QUY NẠP KHOA HỌC DỰA TRÊN NHỮNG PHƢƠNG PHÁP THIẾT LẬP CÁC MỐI LIÊN HỆ NHÂN QUẢ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHÒNG SAU ĐẠI HỌC – KHOA VẬT LÝ  TIỂU LUẬN GIỮA KÌ HỌC PHẦN: LOGIC HỌC TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ GVHD: TS Phạm Thế Dân HVTH: Hoàng Phước Muội Hà Thị Trúc Linh Nguyễn Văn Nguyên Trịnh Nguyễn Hữu Dũng Lớp: LLPPDHBM Vật lý – K25 TP Hồ Chí Minh, 1/2016 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .3 I SUY LUẬN QUY NẠP .4 II QUY NẠP KHOA HỌC DỰA TRÊN NHỮNG PHƢƠNG PHÁP THIẾT LẬP CÁC MỐI LIÊN HỆ NHÂN QUẢ Mối liên hệ nhân Phƣơng pháp giống (duy nhất) Phƣơng pháp khác biệt (duy nhất) Phƣơng pháp biến đổi kèm theo 10 Phƣơng pháp loại trừ (phần dƣ) 12 III VÍ DỤ VỀ HƢỚNG DẪN HỌC SINH PHÁT HIỆN BẢN CHẤT CỦA HIỆN TƢỢNG DỰA VÀO MỐI QUAN HỆ NHÂN QUẢ 13 IV KẾT LUẬN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 LỜI MỞ ĐẦU Vật lý học môn khoa học thực nghiệm, dạy học môn Vật lý đem kiến thức phƣơng pháp nhận thức Vật lý đƣợc sƣ phạm hóa truyền thụ cho học sinh Một phƣơng pháp nhận thức quan trọng Vật lý học phƣơng pháp quy nạp Trong dạy học Vật lý, phƣơng pháp quy nạp, đặc biệt quy nạp khoa học đóng vai trị quan trọng q trình nhận thức học sinh Trong dạy học Vật lý, nhiệm vụ giáo viên giúp học sinh lĩnh hội định luật, thuyết Vật lý,…trong kiến thức hầu hết chứa đựng mối liên hệ nhân Do đó, muốn học sinh hiểu đƣợc chất tƣợng, cần rõ mối quan hệ nhân tồn tƣợng Việc nghiên cứu phƣơng pháp xác định mối liên hệ nhân cần thiết để nâng cao hiệu dạy học Vật lý Kết hợp hai nguyên nhân trên, đƣợc hƣớng dẫn TS Phạm Thế Dân, định chọn đề tài “QUY NẠP KHOA HỌC DỰA TRÊN NHỮNG PHƢƠNG PHÁP THIẾT LẬP MỐI LIÊN HỆ NHÂN QUẢ” để nghiên cứu nhằm làm phong phú thêm nguồn tài liệu dạy học giáo viên phổ thơng Tiểu luận đƣợc trình bày gồm hai phần Phần I trình bày sở lý luận quy nạp khoa học phƣơng pháp thiết lập mối liên hệ nhân Phần II trình bày ví dụ hƣớng dẫn học sinh phát chất tƣợng dựa phƣơng pháp thiết lập mối liên hệ nhân Kèm theo đó, tiểu luận cịn trình bày ý kiến nhóm tác giả việc sử dụng hợp lý hiệu phƣơng pháp thiết lập mối liên hệ nhân Tuy chúng tơi cố gắng hồn thành thật tốt nhƣng sai sót điều khơng thể tránh khỏi Chúng tơi mong muốn nhận đƣợc đóng góp quý vị Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tác giả I SUY LUẬN QUY NẠP Suy luận quy nạp suy luận kết luận tri thức chung hơn, có tính khái qt đƣợc rút từ liên kết tri thức chung hơn, có tính cụ thể Chúng ta cần lƣu ý, kết luận suy luận quy nạp xác xuất, cần đƣợc thực tiễn kiểm chứng Chúng ta điểm qua loại suy luận quy nạp, bao gồm: Suy luận quy nạp Suy luận quy nạp không hồn tồn Quy nạp phổ thơng Suy luận quy nạp hoàn toàn Quy nạp khoa học II QUY NẠP KHOA HỌC DỰA TRÊN NHỮNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT LẬP CÁC MỐI LIÊN HỆ NHÂN QUẢ Mối liên hệ nhân Mối liên hệ nhận mối liên hệ khách quan hai tƣợng, tƣợng nguyên nhân, tƣợng lại hệ Mỗi tƣợng có nguyên nhân sinh Một tƣợng nguyên nhân tƣợng đồng thời hệ nguyên nhân khác Trong mối liên nhân quả, nguyên nhân có trƣớc hệ lại có sau, nguyên nhân đến kết Ví dụ, bạn Minh đẩy chai nƣớc khiến chuyển động Nguyên nhân “bạn Minh đẩy chai nƣớc” “chai nƣớc di chuyển” hệ Nguyên nhân “bạn Minh đẩy chai nƣớc” có trƣớc, nhờ có “bạn Minh đẩy chai nƣớc” mà “chai nƣớc di chuyển”, hệ có sau nguyên nhân Một nguyên nhân gây nhiều hệ ngƣợc lại, hệ nhiều nguyên nhân sinh Ví dụ, dùng chân sút vào bóng làm vừa biến dạng vừa bay (một nguyên nhân gây nhiều hệ quả) hay đung đƣa lực hút Trái đất sức gió (một hệ có nhiều nguyên nhân sinh ra) Mối quan hệ nhân tồn khách quan, tất yếu phổ biến Trong trình tìm hiểu chất tự nhiên, phải xét đến mối quan hệ nhân Trong khoa học, để xác định mối quan hệ nhân quả, sử dụng nhiều phƣơng pháp khác nhƣ: quan sát, thí nghiệm, phân tích, tổng hợp,…Sau đó, thực quy nạp khoa học để rút kết luận Quy nạp khoa học để phát mối quan hệ nhân gồm phƣơng pháp sau: Phƣơng pháp quy nạp khoa học Phƣơng pháp giống Phƣơng pháp khác biệt Phƣơng pháp biến đổi kèm theo Phƣơng pháp loại trừ Phương pháp giống (duy nhất) a Định nghĩa Phƣơng pháp giống suy luận quy nạp khoa học tìm giống khác biệt Nghĩa là, tất tƣợng xảy ra, trƣờng hợp khác nhau, phát có điều kiện xác định ln dẫn đến tƣợng định điều kiện xác định nguyên nhân tƣợng xảy b Sơ đồ Trong điều kiện A, B, C xuất hiện tƣợng a Trong điều kiện A, D, E xuất hiện tƣợng a Trong điều kiện A, F, K xuất hiện tƣợng a ……………………… Kết luận: Điều kiện A nguyên nhân tƣợng a c Ví dụ Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Chiếu ánh sáng từ khơng khí vào nƣớc với góc tới khác thấy tia sáng bị gãy khúc Làm ngƣợc lại, chiếu ánh sáng từ nƣớc khơng khí với góc tới khác nhau, thu đƣợc kết ánh sáng bị gãy khúc Chiếu ánh sáng từ khơng khí vào thủy tinh với góc tới khác thấy tia sáng gãy khúc Trong tƣợng trên, ta thấy ln xuất tƣợng “ánh sáng bị gãy khúc” Phân tích thí nghiệm, phát điều kiện chung ánh sáng truyền qua hai môi trƣờng suốt khác (nƣớc - khơng khí; khơng khí – thủy tinh) Nhƣ truyền sáng qua hai môi trƣờng suốt khác nguyên nhân tƣợng “ánh sáng bị gãy khúc” Lực ma sát Một bi lăn nhà sau khoảng thời gian ngừng lại Ngƣời xe máy đƣờng, tắt động bi dừng lại sau đƣợc đoạn đƣờng Đẩy nhẹ sách bàn buông tay, sách di chuyển đƣợc đoạn ngừng lại Ngƣời trƣợt Pa-tin dừng lại khơng tiếp tục có hành động thêm Trong tƣợng trên, ta thấy có kết giống “di chuyển thêm đoạn ngừng lại”, phân tích kĩ trƣờng hợp, ta thấy trƣờng hợp, xuất lực ma sát Kết luận, lực ma sát nguyên nhân làm vật dừng chuyển động Hiện tượng dãn nở nhiệt kim loại Nung nóng sắt thấy sắt dài thêm Nung nóng đồng thấy đồng dài thêm Nung nóng nhơm thấy nhơm dài thêm …vvv… Trong tƣợng trên, kết “thanh dài thêm” điều kiện xuất “nung nóng thanh” tức làm kim loại nóng lên Kết luận nung nóng nguyên nhân làm kim loại dãn nở d Ưu khuyết điểm Ưu điểm Bằng quan sát phân tích dễ dàng phát đƣợc tƣợng giống xuất tƣơng ứng với điều kiện Do đó, phƣơng pháp giống thƣờng đƣợc sử dụng đƣợc sử dụng nghiên cứu dƣới điều kiện tự nhiên Khuyết điểm Kết luận phƣơng pháp giống xác suất Không thể tạo lại tƣợng nghiên cứu thí nghiệm Tức khơng thể tách nguyên nhân A gây tƣợng a khỏi tự nhiên để tái tạo lại nhờ thí nghiệm Khắc phục khuyết điểm Để tăng mức xác suất kết luận xác, cần phải tăng số lƣợng trƣờng họp xem xét đồng thời phân tích thật xác tƣợng Phân tích sâu sắc kết luận xác nhiêu Phương pháp khác biệt (duy nhất) a Định nghĩa Phƣơng pháp khác biệt suy luận quy nạp khoa học dựa sở so sánh trƣờng hợp nghiên cứu tƣợng xảy không xảy Nghĩa là, tất điều kiện làm xuất hiện tƣợng khác Nếu điều kiện xác định không xuất không làm xuất tƣợng định điều kiện xác định nguyên nhân hay phần nguyên nhân tƣợng định b Sơ đồ Trong điều kiện A, B, C xuất hiện tƣợng a Trong điều kiện B, C không xuất hiện tƣợng a Có thể, A nguyên nhân (hay phần nguyên nhân) tƣợng a c Ví dụ Hiện tượng cảm ứng điện từ Khung dây quay từ trƣờng, khung dây xuất dòng điện cảm ứng Khung dây đứng yên từ trƣờng, khung dây khơng xuất dịng điện cảm ứng Phân tích hai tƣợng trên, trƣờng hợp một, khung dây quay có xuất dịng điện cảm ứng Trong trƣờng hợp hai, khung dây đứng yên (tức khung dây khơng quay) khơng xuất dòng điện cảm ứng Kết luận: quay khung dây từ trƣờng nguyên nhân sinh dịng điện cảm ứng Thí nghiệm Ørsted Trong thí nghiệm Ørsted, đặt kim nam châm gần dây dẫn điện Đóng mạch điện, phát kim nam châm bị lệch, ngắt mạch điện kim nam châm trở vị trí ban đầu Phân tích thí nghiệm trên, có dịng điện kim nam châm bị lệch, khơng có dịng điện kim nam châm khơng bị lệch Kết luận, dịng điện ngun nhân làm lệch kim nam châm Mạch điện sử dụng quang trở Trong mạch điện sử dụng quang trở làm công tắc, đặt mạch điện ngồi sáng phát có dòng điện chạy mạch, đem mạch điện vào tối khơng phát đƣợc dịng điện chạy mạch điện Phân tích thí nghiệm trên, có ánh sáng mạch điện hoạt động khơng có ánh sáng mạch điện khơng hoạt động Kết luận, ánh sáng nguyên nhân làm mạch điện hoạt động d Ưu khuyết điểm Ưu điểm Phƣơng pháp khác biệt tạo lại tƣợng nghiên cứu thí nghiệm Do đó, kết luận phƣơng pháp khác biệt đƣợc thí nghiệm xác nhận, đồng nghĩa kết luận phƣơng pháp khác biệt sau đƣợc kiểm chứng có độ tin cậy cao Phƣơng pháp khác biệt đơi cịn có chức tiên đốn tồn điều kiện chƣa biết mà ngun nhân tƣợng Nhờ nhờ thí nghiệm, ta xác nhận tồn hay phát chất tƣợng Khuyết điểm Kết luận phƣơng pháp khác biệt xác xuất Khắc phục khuyết điểm Khảo sát số lƣợng lớn trƣờng hợp, điều kiện để so sánh So sánh nhiều thật sâu sắc để kết luận rút xác, có độ tin cậy 10 Dùng thí nghiệm để kiểm chứng kết luận rút e Mối liên hệ phương pháp giống phương pháp khác biệt Phƣơng pháp giống cho kết luận xác suất mà khơng thể dùng thí nghiệm để kiểm chứng Tính chân thực kết luận rút từ phƣơng pháp giống bị nghi ngờ Để kiểm tra tính đắn kết luận này, sử dụng phƣơng pháp khác biệt Cách thức kiểm tra diễn đạt nhƣ sau: Nếu điều kiện A, B, C; A, D, E; A, F, K xuất hiện tƣợng a Theo phƣơng pháp giống nhau, kết luận điều kiện A nguyên nhân tƣợng Kiểm tra tính đắn kết luận trên, điều kiện A, B, C ta loại bỏ điều kiện A, tƣợng a khơng xuất Thì kết luận điều kiện A ngun nhân tƣợng a có tính chắn Trong kết luận lực ma sát ví dụ phần trƣớc, ta biết nguyên làm vật chuyển động đƣợc đoạn dừng lực ma sát Bây giờ, để kiểm tra chắn kết luận này, sử dụng phƣơng pháp khác biệt Bằng cách loại bỏ ma sát, vật chuyển động mà khơng ngừng lại kết luận đƣợc khẳng định Biện pháp đƣợc chọn để loại bỏ ma sát đệm khơng khí Trong thí nghiệm này, vật trƣợt đệm khơng khí qng đƣờng đài mà khơng có dấu hiệu dừng chuyển động Nhƣ vậy, kết luận trở nên chắn Phương pháp biến đổi kèm theo a Định nghĩa Phƣơng pháp biến đổi kèm theo suy luận quy nạp khoa học dựa việc xem xét mối quan hệ nhân vật tƣợng mà có điều kiện biến đổi làm thay đổi tƣợng Nghĩa là, điều kiện xác định biến đổi dẫn đến biến đổi tƣợng định Thì điều kiện xác định ngun nhân tƣợng định b Sơ đồ Trong điều kiện A, B, C xuất hiện tƣợng a Trong điều kiện A1, B, C xuất hiện tƣợng a1 10 11 Trong điều kiện A2, B, C xuất hiện tƣợng a2 Kết luận, điều kiện A nguyên nhân tƣợng a c Ví dụ Sự phụ thuộc điện trở kim loại vào nhiệt độ Nung nóng kim loại lửa, theo dõi thay đổi thay đổi điện trở nhiệt độ, thấy rằng: nhiệt độ tăng điện trở lớn Kết luận, tăng nhiệt độ nguyên nhân làm tăng điện trở Định luật II Newton Quan sát chuyển động ô tô ta thấy, ôtô lên ga (tức lực phát động mạnh) ôtô chuyển động nhanh (tức thay đổi vận tốc lớn) Kết luận, lực nguyên nhân gây gia tốc Tương tác từ Tƣơng tác hai cực dấu hai nam châm tƣơng tác hút Đƣa hai nam châm lại gần lực tƣơng tác mạnh ngƣợc lại Kết luận, khoảng cách hai nam châm nguyên nhân làm thay đổi độ lớn lực từ d Ưu khuyết điểm Ưu điểm Phƣơng pháp biến đổi kèm theo rút kết luận mà không cần tách nguyên nhân khỏi hệ Chỉ cần quan sát, ghi nhận biến đổi điều kiện biến đổi tƣợng rút kết luận Nhược điểm  Kết luận phƣơng pháp biến đổi kèm theo mang tính xác xuất  Trong q trình làm biến đổi điều kiện định, khó để làm cho điều kiện khác không biến đổi theo, thí nghiệm Khắc phục khuyết điểm 11 12 - Để tăng mức xác xuất, phải khảo sát đối tƣợng lớn khảo sát nhiều thay đổi điều kiện - Trong trình quan sát hay thí nghiệm, phải loại bỏ yếu tố dễ thay đổi, không ổn định Phương pháp loại trừ (phần dư) a Định nghĩa Phƣơng pháp loại trừ suy luận quy nạp khoa học dựa việc xác định điều kiện biết nguyên nhân tƣợng biết, điều kiện cịn lại nguyên nhân tƣợng lại Nghĩa là, biết rõ điều kiện nguyên nhân gây tƣợng Riêng điều kiện xác định cịn lại ta khơng biết, nhƣng cịn tƣợng định, điều kiện xác định nguyên nhân tƣợng xác định b Sơ đồ Trong điều kiện A, B, C xuất hiện tƣợng a, b, c Trong điều kiện B xuất hiện tƣợng b Trong điều kiện C xuất hiện tƣợng c Kết luận, điều kiện A nguyên nhân tƣợng a c Ví dụ Hiện tượng tán sắc ánh sáng Cho ánh sáng màu đỏ qua lăng kính ta thu đƣợc ánh sáng màu đỏ Cho ánh sáng tím qua lăng kính ta thu đƣợc ánh sáng màu tím Cho ánh sáng màu vàng qua lăng kính ta thu đƣợc ánh sáng màu vàng …………… Cho ánh sáng trắng qua lăng kính ta thu đƣợc chùm tia sáng bảy màu 12 13 Phân tích thí nghiệm ta thấy, cho ánh sáng màu qua lăng kính ta thu đƣợc màu Tuy nhiên ánh sáng trắng lại cho kết ánh sáng trắng Kết luận, ánh sáng trắng tập hợp ánh sáng đơn sắc d Ưu khuyết điểm Ưu điểm Kết luận rút có tính chắn Khuyết điểm - Để rút kết luận, ta phải biết hết điều kiện gây nguyên nhân tƣơng ứng kiên lại kiện Nhƣ thế, kiện đơn giản, yếu tố thành cơng, nhƣng kiện phức tạp khó khăn - Kết luận phƣơng pháp loại trừ xác xuất III VÍ DỤ VỀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHÁT HIỆN BẢN CHẤT CỦA HIỆN TƯỢNG DỰA VÀO MỐI QUAN HỆ NHÂN QUẢ Ví dụ 1: Dạy học “Khúc xạ ánh sáng” (chương trình Vật lý 11) Xét tƣợng “ánh sáng bị gãy khúc” truyền qua môi trƣờng suốt khác nhau: tƣợng “a” Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Dự đoán nguyên nhân làm cho “ánh sáng bị gãy khúc”: 13 14  Truyền qua mặt phân cách môi trƣờng suốt khác nhau: điều kiện A  Truyền xiên góc: điều kiện B  Mơi trƣờng truyền sáng: điều kiện C Bước 1: Quan sát tượng “a” thay đổi điều kiện C Kết quả:  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, C (chiếu từ khơng khí qua nƣớc)  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, C1 (chiếu từ nƣớc qua khơng khí)  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, C2 (chiếu từ khơng khí qua thủy tinh) Vậy: A, B nguyên nhân tƣợng “a” Nhƣ vậy, thay đổi môi trƣờng truyền sáng, ánh sáng bị gãy khúc với điều kiện ánh sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách mơi trƣờng suốt khác Ở việc tìm nguyên nhân dựa phương pháp giống Bước 2: Quan sát tượng “a” thay đổi điều kiện B Kết  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B  Hiện tƣợng “a” khơng xảy có điều kiện A Vậy: B nguyên nhân hay phần nguyên nhân tƣợng “a” Ánh sáng bị gãy khúc đƣợc truyền xiên góc qua mặt phân cách môi trƣờng suốt khác Ánh sáng không bị gãy khúc truyền vng góc qua mặt phân cách môi trƣờng suốt khác (sử dụng phương pháp khác biệt) Kết luận Muốn có tƣợng “a” phải có điều kiện A, B Quan sát với nhiều môi trƣờng suốt khác nhau, tức dùng phƣơng pháp quy nạp ta rút đƣợc kết luận: “Các tia sáng bị lệch phƣơng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai mơi trƣờng suốt khác nhau” Ví dụ 2: Dạy học “Dẫn nhiệt ” (chương trình Vật lý 8) 14 15 Trong học tiến trình hƣớng dẫn học sinh phát kiến thức nhƣ sau: Vấn đề: dẫn nhiệt gì? Thí nghiệm 1: (nhằm phát nhiệt truyền trực tiếp từ phần sang phần khác vật, từ vật sang vật khác hình thức dẫn nhiệt) Dùng sáp gắn số đinh vào kim loại AB Giữ nằm ngang giá đỡ, đầu B nối với giá đỡ, đốt đầu A Kết đinh rơi xuống theo thứ tự từ đầu A đến đầu B: tƣợng “a” Dự đoán nguyên nhân làm đinh rơi xuống-hiện tƣợng “a”:  Nhiệt truyền từ đầu A đến đầu B làm sáp gắn đinh chảy ra: điều kiện C  Các đinh rơi xuống tác dụng trọng lực: điều kiện D Kết quả:  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện C, D  Hiện tƣợng “a” khơng xảy có điều kiện D Kết luận: điều kiện C nguyên nhân tƣợng “a” Tức là, nhiệt truyền trực tiếp từ phần sang phần khác vật Từ vật sang vật khác hình thức dẫn nhiệt Ở tìm nguyên nhân dựa phương pháp khác Ví dụ 3: Dạy học “Sự rơi tự do” (chương trình Vật lý 10) 15 16 Trong học sử dụng phƣơng pháp tìm mối liên hệ nhân để hƣớng dẫn học sinh phát chất vấn đề Xét tƣợng: lơng chim hịn bi chì rơi nhanh nhƣ ống chân khơnghiện tƣợng “a” Thí nghiệm ống Newton Dự đốn ngun nhân làm cho hịn bi chì lơng chim rơi nhanh nhƣ nhau”  Lơng chim hịn bi chịu tác dụng trọng lực: điều kiện A  Lông chim hịn bi khơng chịu tác dụng lực cản khơng khí: điều kiện B  Lơng chim có khối lƣợng nhỏ hịn bi: điều kiện C  Lơng chim có kích thƣớc lớn hịn bi : điều kiện D Bước 1: quan sát tượng “a” thay đổi điều kiện C Kết quả:  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, C  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, C1  Hiện tƣợng “a”xảy có điều kiện A, B, C2 Bước 2: quan sát tượng “a” thay đổi điều kiện D Kết quả: 16 17  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, D  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B, D1  Hiện tƣợng “a”xảy có điều kiện A, B, D2 Vậy A, B nguyên nhân tƣợng “a” Nhƣ vậy, thay đổi khối lƣợng lơng chim hịn bi hịn bi lơng chim rơi nhƣ chân khơng Ở việc tìm ngun nhân dựa phương pháp giống Bước 3: quan sát tượng “a” thay đổi điều kiện A Kết quả: Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B Hiện tƣợng “a” không xảy có điều kiện B Vậy, A nguyên nhân hay phần nguyên nhân tƣợng “a” Kết luận dựa phương pháp khác biệt Kết luận : Nếu loại bỏ đƣợc ảnh hƣởng khơng khí vật rơi nhanh nhƣ Sự rơi vật dƣới tác dụng trọng lực gọi rơi tự Ví dụ 4: Dạy học “Sự nở nhiệt chất lỏng” (chương trình Vật lý 6) Trong học tiến trình hƣớng dẫn học sinh phát kiến thức nhƣ sau: Thí nghiệm 1: (nhằm phát đƣợc nhiệt độ tăng thể tích chất lỏng tăng) đun nóng cốc nƣớc đầy nƣớc tràn ngồi: tƣợng “a” Dự đốn ngun nhân nƣớc tràn ngồi, tƣợng “a”  Cốc nƣớc nở nhiệt độ tăng: điều kiện A  Nƣớc cốc nở nhiệt độ tăng: điều kiện B Kết luận:  Hiện tƣợng “a” xảy có điều kiện A, B  Hiện tƣợng “a” khơng xảy có điều kiện A 17 18 Kết luận điều kiện B nguyên nhân tƣợng “a” Tức là, chất lỏng nở nhiệt độ tăng nguyên nhân nƣớc tràn đun cốc nƣớc đầy Ở dựa phƣơng pháp khác biệt Thí nghiệm 2: (nhằm kiểm tra chắn kết luận trên: có phải nhiệt độ tăng thể tích chất lỏng tăng?) Đổ nƣớc màu vào bình cầu, sau nút chặt bình nút cao su cắm xuyên qua ống thủy tinh Khi nƣớc màu dâng lên ống Đặt bình cầu vào chậu nƣớc nóng Hiện tƣợng cần quan sát: tăng thể tích nƣớc bình, tƣợng “b” Kết quả:  Hiện tƣợng “b” xảy đặt bình cầu vào chậu nƣớc nóng  Hiện tƣợng “b” xảy đun bình cầu đèn cồn Ở hai trƣờng hợp trên, cách làm có khác nhƣng có chung đặc điểm làm nƣớc bình nóng lên thấy nƣớc nở (điều kiện B) Kết luận: thể tích chất lỏng bình tăng nhiệt độ tăng Kết luận đƣợc rút dựa phƣơng pháp giống Ví dụ 5: Dạy học “Cấu tạo hạt nhân Độ hụt khối” (Chương trình Vật lý 12 nâng cao) Trong học sử dụng phƣơng pháp tìm mối liên hệ nhân để hƣớng dẫn học sinh phát chất vấn đề Vấn đề 1: Hạt nhân nguyên tử có cấu tạo nhƣ nào? Xét tƣợng: Khối lƣợng hạt nhân lớn tổng khối lƣợng proton hạt nhân Điều biết  Trong hạt nhân tồn hạt proton  Các kết thực nghiệm cho thấy, hạt nhân nguyên tử mang điện tích dƣơng, điện tích hạt nhân nguyên tử với điện tích electron lớp vỏ nguyên tử (Z = Ne) 18 19  Gọi Mp tổng khối lƣợng proton, tổng khối lƣợng proton: Mp = Z.mp  Gọi A khối lƣợng hạt nhân, kết thí nghiệm cho thấy A  2.Mp Kết luận Khối lƣợng hạt nhân tổng khối lƣợng hạt proton loại hạt khác khơng xác định Hạt có điện tích không Kết luận đƣợc rút dựa phương pháp loại trừ Vấn đề 2: Vì proton liên kết đƣợc hạt nhân? Điều biết  Proton mang điện tích dƣơng, điện tích dƣơng đẩy => proton hạt nhân đẩy  Trong hạt nhân, proton notron đƣợc giữ chặt kích thƣớc nhỏ Kết luận Trong hạt nhân, để giữ proton va notron liên kết với chiến thắng lực đẩy tĩnh điệm proton, phải tồn loại lực đặc biệt, có tác dụng giữ chặt proton notron hạt nhân Kết luận đƣợc rút từ phương pháp loại trừ Ví dụ 6: Dạy học “Hiện tượng quang điện ngồi Các định luật quang điện” (Chương trình Vật lý 12 nâng cao) Vấn đề: Kim điện kế thí nghiệm quang điện thay đổi nhƣ ánh sáng kích thích thay đổi? Xét thí nghiệm: Sơ đồ thí nghiệm nhƣ hình vẽ 19 20 Mạch điện gồm: Quang điện trở, điện kế nguồn điện Khi chiếu ánh sáng (bức xạ) vào quang điện trở, tùy vào ánh sáng (bức xạ) kim điện kế lệch nhiều hay Dự đốn ngun nhân tượng  Kim điện kế lệch có ánh sáng chiếu vào (điều kiện A)  Kim điện kế lệch phụ thuộc vào cƣờng độ chiếu sáng (điều kiện B)  Kim điện kế lệch mạch điện kín (điều kiện C)  Kim điện kế lệch mạch điện đƣợc cung cấp xuất điện động (điều kiện D) Tiến hành thí nghiệm Giữ nguyên điều kiện B, C D, thay đổi điều kiện A cách thay đổi bƣớc sóng ánh sáng chiếu vào Kết quả: Với ánh sáng có bƣớc sóng nhỏ, kim điện kế lệch nhiều Kết luận: Kim điện bị lệch nhiều hay nguyên nhân ánh sáng chiếu vào Kết luận đƣợc rút dựa phương pháp biến đổi kèm theo IV KẾT LUẬN Dạy học nghệ thuật, đầy tính sáng tạo khoa học Tính khoa học đảm bảo hiệu dạy học Trong dạy học Vật lý, tính khoa học khơng tồn chất mơn học mà cịn tồn việc truyền thụ kiến thức hay phƣơng pháp để học sinh tiếp nhận kiến thức Bản chất khoa học Vật lý khoa học thực nghiệm, phƣơng pháp quy nạp phƣơng pháp quan trọng trình hình thành phát triển Vật lý học Dạy học môn Vật lý đem kiến thức phƣơng pháp Vật lý học vào dạy học, để học sinh tiếp cận lĩnh hội Do đó, việc áp dụng quy nạp khoa học, đặc biệt quy nạp khoa học dựa mối liên hệ nhân vào dạy học Vật lý điều tất yếu Dạy học Vật lý áp dụng quy nạp khoa học dựa mối liên hệ nhân giúp giáo viên hạn chế hƣớng sai lầm nhƣ giúp học sinh hình thành phƣơng pháp quy nạp khoa học, từ hiệu dạy học Vật lý đƣợc nâng cao Ngày nay, với mục tiêu giáo dục không học sinh chiếm lĩnh kiến thức, kĩ mà học sinh phải có lực, q trình dạy học phải 20 21 phát triển lực cho học sinh Một lực cần ý lực phƣơng pháp nhận thức Vật lý, phƣơng pháp quy nạp số phƣơng pháp cần rèn luyện cho học sinh Cũng dễ dàng nhận thấy, thực tiễn mối liên hệ nhân mối liên hệ phổ biến, tồn tất yếu kiện, tƣợng diễn ngày sống Việc học sinh hiểu phát đƣợc mối liên hệ nhân không lĩnh vực Vật lý mà cịn lĩnh vực khác giúp nhiều cho sống em tƣơng lai Tuy mối liên hệ nhân tồn phổ biến nhƣng có nhiều phƣơng pháp để phát mối liên hệ nhân quả, việc áp dụng phƣơng pháp giống nhau, phƣơng pháp khác biệt, phƣơng pháp biến đổi kèm theo hay phƣơng pháp loại trừ phần dƣ mang tính tƣơng đối, phụ thuộc vào chất kiến thức mà học sinh cần lĩnh hội Khi áp dụng phƣơng pháp phát mối quan hệ nhân quả, không nên cứng nhắc, áp dụng phƣơng pháp mà kết hợp nhiều phƣơng pháp với Việc kết hợp phƣơng khơng làm việc phân tích vấn đề trở nên dễ dàng, dễ hiểu học sinh mà tăng tính tin cậy khoa học lập luận giáo viên Các phƣơng pháp quy nạp phát mối liên hệ nhân cho kết luận mang tính xác xuất Vì vậy, để đảm bảo kết luận xác có độ tin cậy nhƣ thuyết phục tuyệt học sinh Giáo viên nên thiết kế tiến hành thí nghiệm kiểm chứng kết luận đƣợc rút Mặc khác để đảm bảo kết luận xác, tiền đề, quan sát ban đầu xác, xác xuất kết luận xác lớn Để vận dụng có hiệu phƣơng pháp thiết lập mối liên hệ nhân quả, giáo viên phải linh hoạt việc kết hợp chúng với phƣơng pháp dạy học đại Giáo viên nên lƣu ý đến lực học sinh định chọn sử phƣơng pháp thiết lập mối liên hệ nhân Việc soạn kĩ cẩn thận tiến trình hƣớng dẫn cụ thể đảm bảo việc vận dụng thành công, đồng thời giáo viên phải cố gắng trau dồi kiến thức phƣơng pháp thiết lập mối liên hệ nhân 21 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Hƣơng Trà (chủ biên) – Nguyễn Đức Thâm, Logic học dạy học Vật lý, Nhà xuất đại học sƣ phạm, 2005 Lƣơng Dun Bình nhiều tác giả, Vật lí 10, Nhà xuất giáo dục, 2013 Nguyễn Đức Thâm – Nguyễn Ngọc Hƣng, Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trƣờng phổ thông, Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội, 2005 Nguyễn Nhƣ Hải, Giáo trình logic học đại cƣơng, Nhà xuất giáo dục, 2009 Nguyễn Thế Khơi nhiều tác giả, Vật lí 12 Nâng cao, Nhà xuất giáo dục, 2013 22