8. Các chữ viết tắt trong đề tài
3.4.2.Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết
Như đã biết, dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học. Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc về mỗi lĩnh vực. Các nhà khoa học nói rằng: việc xây dựng giải thuyết dựa trên sự khái quát hóa những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính. Tuy nhiên sự khái quát hóa đó không phải là một phép quy nạp đơn giản, hình thức mà nó chứa đựng một yếu tố mới, không phải là tùy tiện mà luôn luôn phải có một cơ sở nào đó, tuy chưa thật là chắc chắn. Có thể có các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức vật lý của học sinh:
a) Dựa vào liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có
Ví dụ: Quan sát một bình chứa không khí nối một ống tiết diện nhỏ bên trong có một giọt chất lỏng để ngăn cách không khí trong bình với bên ngoài. Đem hơ bình trên ngọn lửa hay để bình gần ngọn đèn điện, ta quan sát thấy giọt chất lỏng di chuyển, chứng tỏ thể tích khí nở ra. Câu hỏi đặt ra là nguyên nhân vì sao mà chất khí trong bình nở ra. Câu trả lời là vì khí bị hơ lửa, vì để gần đèn điện thì không phải là dự đoán mà là một sự thật, ai cũng thấy. Nhưng nếu câu trả lời là: “khí nở ra vì nóng lên” thì đó là một dự đoán, dựa trên sự lien tưởng đến một cái chung giữa ngọn lửa và cái đèn là “sự nóng”.
b) Dựa trên sự tương tự.
- Dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau mà dự đoán sự giống nhau về bản chất.
Ví dụ: Quan sát hiện tượng xảy ra khi hai chum sáng kết hợp nhau. Ta thấy có những vân sáng và vân tối xem kẽ và cách đều nhau. Hiện tượng này giống như hiện tượng xảy ra khi hai song nước kết hợp giao nhau. Ta cũng thấy có những vân dao động với biên độ cực đại và những vân dao động với biên độ cực tiểu xem kẽ nhau. Từ đó, ta có thể dự đoán là: ánh sáng cũng có bản chất giống như sóng nước. Ở đây, biên độ của sóng ánh sáng biểu iện ở cường độ sáng
- Dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán sự giống nhau về tính chất.
Ví dụ: Chất khí, chất lỏng, chất rắn đều cấu tạo bởi các phân tử riêng biệt chuyển động hổn loạn không ngừng, giữa chúng có những lực hút – đẩy. Thí nghiệm cho biết: chất khí nở ra khi nóng lên, có thể dự đoán: chất lỏng và chất rắn cũng nở ra khi nóng lên.
c) Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả.
Ví dụ: Sau một số lần quan sát thấy khi cho một nam châm chuyển động tương đối so với một cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng, ta có thể dự đoán là chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây là nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng
d) Dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả giữa chúng.
Ví dụ: Quan sát các hạt phấn hoa hòa trong nước, ta thấy chúng chuyển động hỗn loạn không ngừng. Khi hơ nóng làm tăng nhiệt độ của nước lên, ta thấy vận tốc chuyển động các hạt phấn hoa (hạt Braonơ) tăng lên. Ngược lại, khi làm giảm nhiệt độ của nước, ta lại thấy vận tốc của các hạt phấn hoa giảm đi. Ta có thể dự đoán: Sự tăng giảm niệt độ là nguyên nhân làm tăng giảm vận tốc của các hạt Braonơ.
Trang 62
Ví dụ: Ta quan sát thấy dòng điện sinh ra quanh nó một từ trường, vậy có thể dự đoán ngược lại, từ trường cũng có thể sinh ra dòng điện.
f) Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang lĩnh vực khác. Ví dụ: Quan sát hai lực kế tương tác móc vào nhau gây ra biến dạng, ta thấy hai lực tương tác giữa chúng bằng nhau và ngược chiều. Mở rông kiến thức đó cho trường hợp hai vật chuyển động ngược chiều va chạm vào nhau, lực tương tác giữa chúng gây ra gia tốc. Ta dự đoán: Trong trường hợp này, hai lực tương tác cũng bằng nhau và ngược chiểu:
g) Dự đoán về quan hệ định lượng.
Những hiện tượng vật lý xảy ra rất phức tạp, nhưng một điều đáng ngạc nhiên là các định luật chi phối chúng lại rất đơn giản và có thể biểu diễn bằng những công thức toàn học đơn giản. Mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lý trong chương trình phổ thông thường được biểu diễn bằng các hàm số sau:
- Bằng nhau.
Ví dụ: Định luật pàhn xạ ánh sáng: i = r - Tỷ lệ thuận hay tỷ lệ nghịch.
Ví dụ: Định luật Ôm cho toàn mạch có điện trở thuần: I = kU;
- Hàm số bậc nhất. Ví dụ: sự nở vì nhiệt:
- Tỷ lệ bậc hai.
Ví dụ: Định luật vạn vật hấp dẫn:
- Tỷ lệ theo hàm số lượng giác. Ví dụ: Định luật khúc xạ ánh sáng:
sini = nsinr - Sự bào toàn của một đại lượng. Ví dụ: Định luật bào toàn cơ năng:
Trong vật lý, còn sử dụng một số những hàm số khác để biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý nhưng học sinh chưa được học ở trường phổ thông.
Muốn dự đoán được mối quan hệ định lượng, cần phải thực hiện các phép đo. Thực hiện các phép đo với số các giá trị khác nhau càng nhiều thì càng dự đoán được chính xác. Tuy nhiên, ở trường phổ thông không có thời gian để làm việc đó nên ít nhất cũng phải làm ba lần với ba giá trị khác nhau của một đại lượng.
Trong nhiều trường hợp, nếu biểu diễn các cặp số đo trên một đồ thì thì việc dự đoán sẽ để dàng hơn. Tuy nhiên, sự dự đoán về mối quan hệ định lượng bao giờ cũng phải chú ý đến sai số có thể phạm phải.
Trang 63