Luận văn thạc sĩ VNU UEd xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi tính trong dạy học phần dòng điện xoay chiều và dao động điện từ vật lí 12 11

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM
KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2015

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM
KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12

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 01 11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung

HÀ NỘI – 2015

2

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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 Hồng Hà - Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong
q 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 - 2015
Học Viên

Nguyễn Thị Phương Nhuệ

3

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

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

4

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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………………………………………….

22

Bảng 1.2. Thống kê phiếu khảo sát học sinh THPT Hồng
Hà……………...........................................................................................

28

Bảng 2.1. Danh mục các thiết bị thí nghiệm..............................................

39

Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành
thí nghiệm ………………………………………....................................

63

Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số báo cáo sau khi tiến hành thí
nghiệm.........................................................................................................

64

Bảng 3.3. Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống………….

.65

5

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Mạch dao động LC……………………………………………

31

Hình 2.2. Dạng đồ thị của biên độ dao động trong dao động điện từ tắt
dần………………………………………………………………………..

32

Hình 2.3. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện………..…………………

33

Hình 2.4. Đồ thị biểu diễn sự biễn đổi của UC và IC giữa hai đầu bản tụ
theo thời gian………………………………………………………….

34

Hình 2.5. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm………………………

34

Hình 2.6. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của UL và IL giữa hai đầu cuộn
cảm thuần theo thời gian……………………………………………….

35

Hình 2.7. Bộ dụng cụ thí nghiệm Vật lí phần điện, từ và dao
động.....................................................................................................

38

Hình 2.8. Mạch tạo dao động điện từ LC………………………………

40

Hình 2.9. Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC…………………………

41

Hình 2.10. Mạch dao động LC có thêm điện trở R………………………

42

Hình 2.11. Bố trí mạch tạo dao động điện từ tắt dần……………………

44

Hình 2.12. Hình ảnh dao động điện từ tắt dần trên màn hình phần mềm
Soundcard Oszilloscope…………………………………………..…….

45

Hình 2.13. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……………………….

46

Hình 2.14. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm………………….…

46

Hình 2.15. Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC……………….………

50

Hình 2.16. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……………….………

53

Hình 2.17.Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm……………………….

53

6

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1. Kết quả báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm…….64
Biểu đồ 3.2. Đồ thị các đường tần suất lũy tích……….………………..… .65

7

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1.Lý do nghiên cứu………………………………………………………...
2.Mục đích nghiên cứu…………………………………………………….
3.Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………
4.Khách thể và đối tượng nghiên cứu…..………………………………….
5.Vấn đề nghiên cứu..……………………………………………………...
6.Giả thiết khoa học…..……………………………………………………
7.Giới hạn phạm vi nghiên cứu…………………………………………...
8.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài…………………………...........
9.Phương pháp nghiên cứu……………………………………………….
10.Cấu trúc luận văn………………………………………………………
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm thí nghiệm Vật lí …………...................

1.1.1.Thí nghiệm Vật lí …………………………………………………...
1.1.2.Đặc điểm thí nghiệm Vật lí ……………………………………........
1.2.Vai trị thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường 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 lí ......................................................................................
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 lí ......................................................................................................
1.4. Thí nghiệm biểu diễn và những yêu cầu cơ bản khi sử dụng ..............
1.5. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường
phổ thơng………………………..................................................................
1.5.1.Mục đích tìm hiểu…………………………………...........................
1.5.2. Nội dung tìm hiểu………………………………………………….
1.5.3. Phương pháp tìm hiểu………………………………………………
1.5.4. Kết quả tìm hiểu……………………………………………………
1.6. Kết luận chương 1………………………………
CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY

10
11
11
11
12
12
12
12

13
13
14
14
14
15
15
16
19
19
20
25
27
27
27
27
28
30

TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO
ĐỘNG ĐIỆN TỪ – VẬT LÍ 12

2.1. Phân tích nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và Dao động
điện từ - Vật lí 12 .……………………………………………....................

31

2.1.1. Nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ
2.1.2. Xác định mục tiêu các bài học ............................................................

31
36

8

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2.2. Xây dựng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần
Dịng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12….............................
2.2.1. Ý tưởng xây dựng thí nghiệm…………………….............................
2.2.2. Xây dựng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần
Dịng điện xoay chiều và dao động điện từ……………………...................
2.3. Tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính trong
phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12........................
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính trong
phần Dịng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12........................
2.5. Kết luận chương 2...................................................................................
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm……….....................

37
38
38
48
49
54
55

3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm………….................

3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………….....................................

55
55

3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm…………….................................

55

3.3. Thực nghiệm sư phạm…………………………………………………
3.4. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong q trình TNSP…......
3.5. Phân tích định lượng…………………………………………………..
3.6. Hiệu quả của biện pháp đã đề xuất……………….................................
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ………………………..........................
Tài liệu tham khảo………………………………………………………….
Phụ lục ……………………………………………………………………

57
57
63
68
69
72
76

9

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

MỞ ĐẦU
1. Lý do nghiên cứu
Đối với mơn vật lí bậc THPT, quan điểm xây dựng chương trình là
coi trọng phương pháp thực nghiệm. Yêu cầu 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 đã đề ra.
Do các thiết bị thí nghiệm đắt tiền, cồng kềnh, tốn nhiều thời gian
chuẩn bị dụng cụ, việc tiến hành thí nghiệm có nhiều khó khăn cho giáo viên
trong dạy học. Một số bộ thí nghiệm phần Điện học được thiết kế với bảng
mạch lắp sẵn có ưu điểm dễ thao tác tiến hành thí nghiệm và đảm bảo thí
nghiệm thành cơng, tuy nhiên do các bảng mạch và thiết bị nhỏ chỉ phù hợp
với các thí nghiệm thực hành của học sinh, việc tiến hành thí nghiệm biểu
diễn của giáo viên là hạn chế.
Để đáp ứng việc giảng dạy chương trình vật lí ở Trung học phổ thơng,
việc nghiên cứu, chế tạo bộ thí nghiệm Vật lí bằng các vật liệu rẻ tiền, tiết
kiệm, dễ sử dụng trong dạy học, đồng thời nghiên cứu kết hợp thí nghiệm thật
và các phần mềm trên máy tính nhằm nâng cao hiệu quả của các thí nghiệm.
Có khả năng thiết kế, lắp ráp các mạch điện linh hoạt, dễ thao tác, thực hiện
được nhiều thí nghiệm phần Điện học trong mơn Vật lí ở bậc THPT (lớp 11
và lớp 12) các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên trên mặt bảng từ, đảm bảo
học sinh dễ quan sát, giáo viên dễ tiến hành thí nghiệm nhanh và chính xác là
cần thiết.
Với những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu:

“XÂY DỰNG VÀ SỬ

DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN
DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12”

10

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng thí nghiệm và thiết kế phương án sử dụng một số thí nghiệm
phần Điện học trong dạy học Vật lí lớp 12 nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm
cho học sinh THPT.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học có sử dụng thí nghiệm trong bộ
mơn Vật lí THPT.
- Xây dựng bộ thí nghiệm trong mơn Vật lí phần Dòng điện xoay chiều
và dao động điện từ kết nối máy vi tính.
- Nghiên cứu về nội dung, phương pháp tổ chức dạy học phần Dòng
điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12.
- Thiết kế tiến trình dạy học phần Dịng điện xoay chiều và dao động
điện từ - Vật lí 12 với các bộ thí nghiệm đã xây dựng được.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các
bài thí nghiệm và các tiến trình dạy học đã xây dựng.
4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu:
Quá trình dạy và học thực hành Vật lí của giáo viên và học sinh lớp 12
trường THPT Hồng Hà, thành phố Hà Nội.
- Đối tượng nghiên cứu:
+ Thiết bị thí nghiệm Vật lí và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí
phần Dịng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12.

11

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


5. Vấn đề nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu vấn đề cơ bản sau:
Làm thế nào để xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi
tính trong việc dạy học phần Dịng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật
lí 12 nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT.
6. Giả thuyết khoa học
Việc xây dựng các thiết bị thí nghiệm phần Dòng điện xoay chiều và dao
động điện từ - Vật lí 12 - kết nối máy vi tính bằng các vật liệu đơn giản, dễ
chế tạo và thiết kế tiến trình dạy học theo con đường thực nghiệm sẽ nâng cao
trình độ kiến thức, kĩ năng thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí phần
Dịng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12.
7. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Các nghiên cứu khảo sát được tiến hành trên phạm vi các trường trung
học phổ thông trên địa bàn thành phố Hà Nội, với đơn cử là trường THPT
Hồng Hà - Hà Nội
- Số liệu sử dụng đề tài này được thu thập trong khoảng thời gian từ
2009 đến 2013, những số liệu khảo sát mới được điều tra trong năm 2014.
- Thời gian dự kiến thực hiện đề tài: từ tháng 8/2014 đến tháng 5/2015.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa lý luận của đề tài :
Đề tài phát triển lí luận về rèn luyện kĩ năng thí nghiệm Vật lí cho học
sinh THPT.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài :
Kết quả nghiên cứu có thể được vận dụng vào việc rèn luyện kĩ năng

thí nghiệm cho học sinh THPT mơn Vật lí.

12

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


9. Phƣơng pháp nghiên cứu
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý luận
- Nghiên cứu lý thuyết về sử dụng thí nghiệm trong dạy học bộ mơn
Vật lí THPT.
- Nghiên cứu nội dung và cách thức tổ chức hoạt động sử dụng thí
nghiệm trong việc dạy học phần Dịng điện xoay chiều và dao động điện từ
– Vật lí 12.
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra về thực
tiễn hoạt động sử dụng thí nghiệm trong việc dạy học Vật lí.
* Nhóm các phương pháp thực nghiệm:
- Tiến hành tổ chức hoạt động dạy học một số nội dung trong phần
Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ – Vật lí 12 có sử dụng các thí
nghiệm tại trường THPT Hồng Hà – Hà Nội.
* Nhóm phương pháp xử lý thơng tin: Định lượng, định tính, thống kê và
phân tích thống kê.
10. Cấu trúc của luận văn
Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.
Chƣơng 2. Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy tính
trong dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ -Vật lí 12.
Chƣơng 3. Thực nghiệm sư phạm.

13

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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

Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm thí nghiệm Vật lí

1.1.1. Thí nghiệm Vật lí
Thí nghiệm Vật lí 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 lí
Thí nghiệm Vật lí 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.

14

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


- 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 lí 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
riêng, trường hợp giới hạn. Một số kiến thức có thể được rút ra nhờ suy luận

15

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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 ngun 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 mơn Vật lí. [11, tr
292-293]
1.2.2. Vai trị thí nghiệm trong DH VL ở trường phổ thơng theo quan điểm
của lý luận dạy học
Trong dạy học vật lí, thí nghiệm có vai trị 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

16

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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.

17

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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.
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 ôn 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 không 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 u cầu

khác nhau. Thơng 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 q trình nghiên cứu các hiện tượng, q
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,

18

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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
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 tồn diện
của học sinh.
Trong q 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
thơng trong dạy học Vật lí

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.

19

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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 thơng trong dạy
học Vật lí
u 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

20

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


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)

21

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


STT
1

Các kĩ năng thiết kế thí nghiệm

Các kĩ năng tiến hành thí
nghiệm

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 quá
trình, hiện tượng

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

4

Tiến hành thí nghiệm để đảm

hiệu 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

6

thích các hiện tượng, q 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.

22

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

+ Biết lựa chọn dụng cụ thí nghiệm cho phù hợp.
+ 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.

23

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

b) Nhóm kĩ năng tiến hành thí nghiệm:
1. Kĩ năng lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ
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 quá
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 đốn 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 nh ững sự cố bất thường trong lúc tiến hành
thí nghiệm (đớ i với những thí nghiê ̣m nguy hiể m, phức ta ̣p).

24

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

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.
+ Kĩ năng đọc và ghi số liệu . Chọn góc độ quan sát, đọc số liệu trên
dụng cụ đo đúng.
+ Kĩ năng quan sát và nhận xét được các biểu hiện trên dụng cụ khi đo.
1.4. Thí nghiệm biểu diễn và những yêu cầu cơ bản khi sử dụng
Dựa vào hoạt động của GV và HS, có thể phân TNVL thành hai loại:
thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực hành. Đối với thí nghiệm biểu diễn,
dựa vào mục đích sử dụng thí nghiệm, có thể phân các loại như sau:
+ TN mở đầu: là những TN được dùng để đặt vấn đề định hướng bài
học. TN mở đầu đòi hỏi phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay.
+ TN nghiên cứu hiện tượng mới: được tiến hành trong khi nghiên cứu
bài mới. TN nghiên cứu hiện tượng mới có thể là TN khảo sát hay TN kiểm
chứng.
+ TN củng cố: là những TN được dùng để cũng cố bài học. Cũng như
TN mở đầu, TN cũng cố cũng phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay.
Để có thể phát huy tốt vai trị của TN biểu diễn trong dạy học Vật lí,
giáo viên cần phải quán triệt các yêu cầu sau đây trong khi tiến hành TN.
Thứ nhất, TN biểu diễn phải gắn liền hữu cơ với bài giảng. TN là một
khâu trong tiến trình dạy học, do đó nó phải ln gắn liền hữu cơ với bài
giảng, phải là một yếu tố tất yếu trong tiến trình dạy học. Nếu TN biểu diễn
khơng gắn liền hữu cơ với bài giảng thì khơng thể phát huy tốt vai trị của nó
trong giờ học. Muốn TN gắn liền hữu cơ với bài giảng, trước hết TN phải

25

LUAN VAN CHAT LUONG download : add