Giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh qua dạy học về máy điện vật lí 12 THPT

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHAN TRỌNG ĐỨC

GIÁO DỤC KỸ THUẬT TỔNG HỢP
CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC
VỀ MÁY ĐIỆN VẬT LÝ 12 THPT
Chuyên ngành: LÝ LUẬN& PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ
Mã số: 60. 14. 01. 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC

Nghệ An, 2015


2

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin được bày tỏ lòng thành kính sâu sắc đến PGS.TS NguyÔn

§×nh Thíc – Thầy đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu
và hoàn thành luận văn này.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn tới BGH , khoa Sau đại học, khoa Vật Lý và

Công Nghệ, các giảng viên bộ môn PPGD Vật Lý trường ĐH Vinh.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thầy ,Cô, bạn bè
,đồng nghiệp và gia đình trong quá trình làm luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn tới BGH, Tổ Vật Lý trường THPT Nguyễn
Công Trứ- Nghi Xuân đã động viên và tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành
nhiệm vụ.
Vì điều kiện về thời gian và khả năng nghiên cứu của tác giả còn nhiều
hạn chế nên khó tránh khỏi những sai sót. Tác giả mong nhận được nhiều ý
kiến quý báu của bạn đọc để luận văn được hoàn thành và tiếp tục phát triển.
Tác giả

Phan Trọng Đức


3

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
TN:

Thí nghiệm

SGK:

Sách giáo khoa

SGV:

Sách giáo viên

GV:

Giáo viên

HS:

Học sinh

THPT:

Trung học phổ thông

PPDH:

Phương pháp dạy học.

GDKTTH:

Giáo dục kỹ thuật tổng hợp

PP:

Phương pháp.


4

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
NỘI DUNG

Chương 1: Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lý ở

1
5
5

trường phổ thông.
1.1. Nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học ở trường phổ

5

thông
1.1.1. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong trường phổ thông.
1.1.2. Vai trò của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong nhà trường.
1.2. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học bộ môn vật lý ở trường

5
6
8

phổ thông.
1.2.1. Quan hệ hai chiều giữa vật lý và kỹ thuật.
1.2.2. Nội dung dạy học vật lý trong trường phổ thông gắn liền với thực

8
11

tế lao động sản xuất và đời sống.
1.3. Nội dung của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lý.
1.4. Các nguyên tắc của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học.

1.4.1. Phục vụ mục tiêu chung của giáo dục.
1.4.2. Phải mang tính hiện đại, cập nhật
1.4.3. Phải làm cho học sinh hiểu được những nguyên lý cơ bản của tất

13
15
15
15
16

cả quá trình sản xuất, đồng thời phải rèn luyện cho học sinh thói quen
biết dùng những dụng cụ đơn giản phổ biến trong các ngành sản xuất.
1.4.4. Phải làm cho vật lý học trở nên gần gũi với học sinh, phù hợp với

16

thực tiễn lao động sản xuất ở địa phương
1.5. Các biện pháp giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lý
1.5.1. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học xây dựng kiến thức mới
1.5.2. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học giải bài tập vật lý
1.5.3. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học thực hành vật lý

17
17
20
24

Chương 2: Giáo dục kỹ thuật tổng hợp thông qua dạy học phần “Máy

29

điện” Vật lý lớp 12 phổ thông
2.1. Vị trí đặc điểm phần “Máy điện” vật lý 12 phổ thông
2.2. Nội dung dạy học ch¬ng “Dßng ®iÖn xoay chiÒu”
2.3. Thực trạng dạy học phần “Máy điện” ở một số trường THPT huyện

29
30
32

Nghi Xuân – Hà Tĩnh
2.4. Cải tiến, chế tạo thiết bị dạy học phục vụ giáo dục kỹ thuật tổng

35


5

hợp khi dạy học phần “Máy điện”
2.5. Vận dụng các biện pháp thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong

36

dạy học Vật lý qua phần “Máy điện”
2.5.1. Khả năng thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp khi dạy học phần

36

“Máy điện”
2.5.2. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học xây dựng kiến thức mới

37

về vật lý.
2.5.3. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học luyện tập giải bài tập

51

vật lý
2.5.4. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học thực hành vật lý
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
3.1. Mục đích thùc nghiÖm s ph¹m
3.2. Đối tượng thùc nghiÖm
3.3 Nhiệm vụ thùc nghiÖm
3.4.Néi dung thùc nghiÖm s ph¹m
KẾT LUẬN
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

58
69
69
69
69
69
78
80
P1

MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất
sôi động trên toàn thế giới và ở nước ta. Sự nghiệp công nghiệp hoá đất nước
đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới đồng bộ cả mục đích nội dung, phương
pháp và phương tiện dạy học.
Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu mới của khoa học giáo dục trên
thế giới và phát huy những thành tựu đã đạt được của nền giáo dục nước nhà,
các giải pháp đề ra phải vừa theo kịp sự phát triển chung của khoa học giáo


6

dục trên thế giới, vừa phải phù hợp với điều kiện cụ thể ở nước ta sao cho có
tính khả thi và hiệu quả.
Các nhiệm vụ của việc dạy học vật lý ở trường phổ thông là:
1. Đảm bảo cho học sinh nắm vững các hệ thống kiến thức, kỹ năng cơ
bản về vật lý theo chuẩn của chương trình.
2. Phát triển trí tuệ học sinh trong quá trình dạy học vật lý.
3. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh.
4. Giáo dục thế giới quan và nhân cách của người lao động mới trong
dạy học vật lý .
Như vậy giáo dục kỹ thuật tổng hợp là một trong 4 nhiệm vụ cơ bản
của dạy học Vật lý ở trường phổ thông, dạy học vật lý trong trường phổ thông
cần phải hướng tới nhiệm vụ này.
Vật lý học là khoa học được ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành kỹ
thuật, trong đời sống, sản xuất... Các nguyên lý cơ bản của những ngành sản
xuất như: cơ khí, giao thông vận tải, xây dựng, năng lượng, các dây chuyền
sản xuất, thông tin viễn thông... đều dựa vào các định luật, khái niệm, nguyên
lý vật lý.
Mặt khác, vật lý là cơ sở của hầu hết các ngành kỹ thuật, nhưng kỹ thuật lại

tạo ra các thiết bị ngày càng tốt hơn cho nghiên cứu vật lý và do đó cho cả
dạy học vật lý. Hiện nay không những ở thành thị mà ngay cả nông thôn,
những vùng sâu, vùng xa cũng đã và đang có chương trình điện khí hoá. Sự
truyền năng lượng đi xa bằng dòng điện cao thế có vai trò quan trọng trong
việc sử dụng điện và điện khí hoá. Điện khí hoá có vai trò chủ đạo trong việc
xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật của đất nước.
Năng lượng điện được sử dụng phổ biến trong nền nông nghiệp và
công nghiệp hiện đại. Do đó, việc trang bị những kiến thức và kỹ năng về sử


7

dụng điện an toàn, tiết kiệm là một trong những nội dung của giáo dục kỹ
thuật tổng hợp.
Phần “Máy điện” ở vật lý 12 THPT hiện hành theo truyền thống thì
giáo viên và học sinh chỉ quan tâm đến kiến thức hàn lâm, nặng nề giải các
bài toán điện xoay chiều, mà xem nhẹ vai trò của dạy học chương trình này
đối với việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp nên học sinh xa rời thực tế, lúng túng
trong việc giải quyết các bài toán có nội dung kỹ thuật, nội dung thực tế. Cho
nên không thực hiện tốt nhiệm vụ dạy học vật lý trong nhà trường.
Để góp phần khắc phục những hạn chế trên, chúng tôi chọn đề tài:
“Giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh qua dạy học về máy điện vật lý 12
THPT”.

2. Mục đích
Xây dựng các phương án dạy học phần "Máy điện" và sử dụng bài tập
vật lý nhằm góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh lớp 12 THPT.
3. Giả thuyết khoa học
Có thể góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh nếu có các
phương án dạy học cụ thể và sử dụng các bài tập có nội dung kĩ thuật phù hợp

với điều kiện học tập ở trường THPT trong quá trình dạy học phần "Máy
điện" vật lí 12.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Quá trình dạy học vật lí 12 ở trường THPT.
4.2. Phạm vi nghiên cứu.
Giáo dục kỹ thuật tổng hợp qua dạy học những kiến thức về "Máy
điện" vật lí 12 THPT.


8

5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1 Nghiên cứu các tài liệu, xây dựng các cơ sở lí luận về giáo dục kỹ
thuật tổng hợp trong dạy học vật lí ở trường phổ thông
5.2 Tìm hiểu hiện trạng dạy học về “Máy điện” ở lớp 12 THPT
5.3 Xây dựng các phương án, thiết kế các tiến trình dạy học giáo dục kỹ
thuật tổng hợp những kiến thức về “Máy điện”
5.4 Thực nghiệm sư phạm
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu về giáo dục
kỹ thuật tổng hợp, về lý luận dạy học vật lý.
6.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: phương pháp quan sát, điều
tra, thực hành ngoại khoá, thực nghiệm sư phạm.
6.3 Phương pháp thống kê toán học, xử lí các số liệu điều tra và TNSP
bằng công cụ toán học thống kê.
7. Đóng góp mới của luận văn
- Về mặt lí luận: Luận văn đã hệ thống được cơ sở dữ liệu về giáo dục
kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lí ở trường phổ thông.
- Về mặt thực tiễn: Sưu tầm, biên soạn, thiết kế được 05 giáo án theo

định hướng giáo dục kỹ thuật tổng hợp qua dạy học những bài tập có nội dung
kiến thức về “Máy điện” vật lí 12 THPT


9

NỘI DUNG
CHƯƠNG I. GIÁO DỤC KỸ THUẬT TỔNG HỢP TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1.1 Nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học ở trường phổ
thông
12 17
1.1.1 Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong trường phổ thông [ ] , [ ]

Theo C.Mác - Giáo dục kỹ thuật tổng hợp là "Việc dạy học là làm cho
nhi đồng và thiếu niên biết rõ được những nguyên lý cơ bản của tất cả mọi
quá trình sản xuất và đồng thời làm cho các em có được thói quen biết dùng
những công cụ đơn giản nhất của tất cả các ngành sản xuất".
Nhiệm vụ của giáo dục kỹ thuật tổng hợp được phát biểu trong thuyết
của chủ nghĩa cộng sản khoa học, được C.Mác đặt nền móng đầu tiên.
C.Mác viết: "Chúng ta hiểu giáo dục là 3 điều: Thứ nhất là giáo dục trí
óc; thứ 2 là giáo dục thể chất; thứ 3 là giáo dục kỹ thuật tổng hơp, giới thiệu
những nguyên tắc cơ bản của mọi quá trình sản xuất và đồng thời cho trẻ em
hoặc thiếu niên những kỹ xảo sử dụng những công cụ đơn giản nhất của mọi
ngành sản xuất.
V.I.LêNin coi nguyên tắc kỹ thuật tổng hợp của việc dạy học là nguyên
tắc cơ bản, quyết định cấu trúc của toàn bộ học vấn và có ý nghĩa xã hội quan
trọng. Đề cập đến nội dung của dạy học kỹ thuật tổng hợp V.I.LêNin đã chỉ
ra: "Nguyên tắc kỹ thuật tổng hợp không đòi hỏi dạy tất cả, nhưng đòi hỏi dạy
những cơ sở của công nghiệp hiện đại nói chung..."

Như vậy, chúng ta thấy nổi lên hai vấn đề của giáo dục kỹ thuật tổng
hợp là:


10

* Dạy cho các em những nguyên lý cơ bản nhất của tất cả mọi quá trình
sản xuất.
* Dạy cho các em những kỹ năng sử dụng các công cụ đơn giản nhất
của tất cả các ngành sản xuất.
Khi giảng dạy vật lý với việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp thì chúng ta
cần truyền thụ cho các em những kiến thức như:
- Những khái niệm, định luật là cơ sở khoa học của ngành sản xuất.
- Những kiến thức vật lý có ý nghĩa thực tiễn có nhiều ứng dụng trong
kỹ thuật và trong công nghệ.
- Những ứng dụng vật lý đưa vào cơ khí hoá, những yếu tố tự động....
- Rèn luyện những kỹ năng, kỹ xảo thực hành.
Với nội dung trên chúng ta có thể biểu diễn theo sơ đồ.

GIÁO DỤC KỸ THUẬT TỔNG HỢP

HS nắm được nguyên tắc hoạt
động của thiết bị kỹ thuật
thuộc ngành sản xuất chủ yếu.
(Lý thuyết)

Học sinh có kỹ năng sử dụng
dụng cụ kỹ thuật đơn giản.
(Thực hành)

10 11
1.1.2. Vai trò của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong nhà trường [ ] , [ ] ,

[ 12]
Một trọng những mục tiêu của giáo dục phổ thông là chuẩn bị cho học
sinh những kiến thức và kỹ năng cần thiết để người học có thể nhanh chóng
tham gia vào các hoạt động sản xuất đa dạng trong xã hội hiện đại. Trong thời
đại ngày nay bất kỳ một ngành hoạt động xã hội nào cũng phải sử dụng những
máy móc, thiết bị kỹ thuật được chế tạo dựa trên những định luật vật lý. Có


11

nhiều loại máy móc chuyên dùng trong một ngành nhưng nguyên lý vật lý thì
vẫn là phổ biến, chỉ khác chi tiết kỹ thuật.
Việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp không đòi hỏi phải dạy cho học sinh
tất cả các máy mọc thiết bị. Nhưng đòi hỏi phải dạy những cơ sở của công
nghiệp hiện đại nói chung, nắm được những nguyễn tắc chung đó, học sinh sẽ
dễ dàng sau này đi vào sử dụng từng loại máy chuyên dùng cụ thể trong mỗi
ngành sản xuất.
Tuy nhiên không thể hiểu dạy học kỹ thuật tổng hợp chỉ đơn thuần là
rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hành. Chúng ta chỉ trang bị cho học sinh
những thao tác đơn giản trên những máy mọc, dụng cụ được sử dụng phổ
biến. Ngay cả các thao tác đó cũng phải tuân theo các nguyên tắc vật lý để
đảm bảo an toàn, chính xác, có hiệu quả.
Ví dụ:
- Khi sử dụng điện và các máy điện thì phải tuân theo các quy tắc an
toàn điện.
- Khi sử dụng các dụng cụ đo thì phải chú ý đến giới hạn đo và thang
chia...vv

Thế giới đang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ. Xã hội
mới phồn vinh ở thế kỷ 21 phải là một xã hội phải "dựa vào tri thức và tư duy
sáng tạo, tài năng sáng chế của con người". Để có thể vươn lên được chúng ta
không chỉ học hỏi những kinh nghiệm đó một cách sáng tạo mà tìm ra con
đường phát triển riêng phù hợp với hoàn cảnh cụ thể của đất nước. Việc giáo
dục kỹ thuật tổng hợp càng tỏ ra quan trọng trong điều kiện khoa học kỹ thuật
phát triến như vũ bão hiện nay, nhưng ứng dụng của vật lý vào kỹ thuật không
những tạo ra những phương thức sản xuất mới, dẫn tới tăng năng suất lao
động cao mà nhiều khi còn thay đổi cơ bản chức năng của con người và của
máy mọc trong các quá trình sản xuất.


12

Hơn nữa, hiện nay học sinh ở các trường THPT (nông thôn), sau khi tốt
nghiệp THPT thì tỷ lệ thi đậu vào các trường Đại học, cao đẳng là rất thấp,
nên đại đa số các em sẽ theo hướng học nghề để phục vụ cho ngành nông
nghiệp, công nghiệp hiện đại, do đó việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp là rất cần
thiết để giúp các em có được những kỹ năng cơ bản ban đầu khi bước vào
cuộc sống.
1.2. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học bộ môn vật lý ở trường
12 17
phổ thông [ ] , [ ]

1.2.1. Quan hệ hai chiều giữa vật lý và kỹ thuật.
1.2.1.1 Vật lý là nền tảng của kỹ thuật.
Những thành tựu về vật lý học hiện nay rất phong phú và đa dạng. Có
những kiến thức vật lý giúp chúng ta hiểu được bản chất của các hiện tượng,
giải thích được những hiện tượng phức tạp và bí ẩn của tự nhiên. Những kiến
thức này có giá trị lý thuyết sâu sắc, chúng cho phép chúng ta thấy được sự

thống nhất trong cái đa dạng của thế giới vật chất. Có những kiến thức vật lý
khác lại có ý nghĩa thực tiễn lớn lao, có thể ứng dụng một cách hiệu quả để
chế tạo các thiết bị máy móc, làm giảm nhẹ lao động, tăng năng suất, chất
lượng sản phẩm, cải thiện đời sống vật chất và tinh thần con người.
Trong chương trình dạy học phổ thông hiện nay, học sinh được học
những môn riêng như kỹ thuật công nghiệp, kỹ thuật nông nghiệp, cơ khí
hoá... Trong những môn học này học sinh được chủ yếu nghiên cứu kết cấu,
vận hành của các máy móc, thiết bị dùng trong nông nghiệp, công nghiệp,
những quy trình thao tác máy móc cụ thể (nguyên lý vận hành). Như vậy,
những kiến thức vật lý sẽ làm cơ sở cho sự chế tạo, vận hành các máy móc
đó.
Ví dụ:


13

Khi học hiện tượng cảm ứng điện từ (Vật lý lớp 11) thì trong kỹ thuật
đã dựa vào hiện tượng đó để chế tạo nhiều dụng cụ có nguyên lý hoạt động
dựa trên nguyên tắc đó như: máy phát điện xoay chiều, máy biến thế, máy
cưa...
Đặc biệt trong xã hội hiện nay khi cuộc cách mạng khoa học công nghệ
không những ảnh hưởng một cách căn bản đến phương pháp sản xuất của
nhiều lĩnh vực sản xuất, các yếu tố và cấu trúc của hệ thống kỹ thuật mà còn
làm thay đổi về nguyên tắc chức năng của kỹ thuật. Ngày nay các phương tiện
kỹ thuật trực tiếp thay thế các chức năng sản xuất của con người, trong đó có
chức năng điều khiển.
Vai trò của con người trong nền sản xuất tự động hoá hiện đại dần dần
được quy về kiểm tra các hệ thống tự động.
Những ứng dụng kỹ thuật khác nhau của vật lý học có thể được nghiên
cứu ở các phần riêng biệt của vật lý học được phản ánh ở bảng 1.1 sau đây.

Bảng 1.1
PHẦN
GIÁO

CỦA XU HƯỚNG TIẾN DẠNG SẢN XUẤT CÁC

ĐỐI

TƯỢNG

VÀ

TRÌNH BỘ KỸ THUẬT VÀ MÁY MÓC VÀ QUÁ TRÌNH KỸ THUẬT

VẬT LÝ

HOẶC

NGÀNH VẬT LIỆU

KỸ THUẬT

Cơ học

Điện khí hoá

Các cơ chế máy Cần trục, xe vận tải, máy
móc, phương tiện ly tâm, xe hơi, máy nông
vận tải

Nhiệt học vật Sử
lý phân tử

dụng

nghiệp, tên lửa, động cơ

gió, nhà máy thuỷ điện.
khai Trung tâm nhiệt Động cơ nhiệt, nhà máy

thác năng lượng điện, sản xuất vật nhiệt điện, các phương
nhiệt, tạo ra các liệu, quy trình gia pháp vật lý gia công vật
vật liệu với các công vật liệu

liệu


14

Điện học

tính

chất

định
Điện

kỹ

xác
thuật Các vật liệu điện, Vật dẫn, điện môi, nam

điện tử học

các dụng cụ và châm điện, máy biến thế,
thiết bị điện từ

thiết bị phóng điện trong
chất khí, các dụng cụ

Dao động và Kỹ
sóng

chân không và bán dẫn.
vô Các phương tiện Tần số kế, mạch dao

thuật

tuyến,

năng thông tin liên lạc, động, máy phát vô tuyến:

lượng học

sản xuất truyền tải vô tuyến truyền hình, vô
và sử dụng điện tuyến định vị, thông tin
năng

Quang học

liên lạc, đường tải điện,

sử dụng điện năng.
Quang cụ và kỹ Kỹ thuật quang Dụng cụ quang học, máy
thuật kiểm tra đo học, quang phổ quang phổ

lường
Vật lý nguyên Năng
tử hạt nhân
Tất

cả

phần

học
lượng Nhà

nguyên tử
các Tự động hoá

máy

nguyên tử

điện Đồng vị phóng xạ, phản
ứng hạt nhân và phản

ứng nhiệt hạt nhân

Tất cả các dạng Bộ thu biến, rơ le, sơ đồ
sản xuất

và thiết bị tự động hoá.

1.2.1.2 Kỹ thuật là động lực thúc đẩy sự phát triển của vật lý học
- Kỹ thuật tạo ra thiết bị mới phục vụ cho nghiên cứu vật lý.
Ví dụ: Trong kỹ thuật chế tạo ra những thiết bị, máy móc để chúng ta
sử dụng vào mục đích nghiên cứu vật lý như:
•

Các dụng cụ đo điện: vôn kế, ampe kế, đồng hồ vạn năng...

•

Các thiết bị điện: cuộn cảm, tụ điện, điện trở, vi mạch...

•

Một số thiết bị hiện đại: máy vi tính, dao động ký điện tử...


15

- Kỹ thuật làm nảy sinh vấn đề nghiên cứu cho vật lý học
Ví dụ: Vào giữa thế kỷ 18, khi nghiên cứu khả năng hoạt động của máy
hơi nước đã làm nảy sinh yêu cầu nghiên cứu quá trình biến đổi nhiệt thành
công để nâng cao hiệu suất của máy. Trên cở sở đó phát minh ra định luật
bảo toàn và chuyển hoá năng lượng.
1.2.2. Nội dung dạy học vật lý trong trường phổ thông gắn liền với thực tế

lao động sản xuất và đời sống
- Nội dung kiến thức lý thuyết là cơ sở của các thiết bị kỹ thuật thường
sử dụng trong lao động sản xuất và đời sống.
Những thành tựu về vật lý học hiện nay rất phong phú, đa dạng. Có
những kiến thức vật lý giúp chúng ta hiểu được bản chất của các hiện tượng,
giải thích được những hiện tượng phức tạp và bí ẩn của tự nhiên. Có những
kiến thức vật lý lại có ý nghĩa thực tiễn lớn lao, có thể ứng dụng một cách
hiệu quả để chế tạo các thiết bị máy móc, làm giảm nhẹ lao động, tăng năng
suất, chất lượng sản phẩm, cải thiện tinh thần vật chất và tinh thần con người.
Ở chương trình vật lý phổ thông đề cập tới nhiều khái niệm, định luật là
cơ sở khoa học của ngành năng lượng học như: khái niệm công, thế năng,
động năng, nội năng, hiện tượng cảm ứng điện từ, định luật bảo toàn chuyển
hoá năng lượng, định luật Jun-Lenxơ ...v..v
+ Khi học về công thì học sinh biết rằng: trong thực tế khi thực hiện
được lợi về công thì thiệt đường đi

nên trong đời sống sản xuất ta ứng

dụng điều này để vận chuyển vật.
+ Khi học về hiện tượng cảm ứng điện từ

Trong công nghiệp thì nó

sẽ là nguyên lý hoạt động của các loại máy móc phục vụ đời sống như: máy
bơm nước, máy phát điện, máy cày...v..v


16

+ Dựa vào quy tắc vàng cơ học là "định luật bảo toàn công"

ứng

dụng chủ yếu trong hoạt động sản xuất như: cần trục, máy xúc, máy san
đất...v..v
- Nội dung rèn luyện kỹ năng trong dạy học vật lý.
+ Kỹ năng sử dụng dụng cụ đo (đo dòng bằng ampe kế, đo hiệu điện
thế bằng vôn kế, đồng hồ vạn năng)
+ Kỹ năng đọc đồ thị, bản vẽ (vẽ giản đồ véc tơ, mạch điện, đọc các
thông số trên mạch điện...)
+ Kỹ năng lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ (lắp ráp thí nghiệm theo sơ đồ
đã có)
+ Kỹ năng tiến hành thí nghiệm, quan sát (xác định điện dung tụ, độ tự
cảm)
+ Chế tạo các dụng cụ đo, máy móc đơn giản (lực kế, bộ góp)
- Kỹ thuật cho ta phương tiện ngày càng tốt hơn cho ta nghiên cứu vật
lý.
Kỹ thuật là ngành khoa học mà cơ bản là việc ứng dụng những kiến
thức khái quát của vật lý, nhất là những định luật vật lý, vào kỹ thuật để tạo ra
những thiết bị, máy móc có tính năng tác dụng nhất định, đáp ứng được
những yêu cầu của kỹ thuật và đời sống và ngược lại trong kỹ thuật ngày càng
tạo ra nhiều phương tiện ngày càng tốt hơn cho nghiên cứu vật lý.
Ví dụ: Kỹ thuật tạo ra những dụng cụ đo điện như: vôn kế, ampe kế,
dao động ký điện tử...
1.3. Nội dung của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lý
Khái niệm giáo dục kỹ thuật tổng hợp được Mac – Lê Nin đưa ra đã
khái quát hoá về nhiệm vụ và nội dung chính của giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
Về mặt lý luận là cung cấp cho học sinh những nguyên lý khoa học cơ bản,
chung nhất cho tất cả quá trình sản xuất. Về mặt thực tiễn là trau dồi cho học

17

sinh các kỹ năng sử dụng, điều khiển các công cụ sản xuất cơ bản đang được
sử dụng trong các ngành sản xuất chủ yếu.
Nội dung chủ yếu của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học vật lý ở
trường phổ thông có thể bao gồm 2 nội dung chính sau:
+ Học sinh nắm được nguyên lý cơ bản của ngành sản xuất chủ yếu.
Vật lý là môn khoa học tự nhiên liên hệ mật thiết với hầu hết các ngành
sản xuất chính hiện nay. Các khái niệm, định luật, thuyết vật lý là cơ sở của
nhiều ngành sản xuất, ngành năng lượng, ngành thông tin liên lạc, vật liệu,
ngành xây dựng, ngành giao thông vận tải.
Như vậy với nội dung trên của giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong vật lý
là làm cho học sinh nắm được các nội dung cơ bản về cơ, nhiệt, điện, quang,
vật lý nguyên tử và hạt nhân để làm cơ sở cho việc tiếp tục học lên đại học
hoặc làm cơ sở cho việc nắm vững các kiến thức và kỹ thuật để họ tham gia
lao động trong các ngành sản xuất chủ yếu. Môn vật lý cần làm cho học sinh
nắm vững các khái niệm, định luật, thuyết vật lý và cần liên hệ các khái niệm,
định luật, thuyết vật lý với các quá trình sản xuất cụ thể để cho học sinh làm
quen với các quá trình sản xuất trên các nét đại cương.
+ Học sinh có kỹ năng, kỹ xảo sử dụng công cụ đơn giản của nền sản
xuất hiện đại.
Khi giảng dạy vật lý học làm thế nào để học sinh có những kỹ năng sử
dụng các công cụ đơn giản trong sản xuất, làm cho học sinh có những kỹ năng
sử dụng cấu tạo và vận hành một số công cụ lao động như: thiết bị cơ khí,
thiết bị điện...trong sản xuất và đời sống. Trong dạy học vật lý việc sử dụng
các kỹ năng, kỹ xảo này thì phải thể hiện thông qua các ngành sản xuất như
bảng 1.2
Bảng 1.2

18

TT

PHẦN HỌC TRONG NGÀNH SẢN XUẤT

KỸ NĂNG, KỸ XẢO

GIÁO TRÌNH

1

Cơ học

2

kế, máy cơ đơn giản.
Vật lý phân tử và Khai thác năng lượng Sử dụng các loại nhiệt kế, kỹ

3

nhiệt học
Điện học

4
5

Cơ khí hoá

Sử dụng các dụng cụ đo, lực

Gia công vật liệu
Kỹ thuật điện

năng gia công
Kỹ năng chế tạo, lắp ráp, sử

Điện tử học

dụng dụng cụ đo, dao động

Dao động và sóng

Kỹ thuật vô tuyến

ký điện tử...
Cách mắc sơ đồ phát và thu

Quang học

Năng lượng học
Quang cụ

sóng điện từ, đọc hiểu sơ đồ
Sử dụng các quang cụ, cách

Dụng cụ kiểm tra kỹ đo lường...
6

thuật và đo lường
Vật lý phân tử hạt Năng lượng nguyên
nhân

tử


19

1.4 . Các nguyên tắc giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học
Khi dạy học theo định hướng giáo dục kỹ thuật tổng hợp phải tuân theo
những nguyên tắc sau:
1.4.1. Phục vụ mục tiêu chung của giáo dục
Nhiệm vụ của giáo dục phổ thông là phải giáo dục toàn diện, cung cấp
những kiến thức cơ bản để học sinh sau này có thể tiếp tục học lên cao hoặc
tự học, do đó không thể đi ngay vào một lĩnh vực phổ biến ở địa phương
mình. Chương trình vật lý vẫn phải bao gồm cả một hệ thống và chúng có
nhiều ứng dụng trong thực tế như những ngành sản xuất và lĩnh vực kỹ thuật.
Ví dụ: Động cơ là một loại máy cần dùng trong nhiều lĩnh vực.
Căn cứ vào nhiệm vụ dạy học của vật lý nên trong môn học vật lý học
sinh không thể đi ngay vào nghiên cứu hoạt động của những động cơ, máy
móc như một đối tượng độc lập. Do đó cần phải được bắt đầu nghiên cứu
những quy luật hoạt động cơ bản của từng thiết bị, động cơ chi tiết cho đến
những động cơ được những ứng dụng những kiến thức vật lý tổng quát nhất.
1.4.2. Phải mang tính hiện đại, cập nhật
Mục đích của giáo dục kỹ thuật tổng hợp là để chuẩn bị cho học sinh có
thể nhanh chóng tham gia được vào các hoạt động sản xuất của xã hội hiện
nay, bởi vậy, những đối tượng đề cập đến phải là những đối tượng sử dụng
rộng rãi.
Ví dụ: Ngày nay trong lĩnh vực truyền tin, nghe nhìn người ta thường

dùng dụng cụ bán dẫn, tranzito. Mặc dù hoạt động của đèn điện tử 3 cực dễ
quan sát, dễ hiểu hơn với học sinh, nhưng do hiện nay không còn phổ biến
trong kỹ thuật nên trong chương trình vật lý phải bỏ đèn điện tử ba cực mà
thay bằng tranzito bán dẫn.
Cũng vì tuân thủ nguyên tắc tính hiện đại, cập nhật này mà nhiều khi
cần phải dựa vào chương trình vật lý những đề tài mới mẻ có liên quan đến


20

kỹ thuật hiện đại, không được đề cập trong chương trình truyền thống trước
đây.
Ví dụ: Những nguyên lý vật lý tự động hoá, điều khiển từ xa, sử dụng
máy vi tính... là những kiến thức về các lĩnh vực mới cần đề cập nhằm chuẩn
bị cho học sinh tiếp thu công nghệ mới trong sản xuất hiện đại.
1.4.3. Phải làm cho học sinh hiểu được những nguyên lý cơ bản của tất cả
các quá trình sản xuất, đồng thời phải rèn luyện cho học sinh thói quen
biết dùng những dụng cụ đơn giản phổ biến trong các ngành sản xuất
Giáo dục kỹ thuật tổng hợp phải giáo dục được hai mặt:
- Học sinh có những cơ sở khoa học chung của các ngành sản xuất công
nông nghiệp, nguyên lý vận hành của các máy móc thiết bị, kỹ thuật phổ biến.
- Học sinh có những kỹ năng, kỹ xảo sử dụng những công cụ đơn giản
nhất của các ngành sản xuất.
Nếu giáo dục được cả hai mặt của giáo dục kỹ thuật tổng hợp như thế
thì sẽ tạo điều kiện cho học sinh sau này có điều kiện nhanh chóng đi sâu vào
bất kỳ ngành sản xuất nào.
1.4.4. Phải làm cho vật lý học trở nên gần gũi với học sinh, phù hợp thực
tiễn lao động sản xuất ở địa phương
Học sinh phải có được kỹ năng vận dụng sáng tạo những kiến thức vật
lý đã tiếp thu được để tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của các đối

tượng quan trọng nhất trong nền kinh tế quốc dân cũng như giải quyết nhiệm
vụ lao động hàng ngày.
Dạy học vật lý phải gắn với đời sống, sản xuất để cho học sinh thấy
được những ứng dụng của kiến thức vật lý trong đời sống và trong kỹ thuật,
đồng thời nhận ra được những đòi hỏi phải giải quyết những vấn đề mới của
đời sống và của kỹ thuật với vật lý học và với người học vật lý. Như vậy giáo
dục kỹ thuật tổng hợp đòi hỏi phải kết hợp chặt chẽ giữa dạy học vật lý với


21

thực tiễn lao động sản xuất. Bài học vật lý phải mang hơi thở của cuộc sống
lao động sản xuất ngay ở địa phương mình.
1.5. Các biện pháp thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong dạy học
vật lý
Trong dạy học vật lý có một số cách phân loại bài học. Cách phân loại
sát với thực tiễn, dễ sử dụng hơn chính là cách phân loại bài lên lớp dựa vào
mục tiêu chính của bài.
Với nội dung chính của giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh qua
dạy học vật lý, chúng tôi trình bày ba biện pháp sau:
- Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học xây dựng kiến thức mới về
vật lý.
- Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học luyện tập giải bài tập vật lý.
- Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học thực hành thí nghiệm vật lý.
1.5.1. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học xây dựng kiến thức mới
Kiến thức khoa học cơ bản là cơ sở đầu tiên không thể thiếu được để
học sinh tiếp thu những nguyên lý kỹ thuật phổ thông và kỹ thuật chuyên
ngành. Các khái niệm, các định luật, các thuyết vật lý là cơ sở của hầu hết các
ngành kỹ thuật. Vai trò của nó ngày càng quan trọng đối với đời sống sản
xuất, nhất là khoa học kỹ thuật đã trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp. Hiện

nay chúng ta đang tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì những
kiến thức cơ bản của vật lý học ngày càng chiếm vị trí quan trọng.
Từ mục đích và nội dung giáo dục kỹ thuật tổng hợp, chúng ta thấy
rằng dạy kiến thức cơ bản về vật lý là đặt cơ sở nền tảng cho việc giáo dục kỹ
thuật tổng hợp cho học sinh ở trường phổ thông hiện nay. Không tiến hành
dạy kiến thức cơ bản hoặc tiến hành không tốt thì giáo dục kỹ thuật tổng hợp
cho học sinh không được. Ngược lại khi tiến hành giáo dục kỹ thuật tổng hợp
thì kiến thức cơ bản về vật lý được các em vận dụng ở trong thực tiễn, cho


22

nên kiến thức cơ bản được các em hiểu sâu sắc hơn, được củng cố và kiểm
nghiệm ở trong đời sống và các ngành khoa học kỹ thuật.
Mục đích chính của bài học loại này là xây dựng kiến thức mới, xác
định đặc tính mới của đối tượng hoặc các mối quan hệ trong đối tượng đó.
Hiểu nội dung cơ bản của kiến thức mới.
Việc xây dựng kiến thức mới, thực chất là xây dựng công cụ mới để
giải quyết vấn đề mới xuất hiện. Tuỳ theo yêu cầu phải xây dựng khái niệm
mới, tính quy luật mới, phương pháp mới hay ứng dụng kỹ thuật mới.
Với mục đích giáo dục kỹ thuật tổng hợp thì bài học vật lý có thể khai
thác theo hai hướng:
- Học sinh hiểu được các kiến thức cơ bản của vật lý trong bài học đó
dùng làm cơ sở cho việc phát triển kỹ thuật hay nói ngược lại là ngành kỹ
thuật được xây dựng và phát triển dựa trên tri thức nào của bộ môn vật lý.
- Các nguyên lý khoa học kỹ thuật làm cơ sở cho việc chế tạo máy móc,
thiết bị trong kỹ thuật và trong đời sống hay nói ngược lại là các máy móc kỹ
thuật được chế tạo dựa trên nguyên lý khoa học kỹ thuật.
Trả lời được vấn đề này khi truyền thụ kiến thức cơ bản cho học sinh
chính là ta đã tiến hành được giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh trong

dạy học vật lý. Thực hiện tốt nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp thì giáo
viên cần phải làm cho học sinh nắm được kiến thức cơ bản của vật lý trong
từng tiết học và khai thác theo hướng giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
Muốn thực hiện được ý đồ trên thì giảng dạy vật lý cần phải đi theo con
đường dạy những ứng dụng kỹ thuật của vật lý. Đây là kết quả của việc ứng
dụng những kiến thức cơ bản của vật lý vào kỹ thuật để chế tạo những thiết bị
máy móc có tính năng tác dụng nhất định đáp ứng được những yêu cầu của kỹ
thuật và đời sống.


23

Nghiên cứu chương trình điện học bậc THPT. Chúng tôi thấy có thể
thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp ở nội dung thứ nhất trong tất cả các bài
học xây dựng kiến thức mới thuộc phần "Máy điện" lớp 12.
Việc nghiên cứu những ứng dụng kỹ thuật của vật lý đòi hỏi phải phân
tích một số lượng nhiều thí dụ kỹ thuật nhưng dù sao cũng có giới hạn. Ở đây
phải quan tâm đặc biệt đến việc làm sáng tỏ các nguyên tắc vật lý trong hoạt
động của các thiết bị khác nhau.
Nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý là thiết lập mối quan hệ
giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa cái trừu tượng và cái cụ thể. Nhờ đó mà làm
cho việc nhận thức các kiến thức vật lý trừu tượng trở thành sâu sắc hơn,
mềm dẻo hơn.
Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý góp phần phát triển
tư duy vật lý kỹ thuật của học sinh, làm cho học sinh thấy được vai trò quan
trọng của kiến thức vật lý đối với đời sống xã hội, qua đó mà kích thích hứng
thú, nhu cầu học tập vật lý của học sinh.
Việc nghiên cứu những ứng dụng kỹ thuật vật lý trong dạy học vật lý ở
trường THPT có thể diễn ra theo 2 con đường sau:
•

Quan sát cấu tạo của đối tượng kỹ thuật đã có sẵn, giải thích nguyên
tắc hoạt động của nó.

Việc giảng dạy phần này chính là học sinh hướng vào vấn đề hoạt động
dụng cụ, sau đó căn cứ vào cấu tạo của thiết bị, dựa vào kết quả để giải thích.
•

Dựa vào các định luật vật lý, những đặc tính vật lý của sự vật hiện
tượng, thiết kế thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu kỹ thuật nào đó.

Đây thực ra là việc đưa học sinh vào con đường tìm tòi, phát minh lại
một thiết bị máy móc dùng trong kỹ thuật, là một bài tập sáng tạo. Hiện tượng
vật lý và những hiện tượng chi phối nó đã biết dưới dạng tổng quát. Yêu cầu


24

tìm tòi đưa ra một số thiết bị có cấu tạo phức hợp để tạo hiện tượng vật lý đáp
ứng được một số yêu cầu cụ thể để sản xuất hay đời sống.
Thực hiện giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học xây dựng kiến thức
mới đòi hỏi:
+ Thiết bị dạy học: Học sinh phải được tận mắt quan sát đối tượng kỹ
thuật (vật thật) hoặc mô hình của nó (mô hình vật chất), cũng như ảnh chụp,
hình vẽ để học sinh tiếp cận đối tượng ở nhiều phương diện khác nhau. Tuyệt
đối không được "dạy chay". Thiết bị dạy học (đối tượng kỹ thuật gồm vật
thật, mô hình, ảnh chụp, (hình vẽ) có thể do:
- Giáo viên sử dụng cái có sẵn ở phòng thí nghiệm.
- Giáo viên chế tạo, tìm kiếm trong thực tiễn
- Học sinh tìm kiếm trong thực tiễn theo sự hướng dẫn của giáo viên.

- Học sinh chế tạo theo hướng dẫn của giáo viên.
+ Logic của quá trình nghiên cứu kiến thức mới diễn ra như sau:
- Đưa học sinh vào tình huống có vấn đề thông qua các hoạt động của
giáo viên (hoặc học sinh), tạo động cơ hứng thú, nhu cầu tìm tòi kiến thức
mới.
- Giải quyết vấn đề: Tìm ra kiến thức mới, phương pháp hoạt động mới.
- Vận dụng vào thực tiễn để củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức.
1.5.2. Giáo dục kỹ thuật tổng hợp trong bài học giải bài tập vật lý
Trong thực tế dạy học, bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi
hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm
dựa trên cơ sở các định luật và phương pháp vật lý.
Bài tập vật lý có rất nhiều tác dụng như:
+ Bài tập vật lý có thể sử dụng trong việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến
thức.


25

+ Bài tập vật lý có thể sử dụng như là phương tiện để khởi đầu dẫn dắt
học sinh đi đến kiến thức mới.
+ Bài tập vật lý có thể sử dụng để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo và vận
dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức đã học
và giải quyết những vấn đề nan giải trong cuộc sống.
+ Giải bài tập vật lý là một trong những hình thức làm việc tự lực cao
nhất của học sinh.
+ Bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.
Trong dạy học bài tập vật lý thì có nhiều cách để phân loại. Có thể dựa
vào các phương tiện giải để chia bài tập vật lý thành: bài tập định tính, bài tập
định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị. Nếu dựa vào mức độ khó khăn
của bài tập đối với học sinh thì có thể chia bài tập vật lý thành các loại: bài tập

tập dượt, bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo.
Với mục đích giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh, bài tập vật lý có
thể phân loại:
- Bài tập sách giáo khoa.
- Bài tập có nội dung thực tế.
- Bài tập có nội dung kỹ thuật.
Bài tập có nội dung thực tế và bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp
cho học sinh. Bài tập thí nghiệm vật lý có thể vừa có nội dụng thực tế vừa có
nội dụng kỹ thuật, đặc biệt loại bài tập này yêu cầu phải tiến hành thí nghiệm.
Do đó bồi dưỡng cho học sinh kỹ năng tiến hành các thí nghiệm vật lý bao
gồm hàng loạt các thao tác quan trọng như:
- Sử dụng các dụng cụ đo (các thiết bị kỹ thuật)
- Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm.
- Đo đạc, ghi chép số liệu.
- Xử lý số liệu thí nghiệm.