Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí vào dạy học phần cơ học lớp 10 THPT

1

bộ giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học Vinh
--------------------------

đậu huy phơng

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng
bài tập thí nghiệm vật lý vào dạy học
phần cơ học lớp 10 THPT
Chuyên ngành : lý luận và phơng pháp dạy học vật lý
Mã số: 60. 14. 10

tóm tắt luận văn thạc sĩ giáo dục học

Vinh - 2007

Lời cảm ơn
Tôi xin chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học nhà trờng, các thầy cô
giáo trong khoa Vật lý, cùng các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn này.


2
Đặc biệt tôi xin tỏ lòng biết ơn đến cô giáo TS. Phạm Thị Phú ngời đã
trực tiếp hớng dẫn tôi trong công tác nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Tác giả

Bảng chú thích các chữ viết tắt

1. BTTN
2. BTVL
3. SGK
4. SBTVL
5. SGV
6. GV
7. HS
8. PPTN
9. TN

Bài tập thí nghiệm.
Bài tập Vật lý
Sách giáo khoa.
Sách bài tập Vật lý.
Sách giáo viên.
Giáo viên
Học sinh.
Phơng pháp thực nghiệm.
Thí nghiệm.


3
10. LV
11. THPT
12. CCGD
13. KHTN
14. PPCT
15. PT

Luận văn.

Trung học phổ thông.
Cải cách giáo dục.
Khoa học tự nhiên.
Phân phối chơng trình.
Phổ thông.

Mục lục
Trang
Chơng 1
1.1.

Mở đầu

6

Cơ sở lý luận

9

Bài tập Vật lý Phơng tiện và phơng pháp dạy học Vật lý ở trờng phổ thông

9

1.1.1. Bài tập giúp cho việc đào sâu mở rộng kiến thức

9

1.1.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt những kiến thức mới

9

1.1.3. Giải bài tập Vật lý rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý
thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức
khái quát

9

1.1.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao
của học sinh..

9

1.1.5. Giải bài tập Vật lý có phần làm phát triển t duy sáng tạo của
học sinh.

10

1.1.6. Giải bài tập Vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của


4

1.2.

học sinh..

10

Thí nghiệm Vật lý Phơng tiện đặc thù của dạy học Vật lý

10

1.2.1. Thí nghiệm là phơng tiện của việc thu nhận tri thức.

10

1.2.2. Thí nghiệm là phơng tiện để kiếm tra tính đúng đắn của tri thức
đã thu đợc...

11

1.2.3. Thí nghiệm là phơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đợc
vào thực tiễn

11

1.2.4. Thí nghiệm là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức Vật
lý..

11

1.2.5. Các chức năng của thí nghiệm Vật lý theo quan điểm của lý
luận dạy học.

11

1.2.6. Thí nghiệm là phơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn
diện của học sinh.

12

1.2.7. Thí nghiệm là phơng tiện đơn giản hoá và trực quan trong dạy
học Vật lý.

14

1.3.

Bài tập thí nghiệm Vật lý.

14

1.3.1. Bài tập thí nghiệm vật lý..

15

1.3.2. Vai trò của bài tập thí nghiệm.

16

1.3.3. Phân loại bài tập thí nghiệm

20

1.4.

Quan hệ giữa bài tập giáo khoa và bài tập thí nghiệm

20

1.5.

Phơng pháp biên soạn bài tập thí nghiệm.

20

14

1.5.1. Mục đích.

20

1.5.2. Yêu cầu...

21

1.5.3. Phơng pháp biên soạn các bài tập thí nghiệm..

22

1.5.4. Các bài tập thí nghiệm theo chủ đề phần cơ học 10

23

1.6. Phơng pháp sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học Vật lý...
Kết luận chơng 1.
Chơng 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý phần cơ học
lớp 10 ban KHTN
2.1. Mục tiêu dạy học phần cơ học

25
26
26


5

2.2. Cấu trúc lôgíc phần cơ học

29

2.3. Nội dung cơ bản phần cơ học

30

2.4. Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập nói chung, bài tập thí nghiệm
nói riêng ở trờng phổ thông

33

2.4.1. Nhận thức của giáo viên về bài tập thí nghiệm

33

2.4.2. Sử dụng bài tập và bài tập thí nghiệm trong thực tiễn..

34

2.4.3. Nguyên nhân thực trạng..

34

2.5.

35

Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý và các câu hỏi định
hớng t duy học sinh phần cơ học lớp 10 ban KHTN...

2.5.1. Các bài tập thí nghiệm ở lớp.

36

2.5.2. Các bài tập thí nghiệm ở nhà....

40

2.5.3. Các bài tập thí nghiệm ở phòng thí nghiệm nhà trờng...

42

2.5.4. Các bài tập thí nghiệm khi đi tham quan dã ngoại..

43

2.5.5. Đề xuất phơng án sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học, một
số giáo án minh hoạ.

45

Kết luận chơng 2

70

Chơng 3 Thực nghiệm s phạm.

71

3.1. Mục đích thực nghiệm s phạm.

71

3.2. Đối tợng thực nghiệm s phạm

71

3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm s phạm

71

3.4. Nội dung thực nghiệm s phạm.

72

3.5. Kết quả thực nghiệm.

73

Kết luận chơng 3.

78

Kết luận chung..

79

Tài liệu tham khảo

81

Phụ lục :.

83


6

mở đầu

1. Lý do chọn đề tài
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập mà khi giải nó nhất thiết phải thực
hiện thí nghiệm hoặc phải quan sát để tìm số liệu, dự kiến hoặc nghiên cứu sự
phụ thuộc giữa các thông số để giải bài tập hoặc kiểm tra lại lời giải lý thuyết.
Trong quá trình giải các bài tập thí nghiệm học sinh phải làm thí
nghiệm để giải quyết vấn đề dới dạng trả lời câu hỏi của bài tập trong những
điều kiện nhất định mà bài tập yêu cầu, nh vậy bài tập thí nghiệm vừa là bài
tập vừa là thí nghiệm nên nó sẽ phất huy đợc các lợi thế của hai phơng tiện
dạy học đó nếu giáo viên biết khai thác tốt. Trong quá trình làm thí nghiệm
thờng tạo ra hứng thú cho học sinh và từ hứng thú đó học sinh ít nhiều sẽ nãy
sinh ra sự sáng tạo.

Bài tập thí nghiệm là điều kiện cho học sinh vận dụng tổng hợp kiến
thức lý thuyết và kiến thức thực hành, kết hợp thao tác trí óc với thao tác chân
tay, tập làm các nhà thiết kế, chế tạo, lắp ráp Điều này kích thích mạnh mẽ
hứng thú học tập của học sinh nhất là những bài liên quan đến thực tế.
Khi giải các bài tập thí nghiệm học sinh đợc rèn luyện các thao tác t
duy nh: Phân tích, tổng hợp, phán đoán, xây dựng phơng án thí nghiệm, lựa
chọn thiết bị thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, quan sát, đo đạc xử lý


7
số liệu khái quát hoá rút ra kết luận, so sánh. Ngoài ra, học sinh còn đợc rèn
luyện năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập.
Bài tập thí nghiệm khắc phục tình trạng giải bài tập một cách hình thức,
tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc.
Nói tóm lại, việc giải các bài tập thí nghiệm vật lý là một hình thức
hoạt động có thể nâng cao chất lợng học tập tạo ra nhiều hứng thú cho học
sinh. Đó là hoạt động có sự kết hợp hiệu quả giữa học với hành, lý luận và
thực tiển, phát huy tính tích cực, trí thông minh, tài sáng tạo, khả năng tháo
vát của học sinh. Bài tập thí nghiệm là hoạt động tạo điều kiện tốt để phát
triển t duy cho học sinh. Nhng đồng thời thông qua đó giúp phát hiện những
năng khiếu cụ thể về vật lý của từng học sinh.
Qua tìm hiểu ở các trờng THPT chúng tôi thấy: Việc s dụng bài tập thí
nghiệm trong dạy học đối với nhiều giáo viên còn rất mơ hồ. Việc dạy bài tập
ở trờng phổ thông chủ yếu tập trung vào các bài tập dạng định tính hoặc định
lợng với nội dung giáo khoa đơn thuần.
Còn việc dạy các bài tập thí nghiệm thì hầu nh không đợc chú ý, có
chăng thì chỉ một số trờng chuyên có học sinh dự các kỳ thi học sinh giỏi cấp
quốc gia và quốc tế. Vì khi tham dự các kỳ thi này thì học sinh phải tiếp xúc
với các loại bài tập dạng bài tập thí nghiệm nên các giáo viên còn chú ý đến
việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học. Còn ở các trờng phổ thông

bình thờng thì một phần do cơ sở vật chất thiếu thốn, những cái có thì không
đồng bộ, để làm đợc bài tập thí nghiệm cần phải có sự đầu t về cả vật chất lẫn
tinh thần, mặt khác trong các đề thi học kỳ, tốt nghiệp cũng nh thi tuyển sinh
đại học cha đa bài tập thí nghiệm vật lý vào nên việc dạy học gần nh bỏ qua
loại bài tập này. Vả lại, các giáo viên phổ thông thờng quan niệm sách giáo
khoa là pháp lệnh, mà trong khi đó sách giáo khoa đề cập đến loại bài tập này
quá ít nên họ không muốn vi phạm điều đó.
Mặt khác do việc giải các bài tập loại này khá phức tạp, cần nhiều công
đoạn, đầu t nhiều thời gian, tài chính hơn so với các bài tập giáo khoa đơn
thuần nên các giáo viên ngại khai thác, nếu có giáo viên nào đầu t thời gian
khai thác sử dụng bài tập thí nghiệm vật lý vào dạy học thì họ cũng không đợc
đánh giá, khuyến khích, động viên bằng các phần thởng xứng đáng nên không
phát huy đợc tác dụng tích cực của phơng pháp dạy học có hiệu quả này. Để
khắc phục tình trạng này cũng không phải là khó khăn lắm (tất nhiên hơi tốn
kém ) thứ nhất sách giáo khoa phải bổ sung nhiều hơn các bài tập thí nghiệm
vật lý, các tiết thực hành phải nhiều hơn và đặc biệt trong các kỳ thi cần đa
vào các bài tập thí nghiệm.


8
Cơ học là phần có vị trí đặc biệt trong chơng trình vật lý phổ thông vì
các khái niệm, định luật là cơ sở để xây dựng kiến thức cơ bản ở các phần
khác của vật lý học.
Trong chơng trình vật lý 10 THPT Ban KHTN phần cơ học có thể thực
hiện một số thí nghiệm, thiết bị đơn giản, dễ tiến hành nhanh. Các hiện tợng
cơ học vẫn diễn ra và tồn tại bên cạnh mỗi ngời, cần phải làm cho học sinh
thấy sự tồn tại của nó gắn với những đại lợng vật lý đặc trng.
Sử dụng bài tập thí nghiệm vật lý phần cơ học là cần thiết. Để lựa chọn
xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm phù hợp với nội dung chơng trình của
sách giáo khoa và trình độ nhận thức của học sinh, chúng tôi nghiên cứu chơng trình sách giáo khoa vật lý và phân tích nội dung chơng trình theo những

yêu cầu vể kiến thức và kỷ năng cần đạt đợc trong phần này.
Vì vậy tôi đã chọn đề tài : Nghiên cứu, xây dựng và sử dụng bài tập
thí nghiệm vào dạy học Vật lý phần cơ học lớp 10 THPT Ban KHTN.
2. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng, hệ thống các bài tập thí nghiệm phần cơ học lớp
10 THPT và đề xuất phơng án sử dụng bài tập thí nghiệm vào quá trình dạy
học Vật lý.
3. Đối tợng và phạm vi nghiện cứu

3.1.
3.2.

Đối tợng
Các cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm vật lý ở bậc phổ thông.
Phạm vi
Chơng trình cơ học lớp 10 THPT Ban khoa học tự nhiên

4. Giả thuyết khoa học

Có thể xậy dựng đợc hệ thống bài tập thí nghiệm phần cơ học lớp 10
đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học và tính s phạm . Việc sử dụng hệ thống
bài tập thí nghiệm đã xây dựng vào quá trình dạy học cơ học lớp 10 một cách
hợp lý sẽ góp phần nâng cao chất lợng dạy học cơ học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm vật lý.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, cấu trúc chơng trình cơ học vật lý lớp
10 THPT ban KHTN.
- Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập thí nghiệm ở trờng phổ thông.

- Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm phần cơ học lớp 10 THPT.
- Đề xuất phơng án sử dụng bài tập thí nghiệm cơ học vào quá trình dạy
học cơ học lớp 10. Thiết kế một số tiến trình dạy học cụ thể sử dụng bài tập
thí nghiệm cơ học lớp 10 ban khoa học tự nhiên
- Thực nghiệm s phạm


9
6. Phơng pháp nghiên cứu

6.1 Phơng pháp nghiên cứu lý luận
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm.
- Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm cơ học lớp 10.
6.2 Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Điều tra, thực trạng ở trờng THPT
- Soạn thảo tiến trình
- Thực nghiệm s phạm
- Thống kê bằng phơng pháp toán học.
7. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nhiên cứu đợc thể hiện trong luận văn có nội dung, cấu trúc
nh sau:
Mở đầu
Nội dung

Chơng1 Cơ sở lý luận

Chơng 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý phần cơ học lớp 10
ban khtn
Chơng 3 Thực nghiệm s phạm

Kết luận chung

Chơng 1

Cơ sở lý luận

Bài tập thí nghiệm vật lý vừa là bài tập vật lý, vừa là thí nghiệm vật lý.
Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dỡng, giáo dục và giáo
dục kỹ thuật tổng hợp, nó phát huy tác dụng của bài tập vật lý nói chung và
tác dụng của thí nghiệm vật lý.

1.1. Bài tập vật lý- Phơng tiện và phơng pháp dạy học vật lý ở
trờng PT[21]

1.1.1. Bài tập giúp cho việc đào sâu, mở rộng kiến thức
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm đợc cái chung, cái
khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tợng. Trong các bài
tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tợng đó vào
những trờng hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm đợc những biểu
hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện càng nhiều những hiện tợng
thuộc ngoại diên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật
hay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm,
định luật vật lý không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm,
định luật vật lý mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế. Ngoài những
ứng dụng quan trọng trong kỷ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy đợc


10
những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã
học.

Bài tập vật lý là một phơng tiện cũng cố, ôn tập kiến thức sinh động.
Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử
dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chơng, nhiều phần của chơng
trình.
1.1.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới
ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông, với trình độ toán học đã
khá phát triển, nhiều khi các bài tập đã đợc sử dụng khéo léo có thể dẫn học
sinh đến những suy nghĩ về một hiện tợng mới để giải thích hiện tợng mới do
bài tập phát hiện ra.
1.1.3. Giải bài tập vật lý rèn luyện kỷ năng, kỷ xảo vận dụng lý thuết vào thực
tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Bài tập vật lý là một trong những phơng tiện rất quý báu để rèn luyện kỷ
năng, kỷ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng
kiến thức khái quát đã thu nhận đợc để giải quyết các ván đề của thc tiễn. Có
thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thc tiễn, trong đó yêu cầu học sinh
phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tợng thực tiễn hoặc dự
đoán các hiện tợng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trớc.
1.1.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học
sinh
Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu
bài, tự xây dựng những lập luận kiểm tra và phê phán những kết luận mà học
sinh rút ra đợc nên t duy học sinh đợc phát triển, năng lực làm việc tự lực dợc
nâng cao, tính kiên trì đợc phát triển.
Cần lu ý rằng: việc rèn luyện cho học sinh giải các bài tập vật lý không
phải là mục đích của dạy học. Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lý là
làm sao cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, biết phân tích và
ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kỷ thuật và cuối
cùng phát triển năng lực t duy, năng lực giải quyết vấn đề.
1.1.5. Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển t duy sáng tạo của học sinh
Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng

những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dữơng cho học sinh t duy, sáng tạo.
Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tợng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết
kế dụng cụ rất có ích về mặt này.
1.1.6. Giải bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học
sinh


11
Bài tập vật lý cũng là một phơng tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ
nắm vững kiến thức của học sinh. Tuỳ theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có
thể phân loại đợc các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho
việc đánh giá chất lợng kiến thức của học sinh đợc chính xác.

1.2. Thí nghiệm vật lý- Phơng tiện đặc thù của dạy học vật
lý[21]
1.2.1. Thí nghiệm là phơng tiện của việc thu nhận tri thức
Vai trò của thí nghiệm trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ
thuộc vào vốn hiểu biết của con ngời về đối tợng cần nghiên cứu. Nếu học
sinh hoàn toàn cha có hoặc ít hiểu biết về đối tợng cần nghiên cứu thì thí
nghiệm đợc sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó. Khi đó, thí
nghiệm đợc sử dụng nh là câu hỏi đối với tự nhiên và chỉ có thể thông qua
thí nghiệm mới trả lời đợc câu hỏi này. Việc tìm cách trả lời đối với câu hỏi tự
nhiên (thiết kế phơng án thí nghiệm), việc tiến hành thí nghiệm và xử lý các
kết quả quan sát, đo đạc sau đó chính là quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi
đã đặt ra. Nh vậy, thí nghiệm đợc sử dụng nh là kẻ phân tích hiện thực khách
quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri
thức khách quan.
1.2.2. Thí nghiệm là phơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã
thu đợc
Theo quan điểm của lý luận nhận thức, một trong các chức năng của thí

nghiệm trong dạy học vật lý là dùng để kiểm tra tính đúng đắn của các tri
thức mà học sinh đã thu đợc trớc đó. Trong nhiều trờng hợp, kết quả của thí
nghiệm phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đa ra giải
thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác. Nhờ vậy,
thờng ta sẽ thu đợc những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức
đã biết trớc đó nh là những trờng hợp riêng, trờng hợp giới hạn.
Trong dạy học vật lý ở trờng phổ thông, có một số kiến thức đợc rút ra
bằng suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết. Trong những trờng hợp
này, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng.
1.2.3. Thí nghiệm là phơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đợc vào
thực tiễn
Trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo các
thiết bị kỹ thuật, ngời ta thờng gặp nhiều khó khăn do tính trừu tợng của tri
thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của các
thiết bị cần chế tạo hoặc do lý do về mặt kinh tế hay những nguyên nhân về


12
mặt an toàn. Khi đó, thí nghiệm đợc sử dụng nh là phơng tiện tạo cơ sở cho
việc vận dụng các tri thức đã thu đợc vào thực tiễn.
Chơng trình vật lý ở trờng phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụng
của vật lý trong đời sống và sản xuất. Việc tiến hành thí nghiệm tạo cơ sở để
học sinh hiểu đợc các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn.
Thí nghiệm cho học sinh thấy đợc sự ứng dụng trong thực tiễn của các kiến
thức này.
1.2.4. Thí nghiệm là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức vật lý
Việc bồi dỡng cho học sinh các phơng pháp nhận thức đợc dùng phổ biến
trong nghiên cứu vật lý là một trong những nội dung của việc hình thành
những kiến thức cơ bản vật lý ở trờng phổ thông. Thí nghiệm đóng vai trò
quan trọng ở cả hai phơng pháp nhận thức vật lý phơng pháp thực nghiệm và

phơng pháp mô hình
1.2.5. Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lý luận dạy học
Thí nghiệm có thể đợc sử dụng ở 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, kỹ năng đã thu đợc và kiểm tra, đánh giá kiến
thức, kỹ năng của học sinh. ở giai đoạn định hớng mục đích nghiên cứu, có
thể sử dụng thí nghiệm để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu. Đặc biệt có hiệu
quả là việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề. Do kết quả của
thí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, với kinh nghiệm sẵn có hoặc trái
ngợc với sự chờ đợi của học sinh nên nó tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi kiến
thức mới của học sinh.
Thí nghiệm có vai trò quan trọng, không gì thay thế đợc trong giai đoạn
hình thành kiến thức mới. Nó cung cấp một cách hệ thống các cứ liệu thực
nghiệm, để từ do khái quát hoá quy nạp, kiểm tra đợc tính đúng đắn của giả
thuyết hoặc hệ quả lôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thức
mới.
Trong chơng trình vật lý ở trờng phổ thông, một số kiến thức đợc rút ra
bằng phép suy luận logic chặt chẽ từ các kiến thức đã đợc xác nhận là chính
xác. Vì vậy, những kiến thức rút ra này là đúng đắn. Tuy nhiên, để thể hiện
tính chất thực nghiệm của khoa học vật lý và làm tăng sự tin tởng của học
sinh vào tính chân thực của kiến thức thu đợc, giáo viên cũng cần tiến hành
các thí nghiệm kiểm tra lại chúng. Ngoài ra, do trình độ toán học của học sinh
còn hạn chế, do các thiết bị thí nghiệm ở trờng phổ thông không cho phép tiến
hành những thí nghiệm phức tạp, với các phép đo định lợng chính xác cao
hoặc vì thời gian eo hẹp của tiết học nên một số kiến thức không thể xây dựng


13
bằng con đờng lý thuyết và cũng không thể xây dựng bằng con đờng thực
nghiệm.

Thí nghiệm có thể đợc sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng cố
(ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá và vận dụng) kiến thức, kỹ năng của
học sinh. Việc củng cố kiến thức, kỹ năng của học sinh đợc tiến hành ngay ở
mỗi bài học nghiên cứu tài liệu mới, trong các bài học dành cho việc luyện
tập, các tiết ôn tập và các giờ thí nghiệm thực hành sau mỗi chơng, mỗi phần
của chơng trình vật lý phổ thông. Quá trình củang cố kiến thức, kỹ năng của
học sinh diễn ra không những trong các giờ nội khoá mà cả trong các giờ học
ngoại khoá, ở lớp và ở nhà.
Thí nghiệm là phơng tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng của
học sinh. Thông qua các hoạt động trí tuệ thực tiễn của học sinh trong quá
trình thí nghiệm (thiết kế phơng án thí nghiệm, dự đoán hoặc giải thích hiện tợng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm, lựa chọn các dụng cụ thí
nghiệm cần thiết, lắp ráp các dụng cụ và bố trí thí nghiệm, tiến hành thí
nghiệm, thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm), không sinh sẽ chứng tỏ
không những kiến thức về sự kiện mà cả kiến thức về phơng pháp, không
những kiến thức mà cả kỹ năng của mình.
1.2.6. Thí nghiệm là phơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện
của học sinh
Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý góp phần quan trọng vào
việc phát triển nhân cách toàn diện của học sinh.
1.2.6.1. Thí nghiệm là phơng tiện để nâng cao chất lợng kiến thức và rèn
luyện kỹ năng, kỹ xảo về vật lý của học sinh
Chất lợng kiến thức của học sinh đợc xem xét theo các dấu hiệu : tính
chính xác, tính khái quát, tính hệ thống, tính bền vững và tính vận dụng đợc.
Bởi vì thí nghiệm luôn có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tợng, quá
trình vật lý, soạn thảo khái niệm, định luật vật lý, xây dựng các thuyết vật lý,
đề cập các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của những kiến thức đã học
nên nó là phơng tiện góp phần nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh theo
các dấu hiệu nêu trên.
Do thí nghiệm vật lý là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức vật lý
nên trong mối quan hệ với quá trình thí nghiệm, học sinh sẽ đợc làm quen và

vận dụng có ý thức các phơng pháp nhận thức này. Các kiến thức về phơng
pháp mà học sinh lĩnh hội có ý nghĩa quan trọng, vợt ra khỏi giới hạn môm
vật lý. Trong các thí nghiệm do mình tự tiến hành, học sinh đợc rèn luyện các
kỹ năng, kỹ xảo thí nghiệm.


14
1.2.6.2. Thí nghiệm là phơng tiện kích thích hứng thú học tập vật lý, tổ chức
quá trình học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh
Trong quá trình thí nghiệm, học sinh phải tiến hành một loạt các hoạt
động trí tuệ thực tiễn: thiết kế phơng án, kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ đồ thí
nghiệm, lập bảng giá trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành thí nghiệm,
thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm (bằng số, bằng đồ thị), tính toán sái số,
xác định nguyên nhân của sai số (nguyên nhân khách quan, nguyên nhân chủ
quan), tìm biện pháp làm giảm sai số. Chính vì vậy thí nghiệm là phơng tiện
hữu hiệu để bồi dỡng năng lực sáng tạo của học sinh. Trong quá trình thí
nghiệm, việc bồi dỡng các yếu tố của năng lực thực nghiệm phải đợc gắn kết
với việc bồi dỡng các yếu tố của năng lực hoạt động trí tuệ nh: năng lực đề
xuất giả thuyết, phân tích mô tả các hiện tợng, quá trình vật lý, tổng hợp các
mặt, các khía cạnh trong mối liên hệ với nhau, khái quát hoá thành những kết
luận tổng quát nhờ phép quy nạp, đối chiếu các kết luận này với giả thuyết
(hoặc hệ quả) đã đề xuất, giải thích, so sánh các hiện tợng, quá trình vật lý,
các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của kiến thức đã học. Để phát triển
năng lực sáng tạo của học sinh, cần tận dụng, sử dụng nhiều hình thức khác
nhau của thí nghiệm học sinh, trong đó có thí nghiệm nhằm giải quyết các
nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật. Cần tránh khuynh hớng sai lầm chỉ chú trọng
đến việc rèn luyện kỹ năng thực hiện các thao tác chân tay mà không quan
tâm tới việc bồi dỡng năng lực hoạt động trí tuệ của học sinh. Điều đó dẫn
đến kết quả là không phát triển đợc t duy vật lý của học sinh, học sinh không
hiểu đợc mối quan hệ giữa thực tế và t duy, giữa những khái niệm, định luật

trừu tợng và những hiện tợng cụ thể quan sát đợc trong thực tế. Khuynh hớng
sai lầm này thờng dẫn đến đòi hỏi phải trang bị cho học sinh những thiết bị thí
nghiệm, dụng cụ đo lờng chính xác, đắt tiền mà nhiều khi học sinh không
hiểu nguyên tắc hoạt động của chúng, coi nhẹ những dụng cụ thí nghiệm đơn
giản, dễ kiếm, dễ làm trong cuộc sống hàng ngày mà học sinh lại thấy rõ cấu
tạo, hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của chúng.
Quá trình làm việc với thí nghiệm của học sinh sẽ khêu gợi sự hứng thú
nhận thức, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công khi
giải quyết đợc nhiệm vụ đặt ra và góp phần phát triển động lực quá trình học
tập của học sinh.
1.2.6.3. Thí nghiệm là phơng tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác
nhau, bồi dỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh
Các thí nghiệm do các nhóm học sinh tiến hành đòi hỏi sự phân công,
phối hợp những công việc tự lực của học sinh trong tập thể. Vì vậy, trong quá


15
trình thí nghiệm đã diễn ra một quá trình bồi dỡng các phẩm chất đạo đức,
xây dựng các chuẩn mực, hành động tậo thể. Quá trình cùng nhau cố gắng
giải quyết những nhiệm vụ đặt ra trong quá trình làm việc tập thể, trong cuộc
sống nghề nghiệp sau này của học sinh.
Trong mối liên hệ với quá trình tự lực xây dựng kiến thức ở các thí
nghiệm, học sinh thu nhận đợc những quan điểm quan trọng của thế giới quan
duy vật, đặc biệt là vai trò của thực tiễn trong việc nhận thức thế giới, có niềm
tin giữa trên cơ sở vốn hiểu biết của mình về tính nhận thức đợc thế giới và về
sự tồn tại khách quan của các mối liên hệ có tính quy luật trong tự nhiên.
1.2.7. Thí nghiệm là phơng tiện đơn giản hoá và trực quan trong dạy học
vật lý
Thí nghiệm là phơng tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu đợc
những thông tin chân thực về các hiện tợng, quá trình vật lý. Đặc biệt trong

việc nghiên cứu các lĩnh vực của vật lý mà ở đó đối tợng cần nghiên cứu
không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con ngời, thì việc sử dụng
trong dạy học vật lý các thí nghiệm mô hình (các thí nghiệm đợc tiến hành
trên những mô hình vật chất thay thế cho đối tợng gốc cần nghiên cứu) để trực
quan hoá các hiện tợng, quá trình cần nghiên cứu là không thể thiếu đợc, các
hiện tợng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm mô hình.

1.3. Bài tập thí nghiệm vật lý
1.3.1. Bài tập thí nghiệm Vật lý
Là những bài tập mà trong khi giải phải tiến hành những thí nghiệm,
những quan sát hoặc để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc tìm các số liệu, dự
kiến dùng cho việc giải bài tập hoặc nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các đại lợng vật lý. Những thí nghiệm này có thể cho giáo viên tiến hành để học sinh
quan sát, có thể cho học sinh tự thực hiện ở lớp, ở phòng thí nghiệm hay ở
nhà. Bài tập thí nghiệm vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm
nó có tác dụng lớn trong việc bồi dỡng cho học sinh phơng pháp thực nghiêm,
phơng pháp cơ bản của nhận thức vật lý.
Các bớc trong quá trình giải BTTNVL
1. Đọc đề bài , hiệu rõ câu hỏi của bài toán phân tích bản chất Vật lý của
bải toán.
2. Xây dựng phơng án giải ( Phơng án TN, lập luận , tính toán )
3. Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình bày lời giải (Nêú có thể giải
bằng lý
thuyết). Hoặc lập phơng án thí nghiệm, quan sát để thu thập
số liệu.


16
4. Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tợng ghi nhận số liệu và sử lý kết
quả.
5. Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi bài tập.

Các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thí
nghiệm có tính chất tơng tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằng
PPTN. Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học của dạy học PPTN bằng
biện pháp sử dụng các BTTN, việc học sinh tiến hành giải BTTN sẽ làm cho t
duy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tợng hoá, khái quát hoá và cả trực
giác khoa học đợc bồi dỡng và rèn luyện. Việc giải các BTTN, đó là những
nghiên cứu nhỏ tạo điều kiện tốt để phát triển t duy và khả năng nhận thức
cho học sinh.
1.3.2. Vai trò bài tập thí nghiệm
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập mà khi giải nó nhất thiết phải thực
hiện thí nghiệm hoặc phải quan sát để tìm số liệu, dự kiện hoặc nghiên cứu sự
phụ thuộc giữa các thông số để giải bài tập hoặc kiểm tra lại lời giải lý thuyết.
Trong quá trình giải các bài tập thí nghiệm, học sinh phải làm thí
nghiệm để giải quyết vấn đề dới dạng trả lời câu hỏi của bài tập trong những
điều kiện nhất định mà bài tập yêu cầu, nh vậy, bài tập thí nghiệm vừa là bài
tập vừa là thí nghiệm nên nó sẽ phất huy đợc các lợi thế của hai phơng tiện
dạy học nếu giáo viên biết khai thác tốt. Trong quá trình làm thí nghiệm thờng
tạo ra hứng thú cho học sinh và từ hứng thú đó học sinh ít nhiều sẽ nãy sinh ra
sự sáng tạo.
Bài tập thí nghiệm là điều kiện cho học sinh vận dụng tổng hợp kiến
thức lý thuyết và kiến thức thực hành, kết hợp thao tác trí óc với thao tác chân
tay, tập làm các nhà thiết kế, chế tạo, lắp ráp. Điều này kích thích mạnh mẽ
hứng thú học tập của học sinh nhất là những bài liên quan đến thực tế.
Khi giải các bài tập thí nghiệm học sinh đợc rèn luyện các thao tác t
duy nh: Phân tích, tổng hợp, phán đoán, xây dựng phơng án thí nghiệm, lựa
chọn thiết bị thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, quan sát, đo đạc sử lý số
liệu khái quát hoá rút ra kết luận, so sánh. Ngoài ra, học sinh còn đợc rèn
luyện năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập.
Bài tập thí nghiệm khắc phục tình trạng giải bài tập một cách hình thức,
tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc.

Nói tóm lại việc giải các bài tập thí nghiệm vật lý là một hình thức hoạt
động có thể nâng cao chất lợng học tập tạo ra nhiều hứng thú cho học sinh.
Đó là hoạt động có sự kết hợp hiệu quả giữa học với hành, lý luận và thực
tiển, phát huy tính tích cực, trí thông minh, tài sáng tạo, khả năng tháo vát của
học sinh. Bài tập thí nghiệm là hoạt động tạo điều kiện tốt để phát triển t duy


17
cho học sinh. Nhng đồng thời thông qua đó giúp phát hiện những năng khiếu
cụ thể về vật lý của từng học sinh.
1.3.3. Phân loại bài tập thí nghiệm
Dựa vào yêu cầu và điều kiện ta có thể phân loại bài tập thí nghiệm vật
lý theo hai loại sau:[16]
- Bài tập thí nghiệm định tính.
- Bài tập thí nghiệm định lợng.
1.3.3.1. Bài tập thí nghiệm định tính
Những bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lợng,
công cụ để giải là những suy luận logic trên cơ sở các định luật, khái niệm
Vật lý và những quan sát định tính.
a. Bài tập thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tợng : Đó là những bài
tập yêu cầu học sinh :
- Làm thí nghiệm theo chỉ dẫn
- Quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn .
- Mô tả hiện tợng bằng kiến thức đã có.
Câu hỏi của loại bài tập này thờng là: (Cái gì xẩy ra nếu? và tại sao lại xẩy
ra nh vậy?)
Với câu hỏi thứ nhất HS phải làm thí nghiệm để quan sát, mô tả, đó là quá
trình trích luỹ sự kiện.
Với câu hỏi thứ hai, HS buộc phải liên hệ sự kiện quan sát xẩy ra trong
TN với những định nghĩa, khái niệm, hiện tợng Vật lý đã học. Các hành động

t duy và thực hành nêu ra ở trên rõ ràng là có tác dụng tốt để bồi dỡng cho HS
các thao tác t duy, phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, các kỹ năng,
kỹ xảo thực hành khi tiến hành thí nghiệm, kỹ năng quan sát có mục đích khả
năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết.
Ví dụ: Đặt một chiếc thớc nằm ngang trên hai ngón tay trỏ, sau đó dịch ngón
tay bên phải tiến dần về phía trái. Làm thí nghiệm, nêu hiện tợng xẩy ra và
giải thích ?
Học sinh chỉ giải đợc bài tập này khi tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫn
của bài toán và quan sát hiện tợng xẩy ra sau đó liên hệ với kiến thức đã học
(trọng tâm của vật rắn, lực ma sát trợt, cánh tay đòn) để giải thích hiện tợng.
b. Bài tập thiết kế phơng án thí nghiệm: Đây là loại bài tập phổ biến
nhất trong các BTTN ở trờng phổ thông bởi thí nghiệm đợc tiến hành trong t
duy, vì vậy nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện thiếu thốn trang thiết bị nh
hiện nay ở trờng phổ thông Việt nam. Các bài tập này là bớc đệm để HS giải
các bài tập thí nghiệm định lợng.


18
Nội dung của loại bài tập này là: HS căn cứ vào yêu cầu của bài toán,
vận dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phơng án thí nghiệm để:
- Đo đác một đại lợng Vật lý nào đó.
- Xác định sự phụ thuộc nào đó giữa các thông số Vật lý. Chúng có
tác dụng bồi dỡng năng lực thiết kế, hình thành trực giác khoa học, phát triển
t duy sáng tạo cho HS.
Câu hỏi của loại bài tập này thờng là:
- Làm thế nào để đo đợc với các thiết bị?
- Hãy tìm cách xác định đại lợngvới các thiết bị?
- Nêu phơng án đo với các dụng cụ
- Nêu các phơng án đo
Ví dụ:

1. Nêu phơng án thí nghiệm xác định lực ma sát giữa hộp phấn và mặt
bàn nếu trong tay em chỉ có một lực kế.
2. Hãy tìm phơng án và làm thí nghiệm để thiết lập sự phụ thuộc của
lực ma sát vào trọng lợng của vật.
1.3.3.2. Bài tập thí nghiệm định lợng
Những bài tập này yêu cầu HS
- Đo đạc đại lợng Vật lý với các thiết bị nào đó.
- Tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lợng Vật lý ( với
các thiết bị nhất định ).
Có thể chia làm 3 mức độ ( Căn cứ vào tính chất khó khăn, phức tạp
của bài toán).
Mức độ1. Cho thiết bị . Hớng dẫn cách làm thí nghiệm.
Yêu cầu : HS làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lợng.
Những bài thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm đợc biên
soạn ở SGK là những ví dụ về bài tập thí nghiệm ở mức độ 1.
Mức độ 2. Cho thiết bị .
Yêu cầu: HS thiết kế phơng án thí nghiệm , làm thí nghiệm tìm quy
luật hoặc đo đạc.
Ví dụ:
1, Làm thí nghiệm đo hệ số ma sát trợt giữa hộp phấn và 1 chiếc thớc bản
to.
Thiết bị: Hộp phấn, thớc bản to và êke đo góc.


19
2, Hãy nghiệm lại định luật II Niu tơn bằng thí nghiệm. Dùng các thiết bị:
1 máng nghiêng, một số quả cầu nhỏ cùng kích thớc và có khối lợng khác
nhau.
Mức độ 3.
Yêu cầu:

- HS tự lựa chọn thiết bị.
- Thiết kế phơng án thí nghiệm.
- Làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật.
Các ví dụ ở mức độ 2, nếu không có thiết bị sẽ là những bài tập ở mức độ
3. Đậy thực sự là nghiên cứu nhỏ.
Ví dụ: Làm thí nghiệm đo hệ số ma sát trợt giữa khối gỗ hình hộp và 1
chiếc thớc bản to.
Với bài toán này HS phải tự tìm thiết bị và lập phơng án thí nghiệm.
Có thể tóm tắt sự phân loại BTTNVL trong trờng phổ thông bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ1:
thống
bài tập thí nghiệm vật lý[16]
Bài Hệ
tập thí
nghiệm

Bài tậpTN định tính

Làm TN, quan
sát, mô tả, giải
thích

Điều gì xẩy ra
?
Tại sao lại xẩy
ra nh vậy ?

Thiết kế ph
ơng án TN

Bài tập TN định lợng

Đo lờng đại lợng
Vật lý

1. Làm thế nào để
đovới các thiết bị ?
2. Nêu PATN đo
với các thiết bị

Thiết lập, minh
hoạ quy luật Vật
lý

Ba mức độ

MĐ1: Cho thiết bị hớng dẫn
cách làm thí nghiệm, yêu cầu
đo đạc, tìm quy luật.
MĐ2: Cho thiết bị
Yêu cầu: Lập PATN, làm thí
nghiệm đo đạc, tìm quy luật.
MĐ3: Yêu cầu: Lựa chọn thiết
bị, lập PATN, làm thí nghiệm.


20

1.4. Quan hệ giữa bài tập giáo khoa và bài tập thí nghiệm
Bài tập giáo khoa là những bài tập thuần tuý mang tính lý thuyết, nội dung

nêu lên trong bài tập ít gặp trong thực tế. Nên khi giải chỉ sử dụng những kiến
thức về lý thuyết một cách hình thức, áp dụng công thức một cách máy móc,
nhiều khi không biết đầy đủ quá trình vật lý của bài tập. Tác dụng bài tập giáo
khoa nhằm củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức lý thuyết, tập dợt vận
dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn.
Bài tập thí nghiệm có quan hệ nh thế nào với bài tập giáo khoa ?
- Bài tập giáo khoa là cơ sở để từ đó thiết lập bài tập thí nghiệm, bài tập
giáo khoa hình thành ở học sinh những kỷ năng vận dụng cơ bản mang tính
chất luyện tập và ít nhiều t duy mang tính tài liệu.
- Bài tập thí nghiệm là sự phát triển bài tập giáo khoa theo định hớng
tăng cờng t duy sáng tạo, t duy thực nghiệm vật lý, làm cho mỗi bài tập là một
vấn đề có ý nghĩa thiết thực đối với cuộc sống thực tế của học sinh.
- Hai loại bài tập này cần đợc sử dụng trong dạy học vật lý bởi tác
dụng của mỗi loại. Thực tế bài tập giáo khoa đợc sử dụng phổ biến trong dạy
học, có nhiều trong các tài liệu dạy học vật lý(sách giáo khoa, sách bài tập ,
sách tham khảo). Bài tập thí nghiệm còn ít đợc sử dụng trong các tài liệu dạy
học đó. Việc sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học còn rất hạn chế. Vì vậy
cần phải biên soạn, xây dựng bài tập thí nghiệm để sử dụng vào dạy học nhằm
phát huy tác dụng của loại bài tập này.


21

1.5. Phơng pháp biên soạn bài tập thí nghiệm
1.5.1. Mục đích
Các BTTN nhằm củng cố , khắc sâu và mở rộng kiến thức cơ học
trong trờng phổ thông . Mặt khác nhằm bồi dỡng t duy Vật lý cho học sinh
bao gồm các thao tác t duy logic và thực hành, bồi dỡng những thao tác của
PPTN.
Về mặt giáo dục : Các bài tập có nội dung gần gũi với cuộc sống hàng

ngày có thể giải trong lúc dạo chơi , đi tham quan , các bài tập mang tính thiết
kế , sáng tạo nhằm bồi dỡng hứng thú học Vật lý, lòng yêu khoa học, óc tò
mò quan sát, sáng tạo của HS.
1.5.2. Yêu cầu
Hệ thống các bài tập phải đợc xắp xếp từ đơn giản đến phức tạp để mọi
đối tợng học sinh đều có thể giải đợc ở mức độ nông sâu khác nhau. Nội dung
các bài tập phải liên hệ chặt chẽ với nội dung tri thức cơ bản của bài học trên
lớp và phải thiết thực, gần gũi với cuộc sống hàng ngày của học sinh. Thiết bị
thí nghiệm đơn giản dễ tìm kiếm hoặc chế tạo. Các tài liệu về bài tập Vật lý
phổ thông phần cơ học lớp 10 Ban KHTN ( Kể cả tài liệu dành cho ban cơ
bản, SGK CCGD và lớp chuyên Vật lý ) đều cha có một hệ thống các BTTN
sắp xếp theo chủ đề và đạt yêu cầu nh đã nêu. Vì vậy, chúng tôi cho rằng việc
sắp xếp, lựa chọn và biên soạn các BTTN theo các hình thức dạy học của giáo
trình Vật lý phổ thông là điều cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho GV lựa
chọn BTTN vào dạy học.
1.5.3. Phơng pháp biên soạn các BTTN
a) Su tầm, lựa chọn các bài tập thí nghiệm trong các tài liệu tham khảo,
sách chuyên sâu về BTTN phù hợp với các hình thức dạy học.
b) Chúng tôi chủ yếu dựa vào các bài tập trong SGK và SBT Vật lý 10
Ban KHTN và SBT vật lý 10 CCGD chuyển thành BTTN bằng cách thay đổi
một số dữ liệu, điều kiện của bài toán để đợc một BTTN.
Ví dụ 1: Từ bài tập 5 [23,93].
Một vật khối lợng m =
400g đặt lên mặt bàn nằm
ngang (hình vẽ). Hệ số ma sát
giữa vật và mặt bàn là à = 0,3
Vật bắt đầu đợc kéo đi bằng
một lực F=2N có phơng nằm
ngang.

F


22
a. Tính quãng đờng vật đi đợc trong một giây.
b. Sau đó lực F ngừng tác dụng. Tính quãng đờng vật đi tiếp cho tới lúc
dừng lại.
Đây là bài toán thuần tuý lý thuyết.
Bài toán cho hệ số ma sát à = 0,3 nhng thực tế việc xác định hệ số ma
sát rất khó khăn. Trong khi đó bài toán lại yêu cầu xác định quảng đờng đi
trong khi đó ta dễ dàng đo đợc quảng đờng bằng cách dùng thớc.
Vì vậy, bài toán trên thiếu ý nghĩa thực tế để bài toán có ý nghĩa thực tế
hơn ta chuyển bài toán trên thành BTTN sau:
Làm thí nghiệm xác định hệ số ma sát trợt giữa hộp phấn và mặt bàn
nằm ngang nếu trong tay em chỉ có một lực kế.
Ví dụ 2: Bài tập 4 [23,88].
Khi ngời ta treo quả cân có khối lợng 300g vào đầu dới của một vật lò
xo (đầu trên cố định) thì lò xo dài 31cm. Khi treo thêm quả cân 200g nữa thì
lò xo dài 33cm. Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo. Lấy g = 10m/s2.
Bài tập trên thuần tuý là một bài tập giáo khoa có thể chuyển bài tập
trên thành bài tập thí nghiệm bằng cách: Ta không cho các giá trị đại lợng nh
trong bài toán (m, l) mà ta cho các thiết bị bắt buộc học sinh phải dùng các
thiết bị (lực kế, thớc) đó để xác định giá trị các đại lợng. Bài toán trên trở
thành BTTN sau:
Cho các thiết bị sau: Lực kế, thớc, lò xo. Hãy làm thí nghiệm để xác
định độ cứng của lò xo.
Ví dụ 3: Bài tập 3 [23,36].
Ngời ta ném một vật từ mặt đất lên trên cao theo phơng thẳng đứng với
vận tốc 4m/s, hỏi sau bao lâu thì vật đó chạm đất, độ cao cực đại vật đạt đợc
là bao nhiêu? Vận tốc khi chạm đất là bao nhiêu?

Với bài toán trên ta chỉ cần đảo yêu cầu của bài toán và dự kiến của
bài toán ta sẽ đợc một bài tập tự nhiên nh sau:
Lấy một súng trò chơi lò xo bắn một viên đạn lên trên theo phơng
thẳng đứng làm thí nghiệm xác định vận tốc của viên đạn khi ra khỏi lòng
súng. Thiết bị súng đồ chơi, các viên đạn, thớc dây.
Trong sách bài tập Vật lý 10 Ban KHTN, các bài tập sau có thể chuyển
thành các bài tập thí nghiệm : 1.22, 1.23, 1.27, 1.30, 2.23, 2.25, 2.26, 2.27,


23
2.32, 2.35, 2.36, 2.39, 2.48, 2.41, 2.42, 3.4, 3.9, 3.15, 3.17, 3.19, 3.20, 3.21,
3.22, 4.8, 4.4, 4.10, 4.11, 4.38, 4.50, 4.56, 4.57, 4.58, 4.68, 4.69, (34 bài) và
27 bài tâp trong SBT vật lý 10 CCGD 1.5, 1.10, 1.11, 1.19, 1.30, 1.32, 2.11,
2.23, 2.27, 2.31, 2.32, 2.33, 2.35, 2.39, 2.41, 2.42, 2.45, 3.7, 3.8, 3.9, 4.6,
4.19, 4.20, 4.24, 4.28, 4.32, 4.34, là những bài tập giáo khoa thông thờng,
song có thể biến đổi dữ kiến và câu hỏi ( đảo) để chúng trở thành các BTTN
khi cần thiết phục vụ cho mục đích giảng dạy. Tuỳ đối tợng HS (TB, khá,
giỏi) mà có thể trực tiếp giải bài tập thí nghiệm hoặc phải qua hai giai đoạn:
Giải bài tập thông thờng và sau đó giải BTTN tơng ứng.
1.5.4. Các bài tập thí nghiệm theo chủ đề phần cơ học 10
Để thuận tiện cho việc sử dụng của giáo viên khi giảng dạy theo quy
định của chơng trình, chúng tôi biên soạn các BTTN theo chủ đề sau tức là
theo vị trí diễn ra các hoạt động giải BTTN: Bài học bài tập vật lý, bài học
thực hành, bài học ngoại khoá, báo bảng, kiểm tra đánh giá, trong từng chủ đề
có thể có các BTTN ở những dạng khác nhau nh đã trình bày ở sơ đồ trên.
Mỗi bài tập có câu hỏi gợi mở kèm theo để các bạn GV tham khảo khi
hớng dẫn HS giải chúng hoặc HS tự tham khảo.

1.6. Phơng pháp sử dụng BTTN vào dạy học Vật lý

Trong quá trình dạy BTTN, để giúp học sinh có kỹ năng giải các BTTN
cơ bản cũng nh phức tạp thì việc hớng dẫn học sinh tìm ra phơng pháp giải
toán là hết sức quan trọng. Tuỳ vào đối tợng học sinh, mức độ khó của bài tập,
mục đích s phạm của của việc giải bài tập mà ngời giáo viên sử dụng các kiểu
định hớng khác nhau cho phù hợp. Theo Phạm Hữu Tòng[22], có ba kiểu hớng dẫn học sinh giải BTTN đó là :
a) Hớng dẫn theo mẫu (hớng dẫn Algôrit)
Sự hớng dẫn hành động theo mẫu thờng đợc gọi là hớng dẫn Algôrit. ở
đây hớng dẫn Algôrit đợc dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay một
chơng trình hành động đợc xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ,
chỉ cần thực hiện hành động theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn
sẽ đi đến kết quả.
Hớng dẫn Algôrit là hớng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cần thực
hiện và trình tự thực hiện các hành động để đạt kết quả mong muốn. Những
hành động này đợc coi là hành động sơ cấp phải đợc học sinh hiểu một cách
đơn giản và học sinh đã nắm vững.
Kiểu hớng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác định
các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi học
sinh chấp hành các hành động mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải
đợc các bài tập đã cho. Kiểu hớng dẫn Algôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tích
một cách khoa học việc giải bài toán để xác định đợc một trình tự chính xác,
chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải bài tập. Cần đảm bảo cho
các hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh. Nghĩa là kiểu hớng
dẫn này đòi hỏi phải xây dựng đợc Algôrit bài toán.
Kiểu hớng dẫn Angôrít thờng đợc áp dụng khi cần dạy cho học sinh phơng
pháp giải một bài toán điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng
giải một bài toán xác định. Ngời ta xây dựng các Angôrít giải cho từng loại


24
bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các bài toán

đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm vững đợc các Algôrit giải.
Kiểu hớng dẫn Algôrit có u điểm là đảm bảo cho học sinh giải bài toán đã
cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán của
học sinh có hiệu quả. Tuy nhiên, nếu hớng dẫn cho học sinh giải bài toán luôn
luôn chỉ áp dụng kiểu Algôrit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành
động đã đợc chỉ dẫn theo một mẫu đã đợc có sẵn. Do đó, ít có tác dụng rèn
luyện học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển t duy bị hạn chế.
b, Hớng dẫn tìm tòi
Hớng dẫn tìm tòi là kiểu hớng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy
nghĩ, tìm tòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề. ở đây không phải là giáo viên
chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hớng đã có để đi đến kết
quả, mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định
các hành động cần thực hiện để đạt đợc kết quả.
Kiểu hớng dẫn tìm tòi đợc áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vợt qua khó
khăn để giải quyết đợc bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo đợc yêu cầu phát triển
t duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết.
Ưu điểm của kiểu hớng dẫn này là tránh đợc tình trạng giáo viên làm thay
cho học sinh trong việc giải bài tập. Nhng vì kiểu hớng dẫn này đòi hỏi học
sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải chỉ chấp hành các
hành động theo mẫu đã đợc chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo cho
học sinh giải đợc bài toán một cách chắc chắn. Khó khăn của kiểu hớng dẫn
này chính là ở chỗ sự hớng dẫn của giáo viên phải làm sao không đa học sinh
đến chỗ thừa. Sự hớng dẫn nh vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hớng
suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn.
c, Định hớng khái quát chơng trình hoá
Là sự hớng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề. Nét đặc
trng của kiểu hớng dẫn này là giáo viên hớng hoạt động t duy của học sinh
theo đờng lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hớng ban đầu đòi
hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh. Nếu học sinh không đáp
ứng đợc thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự định hớng khái quát ban

đầu, cụ thể hoá thêm một bớc bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp
phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh. Nếu học sinh vẫn
không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì sự hớng dẫn của giaó viên trở
thành hớng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành đợc yêu cầu
của một bớc, sau đó yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bớc tiếp theo.
Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.
Kiểu hớng dẫn này áp dụng khi có điều kiện hớng dẫn tiến trình hoạt động
giải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh tự giải đợc bài toán đã cho,
đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán.
Kiểu hớng dẫn này có u điểm là kết hợp đợc việc thực hiện các yêu cầu:
- Rèn luyện t duy của học sinh trong quá trình giải toán.
- Đảm bảo để học sinh giải đợc bài toán đã cho.
Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải toán và
có sự điêù chỉnh thích hợp với từng đối tợng học sinh.
Trong 3 kiểu hớng dẫn trên thì mổi kiểu hớng dẫn có một số u điểm nhất
định, tuy nhiên trong dạy học bài tập vật lý điều quan trọng là giáo viên phải
biết phối hợp cả ba kiểu hớng dẫn đó sao cho có hiệu quả nhất.

Kết luận chơng 1


25
Thí nghiệm Vật lý là phơng tiện của việc thu nhận trí thức, vận dụng tri
thức đã thu đợc vào thực tiễn là phơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri
thức đã thu đợc. Thí nghiệm là một bộ phận của phơng pháp nhận thức Vật lý.
Bài tập Vật lý giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức, dẫn dắt
đến kiến thức mới, vì vậy giải bài tập Vật lý giúp rèn luyện kỹ năng, kỷ xảo
vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, thói quen vận dụng kiến thức khái quát góp
phần làm phát triển t duy, sáng tạo, tính tự lực cao của học sinh.
BTTN vừa là bài tập Vật lý vừa là thí nghiệm Vật lý nên nó vừa phát

huy đợc u thế của phơng pháp dạy học tích cực của bài tập Vật lý vừa phát
huy đợc u thế phơng tiện trực quan của thí nghiệm Vật lý.
Vậy BTTN Vật lý là một phơng pháp dạy học phát huy đợc mặt mạnh
của bài tập Vật lý và thí nghiệm Vật lý về các mặt giáo dục, giáo dỡng, giáo
dục kỹ thuật tổng hợp. Biết xây dựng một hệ thống BTTN thích hợp và sử
dụng vào những hình thức dạy học khác nhau hợp lý sẽ nâng cao đợc chất lợng giáo dục ở trờng phổ thông.

Chơng 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm
vật lý phần cơ học lớp 10 ban khtn
Cơ học là phần trọng tâm và cơ bản của chơng trình vật lý lớp 10 có
đến 61 tiết trên tổng số 87 tiết học theo PPCT lớp 10 ban khoa học tự nhiên.
Để xây dựng đợc hệ thống BTTN đảm bảo mục đích và yêu cầu trên ta cần
hiểu rõ mục tiêu dạy học và nội dung kiến thức SGK phần cơ học.

2.1. Mục tiêu dạy học

Căn cứ chuẩn kiến thức, kỷ năng Vật lý 10 ban khoa học tự nhiên[11].
Mục tiêu dạy học phần cơ học là:
Động học chất điểm
Kiến thức: