Nghiên cứu phối hợp phương pháp thực nghiệm với dạy học theo góc trong dạy học chương cảm ứng điện từ vật lí THPT (LV01848)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
======

NGUYỄN THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU PHỐI HỢP PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
VỚI DẠY HỌC THEO GÓC TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THPT
Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ
Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Tạ Tri Phương

HÀ NỘI, 2016


LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận văn bày tỏ lòng biết ơn Tổ bộ môn phương pháp giảng dạy
vật lí và phòng sau đại học trường Đại học sư phạm Hà Nội 2, khoa vật lí trường
Đại học sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện để luận văn được hoàn thành.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Tạ Tri Phương đã tận
tình hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả cảm ơn Ban giám hiệu trường THPT Thuận Thành số 3 - Thuận
Thành, Bắc Ninh đã tạo điều kiện để thực hiện đợt thực nghiệm sư phạm hoàn
thành luận văn.
Cuối cùng tác giả xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn gia đình, bạn bè đã
động viên cổ vũ và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng

năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Thu Hà


LỜI CAM ĐOAN

Kính gửi: Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ trường Đại học sư phạm Hà
Nội 2
Tên tôi là: Nguyễn Thị Thu Hà
Hiện là học viên khóa 18, chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học
bộ môn vật lí, trường Đại học sư phạm Hà Nội 2.
Tôi đã hoàn thành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu phối hợp phương pháp
thực nghiệm với dạy học theo góc trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ”
vật lí 11 THPT ” dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Tạ Tri Phương.

Tôi cam đoan những kết quả nghiên cứu trong đề tài này hoàn toàn không
trùng với kết quả trong các đề tài khác.
Hà Nội, tháng

năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Thu Hà

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................. 3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 3
4. Giả thuyết khoa học ................................................................................... 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 4
6. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 4
7. Đóng góp của đề tài .................................................................................... 5
8. Cấu trúc luận văn....................................................................................... 5
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƯƠNG HƯỚNG
NGHIÊN CỨU ...................................................................................................... 6
1.1. Phương pháp thực nghiệm ..................................................................... 6
1.1.1. PPTN trong nghiên cứu Vật lí [5,tr9] .......................................... 6
1.1.2. PPTN trong dạy học Vật lí.......................................................... 10
1.1.3. Tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông theo PPTN [11,tr13]
................................................................................................................ 15
1.2. Phương pháp dạy học theo góc ............................................................ 18
1.2.1. Khái niệm dạy học theo góc....................................................... 18
1.2.2. Cơ sở của dạy học theo góc ........................................................ 18
1.2.3. Các kiểu tổ chức dạy học theo góc ............................................. 20
1.2.4. Đặc điểm của dạy học theo góc [6,tr227]................................... 20
1.2.5. Quy trình dạy học theo góc......................................................... 22


1.3. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS khi vận dụng PPTN phối hợp
với DHTG trong dạy học Vật lí .................................................................. 27
1.4. Những ưu điểm nổi bật của sự kết hợp giữa PPTN và PPDH theo
góc .................................................................................................................. 35

1.4.1. PPTN cho phép hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học
cho HS phổ thông ................................................................................. 35
1.4.2. Dạy học theo góc cho phép phát triển năng lực hành động cho
HS .......................................................................................................... 36
1.4.3. Đề xuất những tiêu chí của năng lực sáng tạo khi kết hợp PPTN
và DHTG ................................................................................................ 37
1.5. Thực trạng của việc sử dụng các PPDH hiện đại ở trường phổ thông
........................................................................................................................ 39

Chương 2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN
THỨC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÍ 11 THPT VỚI
VIỆCVẬN DỤNG PHỐI HỢP PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ
PPDH THEO GÓC ............................................................................................ 41
2.1. Cấu trúc và nội dung kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật
Lí 11 THPT .................................................................................................. 41
2.1.1. Vị trí chương “Cảm ứng điện từ” trong chương trình Vật lí phổ
thông ...................................................................................................... 41
2.1.2. Sơ đồ lôgic trình bày các kiến thức chương “Cảm ứng điện từ”
................................................................................................................ 43
2.2. Những mục tiêu đạt được khi tổ chức dạy học chương “Cảm ứng
điện từ” [2], [5] ............................................................................................. 45


2.2.1. Mục tiêu về kiến thức.................................................................. 45
2.2.2. Mục tiêu về kĩ năng..................................................................... 46
2.2.3. Mục tiêu tình cảm thái độ........................................................... 46
2.3. Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cảm
ứng điện từ” Vật Lí 11 với sự phối hợp PPTN và PPDH theo góc.......... 47
2.3.1. Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Từ thông” (Tiết 1) ) theo các
giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và PPDH theo góc ............ 47

2.3.2. Soạn thảo tiến trình dạy học bài “Tự cảm” theo các giai đoạn
của phương pháp thực nghiệm và PPDH theo góc............................. 59
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.......................................................... 70
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .......................................................... 70
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ......................................................... 70
3.3. Những khó khăn gặp phải khi thực nghiệm sư phạm ....................... 71
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................... 72
3.5. Kế hoạch................................................................................................. 73
3.6. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................ 73
3.6.1. Tiêu chí để đánh giá [18], [40], [49] .......................................... 73
3.6.2. Phân tích diễn biến cụ thể trên lớp của tiến trình dạy học các
bài học đã soạn thảo ............................................................................. 74
3.6.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm ................................................... 81
3.6.4. Kiểm định giả thuyết thống kê ................................................... 89
3.6.5. Đánh giá tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS ............... 91
3.6.6. Hiệu quả của tiến trình dạy học đối với việc phát huy tính tích
cực, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS........................................... 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 96


TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 99
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DHTG

: Dạy học theo góc

GV

: Giáo viên

HS

: Học sinh

NLST

: Năng lực sáng tạo

Nxb

: Nhà xuất bản

PPTN

: Phương pháp thực nghiệm

PPDH

: Phương pháp dạy học

PT

: Phổ thông

SGK

: Sách giáo khoa

THPT

: Trung học phổ thông

TN

: Thí nghiệm

TNSP

: Thực nghiệm sư phạm

TNKT

: Thực nghiệm kiểm tra

TTC

: Tính tích cực

TW

: Trung ương



1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Những xu hướng đổi mới công tác giáo dục – đào tạo mang tính toàn cầu
trong thế kỉ 21. Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước và hội nhập quốc tế, nguồn lực con người Việt Nam càng trở nên có ý
nghĩa quan trọng, quyết định sự thành công của công cuộc phát triển đất nước.
Giáo dục ngày càng có vai trò và nhiệm vụ quan trọng trong việc xây dựng một
thế hệ người Việt Nam mới, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội. Nền
giáo dục không chỉ dừng lại ở chỗ trang bị cho học sinh những kiến thức, công
nghệ mà nhân loại đã tích lũy được mà còn phải bồi dưỡng cho họ tính năng
động cá nhân, tư duy sáng tạo và năng lượng thực hành giỏi. Nghị quyết hội nghị
ban chấp hành TW đảng cộng sản Việt Nam khóa VIII đã chỉ rõ:
“Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng con người và
thế hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo
đức trong sáng, có ý trí kiên cường xây dựng và bảo vệ tổ quốc; công nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước; giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa dân tộc, có
năng lực tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại; phát huy tiềm năng văn hóa và con
người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân, làm
chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực
hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khỏe, là
những người thừa kế và xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa “hồng” vừa “chuyên”
như lời dặn của Bác Hồ”.
Những định hướng đổi mới căn bản và toàn diện về giáo dục và đào tạo ở
Việt Nam trong giai đoạn tới. Nhân loại đang ở trong thời kì của nền kinh tế trí
thức và toàn cầu hóa, thời kì cần những con người có năng lực hành động, cộng
tác giải quyết các vấn đề phức hợp. Giáo dục nước ta hiện nay đang đổi mới


2

mạnh mẽ về chương trình đào tạo ở tất cả các bậc học nhằm đạt được mục tiêu
trong thời đại mới phát triển toàn diện về đạo đức trí tuệ, các kĩ năng cơ bản để

hoàn thiện các năng lực cá nhân của người học. Trong các phẩm chất cơ bản của
học sinh thì tính tích cực, khả năng tự học, hợp tác và năng lực sáng tạo là hết
sức quan trọng, góp phần to lớn cho việc học tập và vận dụng trong thực tiễn
thành công. Do đó đòi hỏi phải đổi mới trong giáo
dục, đào tạo, đổi mới nội dung và phương pháp dạy học, trong đó cần
quan tâm đến việc phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo cho học sinh. Cần
chuyển mạnh quá trình giáo dục từ truyền thụ kiến thức sang phát triển toàn diện
năng lực và phẩm chất, phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo cho người học.
Đổi mới nội dung giáo dục và đào tạo theo hướng tinh giản, cơ bản, hiện đại, phù
hợp với thực tiễn Việt Nam, gắn lý thuyết với thực hành ứng dụng, phù hợp với
từng cấp, bậc học. Đổi mới phương thức kiểm tra, thi, đánh giá chất lượng giáo
dục bảo đảm trung thực, tin cậy; đánh giá kết quả hình thành năng lực, phẩm
chất chứ không dừng lại ở đánh giá mức độ lĩnh hội kiến thức của người học. Vì
vậy tăng cường tính tích cực và năng lực sáng tạo cho học sinh là một yếu tố
quan trọng góp phần vào việc nâng cao chất lượng giáo dục.
Trong dạy học ở trường phổ thông có rất nhiều các phương pháp dạy học,
hình thức tổ chức dạy học khác nhau. Trong những năm gần đây, việc đổi mới
phương pháp dạy học đã được chú ý quan tâm và đầu tư nhiều và đã đem lại hiệu
quả, nhưng chưa thật chú trọng tới sự phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh.
Tuy nhiên không có một PPDH nào có vai trò độc tôn. Sự phối hợp vận dụng
hợp lí các PPDH luôn mang đến hiệu quả cao trong thực tiễn dạy học. Để giúp
học sinh có những bước đi ban đầu vững chắc trong quá trình học tập, tạo sự
hứng thú niềm yêu thích thì việc phối hợp vận dụng hợp lí các PPDH giúp các


3

em kiểm chứng năng lực của bản thân là rất cần thiết trong các môn học nói
chung và môn vật lý nói riêng.
Trong chương trình vật lí 11 thì chương CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ vừa là

chương nối tiếp với chương Từ Trường, đồng thời ở lớp 9 các em đã làm quen
với các khái niệm cơ bản về hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng,
máy phát điện, sự biến đổi và chuyển hóa năng lượng…ở mức độ nhận thức đơn
giản, nhưng là nền tảng để các em có thể học tốt chương “ cảm ứng điện từ” ở
lớp 11. Đồng thời chương này lại là chương có nhiều ứng dụng kĩ thuật của hiện
tượng vào thực tiễn từ các thiết bị gia đình như quạt điện, bếp từ,công tơ điện, ổn
áp,…,tới những thiết bị kĩ thuật cao hơn như máy phát điện, máy biến áp, động
cơ điện, lò nâú kim loại… Đối với đối tượng học sinh THPT ưa hoạt động khám
phá thì những kiến thưc có áp dụng vào cuộc sống thực tế là vô cùng quan trọng.
Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu phối hợp phương pháp
thực nghiệm với dạy học theo góc trong dạy học chương “cảm ứng điện từ”
Vật lí 11 THPT”
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng phương pháp thực nghiệm và phương pháp dạy học theo góc
để tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” - vật lí 11 THPT
nhằm phát huy tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS trong học tập.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Hoạt động dạy và học một số kiến thức
chương “Cảm ứng từ” – vật lí 11 THPT.
3.2. Phạm vi nghiên cứu: kiến thức chương “cảm ứng điện từ” – vật lí 11 THPT
4. Giả thuyết khoa học
Phương pháp thực nghiệm và PPDH theo góc có những đặc trưng riêng
biệt điển hình. Nếu vận dụng phối hợp một cách linh hoạt, phù hợp của hai


4

phương pháp này thì sẽ giúp nâng cao chất lượng kiến thức và bồi dưỡng năng
lực sáng tạo cho HS.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của phương pháp thực nghiệm và PPDH theo
góc. Nghiên cứu quy trình phối hợp phương pháp thực nghiệm và PPDH theo
góc.
- Nghiên cứu về thực trạng việc sử dụng các PPDH hiện đại của GV trong
trường phổ thông.
- Nghiên cứu nội dung kiến thức chương “ cảm ứng điện từ ” – vật lí 11
THPT nhằm xác định các mục tiêu hướng tới, những khó khăn mà GV và HS
gặp phải và cách giải quyết.
- Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức chương “cảm ứng
điện từ” trong chương trình vật lí 11 THPT với việc vận dụng phương pháp thực
nghiệm và PPDH theo góc.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các
tiến trình tổ chức dạy học đã đề xuất.
6. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng các phương pháp
chủ yếu:
- Nghiên cứu lí thuyết: Phân tích các tài liệu về lí luận dạy học, lí luận
dạy học bộ môn để tìm hiểu về các quan điểm dạy học, PPDH, các hình thức tổ
chức dạy học ... nhằm tổ chức hoạt động nhận thức tích cực và sáng tạo cho HS.
- Nghiên cứu thực tiễn: Quan sát sư phạm kết hợp với điều tra cơ bản bằng
kiểm tra phiếu, phiếu điều tra, dự giờ của giáo viên, trao đổi trực tiếp với giáo
viên và học sinh về việc dạy và học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ”


5

để tìm ra những khó khăn, sai lầm mà giáo viên và học sinh thường gặp. Từ đó
tìm hiểu nguyên nhân và đề xuất biện pháp khắc phục.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: thực nghiệm sư phạm được sử dụng
để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp thống kê toán học: được sử dụng để trình bày kết quả thực
nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê và kết quả học tập của các lớp
đối chứng và lớp thực nghiệm.
7. Đóng góp của đề tài
- Làm rõ và hệ thống hóa cơ sở lí luận của phương pháp thực nghiệm và
PPDH theo góc.
- Việc vận dụng phối hợp phương pháp thực nghiệm và PPDH theo góc
vào thiết kế tiến tình dạy học một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” – vật
lí 11 THPT.
- Bổ xung nguồn tài liệu tham khảo cho GV phổ thông và học viên cao
học chuyên ngành.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung luận
văn gồm 3 chương:
Chương 1: cơ sở lí luận và thực tiễn của phương hướng nghiên cứu
Chương 2: Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức chương
“Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 THPT với việc vận dụng phối hợp PPTN và PPDH
theo góc
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


6

Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Nhận thức Vật lí là nhận thức chân lí khách quan. V.I.Lênin đã chỉ ra quy
luật chung nhất của hoạt động nhận thức là: “Từ trực quan sinh động đến tư duy
trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn”[28].
Đối với mỗi ngành khoa học, quá trình nhận thức cũng có những nét đặc

thù riêng, tùy thuộc vào đối tượng nhận thức cụ thể. Mỗi khoa học chỉ trở thành
một khoa học thực sự khi nó có một hệ thống khái niệm rõ ràng và một phương
pháp nghiên cứu hiệu quả. Trong nghiên cứu Vật lí người ta thường sử dụng
nhiều phương pháp khác nhau trong đó có các phương pháp đặc thù như phương
pháp tiên đề, phương pháp tương tự, phương pháp mô hình, PPTN. .. Trong dạy
học Vật lí thì người ta thường sử dụng các phương pháp dạy học đặc thù như
phương pháp dạy học tích hợp, phương pháp dạy học theo góc, phương pháp dạy
học nêu và giải quyết vấn đề...
1.1. Phương pháp thực nghiệm
1.1.1. PPTN trong nghiên cứu Vật lí [5,tr9]
1.1.1.1. Sự ra đời của PPTN
Aristote là người khai sinh ra Vật lí học, tách Vật lí ra khỏi Triết học tự
nhiên, ông đã viết quyển “Vật lí học” đầu tiên của nhân loại. Trong sách hoàn
toàn không có công thức toán học và không có thí nghiệm. Ông đi đến kết luận
bằng cách lập luận và bằng trực giác. Thời kỳ này Vật lí học phát triển chậm
chạp và hầu như không có phát minh đáng kể nào. Phải đến thế kỷ 17, Galilee
mới xây dựng được phương pháp mới – phương pháp thực nghiệm rất có hiệu
quả trên con đường đi tìm chân lý, làm cho Vật lí thực sự trở thành một khoa học


7

độc lập, mở đường giải phóng khoa học, thực hiện cuộc cách mạng khoa học lần
thứ nhất.
Sự kiện mở đầu cho Vật lí thực nghiệm chính là thí nghiệm thả rơi hai vật
có khối lượng khác nhau ở tháp nghiêng thành Pise nhằm đánh đổ quan niệm vật
nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ do Galilee thực hiện.
Trong cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất, Galilê là người xây dựng cơ
sở Vật lí học cho Thuyết Nhật Tâm và chính trong quá trình đó, ông đã xây dựng
cơ sở cho nền Vật lí mới – Vật lí học thực nghiệm. PPTN đã thể hiện một quan

điểm mới mẻ, sâu sắc về nhận thức tự nhiên, nhận thức chân lý.
Nhờ có PPTN mà Vật lí học thoát ra khỏi những đêm trường trung thế kỷ.
Nhờ có PPTN mà vật lí học trong ba thế kỷ liền đã đạt được những thành tựu vĩ
đại, không những giúp con người hiểu biết về tự nhiên mà còn giúp cải tạo tự
nhiên, phát triển sản xuất, nâng cao năng suất sản xuất lao động, tạo ra của cải
vật chất cho đời sống con người được nâng lên khá cao so với trước.
1.1.1.2. Nội dung của PPTN [11,tr7]
Spaki đã nêu lên thực chất của PPTN của Galilee như sau: Xuất phát từ
quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết. Giả thuyết đó
không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hóa các sự kiện đã làm, nó còn chứa đựng
cái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể. Bằng phép suy luận
loogic và bằng toán học, các nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó rút ra một số
hệ quả, tiên đoán một số hiện tượng mới trước đó chưa biết đến. Những hệ quả
và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra được. Nếu sự kiểm
tra đó thành công, nó khẳng định sự đúng đắn của giả thuyết và khi đó, giả
thuyết được coi là một định luật vật lí chính xác.
Như vậy, PPTN không phải đơn thuần là làm thí nghiệm một cách mò
mẫm, ngẫu nhiên. Trước khi làm thí nghiệm, nhà khoa học phải dựa vào những


8

quan sát ban đầu của mình hay của những nhà khoa học khác, nêu lên một số câu
hỏi cần giải đáp, nghĩa là vạch rõ mục đích của thí nghiệm: Thí nghiệm để làm
sáng tỏ cái gì? Để hỏi thiên nhiên cái gì? Tiếp theo là phải bố trí thí nghiệm như
thế nào, tức là tìm cách đặt câu hỏi cho thiên nhiên như thế nào để có câu trả lời
đơn giá? Câu trả lời của thiên nhiên qua các kết quả của thí nghiệm là những
hiệu bề ngoài của sự vật, có thể quan sát được, cần phải phân tích, khái quát hóa
những kết quả đó như thế nào để thu được những kết quả có giá trị tổng quát?
Cuối cùng là, lời giải đáp thu được có thể áp dụng để giải quyêt những vấn đề gì

rộng hơn nữa trong thực tế, nằm ngoài những thí nghiệm đã làm không?
PPTN đã thể hiện một quan điểm mới mẻ, sâu sắc về nhận thức tự nhiên,
nhận thức chân lí. Niutơn đã làm rõ quan điểm đó bằng bốn quy tắc sau đây:
Quy tắc 1: 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 lí trí con người trong sự nhận thức chân lí, gạt bỏ những luận
điểm tôn giáo, kinh viện không có liên quan đến khoa học.
Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tượng như nhau về cùng một
nguyên nhân. Một nguyên nhân xác định phải gây ra một hệ quả xác định. Quy
tắc này nêu rõ quan hệ nhân quả của các hiện tượng trong tự nhiên.
Quy tắc 3: Tính chất của tất cả các vật thể 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 những trường hợp riêng lẻ để tìm ra những định luật tổng quát.
Quy tắc 4: Bất kì khẳng định nào rút ra từ thực nghiệm, bằng phương pháp
quy nạp đều là đúng, chừng nào chưa có những hiện tượng khác giới hạn hoặc
mâu thuẫn với khẳng định đó. Quy tắc này thể hiện quan điểm biện chứng về
tính tương đối và tuyệt đối chân lí. Nó thừa nhận mỗi chân lí khoa học đều có thể


9

được chính xác hóa thêm, được hoàn chỉnh thêm từng bước một, nhưng trong
mỗi bước của quá trình nhận thức nó vẫn hoàn toàn có giá trị khoa học.
Với phương pháp và tư tưởng nói trên, Niutơn đã đạt được những thành
tựu rực rỡ trong nghiên cứu cơ học và ảnh hưởng sâu sắc đến toàn bộ sự phát
triển của Vật lí học trong nhiều thế kỉ sau. Trong hơn ba thế kỉ, kể từ khi PPTN
ra đời, Vật lí học đã tiến những bước khổng lồ, phân thành nhiều ngành và mỗi
ngành có những đặc thù riêng. Risa Fâyman – nhà vật lí lí thuyết nổi tiếng của
thế kỉ XX nhận xét rằng: “ở thời đại Niutơn, kiến thức chưa hoàn chỉnh, Niutơn

có thể phỏng đoán các định luật bằng cách đối chiếu các khái niệm và sự hiểu
biết gần với thực nghiệm. Giữa sự quan sát và sự kiểm tra lại bằng thực nghiệm
không có một khoảng cách lớn”. Ngày nay, Vật lí học đã đi vào những lĩnh vực
vi mô của nguyên tử và hạt nhân, hay lĩnh vực của những hạt chuyển động với
vận tốc cực lớn. Đối với những lĩnh vực ấy, chỉ dựa trên những quan sát trực tiếp
và những công cụ toán học đơn giản thì khó lòng mà thành công được. Các nhà
khoa học thế kỉ XX đặc biệt quan tâm đến mặt lí thuyết của các vấn đề nghiên
cứu, đã sử dụng mạnh mẽ công thức toán học cao cấp, nhiều khi các nhà Vật lí
phải sáng tạo ra công cụ toán học mới để giải quyết các vấn đề của Vật lí học.
Trong thế kỉ này, kiến thức Vật lí đã rất sâu sắc và phong phú, nhiều khi một nhà
khoa học trong nhiều năm, thậm chí trong suốt cuộc đời mình cũng chỉ mới thực
hiện được một phần của quá trình phát minh. Chẳng hạn như Anhxtanh phát
minh ra thuyết tương đối rộng từ năm 1916, nhưng phải mấy chục năm sau,
người ta mới có thể tìm ra một số rất ít bằng chứng thực nghiệm để chứng thực
tính đúng đắn của thuyết đó. Những bằng chứng này không phải do Anhxtanh
mà do các nhà bác học khác tìm ra. Mặt khác, đến giai đoạn này nhiều nhà bác
học nổi tiếng không phải bằng các công trình lí thuyết đưa ra những dự đoán
thiên tài mà bằng các công trình thực nghiệm rất khéo léo tài tình và chính xác;


10

nhờ thế mà hoặc là khẳng định sự đúng đắn của lí thuyết hoặc phát hiện ra những
sự kiện mới làm xuất phát điểm cho những lí thuyết mới.
Trong toàn bộ quá trình đi tìm chân lí thì phải phối hợp cả xây dựng lí
thuyết và kiểm tra bằng thực nghiệm, bởi vậy, ngày nay phân ra hai ngành: Vật lí
lý thuyết và Vật lí thực nghiệm. Theo cách phân chia này, PPTN có thể hiểu theo
nghĩa hẹp sau đây: Từ lí thuyết đã biết, suy ra hệ quả và dùng thí nghiệm để
kiểm tra hệ quả. Nhà Vật lí thực nghiệm không nhất thiết phải tự mình xây dựng
giả thuyết mà giả thuyết đó đã có người khác đề ra rồi nhưng chưa kiểm tra

được. Nhiệm vụ của nhà Vật lí thực nghiệm lúc này là từ giả thuyết đã có suy ra
một hệ quả có thể kiểm tra được và tìm cách bố trí một thí nghiệm khéo léo tinh
vi để quan sát được hiện tượng do lý thuyết dự đoán và thực hiện các phép đo
chính xác.
1.1.2. PPTN trong dạy học Vật lí
1.1.2.1. Các giai đoạn của PPTN
Để giúp HS có thể bằng hoạt động của bản thân mình mà tái tạo, chiếm
lĩnh được các kiến thức Vật lí thực nghiệm thì GV nên tổ chức hoạt động học trải
qua các giai đoạn phỏng theo PPTN như sau:
a) Giai đoạn 1: đề xuất vấn đề.
GV mô tả hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài thí nghiệm và yêu
cầu HS 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 tìm tòi suy nghĩ mới trả lời được.
b) Giai đoạn 2: Xây dựng giả thuyết.
GV hướng dẫn, gợi ý cho HS dự đoán ban đầu dựa vào sự quan sát tỉ mỉ,
kỹ lưỡng vào kinh nghiệm của bản thân, vào những kiến thức sẵn có (gọi là xây


11

dựng giả thiết). Những dự đoán này có thể còn thô sơ, có vẻ hợp lí nhưng chưa
chắc chắn.
c) Giai đoạn 3: Suy luận và rút ra hệ quả.
Từ dự đoán ban đầu, dùng suy luận logic 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 vật lí.
d) Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm tra.
Giáo viên hướng dẫn học sinh xây dựng và thực hiện một phương án thí
nghiệm để kiểm tra xem hệ quả dự đoán ở trên có phù hợp với kết quả thực

nghiệm hay không? Nếu phù hợp thì giả thiết trên trở thành một định luật hoặc
hình thành một lý thuyết vật lí mới, nếu không phù hợp thì xây dựng một giả
thiết mới.
e) Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức mới.
Học sinh vận dụng kiến thức để giải thích hay dự đoán một số hiện tượng
trong thực tiễn để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật thông qua đó trong một số
trường hợp sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến thức và xuất hiện mâu thuẫn nhận
thức mới cần giải quyết.
1.1.2.2. Những chuẩn bị cần thiết để áp dụng PPTN
- Chuẩn bị cơ sở vật chất: phòng thí nghiệm, các dụng cụ cần thiết, vật tư
phục vụ… (Đối với trường chúng tôi đã có phòng thiết bị- đồ dùng dạy học,
phòng học bộ môn có giáo viên phụ trách).
- Chuẩn bị cho học sinh những kĩ năng cần thiết.
- Chuẩn bị nghiệp vụ của giáo viên.


12

1.1.2.3. Hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn của PPTN
Giáo viên cần hướng dẫn cụ thể cho HS hoạt động theo 5 giai đoạn của
PPTN dưới đây. Mỗi giai đoạn gồm nhiều mức độ mà GV có thể ứng dụng cụ
thể trong các bài dạy cụ thể.
a) Giai đoạn 1. Làm xuất hiện vấn đề, có 3 mức độ sau:
Mức độ 1: Học sinh tự lực phát hiện vấn đề, nêu câu hỏi, giáo viên giới
thiệu hiện tượng xảy ra đúng như thường thấy trong tự nhiên để học sinh tự lực
phát hiện những tính chất hay những mối quan hệ đáng chú ý cần nghiên cứu. Ví
dụ như HS quan sát sự rơi của nhiều vật khác nhau: Hòn gạch, tờ giấy, cái lá,
miếng bấc, hòn bi, cái lông chim. Sự rơi xảy ra rất khác nhau. Những câu hỏi mà
HS đã quen nêu ra là: Nguyên nhân nào khiến cho các vật rơi khác nhau? Sự rơi
của các vật có gì giống nhau không?

Mức độ 2: Giáo viên tạo ra một hoàn cảnh đặc biệt trong đó xuất hiện một
hiện tượng mới lạ gây cho học sinh sự ngạc nhiên tò mò. Từ đó học sinh sẽ nêu
ra một vấn đề, một câu hỏi cần giải đáp. Ví dụ: Dao chém gỗ thì gỗ đứt, cũng
dao đó chém vào đá thì dao mẻ, vật giữa lực của dao tác dụng vào gỗ (vào đá) và
lực của gỗ (của đá) tác dụng vào dao lực nào lớn hơn?
Mức độ 3: Giáo viên nhắc lại một vấn đề, một hiện tượng đã biết và yêu
cầu học sinh phát hiện xem trong vấn đề hay hiện tượng đã biết có chỗ nào chưa
được hoàn chỉnh đầy đủ cần nghiên cứu tiếp.
b) Giai đoạn 2. Xây dựng dự đoán, có 3 mức độ:
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 thể
có rất nhiều dự đoán mà ta phải lần lượt tìm ra cách bác bỏ. Ví dụ như trường
hợp định luật cảm ứng điện từ, có thể bắt đầu dự đoán dựa trên sự quan sát đơn


13

giản: Chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây, sau đó xây dựng dự
đoán đòi hỏi sự phân tích tỉ mỉ hơn: Sự biến thiên từ thông qua ống dây.
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 vật lí biểu diễn
các đặc tính của sự vật, các mặt của hiện tượng. Nhưng các nhà Vật lí 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 giác... Ví dụ: Trường hợp định luật II Niutơn F = ma, định luật Ôm
cho một đoạn mạch I = U/R
Mức độ 3: Những dự đoán đòi hỏi một sự quan sát tỉ mỉ, một sự tổng hợp nhiều
sự kiện thực nghiệm có điều kiện thực hiện trên lớp. Ở đây giáo viên dùng
phương pháp kể chuyện lịch sử để giới thiệu các giả thiết mà các nhà bác học đã
đưa ra. Ví dụ: Trường hợp định luật vạn vật hấp dẫn, định luật bảo toàn năng

lượng.
c) Giai đoạn 3. Suy luận và rút ra hệ quả, có 3 mức độ:
Việc suy ra hệ quả được thực hiện bằng suy luận logic hay suy luận toán
học. Thông thường ở trường phổ thông các suy luận này không quá khó vì biểu
hiện trong thực tế của các kiến thức trong vật lí rất phức tạp cho nên hệ quả suy
ra phải đơn giản có thể quan sát, đo lường trong thực tế.
Mức độ 1: Hệ quả có thể quan sát, đo lường trực tiếp.
Mức độ 2: Hệ quả không quan sát được trực tiếp bằng các dụng cụ đo lường mà
phải tính toán gián tiếp qua việc đo các đại lượng khác.
Mức độ 3: Hệ quả suy ra trong điều kiện lý tưởng. 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 giả
thiết chỉ gần đúng.


14

d) Giai đoạn 4. Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm tra, có 3
mức độ:
Việc bố trí thí nghiệm kiểm tra thực chất là tạo ra điều kiện đúng như điều
kiện đã nêu trong việc suy ra hệ quả.
Mức độ 1: Thí nghiệm đơn giản, HS đã biết cách thực hiện các phép đo,
sử dụng các dụng cụ đo.
Mức độ 2: học sinh đã biết nguyên tắc đo các đại lượng nhưng việc bố trí
thí nghiệm cho sát với các điều kiện lý tưởng có khó khăn. Giáo viên giúp đỡ
bằng cách giới thiệu phương án làm để học sinh thực hiện.
Mức độ 3: Có nhiều trường hợp thí nghiệm kiểm tra là thí nghiệm kinh
điển rất phức tạp và tinh tế không thể thực hiện ở nhà trường phổ thông. Trong
trường hợp này giáo viên mô tả cách thí nghiệm rồi thông báo kết quả các phép
đo để học sinh gia công số liệu, rút ra kết luận hoặc giáo viên thông báo kết luận.

e) Giai đoạn 5. Ứng dụng kiến thức mới.
Những ứng dụng định luật thường có 3 dạng: Giải thích hiện tượng, dự
đoán hiện tượng và chế tạo thiết bị đáp ứng yêu cầu của đời sống sản xuất.
Mức độ 1: Ứng dụng trong đó học sinh chỉ cần vận dụng định luật vật lí để
làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng hoặc tính toán trong điều kiện lý tưởng:
Vật chất chỉ bị chi phối bởi vài định luật đang nghiên cứu. Đó có thể là những
bài tập do giáo viên nghĩ ra chứ không có ý nghĩa trong đời sống sản xuất hàng
ngày.
Mức độ 2: Xét một ứng dụng kỹ thuật đã được đơn giản hoá để có thể áp
dụng một vài định luật vật lí.
Mức độ 3: Xét một ứng dụng kỹ thuật trong đó không chỉ áp dụng các
định luật vật lí mà còn cần phải có giải pháp đặc biệt để làm cho các hiện tượng
vật lí có hiệu quả cao, sao cho thiết bị sử dụng thuận tiện trong đời sống và sản


15

xuất. Trong loại ứng dụng này, HS không những phải vận dụng những định luật
Vật lí vừa được thiết lập mà còn phải vận dụng tổng hợp những hiểu biết, những
kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác của Vật lí. Trong các bài học Vật lí, không
nên đi sâu vào các chi tiết kĩ thuật mà chỉ yêu cầu HS suy nghĩ về những vấn đề
có tính chất nguyên tắc, còn GV thông báo cho HS một số chi tiết kĩ thuật để họ
có thể nhận dạng được những thiết bị kĩ thuật trong đời sống thực.
1.1.2.4. Phối hợp PPTN với các phương pháp nhận thức khác trong dạy học vật lí
Dạy học các kiến thức vật lí bằng PPTN là một hướng ưu tiên ở trường
phổ thông. Để thực hiện mỗi giai đoạn của PPTN đòi hỏi phải có những suy nghĩ
sáng tạo và có kỹ năng, kỹ xảo về nhiều mặt. Bởi vậy người GV tuỳ theo nội
dung của mỗi kiến thức, tuỳ theo trình độ HS, tuỳ theo phương tiện dạy học ở
trường mà vận dụng linh hoạt các mức độ sử dụng phương pháp này cũng cần
cân nhắc vấn đề thời gian dành cho mỗi bài học. Trong từng bài cụ thể, GV phải

tính toán đến khả năng HS có thể thực hiện giai đoạn nào, ở mức độ nào là có thể
thành công nhất và tập trung khai thác rèn luyện khả năng cho HS ở mặt đó. Khi
vận dụng PPTN thường phối hợp với các phương pháp nhận thức khác như:
Phương pháp phân tích, tổng hợp, quy nạp, diễn dịch.
1.1.3. Tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông theo PPTN [11,tr13]
1.1.3.1. Những hành động được dùng phổ biến trong quá trình nhận thức Vật lí
theo PPTN của HS
Hiện tượng Vật lí rất phức tạp và đa dạng. Trong lịch sử, các nhà Vật lí đã
sáng tạo ra rất nhiều cách làm để đạt được mục đích mong muốn, rất nhiều hành
động đã được áp dụng. Có thể mỗi một phát minh mới của Vật lí học là do kết
quả của rất nhiều hành động ở những mức độ khó khăn, phức tạp khác nhau,
nhiều thao tác có mức độ tinh vi, thành thạo ngày càng cao, khó có thể liệt kê


16

đầy đủ và phân loại chính xác. Dưới đây, chỉ ra những hành động được dùng phổ
biến trong quá trình nhận thức Vật lí theo PPTN của HS ở trường phổ thông.
1) Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng.
2) Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản.
3) Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng.
4) Bố trí một thí nghiệm để tác động vào tự nhiên tạo ra một hiện tượng trong
những điều kiện xác định.
5) Đo một đại lượng Vật lí.
6) Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tượng.
7) Tìm tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng cùng loại.
8) Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng.
9) Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng.
10) Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái
niệm, những mô hình lí tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy.

11) Lập đồ thị biểu diễn sự biến thiên của một đại lượng Vật lí.
12) Tìm mối quan hệ của hàm số giữa các đại lượng Vật lí, biểu diễn bằng
công cụ toán học.
13) Đề xuất dự đoán.
14) Giải thích một hiện tượng thực tế.
15) Xây dựng giả thuyết.
16) Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả.
17) Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả).
18) Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật
Vật lí.
19) Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động.
20) Tìm phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề.


17

1.1.3.2. Những thao tác phổ biến cần dùng trong hoạt động nhận thức Vật lí theo
PPTN của HS
a) Thao tác Vật lí
- Nhận biết bằng các giác quan.
- Tác động lên các vật thể bằng công cụ: chiếu sáng, tác dụng lực, làm di
chuyển, làm biến dạng, hơ nóng, làm lạnh, cọ sát, đặt vào một điện áp...
- Sử dụng các dụng cụ đo.
- Làm thí nghiệm (bố trí, lắp ráp, vận hành thiết bị).
- Thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm.
- Thay đổi các điều kiện thí nghiệm.
b) Thao tác tư duy
- Phân tích.
- Tổng hợp.
- So sánh.

- Trìu tượng hóa.
- Khái quát hóa.
- Cụ thể hóa.
- Suy luận quy nạp.
- Suy luận diễn dịch.
- Suy luận tương tự.
Khi sử dụng PPTN trong dạy học có những ưu điểm và nhược điểm sau:
*) Ưu điểm:
Hình thành ở HS một phương pháp nghiên cứu Vật lí học – PPTN => phát
triển năng lực trí tuệ.