VIII. Cấu trúc của đề tài
2.1.4Đặc điểm của thuyết vật lí
2.1.4.1. Tính thực tiễn.
Các thuyết vật lí dù có tính chất lí thuyết, tính khái quát cao đến đâu chăng nữa, bao giờ cũng đƣợc xây dựng trên một cơ sở thực nghiệm nhất định. Mặt khác, một thuyết vật lí chỉ có giá trị khi từ thuyết đó có thể rút ra đƣợc những hệ quả phù hợp với thực tiễn, đƣợc kiểm tra bằng thí nghiệm .
2.1.4.2. Tính trừu tƣợng.
Các thuyết vật lí tuy đƣợc xây dựng trên cơ sở thực nghiệm nhƣng chúng là sự khái quát hóa, sự lí tƣởng hóa các kết quả của những thí nghiệm thực. Chính nhờ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
sự lí tƣởng hóa, trừu tƣợng hóa cao độ nhƣ vậy, các thuyết mới đi đƣợc vào bản chất bên trong của sự vật, hiện tƣợng. Cũng chính vì thế mà ta không thể cảm nhận đƣợc các thuyết vật lí trực tiếp bằng các giác quan.
2.1.4.3. Tính hệ thống.
Một thuyết vật lí không phải là phán đoán riêng lẻ mà là một hệ thống những quan điểm tƣ tƣởng, những qui tắc định luật quan hệ chặt chẽ với nhau, phát triển ngày một sâu sắc, bao gồm đƣợc nhiều lĩnh vực hiện tƣợng hơn, từ một thuyết hẹp đi đến thuyết rộng hơn và thống nhất nhiều thuyết lại với nhau.
2.1.4.4. Tính khái quát.
Một thuyết vật lí bao gồm hệ thống những luận đề đủ để giải thích đƣợc một lớp những hiện tƣợng nhất định. Những luận đề này bổ sung lẫn nhau, không mâu thuẫn với nhau, tạo thành một hệ thống nhất quán phản ánh đúng chu trình nhận thức chân lí khoa học: Đi từ thực tế khách quan đến tƣ duy trừu tƣợng rồi lại từ tƣ duy trừu tƣợng trở về thực tiễn
2.1.5. Chức năng của thuyết vật lí: Mỗi thuyết vật lí có ba chức năng chính: Chức năng giải thích, chức năng tiên đoán, chức năng phƣơng pháp luận.
Giải thích một hiện tƣợng bằng một thuyết vật lí là quá trình thiết lập một hệ thống nhận thức khoa học về cơ chế của hiện tƣợng bằng con đƣờng suy diễn logic từ những định luật và nguyên lí cơ bản của thuyết. Giải thích các hiện tƣợng vật lí gồm có giải thích bản chất và giải thích toán học.
Sự giải thích bản chất là sự giải thích hiện tƣợng bằng cách nêu lên mối liên hệ bên trong của sự vật. Không nên đồng nhất sự giải thích bản chất với sự giải thích định tính vì có khi trong sự giải thích định tính, ta không đi sâu vào bản chất của hiện tƣợng.
Sự giải thích toán học là sự giải thích hiện tƣợng bằng một mô hình toán học. Đó là việc thiết lập những hệ thức toán học, xuất phát từ hạt nhân của thuyết, phù hợp với kết quả đo đạc về hiện tƣợng cần ngiên cứu.
Chức năng tiên đoán là một chức năng rất to lớn của các thuyết khoa học. Nhờ thuyết khoa học, ta có thể dự đoán một cách chính xác những hiện tƣợng và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
những định luật của tự nhiên, trƣớc khi phát hiện đƣợc chúng trong thực tế. Sự đúng đắn của những tiên đoán lí thuyết là một bằng chứng xác nhận sự đúng đắn của bản thân thuyết. Những tiên đoán lí thuyết có cơ sở vững chắc hơn những giả thuyết khoa học, vì chúng đƣợc rút ra từ thuyết bằng những suy diễn logic chặt chẽ. Chính vì vậy mà trong lịch sử khoa học đã có rất nhiều tiên đoán lí thuyết chính xác không những về mặt định tính mà cả về mặt định lƣợng.
Các thuyết vật lí không những cung cấp cho ta cơ sở để hiểu các hiện tƣợng vật lí mà còn giúp ta tìm đƣợc con đƣờng dẫn đến những nhận thức mới. Vì vậy, các thuyết vật lí có chức năng phƣơng pháp luận to lớn.[16]
2.2. Phƣơng pháp dạy học các thuyết vật lý góp phần phát triển tƣ duy học sinh. 2.2.1. Con đƣờng hình thành các thuyết vật lí.
Trong khoa học, sự hình thành một thuyết vật lí là một quá trình lâu dài và phức tạp, bao gồm tất cả các giai đoạn của chu trình nhận thức khoa học. Quá trình này có thể không liên tục về mặt lịch sử vì phải trải qua những cuộc đấu tranh quyết liệt giữa tƣ tƣởng cơ bản mới với tƣ tƣởng cũ. Quá trình này gồm các giai đoạn điển hình:
Thực tiễnVấn đềGiả thuyết Định luật Thuyết Hệ quả Thực tiễn. Trong dạy học, do điều kiện thời gian và sự hạn chế về trình độ tƣ duy của học sinh nên không có khả năng để cho học sinh tự lực thực hiện tất cả các giai đoạn trên khi nghiên cứu một thuyết vật lí. Nhƣng nếu ta chỉ thông báo cho học sinh nội dung "Hạt nhân của thuyết" thì học sinh cũng không thể hiểu đƣợc vai trò, tác dụng của thuyết đó trong khoa học và trong thực tiễn, càng không thể phát triển, nâng cao đƣợc năng lực nhận thức của học sinh. Bởi vậy, cần phải cho học sinh hiểu đƣợc những yếu tố cơ bản trong cả ba thành phần cấu trúc của thuyết.[22] Mặt khác nhƣ đã phân tích ở chƣơng I, để góp phần phát triển năng lực tƣ duy của học sinh trong giờ học, giáo viên phải tạo cho học sinh hứng thú trong học tập, phải vận dụng các hiểu biết vốn có của học sinh để các em nhận ra vấn đề và tích cực tham gia giải quyết vấn đề đã đặt ra. Giáo viên phải tận dụng mọi cơ hội để rèn luyện các thao tác tƣ duy, rèn luyện ngôn ngữ cho học sinh. Giáo viên cần tăng cƣờng sử dụng thiết bi dạy học để tạo ra các cơ sở cho sự nhận thức lí tính của học sinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.2.1.1. Tìm hiểu những cơ sở của thuyết
Chỉ khi học sinh hiểu đƣợc cơ sở của thuyết thì họ mới hiểu đƣợc thuyết mới phải ra đời để giải quyết vấn đề gì. Tốt nhất là cho học sinh quan sát những thí nghiệm cơ bản và yêu cầu học sinh giải thích hiện tƣợng xảy ra trong thí nghiệm đó bằng những kiến thức đã có. Sự bế tắc trong việc giải thích này đòi hỏi phải xây dựng một thuyết mới. Tuy nhiên, những thí nghiệm cơ bản dùng làm cơ sở cho một thuyết nhiều khi rất khó thực hiện trong nhà trƣờng phổ thông, giáo viên có thể dùng phƣơng pháp kể truyện lịch sử hoặc mô tả tƣơng đối tỉ mỉ thí nghiệm và kết quả thu đƣợc.[22]
2.2.1.2. Xây dựng hạt nhân của thuyết
Hạt nhân của mỗi thuyết vật lí nhiều khi rất phong phú và sâu sắc, không thể trong một bài, một chƣơng hoặc một phần của chƣơng trình vật lí mà hiểu đƣợc. Bƣớc đầu, chỉ có thể nêu ra những điều cơ bản, định tính. Về sau, khi có điều kiện sẽ bổ sung, hoàn chỉnh thêm. Việc đƣa ra thuyết mới phải dựa trên sự phân tích những sự kiện thực nghiệm trong phần cơ sở của thuyết. Tuy nhiên, việc đề ra thuyết mới có thể giải thích thành công những sự kiện mới đòi hỏi một sự sáng tạo mới ở trình độ cao. Trong nhiều trƣờng hợp, học sinh không có khả năng thực hiện tự lực, giáo viên có thể trình bày cách suy nghĩ và cách lập luận của mình. Trƣớc hết là tƣ tƣởng mới, quan niệm mới, còn những công thức định lƣợng, những phƣơng trình toán học có thể bổ sung sau này khi có điều kiện. Ta cũng có thể căn cứ vào quan sát cơ sở thực nghiệm để đƣa ra quan niệm.
Tóm lại, trong dạy học có nhiều điểm trong hạt nhân của thuyết chƣa thể xây dựng hoàn chỉnh mà chỉ là bƣớc đầu, chủ yếu là định tính. Để học sinh có thể tin đƣợc sự đúng đắn của những hạt nhân của thuyết, giáo viên cần chú ý đến việc vận dụng linh hoạt những hạt nhân đó để suy ra các hệ quả ở giai đoạn sau.[22]
2.2.1.3. Vận dụng hạt nhân của thuyết
Vận dụng hạt nhân của thuyết để giải thích những sự kiện thực nghiệm trong cơ sở của thuyết là bƣớc đầu làm cho học sinh tin tƣởng ở sự đúng đắn của thuyết, nhƣng chƣa đầy đủ. Giáo viên cần tận dụng những trƣờng hợp có thể đƣợc để suy ra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
các hệ quả khác. Do sự hạn chế về trình độ toán học của học sinh nên nhiều khi chỉ có thể suy ra các hệ quả định tính hay bán định lƣợng. Tuy vậy, điều đó cũng rất bổ ích để học sinh hiểu rõ ý nghĩa thực tế của các thuyết trừu tƣợng, đồng thời cũng tạo điều kiện để học sinh phát triển khả năng suy luận diễn dịch.[22] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.1.4. Vận dụng các phƣơng pháp dạy học khi dạy học các thuyết vật lí nhằm phát triển tƣ duy của học sinh
Nhƣ chúng tôi đã phân tích ở chƣơng I, muốn phát triển tƣ duy cho học sinh cần: - Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh.
- Tăng cƣờng sử dụng các phƣơng tiện trực quan trong dạy học. - Xây dựng một logic nội dung phù hợp với đối tƣợng học sinh.
- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tƣ duy, những hoạt động nhận thức phổ biến trong học tập vật lí.
- Tập dƣợt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phƣơng pháp nhận thức của vật lí.
- Rèn luyện ngôn ngữ vật lí cho học sinh.
Đồng thời chúng tôi cũng đã trình bày, việc dạy học một thuyết vật li đƣợc thực hiện theo ba giai đoạn: Tìm hiểu những cơ sở của thuyết, xây dựng hạt nhân của thuyết, vận dụng hạt nhân của thuyết.
Việc thực hiện các biện pháp phát triển tƣ duy học sinh nhƣ trên khi dạy các thuyết vật lí đƣợc giáo viên thực hiện thông qua việc tổ chức các hoạt động nhận thức và vận dụng phù hợp các phƣơng pháp dạy học trong giờ học.
* Phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại
Phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại trong đó giáo viên đặt ra những câu hỏi để học sinh trả lời, hoặc có thể tranh luận với nhau và với cả giáo viên, qua đó học sinh lĩnh hội đƣợc nội dung bài học. Với phƣơng pháp này, nội dung cần truyền thụ đƣợc thể hiện bởi một hệ thống câu trả lời của học sinh, dƣới sự gợi mở bởi các câu hỏi do giáo viên đề xuất.
Mục đích phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại là nâng cao chất lƣợng của giờ học bằng cách tăng cƣờng hình thức hỏi đáp, đàm thoại giữa giáo viên và học sinh, rèn luyện cho học sinh bản lĩnh tự tin, khả năng diễn đạt một vấn đề trƣớc tập thể lớp học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ƣu điểm: Giáo viên theo sát đƣợc học sinh, biết đƣợc suy nghĩ, hành động của học sinh để kịp thời giúp đỡ.
Nhƣợc điểm: Giáo viên chỉ đối thoại với một số ít học sinh đại diện của nhóm, số còn lại chỉ nghe và suy nghĩ ý kiến của bạn để đƣa ra nhận xét. Dàn ý đối thoại của giáo viên chƣa đƣợc học sinh chuẩn bị trƣớc nên dễ dẫn đến lúng túng, dụt dè, thiếu tự tin.[6]
* Phần mềm mô phỏng.
Không phải quá trình nào xảy ra trong tự nhiên cũng dễ quan sát. Nhƣ chuyển động của ánh sáng ta không thể quan sát bằng mắt thƣờng đƣợc, để xác định các đại lƣợng cần thiết là rất khó khăn trong việc nghiên cứu để tìm ra quy luật của chúng. Một trong các giải pháp có thể hỗ trợ cho việc nghiên cứu các quá trình có hiệu quả hơn là sử dụng máy tính để mô phỏng các quá trình.
Ví dụ: Các thí nghiệm về tia X không thể làm thí nghiệm mặc dù thí nghiệm rất cơ bản, do thiết bị thí nghiệm cần sử dụng cồng kềnh, phức tạp, đắt tiền không an toàn. Giáo viên sử dụng thiết bị mô phỏng ống tia catot và sự phát hiện tia X, thiết bị mô phỏng cách tạo tia X và ống culitgio.
Mục đích sử dụng phần mềm mô phỏng là giúp cho học sinh thu nhận thế giới tự nhiên vào lớp học, xóa bỏ không gian hạn hẹp trong lớp học và về thời gian của lớp học. Cho phép quan sát với tốc độ mong muốn hoặc có thể dừng các hình ảnh nhờ vậy mà học sinh quan sát đƣợc rõ ràng các hiện tƣợng, các quá trình đƣợc phóng đại một cách tối ƣu, làm cho học sinh có những biểu tƣợng đúng đắn về chúng. Làm tăng tính trực quan và hiệu quả cảm xúc khi tri giác các đối tƣợng và hiện tƣợng vật lí.
Trƣớc khi cho học sinh quan sát phần mềm mô phỏng, để định hƣớng sự chú ý của học sinh vào nội dung cơ bản, giáo viên đặt câu hỏi cho học sinh cần phải hoàn thành sau khi xem song.
Sau khi xem song, giáo viên cho học sinh thảo luận theo nhóm để đƣa ra câu trả lời, nếu cần thiết giáo viên đƣa ra những gợi ý nhỏ. Hiệu quả sử dụng phần mềm mô phỏng đƣợc đánh giá thông qua câu trả lời của học sinh. Phƣơng pháp dạy học theo hƣớng tích cực hóa trong học tập của học sinh.[17]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Phƣơng pháp dạy học đặt và giải quyết vấn đề.
Có nhiều định nghĩa về dạy học giải quyết vấn đề, nhƣng I.F.Kharlamop đã phát biểu đầy đủ nhất: "Dạy học giải quyết vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề trong giờ học, kích thích học sinh nhu cầu giải quyết vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức nhằm nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới, phát triển tính tích cực trí tuệ và hình thành năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới".
Qua định nghĩa cho thấy với phƣơng pháp dạy học giải quyết vấn đề, học sinh không chỉ chiếm lĩnh đƣợc tri thức mới mà quan trọng hơn là học sinh còn học đƣợc cách chiếm lĩnh tri thức đó, tức là học đƣợc phƣơng pháp học. Vì vậy, dạy học giải quyết vấn đề rèn luyện cho học sinh năng lực sáng tạo, biết đặt và giải quyết vấn đề, biến quá trình học thụ động thành quá trình học chủ động, tích cực.
Dạy học đặt và giải quyết vấn đề đã đƣợc đề cập tới trong vài chục năm gần đây. Mặc dù không phải vấn đề mới song điều cần nhấn mạnh là dạy học đặt và giải quyết vấn đề không chỉ thuộc phạm trù phƣơng pháp dạy học mà còn thông qua đó tập dƣợt cho học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề, góp phần tạo nên một mục tiêu giáo dục, bảo đảm cho con ngƣời thích ứng đƣợc với sự phát triển của xã hội hiện đại. Trong giáo dục, cần phải tập dƣợt cho học sinh biết phát hiện vấn đề, tự mình đặt ra để giải quyết một cách hợp lí những vấn đề đặt ra.
Kiểu dạy học đặt và giải quyết vấn đề là kiểu dạy học mà giáo viên tạo ra những tình huống có vấn đề, điều khiển học sinh phát hiện vấn đề, hoạt động tự giác và tích cực để giải quyết vấn đề và thông qua đó mà lĩnh hội tri thức, kỹ năng và đạt đƣợc những mục đích học tập khác.
Dạy học đặt và giải quyết vấn đề cần chú ý những điểm sau:
- Một vấn đề đƣợc biểu thị bởi một hệ thống những vấn đề và câu hỏi thỏa các điều kiện sau:
+ Học sinh chƣa giải đáp đƣợc câu hỏi hoặc chƣa thực hiện đƣợc hành động.
+ Học sinh chƣa đƣợc học một khái niệm, định luật, thuyết nào để giải đáp câu hỏi. - Thế nào là tình huống có vấn đề: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Tồn tại một vấn đề.
+ Gợi nhu cầu nhận thức: Học sinh phải cảm thấy cần thiết, thấy có nhu cầu, hứng thú và mong muốn giải quyết vấn đề đó.