a) TN là phƣơng tiện để thu nhận tri thức
TN vật lý đã đƣợc sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về thế giới tự nhiên, nó đƣợc dùng nhƣ là "câu hỏi đối với tự nhiên", chỉ thông qua TN mới trả lời đƣợc câu hỏi này.
Qua TN vật lý HS thu đƣợc những dữ liệu cảm tính (các biểu tƣợng, các số liệu đo đạc) về hiện tƣợng và các quá trình vật lý từ đó tạo điều kiện cho HS đƣa ra những giả thuyết về tính chất hay mối liên hệ phổ biến có tính qui luật của các đại lƣợng vật lý.
b) TN vật lý là phƣơng tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã biết TN vật lý cho biết những kiến thức HS thu đƣợc trƣớc đó là hoàn toàn đúng. Tuy nhiên trong một số trƣờng hợp kết quả của TN vật lý lại phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đƣa ra giả thuyết khoa học mới và kiểm tra nó bằng cácTN vật lý khác. Nhờ đó ta sẽ thu đƣợc tri thức mới khái quát hơn bao hàm các tri thức đã biết trƣớc đó nhƣ một trƣờng hợp riêng.
Ví dụ: HS đã biết từ thông qua một đoạn mạch kín biến thiên thì trong đoạn mạch đó có dòng điện cảm ứng. Nếu từ thông biến thiên là do chính đoạn mạch đó gây ra thì có hiện tƣợng gì xảy ra với đoạn mạch ấy không?
Bằng TN, HS quan sát thấy hiện tƣợng tự cảm trong mạch.
Sử dụng TN vật lý để kiểm tra tính đúng đắn của một số kiến thức đƣợc rút ra tự suy luận lôgic.
c) TN là phƣơng tiện để vận dụng tri thức thu đƣợc vào thực tiễn
Chúng ta thấy rằng việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các thiết bị kỹ thuật, thƣờng gặp nhiều khó khăn do tính trừu tƣợng của tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều yếu tố. Khi đó, TN đƣợc sử dụng nhƣ là phƣơng tiện tạo ra cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đã thu đƣợc vào thực tiễn.
của vật lý trong đời sống và sản xuất. Việc tiến hành TN tạo cơ sở để HS hiểu đƣợc các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn, ngoài ra TN còn là bằng chứng sự đúng đắn của các kiến thức này.
Ví dụ: Từ TN về lựctừ tác dụng lên khung dây mang dòng điện, HS hiểu đƣợc nguyên tắc hoạt động của điện kế khung quay, động cơ điện một chiều....
d) TN vật lý là một bộ phận của các phƣơng pháp nhận thức vật lý
TN vật lý có vai trò quan trọng trong việc bồi dƣỡng cho HS phƣơng pháp nhận thức vật lý: phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng pháp mô hình...
- Vai trò của TN trong phƣơng pháp thực nghiệm. Phƣơng pháp thực nghiệm gồm bốn giai đoạn:
+ TN vật lý làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần phải trả lời. Ví dụ: Đặt mặt phẳng khung dây song song với đƣờng cảm ứng từ. Đóng mạch điện cho dòng vào trong khung, khung quay. Tại sao? Khung quay đến vị trí nào thì dừng?
+ Đề xuất giả thuyết.
+ TN vật lý cần đƣợc sử dụng để kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết nêu ra trong phƣơng pháp thực nghiệm (hoặc kiểm tra hệ quả rút ra từ giả thuyết).
+ Xây dựng và thực hiện phƣơng án TN để kiểm tra hệ quả đã rút ra. Nếu kết quả TN phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới.
Nhƣ vậy TN đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và ở giai đoạn cuối của phƣơng pháp thực nghiệm.
- Vai trò của TN trong phƣơng pháp mô hình. Phƣơng pháp mô hình gồm 4 giai đoạn:
+ Thu thập thông tin về đối tƣợng gốc. + Xây dựng mô hình.
+ Thao tác trên mô hình để suy ra các hệ quả lý thuyết. + Kiểm tra hệ quả trên đối tƣợng gốc.
Các thông tin về đối tƣợng gốc thƣờng đƣợc thu thập nhờ TN vật lý. Cũng bằng các TN vật lý mà ngƣời ta xây dựng mô hình của đối tƣợng gốc. Thao tác trên mô hình cũng phải sử dụng các TN vật lý thực. Từ đó so sánh kết quả trên mô hình và kết quả thu đƣợc trên vật gốc mà suy ra kết luận về tính đúng đắn của mô hình và giới hạn áp dụng của mô hình.
1.3.4.2. Vai trò của TN vật lý theo quan điểm của lý luận dạy học
a) TN vật lý đƣợc dùng ở các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học - Giai đoạn định hƣớng mục đích nghiên cứu:
Có nhiều cách định hƣớng mục đích nghiên cứu nhƣng sử dụng TN vật lý để đề xuất vấn đề nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề là biện pháp có hiệu quả hơn cả. Kết quả của TN vật lý sẽ đặt ra trƣớc HS một mâu thuẫn giữa kinh nghiệm sẵn có và mong muốn hiểu biết vấn đề mới hoặc kết quả TN vật lý trái với sự chờ đợi của HS, từ đó tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi kiến thức ở HS.
Ví dụ: TN về sự quay của kim nam châm khi cho dòng điện vào dây dẫn đặt cạnh nó. Mong muốn tìm hiểu về tƣơng tác từ, từ trƣờng.
- Giai đoạn hình thành kiến thức mới:
Có thể hình thành kiến thức mới bằng suy luận lôgic, suy luận toán học hoặc bằng thực nghiệm song với bất cứ cách nào thì cũng không thể thiếu TN vật lý.
TN vật lý cung cấp một cách có hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, từ đó có thể khái quát hóa qui nạp, kiểm tra đƣợc tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả rút ra từ giả thuyết để hình thành kiến thức mới.
Ví dụ: TN chứng minh giả thuyết: Dòng điện sinh ra từ trƣờng, ngƣợc lại từ trƣờng có sinh ra dòng điện không? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Với những kiến thức đƣợc rút ra từ suy luận lôgic hoặc suy luận toán học cũng cần dùng TN kiểm tra để làm tăng mức độ tin tƣởng của HS sự đúng đắn, chân thực của kiến thức.
Ví dụ: TN kiểm tra công thức của Farađây về hiện tƣợng điện phân: thời gian điện phân tăng thì lƣợng đồng bám vào ca tốt tăng lên...
- Giai đoạn củng cố, ôn tập đào sâu kiến thức:
Có nhiều cách ôn tập, củng cố đào sâu kiến thức song sử dụng TN vật lý vẫn là phƣơng án hiệu quả hơn cả.
TN vật lý dùng để củng cố không phải là nguyên si các TN đã làm mà phải có những yếu tố mới nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết ở HS, giúp họ thấy đƣợc những ứng dụng của kiến thức trong đời sống, sản xuất.
Thiết bị tiến hành TN này thƣờng là những thiết bị có sẵn ở phòng TN hoặc các đồ chơi, dụng cụ trong gia đình... TN củng cố có thể làm ngắn ngay sau giờ học.
Ví dụ: Sau bài hiện tƣợng cảm ứng điện từ, HS cần phải dự đoán, quan sát, giải thích hiện tƣợng sau: Treo một vòng kim loại kín, mỏng, nhẹ (cắt từ lon bia) vào một sợi chỉ. Đƣa nam châm vào vòng kim loại, có hiện tƣợng gì xảy ra với vòng dây?.
Trong TN củng cố ôn tập thì quan trọng đó là TN thực hành và quan sát vật lý ở nhà.
Trong chƣơng trình sách giáo khoa có một số TN thực hành bắt buộc hoặc một số TN vật lý bổ sung mà GV có thể bố trí để HS làm.
- Giai đoạn kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng:
Qua hoạt động thực tiễn của HS trong quá trình TN vật lý (thiết kế phƣơng án TN, dự đoán, giải thích hiện tƣợng, quá trình vật lý, lựa chọn dụng cụ, lắp ráp TN, tiến hành TN, thu nhận và xử lí kết quả...) HS sẽ chứng tỏ đƣợc không những kiến thức về sự kiện mà cả về phƣơng pháp của họ.
Để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng, GV có thể sử dụng TN vật lý ở các mức độ khác nhau: từ việc dùng TN quen thuộc đến việc dùng TN vật lý mới, từ những TN vật lý có bố trí đơn giản đến những TN vật lý có bố trí phức tạp, từ những TN định tính đến những TN vật lý định lƣợng...
Mức độtựlực của HS cũng sẽ khác nhau: từ việc tiến hành TN theo bảng hƣớng dẫn chi tiết đến tự lực trong mọi giai đoạn TN.
b) TN vật lý là phƣơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của HS - TN vật lý là phƣơng tiện nâng cao chất lƣợng kiến thức, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo về vật lý của HS.
Do TN vật lý luôn có mặt trong suốt quá trình nghiên cứu các hiện tƣợng, các khái niệm, các định luật, các thuyết, các ứng dụng của kiến thức trong đời sống và sản xuất nên nó chính là phƣơng tiện góp phần nâng cao chất lƣợng kiến thức của HS theo các dấu hiệu sau: Tính chính xác, tính khái quát, tính hệ thống, tính bền vững và tính vận dụng đƣợc. Mặt khác TN vật lý còn góp phần phát hiện những sai lầm của HS.
Nhờ TN vật lý, HS sẽ đƣợc làm quen và vận dụng một cách có ý thức các phƣơng pháp nhận thức khoa học bởi vì TN vật lý là một bộ phận của các phƣơng pháp vật lý, mặt khác, các kiến thức về phƣơng pháp nhận thức mà HS lĩnh hội đƣợc có ý nghĩa quan trọng vƣợt ra khỏi giới hạn của môn vật lý.
Qua TN vật lý, HS đƣợc rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo TN nhƣ: sử dụng hợp lí, đúng cách các nguồn điện, dụng cụ đo (thƣớc các loại, đồng hồ đo các đại lƣợng khác nhau, các loại điện kế...), lập bảng đo đạc, lắp ráp dụng cụ thiết bị... Đồng thời đƣợc giáo dục các thói quen làm việc nhƣ: tuân thủ tuyệt đối các giai đoạn của quá trình thí nghiệm (đặt kế hoạch, lựa chọn dụng cụ, bố trí thí nghiệm, tiến hành xử lí kết quả...), tuân thủ nghiêm ngặt các qui tắc an toàn, đảm bảo các điều kiện TN, đánh giá, phân tích sai số khi xử lí kết quả...
- TN vật lý là phƣơng tiện kích thích hứng thú học tập, tổ chức quá trình học tập tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS.
Đểtiến hành TN vật lý, HS phải tiến hành hàng loạt các hoạt động trí tuệ - thực tiễn nhƣ: Thiết kế phƣơng án, lập kế hoạch, vẽ sơ đồ, lập bảng giá trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành TN, thu kết quả, tìm sai sốvà nguyên nhân của nó, tìm cách giảm sai số... Chính vì thế, TN vật lý là phƣơng tiện hữu hiệu để hình thành, bồi dƣỡng năng lực sáng tạo của HS.
Quá trình TN tạo điều kiện tốt để hình thành, bồi dƣỡng các yếu tố của năng lực trí tuệ kết hợp với năng lực thực nghiệm nhƣ: Năng lực đề xuất giả thuyết, phân tích mô tả các hiện tƣợng, quá trình vật lý, tổng hợp các mặt, các khía cạnh trong mối liên hệ với nhau, khái quát hóa thành những kết luận tổng quát nhờ phép suy luận qui nạp, đối chiếu các kết luận với giả thuyết, giải thích, so sánh các hiện tƣợng, các quá trình, các ứng dụng.
Có nhiều hình thức TN vật lý khác nhau để phát triển năng lực sáng tạo của HS: TN vật lý đơn giản, phức tạp. Tuy nhiên, cần chú trọng rèn luyện kỹ năng chân tay phối hợp với các thao tác trí tuệ, giúp HS hiểu đƣợc nguyên tắc, cấu tạo, hoạt động của mọi dụng cụ thiết bị TN.
Quá trình TN tựlực sẽ hình thành ở HS sự hứng thú, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sựthành công khi giải quyết nhiệm vụ đặt ra, góp phần phát triển động lực của quá trình học tập của HS.
- TN vật lý là phƣơng tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau góp phần bồi dƣỡng các phẩm chất đạo đức của HS.
Để thực hiện nhiệm vụ TN, HS cần phải phân công nhiệm vụ cho nhau, phối hợp thực hiện, bổ xung ý kiến cho nhau, thảo luận... góp phần hình thành ở họ tinh thần hợp tác trong công việc sau này.
Qua nhiều TN vật lý đƣợc trực tiếp tự lực tiến hành, HS thu nhận đƣợc những quan điểm quan trọng của thế giới duy vật, thấy đƣợc vai trò quan trọng của thực tiễn trong việc nhận thức thế giới, tin tƣởng vào vốn hiểu biết của mình vềthế giới, tính nhận thức đƣợc của thế giới và sự tồn tại khách quan của các mối quan hệ có tính qui luật trong tự nhiên.
c) TN là phƣơng tiện đơn giản hóa và trực quan trong dạy học
- TN vật lý giúp ta có thể nghiên cứu các hiện tƣợng, các quá trình trong những điều kiện có thể khống chế đƣợc, thay đổi đƣợc, quan sát đƣợc đơn giản dễ dàng hơn để tìm ra nguyên nhân của các hiện tƣợng và mối quan hệ có tính qui luật giữa chúng. Đây chính là ƣu điểm nổi bật của TN vật lý, nó có ý nghĩa về cả lí luận nhận thức cũng nhƣ về cả lí luận dạy học.
- TN vật lý là phƣơng tiện trực quan giúp HS nhanh chóng thu đƣợc những thông tin chân thực về các hiện tƣợng và quá trình vật lý. Đặc biệt trong những trƣờng hợp đối tƣợng không thể quan sát trực tiếp bằng các giác quan của con ngƣời thì việc sử dụng các mô hình, TN trên mô hình thay thế cho đối tƣợng gốc là việc làm không thể thiếu, giúp HS có đƣợc các biểu tƣợng, các khái niệm về các hiện tƣợng, quá trình này.
- Khi nghiên cứu các ứng dụng vật lý trong thực tế cuộc sống, sản xuất, TN trên mô hình là phƣơng tiện không thể thiếu đối với quá trình nghiên cứu, nó là phƣơng tiện trực quan, rõ ràng giúp HS hình dung đƣợc cấu tạo, hoạt động của ứng dụng đó thậm chí còn dễ dàng giúp HS liên tƣởng sáng tạo tới những cải tiến hữu hiệu trong khoa học kỹ thuật.
Ví dụ: Từ TN vật lý cho thấy: nếu quay khung dây trong từ trƣờng thì trong khung có dòng điện. Vấn đề đặt ra là lấy dòng điện ra bằng cách nào? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
HS sẽsuy nghĩ để tìm ra cách để lấy đƣợc điện ra mà dây không bị xoắn: dùng vòng khuyên, thanh quét...