Khả năng thích ứng của HS đối với tình huống học tập là rất khác nhau. Cách hiểu của HS về một sự vật, hiện tƣợng là rất phong phú, đa dạng, sống động, có thể khác xa với những điều mà ta tƣởng, nếu chỉ suy diễn từ những quan niệm sẵn có. Và do đó nếu chỉ đơn thuần dựa trên sự phân tích suy diễn lí thuyết thì những nội dung dạy học và PP sƣ phạm đề ra có thể sẽ mang nặng tính chất áp đặt, duy ý chí, kém hiệu quả.
Sự phân tích trên cho thấy PP nghiên cứu hoạt động dạy học cần bảo đảm mối liên hệ biện chứng giữa nghiên cứu lí thuyết và nghiên cứu thực nghiệm. Có thể diễn đạt khái quát định hƣớng PP nghiên cứu này theo sơ đồ sau: “Vấn đề nghiên cứu -> Nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm thăm dò, phát hiện -> Đề xuất kết luận khoa học -> Nghiên cứu thực nghiệm kiểm tra -> Đánh giá kết quả, kết luận”.
Hình 1.3: Định hướng phương pháp nghiên cứu dạy học
Định hƣớng này coi trọng việc nghiên cứu hoạt động của HS thông qua dạy học thực nghiệm. Thực nghiệm ở đây không chỉ là sự áp đặt những giải
Vấn đề nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu thực nghiệm thăm dò, phát hiện Đề xuất kết luận khoa học Nghiên cứu thực nghiệm kiểm tra Đánh giá kết quả, kết luận
pháp đã đề ra bằng suy diễn, để chứng tỏ trên thực tế giá trị của những giải pháp đó, mà trƣớc hết thực nghiệm là cơ sở đem lại những thông tin bổ sung cần thiết cho sự phát hiện, xác định vấn đề nghiên cứu, hoàn thiện giả thuyết và xây dựng kết luận khoa học. Tiếp theo, nhờ thực nghiệm để kiểm tra giả thuyết và kết luận khoa học. Khi nghiên cứu triển khai thì thực nghiệm nhằm khẳng định và áp dụng trong thực tế những kết luận khoa học đã xây dựng đƣợc.
Khoa học luận hiện đại đã đƣa ra một quan điểm mới về quá trình giảng dạy các khoa học. Nếu nhƣ chủ nghĩa quy nạp trong dạy học tìm cách tổ chức các thí nghiệm để chứng tỏ sự hiển nhiên của các định luật thì lý luận dạy học hiện đại đòi hỏi việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí phải quán triệt luận điểm cơ bản sau đây: Vật lí cần đƣợc học tập với đặc điểm là một khoa học mô hình hoá. Những khái niệm đƣợc nghiên cứu trong Vật lí học đƣợc nghiên cứu từ hoạt động mô hình hoá. Quan sát và thí nghiệm đƣợc thực hiện trong quá trình xây dựng tri thức khoa học theo các pha: “ Đề xuất vấn đề -> Suy đoán giải pháp -> Khảo sát lý thuyết và/hoặc thí nghiệm -> Kiểm tra vận dụng kết quả (xem xét tính có thể chấp nhận đƣợc của các kết quả tìm đƣợc trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm)” (chứ không phải là đơn thuần theo con đƣờng trực quan cảm tính, quy nạp chủ nghĩa).
Thực nghiệm trong quá trình xây dựng tri thức nhƣ trên thể hiện mối liên hệ biện chứng giữa hành động lý thuyết và hành động thí nghiệm, giữa suy diễn và quy nạp, giữa tƣ duy logic và tƣ duy trực giác. Xét trên bình diện khoa học, quan sát và thí nghiệm chỉ có nghĩa trong mối liên hệ với lý thuyết. Chính lí thuyết đã cho phép tổ chức quan sát và thí nghiệm. Nhƣng chính nhờ quan sát và thí nghiệm mới có cơ sở đảm bảo tính hợp thức (tính có thể chấp nhận đƣợc) của lý thuyết và là cơ sở cho sự phát triển của các thuyết khoa học mới, một khi các thuyết cũ không còn phù hợp với thực nghiệm.
hình thành ở HS một cách hiểu không cứng nhắc, luôn luôn kiểm tra, tìm tòi phát triển tri thức, xây dựng tri thức ngày một sâu sắc hơn, mô hình sau khái quát hơn mô hình trƣớc.
1.3.1.4 Những khó khăn và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm trong dạy phần điện học (Vật lí 7) .
- Một số định lý không thể làm đƣợc thí nghiệm tại lớp học nhƣ đo hiệu điện thế giữa hai đầu đồ dùng dùng điện, khảo sát sự nhiễm điện của một vật sau khi cọ xát, xác định dƣơng, âm của dòng điện bằng cách làm thí nghiệm với nam châm điện.
- Khi nghiên cứu một số đối tƣợng, hiện tƣợng Vật lí không thể quan sát đƣợc, không thể đo đạc đƣợc số liệu trực tiếp do chúng quá nhỏ hoặc quá to nhƣ đo hiệu điện thế của dòng điện khi cọ xát hai vật, sự trao đổi electron hay chuyển động của các điện tích trong mạch,….
- Một số quá trình Vật lí diễn ra nhanh (nhƣ sự trao đổi điện tích giữa các electron).
- Có những hiện tƣợng diễn ra ở những nơi, những thời điểm không thể quan sát trực tiếp đƣợc (các phản ứng hạt nhân, phóng xạ).
- Khi nghiên cứu ứng dụng của các định luật trong kỹ thuật thì cần các thí nghiệm ảo hoặc phim học tập để minh hoạ.
- Do một số thí nghiệm chƣa chứng minh đƣợc hết các trƣờng hợp của định luật vận dụng, độ chính xác của các số liệu đo đƣợc không cao.
- Do có những thí nghiệm mất quá nhiều thời gian chuẩn bị và tiến hành. Do đó không đủ thời lƣợng để tiến hành trong giờ dạy lý thuyết.
- Một số thí nghiệm khó quan sát bằng mắt thƣờng.
- Thí nghiệm thao tác khó và độ chính xác không cao và có thể không đo đƣợc về mặt định lƣợng.
- Một số thí nghiệm không loại bỏ hết đƣợc các yếu tố tác động khách quan bên ngoài.
- Một số thí nghiệm quá phức tạp, đồ dùng không đồng bộ mà thí nghiệm yêu cầu diễn ra trong thời gian có hạn và đòi hỏi kết thúc cùng một lúc.
Tóm lại: Tất cả những điều đã phân tích trên, nhấn mạnh sự cần thiết phải nghiên cứu việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học Vật lí: Coi trọng vai trò của thí nghiệm trong tiến trình xây dựng tri thức theo quan điểm mô hình hoá, đảm bảo mối liên hệ biện chứng giữa hành động lý thuyết và hành động thí nghiệm, giữa suy diễn và quy nạp trong quá trình xây dựng tri thức khoa học. Và việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí nói chung và dạy học các định luật Vật lí nói riêng sẽ phát triển sâu sắc và toàn diện năng lực tƣ duy Vật lí của HS.
Tuy nhiên, đồng thời với sử dụng thí nghiệm thì có những khó khăn và hạn chế nhƣ phân tích ở trên. Do đó trong từng trƣờng hợp cụ thể mà ta cần sử dụng kết hợp với các phƣơng tiện CNTT hoặc dùng các phƣơng tiện CNTT thay thế.