Hướng dẫn học sinh chế tạo thí nghiệm vật lí đơn giản và sử dụng nó trong dạy học chương chất khí vật lí 10 THPT (nâng cao)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2




PHAN VĂN HUYNH




HƯỚNG DẪN HỌC SINH CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM VẬT LÍ
ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG NÓ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CHẤT KHÍ” -VẬT LÍ 10 THPT (NÂNG CAO)”

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số : 60 14 01 11


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC


Người hướng dẫn khoa học:TS. TRẦN ĐỨC VƯỢNG

HÀ NỘI, 2014





LỜI CÁM ƠN

Sau thời gian học tập và nghiên cứu, được sự giúp đỡ của nhà trường
và quí thầy cô, đến nay luận văn của tôi đã hoàn thành, tôi xin chân thành
bày tỏ lòng biết ơn đến:
- Ban Giám Hiệu trường ĐHSP Hà Nội 2
- Các thầy cô Phòng Đào tạo Sau Đại học trường ĐHSP Hà Nội 2.
- Các thầy cô trong Khoa Vật lí trường ĐHSP Hà Nội 2.
Đặc biệt tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS.
Trần Đức Vượng, người thầy đã tận tình dạy dỗ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu
và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Đồng thời tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu và giáo
viên Vật lí của các trường: THPT Quỳnh Côi, THPT Quỳnh Thọ, THPT
Nguyễn Huệ đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi tiến hành khảo sát thực tế và
thưc nghiệm sư phạm đề tài.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và những người bạn đã
động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng 7 năm 2014
Tác giả


Phan Văn Huynh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong
luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài
khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc
thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin
trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả


Phan Văn Huynh

MỤC LỤC
Trang

Trang bìa phụ
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các từ viết tắt
Danh mục các bảng biểu, đồ thị
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
4. Giả thuyết khoa học 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3
6. Phương pháp nghiên cứu 4
7. Đóng góp của đề tài 5
8. Cấu trúc luận văn 5
NỘI DUNG
CHƯƠNG1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC CHẾ
TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN TRONG DẠY HỌC

VẬT LÍ
1.1. Tổng quan của vấn đề cần nghiên cứu 6
1.2. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí 8
1.2.1. Thí nghiệm Vật lí 8
1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí 8
1.2.3 Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí 12


1.2.4. Các yêu cầu đối với TN Vật lí 14
1.3. Thí nghiệm Vật lí tự tạo 15
1.3.1. Khái niệm 15
1.3.2. Ưu điểm của thí nghiệmVật lítự tạo 15
1.3.3. Những yêu cầu đối với thí nghiệmVật lítự tạo 15
2.3.1. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí 16
1.4. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí ở trường
THPT 16
1.4.1. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí 16
1.4.2. Một số đặc điểm của HS THPT liên quan đến tính tích cực hoạt
động nhận thức 18
1.4.3. Các phương pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của
HS trong dạy học Vật lí 19
1.5. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm vật lí tự tạo đơn giản trong
dạy học Vật lí ở trường THPT 26
1.5.1. Mục đích, phương pháp điều tra 26
1.5.2. Kết quả điều tra 26
CHƯƠNG2: HƯỚNG DẪN HỌC SINH CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM
VẬT LÍ ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG NÓ TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 THPT (NÂNG CAO)
2.1. Cấu trúc nội dung và mục tiêu dạy học chương “Chất khí” - Vật lí
10 THPT (nâng cao) 30

2.1.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT 30
2.1.2. Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT 30
2.2. Hướng dẫn HS tự tạo một số thí nghiệm đơn giản trong chương
“Chất khí ” – Vật lí 10 THPT 34
2.2.1. Qui trình hướng dẫn HS xây dựngTN tự tạo 34


2.2.2. Các TNhướng dẫn HS tự tạotrong chương “Chất khí” – Vật lí 10
THPT (nâng cao) 35
2.3. Soạn thảo, thiết kế bài giảng có sử dụng thí nghiệm tự tạo của HS 41
2.3.1. Quy trình thiết kế bài giảng có sử TN tự tạo trong DH chương
"Chất khí” 41
2.3.2. Soạn thảo, thiết kế tiến trình dạy học cụ thể 44
CHƯƠNG3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 66
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 66
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 66
3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 66
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 66
3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm 66
3.3. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 68
3.3.1. Phân tích định tính dựa trên theo dõi hoạt động của HS trong giờ
học 68
3.3.2. Phân tích định lượng 68
3.3.3. Khống chế các tác động ngoài ảnh hưởng đến kết quả của thực
nghiệm sư phạm 69
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm .70
3.4.1.Nhận xét về tiến trình dạy học 70
3.4.2. Kết quả kiểm tra đánh giá .71
KẾT LUẬN CHUNG 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 85





DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Thứ tự Viết tắt Viết đầy đủ
1 DH Dạy học
2 ĐC Đối chứng
3 ĐHSP Đại học sư phạm
4 HS Học sinh
5 KHGD Khoa học giáo dục
6 GV Giáo viên
7 NXB Nhà xuất bản
8 THCS Trung học cơ sở
9

THPT

Trung h
ọ
c ph
ổ

thông

10 TN Thí nghiệm

11 TNg Thực nghiệm
12 TNSP Thực nghiệm sư phạm
13 SBT Sách bài tập
14 SGK Sách giáo khoa




DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ

BẢNG TRANG
Bảng 3.1. Biểu hiện của mức độ tích cực trong hoạt động học tập 70
Bảng 3.2. Bảng thống kê các điểm số (X
i
) của bài kiểm tra 71
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất 72
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất lũy tích 73
Bảng 3.5. Kết quả xử lý để tính các tham số 75
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số 75

BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm ĐC và TNg 71
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần số lũy tích của hai nhóm 73
Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm 72
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 74

SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc nội dung chương “Chất khí” 29
Sơ đồ 2.2. Qui trình hướng dẫn HS xây dựng TN tự tạo 34
Sơ đồ 2.3 Quy trình thiết kế bài giảng có sử dụng TN tự tạo 42

Sơ đồ 2.4. Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt” 47
Sơ đồ 2.5. Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật Sác – Lơ” 56

HÌNH
Hình 2.1. TN đưa đến định luật Bôilơ-Mariốt 36
Hình 2.2. TN đưa đến định luật Sác-lơ 39
1
MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Trong xã hội tương lai - xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào
tạo ra những con người thông minh, có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và
tính nhân văn. Do đó mục tiêu giáo dục trong giai đọan mới đã được chỉ rõ
trong Nghị quyết của hội nghị BCHTWĐCSVN khóa VIII: "Nhiệm vụ cơ bản
của giáo dục là nhằm xây dựng con người và thế hệ tha thiết gắn bó với lí
tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí
kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước; giữ gìn và phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý
thức cộng đồng và phát huy tính tích cực năng lực cá nhân, làm chủ tri thức
khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành
giỏi, có tác phong công nghiệp, có tổ chức kỉ luật, có sức khỏe, là những
người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừ hồng vừ chuyên như lời dặn của
Bác Hồ" [7]
Đảng, Nhà nước, toàn xã hội nói chung và đặc biệt là ngành giáo dục
nói riêng đã đầu tư tiền của và công sức để không ngừng đổi mới, nâng cao
chất lựợng dạy và học nhằm đáp ứng được yêu cầu về yếu tố con người trong
thời kì đổi mới. Nhưng bên cạnh những thành tựu đạt được của ngành giáo
dục, vẫn còn nhiều những mặt hạn chế. Chẳng hạn như: đội ngũ lao động sau
khi được đào tạo ra làm việc không đáp ứng được yêu cầu của công việc, các
cơ quan tuyển dụng phải đào tạo lại; tình trạng thừa thày thiếu thợ Đó là do

người học chưa biết vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn; thiếu kĩ năng
làm việc cũng như kĩ năng sống.
Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, thì phương tiện dạy học
đóng một vai trò hết sức quan trọng. Sử dụng phương tiện dạy học không chỉ
2
giúp học sinh nâng cao hiệu quả học tập mà còn hướng vào việc hình thành
cho học sinh kĩ năng sử dụng các phương tiện học tập và hoạt động thực tiễn.
Đối với môn Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, các khái niệm
vật lí, các định luật vật lí, các thuyết vật lí, các ứng dụng kĩ thuật của vật lí
đều phải gắn với thí nghiệm vì vậy việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong
dạy học là vấn đề then chốt của việc đổi mới PPDH. Bên cạnh việc xây dựng
các phương án thí nghiệm bằng các thí nghiệm có sẵn thì việc nghiên cứu chế
tạo một số thí nghiệm đơn giản từ những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền là một
nhiệm vụ có tác dụng trên nhiều mặt, đặc biệt phát huy tính tích cực trong
hoạt động nhận thức và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS.
Hiện nay, do điền kiện kinh tế khó khăn, dụng cụ thí nghiệm vật lí ở
hầu hết các trường THPT còn thiếu rất nhiều. Do đó, việcchế tạo các dụng cụ
thí nghiệm đơn giản và tiến hành thí nghệm với chúng giúp GV khắc phục
được phần nào khó khăn này. Ngay cả một số nước phát triển trên thế giới khi
điều kiện kinh tế tốt ngành Giáo dục vẫn phát động phong trào tự tạo thí
nghiệm nhằm giáo dục ý thức lao độngcho HS đồng thời giúp HS nắm vững
kiến thức sâu sắc, làm tăng hứng thú học tập, tạo niềm vui của sự thành công
trong học tập, phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS.
Ngoài ra, dụng cụ thí nghiệm đơn giản tự làm còn có ưu điểm là phục vụ rất
kịp thời và đắc lực cho việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học, nâng
cao hiệu quả dạy học, thậm chí của từng giờ học.
Với những lí do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài: “HƯỚNG DẪN HỌC
SINH CHẾ TẠOTHÍ NGHIỆM VẬT LÍ ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG
NÓTRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” -VẬT LÍ 10 THPT
(NÂNG CAO)”.

3
2. Mục đích nghiên cứu
- Hướng dẫn HSchế tạo một số thí nghiệm đơn giản khi dạy học
chương “Chất khí” nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS ở trường
THPT.
- Sử dụng bộ TN đã chế tạo vào dạy học các kiến thức trong chương
“Chất khí” cho HS lớp 10 THPT nhằm phát huy tính tích cực và phát triển
năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Hoạt động dạy học các kiến thức trong chương “Chất khí” - Vật lí 10
THPT.
- Nghiên cứu hướng dẫn HS chế tạo và sử dụng một số thí nghiệm vật
lí đơn giản trong dạy học các kiến thức chương “Chất khí” -Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu HS thiết kế, chế tạo được một số thí nghiệm đơn giản và GV xây
dựng tiến trình dạy học có sử dụng bộ thí nghiệm này theo quan điểm lý luận
dạy học hiện đại một cách hợp lý sẽ góp phần nâng cao được hiệu quả hoạt
động nhận thức, tích cực, sáng tạo của HS ở trường THPT, đáp ứng mục tiêu
về kiến thức, kĩ năng, thái độ trong dạy học Vật lí.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận dạy học hiện đại về các phương pháp, hình thức
dạy học nhằm tăng cường tính tích cực sáng tạo của HS trong học tập.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của TN, vai trò của TN trong
dạy học và vị trí của thí nghiệm trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.
- Khảo sát thực trạng việc hướng dẫn HS chế tạo và sử dụng một số thí
nghiệm vật lí đơn giản trong dạy học Vật líở trường THPT.
- Thiết kế, chế tạo một số thí nghiệm đơn giản từ những vật liệu dễ
kiếm, rẻ tiền về kiến thức chương “Chất khí”.
4

- Soạn thảo một số tiến trình DH cụ thể có sử dụng phối hợp TN tự
tạo vào dạy học chương “Chất khí”.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của
việc hướng dẫn học sinh chế tạo và sử dụng thí nghiệm vật lí đơn giản trong
dạy học chương “Chất khí” - Vật lí 10 THPT.
6.Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học và lí luận dạy học
bộ môn Vật lý hiện đại, các tài liệu về thiết kế, chế tạo và sử dụng thiết bị TN
trong dạy học môn Vật lí.
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước cùng
với các chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp
dạy học hiện nay ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụdạy học của bộ môn Vật
lí ở trường phổ thông hiện nay.
6.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các dụng cụ TN đơn giản và tiến hành TN
với các dụng cụ đã chế tạo được để lường trước những khó khăn của HS trong
việc thiết kế, chế tạo.
6.3. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra khảo sát thực tế (nghiên cứu các thiết bị hiện có ở một số
trường THPT. Dự giờ, tham khảo giáo án dạy học, trao đổi với GV, HS về
tình hình dạy học các kiến thức về chất khí ở trường đó).
6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm ở một số trường THPT để kiểm tra tính khả thi
của luận văn, cụ thể làm nổi bật vai trò của việc hướng dẫn HS chế tạo và sử
dụng TN đơn giản, rẻ tiền trong dạy học về chất khí ở trường THPT.
5
6.5.Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê để đánh giá kết quả thực nghiệm sư

phạm.
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Đóng góp về lí luận
Góp phần làm rõ hơn cơ sở lý luận của TN, vai trò của TN đơn giản
trong dạy học vật lý tại các trường THPT.
7.2 Đóng góp về thực tiễn
- Hướng dẫn HS chế tạo được một số dụng cụ TN đơn giản và sử dụng
nó trong dạy học kiến thức phần “Chất khí” ở trường THPT.
- Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV dạy bộ môn Vật lí ở các
trường THPT.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn
gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở líluậnvà thực tiễn của việc chế tạo và sử dụng thí
nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.
Chương 2. Hướng dẫn học sinh chế tạo và sử dụng thí nghiệm vật lí
đơn giản trong dạy học chương “Chất khí” – Vật lí 10
THPT (Nâng cao).
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.


6
NỘI DUNG

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC CHẾ TẠO VÀ SỬ
DỤNG THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1 Tổng quan của vấn đề nghiên cứu
Qua việc tìm hiểu các tài liệu khoa học đã được công bố liên quan đến

vấn đề cần nghiên cứu của đề tài, tác giả nhận thấy:Xu hướng dạy học tích
cực đã trở thành xu thế chung của các nhà trường trên thế giới và trở thành
yêu cầu bắt buộc đối với các nhà trường Việt Nam. Khoản 2, điều 28 luật giáo
dục Việt Nam ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính
tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm từng
lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo
nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình
cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [21].
Là một môn học mang tính ứng dụng cao, vì thế giảng dạy bộ môn Vật lí
trong trường phổ thông càng phải tuân thủ nghiêm ngặt những yêu cầu nêu
trên. Đặc thù bộ môn đã cho thấy việc sử dụng thiết bị hỗ trợ dạy học để làm
nổi bật bản chất của các hiện tượng vật lí là rất cần thiết. Trong đó, sử dụng
thí nghiệm tự tạo trong dạy học bộ môn Vật lí đã được nhiều nhà sư phạm sử
dụng như là một phương pháp dạy học tích cực. Vấn đề này được các tác giả
trình bày trong các công trình nghiên cứu, như:
Thầy Lê Văn Giáo (2005) với “Thí nghiệm vàcác phương tiện trực quan
trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông”, tác giả đề cập đến vai trò của thí
nghiệm và các phương tiện trực quan đặc biệt là vai trò của thí nghiệm tự tạo
trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, từ đó đưa ra cách vận dụng chúng
trong bài học cụ thể. [10]
7
Thầy Trần Đức Vượng (2005) với “Thiết bị dạy học tự làm, thực trạng
và xu thế phát triển”. [30]
Luận án Tiến sĩ củathầy Huỳnh Trọng Dương (2006) “Nghiên cứu xây
dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức
của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THCS”, trong luận án của mình tác
giả nghiên cứu vai trò của thí nghiệm với việc phát huy tính tích cực trong
hoạt động nhận thức của HS ở trường THCS, qua đó đã tiến hành xây dựng
thí nghiệm và sử dụng chúng trong từng bài học cụ thể. [6]
Luận văn Thạc sĩ của Nguyễn Thị Thanh Thư (2007), “Khai thác và sử

dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần Cơ học Vật lí đại cương”. [25]
Luận văn Thạc sĩ của Lương Thị Thanh Thanh (2008) “Nghiên cứu khai
thác và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần nhiệt học ở THCS”, tác
giả đã nghiên cứu và tự tạo thành công bộ thí nghiệm: “Sự nở vì nhiệt của
chất rắn”, “Sự bay hơi và ngưng tụ”, “Bức xạ nhiệt”, “Đối lưu’’ trong dạy học
phần nhiệt học ở THCS. [22]
Thầy Nguyễn Ngọc Hưng (2009) với “Thiết kế, chế tạo và sử dụng
các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở phổ thông” và
“Thí nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa vỏ lon”. Trong hai
tài liệu này, tác giả đềcập đến vai trò của thí nghiệm tự tạo trong dạy học
Vật lí ở trường phổ thông, đặc biệt tác giả hướng dẫn các cách chế tạo những
thí nghiệm Vật lí đơn giản từ các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền. [15]
Bằng việc tra cứu Internet chúng tôi tìm thấynhiều tài liệu hướng dẫn
chế tạo thí nghiệm và trò chơi Vật lí đơn giản, tạo đượchứng thútrong học tập
bộ môn Vật lí của HS.
Bên cạnh đó, Bộ Giáo dục & Đào tạo hàng năm đã phát động hội thi
“Nghiệp vụ sư phạm - Văn nghệ - Thể thao các trường sư phạm toàn quốc”,
trong đó có nội dung thi về đồ dùng dạy học tự làm. Với nội dung thi này, các
8
trường sư phạm đã chế tạo thành công nhiều bộ thí nghiệm tự tạo, điển hình
như bộ thí nghiệm về giao thoa sóng cơ của thầy Nguyễn Viết Huy trường
Cao đẳng sư phạm Thái Bình.
Các nghiên cứu trên cho thấy, sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học
Vật lí một cách khoa học, phù hợp với đối tượng HS có ý nghĩa rất quan
trọng; nó đã giúp HS phát huy được tính tích cực, tự lực trong hoạt động học
tập của HS; góp phần không nhỏ trong quá trình thực hiện mục tiêu giáo dục.
Tuy nhiên không phải GV Vật lí nào cũng biết cách khai thác và phát huy một
cách có hiệu quả các thí nghiệm tự tạo trong giờ dạy của mình. Vì vậy, sử
dụng thí nghiệm tự tạo như thế nào để đạt được hiệu quả cao nhất trong từng
bài học cụ thể vẫn là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều GV Vật lí.

1.2. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí
1.2.1. 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. [15].
1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí
Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, do đó, TN đóng vai trò hết sức
quan trọng trong DH Vật lí. TN Vật lí có các vai trò như sau:
1.2.2.1. TN góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho HS
Thế giới quan là hệ thống tổng quát những quan điểm của con người về
thế giới, về vị trí con người trong thế giới đó và về những quy tắc xử sự do
con người đề ra trong thực tiễn xã hội, Thế giới quan có cấu trúc phức tạp,
gồm nhiều yếu tố trong đó có hạt nhân là tri thức. Thế giới quan chứa đựng
những nguyên tắc, quan điểm, niềm tin, khái niệm, biểu tượng về toàn bộ thế
giới, bao gồm: về những sự vật, hiện tượng, về quy luật chung của thế giới, về
9
chỉ dẫn, phương hướng hoạt động của con người, một nhóm người trong xã
hội nói chung đối với thực tại (nhằm phát triển sao cho tốt hơn).
Thế giới quan chính là biểu hiện của cách nhìn bao quát đối với thế giới
bên ngoài, cả con người và cả mối quan hệ của người - thế giới. Nó quy định
thái độ của con người đối với thế giới và là kim chỉ nam cho hành động của
con người. TN trong vai trò là một bộ phận quan trọng trong DH Vật lí sẽ
từng bước cung cấp và hệ thống hóa tri thức cho người học, qua đó củng cố
niềm tin khoa học và hoàn thiện thế giới quan khoa học của mỗi người, tạo
nên tư duy đúng đắn và tích cực.
Thông qua TN, lí thuyết được tái hiện một cách sinh động và đầy
thuyết phục, tạo niềm tin khoa học vững chắc, tránh được sự giáo điều trong
DH Vật lí. [30]
1.2.2.2. TN giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm của HS

HS khi bắt đầu học Vật lí, do kinh nghiệm đời sống hàng ngày đã có một số
hiểu biết nhất định về hiện tượng vật lí, những hiểu biết ban đầu ấy gọi là
quan niệm HS. Tuy nhiên, những hiểu biết đó không thể xem là cơ sở để
nghiên cứu Vật lí, vì cùng một hiện tượng, mỗi HS sẽ có một cách hiểu khác
nhau. Mặt khác, đa số quan niệm HS đều sai lệch so với bản chất của hiện
tượng và quá trình Vật lí. Ngay cả khi những hiểu biết không sai lệch với bản
chất vật lí của sự vật, hiện tượng thì những quan niệm đó cũng không hoàn
toàn chính xác và đầy đủ. Bên cạnh đó, chương trình Vật lí phổ thông còn
chứa đựng những nội dung kiến thức hoàn toàn mới mẻ đối với HS. Do đó,
trong DH Vật lí, GV cần phải có biện pháp khắc phục những quan niệm sai
lầm của HS, giúp HS tiếp cận chính xác bản chất Vật lí của sự vật, hiện
tượng. Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh được rằng một trong
những biện pháp khắc phục quan niệm HS có hiệu quả nhất là sử dụng TN. Vì
HS chỉ có thể tự giác từ bỏ những ý nghĩ sai lầm khi tự nhận ra những quan
10
niệm của mình là vô lí, mâu thuẫn với thực tế. Thông qua TN, quan niệm HS
sẽ dần dần được bộc lộ, qua đó, GV có kế hoạch điều chỉnh, khắc phục các
quan niệm này cho người học.
1.2.2.3. TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp
cho HS
Ngoài những TN do GV biểu diễn, minh họa, có những TN do HS tự mình
tiến hành. Qua đó, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện kỹ năng, kĩ xảo thực
hành, từ đó có khả năng và điều kiện tiếp cận với hoạt động thực tiễn. Việc để
HS tham gia vào các TN sẽ tạo điều kiện giúp HS thu nhận kiến thức một
cách vững vàng hơn, tăng cường rèn luyện sự kháo léo chân tay. Khi tự tay
tiến hành các TN, HS sẽ nâng cao được khả năng thực hành, thao tác một
cách thuần thục, ngoài ra, việc thu thập, xử lí số liệu sẽ góp phần hoàn thiện
kĩ năng thực hành tổng hợp cho HS.
1.2.2.4. TN làm đơn giản hóa các hiện tượng Vật lí
Các sự vật, hiện tượng, quá trình Vật lí xung quanh ta diễn ra trong tự nhiên

vô cùng phức tạp và đa dạng, có mối đan xen lẫn nhau. Do đó không thể
nghiên cứu riêng lẻ một hiện tượng mà không có sự ảnh hưởng của các hiện
tượng khác lên chúng, hay nói cách khác là không thể tách riêng từng hiện
tượng để quan sát, nghiên cứu. Sử dụng TN có thể làm đơn giản hóa các hiện
tượng, kiểm soát được các quá trình, làm nổi bật các khía cạnh, phơi bày rõ
ràng bản chất của hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu. Đối với các hiện
tượng cần nghiên cứu mà chúng ta không thể tri giác trực tiếp bằng giác quan
thì việc sử dụng TN làm mô hình để trực quan hóa là không thể thiếu được.
Các hiện tượng, quá trình diễn ra trong TN làm đơn giản hóa các hiện tượng,
quá trình thực, tuy nhiên vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ và chính xác tri thức,
điều này tạo cho người học tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng hơn.

11
1.2.2.5. TN góp phần tích cực hóa tư duy người học
DH không chỉ đơn thuần là truyền thụ những kiến thức phổ thông cơ bản, mà
phải xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện trong suy nghĩ,
thao tác tư duy để tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn. Thông qua TN, mọi
giác quan của HS bị tác động mạnh và thường xuyên trong quá trình học tập.
Quan sát sự vật, hiện tượng TN không giống như quan sát trong tự nhiên, vì
TN đã làm bộc lộ những mối quan hệ bản chất nhất, làm rõ các yếu tố cần
quan sát có chủ định. Bên cạnh đó, sau khi quan sát TN, việc thu thập, phân
tích, xử lí kết quả số liệu của HS được rèn luyện từng ngày, qua đó nâng cao
khả năng tư duy của người học.
1.2.2.6. TN có tác dụng bồi dưỡng các đức tính tốt cho HS
TN luôn đòi hỏi học sinh tính tỷ mỷ, thận trọng, trung thực, kiên trì, sự
chính xác, tính kế hoạch, tinh thần tập thể, đoàn kết giúp đỡ nhau trong công
việc và đó là những phẩm chất của con người lao động khoa học và sáng tạo.
HS được trực tiếp tiến hành TN trong dạy học Vật lý thực sự đặt họ vào vai trò
của người nghiên cứu, HS phải tự phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu, nêu ra
giả thuyết khoa học, rút ra các hệ quả, đề xuất được phương án và tự tiến hành

được TN. Khi được tự tiến hành TN, HS được rèn luyện kỹ năng thu thập số
liệu, đo đạc chính xác và xử lí số liệu một cách trung thực. Thông thường mỗi
phép đo trong TN Vật lí đều được thao tác nhiều lần, do đó tạo cho HS đức tính
kiên trì và cẩn thận để sai số trong các lần đo là chấp nhận được.
1.2.2.7.TN Vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá
trình DH
Trong hầu hết các giai đoạn của quá trình dạy học, TN có vai trò là bộ phận
của các phương pháp nhận thức, có thể được sử dụng trong tất cả các giai
đoạn của quá trình dạy học bao gồm: đề xuất vấn đề, vận dụng, củng cố, kiểm
tra kiến thức của HS qua đó từng bước nâng cao hiệu quả DH Vật lí.
12
1.2.3.Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí
1.2.3.1. TN biểu diễn của giáo viên
Loại TN này giữ vị trí hàng đầu trong hệ thống TN Vật lí phổ thông, là
loại TN do GV tiến hành, HS quan sát. Từ các TN này GV tái tạo lại các hiện
tượng Vật lí qua đó giúp việc khảo sát mối liên hệ giữa các đại lượng Vật lí
khi tiến hành nghiên cứu một lý thuyết nào đó.
Đây là loại TN được GV rất hay dùng trong bài giảng. Vớiviệc làm
sống lại trước mắt HS những hiện tượng cần nghiên cứu, loại thí nghiệm này
nếu được tiến hành hợp lý sẽ giúp HS tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn và
tiếpthu một cách có căn cứ khoa học, không bị áp đặt.
Tuỳ theo mục đích dạy học, TN biểu diễn gồm những loại sau:
- TN mở đầu:
Loại TN này tiến hành ngay từ đầu giờ nghiên cứu lý thuyết mới nhằm
tạo ra tình huống có vấn đề thúc đẩy mâu thuẫn giữa trình độ kiến thức đã có
và nhu cầu hiểu biết hiện tượng mới, kích thích tính tò mò, gây hứng thú học
tập cho HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức.
- TN nghiên cứu hiện tượng, quá trình Vật lí:
Là loại TN được dùng để hình thành kiến thức mới, nhằm đưa ra mối
quan hệ bản chất giữa các hiện tượng. Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà

người ta có thể phân thành hai loại: TN nghiên cứu khảo sát và TN nghiên
cứu minh hoạ.
TN nghiên cứu khảo sát được tiến hành nhằm đi đến một luận đề khái
quát, một định luật hay một quy tắc trên cơ sở khái quát những kết quả rút ra
từ thực nghiệm tức là theo con đường quy nạp. TN loại này khi tiến hành
thường khó thực hiện do các TN thường phức tạp, mất nhiều thời gian, số liệu
không đầy đủ, chính xác, số TN tiến hành chỉ có giới hạn nên kết luận đưa ra
không có tính thuyết phục cao.
13
TN minh hoạ là TN được tiến hành theo con đường diễn dịch, tức là sau
khi GV đã hướng dẫn HS đưa ra kết luận, định luật, quy tắc bằng những phép
suy luận lôgic chặt chẽ, thì dùng thí nghiệm kiểm chứng lại những kết luận,
định luật hay quy tắc ấy. Hình thức TN này hay được sử dụng hơn do nó chỉ
mang tính chất kiểm nghiệm lại các kết luận đã có nên HS sẵn có định hướng
về cái phải làm và phù hợp với trình độ nhận thức của HS hơn.
- TN củng cố:
Được thực hiện ở cuối tiết học có thể đào sâu kiến thức cho HS, giúp HS
nhớ chính xác, chắc chắn bài giảng, rèn luyện kỹ năng cho HS. Đồng thời
thông qua đó GV kiểm tra được mức độ tiếp thu bài giảng của HS. TN củng
cố không chỉ được sử dụng trong các tiết học nghiên cứu mà cả trong những
giờ luyện tập và hệ thống hóa kiến thức. [30]
1.2.3.2.TN thực tậpVật lí của HS
TN thực tập về Vật lí là loại TN do chính HS thực hiện ở mức độ độc
lập tích cực khác nhau dưới sự hướng dẫn chỉ đạo của GV. TN thực tập về
Vật lí gồm các loại sau:
- TN trực diện:
Là loại TN mà dưới sự hướng dẫn của GV trong quá trình nghiên cứu
tài liệu mới, mỗi HS tiến hành những quan điểm ngắn, những thí nghiệm mà
trên cơ sở đó rút ra kết luận hoặc minh hoạ lý thuyết. TN trực diện có thể tiến
hành theo hình thức đồng loạt hay theo hình thức cá thể; có thể làm TN mở

đầu, TN nghiên cứu hiện tượng, TN củng cố hay TN minh họa.
- TN thực hành Vật lí:
Là loại TN do HS thực hiện trên lớp hoặc trong phòng TN mà sự tự lực
của HS cao hơn so với ở TN trực diện. HS dựa vào tài liệu đã in sẵn mà tiến
hành TN, thu thập kết quả và viết báo cáo TN.
TN thực hành được tiến hành sau khi học xong một chương, một phần
của chương trình. TN thực hành thường có nội dung phong phúcó thể định
14
tính hay định lượng song chủ yếu là kiểm nghiệmcác định luật, các quy tắc
Vật lí hoặc đo các đại lượng Vật lí.
- TN quan sát Vật lí ở nhà:
Đây là hình thức TN tổng hợp được tiến hành ngoài lớp học do HS độc
lập tiến hành không có sự kiểm soát của GV, là một dạng hoạt động tự lực
của HS, có tính độc lập và sáng tạo cao.
Tóm lại, trong hệ thống TN trên đây ta thấy dù thực hiện dưới hình
thức nào, phương pháp nào thì TN Vật lí cũng đóng một vai trò to lớn trong
quá trình dạy và học Vật lí. [30]
1.2.4. Các yêu cầu đối với TN Vật lí
Để TN phát huy đầy đủ các chức năng của nó trong DH Vật lí thì việc
sử dụng TN phải tuân theo một số yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và về mặt
phương pháp DH như:
- Xác định rõ logic của tiến trình DH, trong đó việc sử dụng TN phải là
một bộ phận hữu cơ của quá trình DH, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể
trong tiến trình nhận thức.
- Xác định rõ các dụng cụ TN cần sử dụng, sơ đồ bố trí TN, tiến trình
TN. Không xem nhẹ các dụng cụ đơn giản.
- TN phải trình bày quá trình, hiện tượng Vật lí cần nghiên cứu xảy ra
một cách ổn định (TN phải thành công ngay và xảy ra như nhau trong các
điều kiện giống nhau…) và chính xác.
- Trong TN phải cho phép (tạo điều kiện) cho người nghiên cứu (HS)

quan sát, thu thập đầy đủ các thông tin cần thiết về quá trình, hiện tượng Vật
lí cần nghiên cứu để có thể hỗ trợ việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực,
tự lực, sáng tạo của HS.
- Việc sử dụng các dụng cụ và tiến hành TN phải tuân theo các qui tắc an
toàn đã nêu trong danh mục thiết bị giáo dục của Bộ Giáo dục & Đào tạo. [5]
15
1.3. Thí nghiệm Vật lí tự tạo
1.3.1. Khái niệm
TN tự tạo là những TN được tạo ra từ những dụng cụ có sẵn trong cuộc sống
xung quanh, việc chế tạo, tiến hành TN không đòi hỏi những yêu cầu kĩ thuật
quá phức tạp, mất quá nhiều thời gian.[15]
1.3.2. Ưu điểm của thí nghiệmVật lítự tạo
- TN tự tạo thường chứa đựng yếu tố bất ngờ, do đó thường mang lại sự
lí thú và hấp dẫn cho HS, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.
- Dụng cụ TN gần gũi trong cuộc sống hàng ngày, dễ kiếm, rẻ tiền nên
có thể triển khai rộng rãi cho GV tham gia chế tạo TN một cách dễ dàng.
- Phần lớn các TN tự tạo được gia công một cách đơn giản, không đòi
hỏi những yêu cầu kĩ năng thực hành phức tạp.
- Việc bố trí và thao tác tiến hành TN tương đối dễ dàng, không mất
nhiều công sức, tốn quá nhiều thời gian.
- Tiến hành TN tự tạo không yêu cầu cao về mặt cơ sở vật chất, do đó
tạo điều kiện cho GV tiến hành TN mọi lúc, mọi nơi, góp phần đa dạng hóa
các hình thức dạy học.
- TN tự tạo làm đơn giản hóa hiện tượng, giúp HS nhanh chóng nắm bắt
các hiện tượng, quá trình Vật lí cần nghiên cứu, gắn liền lí thuyết với thực tiễn.
- HS có thể dễ dàng học hỏi và tự chế tạo những TN cho riêng mình,
qua đó luyện được kĩ năng thực hành, tính cẩn thận, kiên trì và vượt khó, qua
đó củng cố niềm say mê khoa học đối với bộ môn Vật lí.
1.3.3. Những yêu cầu đối với thí nghiệmVật lí tự tạo
Ngoài những yêu cầu chung đối với việc sử dụng TN trong DH, khi chế

tạo và sử dụng TN tự tạo cần đặc biệt chú ý đến các yêu cầu sau:
- Phải đảm bảo tính khoa học
Kết quả TN phải đúng với bản chất Vật lí của sự vật, hiện tượng, bảo
đảm tính đúng đắn, khoa học, không được xa rời thực tế. Do đó, TN tự tạo
16
cần thể hiện trọng tâm của hiện tượng cần nghiên cứu, tránh rườm rà, khó
quan sát, gây nhiễu cho HS trong việc rút ra kết luận về hiện tượng Vật lí. Dù
TN tự tạo có đơn giản, cho kết quả nhanh chóng thì những kết quả đó cũng
phải rõ ràng, chính xác và thuyết phục.
- Phải đảm bảo tính sư phạm
Dụng cụ TN phải tuân theo những nguyên tắc sư phạm, không được đi
ngược mục tiêu giáo dục, không sử dụng các dụng cụ nguy hiểm, gây tổn hại
đến HS như: súng, đạn, thuốc nổ
- Phải đảm bảo tính thẩm mĩ
TN sẽ tác động đến các giác quan của người học, trong đó trước hết là
tác động đến thị giác. Mặt khác, quan sát TN sẽ giúp HS bước đầu rút ra những
kết luận riêng về sự vật, hiện tượng liên quan. Do đó, các dụng cụ TN tự tạo
phải được gia công cẩn thận. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến các chi tiết được
làm nổi bật trong dụng cụ TN, tránh hiện tượng quá nhiều chi tiết phụ, khiến
HS hoang mang, không xác định được đối tượng chính cần quan sát.
- Phải đảm bảo tính khả thi
TN tự tạo không nên quá phức tạp, yêu cầu quá cao đối với người sử
dụng. Các TN càng dễ thao tác, cho kết quả càng nhanh, dễ quan sát và rõ
ràng thì tính khả thi càng cao, từ đó mới có thể được ứng dụng rộng rãi trong
quá trình DH.
1.3.4. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí
Việc sử dụng TN tự tạo trong DH Vật lí cần tuân theo một số nguyên
tắc sau:
1. Các TN sử dụng trong quá trình phải đảm bảo tính khoa học, phù
hợp với bản chất Vật lí của sự vật, hiện tượng tự nhiên.

2. Hệ thống các TN sử dụng phải phù hợp với nội dung chương trình,
sách giáo khoa, đảm bảo thực hiện đúng các mục tiêu quá trình DH đề ra.
17
3. Khi lựa chọn một TN để xây dựng một vấn đề DH cần xuất phát từ
những quan điểm dựa trên cơ sở hiểu biết về một số quy luật tâm lí, cần phải
có một mức độ thích hợp nhất định giữa các kiến thức đã nhận thức được và
hiện tượng mới đang được quan sát. Những hiện tượng được quan sát hoàn
toàn mới mẻ và HS không hiểu sẽ không dẫn tới việc xây dựng tình huống có
vấn đề và không kích thích được những hoạt động tư duy tích cực.
4. Sử dụng TN tự tạo vào DH phải phối hợp nhuần nhuyễn với các
phương pháp DH tích cực, phân bố thời gian hợp lí cho từng giai đoạn nhận
thức trong tiến trình DH.
5. Việc trình bày TN chứng minh phải kết hợp nhuần nhuyễn với
phương pháp thuyết trình để hình thành mối liên kết hữu cơ. Vì thế việc biểu
diễn TN không phải trước lúc nói hoặc sau lúc nói mà phải đồng thời với lúc
nói tới nó.
6. Phải có phương án khai thác tối đa hiệu quả của các thiết bị TN vốn
có tại trường phổ thông được trang bị hàng năm, tùy điều kiện cụ thể để có
phương án thích hợp.
7. Các yếu tố, chi tiết trong TN tự tạo, cần rõ ràng, dễ quan sát, mang
tính thẩm mí, giáo dục cao.
1.4. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí ở trường
THPT
1.4.1. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí
- Tính tích cực trong học tập của HS là sự tự nguyện, sự khao khát,
mong muốn tham gia vào quá trình phát hiện, tìm hiểu và giải quyết vấn đề
gặp phải trong quá trình học tập.
- Có thể nhận biết được sự tích cực của HS trong quá trình học tập dựa
vào các dấu hiệu như: