Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
CON ĐƯỜNG XÂY DỰNG TỪNG LOẠI KIẾN THỨC VẬT LÝ - Coggle Diagram
CON ĐƯỜNG XÂY DỰNG TỪNG LOẠI KIẾN THỨC VẬT LÝ
Những kiến thức Vật lí cơ bản cần hình thành trong chương trình Vật lí ở trường phổ thông
Những thuyết vật lí
Những ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật
Những định luật vật lí
Những phương pháp nhận thức vật lí
Những khái niệm vật lí, đặc biệt là những khái niệm về đại lượng vật lí
CÁC KHÁI NIỆM VẬT LÍ
Đặc điểm của các khái niệm vật lí
Khái niệm vật lí được hình thành do kết quả của
hoạt động
tư duy
, đặc biệt là hai quá trình gắn bó mật thiết với nhau là
khái quát hóa
và
trừu tượng hóa
Khái niệm mới được hình thành trong quá trình tìm hiểu một khía cạnh mới của hiện tượng, sự vật mà ta không hiểu được, không mô tả,
không lí giải được bằng những khái niệm cũ
Các khái niệm
phản ánh các tính chất của các sự vật
cũng như mối quan hệ giữa các tính chất đó
Mỗi khái niệm được biểu hiện ra bằng một từ, có thể là một kí hiệu, một cái tên ta gắn cho khái niệm
Khái niệm về
đại lượng vật lí
như các khái niệm vận tốc, gia tốc, lực, nhiệt lượng, cường độ dòng điện, hiệu điện thế...có tầm quan trọng đặc biệt
Đặc điểm định tính
là biểu thị một tính chất nào đó của sự vật, hiện tượng (VD: vận tốc biểu thị tính chất nhanh hay chậm của chuyển động)
Đặc điểm định lượng
cho ta biết cách đo lường độ lớn hay nhỏ, mạnh hay yếu của tính chất đó (VD: vận tốc được đo bằng thương số s/t)
Các giai đoạn điển hình của quá trình hình thành những khái niệm về đại lượng vật lí
Giai đoạn 1:
Phát hiện đặc điểm định tính của khái niệm
Giáo viên cần tạo điều kiện để học sinh ý thức được mâu thuẫn, phát hiện được những mặt mới của sự vật mà nếu dùng những khái niệm đã biết thì không thể hiểu được
Giai đoạn 2:
Chỉ ra đặc điểm định lượng của khái niệm
Cách 1:
Nếu đã bết trước đặc điểm định tính của khái niệm, ta có thể xuất phát từ đặc điểm định tính đó, dựa trên sự phân tích mối quan hệ giữa khái niệm mới với khái niệm cũ, tìm một biểu thức định lượng giữa các giá trị cũ
Cách 2:
Nếu chưa biết trước đặc điểm định tính của khái niệm thì ta không thể dựa vào đặc điểm định tính để tìm đặc điểm định lượng mà ta phải làm một cách độc lập
Cách 3:
Đặc điểm định lượng của khái niệm về đại lượng vật lí biểu thị một mối quan hệ khách quan giữa khái niệm mới với các khái niệm cũ => nhiều khi nó xuất hiện đồng thời với định luật vật lí biểu thị mối quan hệ đó
Giai đoạn 3:
Định nghĩa đại lượng vật lí
Phân biệt sự vật cần định nghĩa với tất cả những sự vật khác tiếp cận với nó
Vạch ra những dấu hiệu bản chất của sự vật cần định nghĩa (nội hàm của khái niệm)
Giai đoạn 4:
Xác định đơn vị đo
So sánh hai đại lượng cùng loại bằng nhau
Xác định được một đại lượng cùng loại có đại lượng gấp đôi vật mẫu
Giai đoạn 5:
Vận dụng khái niệm vào thực tiễn
Mối quan hệ giữa khái niệm và từ
Cùng một từ nhưng có nhiều nghĩa khác
nhau => đưa các khái niệm cần lưu ý ngắn gọn, dễ
hiểu, tránh gây nhầm lẫn
Có nhiều từ khác nhau để cùng chỉ một khái niệm => thống nhất sử dụng một từ để diễn đạt một khái niệm và giải thích rõ cho học sinh một số ngôn ngữ khoa học
CÁC ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ
Đặc điểm
Nghiên cứu hiện tượng, sự vật trong sự vận động của chúng, trong sự phụ thuộc giữa chúng, tìm ra mối liên hệ khách quan, phổ biến ràng buộc chúng với nhau, nghĩa là tìm ra các qui luật, các định luật.
Mối quan hệ giữa định luật khoa học và qui luật của thực tế khách quan
Định luật vật lí là mối liên hệ khách quan, phổ biến giữa các thuộc tính của các đối tượng, các quá trình và trạng thái được mô tả thông qua các đại lượng vật lí, tồn tại trong những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất hiện, tương đối bền vững và có thể lặp lại.
Toán học là một công cụ rất quan trọng để biểu diễn các định luật vật lí, vì đa số các định luật vật lí có tính chất định lượng
Các loại ĐL
Định luật thống kê cho biết một số lớn các đối tượng riêng lẻ trong một tập hợp sẽ thể hiện như thế nào trong những điều kiện xác định đã cho.
Định luật bảo toàn cho biết có một đại lượng vật lí nào đó luôn không đổi.
Định luật động lực học cho biết một đối tượng riêng lẻ trong những điều kiện đã cho sẽ hoạt động như thế nào
Con đường hình thành
Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá lí thuyết.
Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hoá thực nghiệm.
Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lý thuyết tổng quát đã biết.
CÁC THUYẾT VẬT LÝ
Đặc điểm của các thuyết vật lý
Tính thực tiễn:
Thuyết vật lý có thể rút ra những hệ quả phù hợp với thực tế và được kiểm tra bằng thí nghiệm
Tính trừu tượng:
là sự khái quát hóa, lí tưởng hóa các kết quả thí nghiệm thực
=> các thuyết đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng
Tính hệ thống:
là hệ thống những tư tưởng, quy định quan hệ chạt chẽ với nhau, phát triển ngày một sâu sắc
Tính khái quát:
Những luận đề bổ sung lẫn nhau, tạo thành một hệ thống nhất phản ánh từ thực tế khách quan đến tư duy trừu tượng rồi lại về thực tiễn
Cấu trúc của một thuyết vật lý
Cơ sở của một thuyết vật lý
Cơ sở thực nghiệm, cơ sở kinh nghiệm
Các khái niệm, định luật thực nghiệm
Các mô hình lí tưởng như mô hình cấu trúc, mô hình chức năng
Hạt nhân của thuyết vật lý
Giải thích trọn vẹn những hiện tượng mới nằm trong cơ sở của thuyết
Những tư tưởng cơ bản của thuyết
là những phán đoán tổng quát nhất về bản chất bên trong cua các hiện tượng
Các định luật cơ bản:
Biểu thị mối liên hệ giữa các hiện tượng mới chủ yếu nằm trong cơ sở của thuyết
Phương trình, hằng số cơ bản của thuyết:
Thể hiện việc vận dụng tư tưởng co bản của nó vào thực tế
Con đường hình thành thuyết vật lý
Trong khoa học
Thực tiễn-> Vấn đề-> Giả thuyết-> Định luật-> Thuyết-> Hệ quả-> Thực tiễn
Trong dạy học
Tìm hiểu những cơ sở của thuyết
Xây dụng hạt nhân của thuyết
Vận dụng hạt nhân của thuyết
CÁC CON ĐƯỜNG DẠY HỌC NHỮNG ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÝ
Vai trò của việc nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật trong dạy học vật lý
Không phải là nghiên cứu xây dựng một kiến thức vật lý mới mà là tìm ra cơ chế, thiết bị có thể tạo ra một hiện tượng mà kiến thức vật lý đã dụ đoán
Là thiết lập mỗi quan hệ giữa lý thuyết và thục tiễn, trừu tượng và cụ thể => việc nhận thức các kiến thức vật lý trở nên sâu sắc và mềm dẻo hơn
Làm cho HS thấy được vai trò của vật lý đối vưới đời sống và sản xuất => kích thich hứng thú và nhu cầu học của HS với vật lý
Hai con đường dạy học những ứng dụng kĩ thuật của vật lý
Con đường thứ nhất:
Quan sát cấu tạo của đối tượng kĩ thuật có sẵn, giải thích nguyên tắc hoạt động của nó
Giai đoạn 1:
Quan sát thiết bị gốc, cho vận hành để xác định được chính xác tác động và kết quả*
Giai đoạn 2:
Quan sát thiết bị gốc để xác định cấu tạo bên trong của nó, làm rõ những bộ phận có liên quan tói nhau trong khi thiết bị vận hành
Giai đoạn 3:
Giải thuyết nguyên tắc hoạt động của thiết bị máy móc
Con đường thứ hai:
Dựa trên những đặc tính vật lý của sự vật hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết yêu cầu kĩ thuật nào đó
Giai đoạn 1:
Xác định rõ những định luật, qui tắc vật lý sẽ phải sử dụng để chế tạo thiết bị kĩ thuật mới
Giai đoạn 2:
Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có một chức năng xác định nhằm sử dụng được hiện tượng vật lý vào sản xuất hay đời sống
Giai đoạn 3:
Đưa ra một phương án thiết kế thiết bị
Giai đoạn 4:
Dựa trên phương án thiết kế, đưa ra một mô hình vật chất - chức năng và cho mô hình vận hành để sơ bộ kiểm tra tính hợp lý của thiết kế
Giai đoạn 5:
Lắp ráp một thiết bị thật, kiểm tra tính đúng đắn của thiết bị khả thi
Giai đoạn 6:
Hoàn thành thiết kế, bổ sung điều chỉnh để tăng tính hiệu quả
CÁC PHƯƠNG PHÁP NHẬN THỨC VẬT LÍ PHỔ BIẾN
Phương pháp thực nghiệm
Nội dung của phương pháp thực nghiệm
Vật lí học ở trường phổ thông hiện nay chủ yếu là vật lí thực nghiệm. Phương pháp thực nghiệm không phải là làm thí nghiệm đơn thuần, không phải là sự qui nạp giản đơn mà là sự phân tích sâu sắc các sự kiện thực nghiệm, tổng quát hóa nâng lên mức lí thuyết và phát hiện ra bản chất của sự vật, bao gòm cả quá trình tìm tòi ý tưởng ban đầu đến kết luận cuối cùng.
Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm
Giai đoạn 1:
Giáo viên mô tả một hoàn cảnh thực tiễn, hay biểu diễn một vài thí nghiệm và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó; tóm lại là
nêu lên một câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được
Giai đoạn 2:
Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một câu dự đoán ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mỉ, kĩ lưỡng, vào kinh nghiệm bản thân, vào những kiến thức sẵn có...
Giai đoạn 3:
Từ giả thuyết, dùng suy luận logic hay suy luận toán học, suy ra một hệ quả: dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí
Giai đoạn 4:
Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả dự đoán trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm hay không
Giai đoạn 5:
Ứng dụng kiến thức. Học sinh vận dụng kiến thức để giải thích hay dự đoán một số hiện tượng đơn giản trong thực tiễn dưới hình thức bài tập
Các mức độ sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí
Những bài học có thể tham gia đầy đủ vào 5 giai đoạn trên không nhiều. Trong nhiều trường hợp, học sinh gặp khó khăn thì có thể sử dụng phương pháp thực nghiệm ở các mức độ khác nhau
Mô hình và phương pháp mô hình
Định nghĩa mô hình
Trong Vật lí, "
Mô hình
là một hệ thống được hình dung trong óc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu mô hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tượng"
Chức năng
Mô tả
sự vật, hiện tượng
Giải thích các tính chất và hiện tượng
có liên quan tới đối tượng
Tiên đoán
các tính chất và hiện tượng mới
Các loại mô hình sử dụng trong vật lí học
Mô hình vật chất
Mô hình lí tưởng (hay mô hình lí thuyết)
Mô hình kí hiệu
Mô hình đồ thị
Mô hình công thức toán
Mô hình logic - toán
Mô hình biểu tượng
Phương pháp mô hình trong vật lí học
Cơ sở lí thuyết của phương pháp mô hình
Cơ sở lí thuyết của phương pháp mô hình là lí thuyết tương tự. Theo đó, dựa vào sự giống nhau một phần về các tính chất hay về các mối quan hệ, ta có thể chuyển những thông tin thu thập được từ một đối tượng này sang một đối tượng khác
Các giai đoạn của phương pháp mô hình
Giai đoạn 2:
Xây dựng mô hình
Giai đoạn 3:
Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả lí thuyết
Giai đoạn 1:
Thu thập các thông tin về đối tượng gốc
Giai đoạn 4:
Thực nghiệm kiểm tra