Vận dụng phương pháp thực nghiệm vào dạy học chương “điện học ” vật lí lớp 9 với sự hô trợ của thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo

Với TNA và TNMP sẽ tạo MỞ
điềuĐÀU
kiện tốt hon cho HS quan sát, thu
thập

thông
tin
Lý
do
chọn
đề
tài
phán đoán, ...nhờ đó quá trình học tập sẽ hứng thú hơn, hoạt động
Quyết định so 711/OĐ-TTg ngàythức
13 tháng 6 năm 2012 của Thủ tưởng
nhận
có
l.

Chính
hiệu quả hơn và có thể góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở
phủ
nêu rõ “Chất lượng giáo dụctrung
toàn diện được nâng cao, đặc biệt
trường
học
chất
lượng
giáo
phổ thông. Việc sử dụng các TNA, TNMP là xu hướng của các nước
dục

pháp luật, ngoại ngữ, tin hoc [1]
phátvăn hóa, đạo đức, kỹ năng sống,
triển
trên
Số:khai
55/2008/CTBGD&DT
ngày
30 TNMP
tháng 9sẽnăm
nêuhọc
rõ
thế Chỉ
giớithị
đang
thác mạnh.
Sử dụng
TNA,
làm 2008
cho giờ

“Công
sôi
nổi,
nghệ
thông
tin
(sau
đây
viết
tắt

là
CNTT)
là
công
cụ
đắc
lực
hỗ
trợ
linh hoạt hơn, gây ra ở các em sự tò mò, húng thú học tập. Với sựđổi
hỗ

mới
phương
trợ
của
TNA
pháp
giảngnhiều
dạy, học
hỗ trợgiải
đổiquyết
mới quản
lý chóng
giáo dục,
góp phần
và TNMP,
vấntập
đề và
sẽ được

nhanh
và chính
xác
nhằm
nâng
mà
các
thí
cao
hiệu
quả
và
chất
lượng
giáo
dục.
Phát
triến
nguồn
nhân
lực
CNTT
nghiệm của chúng ta hiện nay chưa thể đạt được .
và Tuy nhiên thí nghiệm thật vàứng
TNA đều có mặt mạnh, mặt yếu dụng
khác
CNTT
trong
giáo
dục

là
một
nhiệm
vụ
quan
trọng
có
ý
nghĩa
quyết
nhau,
nhưng
định
hai loại hình này hỗ trợ cho nhausựrất hiệu quả, đặc biệt hữu ích phát
cho
triển
CNTT
của
đất
nước.
Đe
đẩy
mạnh
ứng
dụng
công
nghệ
thông
tin
việc

tự
học
của

trong
IIS và cả GV. Tùy điều kiện thực tế nên sử dụng loại nào mức độ ragiáo
sao
dục
và
đào
tạo,
tăng
cường
giảng
dạy
và
đào
tạo
về
CNTT”.
[2]
để
có
hiệu
biệt, công
văn số 9584/BGDĐT
- CNTT
7/9/2007
Bộ
quảĐặc

sư phạm
cao nhất.Trước
mắt và trong
tươngngày
lai gần
nên tậncủa
dụng
Giáo
dục
và
TNA
và
Đào
tạođể
gửi
Sởsự
Giáo
dụchụt
và của
ĐàoTN
tạo,thật
các đồng
trường
đạicũng
học, góp
cao
TNMP
bùcho
đắpcác
cho

thiếu
thời
đăng
sư
phạm
phần
tiết
kiệm
và
khoathiết
sư phạm,
yêu cầu phải nhanh chóng “đẩy mạnh việc dạy
đầucác
tư vào
bị TN thật.
mônXuất phát từ cơ sở lý luận và thực
Tin tiễn nói trên, chúng tôi tiến hành
học

và
ứng dụng CNTT trong giáo dục, góp phần đôi mói phưong pháp dạy cứu
học
nghiên
và
quản
đê tài : “Vận dụng phương pháp thực nghiệm vào dạy học chương
lí giáo dục”.[3]
21

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
Giả thuyết khoa học

4.

Neu 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

Đe đạt được mục tiêu đã nêu, đề tài phải thực hiện các nhiệm vụ

nghiên cứu
Nghiên cứu những định hướng đổi mới phương pháp DHVL ở
trường

THCS

hiện nay.
Nghiên cúu lí luận về DHVL đặc biệt lý luận về PPTN ừ ong
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 hiếu những thuận lợi khó khăn
ừong

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
3

tính


6.2.

Thực nghiệm sư phạm

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.

Phưong pháp thong 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 kiếm định giả thuyết thống kê và sự
khác

biệt

trong kết quả học tập của nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm, qua
đó

khang

định

kết quả nghiên cứu của đề tài.
Đóng góp của luận văn

7.
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” đế 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

4


CHƯƠNG I
Cơ SỞ LÍ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP THựC NGHIỆM VỚI sự HÔ

TRỢ
CỦA THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM Ảo TRONG
DẠY HỌC
VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRƯNG HỌC cơ SỞ
1.1.

Những đinh huứng CO’ bản trong việc đoi mói phưong pháp
dạy

học

vật

lí

ở

trường TIICS. [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 đôi mới PPDH, ta không phủ nhận vai trò của các
PPDH

truyền

thống. Ở một mức độ nào đó, ta phải xem xét các phưong 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.

Dó 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
5


trả lời, trình bày, báo cáo mà HS được rèn luyện những kĩ năng và tố chất cần
thiết
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 tố 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.

Đe

tài

nghiên cứu có thể rất đa dạng như làm một thí nghiệm nào đó về VL,
6


thức tăng cường hoạt động của HS trên lóp là sử dụng phiếu học tập cho HS.
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 thế vươn tới những tầm hiếu 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, khắng 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

IIS phát triển các năng lực. Iioạt động nhóm suy cho cùng cũng nhằm
giúp

cá

nhân

chủ động, tích cực tham gia vào quá trình nhận thức của mình.
Coi trọng việc bồi dưỡng phương pháp tự học

1.1.4.

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 bô
sung

kiến

thức và học thường xuyên suốt đời, bằng cách:
-

Coi trọng việc trau dồi kiến thức lẫn việc bồi dưỡng kĩ năng,
7


Iloạt động của GV
Hoạt động của IIS
ạo tình huống học tập, giao nhiệm- vụ
Tiếp nhận nhiệm vụ học tập

tập cho IIS
ổ chức hướng dẫn hoạt động cho -HS
Thu thập thông tin
+ Giảng sơ lược nội dung
+ Nghe GV giảng bài

+ Giới thiệu thành
và hướng
cách
+ Tóm
tắthọc
thông
tin
trong
SGK
và sửdẫn
dụng
Việc
rèn
công
luyện

nghệ
kĩdạy
năng
làvà
một
đổi
trong
mới
những
kiếm
tra
yêu
đánh
cầugiá.
rất quan trọng
tham
và tài
o tài liệu, làm thí nghiệm,trong
lấy1.1.7.
kếtliệu
quả
khác,
nghiệm,
quan sát hiện
Đôi
mớilàm
cáchthí
soạn
giáo án
việc

nghiệm.

tượng,
lấycác
kếtmục
quả
thí
nghiệm.
hình Lượng
thành
nhân
hoá
cách
HS.
tiêu
Hiện
kiếnnay,
thứcrấtvàítkĩGV
năng
chúcủa
ý đến
bài học.
lĩnh vực này

ổ chức cho IIS xử lí thông tin
báo
- Xử
lýhọc
thông

tin và
báo
kết
quả
chovàChia
bài
thành
một
số cáo
nội
HS.
dung
riêng biệt hoặc tổ chức bàiTrên
học

kết quả
Tranhđạt
luận
với
cácmà
bạnkhông
trongchú ý đến rèn luyệnmột
thành
lóp GV cố gang +truyền
kiến
thức
tư
nhóm
+ Tổ chức cho HSchủ
thảo

luận
duy,
đề học
tập.
rèn
nhóm để
ận xét kết quả, đưa ra kết luận,
hướng
đểnăng
rútbịracác
nhận
kết
luận
từ những
luyệnChuẩn
kĩ
cho
thiết
IIS.xét,
Đổi
bị thí
mới
nghiệm,
PPDII
các
cũng
PTDH
như cần
kiểm
thiết.

tra, đánh giá coi

n HS cách lập bảng, vẽ đồ thị
vàHoạch
rút
điều
ra định
tim hiểu
Lập bảng,
vẽHS
đồ và
thị,các hoạt động dạynhững
trọng
các được.
hoạt động
học của
tương

luận từ đồ thị.

nhận
xétlực
kết thực
quả. hành của IIS. Như vậy, người GV phải bồi
ứng
kĩ năng,
năng
của

+ Đánh giá nhận xét,

kết luận
kết quả trước lớp vàIIS
GV
dưỡng
trong
tiết học.+ Báo cáocho
kĩ
của IIS,
trả lời
hức họp thức hóa kiến thức.
câu cần
hỏi của
năng sống
thiếtGV.
bên cạnh truyền thụ kiến thức. Đổi mới PPDIi phải

ũng cố bài học.

đi

- Ghi nhận những kết quả cuối
đôi cùng.

ho bài tập vận dụng.

đối mới- Làm
đảnhbài
giátập
kếtvận
quảdụng

học tập của HS. Việc kiểm tra đảnh giá kết
quả

với

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 nhũng tình huống mới
hoặc

ít

nhiều

thay đổi. Phối họp kiểm tra bằng lý thuyết lẫn thực hành. Tạo điều

kiện

để

IIS

tự

đánh giá kết quả học tập của mình.
1.1.6.

Tăng cường sử dụng thiết bị dạy học, chú trọng các thỉ nghiệm,

ứng
dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật li
Trong PPDH mới đòi hỏi người GV phải tăng cường khai thác và
sử

dụng

thành thạo các thí nghiệm sau đây:
8


1.2.

Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học vật lí
[22],[28]

1.2.1. Khái niệm chung [22],[28]

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: Đe 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 đê 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
9
10

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

chúng, nhờ đó nhà nghiên cứu có thể xây dụng hoặc kiểm tra được các
tri thức mới.
PPTN là một phương pháp nhận thức khoa học, trong đó nhà
nghiên cứu:
+ Tạo ra nhũng điều kiện tác động xác định để nghiên cứu quá
trình

diễn

biến của hiện tượng.
+ Thay đổi các điều kiện tác động đế xem hiện tượng thay đổi
như thế nào.
+ Lặp lại các điều kiện tác động đế phát hiện ra tính quy luật
của hiện
tượng.
1.2.2.

Sụ-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 rang: “có thể dùng sự suy luận, sự tranh luận
đế

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 nhung 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
11

học


Trước một hiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galilê bắt đàu quan
sát

để

xác

định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra lý thuyết có tính chất dự đoán.
Từ

lý

thuyết

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 đau. 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 chinh hơn. Nhũng 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
12

ý


Ouy tắc 7. 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

vai trò của lý ừí con người trong sự nhận thức chân lý, gạt bỗ những
luận

điêm

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.
Ouy 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 nhũng định luật tổng quát.
Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định nào rút ra từ TN, bằng phương pháp
quy

nạp

đều là đúng chìmg nào chưa có những hiện tượng khác giới hạn hoặc
mâu

thuẫn

với

khắng 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

trình nhận thức nó vẫn hoàn toàn có giá trị khoa học.
13

quá


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

Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (câu hỏi cần trả lời)
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.
+ 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
Đe xuất giả thuyết
thông
tin
cần thiết cho sự xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra giả thuyết.
+ Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết quả.
J
+ Phân
tích kết quả và kết luận.
1.3.
pháptra
thực
nghiệm
trong dạy học vật lí [22],[28]
Suy luận logic từ giả thuyết
ra Phương
hệ quả kiểm
được
bằng TN
1.3.1.
Sự chuyên hóa của phương pháp nhận thức khoa học

thành

phương

pháp

dạy học [22],[28]
J

Khi nghiên cứu lịch sử phát sinh và phát triển của PPDIi, Nguyễn

ểm tra hệ quả bằng TN (bao
gồm: thiết kế phương án TN, lập kế hoạch
Ngọc
TN,
Quang
đã thập
phátdữ
hiện
raxử
quy
luậtquả
là TN)
các PPDII đều có nguồn gốc là
bố trí TN, tiến hành
TN thu
liệu,
lý kết
những
phương
pháp khoa học tương ứng. Hay nói cách khác: “Bất cứ phương pháp khoa
J
học
nào
Vận
dụng
kiến
thức
cũng có thể chuyển hóa thành PPDH nói chung thông qua các điểu 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 chuyến hóa này, phương pháp khoa học
dần

dần

biến đôi cho phũ họp với đặc điểm của chủ thể HS và nhũng điều kiện của quá

14
15


Giai đoạn ỉ: GV mô tả một hoàn cảnh thực tiên hay biêu diên 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

trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được.
Giai đoạn 2: GV hướng dẫn, gợi ý cho IIS xây dụng một câu trả lời
dự

đoán

ban đau, 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

thế

còn

thô

sơ, có vẻ họp 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 họp với kết quả TN không. Neu
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 đế giải
thích

hay

dụ’

đoán một số hiện tượng trong thực tiễn, đế nghiên cứu các thiết bị kỹ
thuật.

Thông

qua đó, trong một số trường hợp, sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến
16


Ví dụ: Khi hướng dẫn bài 8: sự PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ
VÀO

TIẾT

DIỆN DÂY DÂN thì GV có thể đặt vấn đề khi gấp đôi sợi dây dẫn lại
thì

điện

trở

của dây dẫn sẽ thay đôi 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.
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

CĐDĐI tăng lên bấy nhiêu lần IIS 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, ti lệ nghịch, tỉ lệ thuận
bậc

hai,

hàm

số bậc nhất. Đe HS có thể đề xuất được dự đoán về mối liên hệ định
lượng

giữa

hai đại lượng, cần tiến hành thí nghiêm với một số phép đo nhất định.
1.3.3.

Vai trò của phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật

lí

ở

trung

sở [22],[28]
Vật lí học ở trung học cơ sở chủ yếu là VLTN, nó giúp:
17

học

cơ


thức lí thuyết.

1.3.4.

Các mức độ sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy

học vật lí
[22],[28]
Nhũng bài học mà IIS có thể tham gia đầy đủ vào cả 5 giai đoạn
trên

không

nhiều. Đó là nhũng bài mà việc xây dựng giả thuyết không đòi hỏi một
sự

phân

tích

quá phức tạp và có thế kiếm 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

nhũng

tính

chất hay những mối quan hệ đáng chú ý cần nghiên cứu.
Ví dụ: Làm cách nào có thể tính được ừong một tháng một gia
đình

phải

trả

tiền điện là bao nhiêu?
Mức độ 2: GV tạo ra một hoàn cảnh đậc biệt trong đó xuất hiện
một

hiện

tượng mới lạ, lôi cuốn sự chú ý của HS, gây cho IIS sự ngạc nhiên, sự
tò

mò,

từ
18

đó


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

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 nhũng 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

thế

có

rất

nhiều dự đoán mà ta sẽ phải lần lượt tìm ra cách bác bỏ.
Ví dụ: Trường họp định luật Jun-Len xơ. Đe 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
19


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

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. IIS có thể bố
trí

lắp

đặt

các dụng cụ thiết bị đế tiến hành các thí nghiệm đế kiếm tra sự đúng
đan

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 đôi chiều dài dây dẫn ta cần phải đo IiĐT và
CĐDĐ

rồi

tính

ra

R.
Mức độ 3: Hệ quả suy ra trong điều kiện lý tường. 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

thuyết chỉ là gần đúng.
Ví dụ: Trường hợp định luật Ohm sẽ bị sai số trong kết quả đo.
20

giả


Mức độ 3: Có nhiều ừường hợp thí nghiệm kiếm ừa 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

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 đế có
thế

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
21


từ thẩm, dùng các là sắt ghép cách điện làm lỏi để ừánh dòng Fucô, dụng cụ
đế
chặn rác...
Tóm lại, việc thực hiện đầy đủ các giai đoạn ở các mức độ khác
nhau

là

cần

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 thế 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

đế khỏi mất thời gian vô ích.
1.3.5.

Phoi 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. Đe 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
22


phương pháp khái quát hóa - trừu tượng hóa...
Ví dụ:
+ Khi hình thành vấn đề nhận thức phải dùng phương pháp
phân

tích,

phương pháp so sánh, phương pháp trừu tượng hóa.
+ Khi xây dụng 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
+ Khi phát biểu thành kiến thức khoa học phải dùng phương

pháp khái quát
1.3.6.

Những sự chuẩn bị cần thiết đê sử dụng phương pháp

thục

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 họp 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
23


+ Hiện tượng tạo ra trong thí nghiệm phải gây ấn tượng mạnh
cho HS.
+ Hiện tượng tạo ra trong thí nghiêm phải chứa đựng yếu tố
trái

với

suy

nghĩ thông thường của HS.
-

Dan dắt IIS phát hiện ra mâu thuẫn nhận thức.

-

GV phải nêu ra câu hỏi yêu cầu IIS nhớ lại một kiến thức một

hiện

tượng

nào đó nhằm khẳng định lại sự hiếu biết của IiS 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 đê

dự

đoán

kết

quả hiện tượng sẽ xảy ra. Sau đó GV đưa ra thí nghiệm đế HS thấy
hiện

tượng

không xảy ra như dự đoán, yêu cầu IiS 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
24


-

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.

-

Dự kiến bố trí thí nghiệm.

-

Kĩ năng thực hiện các phép đo cơ bản.

-

Kĩ năng làm thay đối 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.
-

1.3.7.

Sử dụng suy luận toán học.
ƯU điêm 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 kiếm tra giả thuyết hoặc kiểm tra hệ
25

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.
1.3.7.3.

Một so lun ỷ khi dạy học theo phương pháp thực nghiệm

Rất nhiều trường họp DHVL có thể áp dụng phuong pháp này.
Đó

là

những

cơ hội tốt đế rèn luyện và phát triển tư duy sáng tạo cho HS. Vì vậy
cần

tranh

thủ

mọi trường hợp có thể áp dụng tất cả hoặc một số bước của phương
pháp này.
Dự kiến được các giả thuyết mà HS có thể nêu ra và chuẩn bị
được

đày

đủ

các

thiết bị để có thể tiến hành các thí nghiệm tương ứng kiểm tra xác nhận
hoặc

bác

bỗ

được giả thuyết đã nêu.
Lựa chọn một số trường họp vừa sức với trình độ và khả năng
nhận

thức

của

IiS để áp dụng phương pháp này.
1.4.

Phương pháp thực nghiệm vói sự hỗ trợ của thí nghiệm mô
phỏng

và

thí

nghiệm ảo
Chúng ta có thế thấy TNVL có vai trò quan trọng, không thể thay
thế

trong

tiến

trình dạy học giải quyết vấn đề. TN có thể tham gia vào tất cả các pha
của

tiến

trình.

Từ tạo tình huống, giải quyết tình huống đến đặt ra nhiệm vụ nghiên
cứu

tiếp
26

theo

chính xác, cho phép theo dõi tiến trình của hiện tượng và tái tạo nó mỗi lần
lặp

lại

các hiện tương này.
Trong vật lí học, TN là phương pháp, là cách thức mà bằng cách
nào

đó

con

người tác động một cách có ý thức, hệ thống lên các sự vật, các hiện
tượng

xảy

ra

trong những điều kiện nhất định. Sự phân tích về mặt lý thuyết các
điều

kiện

và

quá

trình xảy ra trong đó đóng vai trò hết sức quan trọng. Sự tác động đó
có

thế

là

trực

tiếp hay gián tiếp thông qua các thiết bị máy móc gọi là công cụ TN.
Các khái niệm trên đều cho thấy TN bao gồm các thành phần
sau đây:
-

Một lý thuyết hay giả thuyết.

-

Đối tượng, hệ thống, quá trình phản ánh lý thuyết đó.

-

Các thao tác lên đối tượng, hệ thống, quá trình theo một trình

tự

nhất

định

và trong nhũng điều kiện xác định.
Từ các phân tích ừên, TNVL là TN đế nghiên cứu các hiện tượng,
quá

trình

vật lý. Ket quả của TNVL nhiều khi là các định luật, các ứng dụng kỹ
thuật

nhưng

nhiều khi cũng chỉ đế chứng minh một giả thuyết hoặc hình thành một
giả

thuyết

vật lí mới.
1.4.1.2.

Các đặc điểm của TNVL

Các điều kiện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập có
chủ

định

sao

cho thông qua TN, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra
27

1.4.1.3.

Chức năng của TN trong dạy

học

vật

lí

Theo quan điểm của lí luận nhận thức:
-

TN là phương tiện của việc thu nhận tri thức.

-

TN là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã

thu được.
-

TN là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào

thực tiễn.
-

TN là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lí.

Theo quan điếm của lý luận dạy học:
-

TN có thế được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của

QTDH:

Đe

xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kĩ năng mới, củng
cố

kiến

thức,

kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS.
-

TN là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện

của IIS.
+ TN là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn
luyện

kĩ

năng,

kĩ xảo về vật lí của IIS.
+ TN là phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lí, tổ chức
quá

trình

học

tập tích cực, tự lực và sáng tạo của HS.
+ TN là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác
nhau,

bồi

dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS.
-

TN là phương tiện đơn giản hoá và trực quan trong DIIVL.

1.4.1.4.

Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phưong pháp dạy học đoi

với

việc
28