Nghiên cứu dạy học một số kiến thức chương điện học lớp 9 trung học cơ sở theo phương pháp thực nghiệm vật lí luận văn thạc sĩ giáo dục học

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


TRẦN HUỲNH QUANG HIỆP

NGHIÊN CỨU DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ
THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SỸ GIÁO DỤC HỌC

Vinh, năm 2011


2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


TRẦN HUỲNH QUANG HIỆP

NGHIÊN CỨU DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ
THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lí
Mã số 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SỸ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học

PGS. TS. Phạm Thị Phú

Vinh, năm 2011


3

LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn:
PGS.TS. Phạm Thị Phú – người đã trực tiếp động viên, định hướng đề tài và
hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này với tất cả sự tận tình và trách nhiệm.
Quý thầy giáo, cô giáo trong Ban giám hiệu, q thầy giáo, cơ giáo trong
khoa Vật lí, khoa Sau đại học của trường Đại học Vinh và Đại học Sài Gịn đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Quý thầy cô trong Ban giám hiệu, quý thầy cô giáo của trường THCS
Trường Sơn, quận Gò Vấp, thành phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để
tôi thực hiện thực nghiệm sư phạm của đề tài.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã
động viên, chia sẽ những khó khăn để tác giả hồn thành khóa học.

Tác giả

Trần Huỳnh Quang Hiệp


4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTTN :

bài tập thí nghiệm

CĐDĐ :

cường độ dòng điện

GV

:

giáo viên

HĐT

:

hiệu điện thế.

HS

:

học sinh

NXB

:

nhà xuất bản

PPTN

:

phương pháp thực nghiệm

SGK

:

sách giáo khoa

THCS :

trung học cơ sở

THPT :

trung học phổ thơng

TN

:

thí nghiệm.

VL

:

vật lý

MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt
Mục lục
Danh mục các bảng.
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở đầu……… …………………………………………………………………..…...
1
Chương 1. Dạy học vật lý ở THCS theo PPTN VL………………..…………………
4
1.1. Phương pháp thực nghiệm trong mục tiêu dạy học bộ mơn vật
lí………………
5


5

1.2. PPTN trong dạy học bộ mơn vật lí ở trường phổ thông………………………...
5
1.2.1. Định nghĩa về phương pháp thực nghiệm………………………………...
5
1.2.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm …………………………………
5
1.2.3. Cấu trúc của phương pháp thực nghiệm ………………………………….

6
1.2.4. PPTN vật lí trong dạy học vật lí…………………………………………..
8
1.2.5. Các giai đoạn của PPTN trong dạy học vật lí……………………………..
9
1.2.6. Các mức độ dạy học phương pháp thực nghiệm ở THCS………………...
13
1.2.7. Những hoạt động GV khi dạy kiến thức VL theo PPTN VL………..…..
16
1.2.8. Những chuẩn bị cần thiết cho dạy học theo PPTN Vật lý………………...
18
1.3. Các nguyên tắc cần quán triệt khi thực hiện dạy học theo PPTN Vật lý……….
19
1.4. Đặc điểm dạy học Vật lí ở THCS……………………………………………….
19
1.4.1. Đặc điểm chương trình vật lí ở THCS……………………………………...
19
1.4.2. Đặc điểm nhận thức của học sinh THCS…………………………………...
21
1.5. Các biện pháp và hình thức dạy học theo PPTN Vật lí ở THCS………………..
22


6

1.5.1. Các biện pháp chung………………………………………………………
22
1.5.2. Dạy học theo PPTN Vật lí trong bài học xây dựng kiến thức mới………...
23
1.5.3. Dạy học theo PPTN Vật lí thơng qua bài tập vật lí………………………..

24
1.5.4. Dạy học theo PPTN trong bài học thực hành TN thực hành vật lí………...
25
Kết luận chương 1…………………………………………………………………….
26
Chương 2. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Điện học” lớp 9
THCS theo PPTN vật lý…………………………………………...…….
27
2.1. Mục tiêu dạy học của chương “Điện học” lớp 9 ………………………………..
27
2.2. Nội dung dạy học chương “Điện học” lớp 9 THCS…………………………….
28
2.3. Thực trạng dạy học bộ mơn Vật lí ở một số trường THCS quận Gò Vấp………
29
2.4. Biện pháp khắc phục thiếu sót của HS khi học chương “Điện học” lớp 9……..
32
2.5. Điều kiện để triển khai dạy học chương “Điện học” theo PPTN VL…………...
32
2.6. Tiến trình dạy học kiến thức chương “Điện học” lớp 9 THCS theo PPTN VL...
33
2.6.1. Bài học xây dựng kiến thức mới…………………………………………...
33
Giáo án 1 “Sự phụ thuộc của cđdđ vào hđt giữa hai đầu dây dẫn”……….
33


7

Giáo án 2 “Điện trở của dây dẫn – Định luật Ohm”………………………
39

2.6.2. Dạy học theo PPTN Vật lí trong tiết học bài tập vật lí…………………….
45
Bài tập thí nghiệm…………………………………………………………
45
Giáo án 3…………………………………………………………………..
46
2.6.3. Bài học thực hành thí nghiệm Vật lí theo tinh thần của PPTN vật lý……..
51
Giáo án 4 “Xác định điện trở dây dẫn bằng ampe kế và vôn kế”………….
51
Kết luận chương 2…………………………………………………………………….
55
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm……………………………………………………
56
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm…………………………………………………
56
3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm………………………………………..
56
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm………………………………………….
56
3.2.2. Thời gian thực nghiệm…………………………………………………….
56
3.2.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm………………………………………
56
3.3. Nội dung thực nghiệm…………………………………………………………..
57


8

3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm………………………………………...
57
3.4.1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá………………………………………………...
57
3.4.2. Kết quả thực nghiệm ……………………………………………………...
58
Kết luận chương 3……………………..……………………………………………...
65
Kết luận chung……………………………………………………………………......
66
Danh mục bài báo liên quan đến đề tài ……………………………….……………...
68
Tài liệu tham khảo……………...……………………………………………………..
69


9

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.4.

So sánh tính chất và mức độ nhận thức của học sinh và
nhà khoa học trong việc tìm tri thức mới ……………………………...
9

Bảng 1.5.

Các mức độ dạy học PPTN VL ở cấp THCS…………..........................

16

Bảng 1.6.

Bảng so sánh các giai đoạn của PPTN với các bước tiến hành
khi giải một bài tập thí nghiệm vật lí ………………………………….

24
Bảng 2.2.

Các thí nghiệm trong chương “Điện học” lớp 9……………………….

Bảng 3.1.

Thống kê kết quả kiểm tra của các lớp ……………………………......

59
Bảng 3.2.

Thống kê kết quả kiểm tra của các lớp …………………………….....

60
Bảng 3.3.

Bảng tổng hợp các tham số thực nghiệm …..…………………………

61
Bảng 3.4.

Bảng phân phối tần suất điểm của các nhóm……………………….….

61

Bảng 3.5.
61

Bảng phân số tần suất tích lũy ………………………………………...


10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1.1.
6

Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumopxki……...………………...

Sơ đồ 1.2.
6

Quá trình nhận thức khoa học …………………………...…………….

Sơ đồ 1.3.
7

Cấu trúc PPTN trong nhận thức vật lí…………………….……………

Sơ đồ 2.1.

Sơ đồ nội dung dạy học chương “Điện học” lớp 9 THCS……………..

28
Hình 2.3.

32

Hình tranh ảnh minh họa……………………….………………………

Hình 2.4.
32

Hình tranh ảnh minh họa…………………….…………………………

Hình 2.5.
33

Hình tranh ảnh minh họa………………….……………………………

Đồ thị 3.5.
61

Đồ thị đường phân phối tần suất…………………………………….…

Đồ thị 3.7.
6

Đồ thị đường phân phối tần suất tích lũy………………….…………...


11

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Xã hội ngày nay trong thời kỳ phát triển nền kinh tế tri thức với những bước

tiến dài của khoa học kỹ thuật, sự phát triển của kiến thức ngày nay được thể hiện ở
ba khía cạnh sau: giá trị thơng tin khơng dài, số lượng thông tin tăng rất nhanh, nội
dung thông tin rất đa dạng và phức tạp. Do đó, với xu thế của xã hội, ngày nay dạy
học khơng cịn đơn thuần là dạy chữ (dạy những tri thức con người đã biết) mà dạy
học ngày nay chú trọng hơn đến việc dạy học sinh có khả năng tự học, tự tìm tịi
những tri thức mới. Điều này được nêu rõ trong nghị quyết TW4 khoá VII, nghị
quyết TW2 khoá VIII, và được thể chế trong Luật Giáo Dục (2005) như sau
“phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động
sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng môn học; bồi
dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn …”
Để thực hiện được yêu cầu của xã hội đặt ra, chương trình giáo dục ngày
càng chú trọng hơn đến việc cung cấp cho học sinh những phương pháp đặc thù của
từng bộ mơn khoa học, trong đó có bộ mơn vật lí.
Chương trình vật lí các cấp học THCS và THPT đã từng bước cung cấp cho
học sinh những hiểu biết ban đầu về các khái niệm vật lí cũng như những phương
pháp nhận thức đặc thù của bộ môn vật lí học, trong đó có PPTN.
Chính vì thế mà phương pháp thực nghiệm đã trở thành một trong những
kiến thức đặc biệt quan trọng cần phải trang bị cho học sinh. Phương pháp thực
nghiệm không những là kiến thức mà cịn là một cơng cụ quan trọng để học sinh sử
dụng nhằm tự xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức vật lí, thơng qua đó nhằm phát triển
năng lực sáng tạo cho học sinh.
Trong chương trình vật lí THCS, chương “Điện học” lớp 9 là một chương
những kiến thức được xây dựng chủ yếu từ thực nghiệm và ở độ tuổi lớp 9 (14-15
tuổi) học sinh lớp 9 đã đủ trí lực để làm quen với phương pháp thực nghiệm. Do
đó, ta có thể bồi dưỡng cho học sinh khối 9 phương pháp thực nghiệm thông qua
việc dạy chương “Điện học”.


12

Với những lý do trên, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu dạy học một số kiến thức
chương “Điện học” lớp 9 Trung học cơ sở theo phương pháp thực nghiệm Vật lí”.

2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Điện học” lớp 9
Trung học cơ sở nhằm bồi dưỡng cho học sinh PPTN Vật lí.

3. Đối tượng nghiên cứu
PPTN trong nghiên cứu và trong dạy học Vật lí.
Hoạt động dạy và học chương điện học lớp 9.

4. Phạm vi nghiên cứu
Chương “Điện học” lớp 9 Trung học cơ sở.

5. Giả thuyết khoa học
Có thể bồi dưỡng cho học sinh PPTN vật lí thơng qua việc dạy học một số
kiến thức chương “Điện học” lớp 9 trung học cơ sở, nhằm góp phần năng cao chất
lượng dạy học bộ mơn vật lí.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận dạy học PPTN trong dạy học vật lí.
6.2. Tìm hiểu nội dung, cấu trúc chương trình, mục đích u cầu của chương
“Điện học” lớp 9 Trung học cơ sở, tìm hiểu thực trạng dạy học chương “Điện học”
lớp 9 ở một số trường THCS ở quận Gị vấp thành phố Hồ Chí Minh.
6.3. Chuẩn bị điều kiện dạy học chương “Điện học” lớp 9 theo PPTN vật lí.
6.4. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Điện học” lớp 9
theo PPTN vật lí.
6.5. Thực nghiệm sư phạm ở trường THCS Trường Sơn quận Gị Vấp, thành
phố Hồ Chí Minh nhằm đánh giá mức độ phù hợp, tính khả thi và hiệu quả của từng
tiến trình đã đề xuất.

7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu các tài liệu về các phương pháp nhằm tích cực hóa hoạt động
nhận thức học sinh như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp dạy học giải
quyết vấn đề, phương pháp thảo luận nhóm….


13

Nghiên cứu nội dung và chương trình vật lí THCS.
7.2. Phương pháp điều tra
Điều tra phiếu tìm hiểu thực trạng việc dạy và học chương “Điện học” vật lí
9 nhằm có cái nhìn sơ bộ về thực tế dạy học chương “Điện học” ở trường THCS.
Phỏng vấn trực tiếp, quan sát, dự giờ.
7.3. Phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm.
Thực hành thí nghiệm vật lí.
7.4. Phương pháp xử lý số liệu
Từ kết quả thực nghiệm sư phạm, vận dụng thống kê toán học để xử lý số
liệu đưa ra đánh giá, nhận xét.
8. Đóng góp của đề tài
Về lý luận: Hiện thực hóa dạy học theo PPTN trong mơn vật lí ở THCS.
Về thực tiễn: Xây dựng cơ sở dữ liệu trực quan dạy học chương “Điện học”
lớp 9 gồm: 5 thí nghiệm, 3 thí nghiệm ảo, 5 bài tập thí nghiệm.
Đề xuất 4 tiến trình dạy học chương “Điện học” lớp 9 nhằm bồi dưỡng cho
học sinh PPTN- một phương pháp đặc thù của vật lí.
Góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ mơn vật lí ở lớp thực nghiệm.
9. Cấu trúc và khối lượng của luận văn
Mở đầu: 3 trang

Chương 1. Dạy học vật lý ở THCS theo PPTN VL 23 trang
Chương 2. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Điện học”
lớp 9 THCS theo PPTN VL 29 trang
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm 10 trang
Kết luận 2 trang
Tài liệu tham khảo 2 trang
Phụ lục 21 trang


14

Chương 1
DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRUNG HỌC CƠ SỞ
THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ
1.6.

Phương pháp thực nghiệm trong mục tiêu dạy học bộ mơn vật lí

Mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới đã được chỉ rõ trong văn kiện Đại
hội đại biểu toàn quốc lần thứ XI: “Giáo dục có sứ mệnh nâng cao dân trí, phát triển
nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, góp phần quan trọng phát triển đất nước...” [4].
Vận dụng tư tưởng chiến lược về xây dựng con người Việt Nam mới, ngành giáo
dục đã chuyển dần từ nặng về trang bị kiến thức cho học sinh sang việc bồi dưỡng
năng lực, trong đó chú trọng đến năng lực sáng tạo, năng lực thực hành.
Để thực hiện được mục tiêu bồi dưỡng năng lực ở trên, chương trình vật lý
cấp THCS đã chọn giải pháp: “Tăng cường các hoạt động học tập đa dạng của học
sinh. Ngoài các hoạt động học tập quen thuộc hiện nay, học sinh còn được tham gia
vào các hoạt động như thu thập và xử lý thông tin, thảo luận nhóm, đề xuất các dự
đốn và giả thuyết , giải quyết những vấn đề khoa học nhỏ và nhất là tiến hành các
thí nghiệm vật lí với các vật liệu và thiết bị đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm”.[23]

Chương trình cũng yêu cầu phải cung cấp cho học sinh những hiểu biết ban
đầu về các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí học (phương pháp thực
nghiệm, phương pháp mơ hình).
Phương pháp thực nghiệm đã trở thành một kiến thức cần phải trang bị cho
học sinh. Phương pháp thực nghiệm không những là mục tiêu kiến thức mà cịn
xem là một cơng cụ quan trọng để học sinh sử dụng trong học tập nhằm xây dựng
và chiếm lĩnh kiến thức, qua đó phát triển năng lực sáng tạo của bản thân.
Chương trình vật lí THCS hiện tại ở bốn lớp 6,7,8,9 hầu hết các kiến thức vật
lí đều được xây dựng dựa trên quan sát thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng thí
nghiệm. HS có rất nhiều cơ hội để làm quen với các giai đoạn của PPTN, đặc biệt là
các giai đoạn đòi hỏi sự sáng tạo nhiều như: đưa ra dự đoán, đề xuất phương án thí
nghiệm kiểm tra. Học sinh thường xuyên được tham gia việc thu thập thông tin từ


15

việc làm thí nghiệm và xử lý thơng tin thu được. Theo đó, học sinh được tham gia
một cách tích cực, tự lực vào q trình tìm tịi, xây dựng kiến thức bằng PPTN. [23]
Như vậy, PPTN đã góp phần đáng kể vào việc thực hiện mục tiêu bồi dưỡng
năng lực sáng tạo, năng lực thực hành, năng lực tự khẳng định mình của HS THCS.
1.7. PPTN trong dạy học bộ mơn vật lí ở trường phổ thơng
1.7.1. Định nghĩa về phương pháp thực nghiệm
Theo Thái Duy Tuyên thì PPTN là một phương pháp nghiên cứu các hiện
tượng tự nhiên bằng cách chủ động tác động vào đối tượng nghiên cứu. Khi thực
nghiệm người ta tạo ra những điều kiện mới để xem hiện tượng thay đổi như thế
nào? Có thể nói PPTN là phương pháp thu lượm thơng tin bằng cách sắp đặt các sự
kiện để chúng bộc lộ những quy luật tự nhiên của chúng [27,163].
Theo Spaski PPTN xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây
dựng một số giả thuyết (hay dự đoán), giả thuyết đó khơng chỉ đơn thuần là sự tổng
qt hóa các sự kiện thực nghiệm đã làm mà nó cịn chứa đựng một cái gì mới mẽ,

khơng có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể. Bằng các phép suy luận logic và bằng
tốn học, các nhà khoa học có thể tử giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên
đốn một số sự kiện nào đó mà chưa biết đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại
có thể dùng thí nghiệm để kiểm tra, nếu kiểm tra thành cơng, thì những giả thuyết,
dự đốn ban đầu trở thành chân lý mới, trở thành một định luật vật lí chính xác [23].
1.7.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm [18]
PPTN được hiểu theo nghĩa rộng là bao gồm tất cả các khâu của một quá
trình nhận thức từ việc đặt vấn đề trên cơ sở các sự kiện thực nghiệm hoặc quan sát,
đến khâu đề ra giả thuyết, tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, xử lí kết quả và
rút ra kết luận về vấn đề nghiên cứu.
Điều này cũng được B.I Spasky nêu lên như sau: “Thực chất PPTN của
Galilê như sau: xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, các nhà khoa học xây dựng
một giả thuyết (dự đoán khoa học). Dự đoán khoa học đó khơng chỉ đơn thuần là sự
tổng qt hóa các sự kiện thực nghiệm cụ thể đã biết mà nó phải chứa đựng một cái
gì mới mẽ mà khoa học chưa có. Bằng các phép suy luận logic và toán học, các nhà


16

khoa học có thể từ các giả thuyết khoa học trên rút ra được các hệ quả, tiên đoán
cho một sự kiến mới mà trước đó khoa học chưa biết đến.
Những hệ quả, tiên đốn đó lại được các nhà khoa học dùng thực nghiệm để
kiểm tra lại, nếu sự kiểm tra đó thành cơng, thì các tiên đốn, giả thuyết ban đầu trở
thành một tri thức mới, một định luật vật lí mới. Cịn nếu sự kiểm tra đó thất bại, thì
các nhà khoa học lại đi xây dựng một giả thuyết, một tiên đốn mới.”

Mơ hình giả thuyết

Hệ quả

Sự kiện mới

Thực nghiệm

Sơ đồ 1.1. Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumopxki
Như vậy xét về tổng thể, để xây dựng tri thức khoa học vật lí ln cần đến
thực nghiệm và từ đó PPTN được cơng nhận là một phương pháp cơ bản và quan
trọng của bộ môn vật lí.
1.7.3. Cấu trúc của phương pháp thực nghiệm [18]
Để xem xét cấu trúc của PPTN, ta hãy bắt đầu từ luận điểm của M.Bunseman
và V.G.Razunmơpxki về q trình nhận thức khoa học được biểu hiện qua sơ đồ
sau:

Thực tiễn

Vấn đề

Giả thuyết

Lý thuyết

Hệ quả

Định luật

Sơ đồ 1.2. Quá trình nhận thức khoa học
Trong một quá trình nhận thức thì thực tiễn là điểm xuất phát và cũng là
điểm cuối cùng của nhận thức khoa học, là mục đích của quá trình nhận thức. Thực
tiễn xuất hiện những hiện tượng, sự vật mà con người với tri thức và kinh nghiệm
sống của bản thân chưa giải thích được, lúc đó những sự vật hiện tượng đó trở thành

17

“vấn đề”, để giải quyết “vấn đề” đó, người nghiên cứu bằng các thao tác tư duy
như: phân tích, so sánh, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa….và các trực giác
khoa học, kinh nghiệm sống của bản thân mà đề ra giả thuyết khoa học. Giả thuyết
đó được thể hiện bằng một hay một số các phán đoán logic mà tính chân thật của nó
mới ở dạng có thể. Từ giả thuyết, với các thao tác suy luận logic, suy luận toán học
nhà nghiên cứu suy ra hệ quả logic của các giả thuyết, và tìm cách chứng minh các
hệ quả đó là chân thật bằng các thí nghiệm. Một khi các hệ quả đã được chứng
minh, thì giả thuyết trở thành chân lí khoa học, vấn đề đã được giải quyết, từ đó một
lí thuyết mới được xây dựng, và lí thuyết này được vận dụng vào thực tiễn, khi đó
sẽ làm xuất hiện những “vấn đề” mới, chu trình nghiên cứu lại bắt đầu nhưng với
mức độ cao hơn hồn thiện hơn.
Vận dụng chu trình nhận thức vào q trình nhận thức vật lí bằng PPTN, tác
giả Phạm Thị Phú đã biểu diễn quá trình nhận thức theo PPTN vật lí như sau:

7
Vấn đề

2

Giả thuyết

3
6

Hệ quả
logic

4

TN Kiểm tra

1
Thực tiễn

8

Tri thức

5

Sơ đồ 1.3 Cấu trúc PPTN trong nhận thức vật lý
Tác giả Phạm Thị Phú đã phân tích sơ đồ đó như sau: các “đỉnh” của sơ đồ là
mục đích của hành động. Tồn bộ hoạt động của sơ đồ đều hướng vào mục đích là
các hoạt động tri thức vật lí.
(1)Thực tiễn đến vấn đề sẽ đề xuất được vấn đề nghiên cứu: mục đích của
hành động này là nêu được vấn đề, phát biểu vấn đề thành câu hỏi nhận thức.
(2) Nêu được giả thuyết khoa học từ vấn đề được nêu ra: giả thuyết được
nêu ra phải thỏa mãn được hai chức năng giải thích và tiên đốn. Giả thuyết phải sơ
bộ giải thích được các sự kiện thực nghiệm đã biết. Quan trọng hơn, giả thuyết phải


18

có chức năng tiên đốn một hiện tượng mới chưa từng được biết đến. Giả thuyết
này sẽ phụ thuộc rất nhiều vào trực giác vào kinh nghiệm khoa học, kinh nghiệm
sống của người nêu ra giả thuyết.

(3) Từ giả thuyết suy ra hệ quả logic: hệ quả logic phải có nội dung của
giả thuyết, hệ quả logic là cầu nối giữa giả thuyết khoa học và thí nghiệm vật lí.
Hệ quả nêu ra phải thỏa mãn được hai yêu tố: tuân thủ theo các quy tắc
toán học và quy tắc logic, và có thể kiểm tra được tính chân trị của hệ quả đó bằng
các thí nghiệm vật lí.
(4) Tiến hành thí nghiệm kiểm tra hệ quả logic: xác định phương án thí
nghiệm, tiến hành thí nghiệm, ghi nhận kết quả, xử lý kết quả, và rút ra nhận xét về
tính chân thật của hệ quả logic.
(5) Từ kết quả thí nghiệm kiểm tra rút ra kết luận. Nếu tính chân thật của
hệ quả là đúng thì giả thuyết được xây dựng từ đầu trở thành chân lý, còn nếu hệ
quả là sai thì phải quay lại xây dựng giả thuyết, phải làm lại từ đầu.
(6) Áp dụng lý thuyết mới vào thực tiễn: để giải thích vấn đề xuất hiện
ban đầu hay những vấn đề liên quan, hay từ lý thuyết mới đó lại làm xuất hiện một
vấn đề mới.
1.7.4. PPTN vật lí trong dạy học vật lí
Xét về bản chất thì nhận thức vật lí của các nhà khoa học và của học sinh là
không khác nhau, đều là nhằm xây dựng tri thức mới cho chính bản thân mình. Tuy
nhiên đối với các nhà khoa học tri thức mới đó cịn được bổ sung thành tri thức mới
cho nhân loại, cịn đối với học sinh thì tri thức mới chỉ là kiến thức đã có và chỉ mới
đối với bản thân học sinh mà thơi. Do đó, cơng cụ nhận thức của hai q trình nhận
thức này về bản chất là khơng khác nhau, đều là tìm tri thức mới, nhưng xét về tính
chất và mức độ của q trình nhận thức là khác nhau. Chính vì điều này, khi vận
dụng PPTN vào quá trình dạy học thì người giáo viên cần nhận thức rõ sự khác biệt
của quá trình nhận thức của học sinh và nhà khoa học.


19

Bảng 1.4 So sánh tính chất và mức độ nhận thức của học sinh và nhà khoa
học trong việc tìm tri thức mới

Thời gian
nghiên cứu
Phương tiện
thiết bị

Nhà khoa học – nhà vật lí
Học sinh
Có thời gian dài để xây dựng Một thời gian ngắn từ một đến
một tri thức mới.
một vài tiết.
Có phịng thí nghiệm với đầy Phịng thí nghiệm bộ mơn với
đủ các trang thiết bị thí nghiệm các trang thiết bị thí nghiệm đơn
hiện đại.
giản.
Khả năng tư duy sắc bén, kinh Khả năng tư duy còn hạn chế,

Khả năng tư

nghiệm khoa học dày dặn, kinh nghiệm sống và kinh

duy

được trang bị đầy đủ các công nghiệm khoa học cịn ít, các
cụ tốn học
cơng cụ tốn học cịn thiếu.
Xây dựng tri thức mới mà loài Xây dựng lại tri thức mà lồi

Nhiệm vụ

người chưa biết một cách dị người đã biết dưới sự hướng

nghiên cứu

dẫm, sáng tạo.

dẫn của giáo viên, của tài liệu,
và các phương tiện hỗ trợ.

Như vậy để vận dụng PPTN vào quá trình dạy học một cách thành cơng, thì
người giáo viên phải đặt học sinh vào vị trí của các nhà khoa học để họ tự xây dựng
tri thức cho chính bản thân mình thơng qua con đường mà chính các nhà khoa học
đã trải qua nhưng với sự hướng dẫn của giáo viên có như vậy học sinh sẽ vừa lĩnh
hội được tri thức cơ bản, lại vừa rèn luyện được phương pháp nhận thức khoa học.
1.7.5. Các giai đoạn của PPTN trong dạy học vật lí
Thực chất dạy học vật lí theo PPTN vật lí là tổ chức hoạt động nhận thức học
sinh theo các giai đoạn của PPTN vật lí.
1.7.5.1. Các giai đoạn PPTN trong dạy học vật lí ở phổ thơng [18]
Giai đoạn 1. Đặt vấn đề nhận thức
Mục tiêu cần đạt: học sinh xác nhận được câu hỏi cần trả lời trong bài học
mới. Phát biểu được thành lời hay một biểu thức tốn học.
Biện pháp: giáo viên nêu ví dụ, bài tập, làm thí nghiệm, kể chuyện…để đưa
ra một tình huống, một mâu thuẫn (vấn đề khoa hoc)nào đó, mà với tư duy tái hiện
học sinh chưa thể giải quyết mâu thuẫn này.
Giai đoạn 2. Xây dựng giả thuyết hay phán đoán khoa học


20

Mục tiêu cần đạt: học sinh nêu ra câu trả lời hay một phán đoán cho vấn đề
đang được nghiên cứu mang tính khái quát, sơ bộ, chưa chắc chắn.

Biện pháp: Giáo viên hướng dẫn học sinh suy nghĩ dựa trên: kinh nghiệm
sống của bản thân học sinh, những tri thức đã có, những cơng cụ tốn học, suy luận
tương tự, suy luận diễn dịch…
Giai đoạn 3. Suy ra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: HS nêu ra được một hệ quả logic có thể kiểm tra bằng TN.
Biện pháp: giáo viên hướng dẫn học sinh suy ra hệ quả logic bằng cách các
cơng cụ tốn học: suy luận tốn học, suy luận logic.
Giai đoạn 4. Xây dựng và thực hiện phương án TN kiểm tra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực đề xuất được phương án thí nghiệm, cách
bố trí thí nghiệm, cách xử lý kết quả thí nghiệm, đối chiếu với hệ quả, rút ra kết luận
về sự phù hợp hay không phù hợp của hệ quả với thực nghiệm.
Biện pháp: giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh lựa chọn phương án thí
nghiệm, cách bố trí, giáo viên phải theo dõi giúp đỡ trong q trình các nhóm học
sinh làm thí nghiệm, cũng như việc xử lý kết quả, rút ra kết luận.
Giai đoạn 5. Hợp thức hóa kiến thức
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực rút ra kết luận về kiến thức mới.
Biện pháp: từ việc so sánh kết quả thí nghiệm và hệ quả logic giáo viên gợi ý
hướng dẫn học sinh rút ra kết luận về kiến thức mới. Tuy nhiên giáo viên cần chính
xác hóa nội dung của kiến thức, đặc biệt là nội dung của các định luật, định nghĩa
để học sinh có thể ghi nhận một cách chính xác.
Giai đoạn 6. Vận dụng kiến thức
Mục tiêu cần đạt: học sinh hiểu được nội dung kiến thức vừa mới học, vận
dụng được ở mức độ vận dụng, phân tích đánh giá.
Biện pháp: giáo viên lựa chọn những bài tập vận dụng đảm bảo tính vừa sức.
Bài tập vận dụng tập dượt: áp dụng cho để giải thích hiện tượng, giải bài tập
đơn giản ngay trong bài học kiến thức mới.
Bài tập vận dụng nâng cao dùng trong tiết học bài tập vật lí hay bài tập giao
về nhà cho học sinh. Tuy nhiên đối với dạng bài tập này giáo viên cần lựa chọn
dạng bài tập sao cho phù hợp với đối tượng học sinh.
1.2.5.2. Các giai đoạn của PPTN trong dạy học vật lí ở THCS

Học sinh ở cấp THCS còn nhiều hạn chế về kinh nghiệm sống và những hiểu
biết về tự nhiên, thế giới cịn ở mức độ thấp. Do đó, để phù hợp với đối tượng học
sinh cấp THCS chúng tôi đề xuất mục tiêu, biện pháp cho các giai đoạn dạy học
theo PPTN vật lý ở cấp THCS như sau:


21

Giai đoạn 1. Làm xuất hiện vấn đề cần giải quyết cho học sinh
Mục tiêu cần đạt: học sinh xác nhận được câu hỏi cần trả lời trong bài học
mới. Phát biểu được thành lời dưới dạng một câu hỏi nhận thức.
Biện pháp: giáo viên nêu ví dụ về một hiện tượng, làm thí nghiệm, kể
chuyện…để đưa ra một tình huống, một mâu thuẫn (vấn đề khoa hoc) nào đó, mà
với tư duy tái hiện học sinh chưa thể giải quyết mâu thuẫn này.
Giai đoạn 2. Xây dựng dự đoán
Mục tiêu cần đạt: học sinh nêu ra câu trả lời hay một phán đoán cho vấn đề
đang được nghiên cứu mang tính khái quát, sơ bộ, chưa chắc chắn.
Biện pháp: GV hướng dẫn HS đưa ra một dự đoán về diễn biến của hiện
tượng, về mối quan giữa các đại lượng có liên quan đến sự diễn biến của hiện
tượng. Ở giai đoạn này GV có thể khai thác từ kinh nghiệm sống của HS làm nền
tảng cho các dự đốn. Tuy nhiên, học sinh do chưa có vốn sống phong phú nên dễ
dàng đưa ra các dự đoán sai lệch so với nội dung bài học, khi ấy giáo viên địi hỏi
phải có nghệ thuật sư phạm, khéo léo loại bỏ các dự đốn sai chưa có căn cứ, lựa
chọn các phán đốn hợp lý nhằm tránh tình trạng đi sai hướng và mất thời gian.
Giai đoạn 3. Suy ra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: HS nêu ra được một hệ quả logic có thể kiểm tra bằng TN.
Biện pháp: Ở cấp THCS kiến thức vật lý khá đơn giản nên hệ quả logic có
thể suy ra từ các phép toán đơn giản, hay từ các phép đo lường trực tiếp. Do đó, HS
có thể tự lực hồn thành giai đoạn này mà không cần sự hỗ trợ của GV, tuy nhiên
trong một số trường hợp GV cũng cần giúp đỡ HS bằng các câu hỏi gợi mở.

Giai đoạn 4. Xây dựng và thực hiện phương án TN kiểm tra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực đề xuất được phương án thí nghiệm, cách
bố trí thí nghiệm, cách xử lý kết quả thí nghiệm, đối chiếu với hệ quả, rút ra kết luận
về sự phù hợp hay không phù hợp của hệ quả với thực nghiệm.
Biện pháp: Ở cấp THCS đa số HS chưa thể tự thân có thể đề xuất các
phương án TN. Do đó, GV có thể cho HS thảo luận nhóm và tham khảo sách giáo
khoa để đề xuất các phương án thí nghiệm. Ở giai đoạn này sẽ thể hiện rõ nhất tính
sáng tạo của HS, do đó địi hỏi ở người GV thể hiện nghệ thuật sư phạm phải động
viên khuyết khích các ý tưởng mới của học sinh, phải biết lựa chọn, chỉ ra những
phương án không hợp lý, hay lý giải cho học sinh biết tại sao phải chọn phương án
A mà không chọn phương án B, đồng thời người giáo viên cũng phải biết chuyển
đổi các phương án thí nghiệm của học sinh thành một phương án thí nghiệm sao


22

cho phù hợp với những thiết bị đã chuẩn bị. Sau khi đã tìm ra phương án thí nghiệm
phù hợp và đã có những thiết bị cần thiết, giáo viên hướng dẫn học sinh tiến hành
thí nghiệm, do kinh nghiệm thực hành của học sinh THCS còn yếu kém nên ở mỗi
thí nghiệm giáo viên cần nêu ra những điểm cần lưu ý khi tiến hành thí nghiệm.
Giai đoạn 5. Hợp thức hóa kiến thức
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực rút ra kết luận về kiến thức mới.
Biện pháp: Giáo viên cho đại diện các nhóm lên báo cáo kết quả thí nghiệm
của nhóm trước lớp. Giáo viên sẽ đóng vai trị “người trọng tài” để tìm ra kết quả
của nhóm nào chính xác nhất. Từ kết quả chính xác của các nhóm, giáo viên u
cầu học sinh rút ra kết luận. Lúc này giáo viên đóng vai trò của “quan tòa” để nêu ra
kết luận cuối cùng về kiến thức đang nghiên cứu.
Giai đoạn 6. Vận dụng kiến thức
Mục tiêu: cần đạt: học sinh hiểu được nội dung kiến thức vừa mới học, vận
dụng được ở mức độ vận dụng, phân tích đánh giá.

Biện pháp: đối với học sinh THCS việc vận dụng kiến thức chỉ nằm ở các bài
tập định tính (các bài tập giải thích, dự đoán các hiện tượng). Tuy nhiên giáo viên
cũng nên đưa ra các bài tập định lượng phù hợp với khả năng học sinh nhằm phát
huy tư duy sáng tạo của học sinh.
1.7.6. Các mức độ dạy học phương pháp thực nghiệm ở THCS
1.7.6.1. Các mức độ dạy học PPTN ở trường phổ thông
Trên thực tế không phải bài học nào, đối tượng HS nào người GV cũng có
thể hướng dẫn HS tham gia đầy đủ các khâu của PPTN như đã nêu trên, mà tuỳ vào
nội dung kiến thức và đối tượng HS mà GV tổ chức cho HS tham gia một số khâu
quan trọng của phương pháp.
Tác giả Phạm Thị Phú căn cứ vào mức độ tham gia của HS vào các hành
động của PPTN mà chia ra thành các mức độ dạy học PPTN như sau:
Mức 1:HS chứng kiến tất cả các giai đoạn của PPTN, để HS nhận biết được
cấu trúc của PPTN bao gồm những hành động nào, thứ tự ra sao, ý nghĩa của từng
hành động mà chưa yêu cầu cao đối với việc tham gia vào các khâu của quá trình.
Mức 2: HS chứng kiến các quá trình của PPTN và tham gia khâu tiến hành
TN, đây là mức thường thấy trong quá trình dạy học vật lý ở cấp THCS.


23

Mức 3: HS trải qua tất cả các giai đoạn của PPTN và tự lực thực hiện các
giai đoạn “nêu dự đoán khoa học”, “tiến hành TN kiểm tra” và “rút ra kết luận”.
Mức 4: HS tự lực nghiên cứu một vấn đề khoa học nhỏ nào đó bằng PPTN.
Đây là mức độ cao nhất trong dạy học PPTN vật lý trong nhà trường. Mức độ này
thường là GV sẽ giao bài tập thí nghiệm, hay yêu cầu HS thiết kế chế tạo dụng cụ
đo đơn giản nào đó.
Các mức độ này được áp dụng cho cấp THPT trong dạy học bộ môn Vật lý.
1.7.6.2. Các mức độ dạy học theo PPTN ở cấp THCS
Học sinh cấp THCS chưa cần biết rõ về lý thuyết PPTN nên cách phân chia

các mức độ cần được điều chỉnh cho hợp lý.Chúng tôi đề xuất các mức độ dạy học
PPTN ở THCS như sau:
Mức 1: Rèn luyện một số kĩ năng cơ bản tối thiểu, cần thiết của PPTN cho
học sinh. Ở mức độ này học sinh chứng kiến tất cả các quá trình của PPTN, nhưng
sẽ tham gia vào khâu tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Đây là mức độ được sử dụng
nhiều nhất trong sách giáo khoa vật lí cấp THCS hiện giờ.
Cách tiến hành: Học sinh sẽ tham gia tiến hành thí nghiệm kiểm tra dưới sự
chỉ dẫn của giáo viên.
Yêu cầu: Học sinh phải được tiến hành thí nghiệm theo sự chỉ dẫn của giáo
viên, biết cách xử lí kết quả thí nghiệm để kiểm tra xem giả thuyết đã dự đốn là
đúng hay sai. Do đó, địi hỏi giáo viên phải có sự hướng dẫn rõ ràng về các bước
tiến hành, cách lắp rắp thí nghiệm, cách xử lí kết quả.
Thí nghiệm kiểm tra phải đảm bảo các yếu tố sau: dể thực hiện trong không
gian của lớp học hay phịng bộ mơn (thường là các phép đo lường đơn giản như : đo
độ dài, đếm số lần dao động, đo các số chỉ ampe kế, vôn kế…), có độ an tồn cao,
các phép tốn để xử lí kết quả đơn giản dễ dàng thực hiện.
Ta có thể áp dụng mức độ này cho các chương âm học lớp 7, chương cơ,
nhiệt lớp 8, chương điện, quang lớp 9.
Mức độ 2: HS trải qua tất cả các giai đoạn của PPTN và tự lực thực hiện các
giai đoạn “nêu dự đoán khoa học”, “tiến hành TN kiểm tra” và “rút ra kết luận”.


24

Ở mức độ này HS phải hoàn toàn tự lực trong các giai đoạn: lập phương án
TN, lựa chọn dụng cụ đến việc tiến hành TN và xử lí kết quả thí nghiệm, rút ra kết
luận. Căn cứ vào hệ quả logic, tự lực nêu ra phương án thí nghiệm, đây là mức nâng
cao có sự nhảy vọt về chất trong hành động tư duy và thực hành của HS.
Cách tiến hành: Giáo viên hướng dẫn học sinh nêu dự đoán khoa học, nếu
các dự đoán vượt quá khả năng của HS, GV có thể cung cấp nhiều phương án dự

đốn để HS có thể lựa chọn. Lúc này, học sinh có thể lựa chọn hay nêu ra các
phương án dự đoán khác nhau, giáo viên phải khéo léo dẫn dắt để cả lớp có thể
chọn dự đốn có tính khả thi nhất để đề ra phương án kiểm chứng cho dự đốn đó.
Giáo viên có thể nêu câu hỏi “Em có thể dùng thí nghiệm nào để chứng minh
cho dự đốn của mình là đúng?” hay “để xem xét dự đốn đó là đúng hay khơng ta
phải làm thế nào?” để học sinh có thể tự đề ra các phương án thí nghiệm kiểm tra.
Nếu học sinh khơng tự lực đề ra được các phương án kiểm tra, giáo viên có thể
hướng dẫn gợi ý, hay đưa ra nhiều phương án kiểm tra để học sinh lựa chọn. Khi
dùng phương án đưa ra nhiều phương án thí nghiệm để học sinh lựa chọn, giáo viên
cần lưu ý phải khai thác “Tại sao em lại chọn phương án này?”. Ở giai đoạn này
giáo viên lưu ý việc lựa chọn phương án thí nghiệm cịn bị ảnh hưởng bởi các thiết
bị thí nghiệm, có thể học sinh đưa ra một phương án khả thi, nhưng thiết bị hiện tại
không thể đáp ứng cho thí nghiệm đó, thì giáo viên phải hướng dẫn để học sinh có
thể tự tiến hành phương án thí nghiệm đó tại nhà, hay một lúc nào khác.
Khi đã có phương án thí nghiệm, giáo viên u cầu học sinh nêu ra các thiết
bị cần để tiến hành thí nghiệm đó. Đây chính là bước để học sinh có thể tự lực sáng
tạo lựa chọn các thiết bị thí nghiệm cần thiết. Học sinh tiến hành thí nghiệm theo
phương án thí nghiệm đã đề ra dưới sự giám sát giúp đỡ của giáo viên.
Học sinh tự xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.
Yêu cầu: GV cần chuẩn bị nhiều phương án dự đoán, phương án thí nghiệm
để giúp đỡ học sinh, tuy nhiên các phương án mà giáo viên đưa ra cho học sinh lựa
chọn cần rõ ràng và thể hiện được “các mặt” của “vấn đề” tránh trình trạng học sinh
hoang mang cảm thấy phương án nào “cũng đúng” sẽ mất thời gian trong tiết học.


25

Do đặc thù về năng lực tư duy, kinh nghiệm sống còn hạn chế của HS cấp
THCS, nên GV phải lựa chọn những bài học có đơn vị kiến thức phù hợp để HS
không lúng túng, hoang mang khi tự lực thao tác các hoạt động của PPTN.

Ta có thể áp dụng mức độ này cho các chương cơ, nhiệt lớp 8, chương điện,
quang lớp 9, và cả các bài tập thí nghiệm, tiết thực hành.
Mức 3: học sinh tự lực nghiên cứu một vấn đề khoa học nhỏ bằng PPTN.
Đây là mức độ cao nhất của dạy học PPTN trong nhà trường.
Cách thực hiện: Giáo viên giao cho học sinh giải quyết một bài tập vật lí
mang tính nghiên cứu, tìm quy luật một sự phụ thuộc nào đó bằng thí nghiệm, thiết
kế chế tạo dụng cụ đo đơn giản, để đo một đại lượng vật lí nào đó….
Ví dụ như: em hãy tìm hiểu sự tương tác của những vật nhiễm điện cùng dấu
và trái dấu? (chương “điện học” lớp 7). Em hãy chế tạo một thanh nam châm điện,
cần cẩu điện (chương “điện học” lớp 7, 9)
Yêu cầu Giáo viên lựa chọn những đơn vị kiến thức, những bài tập phù hợp
với trình độ học sinh, đồng thời giới thiệu tài liệu tham khảo giúp học sinh có thể
hồn thành được nhiệm vụ được giao. Giáo viên phải giao việc cho một nhóm học
sinh nhằm chia nhỏ cơng việc đối với mỗi học sinh.
Ta có thể áp dụng mức độ này cho các nhóm học sinh khối 8, 9 hay những
nhóm học sinh khá giỏi lớp 7.
Như vậy các mức độ dạy học PPTN là sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính phức
tạp, khó khăn, tính độc lập sáng tạo của HS trong việc sử dụng PPTN. Có thể hệ
thống hóa các mức độ dạy học PPTN vật lí ở trường THCS theo bảng sau:
Bảng 1.5 Các mức độ dạy học PPTN VL ở cấp THCS [19,35]
Mức độ

Thứ

Mức độ 2
HS

Mức độ 3
HS

Mức độ 4
HS

HS

tham

HS

tham

HS

tham

chứng

gia

chứng

gia

chứng

gia

kiến

(bắt

kiến

(bắt

kiến

(bắt

tự

buộc)
1

Xác định vấn đề nhận
thức

x

buộc)
x

buộc)
x