8. Cấu trúc luận văn
1.3.2. Dạy học ứng dụng kỹ thuật của Vật lý
Theo Nguyễn Đức Thâm, thuật ngữ “các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý” đã nói lên rằng: loại kiến thức này là kết quả của việc ứng dụng những kiến thức khái quát của Vật lý, nhất là những định luật Vật lý vào kỹ thuật để chế tạo những thiết bị, máy móc có tính năng, tác dụng nhất định, đáp ứng được những yêu cầu của kỹ thuật và đời sống. [16, tr82]
Nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý là thiết lập mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa cái trừu tượng (các khái niệm, định luật Vật lý) và
cái cụ thể (các hiện tượng xảy ra trong máy móc, thiết bị). Nhờ đó mà làm cho việc nhận thức các kiến thức Vật lý trừu tượng trở thành sâu sắc và mềm dẻo hơn. Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý góp phần phát triển tư duy Vật lý kỹ thuật của HS, làm cho HS thấy được vai trò quan trọng của kiến thức Vật lý đối với đời sống và sản xuất, qua đó mà kích thích hứng thú, nhu cầu học tập của HS. Việc nghiên cứu những ứng dụng kỹ thuật của Vật lý trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông theo Nguyễn Đức Thâm có thể diễn ra theo hai con đường:
Con đường thứ nhất là quan sát cấu tạo của đối tượng kỹ thuật đã có sẵn, giải thích nguyên tắc hoạt động của nó. Tiến trình nghiên cứu có thể gồm các giai đoạn:
-Giai đoạn 1: Quan sát thiết bị gốc, cho vận hành để xác định được chính xác tác động ở đầu vào và kết quả thu được ở đầu ra.
-Giai đoạn 2: Quan sát thiết bị gốc xác định cấu tạo bên trong của nó, làm rõ những bộ phận có liên quan với nhau, tác dụng lẫn nhau trong khi thiết bị vận hành.
-Giai đoạn 3: Giải thích nguyên tắc hoạt động của thiết bị máy móc.
Con đường thứ hai: Dựa trên những định luật Vật lý, những đặc tính Vật lý của sự vật hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào đó. Tiến trình nghiên cứu có thể gồm các giai đoạn:
-Giai đoạn 1: Xác định rõ những định luật, quy tắc Vật lý ta sẽ phải sử dụng để chế tạo thiết bị kỹ thuật mới.
-Giai đoạn 2: Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có chức năng xác định, nhằm sử dụng được hiện tượng Vật lý vào sản xuất hay đời sống.
-Giai đoạn3: Đưa ra một phương án thiết kế thiết bị.
-Giai đoạn 4: Dựa trên phương án thiết kế đã chọn, đưa ra một mô hình vật chất – chức năng, kèm theo hình vẽ có các bộ phận chính của thiết bị đã chọn,
sắp xếp theo một cách thích hợp và cho mô hình vận hành để sơ bộ kiểm tra tính hợp lý của thiết kế này.
-Giai đoạn 5: Dựa trên mẫu thiết kế, lắp ráp một thiết bị thật. Cho thiết bị vận hành để quan sát hiệu quả thu được, kiểm tra tính khả thi của thiết kế.
-Giai đoạn 6: Hoàn chỉnh thiết kế, bổ sung điều chỉnh trên thiết bị thật để tăng thêm tính hiệu quả.
Trong phạm vi nghiên cứu để tài này chúng tôi áp dụng con đường thứ hai cho dạy học chủ đề Điện trở – một thiết bị kỹ thuật rất phổ biến trong thực tế đời sống và sản xuất hiện nay.