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

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

thái huy hiệp

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

luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục

Ngh An - 2015
bộ giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học Vinh
--------------------------


thái huy hiệp

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

luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục
Chuyên ngành : lý luận và phơng pháp dạy học bộ môn vật lý
Mã số: 60.14.01.11

Cỏn b hng dn khoa hc: PGS.TS Nguyn ỡnh Thc

Ngh An - 2015

3
MỤC LỤC
TT

1.1
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.3
1.3.1
1.3.2
1.4

2.1.
2.1.1
2.1.2
2.2
2.3
2.4
3.1
3.2
3.3
3.4
3.4.1
3.4.2

3.4.3
3.5
3.5.1
3.5.2

Nội dung

Trang

Mở đầu

6

Chương 1. BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
Bài tập trong dạy học Vật lí..............................................................................
Bài tập thí nghiệm vật lí ...................................................................................
Khái niệm về bài tập thí nghiệm trong môn vật lí ở trường phổ thông ............
Các loại bài tập thí nghiệm................................................................................
Vai trò, chức năng của bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ........................
Các bước chung giải bài tập thí nghiệm ...........................................................
Khai thác và sử dụng những dụng cụ, thiết bị thí nghiệm vào dạy học BTTN
Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí ở trường PT ...............................
Những nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN...................................................
Phương pháp xây dựng, biên soạn BTTN.........................................................
Thực trạng xây dựng và sử dụng BTTN trong dạy học vật lý ở trường THPT
Kết luận chương I............................................................................................
Chương 2. Xây dựng và sử dụng hệ thống BTTN dạy học chương
“Động lực học chất điểm” ..............................................................................
Phân tích chương trình, ND SGK dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Cấu trúc chương trình Vật lý 10 hiện hành.......................................................

Cấu trúc chương “Động lực học chất điểm” thuộc vật lý 10 Ban KHTN.........
Xây dựng hệ thống BTTN chương Động lực học chất điểm VL 10.................
Đề xuất các ph/án sử dụng BTTN dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Thiết kế một số tiến trình dạy học sử dụng BTTN............................................
Kết luận chương II...........................................................................................
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm..................................................................
Mục đích thực nghiệm sư phạm........................................................................
Đối tượng TNSP................................................................................................
Nhiệm vụ TNSP................................................................................................
Nội dung TNSP.................................................. ..............................................
Công tác chuẩn bị................................................... ..........................................
Thời gian thực nghiệm......................................................................................
Phương pháp tiến hành TNSP...........................................................................
Đánh giá kết quả TNSP.....................................................................................
Lựa chọn tiêu chí đánh giá................................................................................
Kết quả thực nghiệm.........................................................................................
Kết luận chương III........................................................................................
Kết luận chung.................................................................................................
Tài kiệu tham khảo .........................................................................................
Phụ lục..............................................................................................................

9
9
10
10
11
13
14
15
17

17
17
18
19
20
20
20
21
24
42
46
67
68
68
68
69
69
69
70
70
71
71
71
79
80
81
83


4

Lời cảm ơn
Xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người đã giúp đỡ tác giả trong thời
gian nghiên cứu hoàn thành luận văn:
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Đình Thước,
người trực tiếp hướng dẫn tác giả thực hiện luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật
lí, chuyên ngành lý luận và PPDH bộ môn vật lí đã giúp đỡ tác giả học tập,
nghiên cứu trong khóa học
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân trong gia đình, bạn
bè và đồng nghiệp đã động viên, chia sẻ những khó khăn trong quá trình làm
luận văn.
Vinh, tháng 8 năm 2015
Tác giả


5
CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

•

BT
BTTN
BTVL
CH
ĐC
GV
HS
PP
SGK
THPT
TN
TNSP
ND
VL

Bài tập
Bài tập thí nghiệm
Bài tập vật lí
Câu hỏi
Đối chứng
Giáo viên
Học sinh
Phương pháp
Sách giáo khoa
Trung học phổ thông
Thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm
Nội dung

Vật Lí


6
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài tập vật lí là một phương tiện dạy học có ý nghĩa quan trọng trong việc
thực hiện các nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông. Đặc biệt, BTVL là
phương tiện hữu hiệu trong việc phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của HS.
Giải bài tập vật lí đòi hỏi HS phải hoạt động trí tuệ tích cực, độc lập và
sáng tạo. Việc khai thác những thế mạnh của BT vật lí và lựa chọn những bài tập
vật lí phù hợp trong các tình huống dạy học vật lí là hoạt động sáng tạo và linh
hoạt của GV, nó luôn gắn liền với việc củng cố, khắc sâu, hoàn thiện tri thức và
rèn luyện kĩ năng vận dụng cho HS. Việc dạy học vật lí ở trường phổ thông hiện
nay vẫn chưa phát huy được vai trò của bài tập vật lí trong việc thực hiện các
nhiệm vụ dạy học.
Trong các loại bài tập vật lí thì bài tập thí nghiệm có nhiều lợi thế thực
hiện nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát triển tư duy, giáo dục kĩ thuật tổng hợp
– hướng nghiệp cho HS. Thế nhưng, trong nhà trường phổ thông ở nước ta giáo
viên vật lí ít quan tâm tới loại BTTN.
Đổi mới phương pháp dạy học vật lí, một trong những vấn đề đặt ra là phải
phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh trong hoạt động nhận thức. Đối với
dạy học bài tập vật lí như thế nào để góp phần đổi mới phương pháp dạy học
trong nhà trường.
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu:
“Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm Vật Lí vào dạy học
phần cơ học vật lý 10 THPT”
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học những kiến thức
cơ học Vật lí 10 THPT nhằm nâng cao chất lượng học tập của HS.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tượng nghiên cứu
Bài tập vật lí trong dạy học – Vật lí 10


7
3.2 Phạm vi nghiên cứu
Bài tập thí nghiệm dạy học chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Động lực
học chất điểm” – vật lí 10 và có những phương án sử dụng BTTN linh hoạt thì
có thể phát triển tư duy, năng lực sáng tạo góp phần nâng cao chất lượng học tập
của học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận về BTTN vật lí trong dạy học ở trường THPT.
5.2 Tìm hiểu thực trạng sử dụng BTTN trong dạy học ở các trường THPT.
5.3 Nghiên cứu chương trình, SGK về chương “Động lực học chất điểm “
Vật lí 10
5.4 Xây dựng hệ thống BTTN chương “Động lực học chất điểm “ Vật lí 10
5.5 Thiết kế các tiến trình dạy học sử dụng các bài tập thí nghiệm
5.6 Thực nghiệm sư phạm.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
Nghiên cứu các tài liệu tham khảo, xây dựng cơ sở lí luận của đề tài.
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Điều tra thực trạng sử dụng BTTN ở trường THPT.
- Thực nghiệm sư phạm .
6.3. Phương pháp thống kê toán học
Xử lí các số liệu điều tra và kết quả TNSP bằng toán học thống kê.
7. Đóng góp của đề tài

- Xây dựng được hệ thống BTTN, đề xuất các phương án sử dụng BTTN,
thiết kế được các tiến trình dạy học bài tập có sử dụng BTTN trong dạy học
chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 THPT (Mục này tôi đã trình bày chi
tiết ở chương II của luận văn).


8
- Đối với đội ngũ cán bộ quản lí giáo dục phổ thông từ Bộ GD&ĐT đến cơ
sở cần quan tâm tới cơ sở vật chất thiết bị dạy học nói chung và cho môn vật lí
nói riêng; thường xuyên đôn đốc, kiểm tra đánh giá năng lực thực nghiệm của
GV trong đổi mới dạy học theo hướng phát triển năng lực của học sinh.
- Đối với GV vật lí: Cần phải tổ chức cho HS sử dụng BTTN thường xuyên
trong các hình thức học tập ở trường cũng như ở nhà, trong kiểm tra đánh giá kết
quả học tập theo năng lực.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, luận văn gồm có 03 chương:
Chương 1 . Bài tập thí nghiệm ở trường phổ thông.
Chương 2. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học
chương “ Động lực học chất điểm ” – vật lí 10.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.


9
Chương 1. BÀI TẬP THÍ NGHIỆM Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1.1 Bài tập trong dạy học Vật lí
● Bài tập vật lí: Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề
không lớn, được giải quyết nhờ những suy lí lôgic, những phép toán và thí

nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí, vấn đề đó gọi là
bài tập vật lí. Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi một vấn đề xuất hiện trong nghiên
cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh. Sự tư duy định
hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập.
● Bài tập vật lí đa dạng và phong phú. Ta có thể phân loại theo nhiều cách
khác nhau, theo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo ý nghĩa mục đích, theo
chiều sâu của việc nghiên cứu vấn đề, theo phương thức – phương tiện giải, theo
mức độ khó của nhận thức để gọi tên các loại bài tập.
Phân loại bài tập theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải,
ta phân biệt bài tập theo các loại: Bài tập định tính – câu hỏi; Bài tập tính toán;
Bài tập thí nghiệm; Bài tập đồ thị; Bài tập nghịch lí và ngụy biện. Phân loại theo
mức độ nhận thức, ta có thể chia BTVL thành hai loại: Bài tập luyện tập và Bài
tập sáng tạo.
● Các bài tập vật lí có tầm quan trong đặc biệt, chúng được sử dụng theo
những mục đích khác nhau. Bài tập vật lí là một phương tiện dạy học được sử
dụng trong mọi giai đoạn của quá trình dạy học: BTVL là phương tiện tạo tình
huống có vấn đề; BTVL trong quá trình xây dựng kiến thức mới; BTVL là
phương tiện dùng để củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức; BTVL là phương
tiện rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng kiến thức; BTVL là phương tiện rèn
luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học; BTVL là phương
tiện giáo dục để hình thành và phát triển nhân cách; BTVL là phương tiện kiểm
tra đánh giá kết quả học tập; BTVL là phương tiện phát hiện và bồi dưỡng năng
khiếu vật lí; …


10
Lí luận và thực tiễn dạy học vật lí trong nhà trường đã khẳng định: BTVL
là phương tiện để thực hiện có hiệu quả các nhiệm vụ của dạy học vật lí, là
phương tiện phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh.
1.2 Bài tập thí nghiệm vật lí

1.2.1 Khái niệm về bài tập thí nghiệm trong môn vật lí ở trường phổ
thông
BTTN là loại bài tập mà khi giải nó, đòi hỏi HS phải vận dụng một cách
tổng hợp nhiều kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các khả năng hoạt động trí óc
và chân tay, vốn hiểu biết kĩ thuật... để xây dựng phương án, lựa chọn hoặc chế
tạo phương tiện thực hiện thí nghiệm (TN) để quan sát diễn biến hiện tượng
hoặc để đo đạc một số đại lượng cần thiết, sau đó xử lí tư liệu đã quan sát và đo
đạc nhằm tìm ra lời giải và đáp số cuối cùng mà bài tập yêu cầu. Thông thường,
những TN này khá đơn giản, HS có thể tự thiết kế, lắp ráp bằng cách sử dụng
ngay những đồ dùng học tập, dụng cụ sinh hoạt hàng ngày hoặc tự chế tạo được
bằng những vật liệu rẻ tiền, phế liệu từ đồ chơi trẻ em và từ các vật dụng cũ,
hỏng đã bỏ đi. Cũng có lúc, HS phải làm một số TN ở trong phòng TN của nhà
trường, song nhìn chung đó vẫn là TN đơn giản.
Giải BTTN là một hình thức hoạt động học tập, tăng cường hứng thú, sáng
tạo, gắn học với hành, lí luận với thực tế, kích thích tính tích cực, tự lực, trí
thông minh, tài sáng tạo, tháo vát của từng HS và đặc biệt đối với HS khá giỏi.
BTTN có thể được sử dụng trong các tiết lí thuyết; dùng trong các tiết bài
tập; dùng trong tiết ôn tập; kiểm tra (như yêu cầu học sinh thiết kế, mô tả một thí
nghiệm); trong các buổi ngoại khoá; giờ thực hành... Vì thế, độ phức tạp của
BTTN cũng phải khác nhau. Muốn nâng cao chất lượng học tập, đào sâu mở
rộng kiến thức, phát triển tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí, chúng ta
phải cho HS tăng cường giải quyết nhiều BTTN. Dĩ nhiên, không quên kết hợp
BTTN với các loại bài tập vật lí khác.


11
1.2.2 Các loại bài tập thí nghiệm [11]
Căn cứ vào yêu cầu và phương thức giải ta có thể phân chia BTTN thành
hai loại là: BTTN định tính và BTTN định lượng.
● Bài tập thí nghiệm định tính

Loại bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng. Khi giải
nó thì HS phải lắp ráp TN theo sơ đồ cho trước hoặc theo những điều kiện đã
xác định; sau đó tiến hành TN. HS phải quan sát diễn biến của hiện tượng vật lí
trong TN và sử dụng những suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, khái
niệm vật lí đã học để mô tả và giải thích những kết quả đã quan sát được, hoặc
sử dụng kết quả mà từ thí nghiệm quan sát được để giải thích các hiện tượng đã
có. BTTN định tính có thể phân thành hai dạng:
- Dạng 1: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng.
Khi giải bài tập dạng này yêu cầu HS phải thực hiện các công việc sau:
+ Làm TN theo sự hướng dẫn của giáo viên.
+ Quan sát TN theo mục tiêu đã chỉ sẵn.
+ Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải trả lời các câu hỏi như:
+ Hiện tượng xảy ra như thế nào?
+ Tại sao lại xảy ra hiện tượng đó?
Trả lời câu hỏi thứ nhất, HS tham gia vào quá trình tích luỹ kiến thức về
hiện tượng, mô tả được diễn biến của hiện tượng. Còn câu hỏi thứ hai, giúp cho
HS liên hệ sự kiện quan sát xảy ra trong TN với những định nghĩa, khái niệm,
hiện tượng vật lí đã học. Tức là giúp HS biết cách lập luận khi giải thích bản
chất của hiện tượng. Đây chính là cơ hội để bồi dưỡng cho HS các thao tác tư
duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết.
- Dạng 2: Bài tập thiết kế phương án TN.
Dạng bài tập này khá phổ biến ở trường phổ thông vì TN được tiến hành
trong tư duy. Do đó, nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện trang thiết bị TN còn
chưa đầy đủ như hiện nay. Các bài tập này là tiền đề cho HS giải các BTTN định


12
lượng. Nội dung của dạng bài tập này thường là: thiết kế phương án TN để đo
các đại lượng vật lí, hoặc để quan sát một quá trình vật lí, minh hoạ cho một

định luật vật lí.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải thực hiện các yêu cầu như:
+ Cho các thiết bị... hãy tìm cách đo ...
+ Cho các thiết bị ... nêu phương án đo ...
+ Trình bày cách đo ...
Với loại bài tập này, HS phải tiến hành một loạt các hoạt động tư duy sáng
tạo, để liên kết yêu cầu của bài toán với các dự kiện đã cho bằng các tri thức vật
lí đã có, để thiết kế trong óc một mô hình TN và tiến hành TN trong tưởng
tượng, sau đó diễn đạt bằng lời TN tưởng tượng mà mình đã thực hiện.
● Bài tập thí nghiệm định lượng. [11, tr 86]
Đây là loại bài tập yêu cầu HS ngoài việc chú ý đến hiện tượng vật lí còn
phải đo đạc các đại lượng vật lí bằng các thiết bị; tìm mối liên hệ giữa các đại
lượng vật lí. BTTN định lượng có thể ở các mức độ tăng dần như sau:
Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hướng dẫn cách làm thí
nghiệm. Yêu cầu đo đạc các đại lượng, xử lí kết quả đo đạc để đi đến kết luận.
Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc các
đại lượng cần thiết, xử lí số liệu để đi đến kết luận.
Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án TN, làm TN đo
đạc, xử lí số liệu để tìm quy luật.
Dựa vào cách phân loại bài tập thí nghiệm, những hành động của HS trong
hoạt động giải bài tập, các mức độ về BTTN ta có thể thấy rõ bức tranh về
BTTN ở trường THPT theo sơ đồ phân loại [11, tr 86] hệ thống bài tập thí
nghiệm như sau:


13

Bài tập thí nghiệm vật lí

Bài tập thí nghiệm định tính

Bài tập thí nghiệm định lượng

Làm TN, quan
sát, mô tả, giải
thích

Thiết kế phương
án thí nghiệm

1. Điều gì xảy
ra nếu…?
2. Tại sao lại
xảy ra như
vậy?

1. Làm thế nào
để đo….với các
thiết bị….?
2. Nêu phương
án đo… với các
thiết bị?

Đo đại lượng
vật lí

Thiết lập, minh
họa định luật

MĐ 1. Cho thiết bị, yêu cầu HS đo đạc

tìm quy luật có hướng dẫn của GV.
MĐ 2. Cho thiết bị, yêu cầu HS lập
phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm
đo đạc hoặc tìm quy luật.
MĐ 3. Yêu cầu HS lựa chọn thiết bị,
lập phương án thí nghiệm, làm thí
nghiệm đo đạc, tìm quy luật hoặc
chứng minh một quy luật.

Sơ đồ 1.2.2
1.2.3 Vai trò, chức năng của bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí [16]
Mục đích cơ bản đặt ra cho HS khi giải bài tập vật lí là hiểu sâu sắc các quy
luật vật lí, biết phân tích chúng và ứng dụng chúng vào thực tiễn cuộc sống.
Trong các loại bài tập thì bài tập thí nghiệm có nhiều lợi thế hơn cả về thực
hiện 4 nhiệm vụ của dạy học vật lí: Giáo dưỡng, phát triển trí tuệ, giáo dục và
giáo dục kĩ thuật tổng hợp – hướng nghiệp. Giải bài tập thí nghiệm giúp học
sinh rèn luyện tính độc lập, tích cực trong học tập. Những dự kiện dùng cho việc
giải BTTN là kết quả thu được từ thí nghiệm, bằng con đường đo lường những
đại lượng vật lí, quan sát hiện tượng vật lí trong quá trình tiến hành các thí


14
nghiệm. Để tìm được câu trả lời, học sinh cần phải vận dụng những kiến thức
vật lí đã biết, từ việc phân tích các biểu thức, HS phải hiểu rõ những điều kiện
nào là cần thiết để giải bài tập, thiết kế sơ đồ và lắp ráp thí nghiệm, tiến hành
những phép đo cần thiết. Kết quả của lời giải có thể là kết quả của những phép
đo trực tiếp hoặc gián tiếp. Sau khi có kết quả của các phép đo, HS phải biết tính
toán xử lí sai số để lựa chọn kết quả.
Ưu điểm của bài tập thí nghiệm so với các bài tập tính toán trước hết là ở
chỗ không thể giải chúng một cách hình thức khi không biết đầy đủ quá trình vật

lí mà bài tập đề cập đến.
Hoạt động giải bài tập thí nghiệm luôn gây được hứng thú lớn đối với học
sinh, luôn cuốn hút được sự chú ý của học sinh vào các vấn đề bài tập yêu cầu,
phát huy tính tính cực tìm tòi, khám phá và sáng tạo. Quá trình giải bài tập thí
nghiệm, học sinh được rèn luyện các thao tác tư duy và những kĩ năng thực
nghiệm. Những số liệu khởi đầu về lý thuyết của bài toán sẽ được kiểm tra tính
đúng đắn thông qua các kết quả thu được bằng con đường thực nghiệm.
Có thể giải các bài tập thí nghiệm chỉ dùng các thiết bị thông thường, đơn
giản, bề ngoài có vẻ kém hiệu lực trong việc gây hứng thú cho HS. Song nếu
biết khai thác, lại có ý nghĩa to lớn trong phát triển tư duy sáng tạo của người
học như Ka-pi-xa đã từng nói “ Thiết bị dạy học càng đơn giản càng có tác dụng
trong việc phát huy năng lực sáng tạo của người học”.
1.2.4 Các bước chung giải bài tập thí nghiệm [12], [16]
BTTN đa dạng và phong phú. Các tài liệu về lí luận dạy học BTVL chỉ nêu
chiến lược các bước giải BTTN.
• Giải BTTN theo quy trình gồm 4 bước sau:
Bước 1. Đọc kỹ đề ra, phát hiện những điều kiện trong đó sự phụ thuộc
của đại lượng vật lí có thể xẩy ra; xác định những phương án có thể kiểm tra sự
phụ thuộc đó. Lựa chọn dụng cụ, vật liệu cần thiết: loại dụng cụ, tính chính xác
và giới hạn đo của dụng cụ.


15
Bước 2. Thiết kế lắp ráp thí nghiệm và đề ra kế hoạch làm việc với thí
nghiệm.
Bước 3. Tiến hành giải: quan sát hiện tượng xẩy ra, thu nhận thông tin:
ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra dưới dạng tổng quát và cụ thể đối với những
điều kiện đã cho. Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn
giản (một đại lượng biến thiên), lập bảng để ghi những đại lượng đo được; tiến
hành thực hiện những phép đo và ghi kết quả vào các bảng, xác định những sai

số đo.
Bước 4. Xử lý các kết quả và kết luận: đánh giá độ chính xác kết quả thực
nghiệm với kết quả lí thuyết.
1.2.5 Khai thác và sử dụng những dụng cụ, thiết bị thí nghiệm vào
dạy học BTTN
Trong những năm gần đây, Bộ GD&ĐT cùng các Sở GD&ĐT của 64 tỉnh
và thành phố đã quan tâm đầu tư đồ dùng, thiết bị dạy học khá đầy đủ theo danh
mục tối thiểu cho các môn học. Cũng có nhiều địa phương, nhiều trường phổ
thông đã xây dựng được phòng học bộ môn vật lí, có các trang thiết bị đầy đủ và
hiện đại. Nhiều GV quan tâm đến việc khai thác và sử dụng các thiết bị thí
nghiệm vào dạy học nên đã có những chuyển biến lớn tích cực trong việc thực
hiện đổi mới phương pháp dạy học. Nhưng chưa phải là tất cả mọi GV đều thực
hiện và thực hiện một cách thường xuyên.
Các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm của nhà trường không chỉ dừng lại mục
đích: GV làm các thí nghiệm biểu diễn trong giờ học xây dựng kiến thức mới và
phục vụ các bài thực hành thí nghiệm trong chương trình mà cần được khai thác,
sử dụng vào dạy học BTTN. Giải BTTN cho ta thấy những khả năng mới trong
việc sử dụng các dụng cụ, thiết bị của phòng thí nghiệm vật lí (hay phòng học bộ
môn vật lí) và trong việc tiến hành những thí nghiệm đa dạng bằng các thiết bị
đó trong quá trình học tập. Có như thế mới mang lại hiệu quả cao nhất mục đích
của việc đầu tư mua sắm các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm.


16
Bên cạnh khai thác, sử dụng những dụng cụ, thiết bị thí nghiệm của các
hãng công ty thiết bị dạy học sản xuất có trong nhà trường, cũng cần tính đến
mảng tự chế tạo các dụng cụ đơn giản và những thiết bị tự làm để sử dụng vào
dạy học BTTN là một hướng đi có tính kinh tế và giáo dục rất có hiệu quả. Cách
triển khai, có thể: GV làm mẫu sản phẩm, HS quan sát và làm ra sản phẩm.
Cũng có thể, GV giao nhiệm vụ cụ thể cho HS và HS cùng GV tham gia làm ra

sản phẩm hoặc GV hướng dẫn HS tự làm. Bằng cách tận dụng các phế thải công
nghiệp như: chai thủy tinh, chai nhựa nước khoáng, lon bia, … những vật liệu
sẵn có bày bán la liệt trên thị trường: tấm bìa, tấm tôn, dây điện các loại, công
tắc điện, các loại bóng đèn, kể cả những linh kiện điện tử, bán dẫn. GV hướng
dẫn để HS tự chế tạo các dụng cụ, các thiết bị thí nghiệm rẻ tiền. ví dụ: làm
một bình chia độ, vật liệu sử dụng từ chai thủy tinh hoặc chai nhựa, chế tạo một
lực kế, chế tạo một nguồn rung có tần số 50 Hz, vv… làm những thí nghiệm (mà
trong các tài liệu thí nghiệm tự làm đã hướng dẫn) với hình thức làm theo mẫu,
cải tiến mẫu và sáng tạo mẫu. Những sản phẩm này được sử dụng trong quá
trình nghiên cứu lí thuyết vừa để phục vụ giải BTTN. Đây chính là một trong
những hình thức tổ chức hoạt động sáng tạo trong dạy học vật lí.
Ngoài ra, những dụng cụ cá nhân, như: đồng hồ đeo tay, chiếc kính lão, kính
mắt cận thị,.. những vật dụng, thiết bị trong gia đình: phích nước, bếp điện, bàn
là, máy giặt, lò vi sóng, tivi, ổn áp, đền pin, công tơ điện v.v…cũng có thể làm
dụng cụ sử dụng giải BTTN.
BTTN có nội dung đa dạng, phong phú. Vì thế, khả năng khai thác sử
dụng các dạng dụng cụ, thiết bị thí nghiệm ở trường phổ thông như đã nêu trên
là vô tận. Hoàn toàn bảo đảm tính khả thi để triển khai các BTTN.


17

1.3 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông
1.3.1 Những nguyên tắc xây dựng hệ thống BTTN
Hệ thống BTTN xây dựng dựa trên những nguyên tắc sau:
- Các BTTN được xây dựng từ đơn giản đến phức tạp, mỗi bài tập là
một mắt xích của hệ thống.
- Có các loại BTTN, phổ kiến thức và kĩ năng rộng, đáp ứng chuẩn
năng lực thực nghiệm của chương trình dạy học vật lí.
- BTTN giải được bằng phương tiện: sử dụng các thiết bị của nhà

trường và những thiết bị HS có thể tự làm.
- BTTN ở trường hay ở nhà phải bảo đảm về thời gian và phương
tiện thiết bị cho phép.
1.3.2 Phương pháp xây dựng, biên soạn BTTN
Biên soạn hệ thống BTTN, chúng ta có thể tiến hành theo hai cách sau đây:
● Sưu tầm, lựa chọn BTTN trong các sách bài tập vật lí
● Chuyển bài tập tính toán trong SGK, sách BTVL thành BTTN
Ví dụ 1. BTTN trong SBT vật lí 10: Xác định hệ số ma sát trượt giữa khối
gỗ hình hộp và mặt bàn nằm ngang nếu trong tay em có một lực kế.
Ví dụ 2. Bài tập tính toán:
Khi người ta treo quả cân có khối lượng 300g vào đầu
dưới 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 BTTN bằng cách: Ta không cho các giá trị đại lượng như trong bài toán
(m, l) mà ta cho các thiết bị bắt buộc học sinh phải dùng các thiết bị (lực kế,
thước) đó để xác định giá trị các đại lượng.


18
● Bài toán trên chuyển thành BTTN sau:
Xác định độ cứng của lò xo . Cho các thiết bị sau: Lực kế, thước, lò xo.
Ví dụ 3. Bài tập: Người ta ném một vật theo phương ngang từ độ cao 5 m,
với vận tốc 10 m/s. Hỏi sau bao lâu thì vật đó chạm đất, tầm ném xa của vật là
bao nhiêu? Vận tốc khi chạm đất là bao nhiêu?
● Bài tập trên chuyển thành dạng BTTN sau:
Xác định vận tốc của viên đạn khi ra khỏi nòng súng đồ chơi. Cho thiết bị
súng đồ chơi, các viên đạn, thước dây.

Trong sách bài tập Vật lí 10, Chương 2- Động lực học chất điểm, các bài
tập sau có thể chuyển thành các bài tập thí nghiệm : 2.23, 2.25, 2.26, 2.27, 2.32,
2.35, 2.36, 2.39, 2.48, 2.41, 2.42.
Để thuận tiện cho việc sử dụng của giáo viên và tự học của HS, chúng tôi
biên soạn hệ thống bài tập được trình bày thống nhất: Đề bài – Các câu hỏi định
hướng hành động tư duy – Lời giải tóm tắt.

1.4 Thực trạng sử dụng BTTN trong dạy học vật lí ở trường THPT
Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, tác dụng của thí nghiệm vật lí nói
chung và BTTN vật lí nói riêng là rất rõ ràng. Qua kết quả điều tra tại các trường
THPT trên địa bàn huyện Hưng Nguyên – Nghệ An, kết qua thu được như sau:
-Về khái niệm bài tập thí nghiệm vật lí, có 96% giáo viên được hỏi hiểu
đúng, số còn lại hiểu khái niệm BTTN chưa rõ ràng.
- BTTN ít được đề cập tới trong quá trình giảng dạy. Chỉ có 18% GV sử
dụng BTTN
- GV vật lí thực hiện chương trình, trực tiếp hướng dẫn HS thực hiện các bài
thực hành vật lí, có 100% .
- Các trường đều có phòng thí nghiệm vật lí, phòng học bộ môn vật lí. Thiết
bị thí nghiệm tối thiểu phục vụ cho dạy học vật lí được trang bị đầy đủ.
- Chưa tổ chức cho HS chế tạo các thiết bị thí nghiệm, chưa tổ chức giải
BTTN ở lớp cũng như không giao nhiệm vụ cho HS giải BTTN ở nhà.


19
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Xây dựng hệ thống bài tập làm phương tiện thực hiện 04 nhiệm vụ dạy
học vật lí ở trường phổ thông (nhiệm vụ giáo dưỡng; nhiệm vụ phát triển trí tuệ;
nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp – hướng nghiệp và nhiệm vụ giáo dục). Đặc
biệt, dùng làm phương tiện phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của HS. Bài
tập thí nghiệm là một trong những loại BTVL, nó có vai trò và chức năng quan

trọng trong việc phát triển tư duy vật lí, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực
thực nghiệm cho HS trong quá trình học tập vật lí.
Nội dung lí luận được trình bày trong chương, về những vấn đề: bài tập
trong dạy học vật lí; bài tập thí nghiệm vật lí; cơ sở khoa học trong việc xây
dựng hệ thống bài tập thí nghiệm.
Vật lí là khoa học thực nghiệm. Dạy học vật lí không thể thiếu các thí
nghiệm vật lí và các bài tập thí nghiệm. Thực tiễn dạy học vật lí ở trường phổ
thông hiện nay vẫn chưa quan tâm tới lĩnh vực thực nghiệm. Các BTTN học
sinh ít được sử dụng ở lớp cũng như ở nhà trong học tập vật lí.
Đổi mới giáo dục nói chung và đổi mới dạy học vật lí nói riêng theo
hướng phát triển năng lực của HS thì không thể bỏ qua hoạt động thực nghiệm
của HS trong học tập. BTTN sẽ có vị trí xứng đáng của nó trong hoạt động nhận
thức vật lí của học sinh.
Nội dung chương I là cơ sở lí luận của đề tài, định hướng việc xây dựng
và sử dụng hệ thống BTTN trong dạy học những nội dung kiến thức vật lí cụ thể
chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 ở trường THPT.


20
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN DẠY HỌC
CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”
2.1. Phân tích chương trình, nội dung SGK dạy học chương “Động
lực học chất điểm” [1], [19]
2.1.1. Cấu trúc chương trình Vật lí 10 hiện hành
Môn vật lí ở trung học phổ thông (trong đó có môn vật lí 10) nhằm mục
tiêu:
* Về kiến thức: Đạt được một hệ thống kiến thức vật lí phổ thông cơ bản
và phù hợp với những quan điểm hiện đại, bao gồm:
- Các khái niệm về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lí thường gặp
trong đời sống và sản xuất.

- Các đại lượng, các định luật và các nguyên lí vật lí cơ bản.
- Một số nội dung của thuyết vật lí quan trọng nhất.
- Những ứng dụng phổ biến của vật lí trong đời sống và sản xuất.
- Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và phương pháp đặc
thù của vật lí .
* Về kỹ năng:
- Biết quan sát các hiện tượng và quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời
sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm, biết điều tra, sưu tầm, tra cứu tài liệu
từ các nguồn khác nhau để thu thập các thông tin cần thiết cho việc học tập.
- Sử dụng được các dụng cụ đo của vật lí, có kỹ năng lắp ráp và tiến hành
các thí nghiệm vật lí đơn giản.
- Biết phân tích, tổng hợp và xử lý các thông tin thu được để rút ra kết
luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay bản chất của các hiện
tượng hay quá trình vật lí, cũng như đề xuất các phương án thí nghiệm để kiểm
tra dự đoán đã đề ra.


21
- Vận dụng được kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng và quá
trình vật lí, giải các bài tập vật lí và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời
sống và sản xuất ở mức độ phổ thông.
- Sử dụng các thuật ngữ vật lí, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng,
chính xác những hiểu biết, cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử
lý thông tin.
* Về mặt thái độ:
- Có hứng thú học tập vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng đối với
những đóng góp của vật lí học đối với sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao
của các nhà khoa học.
- Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính
xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn vật lí.

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết của vật lí vào đời sống nhằm cải
thiện điều kiện sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường.
2.1.2. Cấu trúc chương “Động lực học chất điểm” thuộc Vật Lí 10 Ban
KHTN
Chương trình có 13 bài (Từ bài 13 đến bài 25) và được phân phối trong 18 tiết
học, trong đó:
11 tiết lý thuyết.; 4 tiết bài tập; 2 tiết thực hành; 1 tiết kiểm tra
● Chuẩn kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là đại lượng véc tơ.
- Phát biểu được quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một chất điểm và
phân tích một lực thành hai lực theo các phương xác định.
- Nêu được khái niệm quán tính của vật và kể được một số ví dụ về quán
tính.
- Phát biểu được định luật I Niu-tơn.
- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn, viết được hệ thức của định luật
này.


22
- Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của lò
xo (điểm đặt, phương, chiều).
- Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức của định luật này đối với
độ biến dạng của lò xo.
- Nêu được đặc điểm ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát lăn. Viết được
công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại và lực ma sát trượt.
- Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện
trong định luật II Niu-tơn như thế nào và viết được hệ thức của định luật này.
- Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết được hệ
thức P = m g .
- Nêu được khái niệm khối lượng là số đo mức quán tính của vật.

- Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết được hệ thức của định luật
này.
- Nêu được các đặc điểm của lực tác dụng và phản lực.
- Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực
mv 2
= mω 2 r .
tác dụng lên vật và viết được hệ thức Fht =
r

- Nêu được khái niệm hệ qui chiếu phi quán tính và các đặc điểm của nó.
Viết được công thức tính lực quán tính đối với vật đứng yên trong hệ quy chiếu
phi quán tính
● Chuẩn kĩ năng
- Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập về sự biến dạng của lò
xo.
- Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập.
- Vận dụng được công thức của lực ma sát để giải các bài tập.
- Biểu diễn được các véc tơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể.
- Vận dụng được các định luật I,II, III Niu-tơn để giải các bài toán đối với
một vật, đối với hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, nằm
nghiêng.


23
- Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật
để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kỹ thuật.
- Vận dụng quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực để giải bài tập đối với
vật chịu tác dụng của ba lực đồng quy.
- Giải được bài toán về chuyển động của vật ném ngang, ném xiên.
- Giải được bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lượng của vật.

- Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn
đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực.
- Giải thích được các hiện tượng liên quan đến lực quán tính li tâm.
- Xác định được hệ số ma sát trượt bằng thí nghiệm.
● Những vấn đề mới và khó của chương:
- Hệ quy chiếu có gia tốc, lực quán tính.
- Trọng lực và trọng lượng:
*Trọng lực của vật là hợp lực của lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lên






vật và lực quán tính li tâm xuất hiện do sự quay của Trái Đất: P = F hd+ F q
*Trọng lượng là độ lớn của trọng lực.
*Trường hợp chuyển động của vật được xét trong hệ quy chiếu chuyển


động có gia tốc a so với Trái Đất.




Lực quán tính tác dụng lên vật F qt = -m a ;

  
P' = P + F qt.



P' gọi là trọng lực biểu kiến, độ lớn của trọng lực biểu kiến là trọng lượng

biểu kiến.
- Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng. Hiện tượng tăng giảm trọng
lượng được khảo sát trên cơ sở so sánh giữa trọng lượng và trọng lượng biểu
kiến.
- Biết cách biểu diễn các lực cơ học tác dụng vào một vật bất kì.
Sơ đồ lôgic chương Động lực học:


24
Các định luật về chuyển động

ĐL I NT
NniuNtơn

ĐL II NT
tơn

Quán tính

Hệ quy chiếu
qt

Các lực cơ học

Lực ma sát

ĐL III NT

Lực đàn
hồi

Lực hấp
dẫn

Kn KL
Đặc điểm
của lực cơ
học

Hệ quy chiếu
không qt
Phương

Lực qt

Chiều

Chuyển
động của vật
bí ném

Độ lớn

Thực hành: đo hệ số ma sát

Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng
lượng

Trọng
lực

Trọng
lượng

Sơ đồ 2.1
2.2 Xây dựng hệ thống BTTN chương Động lực học chất điểm Vật lí 10
Bài tập 1. Xác định hệ số ma sát giữa đồng xu và bìa sách giáo khoa Vật Lí 10.
+ Câu hỏi định hướng tư duy:
1.Hãy cho biết những phương pháp xác định ma sát trượt giữa hai vật mà
em đã biết?
2. Em lựa chọn phương pháp đo với thiết bị em luôn có: thước dài, có độ
chia cm và máy tính cầm tay?
Bài tập 2. Dùng sợi dây kéo một quyển sách trong 2 trường hợp:
- Kéo sách trượt trên bàn.
- Kéo sách đặt trên 2 bút chì.
Làm TN và giải thích hiện tượng xảy ra?
+ Câu hỏi định hướng tuy duy:
1. Những lực ma sát nào tác dụng lên quyển sách trong hai trường hợp?
2. Làm thí nghiệm cho biết kéo quyển sách trong trường hợp nào nhẹ hơn?
3. So sách phản lực tác dụng lên quyển sách trong hai trường hợp?
4. Giải thích hiện tượng?


25
Bài tập 3: Hãy nêu phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt giữa
hộp phấn và mặt bàn nếu trong tay em chỉ có 1 lực kế?
+ Câu hỏi định hướng tư duy:
1. Một vật chuyển động thẳng đều khi nào?

2. Kéo một vật trên mặt phẳng ngang thì có những lực nào đang đồng thời
tác dụng lên vật?
3. Trọng lực và phản lực là hai lực như thế nào?
4. Khi vật chuyển động thẳng đều, so sánh chỉ số của lực kế và lực ma sát
trượt?
5. Viết công thức tính lực ma sát trượt?
6. Ta cần làm thí nghiệm để đo đại lượng nào?
Bài tập 4. Xác định độ cứng của lò xo? Cho dụng cụ: lò xo, một thước
thẳng và quả cân đã biết trọng lượng.
+ Câu hỏi định hướng tư duy:
1. Viết công thức tính lực đàn hồi?
2. Số chỉ của lực kế có bằng lực đàn hồi của lò xo làm lực kế không?
3. Vậy giả sử độ cứng của lò xo chưa biết, thì ta có xác định được không?
4. Làm thí nghiệm để đo?
+ Hướng dẫn giải
- Chọn 1 vật đã biết trọng lượng.
- Treo vật vào lò xo ( cần xác định độ cứng)
- Đo độ dãn của lò xo (bằng thước).
P
- Vật cân bằng: P = Fđh → P = mg = k .∆l → k =

∆l

Bài tập 5. Treo 2 lực kế nối tiếp nhau đầu dưới treo một quả cân. Làm thí
nghiệm đọc số chỉ của mỗi lực kế, khi nào số chỉ của hai lực kế là như nhau?
giải thích?
+Câu hỏi định hướng tư duy:
1. Số chỉ của lực kế trên cân bằng với lực nào?