 8, 9 nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý trong trường THCS
III - NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:
- Hoạt động dạy và học vật lý của giáo viên và học sinh ở trường THCS
- Thiết lập hệ thống thí nghiệm, qua đó làm nổi bật mối liên hệ giữa các kiến thức với nhau, giúp học sinh vận dụng kiến thức nhiều lần để các em nhớ kỹ và hiểu kiến thức vững chắc, sâu sắc hơn
IV- ĐỐI TƯỢNG VÀ CƠ SỞ NGHIÊN CỨU:
- Chương trình sách giáo khoa Vật lý
- Học sinh khối 6, 7, 8, 9
Trang 2B - PHẦN NỘI DUNG 1/ PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ
- Sự tương tự là sự giống nhau với mức độ khác nhau các đối tượng
- Trong nghiên cứu và dạy học Vật lí có thể vận dụng để so sánh, sắp xếp vào hệ thống
- Sự tương tự dẫn đường nghiên cứu, cho phép xây dựng các mô hình, các lí thuyết mới, đề xuất những tư tưởng mới
- Nguyên nhân sâu xa là sự thống nhất về tính tổng quát của các quy luật chi phối chúng
- Sự suy luận tương tự: phương pháp suy luận lôgíc từ sự giống nhau về các dấu hiệu xác định, từ đó suy ra sự giống nhau về các dấu hiệu khác của chúng
- Vì không có đủ bằng chứng, những kết luận rút ra bằng suy luận tương tự chỉ có tính chất giả thuyết, nhất thiết phải được kiểm tra bằng TN chính trên đối tượng cần nghiên cứu
a/ Các giai đoạn tương tự
1 Tập hợp các dấu hiệu về đối tượng cần nghiên cứu và các dấu hiệu về đối tượng đã
có những hiểu biết phong phú định đem đối chiếu
2 Tiến hành phân tích những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng Kiểm tra xem các dấu hiệu giống nhau có đồng thời là các dấu hiệu bản chất của các đối tượng hay không
3 Truyền các dấu hiệu của đối tượng đã biết cho đối tượng cần nghiên cứu bằng suy luận tương tự
4 Kiểm tra tính đúng đắn của các kết luận rút ra (hoặc hệ quả của chúng) có tính chất giả thuyết ở chính đối tượng cần nghiên cứu
b) Một số hiện tượng tương tự trong vật lí
SỰ TƯƠNG TỰ CỦA CÁC MÁY CƠ TRONG VẬT LÝ 6
HT khác nhau quá
trình giống nhau ĐÒN BẨY SO SÁNH MẶT PHẲNG NGHIÊNG
Tác dụng Làm lợi về lực hoặc
đường đi
Sử dụng một lực nhỏ hơn so với khi nâng vật theo phương thẳng đứng
Làm lợi về lực
Các đại lượng l1.F2=l2.F1 Bảo toàn công P.h=S.F
Trang 3SỰ TƯƠNG TỰ CỦA MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TRONG VẬT LÝ 7
HT khác nhau quá
trình giống nhau
CHUYỂN ĐỘNG ĐIỆN
ĐỘNG CƠ
Dòng điện Sự chuyển động
thành dòng
Dòng nước
Các đại lượng
tương tự
Nguồn điện Tạo ra chuyển động
dòng
Nguồn nước
Sư chênh lệch điện thế (Hiệu điện thê)
Cung cấp năng lượng
Sự chênh lệch mức nước (Thế năng) Dây dẫn điện Dẫn điện – Dẫn
nước
Ống nước
SỰ TƯƠNG TỰ CỦA MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TRONG VẬT LÝ 8
HT khác nhau quá
trình giống nhau
DAO ĐỘNG CÚA
LÒ XO.
CỦA CON LẮC.
Sự chuyển hoá tuần hoàn giữa thế năng của lò xo và động năng của vật
Sự chuyển hoá năng lượng tuần hoàn giữa thếSự chuyển hoá
năng của con lắc
và động năng của
vật Các đại lượng
tương tự
Sự chuyển hoá cơ năng thành nội năng
do ma sát
Nguyên nhân tắt dần Sự chuyển hoá cơnăng thành nội
năng do ma sát
Cơ năng: Động năng + Thế năng
Các dạng năng lượng
Cơ năng: Động năng + Thế năng
SỰ TƯƠNG TỰ CỦA TỪ TRƯỜNG NAM CHÂM THẲNG VÀ TỪ
TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY
TRONG VẬT LÝ 9
Trang 4HT khác nhau quá
trình giống nhau NAM CHÂM THẲNG SO SÁNH ỐNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN
Từ phổ Đường cảm ứng từ Có hình dạng giống
nhau và cũng có chiều
Đường cảm ứng
từ
từ Nam và cực từ Bắc
SỰ TƯƠNG TỰ CỦA DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ DÒNG ĐIỆN XOAY
CHIỀU
TRONG VẬT LÝ 9
HT khác nhau quá
trình giống nhau DÒNG ĐIỆN MỘT
CHIỀU
XOAY CHIỀU
Năng lượng Có khả năng thực
hiện công, biến đổi nhiệt năng
Có mang năng lượng
Có khả năng thực hiện công, biến đổi nhiệt năng Các tác dụng - Nhiệt
- Từ
- Cơ
- Quang
- Sinh lí
Thể hiện các tính chất tương đối giống
nhau
- Nhiệt
- Từ
- Cơ
- Quang
- Sinh lí
2/ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH
Mô hình là một hệ thống được hình dung trong óc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống MH phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó Nghiên cứu MH sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tượng Cùng một đối tượng vật chất nhưng có thể có nhiều mô hình khác nhau Như vậy, mô hình không đồng nhất với đối tượng mà nó phản ánh
Các nguyên lý của Vật lí học được công bố trong điều kiện của mô hình lý tưởng : Bằng những tư duy và lý luận logic toán học, xây dựng những hệ thống phương trình toán học để miêu tả một sự kiện , hiện tượng bất kỳ ( về vật lý, hoá học, xã hội, tâm lý )
bằng những quy lật khống chế chủ yếu, bỏ qua hay bỏ bớt những yếu tố phụ ngoại lai làm nhiễu loạn sự kiện ( như mô hình toán về sự rơi tự do trong chân không, hệ thống 6 phương trình cơ bản Maxwells về điện _ từ trường, động học chất điểm …) Nhiều khi những kết quả tính toán lý thuyết còn đáng tin cậy hơn các số liệu thí nghiệm vì trong thí nghiệm bao giờ cũng có sai số, khó khói khăn để tách bỏ các hiện tượng nhiễu, tác dụng phụ…
Trang 51873 Maxwells, từ những số liệu thực nghiệm của nhà bác học - thực nghiệm vĩ đạt Faraday ( hình như ông này không biết toán ) đã viết “ Trường Diện từ phải truyền đi dưới dạng sóng và ánh sánh là một xung điện từ” ( thời đó thế giới còn chưa khái niệm sóng điện từ ) Và ông đã viết ra hệ 6 phương trình cơ bản mô tả các trường điện từ và được gọi là hệ thống 6 phương trình huyền thoại Maxwells Mãi đến tháng 10-11/1886, Hertz tiến hành nhiều thí nghiệm về sự dẫn truyền điện năng không có dây dẫn ( bằng sóng điện từ ) để dốt đèn bằng sóng phát thanh Về sau đó Hertz và Heviside mới viết lại các phương trình Maxwells ra ở dạng hiện nay Hertz đã phải viết : “Đừng hòng nghiên cứu lý thuyết kiệt xuất này mà không chịu đựng một cảm giác kỳ lạ của thời gian, hình như các công thức toán học sống một cuộc sống riêng, có trí tuệ riêng, và dường như những công thức đó thông minh hơn chúng ta, thong minh hơn cả chính tác giả và hình như chúng cho chúng ta còn nhiều hơn cái mà thời gian đó người ta dặt vào nó ”
Cơ sở lý thuyết của phương pháp mô hình là lý thuyết tương tự
a) Các chức năng của mô hình
- Mô tả sự vật, hiện tượng
- Giải thích các tính chất và hiện tượng có liên quan tới đối tượng
- Tiên đoán các tính chất và hiện tượng mới
b)Tính chất của mô hình
- Tính tương tự với ‘vật gốc‘
- Tính đơn giản
- Tính trực quan
- Tính quy luật riêng
- Tính lý tưởng
c) Các loại mô hình trong dạy học vật lí
- Mô hình vật chất : bằng vật thể, phản ánh những tác động cơ bản về mặt hình học,
Vật lí học, động lực học, chức năng học của đối tượng
- Mô hình lý tưởng (hay mô hình lý thuyết): mô hình trừu tượng trên đó chỉ áp dụng
những thao tác tư duy lý thuyết:
- Mô hình kí hiệu: hệ thống những lý luận được dùng để mô tả, thay thế những sự vật, hiện tượng Vật lí thực
- Mô hình biểu tượng: không tồn tại trong không gian, chỉ có trong tư duy của ta, không cần làm ra mô hình cụ thể
d) Các giai đoạn của phương pháp mô hình
- Giai đoạn 1: Tập hợp các sự kiện ban đầu làm cơ sở để xây dựng mô hình
- Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình, trí tưởng tượng và trực giác giữ vai trò quan
trọng
- Giai đoạn 3 : Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả lý thuyết.
- Giai đoạn 4 : Thực nghiệm và kiểm tra.
C - PHẦN KẾT LUẬN
1 Khoa học không phải là sự sưu tập các định luật, sự tổng hợp các hiện tượng
không liên hệ với nhau Nó là sự sáng tạo của trí tuệ con người bằng những tư tưởng và khái niệm được phát minh một cách tự do Các lý thuyết về Vật lí cố tạo
Trang 6nên một bức tranh hiện thực và thiết lập sự liên hệ giữa nó với thế giới rộng lớn của cảm giác
2 Khi vượt quá phạm vi cho phép, suy luận tương tự lại làm kìm hãm bước tiến nhận
thức của con người Do suy luận tương tự dễ tạo ra những đường mòn, những thói quen cản trở sự hình thành những tư tưởng, những phương pháp mới
3 Sử dụng phương pháp tương tự trong dạy học góp phần nâng cao hiệu quả của giờ
học, thể hiện trước hết ở tính sâu sắc, tính hệ thống của các kiến thức, tạo điều kiện cho học sinh phát hiện những mối liên hệ giữa các hệ thống khác nhau ở các phần khác nhau của Vật lí
4 Việc sử dụng PPTT còn giúp học sinh dễ hình dung các hiện tượng, quá trình Vật
lí không thể quan sát trực tiếp được
5. Trong dạy học Vật lí, có thể sử dụng phương pháp tương tự để xây dựng kiến thức mới, minh họa các quá trình Vật lí không thể quan sát trực tiếp được hoặc hệ thống hóa kiến thức
Người thực hiện
Nguyễn Trường Sơn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vật lý lớp 6, 7 (nhà xuất bản giáo dục)
Trang 73. Vật lý lớp 8, 9 (nhà xuất bản giáo dục).
4. Vật lý lớp 8, 9 – sách giáo viên (nhà xuất bản giáo dục)
5. Có tham khảo tài liệu hình ảnh của các bạn đồng nghiệp và tài liệu từ mạng internet