1.4.1.2. Sự hình thành của hệ thống kiến thức khoa học vật lí
Kiến thức khoa học được xây dựng khi nhà khoa học có động cơ giải quyết một vấn đề, tìm tòi lời giải đáp cho một câu hỏi đặt ra mà việc tìm tòi lời giải đáp cho câu hỏi đó chính là tìm tòi cái mới chứ không chỉ đơn thuần là sự lặp lại các kiến thức và các hoạt động quen thuộc đã biết, không chỉ dựa trên tư duy tái hiện.
Trong quá trình hoạt động của nhận thức và thực tiễn nảy sinh nhu cầu giải thích các hiện tượng vật lí bằng các mối tương quan bất biến nào đó giữa các dữ liệu cảm tính (quan sát được/đo được). Khi đó việc tìm tòi lời giải đáp cho câu hỏi về một tính chất hay một sự kiện liên hệ phụ thuộc nào đó trong thực tế mà ta có thể phỏng đoán về sự tồn tại của chúng có thể là sẽ thực hiện theo con đường: Xuất phát từ việc thiết kế phương án thí nghiệm khả thi cho
phép thu lượm các dữ liệu cảm tính trược tiếp rồi nhờ kết hợp các hành động suy diễn và quy nạp để xây dựng nên kết luận xác nhận.
Nhưng trong quá trình phát triển của hoạt động khoa học và thực tiễn sẽ nảy sinh nhu cầu giải thích các sự kiện thực nghiệm mới cũng như nhu cầu giải thích chính sự tồn tại của các mối liên hệ đã biết về nhu cầu tiên đoán các mối liên hệ, các sự kiện có thể xảy ra nhưng còn chưa biết.
1.4.1.2. Tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức vật lí cụ thể.
Theo GS. Phạm Hữu Tòng, sự hình thành hệ thống các tri thức Vật lí có thể mô tả khái quát tiến trình hoạt động GQVĐ khi xây dựng, vận dụng một tri thức vật lí cụ thể nào đó bằng sơ đồ sau: “đề xuất vấn đề - suy đoán giải pháp - khảo sát lí thuyết hoặc thực nghiệm – kiểm tra, vận dụng kết quả” [23].
+ Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu
về một cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được.
+ Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát
cho phép tìm lời giải, chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng ái cần tìm.
+ Khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận
logic về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, thu lượm các giữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm.
+ Kiểm tra vận dụng kết quả: Xem xét khả năng chấp nhận được các kết quả
tìm được trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm. Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờ suy luận lý thuyết (mô hình hệ quả logic) với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm (mô hình xác nhận) để quy nạp chấp nhận
kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm hoặc để xét lại, bổ xung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm nhằm tiếp tục tìm tòi xây dựng cái cần tìm.
Từ quan điểm dạy học phỏng theo hoat động của các nhà khoa học, có thể thiết lập được sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học GQVĐ xây dựng, kiểm nghiệm, ứng dụng tri thức cụ thể phù hợp với trình độ của người học như sau: (H1.3; H1.4)
BÀI TOÁN VẤN ĐỀ
Đòi hỏi tìm kiếm xây dựng kiến thức
Điều kiện cần sử dụng để tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra
Giải quyết vấn đề bài toán