Xây dựng dụng cụ thí nghiệm đơn giản và sử dụng kết hợp với bản đồ tư duy để dạy học chương nhiệt học vật lí 8 cho học sinh miền núi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

---------------------------

PHẠM THỊ MỸ HẠNH

XÂY DỰNG DỤNG CỤ
THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG
KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƢ DUY ĐỂ DẠY
HỌC CHƢƠNG “NHIỆT HỌC” - VẬT LÍ 8
CHO HỌC SINH MIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI, 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

------------------------------

PHẠM THỊ MỸ HẠNH

XÂY DỰNG DỤNG CỤ
THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG
KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƢ DUY ĐỂ DẠY HỌC
CHƢƠNG “NHIỆT HỌC” - VẬT LÍ 8
CHO HỌC SINH MIỀN NÚI
Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số : 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN ĐỨC VƢỢNG

HÀ NỘI, 2017


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chƣa
từng đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác.
Hà Nội, tháng 05 năm 2017
Tác giả luận văn

Phạm Thị Mỹ Hạnh


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn khoa học
TS Trần Đức Vƣợng, đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Sau đại học, khoa Vật
lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K19

trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý
báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận
văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo và các em
học sinh trƣờng THCS Thái Sơn và trƣờng THCS Bình Xa đã giúp đỡ tôi
trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm.
Chân thành cảm ơn những tình cảm quý báu của những ngƣời thân, bạn
bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, góp ý và tiếp thêm động lực để tôi hoàn
thành luận văn này.
Mặc dù có nhiều cố gắng, nhƣng do thời gian có hạn và năng lực bản
thân còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệm nghiên cứu, nên luận văn không
tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của các
thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Hà Nội, tháng 05 năm 2017
Tác giả luận văn

Phạm Thị Mỹ Hạnh


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................ viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ ix
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
1 - Lí do chọn đề tài ....................................................................................... 1
2 - Mục đích nghiên cứu: ............................................................................... 4

3 - Nhiệm vụ nghiên cứu: .............................................................................. 5
4 - Giả thuyết khoa học:................................................................................. 5
5 - Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: ........................................................... 5
6 - Phƣơng pháp nghiên cứu: ......................................................................... 5
7 - Cấu trúc luận văn ...................................................................................... 6
8 – Đóng góp của đề tài..............................................................................7
CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG
THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƢ DUY
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ............................................................................ 8
1.1. Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí.................... 8
1.1.1. Thí nghiệm Vật lí .....................................................................................8
1.1.2. Vai trò của thí nghiệm trong DH Vật lí ....................................................8
1.1.3. Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí ..............................................11

1.2. Thí nghiệm tự tạo.................................................................................. 15
1.2.1. Khái niệm ...............................................................................................15
1.2.2. Phân loại thí nghiệm tự tạo .....................................................................15
1.2.3. Ƣu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo .............................................16
1.2.4. Những yêu cầu đối với thí nghiệm tự tạo ...............................................17


iv

1.2.5. Các khả năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật
lí. .......................................................................................................................18
1.2.6. Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí ...................................19

1.3. Bản đồ tƣ duy (BĐTD) ......................................................................... 24
1.3.1. Khái niệm và đặc điểm của bản đồ tƣ duy .............................................24
1.3.2. Cách đọc bản đồ tƣ duy ..........................................................................26

1.3.3. Cách vẽ bản đồ tƣ duy ............................................................................27
1.3.4. Vai trò của bản đồ tƣ duy .......................................................................29
1.3.5. Các ứng dụng của bản đồ tƣ duy trong dạy học .....................................30

1.4. Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập Vật lí ở trƣờng phổ
thông ............................................................................................................ 34
1.4.1. Tính tích cực nhận thức ..........................................................................34
1.4.2. Tính tích cực của học sinh trong hoạt động học tập Vật lí .....................34
1.4.3. Tính tích cực nhận thức của học sinh THCS miền núi ..........................37
1.4.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy
học Vật lí ..........................................................................................................38

1.5. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo đơn giản kết hợp với bản
đồ tƣ duy trong dạy học Vật lí ở trƣờng THCS miền núi ............................ 39
1.5.1. Mục đích điều tra ....................................................................................39
1.5.2. Phƣơng pháp điều tra ..............................................................................40
1.5.3. Kết quả điều tra ......................................................................................40

KẾT LUẬN CHƢƠNG I ................................................................................ 43
CHƢƠNG II: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP
VỚI BẢN ĐỒ TƢ DUY ĐỂ DẠY HỌC CHƢƠNG "NHIỆT HỌC" - VẬT LÍ
8 CHO HỌC SINH MIỀN NÚI ...................................................................... 44
2.1. Cấu trúc, nội dung chƣơng trình, sách giáo khoa chƣơng "Nhiệt học"
Vật lí 8 ......................................................................................................... 44
2.1.1. Đặc điểm chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 ...............................................44
2.1.2 Cấu trúc của chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 ...........................................45


v

2.1.3. Chuẩn kiến thức, kĩ năng mà học sinh cần đạt đƣợc khi học xong
chƣơng “Nhiệt học”- Vật lí 8 ...........................................................................48

2.2. Xây dựng một số thí nghiệm tự tạo đơn giản chƣơng “Nhiệt học” – Vật
lí 8 ................................................................................................................ 50
2.2.1. Thí nghiệm mô hình về cấu tạo chất ......................................................50
2.2.2. Thí nghiệm về sự dẫn nhiệt ....................................................................51
2.2.3. Thí nghiệm về sự đối lƣu........................................................................52
2.2.4. Thí nghiệm về hiện tƣợng khuếch tán ....................................................54

2.3. Soạn thảo, thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự tạo kết
hợp với bản đồ tƣ duy trong dạy học chƣơng "Nhiệt học" – Vật lí 8.......... 56
2.3.1. Quy trình soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự tạo kết
hợp với bản đồ tƣ duy trong dạy học Vật lí ......................................................56
2.3.2. Soạn thảo, thiết kế dạy học một số bài cụ thể trong chƣơng “ Nhiệt học
”- Vật lí 8 theo hƣớng nghiên cứu của đề tài ...................................................58

KẾT LUẬN CHƢƠNG II ............................................................................... 84
Chƣơng III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM...................................................... 85
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ...................................... 85
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm .............................................................85
3.1.2. Nhiệm vụ của TNSP ...............................................................................85

3.2. Đối tƣợng và nội dung TNSP ............................................................... 85
3.2.1. Đối tƣợng ................................................................................................85
3.2.2. Nội dung .................................................................................................86

3.3. Phƣơng pháp đánh giá kết quả TNSP ................................................... 87
3.3.1. Phân tích định tính dựa trên theo dõi hoạt động của HS trong giờ học .87
3.3.2. Phân tích kết quả định lƣợng dựa trên kết quả bài kiểm tra ...................87

3.4. Kết quả TNSP ....................................................................................... 88
3.4.1. Phân tích định tính và đánh giá kết quả TNSP .......................................88
3.4.2. Phân tích định lƣợng và đánh giá kết quả TNSP ...................................90

KẾT LUẬN CHƢƠNG III ............................................................................. 96


vi

KẾT LUẬN CHUNG...................................................................................... 97
ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ .................................................................................. 97
HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN .................................................. 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 100
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 103
MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM ...................................................... 103


vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT

Viết tắt

Viết đầy đủ

1

BĐTD

2

DH

Dạy học

3

ĐC

Đối chứng

4

ĐHSP

5

GD&ĐT

6

GV

Giáo viên

7

HS

Học sinh

8

NXB

9

TS

10

SGK

Sách giáo khoa

11

PPCT

Phân phối chƣơng trình

12

ThN

Thực nghiệm

13

THCS

Trung học cơ sở

14

THPT

Trung học phổ thông

15

TNSP

Thực nghiệm sƣ phạm

Bản đồ tƣ duy

Đại học sƣ phạm
Giáo dục và Đào tạo

Nhà xuất bản
Tiến sĩ


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Bảng số liệu HS đƣợc chọn làm mẫu TNSP .................................. 86

Bảng 3.2: Ý kiến của GV sau khi dự giờ dạy có sự hỗ trợ của TN tự tạo và
BĐTD .............................................................................................................. 89
Bảng 3.3: Ý kiến của HS sau khi học giờ Vật lí có sử dụngTN tự tạo và
BĐTD .............................................................................................................. 89
Bảng 3.4: Bảng thống kê kết quả học tập của HS nhóm ThN và ĐC trƣớc
TNSP ............................................................................................................... 90
Bảng 3.5: Bảng thống kê kết quả học tập của HS nhóm ThN và ĐC sau TNSP
......................................................................................................................... 90
Bảng 3.6: Bảng tần suất lũy tích hội tụ lùi trƣớc TNSP ................................. 91
Bảng 3.7: Bảng phân bố tần suất sau TNSP .................................................. 92
Bảng 3.8: Bảng tần suất lũy tích hội tụ lùi sau TNSP..................................... 92
Bảng 3.9: Bảng tổng hợp các tham số............................................................. 94


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH
Sơ đồ 1.1: Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí ..................................... 12
Sơ đồ 1.2: Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học Vật lí .......................... 24
Hình 1.1: Cấu trúc bản đồ tƣ duy .................................................................... 25
Hình 1.2. Cách đọc BĐTD .............................................................................. 26
Hình 1.3: Cách vẽ BĐTD ................................................................................ 28
Sơ đồ 2.1: Cấu trúc nội dung chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 ......................... 47
Sơ đồ 2.2: Cấu trúc logic các kiến thức chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 ......... 48
Hình 2.1, Hình 2.2.................. ......................................................................... 50
Hình 2.3, Hình 2.4............. .............................................................................. 51
Hình 2.5 ........................................................................................................... 52
Hình 2.6, Hình 2.7 ........................................................................................... 53
Hình 2.9, Hình 2.10 ......................................................................................... 54
Hình 2.11 ......................................................................................................... 55

Hình 2.12 ......................................................................................................... 55
Sơ đồ 2.3: Quy trình soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự
tạo kết hợp với bản đồ tƣ duy trong dạy học Vật lí ........................................ 58
Hình 3.2: Đồ thị phân bố tần suất sau TNSP .................................................. 92
Hình 3.3: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi sau TNSP ..................... 93


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1 - Lí do chọn đề tài
Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hoá đặt ra những
yêu cầu mới đối với ngƣời lao động, do đó cũng đặt ra những yêu cầu mới
cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân lực. Một trong những
định hƣớng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục mang
tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng việc
hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo của ngƣời
học.
Nghị quyết số 29 Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ƣơng 8
khóa XI ban hành ngày 04/11/2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và
đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo
hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến
thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi
nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ
sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng
lực”. [7] Nghị quyết cũng đã chỉ rõ trong quá trình giáo dục phải phát huy
tính tích cực, chủ động và sáng tạo của HS, HS phải là chủ thể tích cực của
quá trình nhận thức và chủ động trong việc chiếm lĩnh tri thức.
Đứng trƣớc những vấn đề nhƣ vậy, giáo dục nƣớc ta không ngừng đổi
mới sâu sắc và toàn diện: về mục tiêu, về nội dung và về phƣơng pháp dạy

học. Trong đó đổi mới phƣơng pháp DH đóng vai trò quan trọng trong việc
nâng cao chất lƣợng giáo dục.
Trong quá trình đổi mới phƣơng pháp dạy học, thì phƣơng tiện dạy học
đóng vai trò hết sức quan trọng. Hiện nay, trong các trƣờng phổ thông, đặc
biệt đối với học sinh ở các trƣờng miền núi, vùng sâu, vùng xa, do điều kiện
cơ sở vật chất nên chƣa có điều kiện cho học sinh quan sát, phân tích và tiến


2

hành các thí nghiệm khi giảng dạy môn Vật lí. Khi đƣợc sử dụng các phƣơng
tiện dạy học, học sinh không chỉ nâng cao đƣợc hiệu quả học tập mà còn hình
thành kĩ năng sử dụng các phƣơng tiện học tập và ứng dụng vào thực tiễn. Vì
vậy, đổi mới phƣơng pháp dạy học với sự góp phần quan trọng của thí
nghiệm Vật lí là yêu cầu hết sức cần thiết.
Đối với môn Vật lí chủ yếu là môn khoa học thực nghiệm, các khái
niệm, các định luật, các thuyết vật lí và các ứng dụng kĩ thuật của vật lí đều
phải gắn với thí nghiệm vì vậy việc tăng cƣờng sử dụng thí nghiệm trong dạy
học là vấn đề then chốt của việc đổi mới phƣơng pháp DH. Hiện nay, ở các
trƣờng phổ thông, bên cạnh xây dựng các phƣơng án thí nghiệm bằng các
dụng cụ TN đƣợc Bộ GD&ĐT trang cấp thì việc nghiên cứu chế tạo một số
thí nghiệm tự tạo đơn giản từ những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền có tác động rất
nhiều tới HS, đặc biệt phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức và khả
năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS.
Hiện nay, nhiều HS chƣa biết cách học, cách ghi nhớ kiến thức vào bộ
não mà chỉ học thuộc lòng, học vẹt, thuộc nhƣng không nhớ đƣợc kiến thức
trọng tâm và sự kiện nổi bật trong tài liệu, hoặc không biết cách liên kết các
kiến thức có liên quan với nhau và không có nhiều hứng thú trong việc học,
nhất là đối với HS THCS đang ở lứa tuổi có nhiều tâm sinh lí thay đổi.
Theo một số kết quả nghiên cứu, bản đồ tƣ duy giúp thể hiện ra bên

ngoài cách thức mà não bộ con ngƣời hoạt động. BĐTD còn gọi là sơ đồ tƣ
duy, lƣợc đồ tƣu duy... là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi, đào sâu, mở rộng
một ý tƣởng, hệ thống hoá một chủ đề hay một mạch kiến thức bằng cách kết
hợp việc sử dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc, chữ viết với sự tư
duy tích cực. BĐTD có thể vẽ trên giấy, bảng… hoặc có thể thiết kế trên
powerpoint hoặc phần mềm Imindmap. Kiểu ghi chép của BĐTD thể hiện
bằng hình ảnh, đƣờng nét, màu sắc đƣợc trải theo các hƣớng không có tính


3

tuần tự và có độ thoáng, giúp dễ dàng phát triển ý tƣởng nhanh hơn so với
cách ghi chép thông thƣờng theo kiểu xuống dòng hiện nay. Điểm mạnh nhất
của BĐTD là giúp phát triển ý tưởng mà không bỏ sót ý tưởng. Việc xây
dựng đƣợc một hình ảnh thể hiện mối liên hệ giữa các kiến thức sẽ mang lại
những lợi ích đáng quan tâm về các mặt: ghi nhớ, phát triển nhận thức, tƣ
duy, óc tƣởng tƣợng và khả năng sáng tạo... Ở Việt Nam, vấn đề ứng dụng
BĐTD trong dạy học đã đƣợc áp dụng từ năm 2006. Một số đề tài mới nghiên
cứu hiệu quả hỗ trợ của BĐTD trong dạy học Vật lí đã thu đƣợc kết quả thực
nghiệm tốt.
Trong chƣơng trình Vật lí THCS, kiến thức phần "Nhiệt học" là những
nội dung trừu tƣợng nhƣng lại có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống thực
tế và kĩ thuật. Vì vậy, trong giảng dạy, việc kết hợp các phƣơng tiện dạy học
với BĐTD sẽ giúp học sinh phát huy khả năng tƣ duy, tính sáng tạo và năng
lực hoạt động thực tiễn.
Nƣớc ta có nhiều công trình nghiên cứu về tổ chức hoạt động nhận thức
cho HS theo hƣớng phát huy tính tích cực, các công trình nghiên cứu về TN
tự tạo hay các đề tài nghiên cứu về ứng dụng BĐTD trong dạy học Vật lí nhƣ:
- Trần Thị Ngọc Ánh (2010), Sử dụng phối hợp TN tự tạo với thí nghiệm
có sự hỗ trợ của máy vi tính vào dạy học phần cơ - nhiệt lớp 10 THPT, luận

văn thạc sĩ giáo dục học, trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Huế [2].
- Lê Văn Giáo, Nguyễn Thị An Vinh (2006), Nghiên cứu tự tạo, khai thác
và sử dụng thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền nhằm góp phần đổi mới phương pháp
dạy học vật lí ở trường phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận
thức của học sinh, Đề tài khoa học cấp bộ, Đại học sƣ phạm Huế [8].
- Hà Sỹ Thuyết (1999), Phương pháp sử dụng thí nghiệm trong giờ học vật
lí nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh THCS miền núi, luận


4

văn thạc sỹ khoa học giáo dục, Trƣờng đại học Sƣ phạm- Đại học Thái
Nguyên [27].
- Nguyễn Thị Nguyên (2010), Nghiên cứu sử dụng bản đồ tư duy
(Mindmaps) trong dạy học chương “động học chất điểm” vật lí 10 THPT
nhằm góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng tư duy
cho học sinh, luận văn thạc sĩ giáo dục học, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP.Hồ
Chí Minh [16].
- Đào Kiên Cƣờng (2013), Hướng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa
kiến thức chương "điện học" vật lí 9 với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy, luận văn
thạc sĩ khoa học giáo dục, Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên [6].
Nhƣ vậy, mặc dù có nhiều đề tài nghiên cứu về TN tự tạo và BĐTD
trong DH Vật lí, tuy nhiên các đề tài này mới chỉ dừng lại ở phạm vi nghiên
cứu độc lập, chƣa có công trình nào nghiên cứu về xây dựng TN tự tạo đơn
giản kết hợp với BĐTD trong DH chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 ở trƣờng
THCS miền núi.
Trong phạm vi đề tài nghiên cứu của mình, tác giả sẽ kế thừa những kết
quả của những công trình nghiên cứu trƣớc đây, đồng thời sẽ nghiên cứu việc
sử dụng TN tự tạo kết hợp với BĐTD để DH chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8
nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS miền núi.

Xuất phát từ những lí do đã trình bài ở trên tác giả lựa chọn đề tài: “Xây
dựng dụng cụ thí nghiệm đơn giản và sử dụng kết hợp với bản đồ tư duy để
dạy học chương “Nhiệt học” - Vật lí 8 cho học sinh miền núi”.
2 - Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu xây dựng một số thí nghiệm đơn giản và sử dụng kết hợp
với bản đồ tƣ duy để dạy học chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 nhằm phát huy
tính tích cực của HS ở trƣờng THCS miền núi.


5

3 - Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của TN, vai trò của TN, kết hợp
TN tự tạo và BĐTD trong DH Vật lí.
- Điều tra thực trạng của vấn đề xây dựng một số TN tự tạo đơn giản
trong dạy học kiến thức chƣơng “Nhiệt học” - Vật lí 8 ở trƣờng THCS miền
núi.
- Nghiên cứu nội dung chƣơng trình sách giáo khoa và xây dựng sơ đồ
cấu trúc logic chƣơng “Nhiệt học” - Vật lí 8.
- Tiến trình xây dựng một số TN tự tạo đơn giản chƣơng “Nhiệt học” Vật lí 8.
- Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học chƣơng “Nhiệt học” - Vật lí 8
với sự hỗ trợ của TN tự tạo và BĐTD trong dạy học Vật lí.
- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng THCS, tổng kết và rút ra
một số kết luận cần thiết.
4 - Giả thuyết khoa học:
Nếu thiết kế, chế tạo đƣợc dụng cụ thí nghiệm đơn giản và xây dựng
đƣợc tiến trình DH có sử dụng bộ TN này kết hợp với BĐTD trong dạy học
chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 thì sẽ phát huy đƣợc tính tích cực HS miền núi.
5 - Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Hoạt động dạy học các kiến thức chƣơng “Nhiệt học” - Vật lí 8 theo

hƣớng phát huy tính tích cực nhận thức cho HS với sự hỗ trợ của TN tự tạo và
BĐTD ở một số trƣờng THCS thuộc tỉnh Tuyên Quang.
6 - Phƣơng pháp nghiên cứu:
6.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu những văn kiện của Đảng, chỉ thị của Nhà nƣớc, văn bản
của Bộ GD&ĐT về vấn đề đổi mới phƣơng pháp DH ở trƣờng phổ thông.


6

- Nghiên cứu tài liệu về các quan điểm, sự định hƣớng việc dạy và học
tích cực cũng nhƣ đổi mới phƣơng pháp dạy học, về lí luận dạy học nói chung
và lí luận dạy học môn Vật lí nói riêng.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ DH của bộ môn Vật lí ở
trƣờng phổ thông hiện nay.
- Nghiên cứu tài liệu hƣớng dẫn thiết kế, chế tạo một số dụng cụ TN đơn
giản và BĐTD trong dạy học Vật lí; các luận văn về đề tài có liên quan, nội
dung chƣơng trình SGK, SGV và các tài liệu khác.
6.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phƣơng pháp điều tra: Tìm hiểu thực trạng của việc phát huy tính tích
cực nhận thức cho HS với sự hỗ trợ TN tự tạo và BĐTD trong dạy học Vật lí
hiện nay ở trƣờng PT thông qua phiếu điều tra.
- Phƣơng pháp quan sát: Quan sát để thu thập thông tin về sự tích cực,
sự hứng thú tham gia của học sinh trong giờ học và trong các hoạt động.
6.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
- Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm ở các trƣờng THCS miền núi có đối
chứng để kiểm tra tính khả thi của luận văn, cụ thể làm nổi bật vai trò của việc
sử dụng kết hợp TN tự tạo đơn giản với BĐTD trong DH kiến thức chƣơng
"Nhiệt học" – Vật lí 8 cho HS trƣờng THCS miền núi.
6.4. Phƣơng pháp thống kê toán học

- Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lí kết quả thực nghiệm
sƣ phạm và kết quả điều tra, từ đó rút ra những kết luận về sự khác nhau trong
kết quả học tập của hay nhóm đối chứng và thực nghiệm.
7 - Cấu trúc luận văn
Luận văn đƣợc trình bày gồm các phần: Phần mở đầu, 3 chƣơng, tài
liệu tham khảo và phụ lục. Nội dung từng chƣơng đƣợc trình bày nhƣ sau:


7

Chƣơng I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo
đơn giản kết hợp với bản đồ tƣ duy trong dạy học Vật lí.
Chƣơng II: Xây dựng thí nghiệm tự tạo đơn giản kết hợp với bản đồ tƣ
duy để dạy học chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 cho HS miền núi.
Chƣơng III: Thực nghiệm sƣ phạm.
8 – Đóng góp của đề tài
- Góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận trong dạy học Vật lý ở
trƣờng phổ thông với sự hỗ trợ của TN tự tạo và bản đồ tƣ duy để phát huy
tính tích cực của HS miền núi.
- Đề xuất đƣợc một số phƣơng án xây dựng một số TN tự tạo đơn giản,
sử dụng trong dạy học kiến thức chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 ở trƣờng
THCS.
- Các giáo án xây dựng theo hƣớng phát huy tính tích cực của HS miền núi
qua dạy học chƣơng “Nhiệt học” – Vật lí 8 với sự hỗ trợ của TN tự tạo và
BĐTD có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên THCS.


8

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG

THÍ NGHIỆM TỰ TẠO ĐƠN GIẢN KẾT HỢP VỚI BẢN ĐỒ TƢ DUY
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.1. Thí nghiệm và vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí
1.1.1. Thí nghiệm Vật lí
Thí nghiệm Vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con
ngƣời vào các đối tƣợng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích
các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác
động, ta có thể thu nhận đƣợc tri thức mới [14].
1.1.2. Vai trò của thí nghiệm trong DH Vật lí
1.1.2.1. Thí nghiệm góp phần hình thành thế giới quan khoa học
cho HS
Thế giới quan là hệ thống tổng quát những quan điểm của con ngƣời về
thế giới, về vị trí con ngƣời trong thế giới đó và về những quy tắc xử sự do
con ngƣời đề ra trong thực tiễn xã hội. Thế giới quan có cấu trúc phức tạp,
gồm nhiều yếu tố trong đó có hạt nhân là tri thức. Thế giới quan chứa đựng
những nguyên tắc, quan điểm, niềm tin, khái niệm, biểu tƣợng về toàn bộ thế
giới, bao gồm: về những sự vật, hiện tƣợng, về quy luật chung của thế giới, về
chỉ dẫn, phƣơng hƣớng hoạt động của con ngƣời, một nhóm ngƣời trong xã
hội nói chung đối với thực tại (nhằm phát triển sao cho tốt hơn).
Thế giới quan chính là biểu hiện của cách nhìn bao quát đối với thế giới
bên ngoài, cả con ngƣời và cả mối quan hệ của ngƣời - thế giới. Nó quy định
thái độ của con ngƣời đối với thế giới và là kim chỉ nam cho hành động của
con ngƣời. TN trong vai trò là một bộ phận quan trọng trong DH Vật lí sẽ
từng bƣớc cung cấp và hệ thống hóa tri thức cho ngƣời học, qua đó củng cố
niềm tin khoa học và hoàn thiện thế giới quan khoa học của mỗi ngƣời, tạo
nên tƣ duy đúng đắn và tích cực.


9

Thông qua TN, lí thuyết đƣợc tái hiện một cách sinh động và đầy
thuyết phục, tạo niềm tin khoa học vững chắc, tránh đƣợc sự giáo điều trong
DH Vật lí.
1.1.2.2. Thí nghiệm giúp phát hiện và khắc phục quan niệm sai lầm
của học sinh
HS khi bắt đầu học Vật lí, do kinh nghiệm đời sống hàng ngày đã có
một số hiểu biết nhất định về hiện tƣợng vật lí, những hiểu biết ban đầu ấy gọi
là quan niệm HS. Tuy nhiên, những hiểu biết đó không thể xem là cơ sở để
nghiên cứu vật lí, vì cùng một hiện tƣợng, mỗi HS sẽ có một cách hiểu khác
nhau. Mặt khác, đa số quan niệm HS đều sai lệch so với bản chất của hiện
tƣợng và quá trình vật lí. Ngay cả khi những hiểu biết không sai lệch với bản
chất vật lí của sự vật, hiện tƣợng thì những quan niệm đó cũng không hoàn
toàn chính xác và đầy đủ. Bên cạnh đó, chƣơng trình Vật lí phổ thông còn
chứa đựng những nội dung kiến thức hoàn toàn mới mẻ đối với HS. Do đó,
trong DH Vật lí, GV cần phải có biện pháp khắc phục những quan niệm sai
lầm của HS, giúp HS tiếp cận chính xác bản chất vật lí của sự vật, hiện tƣợng.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh đƣợc rằng một trong những
biện pháp khắc phục quan niệm HS có hiệu quả nhất là sử dụng TN. Vì HS
chỉ có thể tự giác từ bỏ những ý nghĩ sai lầm khi tự nhận ra những quan niệm
của mình là vô lí, mâu thuẫn với thực tế. Thông qua TN, quan niệm HS sẽ dần
dần đƣợc bộc lộ, qua đó, GV có kế hoạch điều chỉnh, khắc phục các quan
niệm này cho ngƣời học.
1.1.2.3. Thí nghiệm là phƣơng tiện nâng cao chất lƣợng giáo dục kĩ
thuật tổng hợp cho học sinh
Ngoài những TN do GV biểu diễn, minh họa, có những TN do HS tự
mình tiến hành. Qua đó, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện kỹ năng, kĩ xảo thực
hành, từ đó có khả năng và điều kiện tiếp cận với hoạt động thực tiễn. Việc để


10

HS tham gia vào các TN sẽ tạo điều kiện giúp HS thu nhận kiến thức một
cách vững vàng hơn, tăng cƣờng rèn luyện sự kháo léo chân tay. Khi tự tay
tiến hành các TN, HS sẽ nâng cao đƣợc khả năng thực hành, thao tác một
cách thuần thục, ngoài ra, việc thu thập, xử lí số liệu sẽ góp phần hoàn thiện
kĩ năng thực hành tổng hợp cho HS.
1.1.2.4. Thí nghiệm là phƣơng tiện đơn giản hóa các hiện tƣợng vật
lí
Các sự vật, hiện tƣợng, quá trình vật lí xung quanh ta diễn ra trong tự
nhiên vô cùng phức tạp và đa dạng, có mối đan xen lẫn nhau. Do đó không
thể nghiên cứu riêng lẻ một hiện tƣợng mà không có sự ảnh hƣởng của các
hiện tƣợng khác lên chúng, hay nói cách khác là không thể tách riêng từng
hiện tƣợng để quan sát, nghiên cứu. Sử dụng TN có thể làm đơn giản hóa các
hiện tƣợng, kiểm soát đƣợc các quá trình, làm nổi bật các khía cạnh, làm rõ
bản chất của hiện tƣợng, quá trình cần nghiên cứu. Đối với các hiện tƣợng cần
nghiên cứu mà chúng ta không thể tri giác trực tiếp bằng giác quan thì việc sử
dụng TN làm mô hình để trực quan hóa là không thể thiếu đƣợc. Các hiện
tƣợng, quá trình diễn ra trong TN làm đơn giản hóa các hiện tƣợng, quá trình
thực. Tuy nhiên vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ và chính xác tri thức, điều này
tạo cho ngƣời học tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng hơn.
1.1.2.5. Thí nghiệm góp phần tích cực hóa tƣ duy ngƣời học
DH không chỉ đơn thuần là truyền thụ những kiến thức phổ thông cơ
bản, mà phải xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện trong suy
nghĩ, thao tác tƣ duy để tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn. Thông qua TN,
mọi giác quan của HS bị tác động mạnh và thƣờng xuyên trong quá trình học
tập. Quan sát sự vật, hiện tƣợng TN không giống nhƣ quan sát trong tự nhiên,
vì TN đã làm bộc lộ những mối quan hệ bản chất nhất, làm rõ các yếu tố cần
quan sát có chủ định. Bên cạnh đó, sau khi quan sát TN, việc thu thập, phân

11

tích, xử lí kết quả số liệu của HS đƣợc rèn luyện từng ngày, qua đó nâng cao
khả năng tƣ duy của ngƣời học.
1.1.2.6. Thí nghiệm là phƣơng tiện góp phần phát triển nhân cách
toàn diện của học sinh
TN luôn đòi hỏi HS tính tỉ mỉ, thận trọng, trung thực, kiên trì, sự chính
xác, tính kế hoạch, tinh thần tập thể, đoàn kết giúp đỡ nhau trong công việc và
đó là những phẩm chất của con ngƣời lao động khoa học và sáng tạo. HS
đƣợc trực tiếp tiến hành TN trong DH Vật lí thực sự đặt họ vào vai trò của
ngƣời nghiên cứu, HS phải tự phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu, nêu ra giả
thuyết khoa học, rút ra các hệ quả, đề xuất đƣợc phƣơng án và tự tiến hành
đƣợc TN. Khi đƣợc tự tiến hành TN, HS đƣợc rèn luyện kỹ năng thu thập số
liệu, đo đạc chính xác và xử lí số liệu một cách trung thực. Thông thƣờng mỗi
phép đo trong TN Vật lí đều đƣợc thao tác nhiều lần, do đó tạo cho HS đức
tính kiên trì và cẩn thận để sai số trong các lần đo là chấp nhận đƣợc.
1.1.2.7. Thí nghiệm Vật lí có thể đƣợc sử dụng trong tất cả các giai
đoạn của quá trình dạy học
Trong hầu hết các giai đoạn của quá trình DH, TN có vai trò là bộ phận
của các phƣơng pháp nhận thức, có thể đƣợc sử dụng trong tất cả các giai
đoạn của quá trình DH bao gồm: đề xuất vấn đề nghiên cứu; hình thành kiến
thức, kĩ năng mới; củng cố kiến thức, kĩ năng đã chiếm lĩnh đƣợc; kiểm tra
đánh giá kết quả học tập của HS.
1.1.3. Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí
Căn cứ vào mục đích lí luận DH của TN vật lí trong quá trình nhận
thức của HS, có thể phân chia TN Vật lí trong DH làm hay loại chủ yếu: thí
nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực tập. Mỗi loại đƣợc chia thành một số dạng
Tùy theo mục đích sử dụng, sự phân chia ấy đƣợc diễn tả bằng sơ đồ [15] sau:

12

TN vật lí
TN biểu diễn

Mở đầu

TN thực tập

Nghiên cứu

Khảo sát

Củng cố

Trực

Thực

TN và

diện

hành

quan sát
ở nhà

Minh họa
Đồng

Cá

loạt

thể

Đồng
loạt

Cá

thể

Sơ đồ 1.1: Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí
1.1.3.1. Thí nghiệm biểu diễn
TN biểu diễn là TN do giáo viên tiến hành trên lớp, chủ yếu là để hình
thành cho HS những biểu tƣợng ban đầu về các hiện tƣợng, quá trình và quy
luật Vật lí, về cấu tạo và hoạt động của một vài dụng cụ, thiết bị kĩ thuật.
So với TN thực tập, TN biểu diễn tiến hành tốn ít thời gian, tổ chức đơn
giản, không đòi hỏi nhiều dụng cụ, thiết bị kĩ thuật nhƣng lại có hiệu quả rõ
rệt ngay trong giờ học trên lớp. Tuy nhiên, trong TN này, do HS thụ động
quan sát, không trực tiếp làm TN nên hiểu kiến thức không sâu sắc, chắc chắn
và không rèn luyện cho họ những kĩ năng, kĩ xảo thực hành.
Tuỳ theo mục đích DH, TN biểu diễn gồm những loại sau:
- TN mở đầu: là TN nhằm giới thiệu cho HS biết qua về hiện tƣợng
sắp nghiên cứu, tạo ra tình huống có vấn đề thúc đẩy mâu thuẫn giữa trình độ
kiến thức đã có và nhu cầu hiểu biết hiện tƣợng mới, kích thích tính tò mò,
gây hứng thú học tập cho HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức.
- TN nghiên cứu hiện tƣợng: là TN nhằm xây dựng hay kiểm chứng

kiến thức mới, bao gồm:


13

+ TN nghiên cứu khảo sát: là TN nhằm cung cấp các dữ liệu thực
nghiệm để từ đó quy nạp, khái quát kiểm tra đƣợc tính đúng đắn của giả
thuyết hay các hệ quả rút ra từ giải thuyết đã đề xuất, giải quyết đƣợc vấn đề
nảy sinh lúc đầu giờ học, do vậy xây dựng đƣợc kiến thức mới cho HS.
+ TN nghiên cứu minh họa: là TN nhằm kiểm chứng lại những kiến
thức đã đƣợc xây dựng bằng con đƣờng lí thuyết, hoặc nhằm minh họa kiến
thức mà vì nhiều lí do nhƣ làm TN nghiên cứu khảo sát quá phức tạp, mất
nhiều thời gian lấy đủ số liệu để quy nạp, trình độ HS, thiết bị TN ở trƣờng
phổ thông còn hạn chế... GV phải thông báo, buộc HS thừa nhận. Hình thức
TN này hay đƣợc sử dụng hơn do nó chỉ mang tính chất kiểm nghiệm lại các
kết luận đã có nên HS sẵn có định hƣớng về cái phải làm và phù hợp với trình
độ nhận thức của HS hơn.
- TN củng cố: đƣợc thực hiện ở cuối tiết học, đòi hỏi HS phải vận dụng
tri thức đã học để dự đoán, giải thích hiện tƣợng, nhờ đó mà đào sâu kiến
thức, rèn luyện kĩ năng. Đồng thời, GV kiểm tra đánh giá mức độ tiếp thu bài
giảng của HS. TN củng cố không chỉ đƣợc sử dụng trong các tiết học nghiên
cứu mà cả trong những giờ luyện tập và hệ thống hóa kiến thức.
1.1.3.2. Thí nghiệm thực tập
TN thực tập là TN do HS tự tiến hành ở lớp, ở phòng TN hoặc ngoài
lớp, ở nhà. Ƣu điểm nổi bật của loại TN này là rèn luyện cho HS những kĩ
năng, kĩ xảo thực hành và tình tự lực khi giải quyết các vấn đề thực nghiệm.
Tuy nhIên, việc tổ chức TN thực tập lại phức tạp và đòi hỏi nhiều dụng cụ,
thiết bị, kĩ thuật.
TN thực tập gồm những loại sau:
- TN thực tập trực diện: đƣợc sử dụng khi HS còn chƣa có những

kiến thức sâu sắc và vững chắc về tài liệu nghiên cứu và kinh nghiệm đầy đủ
trong việc tiến hành TN có liên quan với tài liệu ấy. Tùy theo mục đích sử


14

dụng, TN trực diện có thể là TN mở đầu, nghiên cứu hiện tƣợng (nghiên cứu
khảo sát hoặc minh họa), cũng có thể là TN củng cố.
TN trực diện đƣợc tổ chức dƣới hình thức đồng loạt (GV chia HS thành
các nhóm, tất cả các nhóm này cùng một lúc làm các TN nhƣ nhau với các
dụng cụ thiết bị giống nhau để giải quyết cùng một nhiệm vụ trong cùng một
khoảng thời gian), hoặc dƣới hình thức cá thể (các nhóm HS cùng một lúc
làm các TN khác nhau với cùng một dụng cụ thiết bị nhằm giải quyết các
nhiệm vụ bộ phận, để đi tới giải quyết một nhiệm vụ chung).
Ngoài tác dụng rèn luyện kĩ năng thực nghiệm, bồi dƣỡng phƣơng pháp
nghiên cứu, giáo dục thái độ, tác phong và phƣơng pháp làm việc tập thể, TN
trực diện còn có ƣu điểm nổi bật là các kết luận đƣợc rút ra dựa vào số liệu
thực nghiệm khiến cho HS tin tƣởng vào kết luận cuối cùng, thấy đƣợc tính
khách quan của các quy luật đang nghiên cứu.
- TN thực hành: là loại TN do HS thực hiện trong phòng TN, đòi hỏi
tính tự lực của HS cao hơn so với ở TN trực diện. HS dựa vào tài liệu đã in
sẵn mà tiến hành TN, thu thập kết quả rồi viết báo cáo TN.
TN thực hành đƣợc tiến hành sau khi học xong một chƣơng, một phần
của chƣơng trình. TN thực hành thƣờng có nội dung phong phú, đòi hỏi dụng
cụ thiết bị hoàn chỉnh, phức tạp hơn so với TN trực diện. Yêu cầu về tính tự
lực của HS ở loại TN này cũng cao hơn, vì vậy hiểu biết tài liệu học cũng sâu
sắc, vững chắc hơn.
Căn cứ vào hình thức tổ chức tổ chức TN, có thể phân biệt TN thực
hành đồng loạt và TN thực hành cá thể.
- TN và quan sát vật lí ở nhà: là hình thức TN tổng hợp đƣợc tiến

hành ngoài lớp học do HS độc lập tiến hành không có sự kiểm soát của GV, là
một dạng hoạt động đòi hỏi kết hợp lí thuyết và thực nghiệm, phát triển tính
tự giác, tính độc lập và sáng tạo ở HS cao hơn. Loại TN này phát triển đƣợc