Chế tạo và sử dụng dụng cụ thí nghiệm trong dạy học bài hiện tượng cảm ứng điện từ suất điện động cảm ứng vật lí 11 nâng cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ

ĐỖ THỊ NGUYỆT NGA

CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM TRONG
DẠY HỌC BÀI “HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ.
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG”_VẬT LÍ 11 NÂNG CAO

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Người hướng dẫn khoa học
Th.S NGÔ TRỌNG TUỆ

HÀ NỘI, 2015


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu hoàn thành khóa luận với đề tài
“Chế tạo và sử dụng thí nghiệm trong dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện
từ. Suất điện động cảm ứng”_Vật lí 11 Nâng cao”, ngoài sự cố gắng của bản
thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ của thầy giáo, cô giáo và bạn bè.
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, Th.S
Ngô Trọng Tuệ đã tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên
cứu và hoàn thành khóa luận.
Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn ban Giám Hiệu trường Đại học Sư
phạm Hà Nội 2, khoa Vật Lý, quý thầy cô đã tận tình giảng dạy trong suốt
quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Đỗ Thị Nguyệt Nga


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Chế tạo và sử dụng thí nghiệm trong
dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng”_Vật lí 11
Nâng cao” được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân cùng với sự giúp đỡ
tận tình của thầy giáo, Th.S Ngô Trọng Tuệ, tôi xin cam đoan khóa luận này
là thành quả của quá trình làm việc nghiêm túc của bản thân và nội dung của
khóa luận không trùng lặp với các công trình nghiên cứu của các tác giả trước
đã công bố.
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Đỗ Thị Nguyệt Nga


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

THPT

Trung học phổ thông

TTGDTX

Trung tâm giáo dục thường xuyên

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

TN

Thí nghiệm


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ......................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 2
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ............................................ 3
4. Giả thuyết khoa học.................................................................................... 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 3
6. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 3
7. Đóng góp của đề tài .................................................................................... 4
8. Cấu trúc khóa luận...................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ SỬ DỤNG THÍ
NGHIỆM DẠY HỌC VẬT LÍ ..................................................................... 5
1.1. Thí nghiệm trong dạy học vật lí ............................................................... 5

1.1.1. Thí nghiệm vật lí .................................................................................. 5
1.1.2. Đặc điểm của thí nghiệm vật lí ............................................................. 5
1.1.3. Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học ở trường phổ thông ............ 6
1.1.4. Phân loại thí nghiệm vật lí .................................................................... 7
1.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí ...................................... 10
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản..................................................................... 10
1.2.2. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề ................................................... 11
1.2.3. Xây dựng tình huống có vấn đề .......................................................... 13
1.2.4. Ưu điểm và hạn chế của dạy học giải quyết vấn đề ............................. 14
1.3. Phát huy năng lực sáng tạo của HS ........................................................ 14
1.3.1. Khái niệm năng lực ............................................................................ 14
1.3.2. Sự hình thành và phát triển năng lực ................................................... 15
1.3.3. Khái niệm năng lực sáng tạo ............................................................... 16


1.3.4. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực của HS .................... 16
1.3.5. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của HS trong học tập ............. 17
1.3.6. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo .................................................... 18
1.4. Thực tiễn dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm
ứng” _Vật lí 11 Nâng cao ............................................................................. 20
1.4.1. Mục đích điều tra ................................................................................ 20
1.4.2. Phương pháp điều tra .......................................................................... 21
1.4.3. Những thuận lợi và khó khăn khi điều tra ........................................... 21
1.4.4. Kết quả điều tra .................................................................................. 21
CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY
HỌC BÀI “HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG
CẢM ỨNG”_VẬT LÍ 11 NÂNG CAO ...................................................... 25
2.1. Mục tiêu dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm
ứng” ............................................................................................................. 25
2.2. Chế tạo thí nghiệm để dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất

điện động cảm ứng” ..................................................................................... 26
2.2.1. Mục đích chế tạo ................................................................................ 26
2.2.2. Thiết kế, chế tạo thí nghiệm................................................................ 26
2.2.3. Mục tiêu thí nghiệm............................................................................ 29
2.3. Tiến trình dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm
ứng” ............................................................................................................. 29
2.3.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức .................................................... 29
2.3.2. Tiến trình dạy học............................................................................... 31
2.3.3. Giáo án bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng” . 34
CHƯƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................ 47
3.1. Mục đích, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm.................. 47
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .......................................................... 47


3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................... 47
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm......................................................... 47
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .................................................... 47
3.2. Dự kiến triển khai thực nghiệm sư phạm ............................................... 47
3.2.1 Thời gian triển khai thực nghiệm sư phạm........................................... 47
3.2.2 Các tiêu trí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .............................. 47
KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................. 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 52
PHỤ LỤC


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Vật lí là một bộ môn khoa học thực nghiệm vì vậy việc sử dụng thí
nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông là hết sức cần thiết, nó là một
trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, góp

phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS và là nguồn chính cung cấp hệ
thống kiến thức cơ bản về vật lí cho các em. Một trong những tác dụng của thí
nghiệm vật lí là tạo ra sự trực quan sinh động trước mắt HS cũng chính vì thế
mà sự cần thiết của thí nghiệm trong dạy học vật lí còn được quy định bởi tính
chất của quá trình nhận thức của HS dưới sự hướng dẫn của GV.
Thí nghiệm vật lí hiểu theo nghĩa rộng còn là một trong những phương
pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông. Đó là cách thức hoạt động của thầy
và trò, giúp cho trò tự chiếm lĩnh kiến thức kĩ năng, kĩ xảo, đặc biệt là kĩ
năng, kĩ xảo thực hành. Thêm vào đó, thí nghiệm còn có tác dụng giúp cho
việc dạy học vật lí tránh được tính chất giáo điều hình thức đang phổ biến
trong dạy học hiện nay góp phần giúp cho HS củng cố niềm tin khoa học
nhằm hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho HS. Cung cấp kiến
thức cho HS một cách chắc chắn và chính xác, làm cho nguồn thông tin HS
thu nhận được trở nên đáng tin cậy hơn, cụ thể hơn, từ đó HS tăng thêm khả
năng tiếp thu về những thuộc tính bản chất của các sự vật, hiện tượng và các
quá trình phức tạp mà bình thường HS khó nắm vững được. Đó cũng chính là
cách để rút ngắn thời gian lĩnh hội kiến thức của HS, dễ dàng gây được cảm
hứng và sự chú ý của HS giải phóng GV khỏi một khối lượng lớn các công
việc chân tay. Bằng việc sử dụng phương tiện dạy học, GV có thể kiểm tra
một cách khách quan hơn khả năng tiếp thu kiến thức cũng như sự hình thành
kĩ năng, kĩ xảo của HS.
1


Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa
VIII chỉ rõ: ‘‘Đổi mới mạnh mẽ phương pháp Giáo dục-Đào tạo, khắc phục
lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học.
Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào
quá trình dạy học”. Để đạt được mục tiêu đó, việc dạy học nói chung và dạy
học vật lí nói riêng cần phải đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp,

nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho vai trò tự chủ của HS trong
hoạt động xây dựng kiến thức ngày một nâng cao, để từ đó năng lực sáng tạo
của HS được bộc lộ và ngày càng phát triển.
Mặt khác bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng” có
những nội dung kiến thức trìu tượng (định nghĩa từ thông,dòng điện cảm ứng,
định luật Fa-ra-đây), khó (định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng, quan
hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ) nếu chỉ học lý thuyết thì
HS chỉ nhận biết được kết quả thí nghiệm, mà rất khó hiểu được bản chất hiện
tượng vật lí của thí nghiệm. Trong trường hợp này thay vì chỉ học lý thuyết mà
ta kết hợp “học đi đôi với hành”, cho HS tiếp cận và sử dụng thí nghiệm thì
HS sẽ hiểu được bản chất của hiện tượng vật lí xảy ra trong bài. Nhờ đó quá
trình học tập sẽ hứng thú hơn, hoạt động nhận thức có hiệu quả hơn và có thể
góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường THPT.
Tuy nhiên ở một số trường còn thiếu hoặc thậm chí chưa có các dụng
cụ thí nghiệm để phục vụ cho việc dạy và học của giáo viên và HS.
Chính vì những lý do trên mà chúng tôi lựa chọn đề tài “Chế tạo và sử
dụng thí nghiệm trong dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện
động cảm ứng”_Vật lí 11 Nâng cao”.
2. Mục đích nghiên cứu
Chế tạo và sử dụng thí nghiệm trong dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng
điện từ. Suất điện động cảm ứng”_Vật lí 11 THPT nhằm phát huy năng lực
sáng tạo của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học.
2


3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học vật lí ở trường THPT.
- Phạm vi nghiên cứu: Sử dụng thí nghiệm trong dạy học bài “Hiện
tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng” thuộc chương “Cảm ứng điện
từ”_Vật lí 11 Nâng cao.

4. Giả thuyết khoa học
Nếu tăng cường sử dụng thí nghiệm cho HS trong quá trình dạy học bài
“Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng” thì sẽ phát huy được
năng lực sáng tạo của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở
trường THPT.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu một số cơ sở lí luận của thí nghiệm trong dạy học vật lí
phổ thông.
- Nghiên cứu về các biện pháp phát huy năng lực sáng tạo của HS.
- Xác định mục tiêu dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất
điện động cảm ứng”.
- Điều tra thực trạng dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất
điện động cảm ứng” của GV và HS lớp 11 THPT.
- Nghiên cứu chế tạo và sử dụng các thí nghiệm trong tiến trình dạy học
bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng”.
- Dự kiến thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi hiệu quả của
việc chế tạo và sử dụng thí nghiệm trong dạy học “Hiện tượng cảm ứng điện
từ. Suất điện động cảm ứng”.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận về thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường THPT
- Nghiên cứu lí luận phương pháp trong dạy học vật lí.
- Nghiên cứu lí luận sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí.
3


6.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Nghiên cứu thực tiễn việc dạy học nội dung kiến thức của bài “Hiện
tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng”.
- Điều tra cơ bản bằng dự giờ, quan sát, trao đổi với GV về kết quả,
tính chính xác của thí nghiệm, những khó khăn, sai lầm, hướng khắc phục và

thực trạng dạy học vật lí bằng thí nghiệm.
6.3. Dự kiến thực nghiệm sư phạm
Để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài và tiến trình dạy học soạn
thảo.
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Đóng góp về mặt lí luận
Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về thí nghiệm và phát huy năng lực
sáng tạo của HS trong dạy học vật lí.
7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn
Các dụng cụ thí nghiệm tự tạo có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho
giáo viên, HS trong dạy học bài “Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động
cảm ứng”.
8. Cấu trúc khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục nghiên cứu,
khóa luận gồm ba chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí
Chương 2: Chế tạo và sử dụng thí nghiệm trong dạy học bài “Hiện tượng cảm
ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng”_Vật lí 11 Nâng cao
Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm
Kết luận
Tài liệu tham khảo

4


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
VỀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Thí nghiệm trong dạy học vật lí
1.1.1. Thí nghiệm vật lí
Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chù 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 nhập được tri thức mới [8].

Commented [B1]: 1.Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn
Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003), Phương pháp dạy học vật lí
ở trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm.

1.1.2. Đặc điểm của thí nghiệm vật lí
Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và được thiết lập có
chủ định sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có
thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. 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 cần 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
được giữ không đổi.
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, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên
cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số

5


điều kiện để không làm xuất hiện các tính chất, các mối quan hệ không được
quan tâm).
Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được
các biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác. Điều

này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương
tiện quan sát, đo đạc.
Có thể lặp lại được thí nghiệm. Điều này có nghĩa là: với các thiết bị thí
nghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm,
tiến hành lại thí nghiệm, hiện tượng, quá trình vật lí phải diễn ra trong thí
nghiệm giống như ở các lần thí nghiệm trước [8].
1.1.3. Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học ở trường phổ thông

Commented [B2]: 2.Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn
Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học vật lí ở
trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm.

Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau
của quá trình dạy học: đề suất vấn đề nghiên cứu, hình thành kiến thức kĩ
năng mới, củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến
thức, kĩ năng của HS.
Ở giai đoạn định hướng mục đích nghiên cứu, thí nghiệm vật lí được sử
dụng để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu. Đặc biệt có hiệu quả là việc sử dụng
thí nghiệm vật lí để tạo tình huống có vấn đề. Kết quả của những thí nghiệm
được sử dụng trong giai đoạn này thường mâu thuẫn với kiến thức, kinh
nghiệm có sẵn của HS, do đó tạo nhu cầu hứng thú tìm tòi kiến thức mới của
HS. Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, thí nghiệm sẽ cung cấp một
cách có hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, để từ đó khái quát hóa quy nạp,
kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả
thuyết đã đề xuất hình thành kiến thức mới. Trong giai đoạn củng cố kiến
thức, kĩ năng của HS thí nghiệm vật lí có vai trò không những kiểm tra kiến
thức, kĩ năng, kĩ xảo mà còn đánh giá khả năng tự lực, sáng tạo của HS trong
quá trình thí nghiệm [1], [2].

6

Commented [B3]: Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Huế, Nguyễn
Xuân Thành (2002), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong
dạy học vật lí ở trường THPT, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
Nguyễn Huy Hoàng (2006), Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với sự hỗ
trợ của máy vi tính trong dạy học một số kiến thức cơ học và nhiệt
học THPT. Luận án Tiến sĩ Giáo dục học trường Đại học VInh


Theo quan điểm của lí luận nhận thức, thí nghiệm là phương tiện của
việc thu nhận tri thức, là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức vào
thực tiễn.
Ngày nay, trong dạy học không chỉ chú trọng đến việc truyền thụ kiến
thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho HS mà còn quan tâm đến việc phát triển
nhân cách toàn diện cho HS. Chúng ta biết rằng, thí nghiệm còn có mặt trong
các quá trình nghiên cứu các hiện tượng, quá trình vật lí, định luật vật lí…nên
HS thu nhận kiến thức có tính chính xác, khái quát, tính bền vững, tính vận
dụng được. Do đó, góp phần nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kĩ năng,
kĩ xảo về vật lí cho HS [2].
Đối với các thí nghiệm tự mình tiến hành, HS có nhiều cơ hội để rèn

Commented [B4]: Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Huế, Nguyễn
Xuân Thành (2002), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong
dạy học vật lí ở trường THPT, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp
cho HS. Qua quá trình làm việc tự lực với thí nghiệm của HS sẽ gợi sự hứng
thú nhận thức, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công
khi giải quyết được nhiệm vụ đặt ra và góp phần phát triển động lực quá trình
học tập của HS.

Tóm lại thí nghiệm vật lí giữ vai trò quan trọng trong dạy học Vật lí ở
trường phổ thông có tác dụng lớn trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức
của HS. Vì vậy, dạy học Vật lí cần phải gắn với thí nghiệm vật lí. Thí nghiệm
vật lí không chỉ là nguồn tri thức, là phương tiện có nhiều sức mạnh trong
nghiên cứu vật lí, là tiêu chuẩn chân lí của các kiến thức về thế giới tự nhiên
mà còn tạo ra kích thích hứng thú, kích thích tính tự giác và sáng tạo của HS
đồng thời cũng là một phương pháp dạy học sát với thực tế giáo dục của Việt
Nam: “Học đi đôi với hành, lí luận gắn với thực tiễn” [1].
1.1.4. Phân loại thí nghiệm vật lí
Trong dạy học vật lí, các thí nghiệm tiến hành trong tiết học thường
được phân loại theo sơ đồ 1.1:
Sơ đồ 1.1. Các loại thí nghiệm vật lí
7

Commented [B5]: Nguyễn Huy Hoàng (2006), Nghiên cứu sử
dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học một số
kiến thức cơ học và nhiệt học THPT. Luận án Tiến sĩ Giáo dục học
trường Đại học VInh


THÍ NGHIỆM VẬT LÍ

Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm thực tập

TN

TN

TN

TN

TH

NCVL

mở
đầu

NCHT

củng
cố

trực
diện

Vật lí

ở nhà

TN

TN

NC

TN

khảo
sát

minh
họa

khảo
sát

minh
họa

- Thí nghiệm biểu diễn là các thí nghiệm giáo viên giới thiệu một cách
tương đối nhanh với HS chủ yếu về mặt định tính các hiện tượng, quá trình và
các quy luật nghiên cứu; cấu tạo và hoạt động của dụng cụ, thiết bị kĩ thuật,
những cái mà HS có thể cảm thụ được bằng mắt và tai.
Tùy vào mục đích dạy học, có thể chia thí nghiệm biểu diễn thành ba loại:
 Thí nghiệm mở đầu nhằm nêu lên vấn đề cần nghiên cứu, tạo ra
tình huống có vấn đề, làm tăng hiệu quả dạy học.

8


Chú ý các thí nghiệm mở đầu cần ngắn gọn, có hiệu lực nhanh và
không đòi hỏi thiết bị phức tạp.
 Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng nhằm mục đích xây dựng hoặc
chứng minh kiến thức mới.
 Thí nghiệm củng cố bao gồm những thí nghiệm trình bày ứng dụng
của các hiện tượng và định luật Vật lí trong đời sống và kĩ thuật, đòi hỏi HS

vận dụng kiến thức đã học giải thích dự đoán hiện tượng, qua đó nắm vững,
đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng, đồng thời giáo viên cũng kiểm tra được
mức độ tiếp thu kiến thức của HS.
- Thí nghiệm thực tập là thí nghiệm do HS tiến hành dưới sự hướng
dẫn của giáo viên.
Trong thực tiễn, người ta chia thí nghiệm thực tập làm ba loại: Thí nghiệm
trực diện, thí nghiệm thực hành Vật lí và thí nghiệm nghiên cứu Vật lí ở nhà.
 Thí nghiệm trực diện là thí nghiệm được tiến hành trong quá trình
nghiên cứu tài liệu mới, dưới sự hướng dẫn của giáo viên, mỗi HS hoặc từng
nhóm HS cùng tiến hành những thí nghiệm đơn giản, từ đó rút ra kết luận
hoặc minh họa lí thuyết đã học.
 Thí nghiệm thực hành vật lí là hình thức thực tập thí nghiệm cao
hơn, nó đòi hỏi tính tự lực cao hơn ở HS, đòi hỏi cơ sở thiết bị hoàn thiện và
phức tạp hơn. Thí nghiệm này giúp HS ôn tập, đào sâu, khái quát hóa những
vấn đề cơ bản của chương trình đã học, đồng thời tạo điều kiện rèn luyện các
kĩ năng, kĩ xảo cho HS.
 Thí nghiệm nghiên cứu vật lí ở nhà
Các thí nghiệm nghiên cứu Vật lí ngoài lớp học hoặc ở nhà là một loại
bài làm của HS, bằng các thí nghiệm riêng, quan sát riêng, HS nắm vững hơn
các khái niệm Vật lí. Những nhiệm vụ này hỗ trợ cho việc hoàn thành các
nhiệm vụ giảng dạy, gây hứng thú học tập cho HS, tăng cường mối liên kết
giữa lí thuyết và thực tế.
9


Thí nghiệm nghiên cứu vật lí ở nhà không có sự tác động của giáo viên
nên HS phải hoạt động độc lập, phải có tính tự giác cao, độc lập sáng tạo, khả
năng tự tổ chức, lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch thí nghiệm đã vạch ra.
Dạng thí nghiệm này đòi hỏi có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực
hành, giữa hoạt động nhận thức và hoạt động thực tiễn, giữa lao động trí óc và

lao động chân tay.
1.2. Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản
 Khái niệm vấn đề
Có một vài cách phát biểu về khái niệm vấn đề. Ví dụ với giáo sư
người Ba Lan V.Ôkôn: “Vấn đề trong học tập hình thành từ một khó khăn về
lí luận hay thực tiễn mà việc giải quyết khó khăn đó là kết quả của tính tích
cực của HS”. Còn theo I.Ia.Lecne, M.N.Xcatkin: “Vấn đề là bài làm, mà cách
thức hoàn thành hay kết quả của nó chưa được HS biết trước, nhưng HS đã
nắm được những kiến thức, kĩ năng xuất phát, để từ đó thực hiện sự tìm tòi
kết quả đó hay cách thức hoàn thành bài làm. Nói cách khác, đó là câu hỏi mà
HS chưa biết trước câu trả lời, nhưng có thể bắt tay vào việc tìm kiếm lời giải
đáp”. Hay GS. Phạm Hữu Tòng: “Khái niệm “vấn đề” dùng để chỉ một khó
khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà người học không thể giải quyết được chỉ
bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuân mẫu có sẵn, nghĩa là không thể
dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết mà phải tìm tòi sáng tạo để giải
quyết và khi giải quyết được thì người học đã thu nhận được kiến thức, kĩ
năng mới”.
Các định nghĩa trên không khác nhau về bản chất, cho thấy cấu trúc của
vấn đề gồm ba thành phần: Một cái gì đó chưa biết; Cái gì đó đã biết; Điều kiện
quy định mối liên hệ giữa các nhân tố đã biết với các nhân tố chưa biết [4].

10

Commented [B6]: Nguyễn Thế Khôi. Lí luận dạy học vật lí. Đại
học Sư phạm Hà Nội 2.


 Tình huống có vấn đề
Tình huống có vấn đề là tình huống gây ra cho HS một khó khăn được họ

ý thức được, mong muốn giải quyết vấn đề, và cảm thấy với khả năng của mình
có thể giải quyết được, do vậy tìm cách giải quyết vấn đề đó [4].

Commented [B7]: Nguyễn Thế Khôi. Lí luận dạy học vật lí. Đại
học Sư phạm Hà Nội 2.

 Dạy học giải quyết vấn đề
Trên cơ sở xem xét các định nghĩa về dạy học giải quyết vấn đề của
một số nhà lí luận dạy học như V. Ôkôn, T.V.Cuđriapsev, I.Ia.Lecne…
I.F.Kharlamôv đã đưa ra định nghĩa: Dạy học giải quyết vấn đề là sự tổ chức
quá trình dạy học bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề trong giờ học,
kích thích ở HS nhu cầu giải quyết những vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em
vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo
mới, phát triển tính tích cực trí tuệ và hình thành cho họ năng lực tự mình
thông hiểu và chiếm lĩnh thông tin khoa học mới [4].
1.2.2. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
Dạy học giải quyết vấn đề, theo A.M.Mactinskin, gồm hai giai đoạn
chủ yếu: Xây dựng (tạo) tình huống có vấn đề; Giải quyết vấn đề. Cũng có thể
coi tiến trình dạy học giải quyết vấn đề bao gồm ba giai đoạn, bước sau:
1) Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức:
- Xây dựng tình huống có vấn đề;
- Phát triển và nhận dạng vấn đề nảy sinh;
- Phát biểu vấn đề cần giải quyết.
2) Giải quyết vấn đề đặt ra:
- Đề xuất các giả thuyết;
- Lập kế hoạch giải quyết vấn đề;
- Thực hiện kế hoạch.
3) Kết luận:
- Thảo luận kết quả và đánh giá;
11

Commented [B8]: Nguyễn Thế Khôi. Lí luận dạy học vật lí. Đại
học Sư phạm Hà Nội 2.


- Xác nhận hay bác bỏ giả thuyết đã nêu;
- Phát biểu kết luận;
- Đề xuất vấn đề mới.
Từ đó, thực tiễn dạy học cho thấy có 4 mức độ HS tham gia nêu (phát
hiện) và giải quyết vấn đề được trình bày trong bảng sau:
Mức

Đặt vấn đề

Nêu giả
thuyết

Giải
Lập kế hoạch quyết vấn

Kết luận

đề

1

GV

GV

GV

GV

GV

2

GV

GV

GV

GV

GV & HS

3

GV & HS

GV & HS

HS

HS

GV & HS

4

HS

HS

HS

HS

HS & GV

Mức 1 là mức thấp nhất và thường được áp dụng với HS nhỏ tuổi, trong
đó, GV đặt vấn đề, nêu cách giải quyết và giải quyết vấn đề; Ở mức 2, GV đặt
vấn đề, nêu cách giải quyết và giải quyết vấn đề. Sau đó, GV cùng HS rút ra
kết luận. Mức độ HS tham gia vào quá trình dạy học cao hơn mức độ 1 ở chỗ
HS quan sát rút ra kết luận cùng với giáo viên. Trong mức 3, GV gợi ý HS phát
hiện vấn đề, hướng dẫn họ tìm cách giải quyết vấn đề, HS tiến hành giải quyết
vấn đề, GV và HS cùng đánh giá kết quả để rút ra kết luận; Ở mức 4, HS tự
phát hiện vấn đề cần nghiên cứu, nêu giả thuyết, lập kế hoạch và giải quyết vấn
đề, rút ra kết luận, còn GV chỉ nhận xét đánh giá [4].

Commented [B9]: Nguyễn Thế Khôi. Lí luận dạy học vật lí. Đại
học Sư phạm Hà Nội 2.

Hay tiến trình dạy học giải quyết vấn đề có thể gồm 5 bước và được lập
thành sơ đồ 1.2 và gọi là sơ đồ khái quát của tiến trình xây dựng kiến thức
theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề trong môn Vật lí [7]:

12

Commented [B10]: Phạm Xuân Quế, Ngô Diệu Nga,Nguyễn Văn
Biên, Nguyễn Anh Thuấn, Thạch Thị Đào Liên, Nguyễn Văn Nghiệp,
Nguyễn Trọng Sửu, Hướng dẫn dạy học và kiểm tra đánh giá theo
định hướng phát triển năng lực học sinh cấp trung học phổ thông
môn Vật lí, Bộ giáo dục và đào tạo, Hà Nội, tháng 6 năm 2014


Sơ đồ 1.2: Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề
trong môn Vật lí
1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống (điều kiện)
xuất phát: từ kiến thức cũ, kinh nghiệm, thí nghiệm, bài tập, truyện
kể lịch sử…

2. Phát biểu vấn đề cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3. Giải quyết vấn đề
- Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề: nhờ khảo sát lí thuyết
và/hoặckhảo sát thực nghiệm.
- Thực hiện giải pháp đã suy đoán.

4. Rút ra kết luận (kiến thức mới)

5. Vận dụng kiến thức mới để gải quyết những nhiệm vụ đặt ra
tiếp theo.
1.2.3. Xây dựng tình huống có vấn đề
Xây dựng tình huống có vấn đề là đặt ra trước HS một nhiệm vụ để họ
hiểu được ích lợi của việc giải quyết nhiệm vụ đó về mặt nhận thức cũng như
về mặt thực tiễn, đồng thời các em cũng gặp phải một vài khó khăn do kiến
thức, kĩ năng, kinh nghiệm cũ còn chưa đủ để giải quyết, nhưng khó khăn ấy

có thể giải quyết bằng sự nỗ lực trí tuệ của bản thân.
Việc xây dựng tình huống có vấn đề rất đa dạng, linh hoạt. Tuy vậy,
vẫn có thể nêu ra 3 bước chủ yếu trong việc đó:
13


Bước 1. Tái hiện kiến thức cũ (khái niệm, quy tắc, định luật…đã học)
có liên quan đến vấn đề cần giải quyết.
Bước 2. Đưa ra hiện tượng (qua thí nghiệm, giải bài tập, kinh nghiệm
của HS…) có chứa mâu thuẫn với kiến thức cũ đã nêu ở bước trên.
Bước 3. Phát biểu vấn đề (nêu rõ vấn đề cần giải quyết) dưới hình thức
câu hỏi gọi là câu hỏi nêu vấn đề [4].

Commented [B11]: Nguyễn Thế Khôi. Lí luận dạy học vật lí. Đại
học Sư phạm Hà Nội 2.

1.2.4. Ưu điểm và hạn chế của dạy học giải quyết vấn đề
1.2.4.1. Ưu điểm
- Tạo điều kiện cho HS phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo,
phát triển năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề.
- Kiến thức, kĩ năng được hình thành ở HS một cách sâu sắc, vững
chắc. Và quan trọng hơn cả là HS biết cách chủ động chiếm lĩnh kiến thức và
đánh giá được kết quả học tập của bản thân và của người khác. Nhờ đó, các
năng lực cơ bản được hình thành, trong đó có năng lực vận dụng tri thức để
giải quyết vấn đề thực tiễn một cách linh hoạt sáng tạo.
1.2.4.2. Hạn chế
- Mất khá nhiều thời gian, do vậy rất khó áp dụng triệt để dạy học giải
quyết vấn đề cho mọi bài học có vấn đề học tập.
- Mức độ cá nhân hóa quá trình học tập của HS chưa cao, vì kiểu dạy
học này đạt hiệu quả cao với những HS có thói quen và khả năng tự học tích

cực, tự giác.
- Trong một số trường hợp, cần có sự hỗ trợ của các thiết bị dạy học
và các điều kiện cần thiết (trang thiết bị thí nghiệm, sách giáo khoa và sách
bài tập, mức độ hiểu biết về kiểu dạy học này của giáo viên và HS).
1.3. Phát huy năng lực sáng tạo của học sinh
1.3.1. Khái niệm năng lực
Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái
độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công
nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống [3].
14

Commented [B12]: Nguyễn Công Khanh (chủ biên), Đào thị
Oanh, Lê Mĩ Dung, Tài liệu kiểm tra đánh giá trong giáo dục, Bộ giáo
dục và đào tạo cụ nhà giáo và cán bộ quản lí giáo dục, Hà Nội 2014


1.3.2. Sự hình thành và phát triển năng lực
Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu tác động của
nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu
tố giao lưu xã hội.
- Yếu tố sinh học: Vai trò của sự di truyền trong sự hình thành năng
lực: Di truyền là sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã có ở cha mẹ,
là sự truyền lại từ cha mẹ đến con cái những đặc điểm và những phẩm chất
nhất định đã được ghi lại trong hệ thống gen. Những đặc điểm sinh học mặc
dù có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài năng, cảm xúc, sức khỏe, thể
chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề của sự phát triển năng lực.
- Yếu tố hoạt động của chủ thể: Năng lực không có sẵn trong con
người. Con người bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh
nghiệm hoạt động của các thế hệ đi trước biến thành năng lực của chính mình.
Tùy theo đặc điểm của loại hình hoạt động của con người mà các yếu tố bẩm

sinh có thể phát triển mạnh theo hướng này hay hướng khác hoặc có thể bị
thui chột đi.
- Yếu tố môi trường xã hội: Môi trường xã hội là hệ thống các quan hệ
chính trị, kinh tế, tư tưởng,… đã được thiết lập trong xã hội. Những bộ phận
của môi trường thường có tác động mạnh mẽ đến con người là gia đình,
trường học, bạn bè, người xung quanh,…
Môi trường góp phần tạo nên động cơ, mục đích, phương tiện, hành
động và đặc biệt cho hoạt động giao lưu của mỗi cá nhân với xã hội mà nhờ
đó cá nhân thu được kinh nghiệm của xã hội loài người, biến nó thành của
chính mình.
- Vai trò của giáo dục trong việc hình thành các năng lực.
Giáo dục là một loại hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình
thành và phát triển nhân cách con người (trong đó có năng lực) theo những
yêu cầu của xã hội trong những giai đoạn lịch sử nhất định.
15


Giáo dục có thể mang lại những hiệu quả, những tiến bộ của mỗi HS
mà các yếu tố khác không thể có được. Đặc biệt là dạy học có thể đi trước sự
phát triển, thúc đẩy sự phát triển [8].

Commented [B13]: Nguyễn Đức Thâm-Nguyễn Ngọc HưngPhạm Xuân Quế. Phương Pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông.
Nhà xuất bản Đại học Sư phạm 2002

1.3.3. Khái niệm năng lực sáng tạo
“Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm
tinh thần hay vật chất có tính cách tân ý nghĩa xã hội, có giá trị” (Sáng tạo.
Bách khoa toàn thư Liên Xô. Tập 42, trang 54).
Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về
vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới vận dụng thành công

những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới [8].
1.3.4. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực của học sinh
- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thực
mới. Việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống
đòi hỏi HS đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ.
- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán xây dựng giả thuyết: Dự đoán có vai
trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học. Dự đoán chủ yếu dựa
vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc về mọi
lĩnh vực. Có thể có các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của hoạt
động nhận thức vật lí của HS.
+ Dựa vào sự liên tưởng một kinh nghiệm đã có.
+ Dựa trên sự tương tự.
Dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau và dự đoán sự giống nhau
về bản chất hay dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán sự giống nhau
về tính chất.
+ Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán
chúng có quan hệ nhân quả.

16

Commented [B14]: Nguyễn Đức Thâm-Nguyễn Ngọc HưngPhạm Xuân Quế. Phương Pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông.
Nhà xuất bản Đại học Sư phạm 2002


+ Dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời
cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả giữ chúng.
+ Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình.
+ Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết
sang một lĩnh vực khác.
+ Dự đoán về mối quan hệ định lượng.

- Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán, giả thuyết có phù hợp
với thực tế không ta phải xem điều dự đoán đó biểu hiện trong thực tế như thế
nào? Có những dấu hiệu nào có thể quan sát được, điều đó có nghĩa là từ một
dự đoán, giả thuyết, ta phải suy ra một hệ quả có thể quan sát được trong thực
tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để xem hệ quả rút ra bắng suy luận đó có phù
hợp với kết quả thí nghiệm không? Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề
xuất phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được [8].
1.3.5. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập
- Biết vận dụng kiến thức đã có nêu được lời giải thích đối với tri thức
mới, tình huống mới.
- Nhìn nhận vấn đề mới trong những điều kiện đã có một cách đúng
đắn.
- Nhìn thấy cấu trúc hệ thống của đối tượng nghiên cứu.
- Chỉ ra các cách giải quyết khác nhau của cùng một vấn đề.
- Biết phối hợp các phương thức cũ thành các phương thức mới.
- Sáng tạo được một cách giải độc đáo.
- Đề xuất được ý tưởng bổ sung, cải tiến các thiết bị TN, chế tạo TN
mới hay đề xuất các phương án TN mới.
- Thiết kế, chế tạo được thiết bị TN vật lí mới.
- Nêu được giả thuyết khi nghiên cứu một đơn vị kiến thức vật lí mới.
- Biết đề xuất phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả.
17

Commented [B15]: Nguyễn Đức Thâm-Nguyễn Ngọc HưngPhạm Xuân Quế. Phương Pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông.
Nhà xuất bản Đại học Sư phạm 2002


- Vận dụng được kiến thức vào các tình huống mới.
1.3.6. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo
Từ các biểu hiện trình bày ở trên, chúng tôi đề xuất dưới đây một hệ

thống tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật lí [3].
Các tiêu chí và cấp độ đánh giá năng lực theo:
Cấp độ
Tiêu chí đánh giá

Tốt

Khá

Trung bình

Yếu

(4 điểm)

(3 điểm)

(2 điểm)

(1 điểm)

Phát hiện
Phát hiện được
vấn đề mới,
vấn đề mới và nêu nêu dự đoán
được dự đoán có
có căn cứ,
căn cứ
không có gợi
ý của GV

Đề xuất
được giải
Đề xuất được giải
pháp giải
pháp giải quyết
quyết vấn
vấn đề
đề, không có
gợi ý của
GV
Phân tích, đánh
Lựa chọn,
giá ưu, nhược
phân tích
điểm của các giải được vì sao
pháp nhằm lựa
lựa chọn
chọn được giải
được giải
pháp tối ưu để
pháp tối ưu,
giải quyết vấn đề không có gợi
đặt ra
ý của GV

Không
Phát hiện
Phát hiện
phát hiện
vấn đề mới,

vấn đề mới,
vấn đề
không nêu
nêu dự
mới,
dự đoán có
đoán có căn
không nêu
căn cứ, có
cứ, có gợi ý
được dự
gợi ý của
của GV
đoán có
GV
căn cứ
Đề xuất
Không đề
Không đề
được giải
xuất được
xuất được
pháp giải
giải pháp
giải pháp giải
quyết vấn
giải quyết
quyết vấn đề,
đề, có gợi ý
vấn đề, có

không có gợi
của GV
gợi ý của
ý của GV
GV
Lựa chọn và Lựa chọn
phân tích
nhưng
được vì sao không phân Không lựa
lựa chọn
tích được vì chọn được
được giải
sao lựa
giải pháp
pháp tối ưu, chọn được
nào
có gợi ý của giải pháp
GV
đó
18

Commented [B16]: Nguyễn Công Khanh ( chủ biên) – Đào Thị
Oanh – Lê Mỹ Dung (2014), Tài liệu kiểm tra đánh gía trong giáo dục
( dành cho giáo viên phổ thông), Hà Nội 2014