IV. MỘT SỐ KIỂU BÀI DẠY VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY 1 Giảng dạy các khái niệm Vật lý:
2. Phương pháp dạy học một định luật vật lí.
* Bản chất
- Các quy luật vật lí phản ánh mối quan hệ bản chất, phổ biến, tất yếu và khách quan giữa các thuộc tính của các sự vật, hiện tượng và q trình vật lí, được thể hiện trong những điều kiện nhất định .
+ Nói quy luật vật lí phản ánh mỗi quan hệ bản chất có nghĩa là đề cập tới những mối quan hệ chung, tổng quát và do đó việc nhận thức các mối quan hệ
này là kết quả của quá trình tư duy trừu tượng, khái qt.
+ Nói quy luật vật lí phản ánh mối quan hệ phổ biến, tất yếu và khách quan có nghĩa là các mối quan hệ này luôn luôn xuất hiện và lặp lại trong những điều kiện đã xác định, không phụ thuộc vào chủ quan của con người .
+ Các quy luật được thể hiện trong những điều kiện nhất định có nghĩa mỗi quy luật có phạm vi hiệu lực riêng . Chỉ trong những điều kiện nhất định thì mỗi quy luật mới phát huy hiệu lực riêng của mình .
- Khác với các quy luật, các định luật vật lí khơng chỉ phản ánh những mối quan hệ quy luật về mặt định tính, mà hơn thế nữa, mà còn phản ánh những mối
quan hệ về mặt định lượng giữa các đại lưọng vật lí và được thể hiệ bằng các hệ thức tốn học .
Có 3 cách khám phá được các định luật vật lí là :
+ Khái qt hố quy nạp các dữ liệu thí nghiệm : Trên cơ sở mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí thu được qua một số thí nghiệm mà suy luận tới mối quan hệ này cho mọi trường hợp tương tự (còn gọi là quy nạp không đầy đủ ) . Mức độ tin cậy và tính đúng đắn của suy luận quy nạp này càng tăng nếu dựa trên càng nhiều các thí nghiệm riêng lẻ và mối quan hệ rút ra từ các mối quan hệ riêng lẻ này phản ánh càng đúng bản chất .
+ Phương pháp thực nghiệm : Từ các sự kiện thực tế và thực nghiệm mà để xuất giả thuyết, có chức năng lí giải các sự kiện này . Tổ chức các thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hoặc các hệ quả của giả thuyết . Nếu được các thí nghiệm xác nhận thì đi tới phát biểu định luật .
+ Phương pháp suy luận lí thuyết : Theo phương pháp này thì quá trình chủ yếu là suy luận diễn dịch . Trong đó xuất phát từ những kết luận khái quát chung mà tiến hành suy luận về một trường hợp riêng lẻ . Tính đúng đắn của những kết luận thu được bằng phương pháp này đòi hỏi trước hết rằng kết luận khái quát dùng làm tiền đề xuất phat của quá trình suy luận phải là chân thực đúng đắn . Sau đó là việc suy luận phải tuân thủ nghiêm nghặt các quy tắc của quy luận lơgic và (hoặc) suy luận tốn học . Cuối cùng mội kết luận thu được như là kết quả của quá trình suy luận này phải được kiểm tra bằng loạt các thí nghiệm .
* Quy trình thực hiện
- Ơn tập để nắm vững các đại lượng vật lí được đề cập trong định luật sẽ khảo sát .
- Thiết lập và tiến hành các thí nghiệm trong đó có thể lần lượt tác động làm thay đổi trị số của hai trong số các đại lượng vật lí, cịn các đại lượng vật lí khác được giữ khơng đổi . Trong mỗi lần thí nghiệm, khi chủ động làm thay đổi trị số của một đại lượng này ( biến độc lập ) sẽ dẫn tới sự thay đổi trị số của đại lượng kia . Lập bảng ghi lại trị số phụ thuộc và tương ứng của hai đại lưọng này
- Từ bảng các trị số đo, lập đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa hai đại lượng này . Từ đó suy luận logíc và suy luận tốn học để tìm ra mối quan hệ định luợng giữa hai đại lượng này .
- Nếu định luật phản ánh mối quan hệ giữa nhiều đại lượng vật lí thì lại lặp lại thí nghiệm tương tự đối với một cặp hai đại lượng khác và suy luận về mối quan hệ định giữa cặp đại lượng này .
- Cuối cùng, tiến hành tổng hợp, khái quat hố quy nạp (quy nạp khơng đầy đủ, trong phạm vi hẹp) và suy luận toán học, trên cơ sở mối quan hệ định lượng giữa các cặp hai đại lượng đã tìm được, để đi tới mối quan hệ định lượng tổng quát giữa các đại lượng được đề cập trong định luật được khảo sát . Mối quan hệ định lượng này được thể hiện dưới một hệ thức toán học.
- Phát biểu định luật, viết hệ thức toán học biểu thị mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng vật lí, trong đó lưu ý mối quan hệ về đơn vị đo các đại lượng này và phạm vi áp dụng của định luật .
- Áp dụng định luật cho một số trường hợp từ đơn giản đến phức tạp .
* Một số chú ý
- Do phải sử dụng thí nghiệm, nên phương pháp dạy học một định luật vật lí cũng bao gồm các lưu ý của phương pháp thí nghiệm. Cụ thể :
+ Phải chuẩn bị thí nghiệm cẩn thận trước khi đưa thí nhiệm vào bài học . + Cần suy nghĩ tới các tình huống thí nghiệm khơng thành cơng, từ đó tìm ra ngun nhân để khắc phục . Nên trao đổi với các đồng nghiệp về tình huống này để rút kinh nghiệm và học hỏi lẫn nhau.
- Hạn chế việc thông báo áp đặt mối quan hệ tổng quát giữa các đại lượng vật lí được đề cập trong định luật, nên tìm cách giúp đỡ học sinh trong q trình khái qt hố, tổng hợp, suy luận quy nạp cũng như suy luận toán học các dữ liệu đo đạc các đại lượng vật lí trong các thí nghiệm . Điều này địi hởi giáo viên đầu tư suy nghĩ các giải pháp sư phạm đáng kể để phù hợp với từng đối tượng học sinh . Nếu giáo viên khó khăn nên trao đổi kinh nghiệm với giáo viên khác .