8. Những chữ viết tắt trong luận văn
2.4. Phương pháp tương tự trong nghiên cứu
2.4.1. Vai trò của phương pháp tương tự
PPTT có giá trị to lớn trong nhận thức KH cũng như trong hoạt động thực tiễn của con người.
Trong lịch sử phát triển của Vật lý học, STT là một sự dẫn đường cho sự nghiên cứu, cho phép xây dựng các mô hình, các lý thuyết mới, đề xuất những tư tưởng mới.
Quang hình học được xây dựng trên cơ sở STT giữa tia sáng và chùm hạt. Quang học sóng được xây dựng trên cơ sở STT giữa sóng ánh sáng và sóng cơ học.
Mắc-xoen cũng đã sử dụng STT với chuyển động của chất lỏng trong nghiên cứu về điện trường và từ trường. Các mô hình nguyên tử của Rud ơpho và của Bo đều được xây dựng
dựa trên STT của hệ Mặt Trời và hệ nguyên tử …
Một ví dụ điển hình của việc sử dụng PPTT là việc xây dựng cơ học lượng tử. Người ta đã xây dựng cơ học sóng (một hình thức của cơ học lượng tử) xuất phát từ STT quang - cơ, STT giữa quang hình và cơ học cổ điển (ví dụ: STT giữa nguyên lý Fecma trong quang hình với nguyên lý tác dụng tối thiểu trong cơ học).
Quá trình so sánh tương tự các đối tượng, ngay cả khi so sánh các đặc điểm bên ngoài không những giúp làm s áng tỏcác hiện tượng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, phát hiện được
cái cụ thể, cái riêng mà còn giúp làm bộc lộ các đặc điểm bản chất chung của một chuỗi các đối tượng, thâu tóm các mối quan hệ giữa chúng, tạo thành các lớp đối tượng để từ đó
khái quát hóa thành các nguyên lý. Các mối quan hệ định luật càng có tầm khái quát thì càng phải sử dụng PPTT.
2.4.2. Giới hạn áp dụng của suy luận tương tự
Tuy nhiên, khi vượt quá phạm vi cho phép, SLTT lại kiềm hãm bước tiến nhận thức
của con người và do vậy, SLTT dễtạo ra những đường mòn, những thói quen cản trở sự
hình thành những tư tưởng mới, những phương pháp mới.
Ví dụ: STT giữa sóng ánh sáng và sóng cơ học có vai trò tích cực trong việc hình thành quang học sóng và điện động lực học nhưng trong giai đoạn sau, STT đó và khái
niệmête vũ trụ đã là trở ngại cho sự phát triển thuyế t tương đối và thuyết lượng tử.
2.5. Phương pháp tương tự trong dạy học Vật lý
2.5.1. Sự cần thiết của việc sử dụng phương pháp tương tự trong dạy học Vật lý
Quá trình hướng dẫn HS giải quyết các vấn đề học tập phỏng theo những cách mà các nhà KHđã sửdụng đòi hỏi phải cho HS làm quen với PPTT, một phương pháp được
sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu Vật lý.
Trong quá trình HS sử dụng PPTT để giải quyết các vấn đề học tập, HS được rèn luyện một loạt các thao tác tư duy, được phát triển niềm tin vào mối liên hệ có tính khái
quát, có tính quy luật của các sự vật, hiện tượng tự nhiên đa dạng và phong phú.
Việc sử dụngPPTT góp phần nâng cao hiệu quả của giờ học thể hiện trước hết ở tính
sâu sắc, tính hệ thống của các kiến thức vì nó tạo điều kiện cho HS liên kết cái chưa biết
với cái đã biết, phát hiện những mối liên hệ giữa các hệ thống khác nhau ở các phần khác
nhau của Vậtlý cũng như những dấu hiệu giống nhau và kh ác nhau của chúng.
Việc sử dụng PPTT còn làm cho HS dễ hình dung các hiện tượng, quá trình Vật lý không thể quan sát trực tiếp được, dễ hiểu hơn các khái niệm trừu tượng.
Điều kiện dạy học ở trường phổ thông (thời gian, tình trạng thiết bị) nhiều khi chỉ
cho phép đề cập sâu một đối tượng (vật đại diện) rồi SLTT rút ra các kết luận cho đối tượng khác tương tự với nó.
Vì những lý do nêu trên, STT và PPTTlà đối tượng của dạy học Vật lýở THPT
2.5.2. Các khả năng sử dụng sự tương tự và ph ương pháp tương tự trong dạy họcVật lý Vật lý
Có thể sử dụng STTở các giai đoạnkhác nhau của quá trình dạy học nhưng có giá
trị hơn cả là việc sử dụng PPTT để xây dựng kiến thức mới, ngay cả trong những trường
hợp mà điều kiện thiết bị TN ở trường phổ thông chưa cho phép kiểm tra các giả thuyết
Trong dạy học Vật lý, người ta cũng sử dụng PPTT để xây dựng kiến thức mới,
minh họa các quá trình Vật lý không thể quan sát trực tiếp được hoặc hệ thống hóa kiến thức.
Ví dụ: Dao động con lắc lò xo và mạch dao động LC tuy khác nhau về bản chất nhưng cóSTT về các đại lượng đặc trưng cho sự dao động.
Dựa vào PPTT ta có thể so sánh để có thể hiểu rõ và nắm chắc hơn kiến thức nội dung
này.
Hiện tượng khác nhau nhưng quá trình xảy ra lại giống nhau
Dao động cơ So sánh Dao động diện
LC
Các đại lượng tương đương.
Sự chuyển hóa tuần
hoàn giữa thế năng
của lò xo và động năngcủa vật.
- Thế năng của lò xo:
2 2 kx wt Sự chuyển hóa năng lượng. Các dạng năng lượng. Sự chuyển hóa tuần hoàn giữa năng lượng điện và năng lượng từ.
- Năng lượng điện trường trong tụ điện: C q wC 2 2 - Động năng của vật: 2 2 mv wđ -Năng lượng từ trường trong cuộn
dây: 2 2 Li wL m k Tần số LC 1
Sự chuyển hóa cơ năng thành nội năng
do ma sát.
Nguyên nhân tắt
dần.
Sự chuyển hóa năng lượng điện từ
thành nội năng do điện trở.
Cấu trúc lý thuyết giống nhau 0 2 " x x ) cos( ) (t A t x ) sin( ) (t V0 t v x t a( ) 2 Phương trình dao động: Nghiệm: 0 2 " q q ) cos( ) (t q0 t q ) sin( ) (t I0 t i C t q t u ( ) ( )
2.5.3. Yêu cầu khi sử dụng sự tương tự và phương pháp tương tự
PPTT sử dụng trong dạy học Vật lý nhìn chung cũng có các giai đoạn cơ bản như đã nêu ở trên. Việc thực hiện các giai đoạn của PPTT nhiều khi kéo dài trong một số bài học. Yêu cầu cao nhất đối với việc sử dụng PPTT trong dạy học là: HS phải được tự lực
caoở mức có thể được trong tất cả các giai đoạn của PPTT, ngay cả ở giai đoạn lựa chọn đối tượng so sánh với đối tượng đang nghiên cứu.
Việc đề cập tương tự không phải lúc nào cũng như sự diễn ra trong lịch sử phát triển
Vật lý. Việc lựa chọn đối tượng so sánh, mức độ nông sâu của STT được đề cập trong
dạy học không những phụ thuộc vào cấu trúc và nội dung của chương trình học tập mà còn phụ thuộc vào đặc điểm lứa tuổi của HS. Mặc dù vậy, đối tượng đem so sánh phải có
ý nghĩa, chứ không phảimọiSTT.
Điều kiện cơ bản cho việc sử dụng PPTTđạt kết quả là HS phải có vốn hiểu biết về đối tượng đem so sánh từ những bài học trước, từ kinh nghiệm sống hoặc dễ hình dung
đối với HS tuy mới tiếp xúc lần đầu.
Khi sử dụng STT, phải làm sáng tỏ phạm vi của STT, phát hiện không chỉ những
các dấu hiệu giống nhau mà còn cả những dấu hiệu khác nhau, đặc biệt là dấu hiệu khác nhau cơ bản để phân biệt chúng với nhau. Nhờ vậy, việc sử dụng STT sẽ giúp hiểu sâu hơn các đối tượng đem so sánh và tránh được việc rút ra kết luận sai lầm.
Phải lưu ý cho HS: Những kết luận rút ra bằng SLTT chỉ có tính chất giả thuyết,
Chương 3. PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 3.1. Tầm quan trọng của việc phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong
dạy học Vật lý
Phát triển NLST của HS là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của việc dạy học
trong thời đại ngày nay.
Nhờ những đặc điểm và mối liên hệ của Vật lý học với những tiến bộ trong KH kỹ
thuật mà việc giảng dạy ở trường phổ thông tạo ra rất nhiều khả năng để tích cựchóa tư
duy, phát triển NLST của HS trong quá trình dạy học Vật lý.
Phát triển NLST của HS nhằm đào tạo ra thế hệ trẻ phát triển một cách toàn diện, có năng lực,thông minh, sáng tạo để có thể làm chủ đất nước.
Từ việc phát triển về NLST sẽ giúp HS nâng cao về mức độ nhận thức. Nó dẫn đến
kết quả nhận thức quan trọng hơn bằng con đường nhanh nhất, ít tốn sức nhất.
NLST của HS phát triển thì việc tư duy vấn đề sẽ hoàn thiện hơn, từ đó giúp HS lựa
chọn những PP học tậphợp lý hơn.
3.2. Khái niệm năng lực
Trong KH tâm lý, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân,
nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó,
mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao.
Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nổ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn
những người khác. Hoặc có thể vượt qua những khó khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được.
Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng. Song kỹ năng,kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành động hẹp, chuyên biệt, đến mức
thành thạo, tự động hóa, máy móc. Còn năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tì nh huống khác
nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn.
VD: Người có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các phép đo lường một cách nhanh chóng, chính
xác các phép đo, khéo léo lắp rắp các thiết bị để đo lường. Còn người có năng lực thực
nghiệm thì ngoài việc thực hiện các phép đo còn có việc thiết kế các TN, xử lý các số liệu đo lường rút ra kết quả, giải thích, đánh giá kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát.
3.3. Sự hình thành và phát triển năng lực
Nguồn gốc phát sinh và quá trình phát triển năng lực là một vấn đề phức tạp, tuân
theo quy luật chung của sự phát triển nhân cách. Tâm lý học hiện đại cho rằng: Con
người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách. Chính trong quá trình sống, học
tập, lao động, giao lưu con người đã hình thành và phá t triển nhân cách của mình. Sự
hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội.
3.3.1. Yếu tố sinh học: Vai trò của di truyền trong sự h ình thành năng lực
Di truyền là sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã cóở cha mẹ, sự truyền
lại từ cha mẹ đến con cái những đặc điểm và phẩm chất nhất định đãđược ghi lại trong
hệ thống gen. Những đặc điểm về giãi phẩu sinh lý, nhất là hệ thần kinh cao cấp của con người được gọi là “tư chất”. Di truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có
thể hoạt động có hiệu quả trong lĩnh vực nhất định. Tuy nhiên, di truyền không thể quy định giới hạn tiến bộ của xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng.
Những đặc điểm sinh học mặc dù có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài năng,
xúc cảm, sức khỏe, thể chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề của sự phát triển năng lực. Mặt khác, những tư chất được di truyền ch ỉ đặc trưng cho những lĩnh vực hoạt động rất rộng mà không hướng vào những lĩnh vực hoạt động hay sáng tạo cụ thể nào. Việc định hướng cụ thể này do các điều kiện xã hội cụ thể, do trình độ phát triển của
những loại hình sản xuất, khoa học, nghệ thuật… và nhất là do hoạt động sáng tạo của
các cá nhân quyết định. Những tư chất có sẵn trong cấu tạo của não, trong các cơ quan
cảm giác, các cơ quan vận động và ngôn ngữ… là điều kiện để thực hiện có kết quả một
lĩnh vực hoạt động cụ thể. Tuy nhiên, sự thành công trong lĩnh vực đó phần lớn phụ thuộc
vào hoàn cảnh thực tiễn, vào lao động học tập, rèn luyện cũng như vào việc tích lũy kinh
nghiệm của cá nhân.
3.3.2. Yếu tố hoạt động của chủ thể
Như đã nói ở trên, năng lực không có sẵn trong con người. Con người bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạt động của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình.Đặc biệt là về mặt khoa học, nghệ thuật, ngày nay trên thế giới có rất nhiều nhà khoa học, nghệ sĩ hoạt động rất thành công trong một
lĩnh vực nào đó mà một phần quan trọng là do đã tiếp thu được những kinh nghiệm sáng tạo của biết bao thế hệ đi trước. Lịch sử nhân loại cho thấy các thiên tài về một lĩnh vực nào đó trước hết là những người hoạt động rất say mê, tích cực, mi ệt mài, kiên trì, dồn
hết thời gian và tâm trí vào hoạt động đó. Nhiều nhà khoa học lỗi lạc đều cho rằng “thiên tài, chín mươi chín phần trăm là do lao động, chỉ có một phần trăm là do bẩm sinh” .
Tùy theo đặc điểm của loại hoạt động của con người mà các yếu tố bẩm sinh có thể phát
triển mạnh theo hướng này hay hướng khác hoặc có thể bị thui chột đi. Như vậy, hoạt động của chủ thể có ý nghĩaquyết định đối với việc hình thành năng lực.
3.3.3. Yếu tố môi trường xã hội
Ta hiểu môi trường xã hội là hệ thống các quan hệchính trị, kinh tế, tư tưởng,…được
thiết lập trong xã hội. Những bộ phận của môi trường thư ờng có tác động mạnh mẽ đến
conngười là gia đình, trường học, bạn bè, người xung quanh, c ơ sở sản xuất, văn hóa,…
Mỗi con người đều hoạt đ ộng trong một môi trường xã hội nhất định. Môi trường góp
phần tạo nên động cơ, mục đích, phương tiện hành động và đặc biệt cho hoạt động giao lưucủa mỗi các nhân với xã hội mà nhờ đó cá nhân thu được kinh nghiệm của xã hội loài
người, biến nó thành của mình. Cũng chính nhờ sự giao lưu với môi trư ờng xã hội, con người mới biết được hoạt động của mình có ý nghĩa như thế nào, có ích lợi ra sao, có phù
hợp với thực tế không…từ đó mà điều chỉnh hoạt động của mình để mang lại hiệu quả ngày càng cao, năng lực ngày càng được phát triển. Ngay cả các nhà bác học về các
ngành khoa học tự nhiên, phần lớn thời gian làm việc trong phòng TN, hầu như cô lập
với xã hội bên ngoài thì những công trình sáng tạo của họ cũng có nguồn gốc từ sự tiếp
nối phải giải quyết những vấn đề mà trước họ chưa ai làm được và kết quả công việc của
họ cũng phải được xã hội kiểm tra, thừa nhận thì mới thực sự trở thành tài sản của nhân
loại, đáng được lưu truyền.
3.3.4. Vai trò của giáo dục trong việc hình thành các năng lực
Giáo dục là một loại hoạt động chuyên môn của xã hội, nhằm hình thành và phát triển nhân cách con người (trong đó có năng lực) theo những yêu cầu của xã hội trong những giai đoạn lịch sử nhất định.
Sự hình thành và phát triển năng lực của HS lại phải thông qua chính hoạt động của
HS trong mối quan hệ với cộng đồng. Bởi vậy, nhà trường hiện đại phải là nhà trường
hoạt động, lấy hoạt động của HS làm động lực chính để đạt được mục đích đào tạo. Chỉ
có dạy học trong nhà trường mới có khả năng tạo ra những hoạt động đa dạng, phong