3 Con đường Hình Thành Khái Niệm Và định Luật Vật Lý - Tài Liệu Text

1. Trang chủ >
2. Thạc sĩ - Cao học >
3. Sư phạm >

3 Con đường hình thành khái niệm và định luật vật lý

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.25 MB, 120 trang )

Vật lý học là môn khoa học giải thích các hiện tƣợng xảy ra trong tựnhiên về mặt Vật lý. Đối tƣợng của Vật lý học là những lớp hiện tƣợng rấtphong phú trong tự nhiên mang tính chất nhân quả một cách tƣờng minh. Sơkhai các triết gia hi lạp gọi Vật lý học là phép Triết lý về tự nhiên. Ngày nay,ngoại trừ các hiện tƣợng thuộc phạm vi tƣơng tác giữa các nguyên tử dẫnđến chuyển hoá các chất (Hoá học và Sinh học), hoặc các hiện tƣợng thuộcphạm vi hiện hành và phát triển của trái đất (Địa chất) đã dần dần tách ranhững ngành khoa học chuyên biệt, còn hầu hết các hiện tƣợng trong tựnhiên vẫn là đối tƣợng của Vật lý học.1.3.1 Con đường hình thành khái niệm Vật lýTrong lịch sử vật lý học ta thấy con đƣờng phát hiện và tìm ra các đặctính của sự vật, hiện tƣợng rất phong phú, đa dạng, phức tạp và nhiều khi rấtquanh co trong một thời gian rất lâu dài. Chính vì vậy, ta chỉ nghiên cứu mộtcách chung nhất các giai đoạn điển hình của quá trình hình thành điển hìnhcủa quá trình hình thành khái niệm Vật lý. Những giai đoạn đó là: phát hiệnđặc điểm định tính, chỉ rõ đặc điểm định lƣợng, định nghĩa khái niệm, đơn vịđo, vận dụng vào thực tiễn.Bốn giai đoạn đó đƣợc tiến hành nhƣ sau:Giai đoạn 1: Phát hiện đặc điểm định tính của khái niệmKhi gặp một sự vật, hiện tƣợng mới lạ hoặc đặc tính mới nào đó củasự vật, hiện tƣợng mà ta không thể dùng các khái niệm cũ để hiểu đƣợc nó.Khi đó ta buộc phải đƣa ra một khái niệm mới và khái niệm mới này dùngđể đặc trƣng cho tính chất mới nào đó của sự vật hiện tƣợng.Giai đoạn 2: Chỉ ra đặc điểm định lƣợng của khái niệmĐiều đó chính là ta chỉ ra các mối liên hệ định lƣợng của khái niệmmới với các khái niệm cũ và cách xác định giá trị của các khái niệm mới.Với yêu cầu “đặc điểm định lƣợng phải thống nhất với đặc điểm định tính và19phản ánh đƣợc đặc điểm định tính”. Mối liên hệ giữa đặc điểm dịnh lƣợngmới với đặc điểm định lƣợng cũ thƣờng đƣợc thể hiện bằng những công thứctoán học. Có hai cách để tìm ra đặc điểm định lƣợng:Cách 1: Xuất phát từ đặc điểm định tính. Phân tích mối liên hệ giữacác khái niệm cũ và mới để tìm ra biểu thức định lƣợng giữa các khái niệmcũ. Biểu thức này có sự liên hệ mật thiết với đặc tính mới (nếu các đặc tínhmới có biểu hiện mạnh lên hoặc yếu đi thì biểu thức cũng sẽ lớn lên hoặcnhỏ đi hoặc ngƣợc lại).Cách 2: Xuất phát từ các đại lƣợng và các định luật đã biết để khảo sáthiện tƣợng mới rồi rút ra một biểu thức luôn luôn có giá trị không đổi mặcdù các đại lƣợng có mặt trong biểu thức đó thay đổi (tức là chỉ phụ thuộcbản thân hiện tƣợng mà không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài). Phân tíchbiểu thức đó ra sẽ biết đƣợc nó đặc trƣng cho tính chất nào đó của sự vật,hiện tƣợng và tìm đƣợc đặc điểm của khái niệm.Cách 3: Nhiều khi các đặc điểm định lƣợng của khái niệm xuất hiệnđồng thời với các định luật vật lý biểu hiện mối quan hệ của các khái niệmcũ và mới.Giai đoạn 3: Định nghĩa đại lƣợng vật lýKhi định nghĩa một khái niệm ta phải thực hiện hai nhiệm vụ:- Phân biệt sự vật cần định nghĩa với tất cả những sự vật khác tiếp cận vớinó,- Vạch ra các dấu hiệu bản chất của sự vật cần định nghĩa (nội hàm của kháiniệm)Giai đoạn 4: Xác định đơn vị đo- Đo một đại lƣợng vật lý phải thoả mãn hai yêu cầu: nghĩa là phảichọn đƣợc một “vật mẫu” để so sánh nó với vật khác có đặc điểm địnhlƣợng bằng đặc điểm định lƣợng của vật mẫu.20- Xác định một đại lƣợng cùng loại có đại lƣợng gấp đôi vật mẫu.Trong Vật lý học có hai loại đơn vị: đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất(đơn vị cơ bản thì có thể tuỳ chọn và không phụ thuộc vào đơn vị đo các đạilƣợng khác, còn đơn vị dẫn xuất thì đƣợc xác định dựa trên các công thứcđịnh nghĩa của đại lƣợng muốn đo)Cần lƣu ý các công thức vật lý, phƣơng trình vật lý khác với các côngthức và phƣơng trình toán học ở chỗ đòi hỏi sự bằng nhau về giá trị của độlớn và về đơn vị.Giai đoạn 5: Vận dụng khái niệm vào thực tiễnKhi ta đã có khái niệm, ta cần vận dụng nó vào việc giải thích sự vậthiện tƣợng cụ thể, dự đoán những dấu hiệu, những hiện tƣợng có thể cảmnhận đƣợc trong thực tiễn bằng giác quan, có thể đo lƣờng cụ thể. Nhờ thếmà hiểu sâu hơn khái niệm mới.Trong quá trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, sẽ có lúc ta gặp sựkiện mới, đòi hỏi phải mở rộng, bổ xung thêm cho khái niệm đƣợc hoànchỉnh.Nhƣ vậy, khi sách giáo khoa đƣợc nghiên cứu theo đúng tiến trìnhhình thành khái niệm vật lý nhƣ vậy thì học sinh sẽ tiếp nhận các khái niệmmột cách dễ dàng hơn và đồng thời học sinh hiểu sâu sắc các phƣơng phápdạy học hiệu qủa.1.3.2 Con đường hình thành các định luật Vật lýTrong quá trình tìm hiểu, khám phá thế giới tự nhiên, sau khi tìm hiểuvề một hiện tƣợng nào đó biến đổi nhƣ thế nào, các nhà khoa học nhận thấyrằng đối với các hiện tƣợng giống nhau thì chúng có sự vận động giốngnhau. Và từ đó các nhà khoa học tổng kết và chỉ ra đƣợc cách thức vận độngchung của các hiện tƣợng đó và từ đó đƣa quy luật Vật lý của chúng.21Nhƣ vậy, quy luật Vật lý là những biểu hiện có tính lặp đi lặp lại mỗikhi xảy ra hiện tƣợng Vật lý cùng loại.Mục đích của việc dạy học các quy luật Vật lý là dạy học sinh nhậnbiết rằng các hiện tƣợng tự nhiên tuy xảy ra phức tạp, nhƣng không phải tuỳtiện mà luôn tuân theo những quy luật nhất định và xảy ra trong những điềukiện nhất định.Đặc điểm thứ nhất (tuân theo những quy luật nhất định) giúp ta phânbiệt hiện tƣợng này với hiện tƣợng khác, cách nhận biết tính hài hoà của tựnhiên. Đặc điểm thứ hai cho phép con ngƣời có thê tác động thúc đẩy chohiện tƣợng xảy ra hoặc ngăn chặn, hạn chế một hiện tƣợng nào đó.Thực ra, mục tiêu của các nhà nghiên cứu và học tập Vật lý khôngdừng lại ở tính quy luật của hiện tƣợng, và là hƣớng tới việc giải thích hiệntƣợng và lợi dụng chúng. Nhƣng tính quy luật của các hiện tƣợng lại là chìakhoá cho việc nêu ra các giả thuyết Vật lý giải thích các hiện tƣợng, tức làtìm kiếm bản chất của hiện tƣợng. Vì vậy, trong giảng dạy Vật lý, khi làmthí nghiệm, hoặc khi mô tả hiện tƣợng cần đặc biệt hƣớng sự chú ý của họcsinh đến việc thiết lập xem hiện tƣợng đang xét tuân theo những quy luậtnào.Mỗi hiện tƣợng vật lý đều tuân theo những quy luật riêng. Nhƣng chỉtrong một số ít trƣờng hợp các quy luật này mới đƣợc nâng lên thành địnhluật. Về phƣơng diện nào đó có thể nói rằng đinh luật Vật lý là những quyluật Vật lý ở đẳng cấp cao hơn thể hiện ở ba điều:Một là, định luật Vật lý thể hiện mối ràng buộc chính xác giữa các đạilƣợng Vật lý chủ yếu của các hiện tƣợng Vật lý cùng loại lặp đi lặp lại nhiềulần, tức là tính chính xác và tính phổ biến của định luật. Ví dụ định luậtAcsimet cho biết rằng bất cứ vật nào bị nhúng vào chất lƣu (chất lỏng hoặc22khí quyển) thì đều bị chất lƣu đẩy một lực theo phƣơng thẳng đứng, hƣớngtừ dƣới lên, có độ lớn đúng bằng trọng lực của khối chất lƣu bị chiếm chỗ.Hai là, định luật chỉ rõ điều kiện xảy ra và bắt buộc phải xảy ra hiệntƣợng mà định luật nói đến, tức là tính tất yếu của hiện tƣợng.Ba là, mỗi định luật vật lý có vai trò quan trọng nhất định trong sựhình thành kiến thức và phát triển của một lĩnh vực chuyên môn, tức là tínhquyết định của định luật.Thông thƣờng có ba con đƣờng hình thành định luật Vật lý đó là:- Thông qua sự quan sát trực tiếp và sự khái quát hoá thực nghiệm.- Thông qua sự quan sát trực tiếp và khái quát hoá lí thuyết.- Thông qua những mệnh đề lí thuyết tổng quát đã biết.* Đạt tới định lý thông qua qua sát trực tiếp và khai quát hoá thực nghiệm.Quan sát trực tiếp bao giờ cũng chỉ thu đƣợc dấu hiệu bên ngoài của sự vậthiện tƣợng một cách rời rạc. Do vậy, cần phải tiến hành những phép quy nạpđể rút ra những quy luật, nghĩa là khái quát hoá thành một định luật Vật lý.* Đạt tới định lý thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá bằng lí thuyết.Thông qua sự khái quát hoá lí thuyết cho phép ta phát hiện ra những quy luậtcó thể giải thích đƣợc những hiện tƣợng đã biết cũng nhƣ tiên đoán nhữnghiện tƣợng mới. Con đƣờng nhận thức này đòi hỏi sự quan sát trực tiếp kếthợp với các phƣơng pháp của nhận thức gián tiếp, đặc biệt là phép suy luậndiễn dịch, giúp ta nhận rõ sự gắn bó bản chất của sự vật, hiện tƣợng riêng lẻvới những mệnh đề tổng quát, những định luật.*Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lý thuyết tổng quát đã biết.Phƣơng pháp này đòi hỏi trƣớc đó phải thiết lập đƣợc một số mệnh đề lýthuyết tổng quát (các mệnh đề chắc chắn). Thông qua những mệnh đề ấy, cóthể thực hiện phép suy luận diễn dịch, rút ra những hệ quả, những tiên đoáncó tính chất quy luật.23Quá trình nhận thức này trải qua các giai đoạn sau: Nêu nên một hiện tƣợng thực tế mà ta chƣa thể giải thích đƣợc hoặc chƣathể dự đoán đƣợc diễn biến của nó, chƣa thể biết đƣợc mối quan hệ giữamột số đại lƣợng nào đó. Nêu nên một mệnh đề lý thuyết mà ta dự đoán rằng có liên hệ đến hiệntƣợng đang xét. Mệnh đề này phải có giá trị chân thật, nghĩa là đã chứngtỏ lầ chắc chắn. Thực hiện một phép suy luận diễn dịch để từ mệnh đề lý thuyết, rút ramột hệ quả logic trong đó nêu nên mối liên hệ giữa các sự vật hiện tƣợngnhƣ một định luật Vật lý. Làm thực nghiệm để kiểm tra dự đoán có phù hợp với thực tế không. Nếuphù hợp thì hệ quả của sự dự đoán trỏ thành một định luật.Các dạng phát biểu của định luật Vật lý.- Dƣới dạng ràng buộc giữa các đại lƣợng Vật lý- Dƣới dạng mệnh đề thuần tuý văn học.- Dƣới dạng giản đồ.Vì vậy thiết lập định luật Vật lý là sự tổng quát hoá rất cao về một vấn đềcủa Vật lý học, nên trình tự các bƣớc nhất thiết phải đƣợc làm tốt gồm babƣớc chính: Mô tả hiện tƣợng, nêu các quy luật của hiện tƣợng, phát biểuđịnh luật.1.4 Đổi mới phương pháp dạy học theo quan niệm công nghệ thông tinvà truyền thôngThế giới bƣớc vào kỉ nguyên mới nhờ tiến bộ nhanh chóng của việc ứngdụng CNTT vào tất cả các lĩnh vực. Trong giáo dục-đào tạo, CNTT đã gópphần hiện đại hoá phƣơng tiện, TBDH, góp phần đổi mới phƣơng pháp dạyhọc.1.4.1 Dạy và học theo quan điểm công nghệ thông tin24Theo quan điểm thông tin, học là một quá trình thu nhận thông tin cóđịnh hƣớng, có sự tái tạo và phát triển thông tin; dạy là phát thông tin vàgiúp ngƣời học thực hiện quá trình trên một cách có hiệu quả. [4.tr 23]Thông tin càng đƣợc hiểu càng có giá trị nếu nó gây ra đƣợc sự bấtngờ càng lớn. Trong khoa học, ngƣời ta đã lƣợng hoá thông tin theo quanđiểm này. Ngƣời học nhƣ một máy thu có nhiều cửa vào, phải biết tiếp nhậnthông tin qua nhiều cửa, phải biết tách thông tin hữu ích ra khỏi nhiễu, phảibiết biến đổi, lƣu trữ, ghi nhớ thông tin trong nhiều bộ nhớ khác nhau, mỗicửa vào này tiếp nhận một loại thông tin đƣợc mã hoá riêng biệt. Ta cần phảitận dụng tất cả các phƣơng tiện để đƣa thông tin vào các cửa này, cần sửdụng các trang thiết bị hiện đại nhằm chuyển đổi, mã hoá, chế biến thông tinđể việc truyền tin đạt hiệu quả nhất.Nếu nội dung bài học chỉ đƣợc truyền tới ngƣời học dƣới dạng vănbản thì ngƣời học có thể kém hứng thú. Nếu chỉ truyền tin theo một chiều,không có sự hỏi, đáp thì thông tin thu đƣợc của ngƣời học có thể phiến diện,không đầy đủ hoặc bị biến dạng, có khi dẫn đến việc hiểu sai nội dung.Theo quan niệm CNTT, đổi mới PPDH, ngƣời ta tìm những “phƣơngpháp làm tăng giá trị lƣợng tin, trao đổi thông tin nhanh hơn, nhiều hơn vàhiệu quả hơn”.Nhờ có sự phát triển của khoa học kĩ thuật, quá trình dạy học đã sửdụng PTDH sau đây:- Phim chiếu để giảng bài với đèn chiếu Overhead.- Phần mềm hỗ trợ bài giảng, minh hoạ trên lớp với LCD-Projector(máy chiếu tinh thể lỏng).- Phần mềm dạy học giúp học sinh học trên lớp và ở nhà.- Công nghệ kiểm tra, đánh giá bằng thực nghiệm trên máy tính.- Sử dụng mạng Internet để dạy học25

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Giảng dạy phần cơ học cho học sinh phổ thông chuyên vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm toán mathematica
  • 120
  • 2,148
  • 3
• GAĐT
  • 16
  • 157
  • 0
• GAĐT
  • 23
  • 176
  • 0
• GAĐT
  • 10
  • 236
  • 0
• GAĐT
  • 14
  • 140
  • 0
• GAĐT
  • 29
  • 129
  • 0
• GAĐT
  • 13
  • 189
  • 0
• GAĐT
  • 11
  • 174
  • 0
• GAĐT
  • 21
  • 135
  • 0
• GAĐT
  • 13
  • 103
  • 0
• Đề kiểm tra Ngữ văn 9 HKI
  • 6
  • 1
  • 4

Tải bản đầy đủ (.pdf) (120 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(4.25 MB) - Giảng dạy phần cơ học cho học sinh phổ thông chuyên vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm toán mathematica-120 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×