ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN VĂN HẢI

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỖ TRỢ RÈN LUYỆN
KĨ NĂNG THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH PHẦN ĐỘNG HỌC
VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN VĂN HẢI

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỖ TRỢ RÈN LUYỆN
KĨ NĂNG THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH PHẦN ĐỘNG HỌC
VẬT LÝ 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGHÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 10

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung

HÀ NỘI – 2012


LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi xin được bày
tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới các thầy, cô giảng viên Khoa Sư phạm,
Khoa các khoa học giáo dục, phòng Sau Đại học Trường Đại học
Giáo Dục-Đại học Quốc Gia Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô trong
Ban giám hiệu trường THPT Việt Đức Hà Nội đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này.
Đặc biệt, em xin trận trọng cảm ơn TS. Phạm Kim Chung
đã tận tình hướng dẫn em thực hiện đề tài này.

Hà nội,2012
Học Viên

Nguyễn Văn Hải


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNTT

Cơng nghệ thơng tin

CSVT

Cơ sở vật chất

DH

Dạy học

DHVL

Dạy học Vật lí

HS

Học sinh

TBTN

Thiết bị thí nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

TNTH

Thí nghiệm thực hành

TNVL

Thí nghiệm Vật lí

TNVLPT

Thí nghiệm Vật lí phổ thơng

THPT

Trung học phổ thơng

MTĐT

Máy tính điện tử

PTDH

Phương tiện dạy học

SGK

Sách giáo khoa

SP

Sư phạm

VL

Vật lí


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho học sinh
THPT trong dạy học vật lí………………………………………………….13
Bảng 1.2 Thống kê phiếu khảo sát học sinh THPT Việt Đức…………….25
Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành
thí nghiệm …………………………………………………………………..61
Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số báo cáo sau khi tiến hành thí nghiệm…62
Bảng 3.3. Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống…………...63


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1. Kết quả báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm…….62
Biểu đồ 3.2. Đồ thị các đường tần suất lũy tích………………………..….63


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Khi nhấn cơng tắc nam châm điện, vật bắt đầu rơi và thời gian vật
qua cổng quang hiển thị trên đồng hồ.............................................................29
Hình 1.2. Khi nhấn cổng quang cho phép dịch chuyển cổng quang ở các vị trí
khác nhau......................................................................................................30
Hình 1.3. Sử dụng cơng cụ kéo - thả trong Flash xây dựng câu hỏi trắc
nghiệm

kiểm

tra

kĩ

năng

bố

trí

dụng

cụ

thí

nghiệm.....................................................31
Hình 2.1. Sử dụng câu hỏi trắc nghiệm kiểm tra kĩ năng lựa chọn dụng cụ thí
nghiệm và bố trí dụng cụ thí nghiệm.............................................................41
Hình 2.2. Khi nhấn cơng tắc nam châm điện, vật bắt đầu rơi và thời gian vật
qua cổng quang hiển thị trên đồng hồ............................................................42
Hình 2.3. Khi nhấn cổng quang cho phép dịch chuyển cổng quang ở các vị trí
khác nhau.........................................................................................................42
Hình 2.4. Chọn dụng cụ thí nghiệm................................................................43
Hình 2.5. Bố trí và lắp ráp dụng cụ TN...........................................................43
Hình 2.6. Thí nghiệm xác định hệ số ma sát bằng bộ thí nghiệm với máng
CT10 và đồng hồ MC964................................................................................44
Hình 2.7. Chọn dụng cụ thí nghiệm................................................................45


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1.Lý do nghiên cứu…………………………………………………..

2.Mục đích nghiên cứu………………………………………………
3.Phạm vi nghiên cứu……………………………
4.Giả thuyết khoa học…………………………………………
5.Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………
6.Phương pháp nghiên cứu…………………………………………
7.Cấu trúc luận án……………………………………………………
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.Thí nghiệm Vật lý và đặc điểm thí nghiệm Vật lý …
1.1.1.Thí nghiệm Vật lý……………………………
1.1.2.Đặc điểm thí nghiệm Vật lý………………………
1.2.Vai trị thí nghiệm trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ
thơng……
1.2.1.Vai trị thí nghiệm trong DHVL ở trường phổ thông theo quan
điểm của lý luận nhận thức…………………………………
1.2.2.Vai trị thí nghiệm trong DH VL ở trường phổ thông theo quan
điểm của lý luận dạy học …………………………………........
1.3.Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh
phổ
thơng
trong
dạy
học
vật
lý.............................................................................
1.3.1.Khái niệm kĩ năng....................................................................
1.3.2.Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thơng trong
dạy học vật lý.............................................................................
1.4.Vai trị của thí nghiệm thực hành trong rèn luyện kĩ năng
thí nghiệm cho học sinh trong dạy học vật lí ở trƣờng
THPT..........................................

1.4.1.Thí
nghiệm
thực
hành
Vật
lý......................................................................
1.4.2.Nội dung, hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành trong dạy
học Vật lý THPT...................................................................................
1.5. Thực trạng của việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học
sinh trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thơng………………………
1.6.Ứng dụng CNTT hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho
học sinh trong dạy học vật lí ở trƣờng phổ thơng…………………
1.6.1. Ứng dụng CNTT hỗ trợ quá trình tự học, tự nghiên cứu ở nhà
của học sinh (Hỗ trợ tìm kiếm và trao đổi thơng tin)………………
1.6.2. Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm tương tác trên
màn hình hỗ trợ làm quen với các thiết bị thí nghiệm thực và xây dựng

1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
5
5
6

6
7
1
10
1
10
11

16
16
17

22
25
25
26


quy trình thao tác tiến hành thực hành thí nghiệm thực (Hỗ trợ thực hiện
Qui trình)……
1.6.3. Xây dựng phần mềm hỗ trợ quá trình kiếm tra, đánh…
1.7. Kết luận chƣơng 1………………………………
CHƢƠNG 2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỖ
TRỢ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH
PHẦN
ĐỘNG
HỌC
–
VẬT
LÝ

10………………………………………...
2.1. Phân tích nội dung các bài thực hành thí nghiệm phần cơ
học
trong
sách
giáo
khoa
vật
lí
10nâng
cao………………………………
2.1.1. Các bài thực hành thí nghiệm phần cơ học…………………
2.1.2. Xác định mục tiêu các bài thí nghiệm ................................
2.3. Xây dựng các phần mềm thí nghiệm hỗ trợ dạy học một số
nội dung trong phần động học, động lực học và các định luật bảo tồn
thuộc mơn học TNVLPT…………………………………………..
2.3.1. Ý tưởng xây dựng phần mềm……………………........
2.3.2. Quy trình xây dựng phần mềm……………………
2.3.3. Xây dựng phần mềm hỗ trợ dạy học các bài thực hành thí
nghiệm phần cơ học………………………………...............
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học thí nghiệm phần Cơ học………
2.5.Tổ chức hoạt động thí nghiệm phần cơ học......................
2.6.Các hình thức kiểm tra đánh giá...................................
2.7.Thiết kế tiến trình dạy học các bài thí nghiệm phần cơ
học........
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM………………
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm………
3.2. Đối tƣợng và phƣơng thức thực nghiệm sƣ phạm…………
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………….......
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm……………...

28
30

32
32
32
32

46
46
47
51
54
57
58
58
64
64
64
64
64

3.3. Thực nghiệm sƣ phạm…………………………
66
3.4. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong q trình
66
TNSP…
3.5. Phân tích định lƣợng…………………………..
74

3.6. Hiệu quả của biện pháp đã đề xuất………………..
79
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ………………………
81
Tài liệu tham khảo………………………….
84
Phụ lục 1…………………………………….
88
Phụ lục 2…………………………………………………
104



MỞ ĐẦU
1. Lý do nghiên cứu
Việc đổi mới chương trình sách giáo khoa Vật lí phổ thơng địi hỏi
giáo viên đổi mới cả về nội dung và phương pháp dạy học, hướng tới tự học,
tự nghiên cứu của học sinh, chú trọng kĩ năng thí nghiệm của học sinh. Vật lý
học ở phổ thơng chủ yếu là vật lý thí nghiệm. Thí nghiệm được sử dụng như
phương tiện để nghiên cứu kiến thức mới, vận dụng, củng cố kiến thức, kiểm
tra kiến thức. Ngồi ra nó cịn có tác dụng bồi dưỡng một số đức tính tốt cho
học sinh như trung thực, cẩn thận, kiên trì...
Hiện nay, việc thí nghiệm vật lí ở trường phổ thơng của học sinh
thường u cầu học sinh tiến hành thí nghiệm với các bộ thí nghiệm đã được
hướng dẫn với các phương án thiết kế sẵn theo các bài thí nghiệm cụ thể theo
các bài học trong sách giáo khoa vật lí phổ thơng, tương ứng là rèn luyện các
kĩ năng cụ thể. Do các hạn chế về thiết bị thí nghiệm, học sinh khơng có điều
kiện tự nghiên cứu trước các thí nghiệm này ở nhà, trước khi tiến hành thí
nghiệm trong phịng thí nghiệm (cơng việc này chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu
trên giấy), nên khi làm việc ở phịng thí nghiệm, học sinh mất nhiều thời gian

làm quen với các dụng cụ, tiến hành thí nghiệm, ít có thời gian rèn luyện kĩ
năng sử dụng các bộ thí nghiệm đó trong q trình học.
CNTT ngày càng phát triển nhanh chóng, nhiều các trường trên thế giới
đã sử dụng máy tính, mạng máy tính, kết hợp sử dụng phần mềm thí nghiệm
trên màn hình máy vi tính hỗ trợ q trình thực hành với các thí nghiệm
truyền thống nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm của học sinh phổ thơng.
Khắc phục những hạn chế về mặt thiết bị thí nghiệm, nhiều giáo viên
đã có nhiều nỗ lực trong việc xây dựng và sử dụng các phần mềm hỗ trợ thực
hành thí nghiệm. Tuy nhiên, các phần mềm hiện nay chủ yếu mơ phỏng lại
các thí nghiệm. Vì vậy, việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ rèn luyện kĩ năng
1


thí nghiệm của học sinh trong q trình học tập vật lý ở trường phổ thông là
hạn chế.
Phần cơ học là nội dung học sinh được học trong thời gian đầu của
chương trình vật lí THPT. Các phương pháp dạy và học phần này sẽ tạo nền
tảng cho việc học các nội dung sau đó. Vì vậy, nội dung trên có vai trị quan
trọng trong việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm vật lí cho học sinh phổ thơng.
Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học thí
nghiệm vật lý nói chung và phần cơ học chuyển động thẳng nói riêng nhằm
hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí ở
trường phổ thơng là rất cần thiết. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Ứng
dụng công nghệ thông tin hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh
phần Cơ học -Vật lý lớp 10 trung học phổ thơng”.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng những quan điểm lý luận dạy học hiện đại, đề xuất và thử
nghiệm biện pháp ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí
nghiệm vật lí.
3. Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí
nghiệm cho học sinh trong dạy học các bài thực hành thí nghiệm phần cơ
học, vật lí 10-THPT, với ba bộ thí nghiệm: Bộ thí nghịêm với máng CT10-1
và đồng hồ đo thời gian hiện số MC966; Bộ thí nghịêm với máng CT10-2 và
đồng hồ đo thời gian hiện số MC966;Bộ thí nghiệm tổng hợp hai lực.
4. Giả thuyết khoa học
Khai thác sự hỗ trợ công nghệ thông tin, cụ thể là xây dựng các phần
mềm hỗ trợ cho học sinh làm quen, tìm hiểu thí nghiệm thật và thiết kế tiến

2


trình dạy học thực hành thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm sẽ nâng cao
trình độ kĩ năng thí nghiệm cho học sinh trong dạy học vật lí.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về rèn luyện kĩ năng thí nghiệm
vật lý cho học sinh PTTH.
- Nghiên cứu các biện pháp ứng dụng CNTT hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí
nghiệm vật lý cho học sinh PTTH.
- Xây dựng phần mềm hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh
trong dạy học vật lí.
- Thiết kế tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của các phần mềm đã xây dựng
được nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh.
- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của phần mềm và tiến
trình dạy học nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần
mềm đã xây dựng được.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
a. Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ những quan điểm đề tài sẽ vận
dụng về việc ứng dụng CNTT để rèn luyện kĩ năng thí nghiệm Vật lí

phần động học – Vật lí 10 THPT.
- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng, nội dung sách giáo khoa vật
lí phổ thơng và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức
độ nội dung, yêu cầu kiến thức, kĩ năng mà học sinh cần nắm vững.
b. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ rèn luyện kĩ năng
sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường THPT.

3


- Nghiên cứu cơ sở lí luận về ứng dụng CNTT trong dạy học để làm sáng
tỏ vai trò của CNTT trong việc hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí nghiệm
trong dạy học vật lí cho học sinh.
- Nghiên cứu các phần mềm, Website dạy học trong và ngoài nước về
nguyên tắc và kĩ thuật xây dựng phần mềm trong dạy học, đặc biệt là
các phần mềm hỗ trợ thực hành thí nghiệm vật lí.
c. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu nội dung, chương trình, phương pháp và hình thức tổ chức
việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm Vật lí cho học sinh phổ thơng, phần
trên nói chung và phần Động học, động lực học và các Định luật bảo
tồn nói riêng.
- Tìm hiểu việc ứng dụng CNTT trong dạy học học phần Thí nghiệm vật
lí phổ thơng ở trường THPT.
d. Thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành giảng dạy song song nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm.
- Trên cơ sở phân tích định tính và định lượng kết quả thu được trong
quá trình thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và tính hiệu
quả của các biện pháp do đề tài đưa ra
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ

lục, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2. Ứng dụng công nghệ thông tin hỗ trợ rèn luyện kĩ năng thí
nghiệm cho học sinh phần cơ học -Vật lý 10, Trung học phổ thông.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.

4


CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.

Thí nghiệm Vật lý và đặc điểm thí nghiệm Vật lý

1.1.1. Thí nghiệm Vật lý
Thí nghiệm Vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con
người vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích
các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác
động, ta có thể thu nhận được tri thức mới. Cụ thể, thí nghiệm là q trình tạo
ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan
sát, thu thập dữ liệu. [14,tr 124]
Mục đích của thí nghiệm là tạo ra được hiện tượng và thu được
các dữ liệu quan sát, đo đạc, cịn mục đích của thực nghiệm khoa học là dựa
trên việc tiến hành thí nghiệm để đề xuất hoặc kiểm tra xác minh giả thuyết
khoa học. Dựa trên việc thiết kế phương án thí nghiệm và tiến hành thí
nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị, dụng cụ, quan sát, đo đạc, xử lý số
liệu) để thu được thông tin trả lời cho vấn đề đặt ra. [10, tr125]
1.1.2. Đặc điểm thí nghiệm Vật lý
Thí nghiệm Vật lý có các đặc điểm sau:

- Quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó (biến phụ thuộc) do
sự biến đổi của đại lượng khác (biến độc lập).
- Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng
cần nghiên cứu; phương tiện gây tác động lên đối tượng nghiên cứu và
phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động.
- Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể
nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng
khác giữ không đổi.
5


- Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như
dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ
cần thiết.
- Có thể lặp lại thí nghiệm. [10, tr 286]
1.2.

Vai trị thí nghiệm trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ thơng

1.2.1. Vai trị thí nghiệm trong DHVL ở trường phổ thông theo quan điểm
của lý luận nhận thức
 Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức:
Khi học sinh chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì
thí nghiệm được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó, các dữ
liệu này tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết. Việc thiết kế
phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả quan sát, đo đạc
được từ thí nghiệm là cơ sở cho những khái quát về tính chất, mối liên hệ phổ
biến, có tính chất quy luật của các đại lượng vật lí trong hiện tượng, q trình
vật lí được nghiên cứu.
Như vậy, thí nghiệm được sử dụng như là kẻ phân tích hiện thực khách

quan và thơng qua q trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri
thức khách quan. [11, tr 289-290]
 Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã
thu được.
Mọi giả thuyết khoa học trong quá trình nghiên cứu vật lí đều phải được
kiểm tra bằng thực nghiệm trước khi coi chúng là các quy luật vật lí. Trong
nhiều trường hợp, kết quả thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của tri thức đã
biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các
thí nghiệm khác. Nhờ vậy, người ta sẽ thu được những tri thức có tính khái
qt hơn, bao hàm các tri thức đã biết trước đó như là những trường hợp
6


riêng, trường hợp giới hạn. Một số kiến thức có thể được rút ra nhờ suy luận
logic chặt chẽ từ kiến thức đã biết, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính
đúng đắn của chúng. [11, tr 290-291]
 Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào
thực tiễn.
Trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các
thiết bị kỹ thuật, người ta thường gặp nhiều khó khăn do tính trừu tượng của
tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của
các thiết bị cần chế tạo hoặc do lý do về mặt kinh tế hay những nguyên nhân
về mặt an tồn. Khi đó thí nghiệm được sử dụng với tư cách như thí nghiệm
với mơ hình, như một phương tiện tạo cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đã
thu được vào thực tiễn.
 Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Vật lí
Việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức được dùng phổ biến
trong nghiên cứu vật lí (phương pháp thực nghiệm, phương pháp mơ hình) là
một nội dung của việc hình thành những kiến thức cơ bản vật lí ở trường phổ
thơng. Thí nghiệm Vật lí là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Vật

lí nên trong q trình thí nghiệm, học sinh sẽ được làm quen và vận dụng có ý
thức các phương pháp nhận thức này. Các kiến thức về phương pháp mà học
sinh lĩnh hội có ý nghĩa quan trọng, vượt qua khỏi giới hạn môn Vật lí. [11, tr
292-293]
1.2.2. Vai trị thí nghiệm trong DH VL ở trường phổ thông theo quan điểm
của lý luận dạy học
Trong dạy học vật lí, thí nghiệm có vai trò quan trọng, chúng giúp
cho học sinh hệ thống kiến thức, trực quan các hiện tượng, hình thành khái
niệm, nghiên cứu các định luật một cách trực tiếp trên các đối tượng cần nhận
thức trong giờ học. Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn
7


khác nhau của quá trình dạy học: hình thành kiến thức mới, củng cố kiến thức
đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh.
Vai trị của thí nghiệm vật lí theo quan điểm lí luận dạy học như sau:
a. Thí nghiệm là phương tiện tổ chức tình huống, định hướng hành động,
kích thích hứng thú học tập Vật lí.
Cơ sở định hướng của hành động có tầm quan trọng đặc biệt với chất
lượng, hiệu quả của hành động. Giáo viên có vai trị quan trọng trong việc
giúp đỡ cho sự hình thành cơ sở định hướng khái quát hành động của học
sinh. Giáo viên cần tổ chức các tính huống học tập địi hỏi sự thích ứng của
học sinh để qua đó học sinh chiếm lĩnh được tri thức đồng thời phát triển trí
tuệ và nhân cách tồn diện của mình. Việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình
huống có vấn đề đặc biệt có hiệu quả trong giai đoạn đề xuất vấn đề cần
nghiên cứu. Do kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, kinh
nghiệm sẵn có hoặc trái ngược với dự đốn của học sinh nên nó tạo ra nhu
cầu, hứng thú tìm tịi kiến thức mới của học sinh.
b. Thí nghiệm là phương tiện tổ chức q trình học tập tích cực, tự lực và
sáng tạo của học sinh.

Trong q trình thí nghiệm cá nhân hoặc nhóm, học sinh phải tiến hành
một loạt các hoạt động trí tuệ - thực tiễn: thiết kế phương án, lập kế hoạch thí
nghiệm, thu thập và xử lí số liệu. Vì vậy, thí nghiệm là phương tiện hữu hiệu
để bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh. Quá trình làm việc tự lực với thí
nghiệm sẽ khơi gợi sự hứng thú, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của
sự thành cơng khi giải quyết được nhiệm vụ đặt ra, góp phần phát triển động
lực quá trình học tập của học sinh.
c. Thí nghiệm là phương tiện để củng cố (ơn tập, đào sâu, mở rộng, hệ
thống hóa và vận dụng) kiến thức, kĩ năng của học sinh.

8


Việc củng cố kiến thức, kĩ năng của học sinh được tiến hành ngay ở mỗi
bài học nghiên cứu tài liệu mới, trong các bài học dành cho việc luyện tập,
các tiết ơn tập và các giờ thí nghiệm thực hành sau mỗi chương, trong các giờ
ngoại khóa ở lớp, ở nhà. Các thí nghiệm ở giai đoạn củng cố khơng phải là sự
lặp lại các thí nghiệm đã làm nhằm nhắc lại kiến thức cũ mà phải có những
yếu tố mới nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết của học sinh, giúp
học sinh thấy được những biểu hiện trong tự nhiên, các ứng dụng trong đời
sống và sản xuất của các kiến thức này.
d. Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kĩ năng
của học sinh.
Để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kĩ năng của học sinh,
giáo viên có nhiều cách thức sử dụng thí nghiệm với nhiều mức độ yêu cầu
khác nhau. Thông qua các hoạt động trí tuệ-thực tiễn của học sinh trong q
trình thí nghiệm, cho thấy kiến thức, kĩ năng hiện có của học sinh.
e. Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và phát
triển kỹ năng, kỹ xảo về Vật lí của học sinh.
Thí nghiệm ln có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tượng, quá

trình Vật lí, hình thành khái niệm, định luật Vật lí, xây dựng các thuyết Vật lí,
nghiên cứu các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của các kiến thức đã học.
Thí nghiệm góp phần vào việc phát hiện và khắc phục các sai lầm của học
sinh, đồng thời do thí nghiệm là bộ phận của các phương pháp nhận thức vật
lí nên học sinh cũng được làm quen và vận dụng các phương pháp này. Vì vậy
thí nghiệm có tác dụng nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh.
Nhờ thí nghiệm ta có thể nghiên cứu các hiện tượng, các q trình xảy ra
trong những điều kiện có thể khống chế được, thay đổi được, có thể quan sát,
đo đạc đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức được nguyên nhân của
mỗi hiện tượng và mối quan hệ có tính quy luật giữa chúng với nhau. Thí
9


nghiệm là phương tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu được những
thơng tin chân thực về các hiện tượng q trình Vật lí.
Trong thí nghiệm do học sinh tự tiến hành, học sinh được rèn luyện các kĩ
năng, kĩ xảo thí nghiệm.
f. Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện
của học sinh.
Trong quá trình thí nghiệm địi hỏi tn thủ các giai đoạn của q trình thí
nghiệm (lập kế hoạch, lựa chọn và bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và
xử lí số liệu) học sinh được rèn luyện phong cách làm việc khoa học. Quá
trình tự lực xây dựng kiến thức từ các thí nghiệm, học sinh thu nhận những
quan điểm của thế giới quan duy vật, đặc biệt là vai trị thực tiễn trong việc
nhận thức thế giới, có niềm tin trong việc nhận thức được thế giới và sự tồn
tại khách quan của các mối liên hệ có tính quy luật trong tự nhiên.
Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác
nhau, việc tổ chức các nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm địi hỏi sự phân
cơng, phối hợp những cơng việc tự lực của học sinh trong tập thể, quá trình
này bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức, xây dựng các chuẩn mực hành động

tập thể cho học sinh. [11, tr 310-311]
1.3.

Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ
thông trong dạy học vật lý

1.3.1. Khái niệm kĩ năng
Theo Từ điển tiếng Việt, kĩ năng là khả năng vận dụng những kiến thức
trong một lĩnh vực nào đó vào thực tế; kĩ xảo là khả năng đạt đến mức thuần
thục; năng lực là khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên, sẵn có để thực
hiện một hoạt động nào đó.

10


Như vậy kĩ năng và kĩ xảo thuộc cùng một phạm trù, chỉ khác nhau ở
trình độ cao thấp, đó là phạm trù hoạt động học và làm, hay nói rõ hơn là hoạt
động học tập các kiến thức và vận dụng chúng vào trong việc giải quyết các
vấn đề thực tế, coi đó là hành động cần thiết cho việc đạt được mục đích.
Kĩ năng là khả năng của con người thực hiện các hoạt động nhất định
dựa trên việc sử dụng các kiến thức và kĩ xảo đã có [14, tr. 42]. Cơ sở tâm lý
của kĩ năng là sự hiểu mối liên hệ tương hỗ giữa mục đích hoạt động, các điều
kiện hoạt động và các cách thức thực hiện hoạt động. Nhờ quá trình luyện tập,
một số kĩ năng nhất định có thể trở thành kĩ xảo.
Như vậy, có thể hiểu: Kĩ năng là khái niệm chỉ mức độ thành thạo (của
chân, tay) khi thao tác lên một đối tượng vật chất nào đó (kĩ năng hành động).
Hay kĩ năng là khái niệm chỉ mức độ linh hoạt của việc vận dụng một kiến
thức vào việc giải một bài tập, một bài tốn nào đó (kĩ năng trí tuệ).
1.3.2. Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thông trong dạy
học vật lý

Yêu cầu của chương trình giáo dục mơn vật lí phổ thơng, trong đó cần
rèn luyện cho học sinh những kĩ năng như quan sát hiện tượng vật lí trong tự
nhiên, trong đời sống hoặc trong các thí nghiệm, sử dụng được các dụng cụ đo
phổ biến của vật lí, biết lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản,
thu thập và xử lí thơng tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn
giản về các mối quan hệ hay bản chất của các hiện tượng hoặc q trình vật lí,
cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đốn đề ra. Tức là học
sinh cần có kĩ năng sử dụng thí nghiệm để nghiên cứu kiến thức vật lí theo
các phương pháp nhận thức phổ biến của vật lí phổ thông.[2, tr 5-7]
Trên cơ sở định nghĩa về kĩ năng và dựa trên các hoạt động quan trọng,
cơ bản nhất của người nghiên cứu trong tiến trình thực hiện của một thí
nghiệm, chúng tơi xác định các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh
11


trong dạy học vật lí ở trường THPT gồm hai nhóm kĩ năng: Nhóm kĩ năng
liên quan nhiều đến hoạt động trí tuệ, có thể gọi là kĩ năng thiết kế thí
nghiệm và nhóm các kĩ năng liên quan nhiều đến các hoạt động tay chân, gọi
là kĩ năng tiến hành thí nghiệm. Các kĩ năng cụ thể như bảng 1.1 và được
mơ tả chi tiết như sau:
a) Nhóm kĩ năng thiết kế thí nghiệm:
1. Kĩ năng xác định mục đích tiến hành một bài thí nghiệm
Mục đích thí nghiệm là những vấn đề khoa học cần nghiên cứu, được
đặt ra và phải được giải quyết sau khi làm thí nghiệm. Kết quả cụ thể của hoạt
động này thường là hình thành được kiến thức mới (hay ở mức sâu, rộng hơn),
kĩ năng mới (hoặc trình độ kĩ năng ở bậc cao hơn), thái độ, tình cảm mới, hay
sâu sắc hơn. Ngồi ra, từng bài thí nghiệm, từng giai đoạn dạy học có thể có
những mục đích riêng.
+ Trả lời được câu hỏi yêu cầu của bài thí nghiệm là làm gì (đo, xác định,
chứng minh, giải thích,…) với đối tượng nào?.

+ Tìm được mối quan hệ giữa các hiện tượng cần nghiên cứu với các vấn
đề có liên quan.
2. Kĩ năng đề xuất phương án thí nghiệm
+ Mơ tả được các bước tiến hành thí nghiệm (nhớ được tiến trình thí
nghiệm).
+ Khả năng tự đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm (khác với các
phương án đã được trình bày trong sách giáo khoa)

STT

Các kĩ năng thiết kế thí nghiệm

12

Các kĩ năng tiến hành thí nghiệm


1

Xác định mục đích thí nghiệm
Sử dụng dụng cụ, thiết bị thí

2

Đề xuất phương án thí nghiệm

nghiệm, lắp đặt (lắp ráp) thí
nghiệm theo sơ đồ

3

Xây dựng sơ đồ, bố trí thiết bị thí
nghiệm

bảo xảy ra và quan sát rõ q
trình, hiện tượng

Xác định cách trình bày số liệu
dưới dạng bảng, đồ thị các dạng
khác nhau để làm nổi bật dấu hiệu

4

Tiến hành thí nghiệm để đảm

bản chất, mối quan hệ có tính qui
luật.

Quan sát và thu thập dấu hiệu
bản chất của q trình vật lí
nghiên cứu hay các số liệu (Đọc
số liệu chính xác).

Phân tích, xử lí số liệu để tìm ra
5

dấu hiệu bản chất, mối liên hệ có
tính qui luật.
Vận dụng kiến thức để giải thích

6

các hiện tượng, quá trình vật lí
quan sát được hay các số liệu thu
thập được.
Bảng 1.1. Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho
học sinh THPT trong dạy học vật lí.

3. Kĩ năng xây dựng sơ đồ, bố trí thiết bị thí nghiệm
+ Khả năng đọc và hiểu sơ đồ lí thuyết.
+ Biết lựa chọn dụng cụ thí nghiệm cho phù hợp.

13


+ Giải thích được cơng dụng, ngun tắc hoạt động của từng dụng cụ,
thiết bị có trong bài thí nghiệm. Đọc và hiểu các kí hiệu, thơng số kĩ thuật ghi
trên dụng cụ, thiết bị.
+ Lắp đúng thí nghiệm theo sơ đồ lí thuyết với các dụng cụ đã chọn
4. Kĩ năng trình bày hiện tượng quan sát được, trình bày số liệu dưới
dạng bảng, đồ thị các dạng khác nhau để làm nổi bật dấu hiệu bản chất, mối
quan hệ có tính qui luật.
+ Kĩ năng trình bày một vấn đề (viết, nói).
+ Kĩ năng trình bày vấn đề bằng đồ thị, hoặc/ và bằng biểu bảng...
5. Kĩ năng phân tích, xử lí số liệu để tìm ra dấu hiệu bản chất, mối liên
hệ có tính qui luật trong hiện tượng, q trình nghiên cứu
+ Khả năng phán đốn.
+ Kĩ năng tính tốn: tính các đại lượng trung bình, tính sai số và làm trịn
kết quả thí nghiệm.
+ Khả năng đối chiếu, so sánh giữa kết quả thực nghiệm và lí thuyết.

+ Biết các phương pháp xác định sai số; phân biệt được sai số do phương
án và sai số do dụng cụ, tìm biện pháp làm giảm sai số.
+ Kĩ năng xử lí biểu bảng, vẽ đồ thị (nếu có), từ đồ thị biết rút ra quy luật
liên hệ giữa các đại lượng và điều kiện xảy ra hiện tượng.
6. Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng, q trình vật
lí quan sát được hay các số liệu thu thập được
+ Kĩ năng viết bài báo cáo thí nghiệm hồn chỉnh.
+ Kĩ năng giải thích hiện tượng nghiên cứu được.
b) Nhóm kĩ năng tiến hành thí nghiệm:
1. Kĩ năng lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ
14


Thơng thường các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm trong các bài thực hành
được xây dựng đặt sẵn. Học sinh chỉ sử dụng các dụng cụ và các thiết bị đó để
tiến hành thí nghiệm. Chỉ khi thay đổi điều kiện thí nghiệm, học sinh cần biết
tháo lắp những bộ phận nhỏ có liên quan đến sự thay đổi điều kiện đó.
Các thao tác tháo lắp dụng cụ thí nghiệm mà học sinh cần đạt như sau:
+ Tháo lắp được các bộ phận của dụng cụ khi cần thay đổi điều kiện
thí nghiệm.
+ Biết lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ.
+ Biết bố trí, sắp đặt các dụng cụ, TBTN cho phù hợp cả về nguyên tắc
lí thuyết và cả về vị trí khơng gian.
2. Kĩ năng tiến hành thí nghiệm để đảm bảo xảy ra và quan sát rõ q
trình, hiện tượng vật lí cần nghiên cứu
+ Tiến hành thí nghiệm đúng các thao tác.
+ Khả năng xác định đại lượng cần đo , đa ̣i lươ ̣ng cầ n giữ nguyên, không
thay đổ i trong khi làm thí nghiê ̣m.
+ Khả năng dự đoán trước kết quả thí nghiệm.
+ Kĩ năng điều chỉnh các dụng cụ và thiết bị đo trong q trình tiến hành

thí nghiệm để hiện tượng, quá trình xảy ra rõ và/ hoặc sai số thấp.
+ Xác định góc độ quan sát rõ và tồn bộ q trình hiện tượng vật lí xảy ra.
+ Kĩ năng phát hiện và xử lí những sự cố bất thường trong lúc tiến hành
thí nghiệm (đớ i với những thí nghiê ̣m nguy hiể m, phức ta ̣p).
3. Kĩ năng quan sát và thu thập dấu hiệu bản chất của q trình vật lí
nghiên cứu hay các số liệu thí nghiệm
+ Kĩ năng chọn mốc, chọn vật chỉ thị.
+ Kĩ năng lựa chọn phương pháp đo, phương pháp khảo sát.
15