b) Nội dun g cấu trúc của chơng theo quan điểm mô hình
2.4.3.2.Xây dựng và sử dụng mô hình đồ thị
Chúng ta có thể vận dụng 4 giai đoạn chung của phơng pháp mô hình để xây dựng và sử dụng đồ thị nh một mô hình với những mức độ cao nh mức độ 4 và mức độ 5 ở phần trên.
Giai đoạn 1: Lựa chon sự kiện khởi đầu, đề xuất vấn đề nghiên cứu. Đối với mô
hình đồ thị có thể có hai loại sự kiện khởi đầu:
a) Sự kiện thực nghiệm: Đa ra một số hiện tợng vật lý để học sinh phát hiện ra có mối quan hệ giữa các đại lợng vật lý biểu thị tính chất của sự vật, hiện tợng, nhng cha biết rõ và cần thiết phải nghiên cứu. Tổ chức một số quan sát hoặc đo lờng để thu thập thêm số liệu để xây dựng mô hình. Lập một bảng số.
b) Sự kiện xuất phát từ lôgic nội dung vấn đề nghiên cứu, cần phải xây dựng mô hình mới để dựa vào đó giải quyết nhiệm vụ học tập.
Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình
Trờng hợp xuất phát từ thực nghiệm thì ta lần lợt biểu diễn các cặp giá trị tơng ứng của hai đại lợng có liên quan bằng một điểm trên đồ thị. ở các lớp trên thì biểu diễn cả sai số của phép đo, nghĩa là một cặp giá trị không phải biểu diễn bằng một điểm mà là một hình chữ nhật có 2 cạnh biểu diễn 2 sai số ∆x,∆y. Nối các điểm đó với nhau ta đợc một đờng gấp khúc. Nhng vì sự biến đổi của các đại lợng là liên tục nên không thể vẽ một đờng gấp khúc mà phải vẽ một đờng liên tục đi qua gần đa số các điểm hay nói đúng hơn là đi qua các hình chữ nhật biểu diễn các sai số. Thông thờng những đờng đó là những đờng đơn giản( thẳng, tròn, parabol, hyperbol, hình sin...).Nếu bảng số liệu dữ kiện càng nhiều thì đồ thị càng chính xác. Thí dụ khi nối các điểm biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của
một lợng khí có thể tích không đổi, ta vẽ đợc đồ thị nh hình 8 dới đây mà ta có thể giải thích đó là một đờng thẳng.
Giai đoạn 3: Hệ quả suy từ mô hình
Từ đồ thị trên có thể chọn một giá trị bất kỳ của nhiệt độ và suy ra áp suất tơng ứng. Thí dụ có thể kéo dài đồ thị cho đến khi gặp trục tung OP và suy ra rằng ở 00c lợng khí đã cho có áp suất p0.
Giai đoạn 4: Thực hiện thí nghiệm kiểm tra: Các phép đo cho thấy các số liệu dự
đoán đều khớp với thực nghiệm trong phạm vi sai số.
Đến đây tính đúng đắn của mô hình đã đợc khẳng định. Sau đó có thể mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình.
Sau khi đã khẳng định đồ thị là một đờng thẳng ta có thể diễn tả nó bằng một phơng trình toán học tơng đơng để tiện sử dụng: p=p0+kt. Đối chiếu các số liệu trên đồ thị rút ra k=p0/273 và ta có:
p=p0+p0t/273 = p0(1+α t).
Việc mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình dẫn đến dự đoán quan trọng: kéo dài đồ thị, cắt trục hoành ở điểm có tọa độ (pt= 0, t=-2730c) kết hợp với lập luận lôgic suy ra không thể đạt đến nhiệt độ thấp hơn-2730c. Dự đoán này thực sự là một phát hiện lớn rất quan trọng trong vật lý học.
0 20 40 60 80 100 t0C Hình 8
p(mmHg)