Dạy và học Vật lý và Toán khác nhau thế nào?

Dạy và học Vật lý và Toán khác nhau thế nào?
1. Chương trình dạy vật lý trung học hiện nay thực tế là một loại toán dễ đến mức hiển nhiên: tam suất, tam giác, lượng giác, hệ phương trình tuyến tính. Học sinh nắm vững mấy bài toán này và biết được bí quyết xác định bài toán nào dùng loại toán nào, thực tế không cần học vật lý, vẫn dư sức điểm cao.
2. Chính vì vậy đào tạo vật lý ở trung học là vô bổ. Tác dụng duy nhất là ôn phép tính tam suất và hai tam giác bằng nhau cho học sinh lớp 11,12 đã học tới đạo hàm và xác suất.
3. Các bài khóa vật lý có một mẫu hình chung như sau: a) Thí nghiệm b) Quan sát c) Kết luận d) Công thức e) Đơn vị f) Ứng dụng. Nắm vững từ a-f chỉ cần nhớ mang máng là phần lý thuyết không có vấn đề. Do cách nhồi sọ như vậy, học phí công mà chưa chắc điểm đã cao.
4. Chương trình vật lý đại cương cũng từa tựa như chương trình vật lý trung học và thường không phải các thầy giỏi nhất phụ trách. Qua các giáo trình này, học sinh vốn say mê vật lý nhất cũng "ngu đi". Sau đó đến cuối năm thứ hai và đầu năm thứ ba sinh viên phải đối diện với hai cửa tử là "cơ lý thuyết" và "cơ lượng tử". Muốn sống sót trong nghề thì phải qua hai cửa ải này. Do bị giáo trình đại cương làm thành tàn tật, sinh viên sẽ ở một vị thế không thể tồi hơn để tiếp nhận hai môn này. Họ sẽ không thấy có bất cứ liên hệ nào giữa vật lý đại cương và hai môn cơ học. Điện động học sẽ mang lại chút hứng khởi, tùy thày dạy. Tuy nhiên, nhiệt động và thuyết tương đối không mang lại chút ích lợi nào. Các môn hỗ trợ như Toán, điện tử hạt nhân, kỹ thuật chân không, hóa học hoàn toàn không có bất cứ một liên quan và ích lợi nào cho người học.
5. Do không hình thành nổi tư duy, kỹ năng và tri thức nền tảng vật lý, dạy vật lý tại Việt Nam chuyên môn hóa rất sớm. Nếu như chuyên môn hóa sớm ở ngành Toán không gây tác hại ngay, thậm chí còn đem lại chút hứng khởi, chuyên môn hóa sớm ở Vật lý tác hại ngay lập tức. Đa số sinh viên vật lý tốt nghiệp không biết vật lý là gì, trong khi chém gió về đề tài hẹp của mình quá vu khoát và vô bổ. Tất nhiên, việc chuyên môn hóa sớm, tác hại không chỉ trong ngành vật lý, nhằm biến các sinh viên thành thầy thuốc ngoại khoa, chỉ biết cắt đốc tên, không thể tự giải quyết một vấn đề đến nơi đến chốn. Tình trạng cũng tương tự như sinh viên "tài năng" khoa CNTT chỉ quan tâm tới logic mờ, còn dùng logic nhị phân "rõ" để sắp xếp thì không biết xử lý thế nào.
6. Do sinh viên vật lý cần biết cách học khác nhau giữa học Toán và học Vật lý, tôi có một vài lời khuyên. Học Toán dù sao cũng đơn giản hơn, do các ngành toán tương đối độc lập. Bạn có thể rất vớ vẩn về đại số cao cấp, đại số tuyến tính và giải tích, nhưng có thể giỏi (theo một nghĩa nào đó) về xác suất. Lý do bạn chỉ cần đọc thật kỹ các khái niệm chính. Bạn đừng sốt ruột, nhiều khi bạn có thể tốn vài ngày cho một vài trang để nắm vững khái niệm cơ bản. Tôi còn nhớ đã mất 3 ngày liền để hiểu định lý min-max của hàm nhiều biến thực. Tất cả chỉ gói gọn trong vòng 5 trang. Đừng sốt ruột khi sau một vài giờ bạn thấy mình không hiểu gì. Tuy vậy, nội dung chỉ có nhiêu đó thôi, chưa thấy hiểu không có nghĩa là bạn không tiến lên. Kiên nhẫn, cho đến khi có một tia chớp, bạn sẽ hiểu và thấy mọi thứ thật đơn giản. Trong một môn Toán thường chỉ có một vài chỗ hóc như vậy, còn lại thường là common sense, hiển nhiên. Nhiều giáo trình Toán bạn có thể đoán được trước nội dung tiếp theo. Những chỗ như thế bạn có thể rảo bước để bù lại thời gian mắc kẹt. Tôi khuyên bạn không nên mất thời gian đọc chứng minh định lý trong những khúc đó, những chứng minh này sẽ hiển nhiên nếu bạn đọc tới chương sau. Bạn phải dừng lại đọc kỹ các chứng minh nếu chứng minh sử dụng kỹ thuật hoàn toàn mới. Khi đó trọng tâm là học kỹ thuật chứ không phải nội dung chứng minh.
7. Học vật lý, ngược lại, chỗ hổng về tri thức trong một môn sẽ gây khó khăn cho bạn trong việc hiểu các môn khác, vì vật lý được xây dựng hướng về gốc chung. Trong Toán học bạn có thể trở thành chuyên gia lừng danh về đại số, trong khi bạn có thể ngớ ngẩn về hình học hay ngược lại. Bạn có thể ứng dụng phương trình vi phân rất tài, không cần hiểu thế nào là topo và tính liên tục. Trong vật lý tôi chưa từng thấy ai không hiểu cơ lý thuyết và điện động học lại có thể giỏi cơ lượng tử.
Tuy vậy, nhiều khi khó khăn của bạn là ở chỗ thiếu toán. Vừa học cơ lượng tử vừa phải học về không gian Hilbert, không gian Banach, giải tích hàm, phương trình vi phân,.... bạn sẽ lẫn giữa khó khăn về Toán với nhận thức vật lý và bạn sẽ bị bối rối. 
Cách tốt nhất bạn hãy đọc lướt qua các chương (dù không hiểu gì cả, nhưng không hiểu gì có cái tốt là bạn sẽ khách quan) để xác định các nội dung toán học mà bạn còn mơ hồ hoặc quên. Bạn hãy kiếm một cuốn sách giáo khoa về môn toán đó. Ví dụ cơ lý thuyết bạn cần biết về phương trình vi phân, đại số tuyến tính. Cuốn sách này càng đơn giản, càng vô danh càng tốt. Sau khi đọc bạn sẽ thấy bạn hổng ở chỗ nào. Nếu bạn thoát được thì nên kiếm một cuốn sách thật nổi tiếng, đọc lướt qua. Bạn nên nhớ sách nổi tiếng là vì chúng đáp ứng nhu cầu của mọi người, có nghĩa là cái gì cũng có và lý luận củ hành chẻ tư. Nó sẽ tốt cho việc hệ thống hóa kiến thức chứ không tốt cho việc học để thực hành. Vì thế bạn nên dùng chúng làm sách tra cứu, chứ nếu dùng để học bạn sẽ rơi vào một thế giới khác, trừ phi bạn muốn làm NCS về Toán.
8. Để đọc nhanh vừa hiểu sâu, bạn nên đoán trước kiến thức đang đọc. Nếu đoạn đầu và đoạn cuối của một chương trùng với dự đoán của bạn, nhiều khả năng bạn có thể bỏ qua chương đó. Cẩn thận lắm bạn có thể spot check thêm vài khúc giữa. Tôi thường tự mình xây dựng một số chương. Tuy có vẻ mất thời gian, nhưng kiến thức đó không bao giờ quên được và rất chắc chắn. Tôi đã làm một số viện sĩ phát rồ với những công thức tôi tự xây dựng năm thứ 3 đại học khi học cơ lượng tử. 
9. Ngày xưa khi học đến bộ Lý thuyết chất rắn của Kittel hay Lý thuyết trường lượng tử của Bogoliubov tôi thấy như không thể nào hiểu nổi. Ngày nay, nhìn lại cuốn sách một cách bình tĩnh hơn, sau khi nhìn tổng thể, tôi thấy đọc nó đơn giản hơn nhiều. Quan trọng nhất là biết phân biệt ý tưởng chính với các chi tiết kỹ thuật.
10. Ngày nay vật lý đã khác. Nếu tôi phải học lại, tôi cũng vẫn sẽ học Toán như vậy: phương trình vi phân, đại số tuyến tính, hình học vi phân, xác suất thống kê, giải tích hàm (thực và phức), topo vi phân,.... Tôi sẽ học kỹ Mathematica và lập trình tính toán số. Tôi sẽ học thật kỹ nhiệt động và vật lý thống kê, cơ học môi trường liên tục. Tôi sẽ bỏ thời gian ngắm các bảng số liệu hạt cơ bản, để ý tới vật lý vật liệu đông đặc và các công nghệ liên quan. Tôi sẽ học cách nói chuyện với các nhà thực nghiệm nhiều hơn.

Tác giả: Aiviet Nguyen

Đăng nhận xét

0 Nhận xét