Nghiên cứu dạy học chương dòng điện trong các môi trường vật lí 11 chương trình nâng cao theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề

1
Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học vinh

Nguyễn Anh Đức

Nghiên cứu dạy học ch ơng
"Dòng điện trong các môi tr ờng" vật lý
11 chơng trình nâng cao theo định h ớng
dạy học giải quyết vấn đề

Luận văn thạc sĩ gi¸o dơc häc

Vinh - 2007


2
Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học vinh

Nguyễn Anh Đức

Nghiên cứu dạy học ch ơng
"Dòng điện trong các môi tr ờng" vật lý
11 chơng trình nâng cao theo định h ớng
dạy học giải quyết vấn đề

Chuyên ngành: Lý luận và phơng pháp dạy học Vật lý
MÃ số: 60.14.10

Luận văn thạc sĩ giáo dục học

Cán bộ hớng dẫn khoa học:
TS Phạm Thị Phú

Vinh - 2007


3

Lời cảm ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu , khoa sau đại
học, khoa Vật lý trờng Đại học Vinh. Ban giám hiệu, tổ Vật lý trờng
THPT Kim Liên - Nam Đàn - Nghệ An đà tạo mọi điều kiện giúp
đỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Thị Phú đà tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin cảm ơn những ngơi thân trong gia đình tôi, bạn bè,
đồng nghiệp đà động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập,
nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Vinh, tháng 12 năm 2007


4
Các chữ viết tắt trong luận văn
DHGQVĐ

Dạy học giải quyết vấn đề

HS

Học sinh

GV

Giáo viên

CCGD

Cải cách giáo dục

SGK

Sách giáo khoa

THPT

Trung học phỉ th«ng


5

Mục lục
Trang
Mở đầu
1- Lý do chọn đề tài ...................................................................................1
2- Mục đích nghiên cứu .............................................................................1
3- Đối tợng và phạm vi nghiên cứu............................................................1

4- Giả thuyết khoa học...............................................................................1
5- Nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................................2
6- Đóng góp của đề tài ..............................................................................2
7- Các phơng pháp nghiên cứu...................................................................2
8- Cấu trúc luận văn....................................................................................2
Chơng 1. Dạy học giải quyết vấn ®Ị trong m«n VËt lý ë trêng thpt
1.1. Lý thut về dạy học giải quyết vấn đề...............................................3
1.1.1. Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề..........................................3
1.1.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề.......................................................2
1.1.2.1. Vấn đề............................................................................................2
1.1.2.2. Tình huống có vấn đề...................................................................2
1.1.3. Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề............................................7
1.1.3.1. Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề...............................................7
1.1.3.2. Giai đoạn hớng dẫn giải quyết vấn đề...........................................9
1.1.3.3. Giai đoạn củng cố, vận dụng tri thức............................................9
1.1.4. Các điều kiện đảm bảo cho việc ......................................................10
1.1.4.1. Các điều kiện của dạy học giải quyết vấn đề ...............................10
1.1.4.2. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề...................................12
1.2. Các phơng pháp hớng dẫn HS ............................................................14
1.2.1. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức................................14
1.2.2. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần............................15
1.2.3. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.............................15
1.3. Chuyển hoá phơng pháp giải quyết vấn đề trong ...............................15
1.3.1. Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học ....................................15
1.3.2. Các phơng pháp giải quyết vấn đề trong nghiên cứu ......................17
1.3.3. Đặc điểm của quá trình học sinh giải quyết vÊn ®Ị ........................19


6
1.4. Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề trong các loại bài học ..............22

1.4.1. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học xây dựng kiến thức .........22
1.4.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học thực hành ........................22
1.4.3. Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học bài tập Vật lý...................23
Kết luận chơng 1.........................................................................................24
Chơng 2. Nghiên cứu dạy học chơng "Dòng điện trong các môi trờng" Vật lý
11 chơng trình nâng cao theo định hớng dạy học giải quyết vấn đề
2.1. Mục tiêu dạy học của chơng "Dòng điện trong các môi trờng"..........25
2.2. Cấu trúc lôgic, nội dung của chơng.....................................................29
2.2.1. Cấu trúc lôgic của chơng..................................................................29
2.2.2. Nội dung cơ bản của chơng..............................................................33
2.3. "Vấn đề hoá" nội dung dạy học của chơng.........................................37
2.4. Thực trạng dạy học chơng "Dòng điện trong các môi trờng".............40
2.4.1. Khảo sát thực trạng...........................................................................40
2.4.2. Nguyên nhân của thực trạng.............................................................41
2.4.3. Giải pháp khắc phục.........................................................................42
2.5. Nghiên cứu lắp ráp, chế tạo, xây dựng thiết bị dạy học .....................42
2.5. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học chơng "Dòng điện
trong các môi trờng" theo định hớng dạy học giải quyết vấn đề
...................................................................................................................
45
2.5.1. Bài học xây dựng kiến thức mới.......................................................47
Bài 17: Dòng điện trong kim loại..............................................................47
Bài 19: Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-đây...................54
2.5.2. Bài tập tổng hợp ôn tập chơng "Dòng điện trong các môi trờng"
...........................................................................................................
63
Kết luận chơng 2.........................................................................................71
Chơng 3: Thực nghiệm s phạm...................................................................72
3.1. Mục đích..............................................................................................72
3.2. Phơng pháp thực nghiệm.....................................................................72

3.3. Đối tợng thực nghiệm..........................................................................72
3.4. Nội dung thùc nghiÖm.........................................................................73


7
3.5. Kết quả thực nghiệm...........................................................................73
Kết luận chơng 3.........................................................................................77
Kết luận chung của luận văn......................................................................78
Tài liệu tham khảo79
Phụ lục


8

Mở đầu
1- Lý do chọn đề tài
Nớc ta đang bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đòi hỏi ngành
Giáo dục - Đào tạo phải có những thay đổi căn bản, mạnh mẽ, vơn tới ngang
tầm với sự ph¸t triĨn chung cđa khu vùc và thÕ giíi. Sù nghiệp giáo dục đào tạo
góp phần quyết định vào việc bồi dỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho
thế hệ trẻ. Do đó việc đổi mới phơng pháp dạy học trong giáo dục đóng vai trò
rất quan trọng và cần thiết. Cần đổi mới phơng pháp dạy học sao cho trong dạy
học phải đảm bảo đợc sự phát triển năng lực sáng tạo của HS, bồi dỡng t duy
khoa học, năng lực tìm tòi chiếm lĩnh tri thức, năng lực giải quyết vấn đề để
thích ứng đợc với cc sèng víi sù ph¸t triĨn cđa khoa häc. Trong dạy học phải
phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của HS, giúp cho HS chiếm lĩnh
đợc các kiến thức khoa học sâu sắc
Để đáp ứng đợc những yêu cầu trên thì ngày nay trên thế giới nói chung
việc sử dụng DHGQVĐ trong dạy học đang đợc khuyến khích, coi trọng.
Do đó việc nghiên cứu vận dụng DHGQVĐ vào trong dạy học Vật lý ở trờng phổ thông là cần thiết.

2- Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu dạy học chơng Dòng điện trong các môi trờng Vật lý 11 Nâng cao theo định hớng DHGQVĐ nhằm góp phần nâng cao chất lợng dạy
học Vật lý lớp 11 THPT theo chơng trình phân ban.
3- Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tợng: + Lý thuyết DHGQVĐ
+ Quá trình dạy học Vật lý THPT
- Phạm vi: + DHGQVĐ trong Vật lý
+ Chơng Dòng điện trong các môi trờng Vật lý 11- Nâng cao
4- Giả thuyết khoa học


9
- Có thể xây dựng một số tiến trình dạy học chơng Dòng điện trong các môi trờng theo định hớng DHGQVĐ đáp ứng các yêu cầu về tính khoa học, tính s
phạm.
- Việc áp dụng các tiến trình dạy học đà xây dựng vào thực tiễn dạy học sẽ góp
phần nâng cao chất lợng lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kỹ năng cho HS.
5- Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Nghiên cứu lý luận về DHGQVĐ
5.2 Tìm hiểu thực trạng DHGQVĐ ở trờng THPT hiện nay
5.3 Nghiên cứu chơng trình Vật lý THPT phần "Dòng điện trong các môi trờng", nghiên cứu SGK Vật lý lớp 11 phân ban, so sánh cấu trúc nội dung chơng
"Dòng điện trong các môi trờng" trong Vật lý 11 SGK CCGD, SKG phân ban
chơng trình cơ bản, SGK phân ban chơng trình nâng cao.
5.4 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chơng Dòng điện trong các
môi trờng SGK Vật lý 11 Nâng cao theo định hớng DHGQVĐ.
5.5 Nghiên cứu hiệu quả của các tiến trình dạy học đà đề xuất thông qua thực
nghiệm s phạm.
6- Đóng góp của đề tài
- Thiết kế đợc tiến trình dạy học một số bài học điển hình của chơng
Dòng điện trong các môi trờng SGK Vật lý 11 nâng cao theo định hớng
DHGQVĐ.

- Chỉ rõ những thuận lợi, khó khăn khi áp dụng DHGQVĐ vào chơng "
Dòng điện trong các môi trờng " - SGK Vật lý 11 - Nâng cao.
7- Các phơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận: Đọc các tài liệu liên quan từ sách, mạng
Internet . . . để giải quyết các vấn đề đặt ra trong luận văn.
- Nghiên cứu thực tiễn, điều tra khảo sát thực trạng dạy học chơng "Dòng
điện trong các môi trờng" ở trờng THPT, thực nghiệm s phạm, thăm dò lấy ý
kiến từ GV, HS để đánh giá các phơng án dạy học đà đề xuất.
8- Cấu trúc luận văn
Chơng 1. Dạy học giải quyết vấn đề trong Vật lý
Chơng 2. Nghiên cứu dạy học chơng Dòng điện trong các môi trờng SGK Vật
lý 11 Nâng cao theo định hớng dạy học giải quyết vấn đề
Chơng 3. Thực nghiệm s phạm


10
Kết luận.
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
Chơng 1. Dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lý
ở trờng thpt
1.1. Lý thuyết về dạy học giải quyết vấn đề
1.1.1. Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề
Dạy học giải quyết vấn đề là một trong những phơng pháp dạy học tích
cực ra đời vào giữa thế kỷ 20 trong sự thôi thúc của xà hội đòi hỏi sự cải tiến
phơng pháp dạy học trong nhà trờng.
T tởng chủ đạo của phơng pháp DHGQVĐ là đa quá trình học tập của HS
gần hơn với quá trình tìm tòi, phát hiện, khám phá của các nhà khoa học, nâng
cao tính độc lập sáng tạo của HS. Tuy nhiên cần chú ý đến những điểm khác
biệt căn bản giữa nhà khoa học và HS khi giải quyết vấn đề nh động cơ, hứng

thú, nhu cầu, năng lực giải quyết vấn đề, điều kiện, phơng pháp làm việc.
Sau đây là một số quan điểm về DHGQVĐ:
Theo V. Ô-Kôn: "Dạy học nêu vấn đề là tập hợp những hành động nh tổ
chức các tình huống có vấn đề, phát biểu các vấn đề, . . . giúp đỡ những điều
kiện cần thiết để HS giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng
chỉ đạo quá trình hệ thống hoá và cũng cố kiến thức thu nhận đợc". [22,7]
Theo I.Ia. Lecne: "Dạy học nêu vấn đề là phơng pháp dạy học trong đó
HS tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề và các
bài toán có vấn đề đợc xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chơng trình".
[22,7]
Theo I.F.Kharlamop: "Dạy học nêu vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học
bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề (tình huống tìm tòi) trong giờ học,
kích thích HS nhu cầu giải quyết những vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào
hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới,
phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình
thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới". [22,7]
Theo Nguyễn Quang Lạc: DHGQVĐ là một hình thức dạy học trong đó
HS đợc coi nh "nhà khoa học trẻ" tự giác và tích cực tổ chức các quá trình "xây


11
dựng tri thức mới cho bản thân". hoạt động đó đợc diễn ra giống nh "hoạt động
nghiên cứu khoa học", mặc dù kết quả của nó là tìm thấy lại những điều đà có
trong khoa học, song lại là điều mới mẻ đối với HS. Ngời GV phải thực sự quan
tâm đến cả nội dung khoa học mà HS đà xây dựng đợc lẫn phơng pháp hoạt
động của HS để đạt đợc điều đó, do vậy GV phải là nhà thiết kế, tổ chức và chỉ
đạo thi công. Đó là một hoạt động sáng tạo và đòi hỏi tài nghệ s phạm, lòng
kiên trì, sự khoan dung và độ lợng cao. Bời vì GV phải chỉ đạo lớp trẻ non nớt
không phải tái tạo cái đà quen biết mà là đi xây cái mới cho họ, còn đối với GV
thì đó lại là điều quá cũ. [4,38]

Từ những định nghĩa trên, từ việc phân tích bản chất của DHGQVĐ cho
thấy DHGQVĐ không phải là một phơng pháp dạy học cụ thể đơn nhất mà nó
là tập hợp nhiều phơng pháp dạy học cụ thể nhằm tổ chức hoạt động nhận thức
của HS theo con đờng hình thành và giải quyết vấn đề. Trong phạm vi phơng
pháp dạy học thì DHGQVĐ có thể thâm nhập vào hầu hết các phơng pháp dạy
học khác làm cho tính chất của chúng trở nên tích cực hơn.
1.1.2. Vấn đề và tình huống có vấn đề
1.1.2.1. Vấn đề
"Vấn đề là bài toán, nhiệm vụ mà cách thức hoàn thành hay kết quả của
nó cha đợc HS biết trớc, nhng HS đà nắm đợc kiến thức và kỹ năng xuất phát,
để từ đó thực hiện sự tìm tòi kết quả hay cách thức hoàn thành bài làm. Nói
cách khác, đó là câu hỏi mà HS cha biết câu trả lời, nhng có thể bắt tay vào tìm
kiếm lời giải đáp." [7,89]
"Vấn đề trong nghiên cứu Vật lý là một câu hỏi, một bài toán cha có lời
giải, xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đời sống. Đó là những hiện tợng
mới, quá trình mới không thể lý giải đợc bằng các lý thuyết đà có hoặc một câu
hỏi tìm giải pháp cho một mục đích thiết thực nào đó, hoặc lý thuyết cha trọn
vẹn . . ." [17,11]
Từ các cách hiểu trên chứng tỏ "vấn đề" bao giờ cũng chứa đựng mâu
thuẫn về nhận thức. Lúc đầu mâu thuẫn đó còn mang tính khách quan, sau khi
HS tiếp thu và ý thức đợc mâu thuẫn đó thì nó biến thành mâu thuẫn chủ quan
và tồn tại trong ý nghĩ HS dới dạng bài toán hay vấn đề bài tập.
1.1.2.2. Tình huống có vấn đề
a) Kh¸i niƯm


12
"Tình huống có vấn đề" là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một
khó khăn, HS ý thức đợc vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy
với khả năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết đợc, do đó bắt tay vào giải

quyết vấn đề đó. Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích
cực của HS: đề xuất vấn đề và giải quyết vấn đề đà đề xuất. [21,24]
Những dấu hiệu của tình huống có vấn đề: [22,8]
- Nó bao gồm cái gì cha biết, đòi hỏi phải có sự tìm tòi sáng tạo, có sự
tham gia của hoạt động t duy và sự nhanh trí đáng kể.
- Nó phải chứa đựng điều gì đó đà biết, phải cho trớc những dự kiện nào
đó để làm điểm xuất phát cho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo.
- Tình huống có vấn đề phải vừa sức đối với HS, nếu quá đơn giản chứa
đựng những lời giải tờng minh từ kho tri thức cũ của HS thì không gây đợc sự
kích thích mà tạo ra sự thờ ơ, coi thờng. Ngợc lại thì gây sự bất lực và cũng tạo
ra sự thờ ơ do bi quan.
- Đồng thời với sự vừa sức là tính mới lạ, tính không bình thờng của bài
toán nhận thức nhằm kích thích hứng thú và lòng khao khát tìm tòi nhận thức
của HS.
b) Các kiểu tình huống có vấn đề [23,47]
* Tình huống phát triển hoàn chỉnh
HS đứng trớc một vấn đề chỉ mới đợc giải quyết một phần, một bộ phận,
trong phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang
những phạm vi mới, lĩnh vực mới.
Phát triển vốn kiến thức của mình luôn luôn là niềm khát khao của tuổi
trẻ, đồng thời nh Risa Fayman cho rằng, đó cũng là con đờng phát triển của
khoa học. Quá trình phát triển, hoàn chỉnh kiến thức sẽ đem lại những kết quả
mới (kiến thức, kỹ năng, phơng pháp mới) nhng trong quá trình đó vẫn có thể sử
dụng kiến thức, kỹ năng, phơng pháp đà biết.
Ví dụ: Khi dạy bài "Dòng điện trong chất điện phân", HS đà biết khái
niệm về dòng điện (dòng điện là dòng chuyển dời có hớng của các hạt mang
điện), sau khi làm thí nghiệm với các chất điện phân cho thấy dòng điện chạy
qua các chất điện phân. Vậy vấn đề đặt ra là bản chất của dòng điện trong chất
điện phân là gì? Để giải quyết vấn đề mới đòi hỏi HS phải sử dụng các kiến
thức cũ đà học nh: sự phân ly, tác dụng của điện trờng lên hạt mạng điện đặt

13
trong điện trờng. Từ đó trả lời đợc các câu hỏi: Trong chất điện phân đang xét
tồn tại những hạt điện tích nào? Dới tác dụng của điện trờng thì nó chuyển động
nh thế nào? Kết quả là HS rút ra đợc kết luận về bản chất dòng điện trong chất
điện phân.
* Tình huống lựa chọn
HS đang đứng trớc một vÊn ®Ị cã mang mét sè dÊu hiƯu quen thc có
liên quan đến một số kiến thức hay một số phơng pháp giải quyết đà biết nhng
cha chắc chắn là có thể dùng kiến thức nào, phơng pháp nào để giải quyết vấn
đề thì sẽ có hiệu quả nhất. HS cần phải lựa chọn thậm chí thử làm xem kiến
thức nào, phơng pháp nào có hiệu quả để giải quyết đợc vấn đề đặt ra.
Ví dụ: Trong bài thực hành khảo sát đặc tính chỉnh lu của điốt bán dẫn.
Có hai phơng án để thực hiện đó là dùng vônkế, ampekế và dùng dao động ký
điện tử. Khi tiến hành làm thực hành, lấy số liệu để làm rõ đặc tính chỉnh lu
dòng điện xoay chiều của điốt bán dẫn HS có thể lựa chọn một trong hai cách
trên.
* Tình huống bế tắc
HS đứng trớc một vấn đề mà trớc đây cha gặp một vấn đề nào tơng tự.
Vấn đề cần đợc giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến
thức hoặc một phơng pháp đà biết. HS bắt buộc phải xây dựng kiến thức mới
hay phơng pháp mới để giải quyết vấn đề. Tình huống này thờng gặp khi bắt
đầu nghiên cứu một lĩnh vực kiến thức mới.
Ví dụ: Khi dạy bài "Dòng điện trong chất điện phân". GV có thể đa ra
tình huống: Chúng ta đà nghiên cứu dòng điện trong kim loại và đà biết dòng
điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm, vậy dòng điện trong chất điện phân
có tuân theo định luật Ôm không? Để có câu trả lời chỉ có một phơng án duy
nhất là làm thí nghiệm để lấy số liệu từ đó đa ra kết luận.
* Tình huống "Tại sao?"

Trong nhiều trờng hợp, HS quan sát thấy một hiện tợng vật lý nào đó xẩy
ra trái với những suy nghĩa thông thờng, trái với những kiến thức mà HS đà biết
hoặc là cha bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu mà lí giải. HS cần phải tìm
xem nguyên nhân vì đâu lại có sự trái ngợc đó, sự lạ lùng đó. Để trả lời câu hỏi
này cần phải xây dựng kiến thức mới. Cũng có những trờng hợp HS không nhận
thấy ngay mối liên quan giữa hiện tợng xẩy ra với kiến thức đà biết hc míi


14
nhìn thì thấy hình nh hiện tợng xẩy ra trái với những điều đà biết, nhng xét kỹ
lại thấy không có gì trái cả, chỉ vì hiện tợng xẩy ra phức tạp khiến cho ta nhầm
lẫn.
Ví dụ: Khi dạy bài dòng điện trong chất khí GV đa ra thí nghiệm: Hai bản
kim loại A, B, đặt song song với nhau, đợc tích điện trái dấu và nối với một điện
kế. Ban đầu kim điện kế chỉ số không, khi đốt nóng không khí giữa hai bản thì
thấy kim điện kế chỉ giá trị khác không, chứng tỏ không khí đà dẫn điện. Hiện
tợng này sẽ thấy vô lý bởi vì trong cuộc sống hàng ngày thì thấy không khí
không dẫn điện. Điều đó làm nảy sinh trong HS câu hỏi: tại sao?
1.1.3. Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề
Cấu trúc của DHGQVĐ có thể chia làm ba giai đoạn sau: [4,38]
1.1.3.1. Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề
Giai đoạn này có nhiệm vụ kích thích thần kinh hoạt động, tạo cho HS
một trạng thái hng phấn cao độ, có nhu cầu hoạt động và có thái độ sẵn sàng lao
vào công việc. Nội dung hoạt động của GV là: Tạo cho đợc "vấn đề nhận thức"
tức là tạo cho đợc mâu thuẫn khách quan giữa "cái đà biết và cái cha biết". Sau
đó cấy mâu thuẫn khách quan đó vào tiến trình nhận thức của HS, tức là làm
cho HS thấy đợc, cảm nhận đợc sự tồn tại hiễn nhiên mâu thuẫn đó trên con đờng học tập của mình. Tiếp theo GV phải khơi nguồn tiềm lùc ë HS ®Ĩ hä thÊy
®· cã vèn liÕng kiÕn thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự lực giải quyết đợc mâu
thuẫn đó.
Nội dung hoạt động của HS trong giai đoạn này là tiếp nhận "bài toán

nhận thức", tiếp nhận "vấn đề" và chuyển sang trạng thái sẵn sàng, tích cực hoạt
động.
Để tạo đợc tình huống có vấn đề trong DHGQVĐ thì GV làm cho HS
nhận thức ra mâu thuẫn và chấp nhận mâu thuẫn giữa "cái đà biết và cái cha
biết" và làm cho họ có đợc quyết tâm, có sự nổ lực để tham gia giải quyết "bài
toán nhận thức" đó.
Trong dạy học thì điều quan trọng nữa là làm sao để phần lớn HS phải
nhận ra đợc và tiếp nhận "bài toán nhận thức". Do đó đòi hỏi GV phải có nghệ
thuật s phạm trong việc tạo tình huống có vấn đề để kích thích, tạo "thế năng
tâm lý t duy" của HS .
* Biện pháp tạo tình huống có vấn đề trong dạy học VËt lý


15
- Sư dơng thÝ nghiƯm VËt lý
VÝ dơ: Khi d¹y bài "Dòng điện trong chất khí" GV đa ra thí nghiệm: Hai
bản kim loại A, B, đặt song song với nhau, đợc tích điện trái dấu và nối với một
điện kế. Ban đầu kim điện kế chỉ số không, khi đốt nóng không khí giữa hai bản
thì thấy kim điện kế chỉ giá trị khác không, chứng tỏ không khí đà dẫn điện.
Hiện tợng này sẽ thấy vô lý bởi vì trong cuộc sống hàng ngày thì thấy không
khí không dẫn điện.
- Sử dụng bài tập Vật lý
Ví dụ: Trớc khi dạy về hiện tợng siêu dẫn yêu cầu HS làm bài tập sau:
Một sợi dây bằng nhôm có điện trở ở 200C là 40. Hệ số nhiệt điện trở của
nhôm = 4,4.10-3(K-1).
HÃy tính điện trở của sợi dây đó ở 00C và ở -272ủC?
HS làm: áp dụng công thøc R=R0[1+α(t - t0)] ta cã:
t = 00C => R = 40[1 + 4,4.10-3(0 - 20)] = 36,48Ω
t = -271,840C => R = 40[1 + 4,4.10-3(-272 - 20)] = -11,392Ω => vô lý.
Yêu cầu HS tính lại, nhng vẫn có kết quả nh trên. Vậy khi đó thì điện trở của

dây nhôm bằng bao nhiêu? GV giới thiệu về hiện tợng siêu dẫn.
- Sử dụng thí dụ trong đời sống thực tế
Ví dụ: Đặt vấn đề để vào bài khi dạy bài "Dòng điện trong chất khí" GV
đặt câu hỏi: Theo các em thì không khí có dẫn điện không?
HS sẽ tranh luận và có hai phơng án đợc đa ra:
+ Chất khí không dẫn điện vì hàng ngày chúng ta sống trong không khí
nếu nó dẫn điện thì chúng ta sẽ bị điện giật.
+ Chất khí vẫn có thể dẫn điện. Ví dụ nh hiện tợng sét.
Từ đó GV dẫn vào bài học nh sau: Vậy bây giờ để xem không khí có dẫn điện
không hay với điều kiện nào thí nó dẫn điện chúng ta vào bài mới.
- Kể chuyện lịch sử
Ví dụ: Đặt vấn đề vào bài khi dạy bài "Linh kiện điện tử": Chiếc máy tính
đầu tiên ra đời vào năn 1946 nó có khối lợng 30 tấn, công suất tiêu thụ là 150
KW. Nhng ngày nay chóng ta thÊy chiÕc m¸y tÝnh rÊt nhá gän. Tại sao vậy? Đó
là nhờ vào các ứng dụng của các linh kiện bán dẫn.
- T liệu từ Internet, thông tin bøc xóc vỊ khoa häc trong níc vµ thÕ giíi.


16
Ví dụ: Khi vào dạy phần "Vật lý hạt nhân" GV có thể vào đề bằng cách
chiếu các hình ảnh, các đoạn phim về ứng dụng, tác hại của việc sử dụng hạt
nhân nguyên tử nh: hình ảnh về các nhà máy điện hạt nhân, ứng dụng hạt nhân
trong y học, bom nguyên tử, . . . Các hình ảnh này có thể tải về từ mạng
Internet.
1.1.3.2. Giai đoạn hớng dẫn giải quyết vấn đề
Đây là giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây HS dần dần làm quen với phơng pháp nghiên cứu của nhà vật lý học ở mức độ tập dợt xây dựng kiến thức để
phản ánh những sự kiện thực tế. Khi HS đà ở trạng thái tâm lý sẵn sàng tham
gia hoạt động giải quyết "bài toán nhận thức" GV căn cứ vào đặc điểm nội dung
bài toán ấy và điều kiện dạy học để lựa chọn cách định hớng hoạt động cho họ
một cách thích hợp nhất. ở giai đoạn này, ứng với đề tài đang học cụ thể GV cố

gắng hoàn thành cho HS những thao tác cơ bản của hoạt động có tính chất
nghiên cứu khoa học vật lý.
Các bớc chủ yếu trong giai đoạn này là:
- Tìm kiếm việc xây dựng giả thiết khoa học: GV cần hớng dẫn để HS hiĨu, biÕt
c¸ch quan s¸t sù kiƯn (cã thĨ qua mô hình, thí nghiệm, những kiến thức đà học).
Có hai con đờng để tìm mối quan hệ mới đó: con đờng suy lý diễn dịch (gọi tắt
là diễn dịch hay suy diễn) và con đờng suy lý quy nạp (quy nạp)
- Khi đà có giả thuyết GV cần chỉ đạo, hớng dẫn để HS thảo luận các phơng án
đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết đó. Trong thực tiễn nghiên cứu vật lý thì
có hai phơng án đánh giá đó: phơng án thí nghiệm và phơng án lý thuyết.
- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức lý thuyết. Đó là sự quy nạp, sự
chấp nhận một tri thức mới, sắp xếp nó và một lĩnh vực nào đó của kho tàng tri
thức khoa học vật lý, ở đây cũng cần để HS tập luyện cách diễn đạt t tởng vật lý
bằng ngôn ngữ khoa học.
1.1.3.3. Giai ®o¹n cđng cè, vËn dơng tri thøc
- Cho HS cịng cố, ôn luyện tri thức đà có bằng cách vận dụng nó vào những
tình huống khác nhau: Cho HS giải quyết các nhiệm vụ đơn giản nh giải bài
toán, phân tích và giải thích các sự kiện tơng tự, với mục đích chủ yếu là giúp
HS nhớ, thuộc và hiểu tri thức, tái hiện nó là chính.


17
- Cho HS giải quyết những bài toán, nhiệm vụ có nhiều tính mới mẻ. Tức yêu
cầu HS vận dụng tri thức vào những tình huống mới kể cả các tình huống có
tính công nghệ, kỹ thuật.
1.1.4. Các điều kiện đảm bảo cho việc thực hiện dạy học giải quyết vấn đề
và các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề
1.1.4.1. Các điều kiện của dạy học giải quyết vÊn ®Ị [17,12]
- Néi dung tri thøc khoa häc (bao gồm cả kỹ năng, phơng pháp). Phải chứa
đựng yếu tố mới mẻ mà trớc khi giải quyết vấn đề HS cha biết, tri thức ấy đợc

tạo ra trong quá trình giải quyết vấn đề không chỉ bằng t duy tái tạo, mà phải có
sự nổ lực t duy của chủ thể vợt qua những "vùng phát triển gần" do GV tạo ra
trong điều kiện của dạy học. Vì vậy DHGQVĐ có thể thực hiện cho các loại tiết
học khác nhau: Bµi häc kiÕn thøc míi, bµi häc bµi tËp vËt lý, bài học thực hành
vật lý, bài học ôn tập tổng kết hệ thống hoá kiến thức, bài học ngoại khoá. Tuy
nhiên để thực hiện DHGQVĐ cần phải sắp xếp, cấu tạo trật tự lôgic các kiến
thức từ vĩ mô (từng phần, từng chơng) đến vi mô (từng bài học) theo tiến trình
của nhận thức vật lý.
- Thiết bị dạy học: Thí nghiệm Vật lý - hạt nhân của hành động kiểm tra xác
nhận giả thuyết, do đó dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho
việc thực hiện DHGQVĐ.
- Trình độ khoa học và kỹ năng s phạm của GV quyết định thành công của
DHGQVĐ. Trên cơ sở nhận thức sâu sắc nội dung Vật lý kết hợp với những kỹ
năng s phạm cần thiết GV xác định chính xác nội dung khoa học của bài, phát
triển thành mệnh đề gọn, rõ. Từ đó xây dựng tình huống có vấn đề, đặt HS trớc
câu hỏi nhận thøc hÊp dÉn ë tÝnh thiÕt thùc, bÊt ngê, míi lạ . . .; dẫn dắt HS giải
quyết vấn đề bằng hệ thống câu hỏi định hớng hành động nhận thức theo tiến
trình của nhận thức sáng tạo Vật lý. Tài năng s phạm của GV đợc thể hiện ở câu
hỏi định hớng này. Căn cứ vào mức độ tìm tòi trong hành động của HS do câu
hỏi định hớng đa lại có thể phân loại 3 kiểu định hớng theo thứ tự từ thấp đến
cao:
+ Định hớng tái tạo cụ thể: Câu hỏi của GV nhằm vào việc tái tạo ở HS từng
hành động, thao tác cụ thể mà trớc đó HS đà biết. Đây là mức độ thấp nhất của
sự tìm tòi. Kiểu định hớng này đảm bảo đợc hiệu quả rèn luyện kỹ năng và tạo
cơ sở cần thiết cho HS có thể thích ứng đợc với sự định hớng tìm tòi trong dạy


18
học. Các dạng câu hỏi hiện tợng (quá trình) tơng tự với hiện tợng (quá trình)
nào đà biết? Vấn đề này có liên hệ với vấn đề nào tơng tự? Mối liên hệ nh thế

nào? Các bớc giải quyết vấn đề tơng tự. Làm thế nào để quy vấn đề này về vấn
đề tơng tự đà biết cách giải quyết?
+ Định hớng khái quát chơng trình hoá: Câu hỏi của GV nhằm vào việc giúp HS
ý thức đợc đờng lối khái quát hoá của việc tìm tòi giải quyết vấn đề, sự định hớng đợc chơng trình hoá theo các bớc dự định hợp lý. Đầu tiên là câu hỏi đòi
hỏi HS tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra. Nếu HS không đáp ứng đợc thì có
sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự phát triển định hớng khái quát ban đầu, thu
hẹp dần phạm vi phải tìm tòi sao cho vừa sức HS (là sự gợi ý, chi tiết hoá thêm
câu hỏi khái quát ban đầu). Nếu HS vẫn không định hớng đợc thì chuyển dần
sang định hớng tái tạo từ việc hớng dẫn theo angôrit (cho biết tình tự thực hiện
các hành động thao tác) để theo đó HS tự giải quyết vấn đề. nếu HS vẫn không
huy động đúng hành động, thao tác mong đợi thì thực hiện hớng dẫn tái tạo đối
với mỗi hành động hoặc thao tác đó. Các câu hỏi thờng dùng: bài toán yêu cầu
giải quyết vấn đề gì? Dự đoán hiện tợng xẩy ra nh thế nào? Quá trình mô tả có
thể chia thành các giai đoạn nh thế nào? Mối giai đoạn đó có liên quan đến hiện
tợng Vật lý nào? Định luật nào chi phối? Vì sao có dự đoán đó? Làm thế nào để
kiểm tra dự đoán? Cần phải thực hiện thí nghiệm nh thế nào để kiểm tra dự
đoán? Kết quả thí nghiệm có phù hợp với dự đoán không? Điều gì mới rút ra đợc từ thí nghiệm này?
+ Định hớng tìm tòi nghiên cứu sáng tạo: Câu hỏi của GV nhằm vào việc yêu
cầu HS tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng kiến thức và cách thức hoạt động
thích hợp để giải quyết vấn đề. Đây là mức độ cao nhất của yêu cầu tìm tòi sáng
tạo ở HS, có tác dụng bồi dỡng năng lực t duy, năng lực giải quyết vấn đề cho
HS. Thực hiện kiểu định hớng này là một việc không dễ dàng. Nó phụ thuộc
vào tài năng sự phạm của GV, vào đối tợng HS, vào chính nội dung khoa học
của kiến thức.
Định hớng khái quát chơng trình hoá là kiểu định hớng trung gian phát
huy mặt u điểm của hai kiểu định hớng tái tạo và khái quát đồng thời cho phép
thực hiện ở đa số đối tợng HS với nhiều kiến thức điển hình trong chơng trình
Vật lý phổ thông.

19
Nh vậy phơng tiện quan trọng trong DHGQVĐ là hệ thống câu hỏi định
hớng hành động nhận thức của HS. Câu hỏi phải đạt đợc các yêu cầu sau đây:
- Yêu cầu về lôgic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thoả mÃn
luật đồng nhất nghĩa là đối tợng của câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS
không xác định rõ đối tợng câu hỏi dẫn đến hỏi một đờng trả lời một nẻo.
- Yêu cầu về nội dung khoa học: Câu hỏi phải đảm bảo câu trả lời đúng là
dần từng bớc giải quyết vấn đề đặt ra.
- Yêu cầu về phơng pháp dạy học: Câu hỏi phải thực hiện đợc chức năng
định hớng hành động nhận thức theo chu trình sáng tạo Vật lý nghĩa là phải
đảm bảo câu trả lời đúng với hy vọng của GV.
1.1.4.2. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề [4,41]
Căn cứ vào sự tham gia trực tiếp của HS vào các hành động giải quyết vấn
đề theo chu trình sáng tạo Vật lý khi thực hiện DHGQVĐ, có thể chia các mức
độ của DHGQVĐ nh sau:
- Mức độ 1: Nêu vấn đề
Khác với dạy học cổ truyền là ở mức độ trình bày nêu vấn đề, GV không
chỉ dành hoàn toàn quyền chủ động truyền thụ tri thức, HS không chỉ đơn thuần
tiếp thu bài giảng, mà GV có dành thời gian để tạo những tình huống gây sự chú
ý, kích thích hoạt động thần kinh và dừng ở tốc độ đủ chậm để HS nhận ra "bài
toán nhận thức", thậm chí có thể suy ngẫm phơng hớng giải quyết. Sau đó GV
trình bày cách giải quyết vấn đề và tự mình giải quyết vấn đề trong sự theo dõi
và kiểm tra của HS. Kết quả lµ HS tiÕp nhËn tri thøc trong sù cïng t duy với
GV. ở đây HS chỉ có thể tiến hành các thao tác t duy ngầm, bằng ngôn ngữ
thầm, theo mẫu các thao tác của GV và học tập theo mẫu ấy. Dạy học ở mức độ
này có tác dụng duy trì sự chú ý theo dõi bài giảng, nhờ đó HS hiểu bài. Nhng
HS vẫn cha đóng đợc vai trò chủ thể của sự học theo nghĩa đầy đủ và cha đợc
thực hiện các thao tác thực hành về t duy và về hoạt động chân tay trong học tập
Vật lý. Mặc dù trong quá dạy học GV có thể dùng đến các phơng tiện lời nói
hay phơng tiện trực quan, thậm chí cả phơng tiện thực hành nhng HS chỉ mới đợc nghe, nhìn các hoạt động trình bày gợi vấn đề chứ họ không có cơ hội phát

biểu, phê phán, trao đổi và không đợc sử dụng các phơng tiện đó. ở mức độ này


20
có nhợc điểm là HS cha có điều kiện để trực tiếp bộc lộ khả năng tìm kiếm tri
thức và do đó cha rèn luyện đợc kỹ năng ngôn ngữ và thực hành vật chất.
- Mức độ 2: Tìm tòi một phần (Tìm tòi từng phần)
Dạy học ở mức độ này đòi hỏi GV phải tạo cơ hội cho HS cùng tham gia
hoạt động thực sự. Phải để cho HS bộc lộ suy nghĩ bằng ngôn ngữ hoặc tham
gia cùng GV ở một số khâu thực hành thí nghiệm, . . . trong các giai đoạn: tạo
tình huống có vấn đề, giải quyết vấn đề và vận dụng tri thức của DHGQVĐ đều
có thể tổ chức cho HS tham gia hoạt động.
Hình thức tổ chức thực hiện dạy học ở mức độ này rất đa dạng: Đơn giản
nhất là hình thức đàm thoại có nêu vấn đề, cao hơn thì giao cho HS tham gia
vào việc tính toán một số chi tiết, thực hiện một số thao tác thực hành, phức tạp
hơn nữa là giao cho HS làm việc với t liệu riêng sau đó trình bày toàn bộ lập
luận, cách giải quyết và kết quả giải quyết của một công đoạn nào đó, có thể tổ
chức học theo nhóm hoặc cả lớp . . .
Khi thực hiện dạy học ở mức độ này GV cần chú ý để làm sao huy động
đợc cả tập thể lớp cùng tham gia hoạt động trong sự cộng tác với GV để giải
quyết cùng một nhiệm vụ chung. Sự chỉ đạo và hớng dẫn của GV đợc thực hiện
trực tiếp và liên tục để HS gặp bế tắc là có thể nhận đợc sự gợi mở, dẫn dắt theo
tinh thần gợi vấn đề, gợi hớng đi.
- Mức độ 3: Nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo (Tìm tòi sáng tạo)
DHGQVĐ đạt đến mức độ cao nhất trong trờng hợp HS đà đợc tập dợt và
quen với cách tìm tòi từng phần với sự hợp tác chỉ đạo trực tiếp của GV. ở mức
độ tìm tòi sáng tạo thì sự tự lực của HS là chủ yếu, sự hớng dẫn và chỉ đạo của
GV có tính chất định hớng và ở tầm gián tiếp. Do yêu cầu khá cao nh vậy nên
cũng đòi hỏi nhiều thời gian và đủ phơng tiện, t liệu học tập cho HS.
Hình thức tổ chức dạy học ở mức độ này thờng đợc tiến hành dới dạng

các bài tập thí nghiệm, các tiểu luận theo chuyên đề, các bài học có định hớng
thiết kế. Có thể giao cho mỗi HS một đề tài, cũng có thể giao cho mỗi nhóm
một đề tài. Một hình thức khác ở mức độ này là nghiên cứu trong học tập, tức là
sau khi HS đà ý thức đợc vấn đề đặt ra (do GV hớng dẫn, cao hơn là HS tự lực
đề xuất đợc vấn đề) họ tự mình vạch kế hoạch, tìm tòi xây dựng giả thuyết, tìm
ra cách kiểm tra giả thuyết, tiến hành quan sát thí nghiệm, phân tích kết quả thí
nghiệm, khái quát hoá và rút ra kết luận . . .


21
1.2. Các phơng pháp hớng dẫn HS giải quyết vấn đề trong nhận thức Vật
lý [23,151]
Căn cứ vào mức độ tù lùc cđa HS vµ tÝnh chÊt cđa t duy HS trong quá
trình giải quyết vấn đề có thể phân chia thành những phơng pháp hớng dẫn HS
giải quyết vấn đề nh sau:
1.2.1. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phơng pháp đà biết
Các định luật Vật lý rất đơn giản nhng biểu hiện của chúng trong thực tế
lại rất phức tạp. Các định luật Vật lý thờng phát biểu lên các mối quan hệ trong
điều kiện lý tởng, hiện tợng chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, nhng hiện tợng thực tế lại thờng bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân tác động đồng thời hoặc
diễn biến nhanh theo nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có một nguyên nhân nhng
ta chỉ quan sát thấy giai đoạn cuối cùng.
Hớng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phơng pháp đà biết có nghĩa là thoạt
mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết không thấy ngay mối quan hệ của nó với
những cái đà biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một
cách làm đà biết mà cần phải tìm tòi bằng phơng pháp phân tích tổng hợp, so
sánh để tìm ra những dấu hiệu tơng tự những cái đà biết. Kiểu định hớng này thờng gặp khi HS vận dụng kiến thức đà biết nhng cha có phơng pháp, quy trình
hữu hiƯu. Cã 3 trêng hỵp phỉ biÕn sau:
- Híng dÉn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ Vật lý.
- Hớng dẫn HS phân tích một hiện tợng Vật lý phức tạp bị chi phối bởi nhiều
nguyên nhân thành những hiện tợng đơn giản, mỗi hiện tợng chỉ bị chi phối bởi

một nguyên nhân, một định luật đà biết.
- Hớng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tợng thành nhiều giai
đoạn, mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy luật xác định đà biết.
Phơng pháp này thờng đợc sử dụng trong việc hớng dẫn HS giải bài tập
Vật lý có tính sáng tạo, hớng dẫn HS phát biểu vấn đề ở giai đoạn tạo tình
huống nhận thức trong bài học xây dựng kiến thức mới.
1.2.2. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần
Kiểu hớng dẫn này thờng dùng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS đợc giao
nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối liên hệ có tính quy luật mà
trớc đây HS cha biết hoặc biết cha đầy đủ.


22
ở đây không thể hoàn toàn chỉ sử dụng những kiến thức đà biết, không có
con đờng suy luận lôgic ®Ĩ suy tõ c¸i ®· biÕt ®Õn c¸i cha biÕt, mà đòi hỏi sự
sáng tạo thực sự, một bớc nhảy vọt trong nhận thức. Trong tình huống này thì
trực giác đóng vai trò quan trọng. Việc rèn luyện trực giác khoa học cho HS là
điều khó khăn, GV không thể chỉ ra cho HS con đờng đi đến trực giác mà tự HS
phải thực hiện nhiều lần để có kinh nghiệm, không ai làm thay đợc. Tuy nhiên
GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tập dợt những bớc nhảy đó, bằng cách
phân chia một bớc nhảy vọt lớn trong khoa học thành những bớc nhỏ nằm trong
vùng phát triển gần của HS. Sau khi đợc rèn luyện nhiều lần, HS sẽ tích luỹ đợc
kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện, đề xuất đợc giải pháp mới để vợt qua
khó khăn.
1.2.3. Phơng pháp hớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát
Kiểu hớng dẫn này, GV chỉ hớng dẫn HS xây dựng phơng hớng chung
giải quyết vấn đề, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và việc thực hiện kế hoạch đó
là do HS tự làm. ở đây đòi hỏi HS không những có tính tự lực cao mà còn phải
có vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vững vàng và có một số kinh nghiệm hoạt
động sáng tạo. Kiểu hớng dẫn này dùng cho HS khá và giỏi.

1.3. Chuyển hoá phơng pháp giải quyết vấn đề trong nghiên cứu khoa học
Vật lý thành phơng pháp giải quyết vấn đề trong tìm kiếm xây dựng kiến
thức của học sinh
1.3.1. Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học [17,10]
Trên cơ sở chu trình sáng tạo khoa học do Anh-stanh đề xuất, V-G
Razumôpxki đa ra sơ đồ chu trình nhận thức sáng tạo Vật lý: (Sơ đồ 1)

Mô hình

Hệ qu¶

Sù kiƯn

Thùc nghiƯm


23

Sơ đồ1: Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumôpxki
Theo Razumôpxki mỗi chu trình đợc bắt đầu bằng việc lựa chọn các nhóm
sự kiện từ quan sát. Ngời nghiên cứu đề ra giả thuyết (mô hình) về bản chất của
chúng. Giả thuyết này cho phép suy luận để tiên đoán những sự kiện khác cha
biết. Tính chất đúng đắn của giả thuyết đợc kiểm tra bằng thực nghiệm. Nếu hệ
quả lý thuyết của mô hình xuất phát đợc thực nghiệm chứng minh thì mô hình
nêu ra đợc công nhận là phản ánh đúng tính chất của hiện tợng nghiên cứu. Nếu
kết quả thực nghiệm phủ định giả thuyết thì mô hình nêu ra cần phải thay đổi.
Từ sơ đồ trên, M Bunsenman và Razumôpxki nêu ra những giai đoạn điển hình
của quá trình nhận thức khoa học nh sau:
Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Định luật Hệ quả Lý thuyết
Thực tiễn.

Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học của các nhà khoa học có thể
chia thành các giai đoạn nh sau:
- Xác định rõ nội dung yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện đÃ
cho và những điều kiện đạt tới.
- Tìm hiểu xem trong kho tàng kiến thức, kinh nghiệm của loài ngời đà có cách
giải quyết vấn đề đó hoặc vấn đề tơng tự cha.
- Nếu đà có thì liệt kê tất cả các giải pháp đà có và lựa chọn một giải pháp thích
hợp.
- Nếu cha có thì phải đề xuất ra giải pháp mới hay xây dựng kiến thức, phơng
tiện mới dùng làm công cụ để giải quyết vấn đề.
- Thử nghiệm áp dụng kiến thức mới, giải pháp mới vào thực tiễn để đánh giá
hiệu quả của chúng, từ đó bổ sung, hoàn thiện kiến thức đà xây dựng, giải pháp
đà đề xuất.
1.3.2. Các phơng pháp giải quyết vấn đề trong nghiên cứu khoa học Vật lý
[23,78]
a) Phơng pháp thực nghiệm Vật lý


24
Spaski đà nêu lên thực chất của phơng pháp thực nghiệm của Galilê nh
sau: Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm nhà khoa học xây dựng một giả
thuyết. Giả thuyết đó không chỉ đơn giản là tổng quát 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 lôgic và bằng toán học nhà khoa học có thể từ giả
thuyết đó mà rút ra một hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới trớc đó cha biết
đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm để kiểm tra
lại đợc. Nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định sự đúng đắn của giả
thuyết và khi đó giả thuyết đợc coi là một định luật Vật lý chính xác.
Niutơn đà đa ra bốn quy tắc sau:
Quy tắc 1: Đối với mỗi hiện tợng, không thừa nhận những nguyên nhân nào

khác ngoài những nguyên nhân đủ để giải thích nó.
Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tợng nh nhau về cùng một nguyên
nhân.
Quy tắc 3: Những tính chất của tất cả các vật mà ta có thể đem ra làm thí
nghiệm đợc mà không thể làm cho nó tăng lên hoặc giảm xuống thì coi là tÝnh
chÊt cđa mäi vËt nãi chung.
Quy t¾c 4: BÊt kú khẳng định nào rút ra từ thực nghiệm bằng phơng pháp quy
nạp đều là đúng chừng nào cha có những hiện tợng khác giới hạn hoặc mâu
thuẫn với khẳng định đó.
b) Các phơng pháp nghiên cứu lý thuyết
* Phơng pháp tơng tự
Phơng pháp tơng tự là phơng pháp nhận thức khoa học với việc sử dụng
sự tơng tự và phép suy luận tơng tự nhằm thu nhận tri thức mới.
Các giai đoạn cơ bản của phơng pháp tơng tự:
- Tập hợp các dấu hiệu về đối tợng cần nghiên cứu và các dấu hiệu về đối
tợng đà có những hiểu biết phong phú định đem đối chiếu.
- Tiến hành phân tích những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa
chúng. Kiểm tra xem các dấu hiệu giống nhau có đồng thời là các dấu hiệu bản
chất của các đối tợng này hay không.
- Truyền các dấu hiệu của đối tợng đà biết cho đối tợng cần nghiên cứu
bằng suy luận t¬ng tù.


25
- 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 tợng cần nghiên cứu.
Nếu các kết luận rút ra không đúng đối với đối tợng cần nghiên cứu thì phải trở
lại bớc một.
* Phơng pháp mô hình
Trong phơng pháp mô hình, ngời ta xây dựng các mô hình mang những

tính chất cơ bản của vật thể, hiện tợng, quá trình và mối quan hệ giữa chúng.
Việc nghiên cứu trên mô hình sẽ thay thế cho việc nghiên cứu trên chính đối tợng thực, những kết quả nghiên cứu trên mô hình sẽ chuyển sang cho đối tợng
gốc, cho phép ta thu đợc những thông tin mới về đối tợng gốc, dự đoán đợc
những tính chất, hiện tợng mới có thể có của vật gốc.
Các giai đoạn của phơng pháp mô hình:
- Giai đoạn 1: Nghiên cứu những tính chất của đối tợng gốc.
- Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình.
- Giai đoạn 3: Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả lý thuyết.
- Giai đoạn 4: Thực nghiệm kiểm tra.
* Phơng pháp thí nghiệm lý tởng
Thí nghiệm lý tởng là một phơng pháp suy luận lý thuyết về những hành
vi của một đối tợng lý tởng không có hoặc không thể có trong thực tế. Thí
nghiệm lý tởng là một dạng làm việc với các đối tợng thực trong những điều
kiện lý tởng hoặc với các mô hình lý tởng của các đối tợng thực.
Các giai đoạn chung của phơng pháp thí nghiệm lý tởng:
- Phân tích những hiện tợng thực, thí nghiệm thực để đặt vấn đề cho sự
nghiên cứu tiếp theo bằng thí nghiệm lý tởng.
- Xây dựng (hoặc tìm) một mô hình lý tởng để thay thế đối tợng cần
nghiên cứu trong thí nghiệm lý tởng. Mô hình này vận động theo những quy
luật xác định trong các điều kiện lý tởng bao gồm cả "các máy móc, dụng cụ"
đợc lý tëng ho¸.
- Dïng c¸c thao t¸c t duy, c¸c suy luận lôgic hoặc toán học để phân tích
những tiến trình khả dĩ của hiện tợng dựa theo những quy luật vận động của mô
hình, khi biến đổi một cách có chủ định các điều kiện lý tởng.