Vận dụng phương pháp thực nghiệm vào dạy học chương Điện học vật lý 9 trung học cơ sở với sự hỗ trợ của thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo

MỞ ĐẦU
1.Lý do chọn đề tài
Quyết định số 711/QĐ-TTg ngày 13 tháng 6 năm 2012 của Thủ tướng Chính
phủ nêu rõ “Chất lượng giáo dục toàn diện được nâng cao, đặc biệt chất lượng giáo
dục văn hóa, đạo đức, kỹ năng sống, pháp luật, ngoại ngữ, tin học ”. [1]
Chỉ thị Số: 55/2008/CT- BGD&ĐT ngày 30 tháng 9 năm 2008 nêu rõ “Công
nghệ thông tin (sau đây viết tắt là CNTT) là công cụ đắc lực hỗ trợ đổi mới phương
pháp giảng dạy, học tập và hỗ trợ đổi mới quản lý giáo dục, góp phần nhằm nâng
cao hiệu quả và chất lượng giáo dục. Phát triển nguồn nhân lực CNTT và ứng dụng
CNTT trong giáo dục là một nhiệm vụ quan trọng có ý nghĩa quyết định sự phát
triển CNTT của đất nước. Để đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo
dục và đào tạo, tăng cường giảng dạy và đào tạo về CNTT”. [2]
Đặc biệt, công văn số 9584/BGDĐT – CNTT ngày 7/9/2007 của Bộ Giáo dục và
Đào tạo gửi cho các Sở Giáo dục và Đào tạo, các trường đại học, cao đẳng sư phạm
và các khoa sư phạm, yêu cầu phải nhanh chóng “đẩy mạnh việc dạy môn Tin học
và ứng dụng CNTT trong giáo dục, góp phần đổi mới phương pháp dạy học và
quản lí giáo dục”.[3]
Thực trạng giáo dục nước ta qua nghiên cứu cho thấy việc giảng dạy kiến thức
vật lí (VL) nói chung, chương “Điện học ” VL lớp 9 nói riêng cho HS vẫn còn được
tiến hành theo lối thông báo – tái hiện. HS tiếp thu kiến thức một cách thụ động,
máy móc chủ yếu là học thuộc lòng các kiến thức bởi nhiều lí do chủ quan và khách
quan khác nhau : Khả năng làm thực hành của HS còn yếu, dụng cụ thí nghiệm
không chính xác, hư hỏng nhiều. Từ đó, HS cảm thấy chán học, mệt mỏi, học không
hiểu, làm bài tập không được.
Trong khi đó, cách tiếp cận một số kiến thức trong chương “Điện học ” VL lớp
9 được các tác giả viết theo trình tự: xuất phát từ thí nghiệm vật lí → từ kết quả thí
nghiệm rút ra các định luật vật lí → vận dụng các định luật vào việc giải thích một
số hiện tượng VL thường gặp trong đời sống hoặc giải các bài tập VL trong phạm
vi áp dụng các định luật đó.
1

Với TNA và TNMP sẽ tạo điều kiện tốt hơn cho HS quan sát, thu thập thông tin
phán đoán, …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 trung học
phổ thông. Việc sử dụng các TNA, TNMP là xu hướng của các nước phát triển trên
thế giới đang khai thác mạnh. Sử dụng TNA, TNMP sẽ làm cho giờ học sôi nổi,
linh hoạt hơn, gây ra ở các em sự tò mò, hứng thú học tập. Với sự hỗ trợ của TNA
và TNMP, nhiều vấn đề sẽ được giải quyết nhanh chóng và chính xác mà các thí
nghiệm của chúng ta hiện nay chưa thể đạt được .
Tuy nhiên thí nghiệm thật và TNA đều có mặt mạnh, mặt yếu khác nhau, nhưng
hai loại hình này hỗ trợ cho nhau rất hiệu quả, đặc biệt hữu ích cho việc tự học của
HS và cả GV. Tùy điều kiện thực tế nên sử dụng loại nào mức độ ra sao để có hiệu
quả sư phạm cao nhất.Trước mắt và trong tương lai gần nên tận dụng TNA và
TNMP để bù đắp cho sự thiếu hụt của TN thật đồng thời cũng góp phần tiết kiệm
đầu tư vào thiết bị TN thật.
Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài : “Vận dụng phương pháp thực nghiệm vào dạy học chương “Điện học ”
vật lí lớp 9 với sự hỗ trợ của thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo”.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng PPTN vào thiết kế một số bài dạy học thuộc chương “Điện học” VL
lớp 9 với sự hỗ trợ của TNMP và TNA nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của
HS, giúp HS chủ động chiếm lĩnh kiến thức một cách bền vững từ đó nâng cao chất
lượng dạy học.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Đối tượng nghiên cứu :
PPTN trong DHVL .
Máy vi tính và một số phần mềm dạy học.
Hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS khi dạy chương Điện học VL 9
• Phạm vi nghiên cứu :

2


Thiết kế tiến trình dạy học một số nội dung chương Điện học VL 9 theo PPTN
với sự hỗ trợ của TNMP và TNA.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng PPTN với sự hỗ trợ của TNMP và TNA một cách khoa học vào
dạy chương Điện học VL 9 thì sẽ kích thích hứng thú học tập, tăng cường sự bền
vững của kiến thức từ đó nâng cao chất lượng dạy học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đã nêu, đề tài phải thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu
sau:
Nghiên cứu những định hướng đổi mới phương pháp DHVL ở trường THCS
hiện nay.
Nghiên cứu lí luận về DHVL đặc biệt lý luận về PPTN trong nghiên cứu
khoa học VL và trong DHVL với sự hỗ trợ của TNMP và TNA.
Xác định mục tiêu và phân tích nội dung kiến thức chương trình và sách giáo
khoa chương Điện học VL 9 qua đó tìm hiểu những thuận lợi khó khăn trong việc tổ
chức hoạt động nhận thức của HS trong quá trình dạy học .
Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương Điện học VL 9 theo
PPTN với sự hỗ trợ của TNA và TNMP.
Tiến hành TNSP ở trường THCS để kiểm chứng giả thuyết khoa học và tính
khả thi của đề tài.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1.Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các văn kiện của đảng và nhà nước, các nghị định, các thông tư,
chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về đổi mới PPDH hiện nay ở trường THCS.
Nghiên cứu cơ sở lý luận của PPTN trong DHVL.
Nghiên cứu mục tiêu nội dung chương trình và sách giáo khoa, sách giáo viên,
vật lý 9 chương Điện học VL 9 .Các tài liệu tham khảo, các bài báo đăng trong tạp

chí khoa học có liên quan đến đề tài.
Nghiên cứu các tài liệu hướng dẫn một số phần mềm hỗ trợ dạy học.
6.2. Thực nghiệm sư phạm
3


Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THCS có đối chứng để kiểm tra tính
khả thi của đề tài khi sử dụng PPTN trong DHVL với sự hỗ trợ của TNMP và TNA.
6.3. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê toán học mô tả và thống kê kiểm định để xử lý
kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê và sự khác biệt
trong kết quả học tập của nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm, qua đó khẳng định
kết quả nghiên cứu của đề tài.
7. Đóng góp của luận văn
7.1. Về lý luận:
Tổng hợp, định hướng có hệ thống về cơ sở lý luận của việc vận dụng PPTN
vào DHVL với sự hỗ trợ của TNMP và TNA.
7.2. Về thực tiễn:
Sắp xếp lại nội dung một số vấn đề chương “ĐIỆN HỌC” để thực hiện dạy
học theo PPTN với sự hỗ trợ của TNA và TNMP.
Xây dựng, thiết kế giáo án chương “ĐIỆN HỌC” theo PPTN.
Thực nghiệm sư phạm: chúng tôi nhận thấy, có thể tiến hành dạy học chương
“ĐIỆN HỌC” theo PPTN, nhờ đó học sinh làm quen với PPTN - phương pháp
nhận thức quan trọng của vật lý học.
8. Cấu trúc của luận văn
Chương 1: Cơ sở lí luận của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý
THCS với sự hỗ trợ của TNA và TNMP.
Chương 2: Vận dụng phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của TNA và
TNMP vào dạy học chương Điện học VL 9 .
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

KẾT LUẬN

CHƯƠNG I

4


CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ
CỦA THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ
1.1. Những định hướng cơ bản trong việc đổi mới phương pháp dạy học vật lí ở
trường THCS. [4],[5],[28]
1.1.1. Sử dụng các phương pháp dạy học truyền thống theo tinh thần phát huy
tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh
Trong việc đổi mới PPDH, ta không phủ nhận vai trò của các PPDH truyền
thống. Ở một mức độ nào đó, ta phải xem xét các phương pháp này theo quan điểm
mới, theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS. Muốn vậy, GV phải kích
thích được sự ham hiểu biết của HS bằng cách tạo ra những tình huống có vấn đề.
Đó thường là những câu hỏi thú vị gây hứng thú học tập, tạo nhu cầu nhận thức và
có thể nghiên cứu được đối với HS.
Hệ thống các PPDH truyền thống được phân thành các nhóm phương pháp
như nhóm các phương pháp dùng lời, nhóm các phương pháp trực quan, nhóm các
phương pháp thực hành. Trong dạy học truyền thống, GV thường hay sử dụng kết
hợp nhiều PPDH thuộc các nhóm khác nhau một cách linh hoạt.
Như vậy, đổi mới PPDH không phải là phủ định hoàn toàn các PPDH truyền
thống mà sử dụng chúng theo tinh thần mới như phát huy tính tích cực, chủ động,
sáng tạo của người học.
1.1.2. Chuyển từ phương pháp nặng về sự diễn giảng của giáo viên sang
phương pháp tổ chức cho học sinh hoạt động để tự chiếm lĩnh kiến thức và kĩ
năng

Theo PPDH truyền thống, GV là người truyền thụ kiến thức, HS là người tiếp
thu kiến thức. Ở đây, GV chủ yếu sử dụng phương pháp giảng giải kết hợp minh
họa, việc sử dụng thiết bị dạy học hạn chế dẫn đến tình trạng dạy theo kiểu “thầy
đọc – trò chép”. Theo phương pháp mới, GV giao cho HS đọc, nghiền ngẫm SGK,
rồi sau đó đặt câu hỏi để kiểm tra sự lĩnh hội kiến thức của các em. Thông qua cách
trả lời, trình bày, báo cáo mà HS được rèn luyện những kĩ năng và tố chất cần thiết

5


cho mình.
Theo quan niệm mới về dạy học, vai trò chủ yếu của GV là tổ chức, hướng
dẫn, điều khiển hoạt động học tập của HS, giúp HS đạt được mục tiêu của bài học.
GV không thuyết trình, giảng giải mọi vấn đề mà chủ động tạo điều kiện rèn luyện
óc độc lập suy nghĩ và tư duy sáng tạo cho HS.
Việc đổi mới PPDH của GV đòi hỏi HS phải đổi mới phương pháp học tập.
Đây là một tất yếu đòi hỏi người học phải nỗ lực, chủ động, sáng tạo trong các hoạt
động nhận thức của mình. Như vậy, trọng tâm của tiết dạy phải đặt vào hoạt động
của HS trong tiết dạy đó.
Phối hợp các hình thức tổ chức hoạt động học tập ngoài lớp học để tạo điều
kiện cho việc rèn luyện những hoạt động học tập đa dạng của HS, cần phối hợp
nhiều hình thức tổ chức học tập ngoài lớp học, trong đó chuyển dần từ dạy học
truyền thụ kiến thức sang dạy học giải quyết vấn đề như:
Tổ chức và hướng dẫn cho HS tự học môn VL ở nhà, làm thí nghiệm thực
hành, lấy số liệu thống kê, nghiên cứu học tập, ngoại khóa...
Tổ chức các nhóm nghiên cứu nhỏ, thi nhóm các nhà nghiên cứu trẻ. Đề tài
nghiên cứu có thể rất đa dạng như làm một thí nghiệm nào đó về VL, tìm hiểu một
ứng dụng nào đó của VL trong thực tế hoặc cấu tạo và hoạt động của một thiết bị kĩ
thuật nào đó...
1.1.3. Tăng cường học tập cá nhân, phối hợp một cách hài hòa với học tập

hợp tác
Các hình thức tổ chức học tập cá nhân, theo nhóm và theo lớp là các hình thức
vẫn được áp dụng theo PPDH truyền thống. Theo PPDH mới, hình thức học tập cá
nhân vẫn là hình thức học tập cơ bản, có hiệu quả nhưng HS phải có tinh thần học
tập một cách tự giác, chủ động. Học tập hợp tác là hình thức học tập bổ trợ có tác
dụng rèn luyện người học tinh thần hợp tác lao động, chia sẻ kinh nghiệm, học hỏi
lẫn nhau, ý thức trách nhiệm với công việc chung. Phối hợp chặt chẽ những nỗ lực
cá nhân trong tự học với việc học tập hợp tác trong nhóm. Một trong những hình
thức tăng cường hoạt động của HS trên lớp là sử dụng phiếu học tập cho HS.

6


Trong học tập, không phải bất kỳ một nhiệm vụ học tập nào cũng có thể được
hoàn thành bởi những hoạt động thuần túy cá nhân. Có những câu hỏi, những vấn
đề được đặt ra khó và phức tạp, đòi hỏi có sự hợp tác giữa các cá nhân mới có thể
hoàn thành nhiệm vụ. Theo lí thuyết về vùng phát triển gần nhất của Vư-gốt-ski,
mỗi cá nhân có thể vươn tới những tầm hiểu biết rộng hơn nhờ sự trao đổi với bạn
bè. Thông qua sự hợp tác tìm tòi, nghiên cứu, thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý
kiến của mỗi cá nhân được điều chỉnh, khẳng định hay bác bỏ, qua đó người học
nâng mình lên một trình độ mới.
Như vậy, hình thức học tập cá nhân vẫn là hình thức hoạt động chủ yếu giúp
HS phát triển các năng lực. Hoạt động nhóm suy cho cùng cũng nhằm giúp cá nhân
chủ động, tích cực tham gia vào quá trình nhận thức của mình.
1.1.4. Coi trọng việc bồi dưỡng phương pháp tự học
Trong xã hội hiện đại, sự bùng nổ thông tin đòi hỏi mỗi cá nhân phải nỗ lực
học tập biết cách cập nhật thông tin. GV cần phải quan tâm đến phương pháp học
của HS, từng bước hình thành năng lực tự học để các em có thể tự bổ sung kiến
thức và học thường xuyên suốt đời, bằng cách:
- Coi trọng việc trau dồi kiến thức lẫn việc bồi dưỡng kĩ năng, đặc biệt là

những kĩ năng quá trình để đạt tới kiến thức.
- Coi trọng việc truyền thụ các phương pháp nhận thức đặc thù của bộ môn
như PPTN, PPMH... Trong đó các thí nghiệm, mô hình VL không chỉ là phương
tiện minh họa kiến thức, mà chủ yếu đóng vai trò cung cấp thông tin và là phương
tiện giải quyết vấn đề đặt ra.
- Việc tự học của HS là hoạt động rất cần thiết. Ở đây, người GV cần phải
bồi dưỡng cho HS khả năng thu thập thông tin, huấn luyện cho HS cách nắm bắt nội
dung chính của tài liệu học tập đồng thời giao bài tập về nhà cho HS, có thể tính
toán cân đối giữa nội dung học tập trên lớp và nội dung cần tìm hiểu ở nhà.
1.1.5. Coi trọng việc rèn luyện kĩ năng ngang tầm với truyền thụ kiến thức.
Đổi mới kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh
Việc rèn luyện kĩ năng là một trong những yêu cầu rất quan trọng trong việc

7


hình thành nhân cách HS. Hiện nay, rất ít GV chú ý đến lĩnh vực này cho HS. Trên
lớp GV cố gắng truyền đạt kiến thức mà không chú ý đến rèn luyện tư duy, rèn
luyện kĩ năng cho HS. Đổi mới PPDH cũng như kiểm tra, đánh giá coi trọng những
kĩ năng, năng lực thực hành của HS. Như vậy, người GV phải bồi dưỡng cho HS kĩ
năng sống cần thiết bên cạnh truyền thụ kiến thức. Đổi mới PPDH phải đi đôi với
đổi mới đánh giá kết quả học tập của HS. Việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập
của HS phải căn cứ vào mục tiêu của môn học.
Kiểm tra không những nắm vững trình độ kiến thức và vận dụng kiến thức lí
thuyết mà cả kĩ năng thực hành thí nghiệm, đánh giá cao khả năng vận dụng kiến
thức và kĩ năng xử lí và giải quyết sáng tạo những tình huống mới hoặc ít nhiều
thay đổi. Phối hợp kiểm tra bằng lý thuyết lẫn thực hành. Tạo điều kiện để HS tự
đánh giá kết quả học tập của mình.
1.1.6. Tăng cường sử dụng thiết bị dạy học, chú trọng các thí nghiệm, ứng
dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lí

Trong PPDH mới đòi hỏi người GV phải tăng cường khai thác và sử dụng
thành thạo các thí nghiệm sau đây:
+ Thí nghiệm cho HS làm trên lớp dưới hình thức cá nhân hay theo nhóm.
+ Thí nghiệm do GV với một nhóm HS làm biểu diễn trên lớp.
+ Thí nghiệm do HS làm trong phòng thí nghiệm.
Những năm gần đây, CNTT trong các nhà trường đã được quan tâm. Mục tiêu
của việc học tin học trong nhà trường, mối quan hệ giữa tin học với tư cách là một
môn học với việc ứng dụng CNTT trong dạy học đã dần dần được xác định rõ ràng
qua các cấp học. Cán bộ quản lí giáo dục và GV đã từng bước nhận thức đầy đủ vai
trò của CNTT trong dạy học. CNTT được chú trọng ở tất cả các bộ môn để góp
phần thực hiện đổi mới PPDH.
- Việc sử dụng CNTT trong dạy học sẽ góp phần đổi mới PPDH trên các mặt
như thực hiện học tập trong hoạt động và bằng hoạt động, tăng cường tự học trong
quá trình dạy học, sử dụng luân chuyển những hình thức dạy học đa dạng, hình
thành và sử dụng công nghệ dạy học và đổi mới kiểm tra đánh giá.

8


1.1.7. Đổi mới cách soạn giáo án
Lượng hoá các mục tiêu kiến thức và kĩ năng của bài học.
Chia bài học thành một số nội dung riêng biệt hoặc tổ chức bài học thành một
chủ đề học tập.
Chuẩn bị các thiết bị thí nghiệm, các PTDH cần thiết.
Hoạch định các hoạt động học của HS và các hoạt động dạy tương ứng của
GV trong tiết học.
Bảng 1.1: Bảng hoạch định các hoạt động của GV và HS
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Tạo tình huống học tập, giao nhiệm vụ - Tiếp nhận nhiệm vụ học tập

học tập cho HS
- Tổ chức hướng dẫn hoạt động cho HS

- Thu thập thông tin

+ Giảng sơ lược nội dung

+ Nghe GV giảng bài

+ Giới thiệu và hướng dẫn cách tham

+ Tóm tắt thông tin trong SGK và tài

khảo tài liệu, làm thí nghiệm, lấy kết quả liệu khác, làm thí nghiệm, quan sát hiện
thí nghiệm.

tượng, lấy kết quả thí nghiệm.

- Tổ chức cho HS xử lí thông tin và báo - Xử lý thông tin và báo cáo kết quả
cáo kết quả
+ Tổ chức cho HS thảo luận nhóm để

+ Tranh luận với các bạn trong nhóm

nhận xét kết quả, đưa ra kết luận, hướng để rút ra nhận xét, kết luận từ những
dẫn HS cách lập bảng, vẽ đồ thị và rút ra điều tìm hiểu được. Lập bảng, vẽ đồ thị,
kết luận từ đồ thị.

nhận xét kết quả.

+ Đánh giá nhận xét, kết luận của HS,

+ Báo cáo kết quả trước lớp và trả lời

tổ chức hợp thức hóa kiến thức.

câu hỏi của GV.

- Cũng cố bài học.

- Ghi nhận những kết quả cuối cùng.

- Cho bài tập vận dụng.

- Làm bài tập vận dụng

1.2. Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học vật lí [22],[28]
1.2.1. Khái niệm chung [22],[28]
9


Các hiện tượng VL thì muôn màu, muôn vẻ, muốn nghiên cứu xem các sự vật
hiện tượng có những thuộc tính gì đặc trưng thì trước tiên phải xây dựng các khái
niệm, các đại lượng VL đặc trưng cho các thuộc tính bản chất tất yếu của sự vật
hiện tượng VL.
Ví dụ: Để biểu thị mức độ cản trở dòng điện nhiều hay ít của dây dẫn ta đưa
khái niệm điện trở.
Khi nghiên cứu các quá trình VL, người ta thường xác định các điều kiện cần
thiết để hiện tượng xảy ra và lặp lại các điều kiện này để nghiên cứu tính quy luật
của hiện tượng. Tính quy luật của các biến đổi của sự vật hiện tượng thể hiện qua

các mối liên hệ, sự phụ thuộc giữa các khái niệm VL, các quy tắc VL, các định luật
VL, các nguyên lí VL…
Ví dụ: Quan hệ giữa cường độ dòng điện I với hiệu điện thế U và điện trở R ta
sử dụng định luật Ohm.
Việc tìm ra các thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng và quy luật biến đổi
của chúng là cơ sở để giải thích và tiên đoán về nhiều sự vật hiện tượng cùng loại
khác. Tuy nhiên, thực hiện được điều này không hề đơn giản vì sự vật hiện tượng
luôn biến đổi không ngừng theo thời gian, nếu con người không tác động được để
sự vật hiện tượng bộc lộ những thuộc tính bản chất và quy luật biến đổi của chúng
mà chỉ quan sát hiện tượng trong sự biến đổi vận động tự nhiên không ngừng rồi từ
đó rút ra những nhận định theo kiểu quy nạp tự nhiên thì đôi khi mắc phải sai lầm;
trong lịch sử VL ghi nhận những nhận định sai lầm của các nhà khoa học về thuộc
tính bản chất và quy luật biến đổi của các sự vật hiện tượng trong tự nhiên.
Cho đến khi Galilê đưa ra phương pháp nghiên cứu mới – PPTN, đòi hỏi con
người phải biết cách tác động vào tự nhiên để phát hiện các thuộc tính và quy luật
biến đổi của chúng và mọi kết luận khoa học đều phải được TN kiểm chứng tính
đúng đắn của nó thì khoa học VL mới hạn chế được những sai lầm và thực sự có
bước tiến nhảy vọt.
Vậy PPTN là phương pháp thu lượm thông tin bằng cách sắp đặt các điều kiện
tác động để sự vật hiện tượng bộc lộ những thuộc tính và quy luật tự nhiên của

10


chúng, nhờ đó nhà nghiên cứu có thể xây dựng hoặc kiểm tra được các tri thức mới.
PPTN là một phương pháp nhận thức khoa học, trong đó nhà nghiên cứu:
+ Tạo ra những điều kiện tác động xác định để nghiên cứu quá trình diễn
biến của hiện tượng.
+ Thay đổi các điều kiện tác động để xem hiện tượng thay đổi như thế nào.
+ Lặp lại các điều kiện tác động để phát hiện ra tính quy luật của hiện

tượng.
1.2.2. Sự ra đời của phương pháp thực nghiệm trong sự phát triển của vật lí học.
[22],[28]
Trong thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưa tách khỏi triết học. Các
nhà hiền triết thời đó cho rằng: “có thể dùng sự suy luận, sự tranh luận để tìm ra
chân lý”. Vì vậy, nhiều khi họ đã thay thế những mối quan hệ giữa sự vật hiện
tượng có thật trong tự nhiên nhưng mình chưa biết thành những mối quan hệ do tự
mình tưởng tượng ra một cách chủ quan.
Thời trung thế kỷ, Giáo hội đã dùng uy quyền của mình để chống lại khoa học
mỗi khi khoa học chỉ ra một chân lý mới trái với kinh thánh, thậm chí còn dùng cả
bạo lực ngăn cản bước tiến của khoa học. Giáo hoàng Pôn II (thế kỉ XV) nói: “Tôn
giáo phải tiêu diệt khoa học vì khoa học là kẻ thù của tôn giáo”. Kết quả Bêcơn bị
cầm tù hơn 20 năm, Brunô bị thiêu sống vì dám đưa ra những luận cứ khoa học
không thuận lợi cho tôn giáo thời đó.
Đến thế kỉ XVII, Galilê cho rằng những cuộc tranh luận suông như thế là vô
bổ, không đi đến một kết luận khoa học, muốn hiểu biết những thuộc tính của sự vật
hiện tượng từ thiên nhiên thì phải quan sát thiên nhiên, phải làm cho thiên nhiên bộc
lộ ra những thuộc tính đó một cách quy luật và khách quan chứ không tuân theo ý
muốn chủ quan của con người hoặc thần linh nào cả. Galilê xây dựng một phương
pháp nghiên cứu mới là PPTN rất có hiệu quả trên con đường đi tìm chân lý, làm
cho VL thực sự trở thành một môn khoa học độc lập.
Trước một hiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galilê bắt đầu quan sát để xác
định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra lý thuyết có tính chất dự đoán. Từ lý thuyết

11


đó, ông rút ra những kết luận có thể kiểm tra được bằng TN. Sau đó, ông bố trí thí
nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để có
thể đạt được kết quả chính xác tin cậy được. Cuối cùng, ông đối chiếu kết quả thu

được bằng TN với lý thuyết ban đầu. Galilê cho rằng các kết luận khoa học đều phải
được TN kiểm chứng mới có giá trị.
Phương pháp của Galilê có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng nhận
thức luận, tổng quát về mặt lý thuyết những sự kiện thực hiện và phát hiện ra bản
chất của sự vật hiện tượng. Về sau, các nhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp
đó và xây dựng cho hoàn chỉnh hơn. Những thành tựu ban đầu của VL học TN đã
khiến cho thế kỉ XVII trở thành thế kỉ của cuộc cách mạng khoa học thắng lợi với
các đại diện tiêu biểu: Torricelli (1608 – 1662), Pascal (1623 – 1662), Otto
Guericke (1602 – 1685), Boyle (1627 – 1691), Gilbert (1540 – 1603)…
Như vậy, PPTN với tư cách là một phương pháp nhận thức khoa học đã ra đời
và không những thành công trong sự phát triển của VL học cổ điển mà vẫn còn có ý
nghĩa rất quan trọng trong quá trình nghiên cứu VL học hiện đại.
1.2.3. Nội dung của phương pháp thực nghiệm [22],[28]
Spaski đã nêu lên thực chất của PPTN của Galilê như sau: Xuất phát từ quan
sát và TN, các nhà khoa học xây dựng một giả thuyết. Giả thuyết đó không đơn giản
chỉ là sự tổng quát hóa các thí nghiệm đã làm, nó chứa đựng một cái gì đó mới mẻ,
không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể. Bằng phép suy luận lôgic và bằng toán
học, nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số
sự kiện mới mà trước đó chưa biết. Những kết quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng
TN để kiểm tra lại được. Nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định sự đúng đắn
của giả thuyết, khi đó giả thuyết được coi là một định luật VL chính xác.
Niu-tơn tiếp tục phát triển phương pháp của Galilê lên mức độ đầy đủ và chặt
chẽ hơn. Phương pháp của Niu-tơn là kết hợp chặt chẽ giữa thí nghiệm và suy luận
lý thuyết. Niu-tơn đã làm rõ quan điểm đó bằng bốn quy tắc sau đây:
Quy tắc 1:Đối với mỗi hiện tượng, không thừa nhận những nguyên nhân nào
khác ngoài những nguyên nhân đủ để giải thích nó. Quy tắc này là sự khẳng định

12

vai trò của lý trí con người trong sự nhận thức chân lý, gạt bỏ những luận điểm tôn
giáo, kinh viện, không có liên quan đến khoa học.
Quy tắc 2: Những hiện tượng như nhau luôn luôn quy về một nguyên nhân.
Quy tắc này thể hiện tư tưởng nhân quả, quyết định luận của Niu-tơn: Một nguyên
nhân xác định phải gây ra một hệ quả xác định.
Quy tắc 3: Tính chất của tất cả các sự vật có thể đem ra thí nghiệm được, mà
ta không thể làm cho nó tăng lên hoặc giảm xuống thì được coi là tính chất của mọi
vật nói chung. Quy tắc này là sự quy nạp khoa học, cho phép ta khái quát hóa
những trường hợp riêng lẻ để tìm ra những định luật tổng quát.
Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định nào rút ra từ TN, bằng phương pháp quy nạp
đều là đúng chừng nào chưa có những hiện tượng khác giới hạn hoặc mâu thuẫn với
khẳng định đó. Quy tắc này thể hiện quan điểm biện chứng về tính tương đối và
tuyệt đối của chân lý. Nó thừa nhận mỗi chân lý khoa học đều có thể được chính
xác hóa thêm, được hoàn chỉnh thêm một bước một, nhưng trong mỗi bước của quá
trình nhận thức nó vẫn hoàn toàn có giá trị khoa học.
Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng thì phân biệt PPTN
theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp. Theo nghĩa rộng, PPTN có thể bao gồm những ý
tưởng ban đầu của các nhà khoa học cho đến kết luận cuối cùng. Theo nghĩa hẹp,
PPTN có thể hiểu như sau: Từ lý thuyết đã biết suy ra hệ quả và dùng thí nghiệm để
kiểm tra hệ quả. Các nhà VLTN không nhất thiết phải tự mình xây dựng giả thuyết
mà giả thuyết đó đã có người khác đề ra rồi nhưng chưa kiểm tra được. Nhiệm vụ
của nhà VLTN lúc này là từ giả thuyết đã có suy ra hệ quả có thể kiểm tra được và
tìm cách bố trí thí nghiệm khéo léo, tinh vi để quan sát hiện tượng do lý thuyết dự
đoán và thực hiện các phép đo chính xác.
PPTN có thể hiểu theo nghĩa rộng hoặc nghĩa hẹp tùy theo quan điểm của mỗi
người xem xét, gắn với lịch sử VL học, cũng như tùy theo mục đích cụ thể của
người vận dụng nó trong dạy học ở các bậc học khác nhau. Nhưng dù phát biểu theo
cách nào thì các yếu tố cơ bản của PPTN trong nghiên cứu khoa học cũng bao gồm:
+ Vấn đề cần giải đáp hoặc giả thuyết cần kiểm tra.

13


+ Xử lý một giả thuyết để có thể đưa nó vào kiểm tra bằng TN.
+ Xây dựng (thiết kế) phương án thí nghiệm cho phép thu lượm thông tin
cần thiết cho sự xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra giả thuyết.
+ Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết quả.
+ Phân tích kết quả và kết luận.
1.3. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí [22],[28]
1.3.1. Sự chuyển hóa của phương pháp nhận thức khoa học thành phương pháp
dạy học [22],[28]
Khi nghiên cứu lịch sử phát sinh và phát triển của PPDH, Nguyễn Ngọc
Quang đã phát hiện ra quy luật là các PPDH đều có nguồn gốc là những phương
pháp khoa học tương ứng. Hay nói cách khác: “Bất cứ phương pháp khoa học nào
cũng có thể chuyển hóa thành PPDH nói chung thông qua các điều kiện”. Đồng
thời ông cũng nêu khả năng có thể chuyển hóa phương pháp nhận thức khoa học bộ
môn thành PPDH bộ môn: “Phương pháp khoa học bộ môn đã dần chuyển hóa
thành PPDH bộ môn đó; trong sự chuyển hóa này, phương pháp khoa học dần dần
biến đổi cho phù hợp với đặc điểm của chủ thể HS và những điều kiện của quá
trình dạy học”.
Như vậy, PPTN trong nghiên cứu khoa học VL có thể chuyển hóa thành
PPTN trong DHVL.
1.3.2. Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí [22],[28]
Ở nước ta, việc áp dụng PPTN trong DHVL đã trở thành tư tưởng chỉ đạo của
các nhà sư phạm. Ngay từ lớp 6,7,8,9 theo chương trình mới, các tác giả SGK VL
đã biên soạn một số bài học theo hướng bồi dưỡng cho HS PPTN. Vì vậy, phỏng
theo các giai đoạn của PPTN trong nghiên cứu khoa học VL, GV có thể hướng dẫn
cho HS hoạt động nhận thức theo các giai đoạn của PPTN như sau:

Kinh nghiệm sống,quan sát tự nhiên, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

14


Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (câu hỏi cần trả lời)

Đề xuất giả thuyết

Suy luận logic từ giả thuyết ra hệ quả kiểm tra được bằng TN

Kiểm tra hệ quả bằng TN (bao gồm: thiết kế phương án TN, lập kế hoạch TN,
bố trí TN, tiến hành TN thu thập dữ liệu, xử lý kết quả TN)

Vận dụng kiến thức

Giai đoạn 1: GV mô tả một hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thí
nghiệm và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc
xác lập một mối quan hệ nào đó, tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà HS chưa biết câu

15


trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được.
Giai đoạn 2: GV hướng dẫn, gợi ý cho HS xây dựng một câu trả lời dự đoán
ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mỉ kỹ lưỡng vào kinh nghiệm bản thân, vào những
kiến thức đã có… (ta gọi là xây dựng giả thuyết). Những dự đoán này có thể còn
thô sơ, có vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn.
Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận lôgic hay suy luận toán học suy ra
một hệ quả: Dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại
lượng VL.

Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm tra
xem hệ quả dự đoán ở trên có phù hợp với kết quả TN không. Nếu phù hợp thì giả
thuyết trên trở thành chân lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới.
Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức. HS vận dụng kiến thức để giải thích hay dự
đoán một số hiện tượng trong thực tiễn, để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật. Thông
qua đó, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến thức và xuất
hiện mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết.
Khái niệm “vấn đề” dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà
HS không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần các kiến thức, kĩ năng, cách thức hành
động đã có mà phải tìm tòi sáng tạo mới giải quyết được và khi giải quyết được thì
HS đã thu được kiến thức, kĩ năng, cách thức hành động mới. Vấn đề là một câu hỏi
về một cái chưa biết, câu trả lời là một cái mới, chứ không phải là câu hỏi chỉ đơn
thuần yêu cầu nhớ lại những kiến thức đã có.
Tình huống có vấn đề là tình huống trong đó xuất hiện vấn đề cần giải quyết
mà HS cảm thấy với khả năng của mình thì có thể giải quyết được nên kích thích
hoạt động nhận thức tích cực của HS. Có nhiều cách tạo tình huống có vấn đề: từ
kinh nghiệm sống, quan sát tự nhiên, thí nghiệm, giải bài tập VL, kể chuyện lịch
sử…
Ví dụ: Khi hướng dẫn bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT
DIỆN DÂY DẪN thì GV có thể đặt vấn đề khi gấp đôi sợi dây dẫn lại thì điện trở
của dây dẫn sẽ thay đổi như thế nào. Thường thì HS sẽ nghĩ do chiều dài giảm đi 2

16


lần thì điện trở giảm đi 2 lần mà không chú ý đến tiết diện của dây. Khi đó GV có
thể làm thí nghiệm kiểm tra để tạo tình huống có vấn đề.
Giả thuyết là câu trả lời có tính chất dự đoán cho câu hỏi đã nêu ra. Dự đoán
này có thể còn thô sơ nhưng có căn cứ, có lí lẽ, có vẻ hợp lí nhưng chưa chắc chắn.
Có nhiều cách đề xuất giả thuyết:

Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có
Ví dụ: Dựa vào kết quả thí nghiệm khi thấy HĐT U tăng lên bao nhiêu lần thì
CĐDĐ I tăng lên bấy nhiêu lần HS sẽ rút ra kết luận I tỉ lệ thuận với U
- Dựa vào sự tương tự, dựa vào phép loại suy
- Trong chương trình VL trung học cơ sở, các mối liên hệ định lượng giữa hai
đại lượng thường gặp là bằng nhau, tỉ lệ thuận, tỉ lệ nghịch, tỉ lệ thuận bậc hai, hàm
số bậc nhất. Để HS có thể đề xuất được dự đoán về mối liên hệ định lượng giữa
hai đại lượng, cần tiến hành thí nghiệm với một số phép đo nhất định.
1.3.3. Vai trò của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí ở trung học cơ
sở [22],[28]
Vật lí học ở trung học cơ sở chủ yếu là VLTN, nó giúp:
Kích thích hoạt động học tập của HS bằng những tình huống có vấn đề.
Rèn luyện tư duy, trực giác nhạy bén, óc sáng tạo cho HS khi tham gia giải
quyết các tình huống nhờ các kiến thức đã biết, kinh nghiệm, kĩ năng đã có, so sánh
tình huống mới với các tình huống khác đã biết… Biết tìm tòi ý tưởng ban đầu (giả
thuyết) để tìm lời giải đáp là kết luận cuối cùng (kết luận khoa học), biết kết hợp
nhiều phương pháp nhận thức trong một quá trình nhận thức giải quyết vấn đề.
HS biết kết hợp nhuần nhuyễn giữa quan sát, thí nghiệm và suy luận lí thuyết
để đạt được sự thống nhất giữa lí luận và thực tiễn.
HS rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành thí nghiệm sẽ hỗ trợ rất tốt cho việc
phát hiện những đặc tính, quy luật của tự nhiên, kiểm tra sự đúng đắn của các kiến
thức lí thuyết.
1.3.4. Các mức độ sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí [22],
[28]

17


Những bài học mà HS có thể tham gia đầy đủ vào cả 5 giai đoạn trên không
nhiều. Đó là những bài mà việc xây dựng giả thuyết không đòi hỏi một sự phân tích

quá phức tạp và có thể kiểm tra giả thuyết bằng những thí nghiệm đơn giản sử dụng
những dụng cụ đo lường mà HS đã quen thuộc.
Ví dụ: Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn ta chỉ cần
sử dụng những dây dẫn khác nhau có cùng chiều dài và tiết diện để HS tiến hành
làm thí nghiệm để rút ra kết luận.
Giai đoạn 1
Mức độ 1: HS tự lực phát hiện vấn đề, nêu câu hỏi. GV giới thiệu hiện tượng
xảy ra đúng như thường thấy trong tự nhiên để cho HS tự lực phát hiện những tính
chất hay những mối quan hệ đáng chú ý cần nghiên cứu.
Ví dụ: Làm cách nào có thể tính được trong một tháng một gia đình phải trả
tiền điện là bao nhiêu?
Mức độ 2: GV tạo ra một hoàn cảnh đặc biệt trong đó xuất hiện một hiện
tượng mới lạ, lôi cuốn sự chú ý của HS, gây cho HS sự ngạc nhiên, sự tò mò, từ đó
HS nêu ra một vấn đề, một câu hỏi cần giải đáp.
Ví dụ: Lắp mạch điện gồm nguồn điện, công tắc, biến trở, bóng đèn. Đóng
công tắc dịch chuyển con chạy của biến trở để HS nhận thấy sự thay đổi độ sáng
của bóng đèn.
Mức độ 3: GV nhắc lại một vấn đề, một hiện tượng đã biết và yêu cầu HS phát
hiện xem trong vấn đề hay hiện tượng đã biết, có chỗ nào chưa được hoàn chỉnh,
đầy đủ cần tiếp tục nghiên cứu.
Ví dụ: Khi hướng dẫn bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT
DIỆN DÂY DẪN thì GV có thể đặt vấn đề khi gấp đôi sợi dây dẫn lại thì điện trở
của dây dẫn sẽ thay đổi như thế nào. Thường thì HS sẽ nghĩ do chiều dài giảm đi 2
lần thì điện trở giảm đi 2 lần mà không chú ý đến tiết diện của dây. Khi đó GV có
thể làm thí nghiệm kiểm tra để tạo tình huống có vấn đề.
Giai đoạn 2
Risa Fâyman cho rằng “Các định luật VL có nội dung rất đơn giản, nhưng

18

biểu hiện của chúng trong thực tế lại rất phức tạp”. Bởi vậy, từ sự phân tích các
hiện tượng thực tế đến việc dự đoán những mối quan hệ đơn giản nêu trong các
định luật là cả một nghệ thuật. Cần phải làm cho HS quen dần.
Mức độ 1: Dự đoán định tính: Trong những hiện tượng thực tế phức tạp, dự
đoán về nguyên nhân chính, mối quan hệ chính chi phối hiện tượng. Có thể có rất
nhiều dự đoán mà ta sẽ phải lần lượt tìm ra cách bác bỏ.
Ví dụ: Trường hợp định luật Jun-Len xơ. Để tìm hiểu nhiệt lượng tỏa ra ở dây
dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc các yếu tố nào? Ta sẽ tiến hành thí nghiệm
để lần lượt loại bỏ những dự đoán không chính xác.
Mức độ 2: Dự đoán định lượng: Những quan sát đơn giản khó có thể dẫn tới
một dự đoán về mối quan hệ hàm số, định lượng giữa các đại lượng VL biểu diễn
các đặc tính của sự vật, các mặt của hiện tượng. Nhưng các nhà VL nhận thấy rằng:
những mối quan hệ định lượng đó thường được biểu diễn bằng một số ít hàm số đơn
giản như tỉ lệ thuận, tỉ lệ nghịch, hàm số bậc nhất, hàm số bậc hai, hàm số lượng
giác… Việc dự đoán định lượng có thể dựa trên một số cặp số liệu được biểu diễn
trên đồ thị, dựa trên dạng của đồ thị mà dự đoán mối quan hệ giữa hai đại lượng.
Ví dụ: Dự đoán cường độ dòng điện tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn.
Trường hợp định luật nêu lên mối quan hệ giữa ba đại lượng thì thông thường giữ
một đại lượng không đổi, xét mối quan hệ giữa hai đại lượng kia rồi tổng hợp kết
quả trong một công thức.
Mức độ 3: Những dự đoán đòi hỏi một sự quan sát chính xác, tỉ mỉ, một sự
tổng hợp nhiều sự kiện TN, không có điều kiện thực hiện ở trên lớp. GV dùng
phương pháp kể chuyện lịch sử để giới thiệu các giả thuyết mà các nhà bác học đã
đưa ra.
Ví dụ: Trường hợp định luật Jun-Len xơ…
Giai đoạn 3
Việc suy ra hệ quả được thực hiện bằng suy luận lôgic hay suy luận toán học.
Thông thường ở trường trung học cơ sở các phép suy luận này không quá khó.
Nhưng biểu hiện trong thực tế của các kiến thức VL rất phức tạp, cho nên điều khó

19


khăn là hệ quả suy ra phải đơn giản, có thể quan sát, đo lường được trong thực tế.
Mức độ 1: Hệ quả có thể quan sát, đo lường trực tiếp. HS có thể bố trí lắp đặt
các dụng cụ thiết bị để tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của các hệ
quả.
Ví dụ: HS làm thí nghiệm để xác nhận các công thức trong đoạn mạch nối
tiếp, đoạn mạch song song.
Mức độ 2: Hệ quả không quan sát được trực tiếp bằng các dụng cụ đo mà phải
tính toán gián tiếp qua việc đo các đại lượng khác.
Ví dụ: Khi thay đổi chiều dài dây dẫn ta cần phải đo HĐT và CĐDĐ rồi tính ra
R.
Mức độ 3: Hệ quả suy ra trong điều kiện lý tưởng. Có nhiều trường hợp, hiện
tượng thực tế bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố tác động không thể loại trừ được,
nhưng ta chỉ xét quan hệ giữa một số rất ít yếu tố; như vậy, hệ quả suy ra từ giả
thuyết chỉ là gần đúng.
Ví dụ: Trường hợp định luật Ohm sẽ bị sai số trong kết quả đo.
Giai đoạn 4
Việc bố trí thí nghiệm kiểm tra thực chất là tạo ra những điều kiện đúng như
những điều kiện đã nêu trong việc suy ra hệ quả.
Mức độ 1: Thí nghiệm đơn giản, HS đã biết cách thực hiện các phép đo, sử
dụng các dụng cụ đo. GV tạo điều kiện để HS tự làm thí nghiệm.
Ví dụ: Thí nghiệm đo nhiệt lượng do dòng điện tỏa ra ở dây dẫn Q = I2 Rt .
Mức độ 2: HS đã biết nguyên tắc đo các đại lượng nhưng việc bố trí thí
nghiệm cho sát với các điều kiện lý tưởng có khó khăn. GV phải giúp đỡ bằng cách
giới thiệu phương án làm để HS thực hiện.
Ví dụ: Thí nghiệm đo nhiệt lượng do dòng điện tỏa ra ở dây dẫn Q = I 2 Rt .
Bình nhiệt lượng kế phải kín, nhiệt kế không được chạm vào dây dẫn…

Mức độ 3: Có nhiều trường hợp thí nghiệm kiểm tra là những thí nghiệm kinh
điển rất phức tạp và tinh tế, không thể thực hiện ở trường phổ thông. Trong trường
hợp này, GV mô tả cách bố trí thí nghiệm rồi thông báo kết quả các phép đo để HS

20


gia công các số liệu, rút ra kết luận hoặc GV thông báo cả kết luận.
Ví dụ: Thí nghiệm kiểm tra định luật Jun-len xơ.
Giai đoạn 5
Những ứng dụng của các định luật thường có ba dạng: giải thích hiện tượng,
dự đoán hiện tượng và chế tạo thiết bị đáp ứng một yêu cầu của đời sống, sản xuất.
Mức độ 1: Ứng dụng trong đó HS chỉ cần vận dụng định luật VL để làm sáng
tỏ nguyên nhân của hiện tượng hoặc tính toán trong điều kiện lý tưởng như vật chỉ
bị chi phối bởi vài định luật đang nghiên cứu. Đó có thể là vài bài tập do GV nghĩ
ra, chứ không có ý nghĩa trong đời sống hay sản xuất hàng ngày.
Ví dụ: Tính cường độ dòng điện qua các điện trở của một mạch điện mắc theo
một sơ đồ nối tiếp hoặc song song nào đó.
Mức độ 2: Xét một ứng dụng kỹ thuật đã được đơn giản hóa để có thể chỉ cần
áp dụng một vài định luật VL.
Ví dụ: Chế tạo một đèn ngủ có thể tăng giảm độ sáng.
Mức độ 3: Xét một ứng dụng kỹ thuật trong đó không chỉ áp dụng các định
luật VL mà còn cần phải có những giải pháp đặc biệt để làm cho các hiện tượng VL
có hiệu quả cao, sao cho thiết bị được sử dụng thuận tiện trong đời sống và sản
xuất. Trong loại ứng dụng này, HS không những phải vận dụng những định luật VL
vừa được thiết lập mà còn phải vận dụng tổng hợp những hiểu biết, những kinh
nghiệm về nhiều lĩnh vực khác nhau của VL.
Ví dụ: Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để có thể chế tạo ra được một
máy phát điện sản xuất ra dòng điện có cường độ đủ mạnh dùng trong việc phát
sáng các bóng đèn ở chung cư bằng cách sử dụng nguồn nước thải trong sinh hoạt

hằng ngày. Ngoài các kiến thức về nguyên nhân của dòng điện cảm ứng, còn cần
biết cách bố trí sao cho khung dây quay trong từ trường, dùng các cổ góp để lấy
dòng điện ra ngoài mà không làm cho dây bị xoắn đứt, dùng lõi sắt để tăng thêm độ
từ thẩm, dùng các là sắt ghép cách điện làm lỏi để tránh dòng Fucô, dụng cụ để
chặn rác…
Tóm lại, việc thực hiện đầy đủ các giai đoạn ở các mức độ khác nhau là cần

21


thiết nhưng không hoàn toàn phải nhất thiết đối với tất cả khi dạy tất cả các kiến
thức cụ thể. Có nhiều trường hợp ta có thể bỏ qua giai đoạn này hay giai đoạn khác
nhưng cấu trúc tổng thể vẫn không ảnh hưởng. Về cơ bản ta cần tuân thủ nguyên tắc
thầy tổ chức trò tự lực xây dựng kiến thức, GV có thể tiến hành thí nghiệm thay HS
để khỏi mất thời gian vô ích.
1.3.5. Phối hợp phương pháp thực nghiệm và các phương pháp nhận thức khác
trong dạy học vật lí [22],[28]
Dạy học các kiến thức VL bằng PPTN là một hướng ưu tiên ở trường trung
học cơ sở. Để thực hiện mỗi giai đoạn của PPTN, đòi hỏi phải có suy nghĩ sáng tạo
và có kĩ năng, kĩ xảo về nhiều mặt. Bởi vậy, người GV phải tùy theo nội dung của
mỗi kiến thức, tùy theo trình độ HS, tùy theo điều kiện trang bị ở trường trung học
cơ sở mà vận dụng linh hoạt các mức độ sử dụng phương pháp này. Trong dạy học
các định luật VL theo PPTN có hai trường hợp đáng lưu ý sau đây:
+ Có những định luật VLTN nhưng việc suy luận quá phức tạp hoặc những
thí nghiệm quá tinh vi, không có điều kiện thực hiện ở trường , GV có thể dùng
phương pháp kể chuyện lịch sử để HS biết cách giải quyết của các nhà bác học,
dùng thí nghiệm ảo hoặc thí nghiệm mô phỏng.
+ Có những định luật trong lịch sử được phát minh bằng con đường TN
nhưng ngày nay có thể coi như hệ quả của một định luật, một lý thuyết khái quát
hơn. Những suy luận này HS có thể hiểu được. Bởi vậy, để rèn luyện khả năng suy

luận sắc bén cũng như giảm bớt những khó khăn về việc tổ chức thực hiện các thí
nghiệm phức tạp cho nên không dạy học những định luật đó hoàn toàn theo PPTN
mà chỉ sử dụng một yếu tố của PPTN là làm thí nghiệm kiểm tra minh họa kết luận
thu được bằng suy luận lý thuyết.
Trong khi áp dụng PPTN, thường phối hợp với các phương pháp nhận thức
khác như phương pháp phân tích – tổng hợp, phương pháp quy nạp – diễn dịch,
phương pháp khái quát hóa – trừu tượng hóa…
Ví dụ:
+ Khi hình thành vấn đề nhận thức phải dùng phương pháp phân tích,

22


phương pháp so sánh, phương pháp trừu tượng hóa.
+ Khi xây dựng giả thuyết phải dùng phương pháp suy luận, phương pháp
tương tự, phương pháp mô hình.
+ Khi xây dựng thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết phải dùng PP thí nghiệm
tưởng tượng.
+ Khi xử lí các kết quả thí nghiệm phải dùng phương pháp quy nạp – diễn
dịch.
+ Khi phát biểu thành kiến thức khoa học phải dùng phương pháp khái quát
hóa
1.3.6. Những sự chuẩn bị cần thiết để sử dụng phương pháp thực nghiệm trong
dạy học vật lí [21],[28]
1.3.6.1. Chuẩn bị nội dung dạy học
Lựa chọn một lôgic nội dung bài học thích hợp. Phân chia bài học thành
những vấn đề nhỏ, phù hợp với trình độ xuất phát của HS, xác định hệ thống những
hành động học tập mà HS có thể thực hiện được với sự cố gắng vừa sức.
Xây dựng tình huống có vấn đề tương ứng với mỗi nội dung kiến thức cần xây
dựng trong bài học. Thông thường căn cứ vào hoạt động tìm tòi nghiên cứu của các

nhà VL học về mỗi kiến thức mà tạo ra những tình huống, những điều kiện giúp HS
có thể tự lực hoạt động giải quyết vấn đề. GV cần tự lực hoạt động, sáng tạo ra
những tình huống thích hợp để hướng dẫn HS tìm tòi khám phá theo khả năng của
mình.
1.3.6.2. Chuẩn bị thí nghiệm vật lí
Sử dụng thí nghiệm để phát hiện vấn đề
- Dùng thí nghiệm để tạo ra vấn đề mới.
+ Thí nghiệm phải đơn giản tạo ra hiện tượng dễ quan sát không bị nhiều
yếu tố gây nhiễu.
+ Hiện tượng tạo ra trong thí nghiệm phải gây ấn tượng mạnh cho HS.
+ Hiện tượng tạo ra trong thí nghiệm phải chứa đựng yếu tố trái với suy
nghĩ thông thường của HS.

23


- Dẫn dắt HS phát hiện ra mâu thuẫn nhận thức.
- GV phải nêu ra câu hỏi yêu cầu HS nhớ lại một kiến thức một hiện tượng
nào đó nhằm khẳng định lại sự hiểu biết của HS sau đó đưa ra thí nghiệm tạo ra một
hiện tượng mới trái với sự hiểu biết trước đó của HS, yêu cầu HS giải thích nguyên
nhân.
- GV yêu cầu HS nhắc lại kiến thức cũ, vận dụng kiến thức cũ để dự đoán kết
quả hiện tượng sẽ xảy ra. Sau đó GV đưa ra thí nghiệm để HS thấy hiện tượng
không xảy ra như dự đoán, yêu cầu HS trả lời tại sao?
Sử dụng thí nghiệm để giải quyết vấn đề
- Thí nghiệm có vai trò quyết định trong việc đánh giá một dự đoán là đúng
hay sai. Thí nghiệm trong giai đoạn này cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Hiện tượng mà thí nghiệm tạo ra do nguyên nhân chính rõ rệt có thể dùng
làm cơ sở để dự đoán.
- Lập luận từ dự đoán đến hệ quả càng ít giai đoạn trung gian càng tốt.

- Hiện tượng tạo ra trong thí nghiệm càng dễ quan sát trực tiếp càng tốt.
- Tìm hiểu các phương án thí nghiệm có thể sử dụng trong bài học, lựa chọn
phương án khả thi phù hợp với trình độ HS, cơ sở vật chất hiện có của nhà trường.
1.3.6.3. Những hoạt động chủ yếu của giáo viên
- Xây dựng tình huống có vấn đề.
- Lựa chọn một lôgic nội dung bài học thích hợp.
- Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện những thao tác cơ bản.
- Lựa chọn và cung cấp cho HS những phương tiện, công cụ cần thiết để thực
hiện các thao tác.
- Định hướng hành động tư duy HS theo các giai đoạn của PPTN.
1.3.6.4. Những kĩ năng cần thiết chuẩn bị cho học sinh
- Kĩ năng đưa ra dự đoán và kĩ năng đề xuất phương án thí nghiệm.
- Kĩ năng bố trí tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đó cơ bản, thu thập
thông tin cần thiết.
– Xác định mục đích thí nghiệm.

24


– Dự kiến bố trí thí nghiệm.
– Kĩ năng thực hiện các phép đo cơ bản.
– Kĩ năng làm thay đổi các yếu tố tác động theo ý định có trước.
– Kĩ năng thu thập thông tin.
- Kĩ năng xử lí thông tin
– Sử dụng các phương pháp suy luận logic để xử lí thông tin.
– Sử dụng suy luận toán học.
1.3.7.Ưu điểm và hạn chế của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí
[13]
1.3.7.1. Ưu điểm của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí
Phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập cho HS, năng lực tư duy của

HS một khi được khơi dậy sẽ giúp HS thích thú và trở nên tự giác trong học tập.
Hình thành và rèn luyện cho HS con đường nhận thức tìm tòi sáng tạo, trong
đó đòi hỏi ở HS khả năng khái quát hoá rất cao ở bước đề ra giả thuyết có thể kiểm
tra trực tiếp hoặc gián tiếp bằng thí nghiệm.
Trong quá trình nhận thức loại này, thực tiễn là điểm xuất phát và đồng thời là
tiêu chuẩn của chân lí.
Việc thiết kế thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hoặc kiểm tra hệ quả được suy
ra từ giả thuyết là một quá trình đỏi hỏi sự sáng tạo đáng kể ở HS.
Quá trình đề xuất giả thuyết cũng như đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra
giả thuyết là những cơ hội rất tốt để tổ chức thảo luận, tranh luận trong nhóm HS.
Bằng cách đó, HS trong nhóm và giữa các nhóm được tương tác với trong quá trình
học tập có tính chất tìm tòi, khám phá và sáng tạo.
1.3.7.2. Hạn chế của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí
Nếu áp dụng toàn bộ các bước của phương pháp này thì cần nhiều thời gian
cho dạy học. Vì thế chỉ nên áp dụng một số bước của phương pháp này.
Tuỳ thuộc vào trình độ và khả năng nhận thức của HS mà áp dụng trong các
tình huống có độ phức tạp nhiều hoặc ít. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết vốn kinh
nghiệm của HS và nghiệp vụ sư phạm của GV.

25