Chương IV
Dạy học các thuyết Vật lí
“Học thuyết trước hết
đưa ra các bộ khung
miêu tả các hiện tượng
mà nó sẽ tìm cách giải
thích. Các bộ khung này
xuất hiện trong các
nguyên lí, dưới dạng các
định nghĩa khởi đầu”
Gillers-Gaston Granger
Nội dung kiến thức cơ bản:
•
•
•
•
•
•
Các thuyết Vật lí.
Đặc điểm của thuyết Vật lí.
Cấu trúc của thuyết Vật lí.
Con đường hình thành thuyết Vật lí.
Kiểm tra học thuyết Vật lí.
Phương pháp dạy học các thuyết Vật lí.
4.1. Thuyết Vật lí
• Vật lí không phải là sự sư tầm các sự kiện thực tế và
các nguyên lý, là quá trình mà chúng ta đạt tới các
nguyên lý tổng quát, mô tả các hoạt động Vật lí phổ
biến như thế nào.
• Các nhà Vật lí học quan sát các hiện tượng tự nhiên
và cố gắng tìm kiếm mẫu hình và nguyên lý mà liên
quan đến các hiện tượng đó. Những mẫu hình này
được gọi là thuyết Vật lí, khi chúng được công bố và
sử dụng rộng rãi, chúng trở thành các nguyên lý, các
định luật Vật lí..
• Một thuyết Vật lí giải thích các hiện tượng tự nhiên
dựa trên quan sát và các nguyên lý cơ sở được chấp
nhận.
Sự phát triển của lý thuyết Vật lí
• Nhà Vật lí học phải học cách hỏi các câu hỏi thích
đáng, thiết kế thí nghiệm cố gắng trả lời các câu hỏi
đó và đưa ra các kết luận thích hợp từ các kết quả
thí nghiệm.
• Galileo phát triển lí thuyết Vật lí: hai cách xử lý mà
bắt đầu và kết thúc bằng quan sát và thí nghiệm.
• Không có thuyết nào là chân lý, là cái tận cùng
hoặc tuyệt đối đúng. Luôn xảy ra khả năng có
những phát hiện mới đòi hỏi phải xem xét lại hoặc
loại bỏ lý thuyết đó.
• Có thể bác bỏ khi tìm ra sự kiện mâu thuẫn với nó,
nhưng không bao giờ chứng minh được rằng
thuyết luôn đúng.
• Mọi thuyết Vật lí đều có vùng không có hiệu lực mà
không thể áp dụng. Sự phát triển mới của Vật lí học
là sự mở rộng một nguyên lý trong vùng hiệu lực.
4.2. Đặc điểm của thuyết Vật lí
• Tính thực tiễn:
– Được xây dựng trên một cơ sở thực nghiệm nhất định. Chỉ
có giá trị khi rút ra được những hệ quả phù hợp với thực
tiễn, được kiểm tra bằng thực tiễn.
• Tính trừu tượng
– Không thể cảm nhận được các thuyết Vật lí trực tiếp bằng
giác quan.
• Tính hệ thống:
– Là hệ thống quan điểm tư tưởng, quy tắc, định luật quan
hệ chặt chẽ với nhau, phát triển ngày càng một sâu sắc.
• Tính khái quát:
– Bao gồm hệ thống các luận đề đủ để giải thích được một
lớp những hiện tượng nhất định. Bổ sung lẫn nhau, không
mâu thuẫn với nhau.
4.3. Cấu trúc của một thuyết Vật lí
• Phần 1: những quan niệm về thế giới tự nhiên, xã
hội và tư duy từ đó đề ra phương pháp luận cho
việc giải quyết các vấn đề trong cuộc sống.
• Phần 2: áp dụng phương pháp luận vào việc giải
quyết các vấn đề cụ thể của cuộc sống.
• Một bộ phận tiên tiến trong xã hội hiểu và tiếp thu,
những tư tưởng của học thuyết sẽ lan toả vào cuộc
sống.
4.4. Con đường hình thành các thuyết Vật lí
• Newton đã sáng tạo nên phương pháp diễn dịchgiả thuyết (hypothefico-deductive method):
– Đưa ra các khái niệm cơ bản
– Đưa ra một số tiền để (axiom) được thừa nhận
không có chứng minh làm điểm xuất phát.
– Dùng toán học như phương tiện diễn dịch để suy ra
các hệ quả Vật lí dưới dạng các hiện tượng có thể
kiểm chứng được bằng quan sát thực nghiệm.
4.5. Kiểm tra thuyết Vật lí
– Một phát biểu khoa học xét riêng ra ít khi có một
nghĩa trọn vẹn, việc kiểm tra một lí thuyết được
xem như là một tổng thể sẽ gây nên những khó
khăn về nguyên tắc.
– Kiểm tra một sự kiện khoa học lệ thuộc vào một
sự thuyết minh, nhưng là sự thuyết minh có qui
tắc, trong phạm vi một lí thuyết rõ ràng.
– Khả năng tiên đoán của một lý thuyết là tiêu chí
về tính hợp thức.
Bốn quy tắc của Descartes:
• Không bao giờ chấp nhận một điều gì là đúng đắn
nếu không biết hiển nhiên nó là thế.
• Phải chia mỗi một khó khăn mà cần xem xét thành
bao nhiêu phần nhỏ có thể được và cần phải có để
giải quyết nó tốt hơn.
• Phải dắt dẫn ý nghĩ theo trình tự, bắt đầu bằng
những sự vật đơn giản nhất và dễ nhận biết nhất,
để dần dần đi lên, nhưng từng bậc thang một, đến
sự hiểu biết những sự vật phức tạp hơn, bằng cách
thậm trí giả định trật tự giữa những sự vật không kế
tiếp nhau trong tự nhiên.
• - Tiến hành khắp nơi những sự kiểm kê đầy đủ và
sự duyệt lại bao quát đến mức phải chắc chắn là
không bỏ quên cái gì hết.
4.6. PPDH các thuyết Vật lí
• Cần phải dần dần từng bước xây dựng cho học sinh
những quan điểm của học thuyết đó.
• Các bước DH thuyết VL:
– Tìm hiểu những cơ sở của thuyết:
– Xây dựng hạt nhân của thuyết:
– Vận dụng hạt nhân của thuyết:
• “Cái đẹp đẽ nhất mà chúng ta có thể trải nghiệm
được là cái bí ẩn. Đó là cảm thức nền tảng trong
cái nôi của nghệ thuật và khoa học chân chính.
Kẻ nào không biết đến nó, không còn khả năng
ngạc nhiên hay kinh ngạc, kẻ đó coi như đã chết,
đã tắt rụi lửa sống trong mắt mình.”
Albert Einstein