KHÓA LUẬN thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm chuyển động thẳng trong dạy học vật lí 10 THPT

MỤC LỤC
Mục lục………………………………………………………………………………….1
Danh mục các kí hiệu viết tắt…………………………………………………………....4
MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………..5
1. Lí do chọn đề tài……………………………………………………………….... 5
2. Mục đích nghiên cứu……………………………………………………………..6
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu……………………………………………....6
4. Giả thuyết khoa học……………………………………………………………....7
5. Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………………………………………….7
6. Các phương pháp nghiên cứu………………………………………………….....7
7. Những đóng góp của đề tài…………………………………………………….....8
8. Cấu trúc khóa luận………………………………………………………………..8
PHẦN NỘI DUNG……………………………………………………………………..9
Chương I: Cơ sở lí luận của việc sử dụng thí nghiệm trong tổ chức hoạt động
nhận thức của học sinh…………………………………………………………..…....9
1. Mục tiêu, nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông………………….…….....9
2. Quá trình dạy học vật lí…………………………………………………...……...10
2.1 Quá trình dạy học.............................................................................................10
2.2 Quá trình dạy học vật lí...................................................................................10
3. Phương pháp dạy học vật lí....................................................................................15
3.1 Hệ thống các phương pháp dạy học.................................................................15
3.2 Lựa chọn và sử dụng phối hợp các phương pháp dạy học ..............................16
4. Các bước cần tiến hành để thiết kế phương án dạy một tiết học..............................16
5. Thí nghiệm trong dạy học vật lí................................................................................16
5.2 Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí.........................................17
5.3 Các loại thí nghiệm trong dạy học vật lí..........................................................18
5.4 Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với việc
sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí.................................................................20
Kết luận chương I............................................................................................................23
Chương II: Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng để
phục vụ dạy học phần cơ học trong chương trình SGK Vật lí 10 THPT..................24

1. Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học một số kiến thức về chuyển
động thẳng trong chương trình vật lí 10...........................................................................24
1.1 Chuyển động thẳng đều........................................................................................24
1.2 Khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng...........................................................24
1


1.3 Chuyển động thẳng biến đổi đều..........................................................................25
1.4 Định luật I Niu – tơn............................................................................................25
1.5 Định luật II Niu – tơn...........................................................................................26
1.6 Định luật III Niu – tơn..........................................................................................26
1.7 Định luật bảo toàn động lượng............................................................................26
2. Các bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng đã có............................................27
2.1 Bộ thí nghiệm cần rung ........................................................................................27
2.2 Bộ thí nghiệm băng đệm khí .................................................................................28
2.3 Bộ thí nghiệm máng CT 10-2 ...............................................................................29
2.4 Bộ thí nghiệm tương tác giữa hai xe lăn...............................................................29
2.5 Bộ thí nghiệm sử dụng đồng hồ tương tác từ....................................................... 30
2.6 Bộ thí nghiệm định luật III Niu – tơn ...................................................................31
3. Thiết kế bộ thí nghiệm............................................................................................... 33
3.1 Ý tưởng..................................................................................................................33
3.2 Mô hình bộ thí nghiệm.........................................................................................35
4. Chế tạo bộ thí nghiệm.................................................................................................35
5. Tiến hành thí nghiệm...................................................................................................40
5.1 Thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng đều....................................................40
5.2 Thí nghiệm nghiên cứu chuyển động nhanh dần đều............................................42
5.3 Thí nghiệm nghiên cứu định luật II Niu – tơn.......................................................44
5.4 Thí nghiệm nghiên cứu định luật bảo toàn động lượng........................................45
5.5 Thí nghiệm nghiên cứu định luật III Niu – tơn......................................................47
6. Nhận xét bộ thí nghiệm sau khi chế tạo......................................................................52

6.1 Những điểm mới....................................................................................................52
6.2 Hướng phát triển..................................................................................................52
7. Soạn thảo tiến trình dạy học sử dụng bộ thí nghiệm...................................................53
7.1 Chuyển động thẳng đều.........................................................................................53
7.2 Chuyển động thẳng biến đổi đều...........................................................................56
7.3 Định luật I Niu – tơn.............................................................................................60
7.4 Định luật II Niu – tơn............................................................................................63
7.5 Định luật III Niu – tơn...........................................................................................67
7.6 Định luật bảo toàn động lượng.............................................................................72
Kết luận chương II...........................................................................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................................79
Lời cảm ơn.........................................................................................................................80
2


Tài liệu tham khảo.............................................................................................................81
Phụ lục...............................................................................................................................82

3


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Thứ tự

Chữ viết tắt

Nội dung

1

GS

Giáo sư

2

PGS

Phó giáo sư

3

TS

Tiến sĩ

4

PTS

Phó tiến sĩ

5

NXB

Nhà xuất bản

6

SGK

Sách giáo khoa

7

THPT

Trung học phổ thông

8

THCS

Trung học cơ sở

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong thời đại mà cuộc cách mạng khoa học – kỹ thuật và
công nghệ đang diễn ra hết sức mạnh mẽ, nó tạo cơ sở mới cho sự phát triển của xã hội,
nâng cao đời sống của con người. Để theo kịp sự phát triển của khoa học và công nghệ,
để hòa nhập vào nền kinh tế tri thức trong thế kỉ XXI, sự nghiệp giáo dục cũng phải
4


nhanh chóng đổi mới nhằm đào tạo thế hệ trẻ phát triển nhân cách toàn diện có đức có
tài, có trí tuệ thông minh, có tư tưởng thẩm mĩ, có sức khỏe dồi dào, sẵn sàng thực hiện
nghĩa vụ lao động và bảo vệ tổ quốc, tạo nên nhân cách người Việt Nam vừa truyền
thống, vừ hiện đại, phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới.
Nhưng trên thực tế, quá trình giáo dục chưa đáp ứng được mục tiêu đã đề ra. Nền

giáo dục của ta chưa thực sự đào tạo được thế hệ trẻ đáp ứng được với xu thế phát triển
của thế giới. Chúng ta thiếu những con người có tính năng động cá nhân, có tư duy sáng
tạo, có kĩ năng thực hành giỏi và tác phong công nghiệp.
Tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục phải được làm một cuộc cách mạng toàn diện,
sâu sắc và triệt để. Trong đó, mấu chốt là đổi mới toàn bộ quá trình dạy học bao gồm
nhiều thành tố: nội dung dạy học, phương pháp dạy học, hình thức tổ chức dạy học, cách
thức kiểm tra, đánh giá kết quả học tập. [1] Nói cách khác, quá trình dạy học là một quá
trình dưới sự lãnh đạo, tổ chức, điều khiển của người giáo viên, người học tự giác, tích
cực, chủ động tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động nhận thức của mình nhằm thực hiện
những nhiệm vụ dạy học. Sự đổi mới phải làm cho quá trình dạy học vừa đảm bảo tính
khoa học vừa đảm bảo phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh.
Nghị quyết hội nghị lần thứ IV Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt
Nam khóa VII về tiếp tục đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo đã chỉ rõ “Đổi mới
phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp học, bậc học…áp dụng những biện pháp giáo
dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn
đề”. [8]
Triển khai nghị quyết đó, ngành giáo dục nước ta đã và đang có nhiều đổi mới về
mục tiêu, chương trình, nội dung sách giáo khoa, phương pháp dạy học... Trong đó có
môn vật lí trung học phổ thông.
Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, con đường tìm ra kiến thức vật lí cũng có
những điểm khác biệt so với những môn học khác. Muốn quá trình dạy học vật lí diễn ra
vừa khoa học, vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh thì bài học không
thể thiếu các bài thí nghiệm thực hành.
Tuy nhiên, qua tìm hiểu tình hình dạy học môn vật lí ở trường phổ thông, kết quả
chỉ ra rằng: thực trạng dạy học vật lí hiện nay không đáp ứng được tính khoa học thực
nghiệm của bộ môn vật lí. Tình trạng thiếu thiết bị, dụng cụ hoặc có nhưng chất lượng
thấp, không đồng bộ là hiện tượng phổ biến ở hầu hết các trường phổ thông, đây là một lí
do khiến nhiều giáo viên dạy không có thí nghiệm. Một số trường có thiết bị nhưng ngay
cả thí nghiệm biểu diễn giáo viên cũng ít làm vì nhiều lí do, học sinh thường chẳng bao
giờ được làm thí nghiệm trực diện mà chủ yếu là học “chay”. Do đó không phát huy được

5


tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh, giảm tính hấp dẫn của bộ môn vật lí đối với
học sinh.
Như vậy, lí luận và thực tiễn đã chỉ ra rằng các thí nghiệm thực hành vật lí đóng
vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình giảng dạy.
Trong chương trình vật lí phổ thông, kiến thức liên quan đến chuyển động thẳng
(chuyển động thẳng đều, biến đổi đều, định luật I, II, III Niu tơn, định luật bảo toàn động
lượng) là phần kiến thức cơ bản của cơ học. Hiện tại đã có nhiều bộ thí nghiệm nghiên
cứu phần này. Có thể kể đến các bộ thí nghiệm: bộ cần rung điện, bộ băng đệm khí và bộ
máng CT 10 -2, bộ thí nghiệm về lực tương tác giữa hai xe lăn. Tuy nhiên, các bộ thí
nghiệm đó chưa đáp ứng một cách tốt nhất nhu cầu người sử dụng.
Để giải quyết vấn đề trên, chúng tôi nhận thấy cần nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ
thí nghiệm mới, khắc phục được các khó khăn của các bộ thí nghiệm cũ. Và sau đó, sử
dụng bộ thí nghiệm mới vào dạy học sao cho hiệu quả.
Với những lí do trên, chúng tôi đã chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm
chuyển động thẳng để phục vụ dạy học phần cơ học trong chương trình SGK lớp 10
THPT”
2. Mục đích nghiên cứu
- Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng khắc phục được những
nhược điểm của các bộ thí nghiệm đã có trước đó.
- Soạn thảo tiến trình dạy học các bài học có sử dụng bộ thí nghiệm nhằm phát huy tính
tích cực, sáng tạo của học sinh.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh
- Đối tượng nghiên cứu: tính tích cực tự chủ sáng tạo của học sinh trong hoạt động học
tập kiến thức về chuyển động thẳng.
4. Giả thuyết khoa học
Ở nhiều trường phổ thông, dạy học phần kiến thức liên quan đến chuyển động

thẳng (SGK Vật lí 10 NC) chưa phát huy được tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học
sinh. Tồn tại tình trạng đó là do giáo viên chưa tổ chức được quá trình dạy học hợp lí, các
bộ thí nghiệm đã có còn nhiều bất tiện gây khó khăn cho giáo viên khi đổi mới quá trình
dạy học. Nếu thiết kế, chế tạo được một bộ thí nghiệm mới khắc phục được những nhược
điểm của bộ thí nghiệm cũ và sử dụng bộ thí nghiệm mới vào dạy học một cách thích hợp
thì sẽ phát huy được tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh khi học tập kiến thức về
chuyển động thẳng.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
6


- Xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài cần nghiên cứu: tổng hợp kiến thức về giáo dục học,
tâm lí học, lí luận dạy học để xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài.
- Nghiên cứu thực tế dạy học bài “ Chuyển động thẳng đều; Chuyển động thẳng biến đổi
đều; Định luật I, II, III Niu- tơn; Định luật bảo toàn động lượng ”ở lớp 10 thuộc một số
trường THPT nhằm tìm hiểu tình hình dạy học các bài này, trong đó có thực trạng thiết bị
thí nghiệm ở trường phổ thông. Từ đó, xác định được các thiết bị thí nghiệm cần chế tạo,
hoàn thiện. Đồng thời, việc nghiên cứu thực tế dạy học cũng còn nhằm phát hiện những
khó khăn, sai lầm phổ biến của học sinh trong quá trình học tập và nguyên nhân của
chúng.
- Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng khắc phục được những
nhược điểm của các bộ thí nghiệm đã có trước đó. Phân tích kiến thức về chuyển động
thẳng, từ đó đặt ra nhiệm vụ cần thiết kế bộ thí nghiệm như thế nào, tìm hiểu các bộ thí
nghiệm đã có xem đã đáp ứng được nhu cầu chưa, còn cần bổ sung gì; thiết kế, chế tạo bộ
thí nghiệm mới theo yêu cầu đã đặt ra.
- Soạn thảo tiến trình dạy học các bài học có sử dụng bộ thí nghiệm: dựa vào các kết
luận thu được từ phần cơ sở lí luận để soạn thảo tiến trình dạy học phát huy được tính
tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh.
6. Các phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: nghiên cứu các vấn đề là cơ sở lí thuyết cho đề tài;

nghiên cứu tài liệu về lí luận dạy học hiện đại, SGK, sách giáo viên,…soạn thảo các kiến
thức liên quan đến chuyển động thẳng.
- Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về việc thiết kế, chế tạo một số thiết bị thí nghiệm.
- Phương pháp điều tra thăm dò : điều tra tình trạng của việc dạy học các kiến thức về
chuyển động thẳng ở trường phổ thông, điều tra hiện trạng của các bộ thí nghiệm nghiên
cứu chuyển động thẳng đã có.
- Phương pháp thống kê toán học được sử dụng trong quá trình xử lí các số liệu thực
nghiệm.
7. Những đóng góp của đề tài
- Hệ thống kiến thức về lí luận dạy học vật lí: phân biệt quá trình dạy học, phương pháp
dạy học và quá trình nghiên cứu khoa học tìm ra cái mới, phương pháp nhận thức.
- Tổng kết các công việc cần tiến hành để thiết kế phương án dạy học một tiết học soa
cho vừa đảm bảo tính khoa học vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh.
- Chế tạo thành công bộ thí nghiệm nghiên chuyển động thẳng bao gồm: 1 máng với 2
đường ray dẫn điện, bộ phận đo góc nghiêng, 1 súng cung cấp vận tốc, 2 xe gắn đồng hồ
tương tác từ.
7


- Sử dụng bộ thí nghiệm, soạn thảo được tiến trình dạy học các bài: chuyển động thẳng
đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, định luật I Niu tơn, định luật II Niuton, định luật III
Niu tơn, định luật bảo toàn động lượng.
8. Cấu trúc khóa luận
Khóa luận gồm ba phần: phần mở đầu, phần nội dung, phần kết luận và kiến nghị.
Ở phần mở đầu, khóa luận nêu lên đặc điểm chung của đề tài, phần này gồm có 8 mục
nhỏ.
Phần nội dung trình bày toàn bộ quá trình thực hiện đề tài. Phần này gồm hai chương:
chương 1 nêu lên cơ sở lí luận của đề tài, chương hai trình bày nội dung, kết quả các công
việc mà khóa luận đã nghiên cứu được.
Phần kết luận và kiến nghị tổng kết lại quá trình thực hiện đề tài và nêu một vài kiến

nghị, mong muốn trong quá trinhg thực hiện đề tài.

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ
CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH KHI DẠY HỌC VẬT LÍ Ở
TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1. Mục tiêu, nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông
[1] Mục tiêu của giáo dục Việt Nam là đào tạo thế hệ trẻ phát triển nhân cách toàn
diện có đức có tài, có trí tuệ thông minh, có tư tưởng thẩm mĩ, có sức khỏe dồi dào, sẵn
sàng thực hiện nghĩa vụ lao động và bảo vệ tổ quốc, tạo nên nhân cách người Việt Nam
vừa truyền thống, vừ hiện đại, phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới.
Theo đó, dạy học có ba nhiệm vụ cơ bản sau:
- Nhiệm vụ 1: Điều khiển, tổ chức học sinh nắm vững hệ thống tri thức phổ thông
cơ bản và hiện đại, phù hợp với thực tiễn đất nước về tự nhiên, xã hội – nhân văn,
đồng thời rèn luyện cho họ hệ thống kĩ năng, kĩ xảo tương ứng.
- Nhiệm vụ 2: Tổ chức, điều khiển học sinh hình thành, phát triển năng lực và phẩm
chất trí tuệ, đặc biệt là năng lực tư duy độc lập, sáng tạo
8


-

Nhiệm vụ 3: Tổ chức, điều khiển học sinh hình thành cơ sở thế giới quan khoa
học, những phẩm chất đạo đức nói riêng và phát triển nhân cách nói chung.
Các mục tiêu, nhiệm vụ dạy học chủ yếu được thực hiện thông qua dạy các
môn học. Mỗi môn học có đặc điểm của mình và có thể thực hiện nhiệm vụ chung đó
bằng các cách khác nhau.
[2] Môn vật lí ở trường phổ thông có những đặc điểm cơ bản sau:
- Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất, cho nên
các kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học tự nhiên, nhất là hóa học và

sinh học.
- Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm, phương pháp của nó
chủ yếu là phương pháp thực nghiệm.
- Nhiều kiến thức vật lí có liên quan chặt chẽ với các vấn đề cơ bản của triết học
- Vật lí học là cơ sở lí thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị dùng trong đời sống
và sản xuất.
- Vật lí là khoa học chính xác, đòi hỏi có kĩ năng quan sát thực tế, khéo léo tác động
vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, có tư duy logic chặt chẽ, biện chứng, trao đổi
thảo luận để khẳng định chân lí.
Do đó nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông bao gồm:
- Trang bị cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có hệ thống,
bao gồm :
 Các khái niệm vật lí
 Các định luật vật lí cơ bản
 Nội dung chính của thuyết vật lí
 Các ứng dụng quan trọng nhất của vật lí trong đời sống và sản xuất
 Các phương pháp nhận thức phổ biến dùng trong vật lí
- Phát triển tư duy khoa học ở học sinh: rèn luyện những thao tác, hành động,
phương pháp nhận thức cơ bản nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lí, vận dụng sáng
tạo để giải quyết vấn đề trong học tập và hoạt động thực tiễn sau này.
- Bồi dưỡng cho học sinh thế giới quan duy vật biện chứng, giáo dục lòng yêu nước,
thái độ đối với người lao động, đối với cộng đồng và những đức tính khác.
- Góp phần giáo dục kĩ thuật thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh, làm cho
học sinh nắm được những nguyên lí cơ bản về cấu tạo và hoạt động của máy móc
được dùng trong nền kinh tế quốc dân. Có kĩ năng sử dụng các dụng cụ thí
nghiệm vật lí phổ biến, kĩ năng lắp ráp thiết bị, vẽ biểu đồ,…. Những kiến thức, kĩ
9


năng đó giúp học sinh nhanh chóng thích ứng với hoạt động lao động sản xuất

trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
2. Quá trình dạy học vật lí
2.1 Quá trình dạy học
Nhiệm vụ dạy học vật rất phức tạp và nặng nề. Tất cả những nhiệm vụ đó được thực
hiện thông qua quá trình dạy học.
Quá trình dạy học là một quá trình dưới sự lãnh đạo, tổ chức, điều khiển của người
giáo viên, người học tự giác, tích cực, chủ động tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động nhận
thức – học tập của mình nhằm thực hiện những nhiệm vụ dạy học.
2.2 Quá trình dạy học vật lí
Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, quá trình dạy học vật lí cũng có những đặc
điểm riêng của nó.
2.2.1 Quá trình dạy học vật lí diễn ra một cách khoa học
Để quá trình dạy học diễn ra một cách khoa học thì cách tốt nhất là quá trình này
cũng phải phỏng theo quá trình nhận thức khoa học. Đối với quá trình dạy học vật lí cũng
như vậy.
• Quá trình nhận thức khoa học trong vật lí
[3] Con đường nhận thức khoa học, nhận thức chân lí khách quan được V.I Lênin chỉ
ra: “ Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực
tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức thực tế
khách quan.”
Là một môn khoa học thực nghiệm, con đường nhận thức khoa học vật lí cũng tuân
theo quy luật chung đã được Lê nin chỉ ra nhưng nó mang nét đặc thù của vật lí học. Trên
cơ sở khái quát những phát biểu của các nhà vật lí học nổi tiếng, V.G.Razumopxki đã
trình bày chu trình sáng tạo khoa học:

Từ sự khái quát những sự kiện xuất phát đi đến xây dựng mô hình trừu tượng (có
tính chất như một giả thuyết); từ mô hình rút ra hệ quả lí thuyết ( bằng suy luận logic hay
suy luận toán học); sau đó kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả đó. Nếu những kết
quả rút ra từ thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán từ mô hình lí thuyết thì mô hình
giả thuyết được thừa nhận và trở thành chân lí. Ngược lại thì mô hình cần phải được xem

xét lại, chỉnh lí hay thay đổi nó.

10


• Quá trình dạy học phỏng theo quá trình nhận thức khoa học trong vật lí
Để tập cho học sinh thói quen tư duy, nghiên cứu vật lí, quá trình dạy học vật lí
cần phỏng theo quá trình nhận thức khoa học trong vật lí.
[3] Theo đó, quá trình dạy học có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Chọn lọc, xây dựng thông tin về đối tượng cần nghiên cứu
(thông qua quan sát thực nghiệm hoặc qua phân tích, suy luận lí thuyết)
Phát hiện mâu thuẫn cần giải quyết
hay vấn đề mới cần nghiên cứu?

Đưa ra mô hình giả thuyết
(giả thuyết khoa học về tính chất mới, mối quan hệ mới…)
Suy ra các hệ quả từ mô hình
(thường là các kêt luận có thể kiểm tra bằng thực nghiệm)

Kiểm tra các hệ quả bằng thực nghiệm
Phát biểu kết luận khoa học
( thuộc tính, mối quan hệ mới,…của đối tượng)

Vận dụng kiến thức
Sơ đồ 2

• Các phương pháp xây dựng giả thuyết khoa học:
[4] Trong nghiên cứu vật lí, có 4 phương pháp nhận thức cơ bản để xấy dựng giả
thuyết khoa học:
- Phương pháp thực nghiệm: giả thuyết được xây dựng bằng cách tổng hợp các kết

quả thu được khi quan sát thực tế, khi tiến hành thí nghiệm.
- Phương pháp thí nghiệm lí tưởng: giả thuyết được xây dựng theo các bước:
11


o Tưởng tượng ra một mô hình thí nghiệm (thí nghiệm này không thể làm
được trong thực tế do các điều kiện tiến hành nó là lí tưởng, không thể có)
o Dùng các thao tác tư duy phân tích những tiến trình khả dĩ của hiện tượng
dựa vào quy luật vận động của mô hình.
o Phân tích kết luận thu được để đưa ra giả thuyết khoa học
-

Phương pháp tương tự: giả thuyết được xây dựng theo các bước:
o Tập hợp các dấu hiệu đã có của đối tượng cần nghiên cứu và đối tượng đã
có những hiểu biết phong phú định đem đi đối chiếu.
o Phân tích những dấu hiệu giống và khác nhau giữa chúng
o Truyền các dấu hiệu của đối tượng đã biết cho đối tượng cần nghiên cứu để

-

hình thành giả thuyết
Phương pháp mô hình: giả thuyết được xây dựng theo các bước:
o Nghiên cứu các tính chất của đối tượng gốc
o Xây dựng mô hình: dùng các thao tác tư duy (có thể là sự tương tự), hình
dung sơ bộ về sự vật, đi đến một mô hình sơ bộ . Mô hình này trở thành
mẫu để nhà nghiên cứu tiếp tục xây dựng một mô hình thật (nếu đó là mô
hình vật chất) hoặc đối chiếu mô hình của mình với những vật đã biết (nếu
đó là mô hình lí thuyết).
o Thao tác trên mô hình suy ra hệ quả, hệ quả này là giả thuyết cần xây dựng

Dựa vào đó cóa thể chia các phương pháp xây dựng mô hình giả thuyết trong quá
trình dạy học vật lí như sau:
- Phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp lí thuyết: bao gồm:
o Phương pháp thí nghiệm lí tưởng
o Phương pháp tương tự
o Phương pháp giải các bài toán vật lí: dựa vào các kiến thức đã có, tổng hợp,
phân tích, biến đổi để rút ra mô hình giả thuyết. Phương pháp này được xây
dựng do đặc điểm khác biệt của quá trình dạy học và quá trình nhận thức
khoa học trong vật lí. Trong nhận thức khoa học, các phép biến đổi đơn
giản từ những kiến thức đã có chưa cho phép tạo ra tri thức mới cho nhân
loại nhưng trong quá trình dạy học, các phép biển đổi đó lại mang đến hiểu
biết mới cho học sinh.

12


o Phương pháp mô hình: phương pháp này đòi hỏi cả những tư duy, biến đổi
mang tính lí thuyết và cả những thao tác trên mô hình mang tính thực
nghiệm.
2.2.2 Quá trình dạy học vật lí phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo ở học sinh
[3] Thành tựu quan trọng nhất của tâm lí học phát triển làm cơ sở cho việc tổ chức
hoạt động nhận thức của học sinh một cách tích cực, tự chủ, sáng tạo là hai lí thuyết phát
triển nhận thức của Piaget (1896-1983) và Lev Vygosky (1869-1934).
Piaget (1896-1983) đã nghiên cứu quá trình phát triển trí tuệ với phương pháp tiếp
cận duy vật biện chứng và đi đến kết luận: tri thức nảy sinh từ hoạt động.
Vì “ tri thức nảy sinh từ hoạt động” nên dạy học phải lấy người học làm trung tâm.

Thầy ( tác nhân)

Trò ( chủ thể )

Hướng dẫn

Tự nghiên cứu

Tổ chức

Tự thể hiện

Trọng tài, cố vấn, kết luận
kiểm tra

Tự kiểm tra, tự điều chỉnh
Sơ đồ 3

Theo Lev Vygosky (1869-1934)., chỗ tốt nhất cho sự phát triển nhận thức là vùng
phát triển gần. Vùng đó là khoảng giữa trình độ phát triển hiện đại (được xác định bằng
trình độ độc lập giải quyết vấn đề) và trình độ phát triển gần nhất (học sinh có thể đạt
được với sự phát triển của người lớn hay bạn hữu khi giải quyết vấn đề ). Nghĩa là đầu
tiên học sinh có thể hiểu một phần công việc nhưng nhờ có giải thích, biểu diễn, hướng
dẫn của người khác, học sinh hiểu được toàn bộ công việc tức là họ đã vượt qua được
vùng phát triển gần và có thể độc lập thực hiện công việc đó. Như vậy học thuyết vùng
phát triển gần dẫn đến một kết luận quan trọng: chỉ có sự dạy học đi trước sự phát triển
một bước mới là dạy học tốt. Vì thế cho nên, dạy học phải được tiến hành theo tiến trình
13


nêu và giải quyết vấn đề, trong đó, vấn đề phải vừa sức, rơi đúng vào vùng phát triển gần
của học sinh.

Tóm lại, từ những hiểu biết về quá trình dạy học nói chung và quá trình dạy học
vật lí nói riêng, ta có thể kết luận: để quá trình dạy học vật lí diễn ra đúng theo quy luật
của quá trình dạy học nói chung, đảm bảo tính khoa học và phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo của học sinh thì quá trình đó cần:
- Diễn ra theo con đường dạy học nêu và giải quyết vấn đề, vấn đề đặt ra phải vừa
sức, rơi đúng vào vùng phát triển gần.
- Phỏng theo quá trình nhận thức khoa học trong vật lí. Tùy vào kiến thức cụ thể mà
chọn phương pháp xây dựng mô hình giải quyết cho phù hợp.
- Phát huy tối đa hoạt động của học sinh trong quá trình nêu và giải quyết vấn đề.
3. Các phương pháp dạy học vật lí
[1] Phương pháp dạy học là cách thức hoạt động phối hợp thống nhất của giáo
viên và học sinh trong quá trình dạy học được tiến hành dưới vai trò chủ đạo của giáo
viên nhằm thực hiện tối đa mục tiêu và nhiệm vụ dạy học.
Hệ thống các phương pháp dạy học vật lí cũng tuân theo hệ thống các phương
pháp dạy học nói chung.
3.1 Hệ thống các phương pháp dạy học
 Các phương pháp dạy học dùng ngôn ngữ
- Phương pháp thuyết trình
- Phương pháp vấn đáp
- Phương pháp sử dụng SGK và tài liệu
 Các phương pháp dạy học trực quan
- Phương pháp quan sát
- Phương pháp minh họa
- Phương pháp biểu diễn thí nghiệm
 Các phương pháp dạy học trực quan
- Phương pháp luyện tập
- Phương pháp thực hành thí nghiệm
 Các phương pháp hoạt động cao (chiếm ưu thế trong phát huy tính tích cực, tự
chủ, sáng tạo của học sinh)
- Phương pháp động não

- Phương pháp trò chơi
- Phương pháp đóng kịch
- Phương pháp tình huống
14


- Phương pháp dạy học theo dự án
3.2 Lựa chọn và sử dụng phối hợp các phương pháp
Sau khi đã lựa chọn được con đường xây dựng kiến thức (con đường nêu và giải
quyết vấn đề phỏng theo quá trình nhận thức khoa học ) thì cần lựa chọn phương pháp
dạy học. Phương pháp dạy học là cách thức phối hợp hoạt động của giáo viên và học sinh
trên con đường mà ta đã lựa chọn. Có thể đó là: giáo viên thuyết trình, học sinh nghe;
giáo viên và học sinh tiến hành hỏi đáp; dùng tài liệu; giáo viên tiến hành thí nghiệm
hoặc học sinh thực hành thí nghiệm;…giáo viên tổ chức cho học sinh đóng kịch; tổ chức
cho học sinh tiến hành một dự án… Tùy từng kiến thức, điều kiện cụ thể mà giáo viên
chọn một hoặc nhiều phương pháp và phối hợp chúng với nhau. Cách lựa chọn, phối hợp
các phương pháp dạy học quyết định sự phát huy hoạt động của học sinh trong tiết học
đó, ảnh hưởng lớn đến mục tiêu phát triển tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh.
Việc lựa chọn, phối hợp các phương pháp dạy học sao cho hợp lí phụ thuộc lớn vào trình
độ và kinh nghiệm của giáo viên.
4. Các bước cần tiến hành để thiết kế phương án dạy học một tiết học
- Bước 1: Đọc, phân tích kiến thức cần dạy, từ đó tìm được những vấn đề lớn cần dạy
trong tiết học. Giải quyết mỗi vấn đề đó sẽ tìm ra kiến thức mới.
- Bước 2: Phân tích xem có những con đường nào làm nảy sinh, giải quyết vấn đề đó.
Tùy vào mục tiêu muốn rèn luyện điều gì ở học sinh mà lựa chọn con đường cho phù
hợp. Vẽ sơ đồ xây dựng kiến thức đảm bảo các ý sau: sơ đồ thể hiện rõ tiến trình nêu và
giải quyết vấn đề như sơ đồ 1; con đường nêu và giải quyết vấn đề thể hiện như sơ đồ 3
và phương pháp xây dựng đã được chọn lựa.
- Bước 3: Lựa chọn phương pháp dạy học: cùng một con đường xây dựng kiến thức có
thể lựa chọn phối hợp nhiều phương pháp một cách linh động nhưng để phát huy tính tích

cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh thì phương pháp đó nên nằm trong nhóm phương pháp
huy động tối đa hoạt động của học sinh.
- Bước 4: Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể
5. Thí nghiệm trong dạy học vật lí [2]
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 kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận tri thức mới.
Thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông là một bộ phận hữu cơ của
quá trình dạy học. Trước hết có ý nghĩa quan trọng như một yếu tố không thể tách rời của
quá trình nhận thức, dưới sự chỉ đạo của giáo viên cùng sự đóng góp vô cùng quan trọng

15


của các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, các thí nghiệm vật lí giúp học sinh đạt hiệu quả cao
trong học tập cũng như rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành.
5.1 Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông
5.1.1 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức
- Thí nghiệm là phương tiện để thu nhận tri thức: thí nghiệm được sử dụng để thu nhận
những kiến thức đầu tiên về đối tượng, tạo điều kiện để học sinh đưa ra giả thuyết
- Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của kiến thức thu được: Trong nhiều
trường hợp, kết quả của thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi
phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra giả thuyết mới này ở các thí
nghiệm khác. Nhờ vậy ta sẽ được những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri
thức đã biết trước đó như là các trường hợp riêng. Trong nhiều trường hợp khác, thí
nghiệm được dùng để kiểm tra tính đúng đắn của những kiến thức rút ra bằng suy luận
logic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết.
- Thí nghiệm là phương tiện tạo cơ sở của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực
tiễn: Trong chương trình vật lí ở phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụng của vật lí
trong đới sống và sản xuất, khi đó, thí nghiệm không những cho học sinh thấy được sự

vận dụng trong thực tiễn của các kiến thức vật lí mà còn là bằng chứng sự đúng đắn của
các kiến thức này.
- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lí: bồi dưỡng cho học
sinh hai phương pháp nhận thức phổ biến trong nghiên cứu vật lí ( phương pháp thực
nghiệm và phương pháp mô hình )
5.1.2 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm lí luận dạy học
- Thí nghiệm có thể sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy
học: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu;hình thành kiến thức, kỹ năng mới; củng cố kiến
thức, kĩ năng; kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng mà học sinh đã thu được.
- Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh:
• Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ
xảo về vật lí của học sinh.
• Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lí, tổ chức quá trình học
tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh.
• Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi
dưỡng các phẩm chật đạo đức của học sinh.
Thí nghiệm là phương tiện đơn giản và trực quan trong dạy học vật lí

16


• Thí nghiệm là phương tiện giúp ta có thể nghiên cứu các hiện tượng, quá trình
trong những điều kiện có thể khống chế được, dễ dàng đi tới nhận thức về nguyên
nhân, bản chất của hiện tượng hay các mối quan hệ có tính quy luật giữa chúng
với nhau trong việc nghiên cứu các lĩnh vực vật lí.
• Thí nghiệm là phương tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu được thông tin
chân thực về hiện tượng, quá trình vật lí. Đặc biệt là trong nghiên cứu những lĩnh
vực mà con người không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan thì sử dụng thí
nghiệm mô hình là không thể thiếu được.
5.2 Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học vật lí

Có 2 loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lí ở trường phổ thông:
+ Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
+ Thí nghiệm thực tập của học sinh
5.2.1 Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
Thí nghiệm biểu diễn được giáo viên tiến hành trên lớp, trong các giờ học kiến thức
mới hoặc củng cố kiến thức của học sinh.
Căn cứ vào mục đích lí luận dạy hoc của thí nghiệm biểu diễn trong quá trình nhận
thức của học sinh, thí nghiệm biểu diễn bao gồm những loại sau:
- Thí nghiệm mở đầu: giới thiệu cho học sinh một cách sơ lược về hiện tượng sắp
nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập của học sinh.
- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: nhằm xây dựng hoặc kiểm chứng kiến thức
mới. Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng bao gồm:
• Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: cung cấp các cứ liệu thực nghiệm để từ đó khái
quát thành kiến thức mới, giải quyết được vấn đề đầu giờ học. Ví dụ: thí nghiệm
định luật III Niu-tơn; định luật cảm ứng điện từ, định luật khúc xạ ánh sáng.
• Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: nhằm kiểm chứng lại kiến thức đã được xây
dựng bằng con đường lí thuyết, dựa trên những phép suy luận chặt chẽ. Ví dụ: quy
luật dao động điều hòa của con lắc lò xo ngang, biểu thức tính lực Lo-ren-xơ.
- Thí nghiệm củng cố: nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học trong tự nhiên,
đề cập các ứng dụng của kiến thức này trong sản xuất và đời sống đòi hỏi học sinh
phải vận dụng kiến thức đã học để dự đoán hoặc giải thích hiện tượng. Thông qua đó,
giáo viên có thể kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.
5.2.2 Thí nghiệm thực tập của học sinh
Thí nghiệm thực tập là thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp, ngoài lớp ở các mức
độ tự lực khác nhau.
17


Có thể chia thí nghiệm thực tập làm 3 loại:
- Thí nghiệm trực diện: là thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp chủ yếu khi

nghiên cứu kiến thức mới nhưng cũng có thể khi ôn tập trong tiết học bài mới.
• Tùy vào mục đích sử dụng, thí nghiệm trực diện có thể là thí nghiệm mở đầu, thí
nghiệm nghiên cứu hiện tượng (kh ảo sát hoặc minh họa), hoặc thí nghiệm củng
cố.
• Tùy vào hình thức tổ chức, thí nghiệm trực diện có thể là thí nghiệm đồng loạt (tất
cả học sinh, nhóm học sinh đều tiến hành thí nghiệm như nhau) hoặc thí nghiệm
cá thể (các nhóm học sinh tiến hành các thí nghiệm khác nhau nhằm thực hiện các
nhiệm vụ bộ phận để đi đến giải quyết nhiệm vụ tổng quát)
•

Ưu điểm của thí nghiệm trực diện so với thí nghiệm biểu diễn: rèn luyện cho học
sinh kĩ năng thí nghiệm, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu, giáo dục thái độ, tác
phong, phương pháp làm việc tập thể; các kết luận được rút ra trên cơ sở một số
lượng nhiều các cứ liệu thực nghiệm, các cứ liệu này đã được học sinh so sánh, bổ
sung, học sinh thấy được tính chất khách quan của quy luật đang nghiên cứu.
- Thí nghiệm thực hành: là thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp (trong phòng
thí nghiệm) , học sinh dựa vào tài liệu in sẵn mà tiến hành thí nghiệm rồi viết báo cáo.
• Thí nghiệm thự hành có thể có nội dung định tính hoặc định lượng, song chủ yếu là
kiểm nghiệm lại các định luật, quy tắc, cách xác định các địa lượng vật lí. Các nội
dung này không có điều kiện tiến hành thí nghiệm trực diện.
• Các bài thí nghiệm thực hành thường xếp vào cuối chương nên nội dung của thí
nghiệm thực hành rất phong phú và thường từ 1 đến 2 tiết, đòi hỏi thiết bị thí
nghiệm hoàn chỉnh, phức tạp hơn thí nghiệm trực diện.
• Tùy vào hình thức tổ chức, thí nghiệm thực hành có thể là thí nghiệm đồng loạt (tất
cả học sinh tiến hành các thí nghiệm như nhau với dụng cụ giống nhau) hoặc thí
nghiệm cá thể (học sinh thực hiện thí nghiệm khác nhau với mục đích khác nhau
hoặc cùng mục đích nhưng dụng cụ khác nhau). Tùy vào nội dung thực hành, mục
tiêu cần đạt được mà giáo viên lực chọn hình thức cho phù hợp.

-

Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà:

• Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà là một loại bài tập mà giáo viên giao cho từng
học sinh, từng nhóm học sinh thực hiện ở nhà. Nội dung của thí nghiệm thực hành

18


không lặp lại những thí nghiệm đã tiến hành ở lớp, không đơn thuần là tiến hành
thí nghiệm với các hướng dẫn chi tiết.
• Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà có tác dụng trên nhiều mặt đối với sự phát triển
nhân cách của học sinh: quá trình tự thiết kế phương án thí nghiệm, lập kế hoạch
thí nghiệm, chế tạo và lựa chọn dụng cụ, bố trí, tiến hành, xử lí kết quả thí nghiệm
góp phần vào việc phát triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn của học sinh; sự
thành công của thí nghiệm làm tăng hứng thú, tạo niềm vui, sự thành công trong
học tập của học sinh.
•

Vai trò của thí nghiệm thực hành trong quá trình dạy học: củng cố, đào sâu kiến
thức đã học; cung cấp cứ liệu thực nghiệm phục vụ cho việc nghiên cứu kiến thức
mới.

5.3 Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với việc sử dụng thí
nghiệm trong dạy học vật lí
5.3.1 Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm
Xác định rõ logic tiến trình dạy học, trong đó thí nghiệm phải là một bộ
phận hữu cơ, giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức. Trước mỗi thí
nghiệm cần đảm bảo học sinh ý thức đầy đủ sự cần thiết, mục đích của thí nghiệm.
Xác định rõ các dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ bố trí chúng, tiến trình thí

nghiệm.
Đảm bảo cho học sinh ý thức rõ ràng và tham gia tích cực vào tất cả các
giai đoạn thí nghiệm.
Thử nghiệm kĩ lưỡng mỗi thí nghiệm trước giờ học, đảm bảo thí nghiệm
phải thành công.
Việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm phải tuân
theo quy tắc an toàn.
5.3.2 Những yêu cầu đối với thí nghiệm biểu diễn
•

Yêu cầu trong việc đặt ra kế hoạch thí nghiệm:

Xác đinh chính xác mục đích của thí nghiệm cần phải tiến hành và chức năng lí
luận dạy học của nó (đề xuất vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố hay kiểm
tra kiến thức)

• Xác định các nhiệm vụ mà học sinh cần phải hoàn thành trong việc: chuẩn bị thí
nghiệm, tiến hành và xử lí kết quả thí nghiệm.

19


• Từ mục đích và chức năng lí luận dạy học của thí nghiệm lựa chọn phương án thí
nghiệm đáp ứng đòi hỏi về mặt sư phạm: tính trực quan, tính hiệu quả, tính an
toàn; đặt ra kế hoạch tiến hành một chuỗi thí nghiệm sao cho đủ cứ liệu theo yêu
cầu đặt ra.
Yêu cầu trong việc chuẩn bị thí nghiệm:
• Nghiên cứu kĩ tính năng của các dụng cụ thí nghiệm và sử dụng thành thạo chúng.
• Trước giờ học phải kiểm tra dụng cụ, thử nghiệm lại thí nghiệm sẽ tiến hành.
• Kết thúc công việc chuẩn bị phải đảm bảo thí nghiệm có thể lặp lại nhiều lần, cho

kết quả rõ ràng, đơn trị.
Yêu cầu trong việc bố trí thí nghiệm
Bố trí thí nghiệm đảm bảo sao cho mọi học sinh từ vị trí ngồi trong lớp học đều nhìn
rõ dụng cụ, độ lệch các kim chỉ các dụng cụ đo; đẹp về thẩm mĩ.
Yêu cầu trong việc tiến hành thí nghiệm
• Cần định hướng học sinh vào những trọng điểm cần quan sát.
• Đối với thí nghiệm định lượng cần lập bảng ghi các giá trị đo thích hợp trước khi
tiến hành thí nghiệm.
• Trong suốt quá trình thí nghiệm, giáo viên không che khuất tầm quan sát của học
sinh.
• Thí nghiệm cần được lặp lại vài lần
-

Yêu cầu trong việc xử lí kết quả thí nghiệm:

• Thu nhận cứ liệu phải trung thực, đủ để khái quát rút ra kết luận.
• Xử lí số liệu phải đủ thời gian, thực hiên một cách chu đáo.
5.3.3 Những yêu cầu đối với thí nghiệm trực diện
Yêu cầu trong việc lựa chọn thí nghiệm trực diện để sử dụng trong dạy học
vật lí:
Các thí nghiệm trực diện được sử dụng trong các trường hợp sau:
•

Các dụng cụ thí nghiệm không quá phức tạp; việc bố trí tiến hành thí nghiệm
không quá khó đối với học sinh; hiện tượng vật lí diễn ra trong các thí nghiệm dễ
quan sát, không quá phức tạp.

• Có thể sử dụng các dụng cụ, vật liệu dễ kiếm trong đời sống hàng ngày, quen thuộc
với học sinh.

20


• Nội dung của các thí nghiệm cần thực hiện mang tính chất định tính hoặc bán định
lượng. Tuy nhiên cũng cần tăng dần các thí nghiệm trực diện định tính ở các lớp
trên.
• Các thí nghiệm không đòi hỏi nhiều thời gian trong bố trí và tiến hành thí nghiệm.
• Việc sử dụng các dụng cụ và tiến hành thí nghiệm phải đảm bảo an toàn cho học
sinh, không làm hỏng thí nghiệm.
Yêu cầu trong việc chuẩn bị thí nghiệm trực diện:
• Đối với giáo viên:
o Chuẩn bị phương án thí nghiệm ngay khi soạn bài, dự đoán các phương án
thí nghiệm mà học sinh có thể đề xuất, phân tích ưu, nhược điểm và lựa
chọn một phương án phù hợp
o Chia nhóm học sinh
o Soạn một bản hướng dẫn thí nghiệm cho học sinh.
• Đối với học sinh: thực hiện nhiệm vụ mà giáo viên đã giao cho.
Yêu cầu trong việc tổ chức và hướng dẫn hoạt động tự lực của học sinh
trong thí nghiệm trực diện:
• Bố trí các bàn thí nghiệm thành vòng cung hoặc chữ U để tiện theo dõi, giúp đỡ.
• Đảm bảo cho học sinh các nhóm đều tích cực, tự lực trong giờ học.
• Phối hợp các hình thức làm việc cá nhân, theo nhóm, làm việc chung toàn lớp.
• Giáo viên đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn, trọng tài.
5.3.4 Những yêu cầu đối với thí nghiệm thực hành
-

Yêu cầu trong công việc chuẩn bị thí nghiệm thực hành

• Đối với giáo viên:
o Tìm hiểu kĩ nội dung SGK, xác định rõ nhiệm vụ cần giao cho học sinh,

cách thức kiểm tra, đánh giá việc thực hiện các nhiệm vụ đó.
o Chuẩn bị đầy đủ, kiểm tra chất lượng các dụng cụ cần thiết cho mỗi nhóm
học sinh.
o Làm thử tất cả các thí nghiệm trong bài thực hành để dự kiến các khó khăn
mà học sinh có thể gặp phải, cách thức hướng dẫn học sinh vượt qua khó
khăn đó.
o Nếu cần thiết có thể điều chỉnh nội dung, yêu cầu bài thực hành trong SGK
cho phù
hợp với trường phổ thông.
21


• Đối với học sinh:
o Nghiên cứu SGK, chuẩn bị sẵn bản báo cáo theo mẫu SGK
o Tự tìm kiếm, chế tạo các dụng cụ theo chỉ dẫn trong bài thực hành.
Yêu cầu trong việc tổ chức và hướng dẫn hoạt động tự lực của học sinh
trong thí nghiệm thực hành
• Phân nhóm và bố trí bàn thí nghiệm được thực hiện như trong thí nghiệm trực diện.
• Đầu buổi thí nghiệm thực hành: kiểm tra chuẩn bị của hịc sinh, hướng dẫn sử dụng
dụng cụ.
• Trong lúc các nhóm học sinh tiến hành công việc: giáo viên theo dõi, kịp thời tháo
gỡ khó khăn học sinh gặp phải
• Sau khi học sinh làm xong thí nghiệm: yêu cầu học sinh tháo rỡ các chi tiết đã lắp
ráp, sắp xếp gọn gàng, yêu cầu học sinh nộp báo cáo ngay hoặc cho về nhà hoàn
chỉnh nốt.

KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Trong chương này chúng tôi đã tổng hợp, phân tích các kiến thức về lí luận và
phương pháp giảng dạy và làm rõ các vấn đề sau:
Mục tiêu, nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông

Quá trình dạy học nói chung; quá trình dạy học vật lí; sự khác biệt quá trình
dạy học và quá trình nghiên cứu khoa học; tính khoa học, phát huy tính tích cực, tự
chủ sáng tạo của quá trình dạy học vật lí
Các phương pháp dạy học vật lí
Từ đó, chúng tôi chỉ ra các bước cần tiến hành để thiết kế phương án dạy học một tiết
học sao cho vừa khoa học, vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh.
Cuối cùng, chúng tôi chỉ ra đặc điểm, chức năng, yêu cầu của thí nghiệm trong dạy
học vật lí; phân loại thí nghiệm vật lí.

22


CHƯƠNG II : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU
CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỂ PHỤC VỤ DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC
TRONG CHƯƠNG TRÌNH SGK VẬT LÍ 10 THPT
1. Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học một số kiến thức về
chuyển động thẳng trong chương trình vật lí 10 [ 5]
1.1 Chuyển động thẳng đều (mục 5 bài 2 SGK Vật lí 10NC)
Ở phần này cần có thí nghiệm một vật chuyển động thẳng đều, để từ đó làm rõ định
nghĩa chuyển động thẳng đều: “ Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng, trong đó
chất điểm có vận tốc tức thời không đổi ”.
Tuy nhiên trong thực tế, không thể đo được vận tốc tức thời, mọi vận tốc ta đo được
đều là vận tốc trung bình của vật trên một quãng đường nào đó. Nhưng ta có thể làm gần
đúng bằng cách đo các đoạn đường liên tiếp vật đi được trong những khoảng thời gian
ngắn, tính vận tốc trung bình của vật trên những đoạn đường đó, nếu các vận tốc trung
bình đó bằng nhau ta có thể ngoại suy rằng: nếu ta có thể tiến hành khảo sát với các
khoảng thời gian ngắn hơn nữa (tiến về 0) thì các vận tốc cũng sẽ bằng nhau, nói khác đi:
vận tốc tức thời không đổi.
Vậy, yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng để dạy học mục 5 bài 2 SGK Vật lí 10NC
“chuyển động thẳng đều” là: bộ thí nghiệm tạo ra chuyển động thẳng đều, cho phép đo

được các quãng đường vật đi được trong những khoảng thời gian ngắn liên tiếp (khoảng
thời gian đó là ngắn so với toàn bộ thời gian vật chuyển động).
1.2 Khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng (bài 3 SGK Vật lí 10 NC)
“Khảo sát chuyển động thẳng” là một bài thực hành. Bài thực hành được học sau khi
học sinh học các kiến thức chung về chuyển động cơ, vận tốc trong chuyển động thẳng,
chuyển động thẳng đều. Bài thực hành nhằm củng cố cho học sinh kiến thức về tọa độ
của vật tại các thời điểm khác nhau, vận tốc trong chuyển động thẳng, đồ thị tọa độ theo
thời gian, vận tốc theo thời gian. Do đó, bài thực hành cần có thí nghiệm về một vật
chuyển động thẳng, chuyển động thẳng này không nên là chuyển động thẳng đều vì như
thế việc xác định tọa độ, vận tốc, đồ thị tọa độ, vận tốc theo thời gian khá đơn giản và
quen thuộc với học sinh, chuyển động thẳng này cũng không nên quá phức tạp, do đó,
chuyển động thẳng biến đổi đều là thích hợp nhất.
Cũng như đối với thí nghiệm chuyển động thẳng đều nói trên, ta không xác định được
vận tốc tức thời. Do đó, bộ thí nghiệm cần cho phép ghi lại chuyển động của vật sao cho
23


từ đó có thể tính được vận tốc trung bình của vật trên một đoạn đường ngắn trong khoảng
thời gian ngắn. Ta có thể coi vận tốc trung bình đó là vận tốc tức thời tại thời điểm đầu
(hoặc cuối) của vật trên đoạn đường.
Vậy, yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học bài “khảo sát chuyển động
thẳng” là: bộ thí nghiệm tạo ra một chuyển động thẳng biến đổi đều, cho phép xác định vị
trí của vật tại những thời điểm khác nhau, cho phép đo được các quãng đường vật đi được
trong những khoảng thời gian ngắn liên tiếp (khoảng thời gian đó là ngắn so với toàn bộ
thời gian vật chuyển động) để từ đó xác định vận tốc trung bình của vật trên đoạn đường
đó.
1.3 Chuyển động thẳng biến đổi đều (mục 2 bài 4 SGK Vật lí 10NC)
Ở phần này cần có thí nghiệm một vật chuyển động thẳng biến đổi đều, để từ đó làm
rõ định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều: “ Chuyển động thẳng biến đổi đều là
chuyển động thẳng, trong đó chất điểm có gia tốc tức thời không đổi ”.

Ở phần trước đó, học sinh đã học định nghĩa gia tốc trung bình, gia tốc tức thời do đó,
để làm rõ định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều như trên thì gia tốc của vật phải
được tính thông qua vận tốc và thời gian. Tức là bộ thí nghiệm phải tạo ra chuyển động
thẳng biến đổi đều, cho phép xác định vận tốc trung bình để từ đó xác định gia tốc trung
bình trong một khoảng thời gian ngắn (so với toàn bộ thời gian chuyển động).
Vậy, yêu cầu bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học mục 2 bài 4 SGK Vật lí 10NC
“chuyển động thẳng biến đổi đều” cũng giống như yêu cầu của bộ thí nghiệm sử dụng khi
dạy bài “khảo sát chuyển động thẳng”
1.4 Định luật I Niu-tơn (bài 14 SGK Vật lí 10NC)
Bài này cần thí nghiệm cho phép nghiên cứu định luật I Niu-tơn: “nếu một vật không
chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì nó giữ
nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều”.
Vậy, yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy bài này là: thí nghiệm trong đó
có một vật chuyển động dưới tác dụng của lực ma sát đã làm giảm đến mức có thể, sao
cho khi đó có thể coi gần đúng rằng vật chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0. Thí
nghiệm phải cho phép đo vận tốc của vật và chứng tỏ rằng vật gần như chuyển động
thẳng đều.
1.5 Định luật II Niu-tơn (bài 15 SGK Vật lí 10 NC)
Bài này cần thí nghiệm cho phép nghiên cứu định luật II, tức là thí nghiệm kiểm
nghiệm a~F, a~1/m.
24


Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học bài : “Định luật II Niu-tơn” là: bộ
thí nghiệm tạo ra một vật chuyển động biến đổi đều, chuyển động của vật được ghi lại
sao cho từ đó có thể xác định được gia tốc của vật có; lực tác dụng, khối lượng của vật có
thể xác định được, có thể thay đổi và xác định được sự thay đổi đó.
1.6 Định luật III Niu-tơn (bài 15 SGK Vật lí 10 NC)

Định luật III Niuton: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng

tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối.
Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học bài “ Định luật II Niu-tơn” là: bộ
thí nghiệm sử dụng khi dạy học nội dung kiến thức đó phải tạo ra được tương tác giữa hai
vật mà học sinh có thể quan sát được phương và chiều của lực tương tác đồng thời có thể
đo được độ lớn của lực tương tác.
1.7 Định luật bảo toàn động lượng (bài 31 SGK Vật lí 10 NC)
Bài này cần thí nghiệm cho phép nghiên cứu định luật bảo toàn động lượng. Để cho
đơn giản thì thí nghiệm cần nghiên cứu định luật bảo toàn động lượng trong va chạm của
2 vật, đó có thể là va chạm mềm hoặc va chạm đàn hồi trực diện. Tức là thí nghiệm cho
ur

uur

uur

uur

phép kiểm nghiệm công thức: m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2 '

Vậy, yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học bài “Định luật bảo toàn động
lượng” là: bộ thí nghiệm cho phép tạo ra 2 vật chuyển động thẳng đều, có thể xác định
được khối lượng các vật, vận tốc của các vật trước và sau va chạm.
Sau khi phân tích kiến thức về chuyển động thẳng nói trên, ta nhận thấy rằng: yêu
cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học các kiến thưc đó đều có chung đặc điểm:
bộ thí nghiệm cần tạo ra chuyển động thẳng của vật, ghi lại được chuyển động của nó
sao cho từ đó có thể xác định được vận tốc, gia tốc trung bình trong khoảng thời gian
ngắn (so với toàn bộ thời gian chuyển động của vật), thêm vào đó ma sát cần giảm đến
mức có thể để kết quả ít sai số và phục vụ nhu cầu nghiên cứu định luật I Niuton.
Do đó, có thể thiết kế một bộ thí nghiệm dùng chung khi dạy các kiến thức về chuyển
động thẳng.

2. Các bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng đã có [7]
2.1 Bộ thí nghiệm cần rung điện

25