Khai thác, xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học cơ học vật lí 8 trung học cơ sở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

VÕ LONG PHI





KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC
“CƠ HỌC” - VẬT LÍ 8 TRUNG HỌC CƠ SỞ



Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÍ
Mã số: 60 14 01 11


LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC


Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Giáo



Nghệ An - 2013

1

LỜI CAM

ĐOAN





Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết
quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất
kì một công trình nào khác.


Tác gi
ả


Võ Long Phi

2

LỜI CẢM ƠN

Bằng tất cả tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tác giả xin gởi lời cảm
ơn chân thành đến:
 PGS.TS Lê Văn Giáo đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả
những lúc khó khăn. Cảm ơn thầy đã dành thời gian và công sức chỉ dẫn những
hướng đi giúp cho tác giả hoàn thành tốt luận văn.
 Các thầy cô giảng dạy lớp Cao học khóa 19 đã truyền thụ cho chúng tôi
những kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
 Ban Giám Hiệu, thầy cô tổ Lí - Tin, các em học sinh trường THCS
Suối Nho đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực nghiệm đề tài.
 Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên hỗ trợ tác
giả trong suốt thời gian vừa qua.

Đồng Nai – 2013

3

MỤC LỤC


Trang
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ 7
MỞ ĐẦU 8
CẤU TRÚC LUẬN VĂN 11
Chương I 12
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG
NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 12
1.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 12
1.1.1 Tích cực hóa hoạt động nhận thức trong dạy học vật lí 12
1.1.1.1 Hoạt động học 12
1.1.1.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức của HS 13
1.1.1.3 Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức 14
1.1.1.4 Khái niệm tích cực hóa hoạt động nhận thức 15
1.1.1.5 Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức 15
1.1.1.6 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học
vật lí 17
1.1.2 Bài tập thí nghiệm 19
1.1.2.1 Khái niệm về BTTN 19
1.1.2.2 Phân loại BTTN 19
1.1.2.3 Phương pháp giải BTTN 22
1.1.2.4 BTTN với việc phát huy tính tích cực nhận thức của HS 24
1.1.2.5 Phương pháp xây dựng BTTN 26
1.1.2.6 Phương pháp sử dụng BTTN vào dạy học vật lí 28

4

1.1.2.7 Các hình thức sử dụng BTTN trong dạy học vật lí ở THCS 30
1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN 34
1.2.1. Thực trạng về BTTN 34
1.2.2. Thực trạng sử dụng 35
1.2.3. Nguyên nhân của thực trạng 36
1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 37
Chương 2 39
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƯƠNG
“CƠ HỌC” LỚP 8 39
2.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CHƯƠNG “CƠ HỌC” LỚP 8 39
2.1.1 Vị trí chương “Cơ học” trong chương trình vật lí phổ thông (VLPT) 39
2.1.2 Đặc điểm chương “Cơ học” lớp 8 41
2.1.3 Cấu trúc logic của chương 42
2.2 MỘT SỐ LƯU Ý TRONG KHI HÌNH THÀNH KIẾN THỨC 44
2.2.1 Chuyển động cơ 44
2.2.2 Lực cơ 44
2.2.3 Áp suất 45
2.2.4 Cơ năng 46
2.3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ HỌC” LỚP 8 46
2.3.1 Mục đích, định hướng xây dựng và yêu cầu 46
2.3.1.1 Mục đích 46
2.3.1.2 Định hướng xây dựng 47
2.3.1.3 Yêu cầu 47
2.3.2 Hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Cơ học” 48
2.3.2.1 BTTN định tính quan sát và giải thích hiện tượng 48
2.3.2.2 Bài tập định tính, thiết kế phương án thí nghiệm 52
2.3.2.3 BTTN định lượng 55
5

2.4 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CƠ
HỌC” CÓ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 58
2.4.1 Giáo án 1 58
2.4.2 Giáo án 2 64
2.4.3 Giáo án 3 72
2.4.4 Giáo án 77
2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 84
Chương 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85
3.1 MỤC ĐÍCH CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85
3.2 NHIỆM VỤ CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85
3.3 ĐỐI TƯỢNG CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85
3.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 86
3.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 87
3.5.1 Tiêu chí đánh giá 87
3.5.2 Kết quả thực nghiệm 88
3.5.2.1. Phân tích định lượng 88
3.5.2.2. Phân tích định tính 93
3.5.2.3 Đánh giá kết quả của đề tài 94
3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 95
KẾT LUẬN 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99






6

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT


BTTN : Bài tập thí nghiệm
ĐC : Đối chứng
GV : Giáo viên
HS : Học sinh
PPDH : Phương pháp dạy học
SGK : Sách giáo khoa
THCS : Trung học cơ sở
THPT : Trung học phổ thông
TN : Thực nghiệm
TNSP : Thực nghiệm sư phạm
TTC : Tính tích cực
VLPT : Vật lí phổ thông










7

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ

Trang
Sơ đồ 1.1: Cấu trúc tâm lý của hoạt động học 12
Sơ đồ 1.2: Phân loại hệ thống BTTN 20
Sơ đồ 2.1: Vị trí chương “Cơ học” vật lí 8 trong chương trình vật lí phổ thông 40
Sơ đồ 2.2: Cấu trúc logic của chương “Cơ học” 43

Bảng 3.1: Số HS của lớp đối chứng và số HS của lớp thực nghiệm 86
Bảng 3.2: Bảng phân phối thực nghiệm số HS đạt điểm x
i
88
Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất số % HS đạt điểm x
i
88
Bảng 3.4: Bảng lũy tích: Số % HS đạt Số HS đạt điểm ≤ x
i
89
Bảng 3.5: Các tham số đặc trưng thống kê của nhóm TN và ĐC 92

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ phân phối thực nghiệm: số % HS đạt điểm x
i
89
Biểu đồ 3.2: Đường phân phối tần suất: số % HS đạt điểm x
i
90
Biểu đồ 3.3: Đường lũy tích: Số % HS đạt điểm ≤ x
i
90

8

I. MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Để phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, Đảng và
Nhà nước ta đang hết sức quan tâm đến vấn đề nâng cao chất lượng giáo dục và đào
tạo nhằm tạo ra nguồn nhân lực có chất lượng. Một trong những cơ sở để có thể nâng
cao chất lượng giáo dục và đào tạo chính là việc phải đổi mới phương pháp dạy học để
phù hợp với tình hình thực tế.
Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản
Việt Nam (khóa VIII) về định hướng chiến lược phát triển giáo dục - đào tạo đã khẳng
định: “phải đổi mới phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo cho người học ”. Các năm vừa qua, với
định hướng chiến lược trên, nhiều chỉ đạo đổi mới đã được ngành giáo dục phổ biến,
theo đó phương pháp dạy học theo hướng tập trung vào người học được chú trọng thực
hiện và mang lại nhiều kết quả khả quan. Do vậy, cho đến nay định hướng này vẫn
được Đảng, Chính phủ và Bộ Giáo dục – Đào tạo tiếp tục khẳng định.
Luật Giáo dục (năm 2005) tiếp tục chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông
phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của học sinh; phù hợp
với từng đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn
luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm
vui, hứng thú học tập cho học sinh ”
Theo định hướng đổi mới dạy học hiện nay: Tri thức phải được tạo nên một
cách tích cực bởi chủ thể nhận thức (tức là của học sinh) chứ không tiếp thu một cách

thụ động từ bên ngoài. Từ quan niệm đó, trong dạy học phải coi trọng vấn đề hình
thành cho học sinh cách học, cách tạo nên tri thức, cách tự học chứ không chỉ đơn
thuần là cung cấp kiến thức. Dạy học như vậy hình thành và phát triển hệ thống tri
thức, nhận thức cho học sinh và tạo điều kiện thuận lợi để học sinh lĩnh hội, kiến tạo tri
thức mới. Trên thực tế để tạo ra cho học sinh những điều kiện để có thể phát huy được
9

tính chủ động thì người dạy không đơn thuần chỉ thông qua các phương pháp dạy học
mà còn phải thông qua hệ thống các bài tập vật lí, bởi việc giải bài tập chính là hình
thức làm việc tự lực căn bản của học sinh. Trong các loại bài tập vật lí, bài tập thí
nghiệm đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bồi dưỡng năng lực tự học và năng
lực thực nghiệm cho học sinh, góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy. Chính vì vậy
việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong quá trình dạy học là vấn đề cần thiết.
Trong thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng bài tập thí
nghiệm trong dạy học vật lí nhằm phát triển năng lực nhận thức và tích cực hóa hoạt
động của học sinh trung học cơ sở cũng như nâng cao hiệu quả giảng dạy trong nhà
trường. Tuy nhiên, việc nghiên cứu khai thác và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy
học cơ học – vật lí 8 vẫn còn có những hạn chế. Trong khi đó, chương “ Cơ học ” này
là bắt đầu của giai đoạn 2 (lớp 8 và lớp 9) khi khả năng tư duy của học sinh đã phát
triển và bắt đầu làm quen với các bài toán định lượng, thì việc sử dụng bài tập thí
nghiệm đối với học sinh, nhằm kích thích tính tò mò, khả năng tìm tòi kiến thức sẽ tạo
điều kiện tốt để phát triển tư duy và năng lực nhận thức của học sinh.
Xuất phát từ các lý do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: Khai thác, xây
dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học “Cơ học” – vật lí 8 trung học cơ
sở.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Khai thác, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm trong dạy học “ Cơ
học ” – vật lí 8 nhằm tạo hứng thú, tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, qua
đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lí trung học cơ sở .
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tượng:
Hoạt động dạy và học vật lí ở trường trung học cơ sở, trong đó đi sâu vào việc
sử dụng bài tập thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh.
3.2. Phạm vi nghiên cứu:
10

Bài tập thí nghiệm "Cơ học " – vật lí 8 THCS.
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu trong quá trình dạy học chương “Cơ học” - vật lí 8 sử dụng bài tập thí
nghiệm một cách hợp lý có thể kích thích hứng thú học tập, góp phần tích cực hóa hoạt
động nhận thức của học sinh, qua đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở
trường phổ thông.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập thí nghiệm
trong dạy học vật lí ở trường THCS theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của
học sinh.
5.2. Phân tích nội dung kiến thức "Cơ học" – vật lí 8; Xác định các kiến thức
có thể sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học.
5.3. Tìm hiểu thực tế dạy học chương "Cơ học" ở một số trường THCS.
5.4. Soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức chương "Cơ học" – vật lí 8
có sử dụng bài tập thí nghiệm.
5.5. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THCS nhằm xác định mức độ
phù hợp, tính khả thi và tính hiệu quả của các tiến trình dạy học đã thiết kế.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Phương pháp điều tra và quan sát
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Phương pháp thống kê toán học
7. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
- Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận việc sử dụng bài tập thí

nghiệm cũng như nâng cao khả năng áp dụng phổ biến bài tập thí nghiệm trong dạy
học vật lí ở trường THCS.
- Về thực tiễn:
11

+ Chỉ ra được thực trạng của việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học
vật lí ở một số trường THCS.
+ Khai thác, xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm cơ học vật lí 8 đa dạng về
hình thức và phong phú về nội dung; Lắp ráp và thực hiện thí nghiệm theo nội dung
của bài tập thí nghiệm cụ thể
+ Thiết kế được tiến trình dạy học có sử dụng bài tập thí nghiệm một số kiến
thức trong chương "Cơ học" – Vật lí 8.
II. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Luận văn có cấu trúc như sau:
PHẦN MỞ ĐẦU (4 trang)
PHẦN NỘI DUNG (84 trang)
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập thí nghiệm
trong dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
Chương 2. Khai thác, xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong
chương “Cơ học” – Vật lí 8
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
PHẦN KẾT LUẬN (3 trang)

12

CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ
NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT
ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

1.1 C Ơ SỞ LÍ LUẬN
1.1.1 Tích cực hóa hoạt động nhận thức trong dạy học vật lí.
1.1.1.1 Hoạt động học
Hoạt động dạy và học là một chức năng của xã hội loài người. Theo tâm lí
học, hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục
đích tự giác và lĩnh hội những tri thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, những hình thức hành vi
và những dạng hoạt động nhất định [12].
Có nhiều kiểu phân loại khác nhau về hoạt động học, theo A.V.Petrovski có
hai kiểu phân loại chính: học ngẫu nhiên và học có chủ định [20]. Ở đây chúng tôi chỉ
xem xét hoạt động học có chủ định hay còn gọi là học tập.
Theo lí thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần,
có quan hệ và tác động lẫn nhau, được trình bày theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.1 Cấu trúc tâm lí của hoạt động [29].

Động cơ
Mục đích
Phương tiện ,
điều kiện
Hoạt động
Hành động
Thao tác
13

Theo sơ đồ trên, động cơ và hoạt động có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Muốn
thỏa mãn động cơ, người học phải thực hiện những hành động bao gồm nhiều thao tác
và mỗi thao tác trong từng điều kiện, phương tiện nhất định. Như vậy để có được hoạt
động mang tính tự giác, tích cực và lâu dài thì đòi hỏi phải tạo được một động cơ ban
đầu mạnh mẽ. Nhiệm vụ chính của người giáo viên (GV) là tổ chức hướng dẫn hoạt
động học của người học để thông qua đó học sinh (HS) lĩnh hội được văn hóa xã hội,
tạo ra sự phát triển tâm lí, hình thành nhân cách cho HS. Để nhiệm vụ của GV đạt
được kết quả tốt, người GV qua quá trình tổ chức dạy học cần phải tạo được động cơ
học tập mạnh mẽ cho HS nhằm tích cực hóa hoạt động của người học.
1.1.1.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức của HS
Chủ nghĩa duy vật lịch sử xem tính tích cực (TTC) là một phẩm chất vốn có
của con người trong đời sống xã hội. Khác với động vật, con người không chỉ tiêu thụ
những gì sẵn có trong thiên nhiên cho sự tồn tại và phát triển của xã hội mà còn chủ
động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo ra nền văn hóa ở mỗi thời
đại. Hình thành và phát triển tính tích cực xã hội là một trong các nhiệm vụ chủ yếu
của giáo dục nhằm đào tạo ra những con người năng động, thích ứng và góp phần phát
triển cộng đồng. Có thể xem tính tích cực như là điều kiện, đồng thời là kết quả của sự

phát triển nhân cách trẻ trong quá trình giáo dục [41].
TTC được biểu hiện trong hoạt động của mỗi con người, đặc biệt là những hoạt
động mang tính chủ động, của chủ thể. Chẳng hạn như học tập là hoạt động chủ đạo
của lứa tuổi đi học. TTC biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học
tập, mà học tập là một trường hợp riêng của nhận thức. Vì vậy, nói đến TTC trong học
tập về bản chất là tính tích cực nhận thức, sự mong muốn hiểu biết và có khát vọng
chiếm lĩnh tri thức về thế giới khách quan [18].
Theo Hà Thế Ngữ thì tích cực hoạt động nhận thức của HS là sự ý thức được
nhiệm vụ học tập của HS đối với từng môn, từng bài nói riêng thông qua việc HS hăng
say học tập, từ đó tự mình ra sức hoàn thiện nhiệm vụ học tập, tự mình khắc phục khó
14

khăn để nắm tri thức, kỹ năng mới và nắm tài liệu mới một cách tự giác từ đó biến tri
thức thành vốn riêng và thành kinh nghiệm sống của chính mình, thành một bộ phận
của thuộc tính nhân cách [18].
Như vậy ta có thể coi TTC trong học tập là sự tự giác tìm tòi, nắm vững tri
thức, vận dụng nó vào thực tiễn. Hình thành và phát triển TTC là một trong các nhiệm
vụ chủ yếu của giáo dục nhằm đào tạo những con người năng động, thích ứng và góp
phần phát triển cộng đồng.
TTC học tập được phân thành các cấp độ từ thấp tới cao [10]
- Bắt chước: HS bắt chước hành động, thao tác của GV và bạn bè, nhờ đó mà
HS tích lũy được kiến thức và kinh nghiệm.
- Tìm tòi: HS độc lập trong tư duy khi giải quyết các vấn đề, tìm kiếm các
cách giải khác nhau về một vấn đề để tìm cho ra lời giải hợp lý nhất; nhờ đó mà nhu
cầu, hứng thú và óc sáng tạo phát triển.
- Sáng tạo: HS tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp
có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học.
1.1.1.3 Những biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức
TTC trong hoạt động học tập không chỉ thể hiện ở hoạt động cơ bắp mà chủ
yếu ở các hoạt động trí tuệ như sau:

- Tập trung, chú ý nghe giảng, học và làm bài. TTC cao sẽ kéo dài thời gian
chú ý, tập trung trong học tập.
- Hăng hái vào mọi hình thức hoạt động học tập (thể hiện khi giơ tay phát
biểu ý kiến, xung phong lên bảng, bổ sung các câu trả lời của các bạn)
- Hay nêu thắc mắc, đòi hỏi được giải thích cặn kẽ những vấn đề mà HS chưa
hiểu hay GV trình bày chưa đủ, chưa rõ ràng.
- Vận dụng linh hoạt kiến thức, kĩ năng vào giải quyết các nhiệm vụ học tập,
thực tiễn cuộc sống.
- Chuyên cần trong việc học bài, làm bài ở nhà, đọc thêm tài liệu, làm thêm
15

các bài tập khác, hoàn thành nhiệm vụ GV giao.
- Sự tự giác học tập, không bị bắt buộc bởi các tác nhân bên ngoài như gia
đình, bạn bè, thầy cô.
- Tinh thần vượt qua khó khăn trong học tập (điều kiện vật chất, thời gian,
phương tiện đi lại, …)
- Thái độ phản ứng tiếc rẻ khi giờ học kết thúc
- Kết quả học tập tốt trong năng lực học tập của HS.
1.1.1.4 Khái niệm tích cực hóa hoạt động nhận thức
Theo Thái Duy Tuyên: “Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động
nhằm chuyển vị trí người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri
thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập” [35].
Tính tích cực nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trước hết đến động
cơ học tập. Động cơ đúng tạo ra hứng thú. Hứng thú là tiền đề của tự giác, tự giác và
hứng thú là hai yếu tố tâm lí tạo nên tính tích cực [10]. Như vậy trong quá trình dạy
học (QTDH ) muốn tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, người dạy có nhiệm vụ
tổ chức, điều khiển đưa học sinh vào trạng thái tích cực, chủ động trong các hoạt động
học tập. Làm cho HS có nhận thức đúng đắn về nhiệm vụ học tập của mình, có thái độ
học tập tốt, từ đó quyết tâm hoàn thành tốt nhất các bài toán nhận thức trong quá trình
học tập. Trong QTDH người GV với vai trò tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cần thiết

để kích thích hoạt động học tập của HS, còn việc nắm vững kiến thức thì diễn ra tùy
theo mức độ biểu lộ tính tích cực trí tuệ và lòng ham hiểu biết, tư chất trí tuệ của
mỗi em [16].
1.1.1.5 Sự cần thiết của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức
Đổi mới PPDH là một trong các nhiệm vụ có tính thời sự của ngành giáo
dục. Để đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội, nhà
trường cần phải đào tạo những con người biết tự học, tự tìm kiếm tri thức cho bản
thân. Điều đó có nghĩa là dạy học cần phải chuyển từ việc truyền thụ kiến thức sang
16

việc hình thành những năng lực hoạt động tự lực cho HS. Tích cực hóa hoạt động
nhận thức của HS là một biện pháp kích thích, phát huy khả năng tự học – một bản
năng của con người. Thế mà tự học là một trong những nguồn gốc của sáng tạo vì
trong quá trình tự học tư duy độc lập, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo được nảy nở và
phát triển. “Mỗi người chúng ta cần sáng tạo bởi vì tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ
bản nhất của con người, là nguồn gốc chính sinh ra sự giàu có , thịnh vượng của một
quốc gia, một gia đình” [35].
Việc tích cực hóa hoạt động học của HS một cách mạnh mẽ sẽ đem đến nhiều
ích lợi to lớn đối với người học như sau:
- Tạo HS tự giác học tập, chú ý trong giờ học. Việc chú ý học tập tạo điều
kiện cho HS dễ dàng chiếm lĩnh kiến thức, dễ khắc sâu, không ngừng hoạt động trí óc
tạo sự phát triển mạnh mẽ về tư duy và trí nhớ của HS.
- Khuyến khích HS tự bộc lộ quan niệm (thường là quan niệm sai) riêng của
mình về những khái niệm, hiện tượng, điều kiện để vận dụng định lí, định luật…
ngay trong giờ học và do đó tự giác và tích cực tham gia hoạt động nhận thức để
khắc phục những sai lạc đó.
- Khiến các hành động học tập diễn ra với tần suất và tốc độ cao hơn, các kỹ
năng của HS được hoàn thiện nhanh hơn, thời gian học tập cho một nội dung kiến thức
được rút ngắn lại làm cho người học chủ động được thời gian của mình.
- Bồi dưỡng những phẩm chất tốt đẹp của người lao động trong tương lai

như: tính tự lập, chủ động, chuyên cần, sáng tạo, tác phong công nghiệp tiên tiến.
Như vậy việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS không chỉ góp phần
quan trọng nâng cao chất lượng dạy học mà còn tạo ra đội ngũ lao động trong tương
lai có tri thức cao, vừa có kĩ năng tốt và vừa mang những phẩm chất tốt đẹp của người
lao động phục vụ cho sự phát triển của quốc gia.
Việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS còn làm ảnh hưởng đến tâm lí
khi tham gia các hoạt động khác, khiến HS chủ động và mạnh dạn hơn với các hoạt
17

động trong nhà trường (công tác đoàn đội, lao động, các hoạt động ngoại khóa…),
ngoài xã hội (thể thao, văn hóa …)
Do đó, nhiệm vụ lớn của người thầy là phải khơi dậy được lòng ham học,
nhu cầu học (tức là tạo động cơ học tập) bằng các tác động sư phạm tích cực dựa
vào phương pháp dạy học tiên tiến trên cơ sở tâm lí của HS
1.1.1.6 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy
học vật lí [36]
- Giác ngộ ý thức học tập, kích thích tinh thần trách nhiệm và hứng thú học
tập của các em bằng cách nói lên ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn
đề nghiên cứu.
- Kích thích hứng thú qua nội dung. Đây là biện pháp mà các thầy giáo hay sử
dụng nhất. Tùy thế mạnh của từng môn học mà cách kích thích hứng thú sẽ khác nhau.
Thí dụ, môn toán tuy khó và khô khan nhưng vẫn được nhiều người ưa thích vì logic
chặt chẽ, vì tính rõ ràng cân đối và hàm súc của nội dung. Môn vật lý, sinh học, văn,
sử đều có những đặc thù và thế mạnh riêng trong việc kích thích hứng thú.
Nhưng nhìn chung, muốn kích thích được hứng thú của học sinh thì nội dung
phải mới, nhưng cái mới ở đây không phải là một cái gì quá xa lạ với các em, mà cái
mới phải liên hệ và phát triển cái cũ, phát triển những kiến thức và kinh nghiệm mà các
em đã có, phải gắn liền với cuộc sống hiện tại và sự phát triển tương lai của các em.
Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt và suy nghĩ hàng ngày,
phải thỏa mãn nhu cầu nhận thức và thực tiễn của các em.

- Kích thích hứng thú qua phương pháp dạy học. Cùng một nội dung như nhau
nhưng bài học diễn ra có hứng thú không, có để lại những ấn tượng sâu đậm trong tâm
hồn các em không thì phụ thuộc rất lớn vào phương pháp dạy học, sự nhạy cảm, và tài
năng sáng tạo của người thầy.
Để tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh phải dùng nhiều phương
pháp trong dạng phối hợp với nhau, nhưng những phương pháp có tác dụng tốt nhất
18

trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức là: dạy học nêu vấn đề, thí nghiệm, thực
hành, sử dụng các phương tiện hiện đại, thảo luận, tự học, trò chơi học tập
Để các biện pháp có thể đi vào cuộc sống các nhà khoa học, các thầy giáo phải
biên soạn những tài liệu hết sức cụ thể, thiết thực, thí dụ, xây dựng tình huống có vấn
đề khi học chương nào đấy, môn học nào đấy; Các thí nghiệm, thực hành cũng phải rất
cụ thể nhằm giúp thầy giáo giải quyết được những vấn đề kỹ thuật cụ thể lúc hành
nghề; Bộ câu hỏi, hệ thống bài tập phải được biên soạn cẩn thận để thể hiện được
những tư tưởng sư phạm mới.
Hệ thống kiến thức phải được trình bày trong dạng vận động, phát triển và mâu
thuẫn với nhau. Những vấn đề quan trọng, các hiện tượng then chốt phải trình bày sao
cho diễn ra một cách đột ngột, bất ngờ mới tạo ra hứng thú.
Việc sử dụng "trò chơi học tập" là một biện pháp nhằm đưa tư tưởng "học mà
chơi, chơi mà học" vào nhà trường. Trong xã hội hiện đại, vấn đề này rất quan trọng và
không chỉ tổ chức cho trẻ em mà còn cho cả người lớn nữa.
- Sử dụng các phương tiện dạy học, đặc biệt là những phương tiện kỹ thuật dạy
học hiện đại. Đây là biện pháp hết sức quan trọng nhằm nâng cao tích cực tính của học
sinh và giúp nhà trường đưa chất lượng dạy học lên một tầm cao mới.
Tuy nhiên, không ít trường hợp ta thấy việc sử dụng giáo án điện tử kết quả
học tập lại thấp hơn khi dạy học truyền thống. Điều đó có nghĩa là việc sáng tạo và sử
dụng các giáo án điện tử đã không phù hợp với qui luật nhận thức và đã vi phạm những
nguyên tắc sư phạm nào đấy.
Vì vậy, việc sáng tạo và sử dụng các phương tiện dạy học trong điều kiện hiện

đại đòi hỏi phải thấm đượm tinh thần phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh.
- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể
lớp ; làm việc trong vườn trường, xưởng trường, phòng thí nghiệm , tổ chức tham
quan, các hoạt động nội khóa, ngoại khóa đa dạng.
Việc tổ chức cho các em xâm nhập thực tế, tham gia các hoạt động xã hội là
19

hết sức quan trọng, có tác dụng rất tốt trong việc tạo nên những động lực học tập lành
mạnh và tính tích cực học tập.
- Ngoài ra, có thể tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh qua nhiều
biện pháp khác như:
+ Thầy giáo, bạn bè động viên, khen thưởng khi có thành tích học tập tốt.
+ Luyện tập dưới các hình thức khác nhau, vận dụng kiến thức vào thực tiễn
các tình huống mới.
+ Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa thầy giáo và học
sinh.
+ Phát triển kinh nghiệm sống của học sinh trong học tập.
+ Kiểm tra, đánh giá có tác dụng rất quan trọng đến việc phát huy tính tích
cực học tập của học sinh.
1.1.2 Bài tập thí nghiệm
1.1.2.1 Khái niệm về BTTN
BTTN là những bài tập mà việc giải nó đòi hỏi phải tiến hành thí nghiệm hoặc
phải vận dụng kỹ năng thực hành. BTTN vừa mang đặc trưng của bài tập vừa mang
đặc trưng của thí nghiệm, nó có tác dụng trong việc đào sâu, củng cố kiến thức và bồi
dưỡng kỹ năng thực hành cho HS trong dạy học vật lí. [21,tr.83]
BTTN có nhiều tác động tốt về cả ba mặt: giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kĩ
thuật tổng hợp, đặc biệt là làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí thuyết và thực tiễn. Giải
BTTN là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng
thú, gắn học với hành, lí luận với thực tiễn. Vì vậy, nếu sử dụng BTTN một cách hợp lí
thì có thể đạt được mục đích kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc sáng tạo,

đồng thời bộc lộ rõ hơn khả năng sở trường, sở thích về vật lí của mỗi HS. [15]
1.1.2.2 Phân loại BTTN [21, tr.86]
Có nhiều cách phân loại BTTN nói chung cũng như BTTN nói riêng. Tùy vào
đặc điểm của bài tập mà người ta có cách phân loại thích hợp. Đối với BTTN, nếu căn
20

cứ vào mức độ khó và phương thức giải, ta có thể phân loại BTTN như sơ đồ 1.2 sau:



















Sơ đồ 1.2 Phân loại hệ thống BTTN [21]

* BTTN định tính: Là những bài tập không cần sử dụng các phép đo đạc, tính
toán định lượng mà công cụ để giải những bài tập này là những suy luận logic dựa trên

cơ sở của các định luật khái niệm vật lí và những quan sát định tính.
BTTN định tính bao gồm hai loại: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng,
BTTN thiết kế phương án thí nghiệm.
BTTN Vật lí
BTTN định tính
BTTN định lượng
Làm TN,
quan sát, mô
tả, giải thích
1. Điều gì
xảy ra nếu ?
2. Tại sao lại
xảy ra như
vậy?
Thiết kế
phương án
thí nghiệm
1. Làm thế nào để đo
….với các thiết bị
…?
2. Nêu phương án đo
…với các thiết bị…?
Đo lường
đại lượng
vật lí
Thiết lập minh

họa định luật
vật lí
Ba mức độ

MĐ 1. Cho thiết bị, hướng
dẫn cách làm TN. Yêu cầu
đo đạc, tìm quy luật.
MĐ 2. Cho thiết bị. Yêu
cầu lập phương án TN, làm
TN đo đạc, tìm quy luật
MĐ 3. Yêu cầu: lựa chọn
thiết bị, lập phương án TN,
làm TN đo đạc, tìm quy
luật.
21

- BTTN quan sát và giải thích hiện tượng: đây là loại bài tập yêu cầu HS làm
thí nghiệm theo chỉ dẫn, quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn, mô tả hiện tượng bằng kiến
thức đã có. Câu hỏi của loại bài tập này thường là: “Hiện tượng gì đã xảy ra và xảy ra
như thế nào?”; “Nguyên nhân nào làm xảy ra hiện tượng đó?”; “Hiện tượng đó tuân
theo quy luật nào?” …
Ví dụ: Đặt một chiếc cốc trên một tờ giấy ở trên bàn rồi lấy tay kéo tờ giấy.
+ Cốc sẽ chuyển động như thế nào nếu ta kéo nhẹ tờ giấy? Giải thích hiện
tượng quan sát được.
+ Cốc sẽ chuyển động thế nào nếu ta giật mạnh tờ giấy? Giải thích hiện
tượng quan sát được.
+ HS chỉ giải được bài tập này khi họ tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫn ở đề
bài và quan sát hiện tượng xảy ra, liên hệ hiện tượng đó với hiện tượng đã học (quán
tính).
Tác dụng: rèn luyện kỹ năng giao tiếp thí nghiệm, đặc biệt là khả năng quan
sát phát hiện vấn đề, gắn lý thuyết với thực tiễn, do đó khắc sâu kiến thức bồi dưỡng
khả năng tự học và hứng thú môn học, đồng thời điều chỉnh các quan niệm sai lầm về
kiến thức.
- BTTN thiết kế phương án thí nghiệm: Đây là loại bài tập phổ biến nhất vì thí

nghiệm được tiến hành trong tư duy. Nội dung của loại bài tập này là yêu cầu HS căn
cứ vào yêu cầu của bài toán, vận dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phương
án thí nghiệm để đo đạc một đại lượng vật lí nào đó, xác định sự phụ thuộc nào đó giữa
các thông số vật lí. Câu hỏi của loại bài tập này thường là: “Làm thế nào để đo
được… với các thiết bị…?”, “ hãy tìm cách xác định đại lượng.… với các thiết
bị… ?”, “ Nêu phương án đo … với các dụng cụ ….?”, “Nêu các phương án đo ….?”
Ví dụ: làm thế nào để xác định được khối lượng riêng của đá cuội với các
dụng cụ: lực kế, sợi dây, bình nước, hòn đá cuội cỡ cái chén.
Tác dụng: Kích thích và phát huy các hoạt động tích cực, tự lực thiết kế, hình
22

thành trực giác khoa học cho HS, bồi dưỡng tư duy lí thuyết và tư duy tiền thực
nghiệm đồng thời phát triển tư duy sáng tạo cho HS.
* BTTN định lượng: Là loại bài tập khi giải đòi hỏi HS phải tiến hành thí
nghiệm, đo đạc đại lượng vật lí với các thiết bị nào đó, xử lý số liệu, tìm quy luật về
mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng vật lí… để trả lời các câu hỏi mà đề bài đặt
ra.
BTTN định lượng được chia làm ba mức độ tăng dần:
- Mức độ thứ nhất: Cho dụng cụ, hướng dẫn làm các thí nghiệm, yêu cầu HS
tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu và giải thích kết quả.
- Mức độ thứ hai: Cho trước dụng cụ, yêu cầu HS thiết kế phương án thí
nghiệm, làm thí nghiệm tìm quy luật hoặc đo đạc để đạt được mục đích nhất định của
đề bài.
- Mức độ thứ ba: Cho mục đích thí nghiệm, yêu cầu HS tự chọn dụng cụ, thiết
kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật.
Ví dụ: Cho một vỏ hộp hình trụ (vỏ đồ hộp, hộp sữa, lon bia …) có đục một
lỗ nhỏ chừng 0,5 mm – 1 mm, một bình chia độ loại 100 ml, một ca đựng nước, một
đồng hồ có đếm giây. Hãy khảo sát sự phụ thuộc của thời gian để nước chảy hết qua lỗ
ở đáy hộp hình trụ vào độ cao của lượng nước chứa trong hộp đó.
Tác dụng: rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành, rèn luyện thao tác trí tuệ, trí

tưởng tượng, tính độc lập, tính kiên trì, nghị lực khắc phục trở ngại và chủ động sáng
tạo trong công việc.
1.1.2.3 Phương pháp giải BTTN [5]
BTTN vật lý là một hình thức của bài tập vật lí nên tuân theo phương pháp cơ
bản để giải một bài toán vật lí. Tuy nhiên BTTN lại mang đặc điểm của thí nghiệm nên
có những đặc trưng riêng. Vì vậy để giải BTTN chúng ta có thể thực hiện theo các
bước sau đây:
- Tìm hiểu đề bài, HS đọc kỹ đề bài, xác định các thuật ngữ quan trọng để tìm
23

hiểu mục đích, yêu cầu của nội dung bài tập, phân tích bản chất vật lý của bài toán.
- Phân tích bài toán, căn cứ vào mục đích yêu cầu mà bài toán đặt ra, cần phân
tích định hướng giải như sau:
+ Bài tập thí nghiệm thuộc dạng nào? (Định tính hay định lượng và mức độ
nào).
+ Các hiện tượng, quá trình vật lí nào liên quan đến nội dung bài toán (cơ,
nhiệt, điện, quang…) ứng các kiến thức vật lí nào có thể phải sử dụng. từ đó suy ra
miền xác định của hiện tượng, phát hiện vấn đề cốt lõi của bài toán.
+ Đặc điểm và tính chất của các dữ kiện, hiện tượng vật lý đã cho hoặc dùng
trong bài toán ra sao.
+ Vạch rõ mối quan hệ giữa các đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm biểu
hiện ở các công thức, khái niệm, định luật nào?
+ Các dụng cụ đo lường đã cho dùng vào mục đích gì? Đại lượng cần tìm có
thể đo trực tiếp hay gián tiếp bằng dụng cụ nào, thông qua phép tính nào?
+ Đối tượng nghiên cứu được xét trong điều kiện ổn định hay biến đổi, các
điều kiện ổn định hay biến đổi là gì?
- Lập phương án giải: dựa vào phân tích bài toán để:
+ Xác lập sự phụ thuộc cần kiểm tra và khảo sát, lựa chọn dụng cụ cần thiết.
+ Đề ra các phương án khả dĩ. Lựa chọn phương án tối ưu, thiết kế sơ đồ thí
nghiệm.

+ Hiểu tác dụng của các dụng cụ và cách vận hành các dụng cụ đo lường
được sử dụng như: Dụng cụ dùng để đo đại lượng nào? Cách xác định giá trị của các
độ chia, đọc giá trị, điều chỉnh vị trí số không của kim chỉ thị, nguyên tắc lắp ráp dụng
cụ, sai số phạm phải do dụng cụ.
- Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát hay đo được
+ Tìm phạm vi xác định của các đại lượng vật lý cần đo.
+ Xác định các bước thí nghiệm để lập bảng ghi các đại lượng đo được.
24

+ Tiến hành đo các đại lượng ghi vào bảng.
- Kết luận:
+ Xử lý số liệu đo đạc và tính toán, so sánh kết quả thực nghiệm và kết quả lý
thuyết, nếu cần thì vẽ đồ thị lý thuyết và ghi các điểm thực nghiệm.
+ Từ đó rút ra kết luận về kết quả nghiên cứu, nhận xét, ứng dụng của kết quả
nghiên cứu trong thực tế.
1.1.2.4 BTTN với việc phát huy tính tích cực nhận thức của HS [5]
 Tạo sự tò mò, ham hiểu biết
Một trong các ưu thế của BTTN là có thể gây ra sự tò mò, ham hiểu biết của
HS thông qua việc cho HS tham gia thực hiện các thí nghiệm vật lí. Đây là một cách để
HS trải nghiệm thực tế, hơn nữa trong quá trình thực hiện các thí nghiệm sẽ xuất hiện
những cái mới mẻ, kỳ lạ… gây ra sự tò mò, ngạc nhiên và do đó kích thích được hứng
thú học tập của HS để khám phá cái mới mẻ, kỳ lạ vừa gặp. Ngoài ra trong khi lập một
phương án để tiến hành các thí nghiệm, HS thường dự đoán quá trình diễn ra của hiện
tượng hay kết quả thí nghiệm. Nếu kết quả thí nghiệm diễn ra đúng dự kiến sẽ làm cho
HS tin tưởng vào sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm. Nếu thí nghiệm xảy ra
không như dự đoán, các hiện tượng hoàn toàn mới lạ, sẽ gây nên sự ngạc nhiên thú vị,
thu hút các em tìm lời giải thích.
 Làm bộc lộ quan niệm sai lệch của HS
Các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới chung quanh hết sức phong phú,
những biểu hiện của hiện tượng này chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác nên thường

khó nhận thức rõ ràng. HS thường có các quan niệm sai lệch về một số hiện tượng vật
lí và sự sai lệch đó xảy ra ngay khi cả tiếp nhận kiến thức (các định lí, định luật…),
nguyên nhân là do HS không hiểu kĩ và tiếp nhận kiến thức một cách áp đặt, thụ động,
thiếu biện chứng. Vì vậy, việc giải các BTTN là một trong những con đường để phát
hiện các quan niệm sai lệch này và từ đó có biện pháp thích hợp để ngăn ngừa, khắc
phục đúng lúc. Khi giải các BTTN sẽ có các hiện tượng xảy ra không đúng với suy