8. Cấu trỳc luận văn
1.4.1.Cỏc giai đoạn của phương phỏp thực nghiệm
Để giỳp HS cú thể bằng hoạt động của bản thõn mỡnh mà tỏi tạo, chiếm lĩnh được cỏc kiến thức Vật lý thỡ tốt nhất là GV phỏng theo PPTN của cỏc nhà khoa học mà tổ chức cho HS hoạt động theo cỏc giai đoạn sau.
Giai đoạn 1: GV mụ tả một hồn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thớ nghiệm và yờu cầu cỏc em dự đoỏn diễn biến của hiện tượng, tỡm nguyờn nhõn hoặc xỏc lập một mối quan hệ nào đú. Túm lại nờu lờn một cõu hỏi mà học sinh chưa biết cõu trả lời, cần phải suy nghĩ tỡm tũi mới trả lời được.
Giai đoạn 2: GV hướng dẫn, gợi ý cho HS xõy dựng một cõu trả lời cho dự đoỏn ban đầu, dựa vào sự quan sỏt tỉ mỉ kỹ lưỡng, vào kinh nghiệm bản thõn, vào những kiến thức đĩ cú…(ta gọi là xõy dựng giả thuyết). Những dự đoỏn này cú thể cũn thụ sơ, cú vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn.
Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dựng suy luận lụgic hay dựng suy luận toỏn học suy ra một hệ quả: Dự đoỏn một hiện tượng trong thực tiễn, một mỗi quan hệ giữa cỏc đại lượng Vật lý.
Giai đoạn 4: Xõy dựng và thực hiện một phương ỏn thớ nghiệm để kiểm tra xem hệ quả dự đoỏn ở trờn cú phự hợp vơi kết quả thực nghiệm hay khụng. Nếu phự hợp thỡ giả thuyết trờn trở thành chõn lý, nếu khụng phự hợp thỡ phải xõy dựng giả thuyết mới.
Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức. HS vận dụng kiến thức để giải thớch hay dự đoỏn một số hiện tượng trong thực tiễn, để nghiờn cứu cỏc thiết bị kỹ thuật. Thụng qua đú, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn ỏp dụng của kiến thức và xuất hiện mõu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết.
1.4.2. Cỏc mức độ trong từng giai đoạn của phương phỏp thực nghiệm
Những bài học mà HS cú thể tham gia đầy đủ vào cả 5 giai đoạn trờn khụng nhiều. Đú là những bài mà việc xõy dựng giả thuyết khụng đũi hỏi một sự phõn tớch quỏ phức tạp và cú thể kiểm tra giả thuyết bằng những thớ nghiệm đơn giản, sử dụng những dụng cụ đo lường mà học sinh đĩ quen thuộc. Trong nhiều trường hợp, học sinh gặp khú khăn khụng thể vượt qua được thỡ cú thể sử dụng PPTN ở cỏc mức độ khỏc nhau, thể hiện ở mức độ HS tham gia vào cỏc gai đoạn của PPTN.
a. Giai đoạn 1:
Mức độ 1: HS tự lực phỏt hiện vấn đề, nờu cõu hỏi. GV giới thiệu hiện tượng xảy ra đỳng như thường thấy trong tự nhiờn để cho học sinh tự lực phỏt hiện những tớnh chất hay những mỗi quan hệ đỏng chỳ ý cần nghiờn cứu.
Mức độ 2: GV tạo ra một hồn cảnh đặc biệt trong đú xuất hiện một hiện tượng mới lạ, lụi cuốn sự chỳ ý của học sinh, gõy cho họ sự ngạc nhiờn, sự tũ mũ; từ đú học sinh nờu ra một vấn đề, một cõu hỏi cần giải đỏp.
Mức độ 3: GV nhắc lại một vấn đề, một hiện tượng đĩ biết và yờu cầu HS phỏt hiện xem trong vấn đề hay hiện tượng đĩ biết cú chỗ nào chưa được hồn chỉnh, đầy đủ cần tiếp tục nghiờn cứu.
b. Giai đoạn 2:
Risa Fõyman cho rằng “Cỏc định luật Vật lý cú nội nung rất đơn giản, nhưng biểu hiện của chỳng trong thực tế lại rất phức tạp”. Bởi vậy, từ sự phõn tớch cỏc hiện tượng thực tế đến việc dự đoỏn những mỗi quan hệ đơn giản nờu trong cỏc định luật là cả một nghệ thuật. Cần phải làm cho HS quen dần.
Mức độ 1: Dự đoỏn định tớnh: Trong những hiện tượng thực tế phức tạp, dự đoỏn về nguyờn nhõn chớnh, mối quan hệ chớnh chi phối hiện tượng, cú thể cú rất nhiều dự đoỏn mà ta sẽ phải lần lượt tỡm ra cỏch bỏc bỏ.
Mức độ 2: Dự đoỏn định lượng: Những quan sỏt đơn giản khú cú thể dẫn tới một dự đoỏn về mối quan hệ hàm số, định lượng giữa cỏc đại lượng Vật lý biểu diễn cỏc đặc tớnh của sự vật, cỏc mặt của hiện tượng. Nhưng cỏc nhà Vật lý nhận thấy rằng: Những mối quan hệ định lượng đú thường được biểu diễn bằng một số ớt hàm số đơn giản như: Tỉ lệ thuận, tỉ lệ nghịch, hàm số bậc nhất, hàm số bậc hai, hàm số lượng giỏc…
Việc dự đoỏn định lượng cú thể dựa trờn một số cặp số liệu được biểu trờn đồ thị, dựa trờn dạng của đồ thị mà dự đoỏn mối quan hệ hàm số giữa hai đại lượng .
Mức độ 3: Những dự đoỏn đũi hỏi một sự quan sỏt chớnh xỏc, tỉ mỉ, một sự tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm khụng cú điều kiện thực hiện ở trờn lớp, túm lại vượt quỏ khả năng của học sinh. Ở đõy GV dựng phương phỏp kể chuyện lịch sử để giới thiệu cỏc giả thuyết mà cỏc nhà bỏc học đĩ đưa ra.
c. Giai đoạn 3:
Việc suy ra hệ quả được thực hiện bằng suy luận lụgic hay suy luận toỏn học. Thụng thường, ở trường phổ thụng cỏc phộp suy luận này khụng
quỏ khú. Vỡ biểu hiện trong thực tế của cỏc kiến thức Vật lý rất phức tạp, cho nờn điều khú khăn là hệ quả suy ra phải đơn giản, cú thể quan sỏt, đo lường được trong thực tế.
Mức độ 1: Hệ quả cú thể quan sỏt, đo lường trực tiếp.
Mức độ 2: Hệ quả khụng quan sỏt được trực tiếp bằng cỏc dụng cụ đo mà phải tớnh toỏn giỏn tiếp qua việc đo cỏc đại lượng khỏc
Mức độ 3: Hệ quả suy ra trong điều kiện lý tưởng. Cú nhiều trường hợp, hiện tượng thực tế bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố tỏc động khụng thể loại trừ được, nhưng ta chỉ xột quan hệ giữa một số rất ớt yếu tố (2 đến 3 yếu tố); như vậy hệ quả suy ra từ giả thuyết chỉ là gần đỳng.
d. Giai đoạn 4:
Việc bố trớ thớ nghiệm kiểm tra thực chất là tạo ra những điều kiện đỳng như những điều kiện đĩ nờu ra trong việc suy ra hệ quả.
Mức độ 1: Thớ nghiệm đơn giản, học sinh đĩ biết cỏch thực hiện cỏc phộp đo, sử dụng cỏc dụng cụ đo.
Mức độ 2: Học sinh đĩ biết nguyờn tắc đo cỏc đại lượng nhưng việc bố trớ thớ nghiệm cho sỏt với điều kiện lý tưởng cú khú khăn. GV phải giỳp đỡ bằng cỏch giới thiệu phương ỏn làm để HS thực hiện.
Mức độ 3: Cú nhiều thớ nghiệm kiểm tra là những thớ nghiệm kinh điển rất phức tạp và tinh tế, khụng thể thực hiện ở trường phổ thụng. Trong trường hợp này, GV mụ tả cỏch bố trớ thớ nghiệm rồi thụng bỏo kết quả cỏc phộp đo để học sinh gia cụng cỏc số liệu, rỳt ra kết luận hoặc giỏo viờn thụng bỏo cả kết luận.
e. Giai đoạn 5:
Những ứng dụng của cỏc định luật thường cú ba dạng: Giải thớch hiện tượng, dự đoỏn hiện tượng và chế tạo thiết bị đỏp ứng một yờu cầu của đời sống sản xuất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mức độ 1: Ứng dụng trong đú học sinh chỉ cần vận dụng định luật Vật lý để làm sỏng tỏ nguyờn nhõn của hiện tượng hoặc tớnh toỏn trong điều kiện lý tưởng.
Mức độ 2: Xột một ứng dụng kỹ thuật đĩ được đơn giản hoỏ để cú thể chỉ cần ỏp dụng một vài định luật Vật lý.
Mức độ 3: Xột một ứng dụng kỹ thuật trong đú khụng chỉ ỏp dụng cỏc định luật Vật lý mà cũn cần phải cú những giải phỏp đặc biệt để làm cho cỏc hiện tượng Vật lý cú hiệu quả cao, sao cho thiết bị được sử dụng thuận tiện trong đời sống và sản xuất. Trong loại ứng dụng này, HS khụng những phải vận dụng những định luật Vật lý vừa được thiết lập mà cũn phải vận dụng tổng hợp những hiểu biết, những kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khỏc của Vật lý.
1.5.Cỏc mức độ dạy học phương phỏp thực nghiệm
Như đĩ phõn tớch ở mục 1.2 nội dung của PPTN là rất phức tạp: Đú là sự thống nhất biện chứng giữa tư duy lý thuyết và tư duy thực hành. Dạy học PPTN ở trường phổ thụng khụng cú tham vọng làm cho học sinh hiểu và vận dụng trọn vẹn phương phỏp này mà chỉ bước đầu cho học sinh làm quen với PPTN bằng cỏch HS được trải qua tồn bộ cỏc khõu của PPTN, hiểu được cỏc giai đoạn chớnh, tham gia vào một số khõu và rốn luyện một số thao tỏc tư duy và thực hành vừa sức để họ cú thể vận dụng PPTN giải quyết vấn đề nhỏ hợp với năng lực của học sinh phổ thụng.
Trong điều kiện dạy học phổ thụng ở nước ta việc HS tham gia vào tồn bộ cỏc hành động của PPTN để xõy dựng tri thức mới trong cỏc bài học trờn lớp là việc rất khú khăn. Điều này do sự hạn chế về thời gian, thiết bị dạy học khụng đảm bảo; mặt khỏc đối với một số tri thức Vật lý phổ thụng việc tự lực đề xuất vấn đề, nờu giả thuyết, nờu phương ỏn thớ nghiệm…là quỏ sức đối với đa số HS. Trong những trường hợp đú học sinh chỉ cú thể chứng kiến cỏc
hành động này qua trỡnh bày của GV mà khụng trực tiếp tham gia thực hiện. Chớnh vỡ vậy dạy học PPTN chỉ cú thể thực hiện ở một số những mức độ nhất định. Căn cứ vào sự tham gia của HS vào cỏc hành động của PPTN chỳng ta cú thể phõn làm bốn mức độ dạy học PPTN ở trường phổ thụng như sau.
1.5.1. Mức độ 1: Cung cấp cho HS nội dung của PPTN.
Ở mức độ này HS được chứng kiện tất cả cỏc giai đoạn của PPTN với cỏc khỏi niệm “vấn đề nhận thức”, “giả thuyết”, “hệ quả lụgic”, “thớ nghiệm kiểm tra”, “kết luận” trong mối liờn hệ hữu cơ giữa chỳng ở mức độ đơn giản HS được biết về PPTN như một phương phỏp quan trọng của Vật lý học: Là con đường xõy dựng hàng loạt cỏc định luật Vật lý.
Việc HS trực tiếp tham gia thực hiện cỏc hành động của PPTN ở mức độ này cũn hạn chế, HS chỉ cú thể tham gia vào một vài khõu trong trường hợp nội dung tri thức đơn giản (điều này chưa nhất thiết).
Yờu cầu dạy học PPTN ở mức độ này:
- HS phải được chứng kiến tất cả cỏc giai đoạn của PPTN và hiểu được PPTN là con đường cơ bản để thiết lập cỏc quy luật Vật lý.
- HS phải nắm được cấu trỳc của PPTN bao gồm cỏc hành động nào, thứ tự thực hiện cỏc hành động; nghĩa là phải hiểu được sơ đồ cấu trỳc của PPTN.
- HS cú thể thực hiện ở một vài khõu mà nội dung vật lý đơn giản và trang thiết bị cho phộp.
Khi dạy học tường minh PPTN sẽ gặp khú khăn về thời gian và thiết bị dạy học. Khắc phục cỏc khú khăn này như sau:
Về thời gian: Kết hợp bài học trờn lớp nghiờn cứu định luật với bài thực hành, nghĩa là biến thớ nghiệm thực hành thành thớ nghiệm trực diện của học sinh để nghiờn cứu định luật.
Về thiết bị: Cần lựa chọn dạy học tường minh nội dung tri thức cơ bản nào mà thiết bị dễ tỡm, đơn giản cú thể thực hiện trong điều kiện lớp học.
1.5.2.Mức độ 2: Rốn luyện một số kỹ năng cơ bản, cần thiết, tối thiểu của PPTN.
Nội dung: Là HS được chứng kiến tất cả cỏc giai đoạn của PPTN và trực tiếp tham gia làm cỏc thớ nghiệm kiểm tra.
Yờu cầu của mức độ này là.
- Hồn chỉnh kỹ năng đo lường trực tiếp cỏc đại lượng Vật lý. - Hỡnh thành kỹ năng tiến hành thớ nghiệm theo chỉ dẫn để: + Đo giỏn tiếp một số đại lượng Vật lý.
+ Viết kết quả đo, đỏnh giỏ mức độ chớnh xỏc của phộp đo. + Nghiệm lại định luật bằng thớ nghiệm theo chỉ dẫn.
Biện phỏp: Chủ yếu thụng qua cỏc thớ nghiệm thực hành được tiến hành theo PPTN ở phũng thớ nghiệm. Thực tế do khụng cú phũng học bộ mụn cộng với cỏch đỏnh giỏ hiện nay khụng đưa ra yờu cầu về hiểu biết và vận dụng tri thức phương phỏp thực hiện nờn cỏc bài thực hành khụng được thực hiện ở trường phổ thụng.
- Đo lường là kỹ năng tối thiểu, cơ bản của PPTN, vỡ vậy dạy học PPTN phải bổ sung ngay những chỗ hổng này của HS và cú thể thực hiện được ngay trong điều kiện khụng cú phũng học bộ mụn bằng cỏch cho học sinh bài tập về nhà đo đạc một số đại lượng Vật lý phự hợp với nội dung học tập trờn lớp.
- Quan sỏt những quỏ trỡnh, hiện tượng Vật lý đơn giản cú thể rốn luyện kỹ năng quan sỏt qua cỏc thớ nghiệm biểu diễn và thực hành ở lớp, qua cỏc bài tập thớ nghiệm và quan sỏt ở nhà.
Ở mức độ này HS nhất thiết phải thực hiện một số thao tỏc của “thớ nghiệm kiểm tra” trong PPTN, được biết về PPTN ở dạng một thể thống nhất, trong mối tỏc động qua lại giữa cỏc hành động và thao tỏc tư duy.