Dạy học Vật lý và tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong trường phổ thông (In lần thứ tư): Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 trình bày các nội dung: Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông, sử dụng phương pháp tương tự trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông, sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông, hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Mời các bạn tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dạy học Vật lý và tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong trường phổ thông (In lần thứ tư): Phần 2 CHƯƠNG 4 SỬ DỤNG • PHƯƠNG PHÁP THựC * NGHIỆM • TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ỏ TRƯỜNG P H ổ THÔNG 4.1. Phương p h á p thực nghiệm tro n g n g h iên cứu v ật lý 4.1.1. S ự ra đời của phương p h á p th ự c nghiêm trong sựp h á t triền của vậ t lý học Trong thời cổ đại, khoa học chưa phần ngành và chưa tách khỏitriết học. Mục đích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên mộtcách toàn bộ mà chưa đi vào từng lĩnh vực hiện tượng cụ thể. Lúc đódưới chế độ chiếm hữu nô lệ, xã hội chia làm hai giai cấp : Giai cấp Inôlệ thì phải lao động để nuôi sống xă hội nhưng không được hưỏngquyển lợi gì, còn giai cấp chủ nô là chủ nhân của mọi của cải trong xăhội nhimg lại không lao động sản xuất. Những nhà hiền triết thời đóthuộc giai cấp chú nô hoặc những người tự do, tất nhiên là coi trọng sựsuy lý, sự tranh luận và coi khinh việc làm thí nghiệm là loại lao độngchân tay. Các nhà hiển triết cổ đại cho rằng : Có thể dùng sự suy lý, sựtranh luận để tìm ra chânt lý. Vì vậy, nhiều khi họ đã thay thế nhữngmôi quan hệ có thật nhưng mình chưa biết bằng những mốỉ quan hệ dotự mình tưỏng tượng ra. Tuy vậy, cũng có một số trường hợp, sự suy lýcũng dẵn đến những dự đoán thiên tài. Triết học tự nhiên phát triểntheo hai hướng : Duy vật và duy tâm. Hai trào lưu đó đấu tranh vớinhau trong một thời gian dài khoảng gần hai nghìn năm, nhưng 105phương pháp đấu tranh vẩn chỉ là suy lý và tranh luận nên khôngphản thắng bại. Mặt khác, thời tning thế kỷ, giáo hội Gia tô có một địa vị tốì caotrong đời sống xã hội châu Áu. Cho nên, Giáo hội đả dùng uy quyền củaminh để chống lại khoa học mỗi khi khoa học chỉ ra một chân lý mớitrái với kinh thánh, thậm chí còn dừng cả bạo lực để ngăn cản bưóctiến của khoa học. Giáo hoàng Pôn II (thế kỳ XV) nói Tôn giáo phảitiêu diệt khoa học vì khoa học là kẻ thù của tôn giáo. Giáo hội chorằng chỉ có ý chúa mối là chần lý. Giáo hội Gia tô đã tổ chức ra toà ándị giáo vô cùng độc đoán và hà khắc để trừng trị những người có tưtưởng chống tôn giáo. Những toà án đó đã đốt sách, cầm tù, tra tấn,thiêu sống nhiều nhà khoa học vì tội bảo vệ và truyền bá những tưtưởng khoa học trái với kinh thánh. Trong số đó có Bêcơn bị cầm tù hơn20 năm, Brunô bị thiêu sống. Giáo hội Gia tô thòi trung thế kỷ đã huydộng mọi biện pháp để ngăn chặn mọi bước tiến của khoa học. Phải đến thế kỷ XVII, Gaỉilê mới xảy dựng được phương phápmới - phương pháp thực nghiệm rất có hiệu quả trên con đường đi tìmchán lý, làm cho vật lý thực sự trỏ thành một khoa học độc lập, mỏđường giải phóng khoa học, thực hiện cuộc cách mạng khoa họclần thứ nhất. Gaỉilê chống ỉại phương pháp giáo điều, kinh viện của các họcgiả thời bấy giờ. Ông chủ trương rằng những cuộc tranh luận suông làvô bổ, không thể dẫn đếu chân lý. Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trựctiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải hỏi thiên nhiênchứ không phải hỏi Aristôt hoặc kinh thánh. Lời Aristôt và kinh thánhkhông phải là sự quyết định cuối cùng, phải để cho tKiên nhiên phánxét, mỗi khi con người tranh luận với nhau vể thiên nhiên. Ông cho106rằng: Thiên nhiên tuán theo những quy luật khách quan của chính bảnthân thiên nhiên, chứ không tuân theo ý muốn của một người nào haymột đấng thần linh nào. Gaiilê được công nhận là ông tổ của vật lý thực nghiệm, ngườisáng lập ra phuơng pháp thực nghiệm. Trước kia, Acsimet đã chú trọngđến thực nghiệm và Rôgiơ đã đề cao thực nghiệm, nhưng chưa nêu lênđược thành một phương pháp. Galilê đã sử dụng thực nghiệm một cáchhệ thống và đã để ra phương pháp thực nghiệm trong vật lý. Trưóc mộthiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galỉỉê bắt đầu bằng quan sát (trongtự nhiên hay trong các thí nghiệm) để xác định rõ vấn đề cần nghiêncứu, dưa ra một cách giải thích lý thuyết có tính chất dự đoán. Từ lýthuyết đó, ông rút ra những kết luận có thể kiểm tra được bằng thựcnghiệm. Sau đó, ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thínghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để có thể đạt được kết quảchính xác tin cậy được. Cuối cùng, ông đốì chiếu kết quả thu được bằngthực nghiệm với lý thuyết ban đầu. Galilê nói : Hãy đo đạc tất cảnhững gì đo đạc được và hãy làm cho những cái không đo đạc được trởthành đo đạc được và chỉ có khoa học của những cái đo đạc được mớithực sự là khoa học. Đo đạc chính xác và sử dụng toán học để đi đếnnhững kết quả định lượng, biểu diễn mối quan hệ định lượng, đó làmục tiêu của Galilê. ông nói Cuốn sách thiên nhiên được viết bằngngôn ngữ toán học. Phương pháp của Galilê có tính hệ thống, tính khoa học, cóchức năng nhận thức luậxi, tổng quát hoá vể mặt lý thuyết những sựkiện thực nghiệm và phát hiện ra bản chất của sự vật hiện tượng.Gaỉiỉê chưa tổng kết được phương pháp khoa học của mình, v ể sau, cácnhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp đó và xây dựng cho nó 107ngày một hoàn chỉnh hơn. Nhờ phương pháp thực nghiệm đó mà trongnhiều thế kỷ sau, vật lý học đã tiến được những bước tiến lớn và cònthâm nhập vào nhiều ngành khoa học tự nhiên khác. 4.1.2. Nôi dung của phương phá p thưc nghiêm Spaski đă nêu lên thực chất của phương pháp thực nghiệm củaGaliiê nhu sau : Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa họcxây dựng một giả thuyết. Giả thuyết đó không chỉ đơn giản là sự tổngquát hoá các thí nghiệm đã làm, nó chứa đựng một cái gì mới mẻ,không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể. Bằng phép suy luận lôgicvà bằng toán học, nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó mà rút ra mộtsố hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới trước đó chưa biết đến. Nhữnghệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra iạỉđược. Nếu sự k ...