Vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức vật lý với dạy học giải quyết vấn đề chương VII ''chất rắn và chất lỏng sự chuyển thể'' vật lý 10 nâng cao

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học vinh
--------------

Nguyễn Thị hoài đức

Vận dụng phối hợp các phơng pháp nhận thức
Vật lí với dạy học giải quyết vấn đề chơng vii

chất rắn vµ chÊt láng. Sù chun thĨ”
vËt lÝ 10 n©ng cao

LuËn văn thạc sĩ giáo dục học

Vinh - 2010

Bé gi¸o dục và đào tạo
Trờng đại học vinh
--------------

Nguyễn Thị hoài đức

Vận dụng phối hợp các phơng pháp nhận thức
Vật lí với dạy học giải quyết vấn đề chơng vii

chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thÓ”
vËt lÝ 10 n©ng cao

Chuyên ngành: lý luận và phơng pháp dạy học vật lý
M· sè: 60.14.10

Luận văn thạc sÜ gi¸o dơc häc

Ngêi híng dÉn khoa häc:
PGS.TS. Ngun quang l¹c

Vinh - 2010

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự giúp đỡ của Thầy giáo: Phó giáo sư -
Tiến sĩ Nguyễn Quang Lạc. Qua đây tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và
kính trọng đến người thầy hướng dẫn của mình – người đã đặt vấn đề, hướng
dẫn và tận tình giúp đỡ tác giả trong q trình hồn thành luận văn.

Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn tới các thầy cơ giáo trong khoa Vật lý,
Khoa Đào tạo Sau đại học Trường Đại học Vinh, những người đã truyền thụ cho

0

tác giả những kiến thức bổ ích trong q trình học tập, dẫn dắt tác giả trong
bước đầu nghiên cứu khoa học cũng như trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Tác giả cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ tác
giả hoàn thành luận văn này.

Vinh, tháng 11 năm 2010
Tác giả

MỤCLỤC
Trang

MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài...............................................................................................1
2. Mục đích của đề tài............................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nguyên cứu....................................................................2
4. Giả thuyết khoa học...........................................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.........................................................................................2
1

6. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................2

7. Cấu trúc luận văn...............................................................................................3

8. Đóng góp của luận văn......................................................................................4

NỘI DUNG

Chương 1: Cơ sở lí luận của việc phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí

với dạy học giải quyết vấn đề

1.1 Phương pháp nhận thức Vật lí....................................................................5

1.1.1 Phương pháp nhận thức khoa học...............................................................5

1.1.2. Phương pháp nhận thức Vật lí và phương pháp dạy học Vật lí..................8

1.1.3. Các phương pháp nhận thức thường gặp trong nghiên cứu Vật lí ..............9

1.1.3.1. Phương pháp tương tự..................................................................................9

1.1.3.2. Phương pháp giả thuyết...............................................................................9

1.1.3.3. Phương pháp mơ hình hóa.........................................................................10

1.1.3.4. Phương pháp thí nghiệm tưởng tượng.......................................................10

1.1.3.5. Phương pháp thực nghiệm.........................................................................11

1.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong mụn Vt lớ..............................................11

1.2.1. Khái niệm dạy học gii quyt vn .......................................................11

1.2.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề trong dạy học giải quyết vấn đề..............12

1.2.3. Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề.................................................... 15

1.2.4. Các điều kiện để triển khai dạy học giải quyết vấn đề..............................17

1.2.5. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề................................................17

1.2.6. Các phơng pháp hớng dẫn học sinh giải quyết vấn đề...............................20

1.2.6.1. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phơng pháp đà biết.........20

1.2.6.2 Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần......................................22

1.2.6.3 Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.......................................22

1.2.7. Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề trong các loại bài học vật lý.23

1.2.7.1. Bài i häc x©y dùng tri thøc

míi………………………………………….23

1.2.7.2. Bµi häc thùc hµnh thÝ nghiƯm vËt lý ………………………………….. 24

1.2.7.3. Bµi häc bµi tËp vËt lý ………………………………………………….25

1.3. Phối hợp các phương pháp nhận thức Vật Lý với định hướng dạy học

giải quyết vấn đề……………………………………………………….26

1.3.1. Khả năng vận dụng các phương pháp nhận thức Vật lí vào

2

dạy học Vật lí.........................................................................................26

1.3.1.1. Phương pháp đo đạc ………………………………………………….26

1.3.1.2. Phương pháp quan sát ………………………………………………..27

1.3.1.3. Phương pháp thực nghiệm…………………………………………….27

1.3.1.4. Phương pháp mơ hình hóa……………………………………………28

1.3.1.5. Phương pháp tương tự………………………………………………...29

1.3.1.6. Phương pháp thí nghiệm tưởng tượng(PPTNTT)…………………….29

1.3.1.7. Các phương pháp suy diễn lí thuyết ………………………………….30

1.3.2. Quy trình phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí với dạy học giải

quyết vấn đề…………..........................................................................30

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1………………………………………………………34

Chương 2: Vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí với dạy học

giải quyết vấn đề ở một số bài học ở chương VII “ Chất rắn và chất lỏng. Sự

chuyển thể” Vật lí lớp 10 nâng
cao…………………………………………........35

2.1. Nội dung và cấu trúc chương “ Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển

thể”…35

2.2. Vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí với dạy học giải

quyết vấn đề trong một số bài học…………………………………… 37

2.2.1. Giáo án 1. Bài 52: Sự nở vì nhiệt của vật rắn………………………….37

2.2.2. Giáo án 2. Bài 53: Chất lỏng hiện tượng căng bề mặt của

chất lỏng…………………………………………………43

2.2.3 Giáo án 3. Bài 54 : Hiện tượng dính ướt và khơng dính ướt. Hiện tượng

mao dẫn……………………………………………………………….52

2.2.4. Giáo án 4. Bài tập …………………………………………58

2.2.5. Giáo án 5 Bài 57 Thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất
lỏng.64

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2……………………………………………………....68

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm……………………………………………...69

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm........................................................ ..69

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm..........................................................................69

3.3 Đối tượng thực nghiệm......................................................................... 69

3.4. Nội dung thực nghiệm...........................................................................69

3

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm...............................................................70
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3………………………………………………………75
KẾT LUẬN…………………………………………………………………….76
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………...77
PHỤ LỤC……………………………………………………………Từ P1 đến P5

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Do sự phát triển nhanh, mạnh với tốc độ mang tính bùng nổ của KHKT

nên ở trường phổ thông không thể trang bị cho học sinh mọi tri thức mong
muốn. Vì vậy phải coi trọng việc dạy phương pháp, dạy cách đi tới kiến thức
của lồi người. Trên cơ sở đó mà tiếp tục học tập suốt đời, mọi người sống trong
một xã hội học tập. Xã hội địi hỏi người có học vấn hiện đại khơng chỉ có khả
năng lấy ra từ trí nhớ các trí thức dưới dạng có sẵn, đã lĩnh hội ở nhà trường mà

4

phải có năng lực chiếm lĩnh, sử dụng các tri thức mới một cách độc lập. Khả
năng đánh giá các sự kiện, các tư tưởng, các hiện tượng mới một cách thông
minh sáng suốt khi gặp trong cuộc sống, trong lao động và trong quan hệ với
mọi người.

Nội dung chương trình các mơn học trong nhà trường phải góp phần quan
trọng để phát triển hứng thú và năng lực nhận thức của học sinh, cung cấp cho
học sinh những kĩ năng cần thiết cho việc tự học và tự giáo dục sau này.

Theo kiểu dạy học truyền thống, điều quan tâm chủ yếu của người dạy là
sự trình bày bài giảng của mình về kiến thức cần dạy cho người học sao cho
đảm bảo nội dung chính xác, sâu sắc và đầy đủ nên chưa đáp ứng được yêu cầu
trên. Việc đổi mới PPDH là yêu cầu vơ cùng cần thiết đối với ngành giáo dục
nói chung và mỗi giáo viên nói riêng. Việc “ Dùng phương pháp nhận thức khoa
học để dạy những nội dung cơ bản của chính khoa học đó cho học sinh phổ
thơng” đã được các nhà giáo dục cộng hịa liên bang Nga VG Razumopxki, A
Pin- xkin và một số nhà lý luận dạy học Việt Nam nêu ra là nhằm phát triển trí
tuệ học sinh, bồi dưỡng năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề... đáp ứng

được yêu cầu mà xã hội cần. Việc dạy học có sự vận dụng phối hợp các phương
pháp nhận thức vào dạy học giải quyết vấn đề sẽ giúp học sinh vừa lĩnh hội tri
thức vừa được bồi dưỡng những kĩ năng nhất định của phương pháp nhận thức,
phương pháp tự học, chuẩn bị hành trang cho quá trình học tập và lao động sáng
tạo suốt đời.

Mặc dù đưa lại hiệu quả dạy học cao và áp dụng cho nhiều loại tiết học
khác nhau như: Bài học kiến thức mới, bài tập Vật lí, bài học thực hành, bài học
ơn tập chương, bài ngoại khóa...nhưng việc vận dụng phối hợp các phương pháp
nhận thức vào dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí chưa được nhiều
giáo viên quan tâm đúng mức bởi nhiều yếu tố chủ quan và khách quan.

Chương: “Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể ” Vật lí lớp 10 (nâng
cao) hội tụ đầy đủ các điều kiện khách quan ( nội dung tri thức khoa học, thiết
bị dạy học) để phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí với dạy học giải
quyết vấn đề. Nhằm nâng cao chất lượng dạy học chương “Chất rắn và chất
lỏng. Sự chuyển thể ” bằng cách vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức
với dạy học giải quyết vấn đề nên tôi chọn đề tài này cho luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ của mình.

2. Mục đích của đề tài

- Tìm hiểu các phương pháp nhận thức Vật lí, lí thuyết dạy học giải quyết
vấn đề và đề xuất tiến trình vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức Vật
lí với dạy học giải quyết vấn đề để thiết kế một số bài học trong chương VII “
Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể” Vật lí lớp 10 (nâng cao) nhằm góp phần
bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

3. Đối tượng và phạm vi nguyên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu

5

- Các phương pháp nhận thức khoa học Vật lí.

- Dạy học giải quyết vấn đề.

- Dạy học Vật lí theo ý tưởng vận dụng phối hợp các phương pháp nhận
thứcVật lí với dạy học giải quyết vấn đề.

3.2. Phạm vi nghiên cứu

- Dạy học chương VII “Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể” Vật lí lớp
10 nâng cao theo định hướng của đề tài.

- Triển khai ở khối 10 trường THPT Quỳnh Lưu 1- Tỉnh Nghệ An.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí với dạy học giải
quyết vấn đề một cách hợp lý thì sẽ bồi dưỡng được năng lực tư duy, năng lực
giải quyết vấn đề, nhờ đó nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức cho học sinh
khi dạy học chương “Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể” nói riêng, dạy học
vật lí nói chung.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về phương pháp nhận thức Vật lí.

- Nghiên cứu lí luận về dạy học giải quyết vấn đề.

- Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc, nội dung chương VII “ Chất rắn và chất
lỏng. Sự chuyển thể” Vật lí lớp 10 nâng cao.

- Đề xuất tiến trình vận dụng các phương pháp nhận thức với dạy học giải
quyết vấn đề trong bộ môn Vật Lý

- Vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí vào dạy học giải
quyết vấn đề áp dụng cho:

+ Tiết: Bài học xây dựng tri thức mới.

+ Tiết: Bài tập.

+ Tiết: Thực hành.

- Thực nghiệm sư phạm, đánh giá kết quả nghiên cứu.

6. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến việc giải quyết các
nhiệm vụ của đề tài.

- Nghiên cứu thực tiễn:

+ Tìm hiểu thực tế sử dụng các PPDH Vật lí ở trường THPT hiện nay. Đặc
biệt đối với chương VII “ Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể” Vật lí lớp 10
( nâng cao) .

+ Tiến trình vận dụng các phương pháp nhận thức Vật lí trong sự phối hợp
với dạy học giải quyết vấn đề.

6

+ Thiết kế một số bài học ở chương “ Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển
thể” theo định hướng của đề tài .

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm.
+ Sử dụng phương pháp thống kê tốn học để xử lí các kết quả thực

nghiệm sư phạm.
+ Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo.

7. Cấu trúc luận văn
Phần 1: Mở đầu
Phần 2: Nội dung
Chương 1: Cơ sở lí luận của việc phối hợp các phương pháp nhận thức Vật
lí với dạy học giải quyết vấn đề
1.1. Phương pháp nhận thức Vật lí
1.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong mơn Vật lí.
1.3. Phối hợp các phương pháp nhận thức Vật Lý với định hướng dạy học giải
quyết vấn đề.
Chương 2: Vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức Vật lí với dạy
học giải quyết vấn đề ở một số bài học ở chương VII “ Chất rắn và chất
lỏng. Sự chuyển thể” Vật lí lớp 10 nâng cao
2.1. Nội dung và cấu trúc chương “ Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể”.
2.2. Vận dụng phối hợp các phương pháp nhận thức với dạy học giải quyết vấn
đề trong một số bài học.

- Bài 52: Sự nở vì nhiệt của vật rắn.
- Bài 53: Chất lỏng. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng.
- Bài 54: Hiện tượng dính ướt và khơng dính ướt. Hiện tượng mao dẫn.
- Bài tập.
- Bài 57: Thực hành: Xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm.
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm.
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.
3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm.
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.
Phần 3: Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục.

7

8. Đóng góp của luận văn
- Luận văn góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc

phối hợp các phương pháp nhận thức Vật Lý với dạy học giải quyết vấn đề trong
mơn Vật lí ở trường THPT.

- Xây dựng được một số bài học theo định hướng phối hợp các phương
pháp nhận thức với dạy học giải quyết vấn đề nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy
sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

NỘI DUNG
Chương 1: Cơ sở lí luận của việc phối hợp các phương pháp nhận

thức Vật lí với dạy học giải quyết vấn đề
1.1. Phương pháp nhận thức Vật lí

1.1.1. Phương pháp nhận thức khoa học
* Phương pháp có thể hiểu theo nghĩa chung là tập hợp các biện pháp, thủ pháp,
cách thức, những con đường bao gồm các thao tác thực hành hay lý thuyết để
đạt đến mục đích nào đó.

8

* Phương pháp nhận thức khoa học là những con đường những thủ pháp, những
cách thức để đạt tới chân lí khoa học để phản ánh những qui luật, những tính
chất... của thế giới khách quan ( vật chất, tinh thần).

Sơ đồ 1: Phương pháp nhận thức khoa học trong quá trình nhận thức

Thực tiễn thế Phương pháp Sự nhận thức
giới khách quan nhận thức ( Kiến thức về thế
giới khách quan)

* Trong nhận thức Vật lí sơ đồ về phương pháp nhận thức trên đây có thể được
diễn đạt thành sơ đồ dưới dạng chu trình ( chu trình nhận thức sáng tạo Vật lí do
Razumơpxki đề xướng)

Sơ đồ2: chu trình nhận thức sáng tạo của Razumơpxki

Mơ hình Hệ quả

Sự kiện Thực nghiệm

Từ sơ đồ phương pháp nhận thức khoa học và sơ đồ chu trình nhận thức sáng
tạo của Razumơpxki chúng tơi cho rằng hoạt động nhận thức Vật lí có thể biểu
diễn theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 3: Tiến trình nhận thức Vật lí sáng tạo [6,10]

9

Vấn đề Giả Hệ quả Thí nghiệm Tri thức
thuyết lôgic kiểm tra Vật lí

Thực tiễn

Dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề phải
phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo của nhà Vật lí. Đây chính là cơ sở khoa
học của dạy học giải quyết vấn đề có sự vận dụng phối hợp các phương pháp
nhận thức Vật lí.

* Các yêu cầu về việc bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học cho học
sinh:

- Dạy phương pháp khoa học không thể tách rời việc dạy nội dung khoa học. Vì
nội dung khoa học về căn bản sẽ quyết định phương pháp khoa học tương ứng,
nên trong chương trình học ta khơng thể qui định việc giảng dạy phương pháp
khoa học một cách tùy tiện được. Ví dụ : Phương pháp thực nghiệm được sử
dụng để xây dựng hầu hết các định luật thực nghiệm về Vật lí thì dạy các định
luật này là điều kiện tốt để bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh.
Thuyết động học phân tử được xây dựng chủ yếu bằng phương pháp mơ hình thì
dạy học nội dung thuyết này là điều kiện tốt để bồi dưỡng cho học sinh phương
pháp mơ hình.

- Phương pháp nhận thức khoa học là sự vận động thống nhất một cách biện
chứng giữa tính chủ quan và tính khách quan. Khác với các kiến thức khoa học
đơn thuần mang tính khách quan, các kiến thức về phương pháp nhận thức khoa
học ít nhiều mang tính chủ quan và lại ln trừu tượng nên việc bồi dưỡng
phương pháp nhận thức khoa học cho học sinh khác với việc truyền thụ kiến
thức khoa học đơn thuần cho các em. Kiến thức lí thuyết là sự phản ánh của
chính các thực tại khách quan diễn ra trước mắt ( hoặc trong trí tưởng tượng )
của học sinh nên đối với các em, nó ít nhiều có tính cụ thể. Cịn phương pháp
nhận thức khoa học thì dù sao cũng trừu tượng hơn các kiến thức khoa học. Ta
chỉ thực sự nắm được phương pháp khoa học trong hoạt động tìm tịi nghiên cứu
xây dựng kiến thức lí thuyết.

- Cần phải có sự phân biệt giữa việc rèn luyện phương pháp khoa học cho học
sinh và việc rèn luyện kĩ năng cho các em. Ví dụ việc dạy phương pháp thực
nghiệm khác với việc rèn luyện kĩ năng thực hành . Muốn rèn luyện phương

10

pháp khoa học cho các em cần phải có một sự đầu tư thích đáng về thời gian, về
thiết bị cũng như về cơng sức của giáo viên.

- Vì phương pháp khoa học gắn bó mật thiết với nội dung khoa học nên mỗi
khoa học có một hệ thống phương pháp đặc thù của nó. Nêu lên được những nét
đặc thù của phương pháp thuộc một bộ môn khoa học không phải là một việc dễ
dàng.

* Phân loại hệ thống phương pháp khoa học

Căn cứ vào mức độ phổ biến và phạm vi ứng dụng của phương pháp có thể phân

loại phương pháp nhận thức khoa học thành 3 nhóm:

+ Nhóm các phương pháp triết học(Các phương pháp chung nhất): là những
phương pháp chung nhất, phổ biến nhất áp dụng cho mọi lĩnh vực nghiên cứu,
bao gồm các phương pháp của lôgic biện chứng, các phương pháp của lý luận
nhận thức : phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa, cụ thể
hóa ... Các cặp phạm trù và ba phép biện chứng duy vật.

+ Nhóm các phương pháp riêng rộng: gồm các phương pháp có thể áp dụng
cho một số ngành khoa học trong một số giai đoạn của q trình nhận thức.Ví
dụ : phương pháp thực nghiệm áp dụng cho các ngành khoa học thực nghiệm
như vật lí, hóa học, sinh học, y học; Phương pháp tương tự , phương pháp mơ
hình...

+ Nhóm các phương pháp riêng hẹp: là những phương pháp chỉ áp dụng trong
lĩnh vực hẹp của một ngành khoa học hoặc một số ngành khoa học. Ví dụ
phương pháp động lực học, phương pháp giản đồ véc tơ.... trong Vật lí học.

Sự phân loại trên mang tính tương đối bởi trong quá trình phát triển khoa học
các phương pháp nhận thức có thể có sự phát triển theo các hướng khác nhau và
các phương pháp nhận thức ln có sự xâm nhập lẫn nhau, sự chuyển hóa lẫn
nhau, trong hoạt động nhận thức có sự vận dụng phối hợp các phương pháp
nhận thức.

* Áp dụng sự phân loại phương pháp nhận thức khoa học vào Vật lí học có thể
kể tên một số phương pháp điển hình theo thứ tự về tính phổ biến như sau:

- Phương pháp phân tích, phương pháp tổng hợp, Phương pháp phân tích- tổng
hợp(thuộc nhóm các phương pháp Triết học).

- Phương pháp qui nạp, phương pháp suy diễn, Phương pháp qui nạp- suy diễn

(các phương pháp lôgic- thuộc nhóm các phương pháp Triết học).

- Phương pháp trừu tượng hóa, khái quát hóa, cụ thể hóa (các phương pháp
lơgic- thuộc nhóm các phương pháp Triết học).

- Phương pháp thực nghiệm, quan sát, đo lường...(thuộc các phương pháp riêng
rộng).

- Phương pháp lý thuyết : tương tự, mơ hình hóa, thí nghiệm tưởng tượng, tiên
đề, giả thuyết ... (thuộc các phương pháp riêng rộng).

11

- Phương pháp động lực học, phương pháp định luật bảo tồn, phương pháp
phân tích quang phổ... (thuộc các phương pháp riêng hẹp).

1.1.2. Phương pháp nhận thức Vật lí và phương pháp dạy học Vật lí

* Phương pháp nhận thức Vật lí là nhưng phương pháp nhận thức khoa học
được sử dụng trong q trình nghiên cứu Vật lí để xây dựng hệ thống kiến thức
về Vật lí học.

* Phương pháp dạy học Vật lí là những hình thức và cách thức tổ chức hoạt
động của giáo viên và học sinh trong những điều kiện dạy học xác định nhằm
đạt được mục đích dạy học xác định ( lĩnh hội những kiến thức về Vật lí học,
phát triển năng lực, hình thành nhân cách cho học sinh).

Từ những năm 1970 Nguyễn Ngọc Quang đã phát hiện quy luật về sự chuyển

hóa giữa phương pháp khoa học và phương pháp dạy học xuất phát từ sự giống
nhau về bản chất của hai hoạt động nhận thức này. Dạy học nhằm phát triển
năng lực nhận thức phải là hoạt động hướng dẫn người học tự nhận thức, hướng
dẫn học sinh lĩnh hội tri thức theo con đường của nhận thức sáng tạo, do vậy
giáo viên cần phải vận dụng các phương pháp nhận thức sáng tạo để tổ chức, chỉ
đạo học sinh chiếm lĩnh tri thức.

Bảng 1: Chuyển hóa phương pháp nhận thức thành phương pháp dạy học[7,20]

Phương pháp khoa học (xuất xứ) Phương pháp dạy học

1.Quan sát 1. Quan sát

2. Thực nghiệm khoa học 2. Thí nghiệm ( biểu diễn, thực tập)
Phương pháp thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm trong dạy
học

3. Tương tự 3. Tương tự
4. Mơ hình hóa trong dạy học
4. Mơ hình hóa 5. Thí nghiệm tưởng tượng
6. Các phương pháp lơgic
5. Thí nghiệm tưởng tượng 7. Thuyết trình, diễn giảng...

6. Các phương pháp lơgic 8. Đàm thoại
9. Giải quyết vấn đề (phối hợp các
7. Báo cáo khoa học, bảo vệ luận án, phương pháp nhận thức)
bảo vệ cơng trình khoa học... 10 Grap dạy học(Sơ đồ lôgic nội
dung)
8. Xemina

9. Giải quyết vấn đề (phối hợp các
phương pháp nhận thức)

10 Grap hóa( Sơ đồ hóa)

11. Phương pháp toán học 11. Dạy học chương trình hóa
12. Điều khiển học 12. Dạy học angơrít hóa
13. Công nghệ dạy học

12

13. Tổng hợp các phương pháp khoa học.

Phương pháp nhận thức vật lý và phương pháp dạy học vật lý có cùng một
đối tượng nghiên cứu, tức là có chung mặt khách quan. Nghiên cứu của nhà vật
lý học và dạy học vật lý trong nhà trường có chung đối tượng là những hiện
tượng vật lý và các quy luật khách quan chi phối chúng. Vì vậy, phương pháp
nhận thức vật lý có ảnh hưởng đến phương pháp dạy học, phương pháp nhận
thức vật lý thông qua xử lý sư phạm được biến đổi dưới tác động của các quy
luật giáo dục học, tâm lý học, lý luận dạy học cho thích hợp với môi trường và
điều kiện dạy học để chuyển thành phương pháp dạy học vật lý.

1.1.3. Các phương pháp nhận thức thường gặp trong nghiên cứu Vật lí

Trong nghiên cứu vật lý, để giải quyết vấn đề, các nhà vật lý thường sử dụng
một số phương pháp sau đây:

1.1.3.1. Phương pháp tương tự

* Phương pháp tương tự là phương pháp nhận thức khoa học nhờ việc sử dụng sự

tương tự và phép suy luận tương tự nhằm thu nhận tri thức mới. Phương pháp này
cho phép đưa ra những phỏng đoán bước đầu, sẽ được nghiên cứu tiếp bằng các
phương pháp khác, là một yếu tố kích thích sự ra đời của giả thuyết khoa học.

* Các giai đoạn cơ bản của phương pháp tương tự:

- Tập hợp những dữ kiện về đối tượng cần nghiên cứu và các dấu hiệu về đối
tượng đã biết từ đó có những hiểu biết phong phú định đem đối chiếu.

- Tiến hành phân tích những điểm giống nhau và khác nhau giữa các dấu hiệu
của hai loại hiện tượng, kiểm tra xem các dấu hiệu giống nhau có đồng thời là
các dấu hiệu bản chất của các đối tượng hay không.

- Truyền các dấu hiệu của đối tượng đã biết cho đối tượng cần nghiên cứu bằng
suy luận tương tự.
- Kiểm tra tính đúng đắn của các kết luận rút ra (hoặc các hệ quả của chúng) có
tính chất giả thuyết đó ở chính đối tượng cần nghiên cứu. Trên cơ sở đó đề xuất
những khái niệm mới, mơ hình mới, dự đoán quy luật mới của hiện tượng cần
nghiên cứu.

1.1.3.2. Phương pháp giả thuyết

* Phương pháp giả thuyết là phương pháp nghiên cứu dựa trên việc đề xuất một
điều giả định (phỏng đốn) nào đó để từ đó suy ra câu trả lời cần có (là sự giải
thích hay tiên đốn sự kiện). Phương pháp này cho phép nhà nghiên cứu đưa ra
các giả thuyết khoa học từ đó có thể giải thích, tiên đốn các sự kiện và tiếp tục
sử dụng các phương pháp mơ hình hóa, phương pháp thực nghiệm để xây dựng
tri thức mới.

* Các giai đoạn của phương pháp giả thuyết:

13

- Quan sát thực tế hoặc phân tích những cơ sở lý thuyết đã có sẵn, so sánh đối
chiếu với những hiểu biết thực tế đã có về hiện tượng, để sơ bộ đề ra một phỏng
đoán khoa học.

- Dựa trên những cơ sở phân tích lý thuyết để chính xác hóa phỏng đốn, xây
dựng mơ hình đơn giản về hiện tượng cho phép tính tốn sơ bộ những hệ quả
của nó. Khi đó phỏng đốn khoa học sẽ trở thành một giả thuyết khoa học. Phát
biểu giả thuyết được đề xuất.

1.1.3.3. Phương pháp mơ hình hóa

* Phương pháp mơ hình hóa là phương pháp nghiên cứu dựa trên mơ hình lý
thuyết (mơ hình trong tư duy) hoặc trên mơ hình vật chất của đối tượng gốc và
nghiên cứu trên mơ hình, tức là vận hành mơ hình lý thuyết tiến hành thí nghiệm
trong tư duy hoặc thí nghiệm trên mơ hình bằng các thao tác lý thuyết, thao tác
logic để rút ra câu trả lời cần có. Nó có tính chất là một điều tiên đốn về đối
tượng gốc (và sẽ kiểm tra, đối chiếu với thực nghiệm).

Phương pháp này cho phép nhà khoa học:

- Tiên đoán những sự kiện, hiện tượng thực tế, các định luật của thực tế khách
quan mà tiếp đó sẽ được kiểm tra dự đốn, hợp thức hóa nhờ phương pháp thực
nghiệm để xây dựng tri thức mới.

- Giải thích một cách lý thuyết những sự kiện thực tế, những định luật thực
nghiệm nhờ đó có thể khẳng định giá trị khoa học của các tri thức đó.

- Đối chiếu với các bằng chứng thực nghiệm đã được khẳng định để kiểm tra
khẳng định giá trị của giả thuyết, hoặc các giả thuyết khoa học được dùng làm
cơ sở xuất phát cho việc xây dựng và vận hành mơ hình.

* Các giai đoạn của phương pháp mơ hình:

- Lựa chọn mơ hình: thay thế đối tượng gốc bằng thực thể đại diện chỉ tồn tại
trong tư duy nghiên cứu, hoặc bằng vật đại diện tồn tại thực.Ở mơ hình chỉ tồn
tại những tính chất và mối quan hệ chính của đối tượng được nhà nghiên cứu
quan tâm.

- Nghiên cứu trên mơ hình: Vận hành mơ hình để rút ra kết luận với tính cách là
một hệ quả logic.

- Xử lý kết quả : kiểm tra khả năng có thể chấp nhận được của kết quả để có thể
chuyển kết quả về đối tượng, hợp thức hóa kiến thức về mơ hình bằng cách đối
chiếu với thực nghiệm, chỉnh lý, bổ sung kết quả, xác định giới hạn vận dụng
kiến thức cho đối tượng thực.

1.1.3.4. Phương pháp thí nghiệm tưởng tượng

* Thí nghiệm tưởng tượng là một phương pháp suy luận lý thuyết về hành vi của
một đối tượng lý tưởng khơng có hoặc khơng thể có trong thực tế; là một dạng
làm việc với các đối tượng thực trong những điều kiện lý tưởng hoặc với các mơ
hình lý tưởng của các đối tượng thực. Đây là phương pháp quan trọng để tiếp
cận bản chất của sự vật, là cầu nối giữa thực nghiệm và lý thuyết, cần thiết để

14

hình thành một số khái niệm khoa học, xây dựng các định luật hoặc lý thuyết

tổng quát về hiện tượng, dựa trên sự lý tưởng hóa, khái quát hóa, ngoại suy các
thí nghiệm hiện thực đã có từ trước.

* Các giai đoạn của phương pháp thí nghiệm tưởng tượng:

- Phân tích những hiện tượng thực, thí nghiệm thực để đặt vấn đề cho những
nghiên cứu tiếp theo bằng thí nghiệm lý tưởng.

- Xây dựng một mơ hình lý tưởng để thay thế đối tượng nghiên cứu trong thí
nghiệm lý tưởng.

- Dùng các thao tác tư duy, các suy luận logic hoặc tốn học để phân tích những
tiến trình khả dĩ của hiện tượng dựa theo những quy luật vận động của mơ hình,
khi biến đổi một cách có chủ định các điều kiện lý tưởng.

- Phân tích những kết luận thu được, suy luận từ những kết luận đó ra các hệ quả
mới, trong đó có việc xác định các thí nghiệm thực có thể tiến hành tiếp theo mà
từ trước đến nay chưa biết.

1.1.3.5. Phương pháp thực nghiệm

* Đây là phương pháp bao gồm tất cả các khâu của quá trình nhận thức từ việc
đặt ra vấn đề trên cơ sở các sự kiện thực nghiệm hoặc quan sát, đến khâu đề ra
giả thuyết, tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, xử lý kết quả và rút ra kết
luận về vấn đề nghiên cứu. Phương pháp này có thể giúp nhà khoa học đề xuất
những tri thức mới, khái niệm mới, định luật mới và tiếp theo tri thức đó sẽ được
lý giải một cách có luận cứ khoa học dựa trên những lý thuyết đã có, cung cấp
những bằng chứng thực nghiệm mới dẫn tới sự cần thiết phải xây dựng các giả
thuyết khoa học mới hoặc những bằng chứng cần thiết cho việc đối chiếu, hợp
thức hóa, khẳng định giá trị hoặc chỉnh lý, bổ sung hay bác bỏ những kết luận đã

được đề xuất do kết quả của phương pháp nghiên cứu lý thuyết.

* Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm:

- Xây dựng một giả thuyết, dự đoán về diễn biến của đối tượng đang được
nghiên cứu ( dựa vào những cơ sở khoa học đã có ) để đưa vào kiểm tra bằng
thực nghiệm: điều gì cần tới sự khảo sát thực nghiệm? Cần tạo ra hay quan sát
biến cố thực nghiệm nào?

- Lựa chọn điều kiện thí nghiệm để có được hiện tượng dưới dạng thuần khiết:
phương tiện, máy móc, thiết bị thích hợp, phương pháp tiến hành thí nghiệm,
phương pháp quan sát đo đạc cụ thể.

- Tiến hành thí nghiệm: lắp ráp máy móc thiết bị và kiểm tra khả năng vận hành,
tiến hành thao tác thí nghiệm theo kế hoạch đã vạch ra, quan sát, đo đạc, ghi
chép các dữ liệu.

- Xử lý kết quả: xác định độ chính xác của phép đo, lập bảng, vẽ đồ thị; rút ra
kết luận về các thuộc tính, mối liên hệ, quy luật.

1.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong mơn Vật lí.

15

1.2.1. Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề

+ “Vấn đề ” trong nghiên cứu vật lý là một câu hỏi, một bài tốn chưa có lời
giải, xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đời sống. Đó là những hiện tượng
mới, q trình mới khơng thể lý giải bằng các lý thuyết đã có hoặc một lý thuyết
chưa trọn vẹn.

+ “ Giải quyết vấn đề ” là quá trình nhà nghiên cứu sử dụng các phương pháp,
phương tiện nghiên cứu khác nhau theo con đường của chu trình sáng tạo khoa
học để tìm câu trả lời.

+ Dạy học giải quyết vấn đề là quá trình dạy học được giáo viên tổ chức phỏng
theo q trình nhận thức sáng tạo vật lý, trong đó học sinh đóng vai trị nhà
nghiên cứu (trong các điều kiện dạy học) có sự giúp đỡ định hướng trực tiếp
hoặc gián tiếp của giáo viên.

1.2.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề trong dạy học giải quyết vấn đề

+ “Vấn đề” dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà người học
không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khn mẫu
sẵn có, nghĩa là khơng thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết và khi
giải quyết được thì người học đã thu nhận được kiến thức, kỹ năng mới.

Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhưng đó là câu hỏi về cái chưa biết, câu hỏi mà câu
trả lời là một cái mới phải tìm tịi sáng tạo thỡ mới xây dựng được, chứ không
phải là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại kiến thức đã có.

Ví dụ: ở chương trình vật lý lớp 10 (nâng cao) bài 53 “Chất lỏng. Hiện tượng
căng bề mặt của chất lỏng”, khi quan sát hiện tượng đưa khung dây hình chữ
nhật (có một cạnh dịch chuyển được) ra khỏi dung dịch nước xà phịng thì cạnh
của khung dây di chuyển được và màng xà phòng trong khung dây bị thu hẹp
lại.Vấn đề đặt ra cho học sinh là: Tại sao cạnh của khung dây di chuyển được?
Bằng những kiến thức đó biết về các loại lực thì học sinh khơng thể giải thích
được ngun nhân chuyển động của khung dây.

+ Tình huống có vấn đề là hồn cảnh trong đó xuất hiện mâu thuẫn nhận thức,

khi học sinh tham gia giải quyết thì gặp một khó khăn, học sinh ý thức được vấn
đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi
vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc giải quyết vấn đề đó. Nghĩa
là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức của học sinh: đề xuất vấn đề
và giải quyết vấn đề.

a. Những dấu hiệu của tình huống có vấn đề(THCVĐ) :

- THCVĐ bao gồm cái gì chưa biết địi hỏi phải có sự tìm tịi sáng tạo hoạt động
tư duy và sự nhanh trí đáng kể.

- THCVĐ phải chứa đựng điều gì đó đã biết, phải cho trước những dự kiện nào
đó để làm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo.

- THCVĐ phải vừa sức đối với học sinh. Nếu quá đơn giản, chứa đựng những
lời giải tường minh từ kho tri thức cũ của học sinh thì khơng tạo ra được sự kích

16

thích, mà sẽ tạo ra sự thờ ơ, coi thường. Ngược lại, nếu tình huống q khó, học
sinh khơng thể tìm ra câu trả lời thì dễ dẫn đến tâm lý bi quan, chán nản dẫn đến
thờ ơ.

- Đồng thời với tính vừa sức, THCVĐ phải có tính mới lạ, tính khơng bình
thường của bài tốn nhận thức nhằm kích thích tạo sự thắc mắc, sự tịi mị, sự
hứng thú và lịng khao khát nhận thức của học sinh.

b. C¸c kiểu tình huống có vấn đề

-Tình huống phát triển hoàn chỉnh

Hc sinh ng trc một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ
phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng
thêm sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới.

Q trình phát triển hồn chỉnh sẽ đem lại những kết quả mới ( kiến thức mới,
kỹ năng mới, phương pháp mới) nhưng trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng
những kiến thức, kỹ năng, phương pháp đã biết.

Ví dụ: Để giải thích được nguyên nhân làm cạnh khung dây (ở ví dụ trên)
chuyển động được phải đưa ra một loại lực mới và để xét độ lớn của lực này
(lực căng bề mặt) cần làm thí nghiệm,...

- T×nh huèng lùa chän

Học sinh ở trạng thái cân nhắc suy tính khi cần lựa chọn một phương án thích
hợp nhất trong những điều kiện xác định để giải quyết vấn đề.

Khi đó, học sinh đứng trước một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc, có
liên quan đến một số kiến thức hay một số phương pháp giải quyết đã biết,
nhưng chưa chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phương pháp nào có hiệu
quả để giải quyết được vấn đề đặt ra.

Ví dụ: ở lớp 10, khi nghiên cứu sự tương tác bằng va chạm giữa hai vật, một
vấn đề mới được đặt ra là: Liệu đại lượng nào được bảo toàn trong quá trình hai
vật tương tác khơng? Học sinh khơng thể trả lời ngay được câu hỏi này, nhưng
học sinh cảm nhận được rằng: Đây là bài toán hai vật tương tác chuyển động,
vậy có thể áp dụng được các định luật Niutơn để giải quyết. Mặt khác học sinh
cũng suy nghĩ đến phương án thí nghiệm khảo sát chuyển động của các vật để
tìm hiểu.

Như vậy, có hai cách để giải quyết vấn đề trên. Việc lựa chọn cách giải quyết
nào sẽ tuỳ theo tình hình lớp học và tình hình thiết bị của nhà trường. Như vậy
cách giải quyết vấn đề và kiến thức cần dùng khi giải quyết vấn đề là đã biết,
nhưng để đi đến kết quả đó thì học sinh phải biết vận dụng kiến thức một cách
sáng tạo.

- T×nh huèng bÕ t¾c:

Học sinh đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một trường hợp nào
tương tự. Vấn đề cần giải quyết khơng có một dấu hiệu nào liên quan đến một
kiến thức hoặc phương pháp đã biết để giải quyết vấn đề. Tình huống này
thường bắt gặp khi nghiên cứu một lĩnh vực mới.

17

Ví dụ: khi bắt đầu nghiên cứu quang hình học, học sinh cần phải tìm quy luật về
đường truyền của tia sáng khi đi qua mặt phân cách giữa hai mơi trường trong
suốt. Trước đó, học sinh chưa biết đến một kiến thức nào có liên quan đến hiện
tượng này và cũng chưa biết cách nào để xác định được mối liên hệ định lượng
giữa góc tới và góc khúc xạ. Cách giải quyết vấn đề duy nhất lúc này là phải làm
thí nghiệm. Song có làm thí nghiệm cũng khó có thể thấy góc tới và góc khúc xạ
liên hệ với nhau theo một hàm số sin. Để diễn tả được quy luật về đường truyền
của tia sáng qua mặt phân cách giữa hai mơi trường, cịn phải xây dựng kiến
thức mới là khái niệm chiết suất.

- Tình huống ngạc nhiên, bất ngờ

Học sinh đứng trước một hiện tượng xảy ra theo một chiều hướng trái với suy
nghĩ thơng thường ( có tính chất nghịch lý, hầu như khó tin được đó là sự thật ),

do đó kích thích sự tị mị, lơi cuốn sự chú ý của họ tìm cách lý giải, phải bổ
sung hồn chỉnh hoặc thay đổi quan niệm cũ sai lầm của mình.

Ví dụ: Học sinh đã biết : một con cá sống, bỏ vào nồi nước đun sôi, cá sẽ chết.
Thế nhưng khi giáo viên biểu diễn một thí nghiệm, trong đó xảy ra một hiện
tượng bất ngờ là: con cá có thể sống trong một ống nghiệm có nước đang sôi.
Cho một con cá nhỏ vào một ống nghiệm thủy tinh, đựng nước lạnh đến gần
miệng ống. Đặt ống hơi nghiêng và hơ phần trên miệng ống lên ngọn lửa đèn
cồn cho đến khi nước trên miệng ống sôi, con cá vẫn sống và bơi lội ở phần dưới
ống nghiệm. Lưu ý không đun sôi quá lâu và không dùng ống nghiệm bằng kim
loại.

- T×nh huèng lạ:

Trong trường hợp học sinh quan sát thấy một hiện tượng lạ có những nét đặc
biệt lơi cuốn sự chú ý của họ mà họ chưa thấy bao giờ. Học sinh cần phải tìm
xem nguyên nhân vì đâu. Để trả lời được câu hỏi này, cần phải xây dựng kiến
thức mới. Cũng có những trường hợp học sinh khơng nhận thấy ngay mối liên
quan giữa hiện tượng xảy ra với những kiến thức đã biết hoặc thoạt mới nhìn thì
thấy như những hiện tượng xảy ra trái với những điều đã biết, nhưng xét kỹ lại
thấy khơng có trái gì cả, chỉ vì hiện tượng diễn ra phức tạp khiến cho ta nhầm
lẫn.

Ví dụ: thả nhẹ nhàng một kim khâu vào một cốc nước thì thấy kim nổi trên mặt
nước( biết khối lượng riêng của kim loại làm kim khâu lớn hơn khối lượng riêng
của nước). Tại sao? Đầu tiên, học sinh thấy hiện tượng rất lạ, trái với sự hiểu
biết thơng thường là kim bị chìm.

Việc phân loại các kiễu tình huống có vấn đề như trên chỉ có tính tương đối.
Trong q trình dạy học, người giáo viên có thể tạo thêm những kiểu tình huống

khác nữa. Một hiện tượng Vật lý, giáo viên có thể tạo tình huống có vấn đề theo
kiểu này hay kiểu khác, tùy theo cách chuẩn bị của học sinh, và sự gia công của
giáo viên nghĩa là đưa học sinh đến chỗ nhận ra mâu thuẫn bằng cách nào.

Ví dụ: cùng một trường hợp con cá bơi lội trong ống nghiệm có nước đun sôi,
nếu giáo viên đưa ngay cho học sinh cả lớp thìn thấy một con cá đang bơi lội

18