Luận văn thạc sĩ vật lý: Chế tạo và sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo một số đại lượng trong dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10 THPT

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo trong Bộ môn Lí luận và
phương pháp dạy học Vật lí, các Thầy Cô giáo Khoa Vật lí, Phòng Sau Đại học,
các Thầy Cô giáo Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã giúp tôi hoàn thành khóa học.
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Dương Xuân
Quý, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu
và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Chi bộ, các thầy cô giáo
trong tổ Lí – Công nghệ trường THPT Trung Giã đã tạo điều kiện và giúp đỡ
tôi trong thời gian tham gia khóa học và trong đợt thực nghiệm sư phạm.
Cảm ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã luôn động viên, giúp
đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và
hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình.
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Tác giả luận văn

Đỗ Thị Liên


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan
rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc .
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Tác giả luận văn

Đỗ Thị Liên


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DCTN

: Dụng cụ thí nghiệm

DCTNĐG

: Dụng cụ thí nghiệm đơn giản

GV
HĐNK

: Giáo viên
: Hoạt động ngoại khóa

HS
SGK

: Học sinh
: Sách giáo khoa

THPT

: Trung học phổ thông

TN

: Thí nghiệm

TNVL

: Thí nghiệm vật lí

TBTN

: Thiết bị thí nghiệm

DHNK
TNSP

: Dạy học ngoại khóa
: Thực nghiệm Sư phạm


MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................4
4. Giả thuyết khoa học của đề tài.........................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài.......................................................................2
7. Phương pháp nghiên cứu của đề tài..................................................................3
1.1.2.2. Khái niệm năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập........7
1.1.2.3. Các biểu hiện của năng lực thực nghiệm của học sinh trong học
tập

8

+ Mức độ 3: Ở mức độ này các kĩ năng lựa chọn dụng cụ, bố trí hay tiến
hành TN đã thành thục hơn. Không những thiết kế các phương án TN
cũng như cải tiến thí nghiệm, HS có khả năng chế tạo được những dụng
cụ TN tương ứng. Tiến hành các TN theo các phương án đề ra. Tiếp tục
đánh giá, cải tiến để có kết quả thí nghiệm tốt. Ngoài các kĩ năng như
những giai đoạn trước thì một số biểu hiện nổi bật là:................................9

1.1.2.4. Ý nghĩa của việc bối dưỡng năng lực thực nghiệm ở trường phổ
thông. 10
1.2.1.Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong
dạy

học

vật

lí

11
1.2.2.Những đặc điểm cơ bản của các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
12
1.3.1.Vị trí của hoạt động ngoại khóa trong hệ thống các hình thức tổ chức
dạy

học

ở

trường

phổ

thông

16
1.3.2.Vai
17

trò

của

hoạt

động

ngoại

khóa

vật

lí


1.3.3.Các

đặc

điểm

của

hoạt

động

ngoại

khóa

17
1.3.4.Nội dung, các hình thức tổ chức và phương pháp dạy học ngoại khóa về
vật lí 18
1.3.5.Quy

trình

tổ

chức

hoạt

động

ngoại

khóa

về

vật

lí

27

Bảng

2.1.

Hệ

số

ma

sát

trượt

giữa

gỗ

trên

gỗ

44
Bảng 2.2. Hệ số ma sát trượt giữa thủy tinh trên thủy tinh
44
Bảng

2.3.

Hệ

số

ma

sát

nghỉ

giữa

gỗ

trên

gỗ

46
Bảng 2.4. Hệ số ma sát nghỉ giữa thủy tinh trên thủy tinh
46
(theo

phương

án

1)

46
Bảng 2.5. Bảng kết quả thí nghiệm đo hệ số đàn hồi của lò xo

48
Bảng 2.6. Bảng kết quả thí nghiệm kiểm nghiệm công thức cắt lò xo
50
(Bảng 2.7. Bảng kết quả thí nghiệm đo vận tốc của vật tại chân mặt phẳng
nghiêng)
52
(Bảng 2.8. Bảng kết quả thí nghiệm đo vận tốc của vật tại chính giữa mặt
phẳng
52

nghiêng)


(Bảng 2.9. Bảng kết quả thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của vận tốc của vật
vào

độ

cao

mặt

phẳng

nghiêng)

53
(Bảng 2.10: Bảng kết quả thí nghiệm kiểm nghiệm định luật bảo toàn động
lượng

trong

bài

toán

va

chạm)

55
2.3.6.

Dự

kiến

tổ

chức

chương

trình

hội

vui

vật

lí

67
- GV theo dõi và ghi chép diễn biến các hoạt động của HS, thường xuyên
trao đổi, gặp gỡ HS để đánh giá mức độ phù hợp của nội dung HĐNK,
mức độ hứng thú, tính tích cực và sáng tạo của HS khi tham gia HĐNK.
72
- GV đánh giá kết quả HĐNK thông qua quá trình theo dõi, qua sản
phẩm mà HS làm được, qua buổi lễ tổng kết HĐNK, qua trao đổi ý kiến
với HS sau khi tham gia HĐNK và qua bài kiểm tra đánh giá.................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................88


DANH MỤC CÁC HÌNH
(Hình 2.1. Thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt).......................................................41
(Hình 2.2)..........................................................................................................45
Hình 2.3. Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ cực đại...............................................46
(Hình 2.4: Thí nghiệm đo hệ số đàn hồi của lò xo)...............................................48
(Hình 2.5. Thí nghiệm kiểm nghiệm công thức cắt lò xo xo)................................49
Hình 2.6............................................................................................................51
(Hình 2.7. Thí nghiệm đo vận tốc của vật bằng phương pháp ném ngang)..............51
54
(Hình 2.8)..........................................................................................................54
(Hình 2.9. Thí nghiệm kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng trong bài toán va
chạm) 55
(Hình 2.10. Hình vẽ SGK mô tả thí nghiệm đo độ lớn của lực ma sát trượt)...........60


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Hệ số ma sát trượt giữa gỗ trên gỗ........................................................44
Bảng 2.2. Hệ số ma sát trượt giữa thủy tinh trên thủy tinh.....................................44
Bảng 2.3. Hệ số ma sát nghỉ giữa gỗ trên gỗ.........................................................46
Bảng 2.4. Hệ số ma sát nghỉ giữa thủy tinh trên thủy tinh......................................46
(theo phương án 1).............................................................................................46
Bảng 2.5. Bảng kết quả thí nghiệm đo hệ số đàn hồi của lò xo...............................48
Bảng 2.6. Bảng kết quả thí nghiệm kiểm nghiệm công thức cắt lò xo.....................50
(Bảng 2.7. Bảng kết quả thí nghiệm đo vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng)
52
(Bảng 2.8. Bảng kết quả thí nghiệm đo vận tốc của vật tại chính giữa mặt phẳng
nghiêng)............................................................................................................52
(Bảng 2.9. Bảng kết quả thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của vận tốc của vật vào độ
cao mặt phẳng nghiêng).....................................................................................53
(Bảng 2.10: Bảng kết quả thí nghiệm kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng
trong bài toán va chạm)......................................................................................55


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển chung của thế giới, ngành giáo dục nước ta đang
ngày càng đổi mới mạnh mẽ trên các lĩnh vực: “...xác định lại mục tiêu, thiết
kế lại chương trình, nội dung, phương pháp giáo dục” để có thể đào tạo những
con người toàn diện phục vụ cho sự phát triển của khoa học – kỹ thuật và
công nghệ. Một trong những trọng tâm của chương trình đổi mới giáo dục là
tập trung đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự
giác, chủ động, sáng tạo của người học, coi trọng thực hành, ngoại khóa, tránh
nhồi nhét, học vẹt, học chay.
Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, nhưng lâu nay việc dạy môn học
này ở các trường THPT vẫn thường mang tính hàn lâm nặng về trang bị kiến
thức lí thuyết. Học sinh học cũng chủ yếu để phục vụ thi, ít đi sâu tìm hiểu

bản chất của hiện tượng và sự gắn kết giữa kiến thức sách vở với thực tiễn đời
sống. Để góp phần cải thiện vấn đề trên thì việc tổ chức hoạt động ngoại khoá
môn Vật lí là cách làm hợp lí, hiệu quả, khả thi nhằm góp phần nâng cao chất
lượng dạy - học bộ môn. Đặc biệt, các hoạt động ngoại khóa thực hiện các thí
nghiệm vật lí có tác dụng rất tốt trong việc phát triển các năng lực hoạt động,
năng lực sáng tạo, năng lực thực nghiệm, năng lực hợp tác...
Hiện nay, trong dạy học kiến thức về Cơ học của chương trình vật lí
lớp 10 đã được trang bị một số thiết bị thí nghiệm, nhưng các thiết bị này vẫn
còn thiếu và đặc biệt là ít tạo điều kiện để học sinh được thực hiện việc đo đạc
các đại lượng cơ. Trong khi đó, chúng tôi nhận thấy, có thể hướng dẫn học
sinh tự xây dựng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để thực hiện các thí nghiệm
vật lí đo một số đại lượng cơ học dưới hình thức ngoại khóa.
Vì những lí do trên, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của mình là: “Chế
tạo và sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo một số đại lượng trong
dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”- vật lí 10 THPT.
1


2. Mục đích nghiên cứu
Chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản và sử dụng để đo một số đại
lượng cơ trong dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”- Vật lí
10 THPT nhằm phát triển tính tích cực và năng lực thực nghiệm ở học sinh.
3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Hoạt động của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học chương
“Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 THPT theo hướng sử dụng thí nghiệm
nhằm phát triển tính tích cực và năng lực thực nghiệm ở học sinh.
- Việc chế tạo và sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học
chương “ Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học của đề tài
Nếu chế tạo được một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng trong

việc tổ chức dạy học ngoại khóa để đo một số đại lượng cơ học thì sẽ góp
phần phát huy được tính tích cực của HS trong học tập và phát triển năng lực
thực nghiệm của học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
Để đạt được mục đích nghiên cứu, đề tài cần phải thực hiện những
nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về thí nghiệm trong dạy học Vật lí.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về vấn đề dạy học ngoại khóa.
- Nghiên cứu việc phát huy tính tích cực, phát triển năng lực thực
nghiệm của học sinh
- Nghiên cứu các đại lượng cơ học trong sách giáo khoa Vật lí 10 THPT.
- Điều tra thực trạng về vấn đề sử dụng thí nghiệm trong việc bồi
dưỡng năng lực hoạt động cho học sinh ở một số trường phổ thông ở Hà Nội
(cụ thể trường THPT Trung Giã – Sóc Sơn- Hà Nội).
- Đề xuất một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả của việc sử dụng
thí nghiệm để bồi dưỡng năng lực cho học sinh THPT.

2


- Thiết kế một số dụng cụ thí nghiệm đơm giản để đo một số đại lượng
cơ học như: Vận tốc, lực ma sát- hệ số ma sát, lực đàn hồi- hệ số đàn hồi,…
- Xây dựng một số tiến trình tổ chức hoạt động dạy học có sử dụng
các dụng cụ đã chế tạo được.
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài.
6. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu chương “Động lực học chất điểm”– Vật lí 10 THPT
7. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu lí thuyết
Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới phương pháp dạy học Vật lí phổ

thông, các tài liệu, sách báo về lí luận dạy học, các luận văn, khóa luận tốt
nghiệp về chế tạo và sử dụng các TBTN trong dạy học Vật lí; các kiến thức
cơ bản và các thí nghiệm về cơ học; nghiên cứu các thông tin về các TBTN
liên quan đến cơ học; đặc biệt là các tài liệu có liên quan đến tổ chức hoạt
động ngoại khóa và bồi dưỡng năng lực hoạt động cho học sinh để xây dựng
cơ sở lí luận cho đề tài.
- Quan sát, điều tra khảo sát thực tế
Điều tra bằng phiếu thăm dò về việc sử dụng thí nghiệm thông qua hoạt
động ngoại khóa về chủ đề các đại lượng cơ học ở lớp 10 THPT.
- Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm
Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các dụng cụ TN về các đại lượng cơ học.
- Thực nghiệm sư phạm
Thực hiện dạy học ngoại khoá một số nội dung đã chọn và đánh giá
mức độ hoàn thành của luận văn so với mục đích nghiên cứu của đề tài.
8. Đóng góp của đề tài
- Cụ thể hóa cơ sở lí luận về dạy học ngoại khóa và tổ chức hoạt động
ngoại khóa trong chương trình vật lí THPT sử dụng trong chương “Động lực
học chất điểm”.
3


- Thiết kế chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng trong
dạy học ngoại khóa, đo một số đại lượng cơ học trong chương trình vật lí 10
THPT.
- Soạn thảo tiến trình dạy học ngoại khóa về đo một số đại lượng cơ
học trong đó có sử dụng những DCTN trên.
- Có thể làm tài liệu tham khảo cho việc tổ chức hoạt động ngoại khóa
ở trường phổ thông.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3

chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc chế tạo và sử dụng các
dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học ngoại khóa môn Vật lí ở trường
phổ thông.
Chương 2. Chế tạo và sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo một
số đại lượng cơ trong dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”Vật lí 10 THPT.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.

4


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA VIỆC CHẾ TẠO
VÀ SỬ DỤNG DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN TRONG
DẠY HỌC NGOẠI KHÓA MÔN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1.1. Tính tích cực và năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập
1.1.1. Tính tích cực trong học tập
1.1.1.1. Khái niệm về tính tích cực của học sinh trong học tập
Tính tích cực trong học tập là một hiện tượng tâm lí - sư phạm biểu
hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập. Học tập là một trường hợp
riêng của nhận thức “một sự nhận thức làm cho dễ dàng đi và được thực hiện
dưới sự chỉ đạo của giáo viên” (P.N.Erddơniev, 1974). Vì vậy, nói đến tính
tích cực học tập thực chất là nói đến tích cực nhận thức. Tính tích cực nhận
thức là trạng thái hoạt động nhận thức của HS, đặc trưng ở khát vọng học tập,
cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức.
1.1.1.2.

Các biểu hiện của tính tích cực trong học tập:

Tính tích cực của HS trong học tập biểu hiện qua các hành động cụ thể như:

- HS sẵn sàng, hồ hởi đón nhận các nhiệm vụ mà GV giao cho.
- HS tự nguyện tham gia vào các hoạt động học tập.
- HS tự giác thực hiện các nhiệm vụ mà mình đã nhận không cần phải
để GV đôn đốc, nhắc nhở.
- HS yêu cầu được giải đáp thắc mắc về những lĩnh vực còn chưa rõ.
- HS mong muốn được đóng góp ý kiến với GV, với bạn bè những
thông tin mới mẻ hoặc những kinh nghiệm có được ngoài sách vở, từ những
nguồn khác nhau.
- HS tận dụng thời gian rảnh rỗi của mình để cố gắng hoàn thành công
việc, hoặc hoàn thành công việc sớm hơn hạn định hoặc xin nhận thêm nhiệm vụ…
5


- HS thường xuyên trao đổi, tranh luận với bạn bè để tìm phương án giải
quyết, mong muốn được GV giúp đỡ, chỉ dẫn mà không nản chí khi gặp khó khăn.
Ngoài ra, tính tích cực của HS trong hoạt động học tập cũng như trong
HĐNK còn có thể nhận thấy trong biểu hiện về mặt ý chí như: sự tập trung
vào vấn đề đang nghiên cứu, kiên trì theo đuổi mục tiêu, không nản chí trước
những khó khăn hoặc thái độ phản ứng trong những buổi học, buổi hoạt động
nhóm là hào hứng, sôi nổi hay chán nản.
1.1.1.3.

Các cấp độ của tính tích cực học tập

Có thể phân biệt tính tích cực ở ba cấp độ khác nhau như sau:
- Cấp độ 1 – bắt chước: HS tích cực bắt chước hoạt động của GV và
bạn bè. Trong sự bắt chước cũng phải có sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp.
- Cấp độ 2 – tìm tòi: HS tìm cách độc lập giải quyết vấn đề, thử nhiều
cách khác nhau để giải quyết vấn đề hợp lí.
- Cấp độ 3 – sáng tạo: HS nghĩ ra cách giải quyết mới độc đáo hoặc cấu

tạo những nhiệm vụ mới, bài tập mới hay những thí nghiệm mới để chứng
minh bài học.
Những biểu hiện và các cấp bậc của tính tích cực trong học tập của HS nêu
trên chính là những căn cứ để chúng tôi đánh giá hiệu quả của quy trình HĐNK về
“ Đo một số đại lượng cơ học chương Động lực học chất điểm- Vật li 10 THPT”
đối với việc phát huy tính tích cực của HS trong thực nghiệm sư phạm.
1.1.1.4.

Những yếu tố thúc đẩy tính tích cực của học sinh trong

học tập
Tính tích cực của HS không phải tự có được mà GV phải có những
phương pháp và nội dung phù hợp với từng đối tượng HS. Những yếu tố thúc
đẩy tính tích cực của HS như sau:
- Sự gần gũi với thực tế: sử dụng các nội dung có tính thực tiễn, gần gũi
với cuộc sống hang ngày của các em hoặc những vấn đề có tính mới mẻ để

6


xây dựng các tình huống có vấn đề, tạo mâu thuẫn, động cơ, khơi gợi hứng
thú tìm cái mới để kích thích hứng thú và tính tích cực của HS.
- Sự phù hợp với mức độ phát triển: lựa chọn các vấn đề vừa sức với
trình độ HS nhưng vẫn yêu cầu sự vận động tư duy để giải quyết. Trong đó,
cần tính đến sự khác biệt về trình độ phát triển của từng đối tượng HS.
- Không khí và các mối quan hệ: kích thích hứng thú học tập của các
em bằng những phương pháp dạy học tích cực, tạo ra môi trường học tập
thoải mái, tạo điều kiện để các em phải làm việc, phải tham gia nhiệm vụ một
cách vừa độc lập vừa hợp tác.
- Mức độ và sự đa dạng của hoạt động: kết hợp xen kẽ nhiều hình thức

tổ chức dạy học như làm việc cá nhân, hoạt động nhóm, tập thể lớp.
- Phạm vi tự do sáng tạo: HS được lựa chọn hoạt động, đánh giá hoạt
động, quyết định quá trình thực hiện. GV động viên, khuyến khích các em tự
mình giải quyết vấn đề.
- Ngoài ra, việc đánh giá, khen thưởng phù hợp cũng là động lực quan
trọng tác động trực tiếp đến hoạt động tích cực của HS.
1.1.2. Năng lực thực nghiệm
1.1.2.1. Khái niệm về năng lực
Có thể hiểu năng lực là những khả năng học được hoặc có sẵn của mỗi
con người nhằm thực hiện có trách nhiệm, có hiệu quả các hành động, giải
quyết các nhiệm vụ, các vấn đề trong mọi tình huống thuộc lĩnh vực nghề
nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở vốn tri thức, kĩ năng, kĩ xảo và kinh
nghiệm cũng như thái độ sẵn sàng hành động.
1.1.2.2. Khái niệm năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập
Trong các ngành khoa học thực nghiệm, một cách tổng quát, năng lực
thực nghiệm là khả năng nhận ra được vấn đề từ các sự kiện, hiện tượng thực
tiễn cần nghiên cứu; khả năng đề ra được các giả thuyết; khả năng suy luận để
7


rút ra được các hệ quả có thể kiểm tra nhờ thực nghiệm; khả năng xây dựng
được phương án thí nghiệm, lắp ráp và thực hiện được các thí nghiệm để thu
thập được các số liệu; xử lí được các số liệu và khả năng rút ra được các kết
luận cần thiết. Tóm lại, năng lực thực nghiệm là các khả năng thực hiện một
cách có hiệu quả và trách nhiệm các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm
trong nghiên cứu khoa học.
Theo nghĩa hẹp, năng lực thực nghiệm là khả năng đề xuất phương án
thí nghiệm khả thi, tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị
dụng cụ, quan sát, đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời cho vấn
đề đặt ra (nó là một nhật định về một tính chất, một mối liên hệ, một nguyên

lí nào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc xác minh một giả thuyết,
một phỏng đoán nào đó).
Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu cho thấy rằng năng lực thực
nghiệm bao gồm các năng lực thành phần sau:
+ Khả năng xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết.
+ Khả năng thiết kế các phương án thí nghiệm.
+ Khả năng tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế.
+ Khả năng xử lý, phân tích và trình bày kết quả.
1.1.2.3. Các biểu hiện của năng lực thực nghiệm của học sinh trong
học tập
Biểu hiện của năng lực thực nghiệm có thể chia theo mức độ sau:
+ Mức độ 1: Là mức độ thấp nhất. Ở mức độ này HS cần tới sự hướng
dẫn của GV hay tài liệu. GV có thể tiến hành thí nghiệm mẫu, HS làm theo.
Hoặc GV chuẩn bị tài liệu hướng dẫn về mục đích thí nghiệm, cơ sở lý thuyết,
dụng cụ, cách bố trí, thứ tự thao tác thí nghiệm, bảng biểu, hướng dẫn báo cáo
thí nghiệm. HS tìm hiểu các kiến thức, cách thức tiến hành. Biểu hiện của
năng lực thực nghiệm ở mức độ này được thể hiện qua một số kỹ năng như:
- Quan sát, mô tả, giải thích được hiện tượng vật lí.
8


- Giải thích được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, cách sử dụng các thiết
bị thí nghiệm.
- Thực hiện được TN theo mẫu, theo tài liệu hướng dẫn.
- Xử lí được số liệu, phân tích, trình bày kết quả.
- Tích cực, an toàn, trách nhiệm trong quá trình làm TN.
+ Mức độ 2: Ở mức độ này vai trò của giáo viên giảm dần, HS chủ
động hơn trong quá trình thực nghiệm. HS biết vận dụng kiến thức, liên kết
các kiến thức, kinh nghiệm để có thể đề xuất phương án cải tiến cách thức TN
hoặc đề xuất các phương án TN khác. Các biểu hiện của HS trong giai đoạn

này như sau:
- Kĩ năng thiết kế các phương án thí nghiệm hay cải tiến thiết bị TN.
- Kĩ năng lựa chọn và bố trí dụng cụ TN (vẽ sơ đồ).
- Tự lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm.
- Kĩ năng tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế.
- Trình bầy kết quả đo dưới dạng lập bảng.
- Tính toán kết quả, sai số. Xử lí bằng đồ thị (nếu có).
- Đánh giá được kết quả (nguyên nhân dẫn đến sai số, biện pháp cải tiến).
- Trình bầy kết quả rõ ràng mạch lạc.
+ Mức độ 3: Ở mức độ này các kĩ năng lựa chọn dụng cụ, bố trí hay
tiến hành TN đã thành thục hơn. Không những thiết kế các phương án TN
cũng như cải tiến thí nghiệm, HS có khả năng chế tạo được những dụng cụ
TN tương ứng. Tiến hành các TN theo các phương án đề ra. Tiếp tục đánh
giá, cải tiến để có kết quả thí nghiệm tốt. Ngoài các kĩ năng như những giai
đoạn trước thì một số biểu hiện nổi bật là:
- Với một mục đích TN, đề xuất được nhiều phương án đo.
- Chế tạo được thiết bị TN đơn giản tương ứng.
- Đánh giá tính khả thi, tính chính xác của phương án.
+ Mức độ 4: Là mức độ cao nhất. Ở mức độ này gần như không cần
đến vai trò của GV. GV bây giờ chỉ đóng vai nhà tư vấn. HS tự phát hiện ra
9


vấn đề, tự xác định mục đích TN và thiết kế, chế tạo dụng cụ TN. HS cũng có
thể chế tạo những thiết bị ứng dụng. Thực hiện TN cũng như xử lí kết quả
một cách thành thục. HS đạt được năng lực này đòi hỏi tính tự lực, sáng tạo
cao. Nhưng nó mang lại cho HS năng lực giải quyết vấn đề giúp các em có
khả năng ứng phó với tình huống mới. Các biểu hiện thường thấy trong giai
đoạn này là:
- Xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết.

- Tự xác định được mục đích TN, cơ sở lí thuyết phép đo.
- Tự chế tạo thiết bị, bố trí TN và tiến hành thí nghiệm.
- Đánh giá kết quả và trình bầy kết quả rõ ràng, mạch lạc.
1.1.2.4. Ý nghĩa của việc bối dưỡng năng lực thực nghiệm ở trường phổ thông.
Đối với HS phổ thông, phát triển năng lực thực nghiệm có ý nghĩa
quan trọng, giúp HS hoạt động nhận thức vật lí đạt hiệu quả và được thực
hiện với tốc độ ngày càng nhanh. Phát triển trực giác khoa học, tư duy
logic chặt chẽ, năng lực phân tích sâu sắc thực tế và dự đoán diễn biến
hiện tượng... Nó không những giúp HS hiểu rõ hơn bản chất các vấn đề lí
luận, mà quan trọng hơn nó tạo điều kiện để các em tham gia vào hoạt
động cải tạo thực tiễn.
Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm sẽ giúp HS điều chỉnh động cơ,
hứng thú học tập, phát triển năng lực, có ý thức và tâm thế sẵn sàng tham
gia vào mọi nhiệm vụ được giao.
Việc tạo điều kiện cho HS có thể hoàn thành những bài tập nhỏ về khoa
học tạo điều kiện để phát triển năng lực thực nghiệm cũng chính là phát triển
năng lực sáng tạo.
1.2. Sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở
trường phổ thông.

10


1.2.1. Sự cần thiết của việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
trong dạy học vật lí
Trong quá trình tổ chức HĐNK, việc giao cho HS nhiệm vụ thiết kế, chế
tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành các thí nghiệm vật
lí có tác dụng trên nhiều mặt, góp phần nâng cao chất lượng kiến thức, phát
triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn độc lập và sáng tạo của HS:
+ Do được tự tay chế tạo và sử dụng thành quả của mình để tiến hành

các thí nghiệm, HS sẽ nắm vừng kiến thức sâu sắc, chính xác và bền vững
hơn. Trong nhiều trường hợp, việc tiến hành thí nghiệm, giải thích hoặc tiên
đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi HS phải huy động các kiến thức đã học ở
nhiều phần khác nhau của vật lí. Thông qua đó, các kiến thức mà HS đã lĩnh
hội được củng cố, đào sâu, mở rộng và hệ thống hóa.
+ Việc sử dụng các thí nghiệm đơn giản trong dạy học vật lí ở trường
phổ thông còn là cần thiết, bởi vì các thiết bị có sẵn trong phòng thí nghiệm
trong nhiều trường hợp, “cái hiện đại” của các thiết bị này che lấp mất bản
chất vật lí của hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm mà HS cần phải nhận thức
rõ. Dụng cụ thí nghiệm đơn giản vẫn có thể mang tính hiện đại, bởi vì một
dụng cụ không chỉ hiện đại vì tính quý hiếm, đắt tiền mà chủ yếu nó phải
phục vụ thiết thực cho việc thực hiện nội dung, phương pháp dạy học trong
nhà trường hiện đại, nhất là yêu cầu phát huy tính tích cực và phát triển năng
lực sáng tạo của HS. Mọi thiết bị đều có thể mang tính hiện đại nếu đảm bảo
yêu cầu trên và ngược lại.
+ Lịch sử phát triển của vật lí cho thấy: những phát minh cơ bản
thường gắn với các dụng cụ thí nghiệm đơn giản. Việc chế tạo các dụng cụ thí
nghiệm đơn giản để nghiên cứu nguyên tắc của các hiện tương do các nhà bác
học đã tiến hành ( thí nghiệm của Ga-li-lê về chuyển động nhanh dần đều trên
máng nghiêng, dao động của con lắc đơn, thí nghiệm con lắc Huy-ghen xác
11


định gia tốc trọng trường…) góp phần chỉ ra cho HS thấy con đường hình
thành và phát triển các kiến thức vật lí, bồi dường cho HS các phương pháp
nhận thức vật lí, đặc biệt là phương pháp thực nhiệm.
+ Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành
các thí nghiệm với chúng làm tăng hứng thú học tập, tạo niềm vui của sự thành
công trong học tập, phát huy tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS.
+ GV cũng có thể cá thẻ hóa quá trình học tập của HS bằng cách giao

cho các đối tượng HS khác nhau nhiệm vụ chế tạo dụng cụ thí nghiệm và tiến
hành thí nghiệm với mức độ khó dễ khác nhau, nông sâu khắc nhau và mức
độ hướng dẫn khác nhau.
Ngoài ra, dụng cụ thí nghiệm đơn giản còn có ưu điểm là phục vụ rất
kịp thời và đắc lực cho việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học, nâng
cao hiệu quả dạy học, thậm chí của từng giờ học.
1.2.2. Những đặc điểm cơ bản của các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
Khái niệm “dụng cụ thí nghiệm đơn giản”đã được nhiều nhà lí luận dạy
học bộ môn vật lí định nghĩa. Tuy các định nghĩa có nội dung và cách diễn
đạt khác nhau nhưng đều thống nhất ở các đặc điểm cơ bản sau đây:
+ Việc chế tạo dụng cụ thí nghiệm đòi hỏi ít vật liệu. Các vật liệu này
đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm. Ngay cả đối với các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
được chế tạo để tiến hành các thí nghiệm định lượng, việc đo đạc cùng chỉ đòi
hỏi sử dụng các dụng cụ đo phổ biến như lực kế, thước, nhiệt kế thường, đồng
hồ đeo tay của HS.
+ Dễ chế tạo dụng cụ thí nghiệm từ việc gia công các vật liệu bằng các
công cụ thông dụng như kìm, búa, kéo, cưa, giũa. Chính nhờ đặc điểm này
của các dụng cụ thí nghiệm đơn giản, trong một số trường hợp, ta có thể làm
được một số thí nghiệm mà không thể tiến hành được với các dụng cụ có sẵn
trong phòng thí nghiệm.
12


+ Dễ lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ thí nghiệm. Vì vậy, với
cùng một dụng cụ thí nghiệm, trong nhiều trường hợp, ta chỉ cần thay thế các
chi tiết phụ trợ là có thể làm được thí nghiệm khác.
+ Dễ bảo quản, vận chuyển và an toàn trong chế tạo cũng như trong
quá trình bố trí và tiến hành thí nghiệm.
+ Việc bố trí và tiến hành thí nghiệm với những dụng cụ thí nghiệm
này cũng đơn giản, không tốn nhiều thời gian.

+ Hiện tượng vật lí diễn ra trong thí nghiệm phải rõ ràng, dễ quan sát.
Những đặc điểm cơ bản nêu trên của các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
cũng chính là các yêu cầu đối với việc chế tạo chúng.
1.2.3. Các khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong
dạy học vật lí ở trường phổ thông
Các DCTNĐG có thể được sử dụng trong dạy học vật lí dưới nhiều hình
thức đa dạng và phong phú.
- Các DCTNĐG có thể được sử dụng ở tất cả các khâu của quá trình dạy
học: Đặt vấn đề (tạo tình huống có vấn đề), hình thành kiến thức mới (kiểm tra
các giả thuyết đã nêu ra), củng cố và vận dụng các kiến thức đã học (trong đó có
việc đề cập các ứng dụng của kiến thức vật lí trong sản xuất và đời sống) và cũng
có thể dùng để kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS.
- Các DCTNĐG được sử dụng trước hết cho thí nghiệm của HS, tiến hành
trên lớp hoặc ở nhà. Chúng cũng có thể được GV sử dụng trong giờ học để tiến
hành các thí nghiệm biểu diễn.
- Việc chế tạo và sử dụng các DCTNĐG để tiến hành các thí nghiệm có
thể giao cho từng HS hoặc các nhóm HS làm ở nhà hay trong giờ ngoại khóa,
không những để củng cố các kiến thức đã học mà có khi để cung cấp các dữ liệu
thực nghiệm chuẩn bị cho nội dung kiến thức ở các bài học sau.
- Cùng một mục đích về mặt nội dung kiến thức vật lí, GV có thể tiến hành
13


thí nghiệm trên lớp với DCTN có sẵn trong phòng thí nghiệm, còn HS được giao
nhiệm vụ thí nghiệm này nhưng với DCTNĐG do mình chế tạo.
- GV cũng có thể tiến hành thí nghiệm trên lớp với DCTNĐG, yêu cầu HS
về nhà chế tạo lại hoặc chế tạo DCTN theo phương án khác (nếu có).
- Với DCTNĐG do mình chế tạo, HS tiến hành lại thí nghiệm mà GV đã
biểu diễn trên lớp nhưng nghiên cứu sâu hơn các mối liên hệ giữa các đại lượng
vật lí được đề cập trong nội dung thí nghiệm.

- Nhiệm vụ thiết kế, chế tạo và sử dụng các DCTNĐG để tiến hành các thí
nghiệm giao cho HS phải có nội dung sao cho phát triển được năng lực hoạt động
trí tuệ - thực tiễn của HS, chứ không đơn thuần chỉ là sự đòi hỏi hoạt động tay
chân đơn giản.
Việc lựa chọn khả năng sử dụng từng DCTNĐG trong tiến trình dạy học
phụ thuộc vào mức độ nội dung kiến thức vật lí mà HS cần lĩnh hội, logic hình
thành kiến thức, ý đồ sư phạm của GV và trình độ của HS.
1.2.4. Thí nghiệm vật lí (TNVL) ở nhà của HS
a) TNVL ở nhà của HS là một loại bài làm mà GV giao cho từng HS
hoặc nhóm HS thực hiện ở nhà.
Khác với các loại TN khác, HS tiến hành TNVL trong điều kiện không
có sự giúp đỡ, kiểm tra trực tiếp của GV. Vì vậy, loại TN này đòi hỏi cao tính
tự giác, tự lực của HS trong học tập. Cũng khác với các loại TN khác, TNVL
ở nhà chỉ đòi hỏi HS sử dụng các dụng cụ thông dụng trong đời sống, những
vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền hoặc các dụng cụ đơn giản được HS tự chế tạo từ
những vật liệu này. Chính đặc điểm này tạo nhiều cơ hội để phát triển năng
lực sáng tạo của HS trong việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ nhằm
hoàn thành nhiệm vụ được giao.

14


Loại TN này khác với các loại bài làm khác của HS ở nhà ở chỗ: Nó
đòi hỏi sự kết hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, giữa hoạt động trí óc và hoạt
động tay chân của HS.
b) Với các đặc điểm nêu trên, TNVL ở nhà có tác dụng trên nhiều mặt
đối với việc phát triển nhân cách của HS: Quá trình tự lực thiết kế phương án
TN, lập kế hoạch TN, chế tạo hoặc lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành TN,
xử lí kết quả TN thu được góp phần vào việc phát triển năng lực hoạt động trí
tuệ - thực tiễn của HS. Việc thực hiện và hoàn thành các công việc trên sẽ làm

tăng rõ rệt hứng thú học tập, tạo niềm vui của sự thành công trong học tập của
HS. Việc thiết kế phương án TN, tiên đoán hoặc giải thích các kết quả TN đòi
hỏi HS phải huy động các kiến thức đã học, mà nhiều khi ở nhiều phần khác
nhau của vật lí. Nhờ vậy, chất lượng kiến thức của HS được nâng cao. TNVL
ở nhà có tác dụng làm phát triển những kĩ năng, kĩ xảo TN, các thói quen của
người làm thực nghiệm mà HS đã thu được trong các loại TN khác.
Loại TN này cũng tạo điều kiện cho GV cá thể hóa quá trình học tập
của HS bằng cách giao cho các đối tượng HS khác nhau nhiệm vụ chế tạo
DCTN, tiến hành TN với mức độ khó dễ khác nhau, nông sâu khác nhau và
với mức độ hướng dẫn khác nhau về cách chế tạo, lựa chọn dụng cụ, tiến
hành TN…được thể hiện trong đề bài.
Khi sử dụng loại TN này trong dạy học vật lí, GV cần bố trí thời gian
để HS báo cáo trước toàn lớp các kết quả đã đạt được, giới thiệu những sản
phẩm của mình, nhận được sự đánh giá của GV và của tập thể cũng như động
viên, khen thưởng kịp thời.
Mặc dù có những tác dụng to lớn nói trên, đáng tiếc rằng, loại thí
nghiệm này còn rất ít được sử dụng trong thực tiễn dạy học vật lí. Trong xu
hướng đổi mới phương pháp dạy học vật lí hiện nay, GV cần tăng cường sử
dụng nó trong dạy học.
15


c) TNVL ở nhà không những nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã
học mà trong nhiều trường hợp các kết quả mà HS thu được sẽ là cứ liệu thực
nghiệm cho việc nghiên cứu kiến thức mới ở các bài học sau trên lớp. Nội
dung của các TNVL ở nhà không phải là sự lặp lại nguyên xi các TN đã làm ở
trên lớp mà phải có nét mới, không đơn thuần chỉ là sự tiến hành TN với
những hướng dẫn chi tiết.
Nội dung của loại bài làm ở nhà này rất phong phú, có thể ra dưới
nhiều dạng khá nhau: Mô tả một phương án TN, yêu cầu HS tiến hành TN,

tiên đoán hoặc giải thích kết quả TN; cho trước các dụng cụ, yêu cầu HS thiết
kế phương án TN để đạt được một mục đích nhất định (quan sát một hiện
tượng, xác định một đại lượng vật lí); yêu cầu HS chất tạo một DCTNĐG từ
các vật liệu cần thiết cho trước, rồi tiến hành TN với dụng cụ này nhằm đạt
được một mục đích nào đó…Nội dung của các TNVL ở nhà có thể mang tính
chất định tính hoặc định lượng.
1.3. Hoạt động ngoại khóa Vật lí trong trường phổ thông
1.3.1. Vị trí của hoạt động ngoại khóa trong hệ thống các hình thức
tổ chức dạy học ở trường phổ thông
Hoạt động ngoại khóa là một hình thức tổ chức dạy học ngoài giờ lên
lớp, có thể giúp HS có kết quả cao hơn trong học tập và góp phần hoàn thiện
nhân cách cho các em.
Các hình thức HĐNK ở các trường phổ thông của các nước trên thế
giới thường tập trung chủ yếu vào các hoạt động như: trò chơi trí tuệ, câu lạc
bộ nhạc, kịch, hội họa, thể thao, dã ngoại thực tế…
Trong nhà trường phổ thông ở nước ta có ba hình thức tổ chức đào tạo:
dạy học trên lớp, giáo dục lao động kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp dạy
nghề, công tác giáo dục ngoài giờ lên lớp.

16


1.3.2. Vai trò của hoạt động ngoại khóa vật lí
HĐNK vật lí nói riêng và HĐNK nói chung có vai trò rất quan trọng
trong công tác giáo dục ở trường phổ thông, góp phần nâng cao chất lượng
giáo dục trên tất cả các mặt, cụ thể là:
+ Về mặt nhận thức: HĐNK giúp HS củng cố, đào sâu, mở rộng những
tri thức đã được học trong nội khóa; giúp cho HS vận dụng được những kiến
thức đó vào giải quyết những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, gắn liền lí
thuyết với thực tiễn, thấy được những ứng dụng của kiến thức đã được học

trong đời sống và kĩ thuật.
+ Về mặt rèn luyện kĩ năng: HĐNK rèn luyện cho HS khả năng tự
quản, kĩ năng tổ chức, điều khiển, làm việc theo nhóm, ngoài ra còn góp phần
phát triển kĩ năng giao tiếp, rèn luyện ngôn ngữ, kĩ năng phát biểu trước đám
đông, giải quyết vấn đề, chế tạo dụng cụ và làm thí nghiệm…
+ Về mặt giáo dục tinh thần, thái độ làm việc: HĐNK kích thích hứng
thú học tập, khơi dậy lòng ham hiểu biết, lôi cuốn HS tự giác tham gia một
cách nhiệt tình vào các hoạt động, phát huy tính tích cực, tự lực của HS.
Ngoài ra, HĐNK còn góp phần phát triển năng lực tư duy như tư duy
logic, tư duy trừu tượng và đặc biệt là năng lực tư duy sáng tạo cho HS.
1.3.3. Các đặc điểm của hoạt động ngoại khóa
HĐNK về vật lí nói riêng và HĐNK nói chung có những đặc điểm cơ
bản sau:
+ Việc tổ chức các HĐNK phải được lập kế hoạch cụ thể về cả mục
đích, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức, lịch hoạt động cụ thể và thời
gian thực hiện.
+ Tổ chức các HĐNK dựa trên tinh thần tự nguyện tham gia và sự hứng
thú của HS, dưới sự hướng dẫn của GV. Trên cơ sở đó HS sẽ yêu thích công
việc, hoạt động tích cực, có hiệu quả và phát triển năng lực của mình.
17