Luận Văn hệ thống bài tập thí nghiệm chương Tĩnh học vật rắn nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BGH
ĐH
GV
HS
NXB
SGK
THPT

Ban giám hiệu
Đại học
Giáo viên
Học sinh
Nhà xuất bản
Sách giáo khoa
Trung học phổ thông


MỤC LỤC


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn mới đã được chỉ rõ trong Nghị quyết của
Hội nghị ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam, khóa VIII: “Nhiệm
vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng con người và thế hệ thiết tha gắn bó với
lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng có ý chí kiên
cường xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc công nghiệp hóa hiện đại hóa, giữ gìn và phát
huy các giá trị văn hóa dân tộc, có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loài; phát
huy tiềm năng của dân tộc và con người Viết 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 xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng
vừa chuyên như lời dặn của Bác Hồ”.
Nghị quyết Đại hội lần thứ XI của Đảng cũng khẳng định: “Thực hiện đồng
bộ các giải pháp phát triển và nâng cao chất lượng giáo dục đào tạo. Đổi mới
chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; nâng cao chất
lương giáo dục toàn diện, đặc biết coi trong giáo dục lý tưởng, đạo đức, năng lực
sáng tạo, kỹ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội”.
Bài tập vật lí có tầm quan trong đặc biệt; giúp học sinh ôn tập đào sâu mở
rộng kiến thức, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo, vận dụng lý thuyết vào thưc tiễn; đồng
thời bài tập vật lí còn có tác dụng phát triển năng lực tư duy sáng tạo, năng lực thực
nghiệm, năng lưc giải quyết vấn đề... cho học sinh.
Trong các dạng bài tập vật lí, bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi hoc
sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ
năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật, và thực tế đời
sống. . . để xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định các điều kiện thích
hợp, tự mình thực hiện các thí nghiệm theo quy trình, quy tắc thu thập và xử lí các
kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụ thể được đặt ra; bài
tập thí nghiệm khi giải phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời lí thuyết hoặc để tìm
những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Vì vậy việc sử dụng bài tập thí nghiệm

3


trong dạy học vật lí sẽ giúp chúng ta khắc phục được một số hạn chế của nền giáo
dục hiện nay đó là dạy học mang tính hàn lâm, nhiều kiến thức truyền đạt cho học
sinh mang tính áp đặt, không gắn với thực tiễn. . . đồng thời có thể vận dụng các bài
tập thí nghiệm nhằm rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thực nghiệm ...
cho học sinh.
Trong chương trình vật lí THPT, chương “Tĩnh học vật rắn” vật lí 10 có

nhiều bài tập mô tả các hiện tượng vật lý, tuy nhiên hầu hết các hiện tượng đều
được mô tả trong điều kiện lý tưởng, ít gắn với thực tiễn. Vấn đề đặt ra là chuyển
các bài tập này thành các bài tập thí nghiệm, cùng với việc mở rộng hiện tượng vật
lý trong bài để đỏi hỏi học sinh không những phải tính toán, giải thích hiện tượng
dựa trên kiến thức đã biết mà còn phải đề xuất được các phương án thực nghiệm,
tiến hành thí nghiệm để xem xét hiện tượng vật lý dưới các góc độ khác nhau.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Soạn thảo và
hướng dẫn giải hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10
nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh”.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10 và đề
xuất phương án sử dụng vào dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10, nhằm góp
phần bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.
3. Giả thuyết khoa học của đề tài
Dựa trên cơ sở lí luận về soạn thảo và hướng dẫn giải bài tập thí nghiệm, cơ
sở lí luận về năng lực thực nghiệm cùng với việc phân tích nội dung kiến thức
chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10 có thể thiết kế bài tập thí nghiệm của chương nhằm
bồi dưỡng được năng lực thực nghiệm cho học sinh.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
4.1. Đối tượng nghiên cứu
− Hệ thống bài tập thí nghiệm thuộc nội dung kiến thức chương“Tĩnh học vật
rắn” Vật lí 10
− Hoạt động dạy học về bài tập vật lí thí nghiệm
4.2. Phạm vi nghiên cứu
− Chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10

4


− Bài tập thí nghiệm

5. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
− Nghiên cứu cơ sở lý luận về hoạt động nhận thức vật lí, về bài tập vật lí, đặc
biệt là các bài tập thí nghiệm, về việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm.
Thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10
Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10
Đề xuất các phương án dạy học sử dụng bài tập thí nghiệm đã soạn thảo.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của hệ

−
−
−
−

thống bài tập đã biên soạn.
6. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
− Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học
để làm rõ về mặt lý luận các vấn đề có liên quan đến đề tài.
− Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập, các tài liệu tham
khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung kiến thức chương “Tĩnh học vật
rắn” Vật lí 10.
− Điều tra thực trạng dạy học vật lý ở trường THPT.
− Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm sư phạm
− Phương pháp thống kê toán học: Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm.
7. Cấu trúc luận văn
Mở đầu.
Chương 1: Cơ sở lý luận của việc soạn thảo và hướng dẫn giải bài tập thí
nghiệm
Chương 2: Soạn thảo và hướng dẫn giải hệ thống bài tập thí nghiệm chương
“Tĩnh học vật rắn” Vật lí 10
Chương 3: Thực nghiệm sư pham.

Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục
Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN
GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
1.1. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí phổ thông
1.1.1. Khái niệm: thí nghiệm và thực nghiệm khoa học

5


Thí nghiệm: thí nghiệm là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con
người vào các đối tượng của thực hiện 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 được kiến thức mới [10].
Như vậy, thí nghiệm là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong
các điều kiện xác định để quan sát, thu thập dữ liệu (trong thực tế, đôi khi từ thực
nghiệm cũng được dùng với nghĩa này).
Ví dụ: thí nghiệm kiểm tra giả thuyết “độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với
độ lớn của vectơ lực tác dụng lên vật”, thí nghiệm kiểm tra giả thuyết “ánh sáng
mang tính chất sóng”; thí nghiệm kiểm tra một kết quả đã biết trước đó “nghiệm lại
định luật 2 Niuton”
Thực nghiệm: hay phương pháp thực nghiệm là một bước trong phương pháp
khoa học nhằm kiểm tra một giả thuyết, nghiệm lại một định luật, tìm ra một đại
lượng vật lí hay quy luật vật lí. Thực nghiệm là dựa trên việc tiến hành thí nghiệm
để đề xuất hoặc xác minh một giả thuyết, một phỏng đoán khoa học nào đó. (khi nói
tới phương pháp thực nghiệm với tư cách là một phương pháp nhận thức khoa học
thì từ “thực nghiệm” được dùng với nghĩa này. Còn nếu nói phương pháp thí
nghiệm thì từ thí nghiệm được dùng với nghĩa đã nói ở trên: tạo ra hiện tượng, quan

sát, đo đạc và thu thập dữ liệu.
Như vậy, trong tiến hành thực nghiệm khoa học thì nhất thiết phải tiến hành
thí nghiệm. Nhưng chỉ riêng việc tiến hành thí nghiệm đơn thuần thì không nhất
thiết phải thực nghiệm khoa học. Mục đích của thí nghiệm là tạo ra được hiện tượng
và thu thập các dữ liệu, quan sát, đo đạc. Còn mục đích của thực nghiệm khoa học
là dựa trên việc tiến hành thí nghiệm, đề xuất hoặc kiểm tra xác minh giả thuyết
khoa học.
1.1.2. Khái niệm phương pháp thực nghiệm
a. Khái niệm
Phương pháp thực nghiệm là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự
nhiên bằng cách chủ động tác động vào đối tượng nghiên cứu. Khi thực nghiệm

6


người ta tạo ra những điều kiện mới để xem hiện tượng thay đổi như thế nào? Có
thể nói phương pháp thực nghiệm là phương pháp thu lượm thông tin bằng các sắp
đặt các sự kiện để chúng bộc lộ những quy luật tự nhiên của chúng.[15]
Phương pháp thực nghiệm do Galilê sáng lập ra và được các nhà khoa học
hoàn chỉnh. Spaski đã nêu lên thực chất của phương pháp thưc nghiệm như sau:
“Xuất phát từ quan sát thực nghiệm, người nghiên cứu xây dựng một giả thuyết (dự
đoán). Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hóa các sự kiện thực
nghiệm đã làm. Nó còn chứa đựng một cái gì đó mới mẻ, không có sẵn trong từng
thí nghiệm cụ thể. Bằng phép suy luận logic và bằng toán học, người nghiên cứu có
thể từ giải thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số sự kiện mới trước đó
chưa biết đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm mà
kiểm tra lại được, và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định một giải thuyết,
biến giả thuyết thành định luật chính xác”.
Như vậy, phương pháp thực nghiệm không phải làm thí nghiệm đơn thuần,
không phải là sự quy nạp giản đơn (như chủ nghĩa quy nạp thực nghiệm) mà là sự

phân tích sâu sắc các sự kiện thực nghiệm, tổng quát hóa nâng lên mức lí thuyết và
phát hiện bản chất của sự vật. Đó là sự thống nhất giữa thí nghiệm và lí thuyết nhằm
mục đích nhận thức thế giới quanh ta.

b.

Cấu trúc các khâu phương pháp thực nghiệm
Việc thực hiện phương pháp thực nghiệm bao gồm các khâu sau đây [12]:
Xử lí một giả thuyết hoặc dự đoán đã có để đưa vào kiểm tra, xem xét bằng

thực nghiệm: điều gì cần tới việc khảo sát thực nghiệm? Cần tạo ra, quan sát biến cố
thực nghiệm nào?
Lựa chọn điều kiện thí nghiệm để có được hiện tượng dưới dạng thuần khiết:
phương tiện, máy móc thiết bị thích hợp; phương pháp tiến hành thí nghiệm;
phương pháp quan sát, đo đạc cụ thể.
Tiến hành thí nghiệm: lắp ráp máy móc thiết bị và kiểm tra khả năng vận
hành; tiến hành các thao tác thí nghiệm theo kế hoạch đã vạch ra; quan sát, đo đạc,
ghi chép các dữ liệu.

7


Xử lí kết quả: chuyển từ số đo biểu kiến sang trị số thực; xác định độ chính
sác của phép đo; lập bảng; vẽ đồ thị; rút ra kết luận về các thuộc tính, mỗi liên hệ,
các định luật.
1.1.3. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lí
Phỏng theo phương pháp thực nghiệm của các nhà vật lí, GV tổ chức cho HS
hoạt động theo các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề
Giai đoạn 2: Đưa ra dự đoán (giả thuyết)

Giai đoạn 3: Suy luận hệ quả (nếu có)
Giai đoạn 4: Đề xuất và tiến hành phương án thí nghiệm kiểm tra
Giai đoạn 5: Hợp thưc hóa kiến thức mới
Giai đoạn 6: Vận dụng kiến thưc mới
Ví dụ: Bài học nghiên cứu về momen của lực, điều kiên cân bằng của vật rắn
có trục quay cố định.
Xuất phát từ thí nghiệm mở đầu: Học sinh lên đẩy cửa ra vào của lớp theo
các cách khác nhau.
Sau khi làm thí nghiệm mở đầu học sinh biết được:

o Khi lực có giá không đi qua trục quay, không song song với trục quay
thì lực có tác dụng làm quay vật.

o Tác dụng làm quay của các lực khác nhau thì không giống nhau. Tác
dụng làm quay của lực phụ thuộc vào độ lớn của lực và khoảng cách
từ trục quay đến giá của lực.
o Khi vật chịu tác dụng của hai hay nhiều lực thì có trường hợp vật cân
bằng, có trường hợp vật không cân bằng.
Như vậy vấn đề đặt ra là: Đại lượng nào đặc trưng cho tác dụng làm quay vật
của lực? Điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định là gì?
Bằng kinh nghiệm thực tế học sinh có thể dự đoán: tác dụng làm quay vật
của lực tỉ lệ với độ lớn của lực và khoảng cách từ điểm đặt đến trục quay và để cân
bằng dưới tác dụng của hai lực thì tác dụng làm quay của hai lực phải khử nhau

8


Làm thí nghiệm kiểm tra với đĩa momnen: Tác dụng vào vật hai lực F 1, F2
sao cho vật cân bằng, từ kết quả ban đầu có thể dự đoán F 1l1 = F2l2. Sau đó làm thí
nghiệm rút ra kết luận là không chính xác.

Dự đoán mới: Muốn vật cân bằng thì F 1d1 = F2d2 (d1, d2 là các cánh tay đòn)
và tác dụng làm quay của lực tỉ lệ với tích Fd.
Làm thí nghiệm kiểm tra: Giữ nguyên F 1d1 và thay đổi F2, d2 sao cho
F1d1=F2d2 và vẫn làm cho vật quay ngược chiều . Quan sát trạng thái của vật và rút
ra kết luận.
Kết luận: tác dụng làm quay của vật tỉ lệ với tích Fd (d là khoảng cách từ giá
của lực đến trục quay. Đại lượng M=Fd đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực
gọi là momen lực.
Nếu vật chịu tác dụng của hai lực thì điều kiện cân bằng là hai lực làm cho
vật quay theo hai chiều ngược nhau và M1=M2
Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì điều kiện cân bằng là tổng momen
các lực có khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng momen các
lực có khuynh hướng quay theo chiều ngược lại.
1.2. Năng lực thực nghiệm
1.2.1. Khái niệm năng lưc
Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc tiếng La tinh “competentia”.
Ngày nay, khái niệm năng lực được hiểu theo nhiều nghĩa:

- Năng lực là một thuộc tính tâm lý phức hợp, là điểm hội tụ nhiều yếu tố như
tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm

-

đạo đức.
Năng lực gồm những kĩ năng và kĩ xảo học được và sẵn có của cá thể nhằm
giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã
hội… và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách

-

nhiệm và hiểu quả trong những tình huống linh hoạt. (Weinert 2001).
Năng lực là biết sử dụng các kiến thức và các kĩ năng trong một tình huống
có ý nghĩa (Rogiers, 1996).

9


- Năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ hợp với một hoạt
-

động thực tiễn (Barnert, 1992).
Năng lực là khả năng đáp ứng thích hợp và đầy đủ các yêu cầu của một lĩnh
vực hoạt động (Từ điển Webster’s New 20th Century, 1965).
Như vậy, năng lực là một tổng thể nhiều yếu tố có liên hệ tác động qua lại và

đặc điểm phân biệt cơ bản của năng lực là: tính vận dụng và tính có thể chuyển đổi
và phát triển. Có thể đưa ra định nghĩa năng lực như sau:
Năng lực là khả năng thực hiện có hiểu quả và trách nhiệm các hành động,
giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề thuộc các lĩnh vực, nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân
trong những tình huống khác nhau trên cơ sở hiểu biết kĩ năng, kĩ xảo và kinh
nghiệm, cũng như sẵn sàng hành động. [2]
1.2.2. Năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm, với tư cách là một năng lực nhận thức khoa học, được
hiểu là năng lực nghĩ ra (thiết kế) phương án thí nghiệm khả thi cho phép đề xuất
hoặc kiểm tra những giả thuyết hay phỏng đoán khoa học và thực hành được thí
nghiệm thành công để rút ra kết luận cần thiết (chứ không đơn thuần là kĩ năng thao
tác thí nghiệm, hiểu theo nghĩa là thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát, đo đạc.).
[12]
Như vậy năng lực thực nghiệm bao gồm: năng lực đưa ra các dự đoán (giả
thuyết), năng lực nghĩ ra (thiết kế) các phương án thí nghiệm khả thi và năng lực

thực hành các phương án thí nghiệm đã thiết kế.

10


NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

Năng lực đưa ra
các dự đoán (giả
thuyết)
Năng lực thiết kế
các phương án thí
nghiệm

Đưa ra được các dự đoán (giả thuyết) có căn cứ
Xác định mục đích thí nghiệm cần tiến hành:
Thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm khảo sát, thí
nghiệm kiểm chứng hay thí nghiệm minh họa.
Xác định các biến số, các chỉ số cần quan sát
hoặc đo đạc (các phương án thí nghiệm): Cụ thể
là phải xác định rõ đại lượng nào cần đo hoặc tính
toán hay còn gọi là các biến số. Có 2 loại biến số:
biến số độc lập và biến số phụ thuộc. Biến số độc
lập là nhân tố thực nghiệm có thể điều khiển được,
kiểm tra được, biến số phụ thuộc là những diễn
biến sự kiện do các biến số độc lập quy định và kết
quả của sự tác động thực nghiệm. Công việc này
đòi hỏi suy luận logic hay toán học và phải đảm
bảo:
- Đúng quy tắc, suy luận logic hay toán học

- Mô tả hệ thống biến số, chỉ số có thể quan sát
đo đạc, kiểm tra được.
Lựa chọn đúng dụng cụ thí nghiệm: Cần dựa vào
mục đích thí nghiệm, các biến số cần quan sát, đo
đạc để lựa chọn những dụng cụ thích hợp.
Xây dựng sơ đồ thí nghiệm: Việc bố trí thí
nghiệm phải sáng sủa, dễ hiểu, có thể nhận thấy rõ
ràng kết quả thí nghiệm, loại bỏ tối đa các hiện
tượng không mong muốn, kết quả thể hiện ở sơ đồ
bố trí dụng cụ thí nghiệm
Xây dựng quy trình tiến hành thí nghiệm: Tức là
xác định trình tự các thao tác với dụng cụ thí
nghiệm, bao gồm:
- Quy trình lắp đặt dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ
đã lập
- Quy trình thao tác tiến hành sao cho có thể
quan sát rõ hiện tượng, số liệu cần đo và loại bỏ
những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của
thí nghiệm.
- Đồng thời, trong việc xây dựng các quy trình
này cũng đòi hỏi nhận biết những mối nguy
hiểm trong quá trình tiến hành và sử dụng thí
nghiệm (vật bắn ra, laser, dòng điện, vật liệu
phóng xạ, nitơ lỏng…) để đảm bảo an toàn
dụng cụ thí nghiệm và con người.

11


Năng lực thực

hiện phương án
thí nghiệm đã
thiết kế

Xác định cách thức quan sát, thu thập số liệu và
trình bày số liệu. Để thực hiện công việc này cần:
- Xác định cách thức, thời điểm quan sát để thu
thập được số liệu chính xác.
- Dự kiến được phạm vi đo các đại lượng.
- Dự kiến các thức trình bày số liệu dưới dạng
bảng biểu, đồ thị…
Xác định cách thức xử lí và phân tích số liệu để
rút ra kết luận: Đối với thí nghiệm định tính cần
phát biểu các kết quả quan sát thấy, phân tích, suy
luận logic suy ra kết quả. Đối với thí nghiệm định
lượng, các kết quả phải trình bày mạch lạc, chính
xác, làm tròn có ý nghĩa kết quả. Biểu diễn kết quả
dưới dạng biểu đồ, bảng biểu, đồ thị, tính sai số.
Từ kết quả thí nghiệm rút ra kết luận về dấu hiệu,
mối liên hệ bản chất trong hiện tượng, quá trình
vật lí đang nghiên cứu, phát biểu chúng bằng lời
hay bằng những biểu thức toán học
Biết sử dụng các dụng cụ thí nghiệm
Sử dụng các thiết bị đúng chức năng:
- Thao tác nhanh, chính xác, đảm bảo đúng
nguyên tắc và an toàn cho các thiết bị.
- Chuẩn bị lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ đã
chuẩn bị: việc chuẩn bị và lắp ráp thí nghiệm
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Chuẩn bị, kiểm tra thử dụng cụ thí nghiệm, đảm

bảo dụng cụ thí nghiệm hoạt động tốt.
- Lắp ráp theo sơ đồ thí nghiệm, nhanh chóng,
đúng nguyên tắc và đảm bảo an toàn các thiết
bị thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm
- Thực hiện theo đúng quy trình thao tác.
- Sử dụng an toàn, bảo quản và tháo lắp vật liệu
và thiết bị thí nghiệm
Quan sát, thu thập thông tin và số liệu
- Chọn vị trí quan sát phù hợp.
- Tập chung vào dấu hiệu bản chất
- Đọc chỉ số trên dụng cụ đo đúng phương pháp.
- Ghi các giá trị đo đúng quy tắc
Trình bày thông tin, số liệu và xử lí, phân tích

12


thông tin, số liệu: Từ số liệu thu được, cần tiến
hành phân tích, tổng hợp, quy nạp hay diễn dịch
để rút ra kết luận, biện luận để rút ra kết quả cuối
cùng.
Đánh giá kết quả: Đối chiếu kết quả thí nghiệm
với giả thuyết, hệ quả và đưa ra kết luận. Xác định
những điểm cần bổ sung, sửa đổi toàn bộ công
việc có liên quan đến thí nghiệm, từ thiết kế đến
tiến hành thí nghiệm.
1.2.3. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh
Để hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh cần thực hiện
các biện pháp sau đây:

Tổ chức cho học sinh hoạt động phỏng theo các giai đoạn của phương pháp
thực nghiệm. Quá trình này được chia thành 6 giai đoạn [15]:

 Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề
Vấn đề là những câu hỏi hay nhiệm vụ đặt ra mà việc giải quyết chúng chưa
có quy luật sẵn cũng như những tri thức, kĩ năng sẵn có chưa đủ giải quyết mà còn
khó khăn, cản trở cần vượt qua. Vấn đề phải được đặt ra thế nào cho lí thú, kích
thích tính tích cực nhận thức của học sinh, nghĩa là tạo ra tình huống có vấn đề theo
quy trình sau. Để tổ chức và rèn luyện cho học sinh phát hiện, phát biểu vấn đề giáo
viên cần:

- Đặt câu hỏi, khi cần giúp đỡ học sinh thì gợi ý, định hướng chú ý các em vào
những điều kiện mâu thuẫn, bất ngờ trong tình huống vừa tổ chức để học

-

sinh phát hiện ra vấn đề.
Khích lệ HS nói lên cảm nhận, phát hiện của mình về vấn đề được đặt ra,
chưa yêu cầu phải dung đúng hoặc chính xác ngôn ngữ khoa học. Lưu ý đến
các ý kiến trái ngược hoặc chưa trúng để hướng dẫn HS điều chỉnh hướng

-

suy nghĩ cho phù hợp
Uốn nắn, chỉ dẫn và luyện cho HS phát biểu thành lời vấn đề của bài học, sử

-

dụng hợp lí ngôn từ vật lí.
Căn cứ vào trình độ HS, vào nội dung bài học mà lựa chọn và đưa ra mức độ

thích hợp nhằm yêu cầu HS tự phát biểu vấn đề của bài học. Lúc đầu vó thể

13


đưa ra mức độ cao hơn để nhằm thăm dò, sau đó hướng dẫn và giảm bớt khó
khăn cho HS khi cần thiết.
 Giai đoạn 2: Đưa ra dự đoán
Dự đoán, giả thuyết là một giai đoạn rất quan trọng của quá trình nghiên cứu.
Hướng dẫn để các em dự đoán những việc phải làm, những hiện tượng xảy ra…
giúp các em tăng cường các hoạt động tư duy và tưởng tượng.

- Nội dung dự đoán: Đối với HS các lớp dưới yêu cầu dự đoán định tính là chủ
yếu, có thể có những dự đoán sau đây:
o Dự đoán diễn biến của hiện tượng. Ví dụ: Để quả bóng bay ngoài trời
nắng một thời gian thì chuyện gi sẽ xảy ra với quả bóng bay?

o Dự đoán nguyên nhân của hiện tượng. Ví dụ: Nguyên nhân vì sao chúng ta
không thể đứng dậy khỏi ghế nếu không dúi người về phía trước hay lùi
chân vào dưới ghế?
o Dự đoán mối quan hệ phụ thuộc giữa các yếu tố của một hiện tượng. Ví
dụ: Điện trở phụ thuộc vào chiều dài dây dẫn như thế nào?

o Dự đoán mối quan hệ nhân quả của hiện tượng. Ví dụ:Vận tốc của viên
đạn càng lớn thì sức công phá của viên đạn sẽ như thế nào?
o Dự đoán về bản chất của hiện tượng. Ví dụ: Tại sao mọi vật đều rơi xuống
đất khi ta thả tay không giữ vật nữa?
- Căn cứ để hướng dẫn HS đưa ra dự đoán:
o Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có, một hoàn cảnh đã gặp.
o Dựa vào sự tương tự

o Dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời, cùng
tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán mối quan hệ giữa chúng
o Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang
một lĩnh vực khác.
 Giai đoạn 3: Suy luận rút ra kết quả
Việc suy luận đưa ra kết quả thực hiện bằng suy luận logic hay suy luận toán
học.

 Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm tra
-

Những căn cứ để hướng dẫn HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra:
Căn cứ vào vốn sống, sử dụng một kinh nghiệm tích lũy được của HS

14


- Căn cứ vào sự liên tưởng tới một việc, một cách làm đã biết, đã nghe nói
-

đến, vận dụng vào một hoàn cảnh mới không hoàn toàn giống như cái cũ.
Dựa vào sự giúp đỡ của thầy cô và sự giúp đỡ của bạn bè trong hoạt động
nhóm. Sự gởi mở, hướng dẫn đúng lúc, đúng cách của thầy giáo, sự trao đổi
với các bạn cùng nhóm và nhóm khác, sẽ giúp HS vượt qua những khó khăn
tưởng như quá sức để đi đến những đề xuất, những giải pháp thực nghiệm

hợp lí, sáng tạo.
 Giai đoạn 5: hợp thức hóa kết quả nghiên cứu
Yêu cầu mỗi nhóm có sự phân công công việc cho từng thành viên, cử đại
diện nhóm báo cáo kết quả nghiên cứu trước lớp. Việc phân công này cần phải luân

phiên để HS nào cũng được rèn luyện. Mặt khác, cần lưu ý giúp đỡ HS rụt rè,
những em học lực yếu để tạo điều kiện cho các em vươn lên.
Trong việc tổ chức tranh luận hợp thức hóa kết quả nghiên cứu, GV là người
hướng dẫn và là trọng tài để giúp HS lập luận có lí lẽ và cơ sở thực tiễn, biết phân
tích kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong những điều kiện cụ thể. Việc chuẩn xác
hóa các kết luận gắn liền với rèn luyện cho HS sử dụng ngôn ngữ khoa học để biểu
đạt các hiện tượng, định luật được nghiên cứu. Nó quan trọng hơn đối với các lớp
đầu cấp và cần được GV thực hiện thường xuyên qua mỗi bài học.
Cần dựa vào trình độ thực tế của HS và vào tình hình cụ thể của tiến trình
dạy học mà đưa ra mức độ thích hợp đối với từng lớp và từng bài học



Giai đoạn 6: Ứng dụng kiến thức mới
Để HS có thể vận dụng được kiến thức một cách sáng tạo, làm cho việc nắm

vững kiến thức trở nên sâu sắc, bền vững, GV cần tận dụng tối đa các bài tập vận
dụng đã được chuẩn bị trong SGK và sách bài tập, đồng thời suy nghĩ, tìm tòi để
đưa ra các ứng dụng cụ thể, gần gũi trong đời sống và kĩ thuật; khuyến khích HS
làm các bài tập thí nghiệm, sáng chế các thiết bị vận dụng kiến thức đã học, làm các
đồ chơi; phát hiện, thu thập các tài liệu, tranh ảnh, các thiết bị, dụng cụ có ứng dụng
kiến thức trong thực tế.

15


Ngoài biện pháp trên việc giải các bài tập vật lí thí nghiệm cũng là một trong
những biện pháp bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS và biện pháp này được
chúng tôi trình bày chi tiết ở các phần sau.
1.3. Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí

1.3.1. Bài tập vật lí
Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được giải quyêt nhờ những suy nghĩ
logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp
vật lí.
Các bài tập vật lí có thể hiện diện ở tất cả các giai đoạn của quá trình lĩnh hội
môn học này, tức là từ bước đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một mục, cho đến
bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước vận dụng để củng cố, luyện tập, ôn tập
hoặc mở rộng, đào sâu tri thức và thực hành… tùy theo mục đích sử dụng, các bài
tập vật lí có thể xây dựng với nội dung thích hợp và cách giải tương ứng. Có lúc các
bài tập vật lí xuất hiện tường minh dưới dạng những đề toán quen thuộc như chúng
ta vẫn thường gặp trong các giờ học hoặc các kì thi, những cũng có lúc chúng ta còn
phải phát hiện ra chúng và diễn đạt viết để chúng trở thành bài tập vật lí quen thuộc
và phải tự mình cung cấp cả số liệu và yêu cầu cần tìm cho bài tập trước khi có thể
giải để đi đến kết quả cuối cùng.
1.3.2. Bài tập thí nghiệm trong hệ thống bài tập vật lí
Trong hoạt động dạy và học vật lí ở trường phổ thông, bài tập vật lí đóng vai
trò vừa là nội dung vừa là phương tiện để truyền tải kiến thức và bồi dưỡng các
năng lực cho học sinh một cách có hiểu quả nhất. Bài tập không chỉ củng cố, nâng
cao kiến thức mà còn làm xuất hiện những khả năng tư duy độc đáo của HS. Trong
quá trình giải bài tập vật lí, bắt buộc HS phải thực hiện các thao tác tư duy để tái
hiện kiến thức cũ, tìm ra mối liên hệ bản chất giữa các sự vật hiện tượng, HS phải
biết phân tích, tổng hợp, phán đoán suy luận để tìm ra lời giải. Đặc biệt các bài tập
vật lí có nội dung thí nghiệm, gọi tắt là bài tập vật lí thí nghiệm.
Bài tập thí nghiệm tốt thường là bài tập gắn liền với phương pháp thực
nghiệm, nó được hiểu là loại bài tập khi giải phải tiến hành thí nghiệm để tìm mối
quan hệ giữa các đại lượng, hoặc phải tiến hành thí nghiệm để lấy số liệu để giải bài

16

tập, có khi phải dùng thí nghiệm để kiểm chứng phương án đã đề xuất. Khi giải các
bài tập thí nghiệm HS luôn phải vận dụng tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực
nghiệm, kết hợp nhiều kiến thức kĩ năng khác để đề xuất các giả thuyết, rút ra các
hệ quả từ giả thuyết, đề xuất các phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm để
kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết hoặc hệ quả của giả thuyết. Như vậy, có
thể có những bài tập thí nghiệm chỉ dừng ở một gia đoạn nào đó của phương pháp
thực nghiệm, nhưng cũng có thể có bài tập đòi hỏi người học trải qua tất cả các giai
đoạn của phương pháp thực nghiệm, khi đó hoạt động của người học giống như
hoạt động của nhà nghiên cứu. Thông qua các bài tập thí nghiệm, năng lực hoạt
động tự lực sáng tạo, bộc lộ rõ khả năng, sở trường, sở thích về vật lí.
Tùy thuộc vào đối tượng và mục đích dạy học khác nhau mà yêu cầu đòi hỏi
về bài tập vật lí thí nghiệm cũng khác nhau:
Ở các cấp học cao (Cao đẳng, Đại học, sau đại học) thì bài tập vật lí thí
nghiệm mang nặng tính chất thực hành, nghiên cứu để xác định nội dung vật lí phức
tạp hoặc tìm ra một phát hiện mới,… Đây chính là nội dung của các bài thực hành
trong các giáo trình thí nghiệm vật lí hoặc là các đề tài về thực nghiệm của bộ môn
vật lí dành cho sinh viên, học viên cao học. Ở các kì thi Olympic vật lí khu vực và
Quốc tế thường dành riêng một phần thực hành để thi các nội dung này gọi là bài
tập thí nghiệm.
Ở cấp học thấp hơn (THCS và THPT), vì HS mới bắt đầu làm quen với vật
lí, do đó bài tập thí nghiệm cần chú trọng đến phương pháp rèn luyện kĩ năng cơ
bản về thực hành vật lí (như sử dụng dụng cụ, các lắp đặt các dụng cụ để tiến hành
một thí nghiệm và các quan sát, xử lí các kết quả thực nghiệm đơn giản, ứng dụng
trong thực tế…). Rõ ràng, với những thí nghiệm có tính chất phức tạp, tốn kém và
mất nhiều thời gian thì yêu cầu làm thí nghiệm để giải bài tập là khó thích hợp với
điều kiện dạy học ở trường phổ thông hiện nay. Trong trường hợp này, nội dung bài
tập vật lí thí nghiệm có thể được khai thác từ các thí nghiệm mô phỏng, thí nghiệm
ảo (lấy từ các phần mềm thí nghiệm), hoặc từ các đoạn phim, videoclip mô tả thí
nghiệm, hoặc đơn giản hơn đó là các hình vẽ minh họa do GV tự thiết kế. Cũng có

17


thể dùng lời để mô tả thí nghiệm rồi đặt ra những yêu cầu mà HS có thể tư duy
được. Tất cả các biện pháp hỗ trợ đó đều không ngoài mục đích giúp HS có điều
kiện phát triển tư duy vật lí và rèn luyện kĩ năng thực hành, biết phân tích các thao
tác đúng sai trong thí nghiệm để khi gặp trong thực tế có thể vận dụng một cách
nhanh chóng.
Trong khuôn khổ của luận văn, chúng tôi đề cập đến các bài tập thí nghiệm
mà khi giải bài tập, người học phải tiến hành thí nghiệm, tức là có khi phải tiến
hành thí nghiệm để mô tả hiện tượng cần quan sát rồi giải thích, có khi phải đưa ra
dự đoán rồi tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng phương án thí nghiệm đã đề ra, có
khi phải tiến hành thí nghiệm để lấy số liệu giải bài tập. Bên cạnh đó chúng tôi cũng
được ra bài tập thí nghiệm có nội dung chế tạo dụng cụ thí nghiệm từ các vật liệu
đơn giản.
1.3.3. Phân loại bài tập thí nghiệm
Căn cứ vào mục đích thực hiện có thể chia các bài tập thí nghiệm thành 2
loại cơ bản sau:

- Loại 1: Bài tập quan sát, giải thích hiện tượng thí nghiệm (Loại bài tập này
yêu cầu HS phải trả lời câu hỏi “tại sao?”). Với những bài tập này HS cần:
o Tiến hành thí nghiệm theo mô tả ở đề bài, quan sát thí nghiệm rồi giải thích
hiện tượng quan sát được.
Ví dụ: Thầy đặt chiếc ghế trước lớp, mời một HS lên ngồi vào ghế, ngồi
thẳng đứng, chân vuông góc với mặt sàn và làm theo yêu cầu: Không gập lưng,
không chống tay, không di chân vào phía dưới ghế, hãy đứng lên. Hiện tượng gì xảy
ra, hãy giải thích hiện tượng đó?

o Hay: dự đoán hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm được mô tả ở đề bài rồi
làm thí nghiệm kiểm tra, giải thích vì sao lại như thế?

Ví dụ: Đặt một cây gậy nằm ngang trên hai ngón trỏ, sau đó dịch ngón tay
bên phải tiến dần về bên trái, sau đó dịch ngón tay phải theo chiều ngược lại thì sự
dịch chuyển của gậy có ngược lại so với trước không? Hãy dự đoán và giải thích sự
dịch chuyển của cây gậy, làm thí nghiệm kiểm chứng.

18


- Loại bài tập 2: Bài về thiết kế, chế tạo (loại bài tập này yêu cầu HS trả lời
câu hỏi “Làm thế nào?”. Những bài tập này HS cần:
o Thiết kế các phương án thí nghiệm dựa trên các dụng cụ đã cho và tiến
hành thí nghiệm để kiểm tra tính khả thi của phương án thiết kế.
Ví dụ: Hãy xác định trọng tâm của bảng phẳng đồng chất có dạng như hình
vẽ

Hình 1.3.1

a. Chỉ sử dụng thước, compa và bút chì,
b. Chỉ sử dụng một sợi dây dọi và bút chì
Ví dụ: Cho một lực kế với độ đo lực lớn nhất 2N, một sợi dây, một thước
chia vạch đến milimet và một thanh sắt của giá thí nghiệm. Hãy xác định trọng
lượng của một cuốn SGK Vật li 10 NC với mức chính xác cao nhất cho phép.
o Chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản
1.3.4. Bài tập vật lí thí nghiệm với việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm
Là một dạng bài tập vật lí nên bài tập vật lí thí nghiệm cũng có đầy đủ vai trò
và tác dụng của một bài tập vật lí. Vai trò và tác dụng trọng tâm của bài tập thí
nghiệm mà các bài tập luyện tập thông thương không có là hình thành và phát triển
năng lực thực nghiệm cho HS.
Năng lực thực nghiệm là một trong những năng lực quan trọng nhất cần hình
thành cho HS. Khi giải các bài tập thí nghiệm HS luôn phải vận dụng tổng hợp các

kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, kết hợp các kĩ năng hoạt động trí óc và thực
hành, các vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật và thực tế đời sống. Vì vậy có thể vận
dụng các bài tập thí nghiệm nhằm rèn luyện năng lực thực nghiệm cho HS. GV có
thể đưa ra theo tiến trình sau [6]:

 Bước 1: GV đưa ra bài tập thí nghiệm gắn với nội dung nghiên cứu

19


 Bước 2: GV yêu cầu HS phân tích, đánh giá các dữ kiện, các yêu cầu của
bài từ đó lựa chọn phương án thích hợp.

 Bước 3: GV yêu cầu HS tiến hành bố trí thí nghiệm hay chế tạo sản phẩm,
sử dụng thử, thu thập, xử lí kết quả, điều chỉnh phương án thiết kế…
 Bước 4: HS báo cáo, tổng kết đánh giá.

Ví dụ: Cho các dụng cụ sau: 2 lực kế, dây dù, thước. Hãy nghĩ cách xác
định trọng tâm của một cây gậy gỗ một đầu to một đầu nhỏ từ các dụng cụ này?
Khi tiếp cận với bài tập này, HS có hàng loạt câu hỏi được đặt ra như: với
các dụng cụ đó thì làm thế nào xác định được trọng tâm của cây gậy? Với các dụng
cụ đó thì ta có thể xác định được những đại lượng nào? Kiến thức vật lí nào có thể
áp dụng được trong trường hợp này?
Tất cả những câu hỏi đó sẽ được HS dần trả lời thông qua thảo luận ở bước
2:

- Có thể xác định được khối lượng của thước thông qua hai lực kế
- Xác định được chiều dài của cây gậy nhờ thước
- Xác định được kiến thức vật lí cần vận dụng vào bài toán
Từ đó có thể đưa ra phương án bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm để lấy

số liệu và xác định trọng tâm của cây gậy ở bước 3
Trong quá trình HS thảo luận ở bước 4, GV cũng cần lưu ý học sinh một số
yêu cầu về sử dụng dụng cụ đo, về bố trí thí nghiệm…
Qua ví dụ trên ta thấy, việc giải các bài tập thí nghiệm đòi HS phải tự mình
xây dựng các phương án thí nghiệm, lựa chọn các phương tiện, xác định các điều
kiện thích hợp, tự mình thực hiện thí nghiệm theo quy trình, quy tắc phù hợp do
mình đề ra để thu thập, xử lí các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu
bài toán cụ thể đã được đặt ra.
Loại bài tập này vì vậy có tác dụng toàn diện trong việc đào tạo, giúp HS
nắm vững các kiến thức, kỹ năng cơ bản về lý thuyết và thực nghiệm của môn vật
lí. HS không chỉ vận dụng giới hạn một kiến thức mà còn vận dụng kết hợp nhiều
kiến thức, kĩ năng khác. Thông qua các bài tập thí nghiệm, HS được bồi dưỡng,
phát triển các năng lực tư duy, năng lực thực nghiệm, năng lực sáng tạo, bộc lộ rõ
khả năng sở trường, sở thích về vật lí. Giải các bài tập thí nghiệm là một hình thức

20


hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với
hành, lí luận với thực tế, kích thích tính tích cực tự lực, tư duy phê phán, tư duy
sáng tạo. . của từng HS. Đây cũng là một trong những biện pháp để phát hiện ra
những HS khá, giỏi và có lòng say mê với vật lí học.
1.3.5. Soạn thảo bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí
a. Nguyên tắc soạn thảo bài tập
 Khi soạn thảo bài tập cần đảm bảo những nguyên tắc sau [15]:
- Phải có một mâu thuẫn, một vấn đề hoặc một yêu cầu với những điều kiện rõ

-

ràng.

Hệ thống bài tập phải gắn với nội dung, giải mỗi bài tập phải đem lại cho HS
một hiểu biết mới, phải làm sao để HS hoàn thành hệ thống câu hỏi và bài tập

-

có thể xem là hoàn thành nhiệm vụ học tập.
Các bài tập phải đảm bảo tính đa dạng: có bài tập lí thuyết, có bài tập thực hành,
có bài tập tái hiện, có bài tập sáng tạo, có bài tập vận dụng, có bài tập kiểm tra

-

đánh giá…
Số lượng bài tập phải gọn nhẹ, không ôm đồm nặng nề.
b. Quy trình soạn thảo bài tập
 Khi soạn thảo bài tập cần thực hiện các bước cơ bản sau [15]:
Phân tích nội dung rồi từ đó xây dựng một sơ đồ (grap) để làm bộc lộ cấu trúc

-

nội dung của bài học.
Xác định vị trí, nhiệm vụ, số lượng câu hỏi và bài tập.
Soạn thảo câu hỏi, bài tập.
Sắp xếp lại các câu hỏi, bài tập, chú ý xác định đâu là câu hỏi chính, đâu là câu

-

hỏi phụ.
Rà soát lại để đảm bảo sự cân đối giữa bài tập cơ bản, bài tập nâng cao, bài tập

-

thực hành, bài tập tái hiện, bài tập sáng tạo.
c. Soạn thảo bài tập vật lí thí nghiệm nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho
HS
Trước hết, cần phải khẳng định rằng bài tập thí nghiệm chỉ là một phần trong
hệ thống bài tập vật lí và không thể thay thế cho các dạng bài tập khác trong dạy
học vật lí được, nên việc soạn thảo các bài tập thí nghiệm ở đây chủ yếu nhằm mục
đích bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy
học ở trường THPT.

21


Xuất phát từ nguyên tắc soạn thảo bài tập đã nêu ở trên việc xây dựng các bài
tập thực nghiệm có thể thực hiện theo quy trình gồm các bước sau:

 Bước 1: Xác định cho được các năng lực thành tố trong năng lực thực
nghiệm cần bồi dưỡng.
 Bước 2: Căn cứ vào nội dung chương trình và SGK để phân tích nội dung
kiến thức vật lí của giờ học, từ đó làm bộc lộ cấu trúc của nội dung trong đó
chỉ rõ trình tự xây dựng các đơn vị kiến thức cụ thể, những kiến thức nào là
trọng tâm, chúng có mối liên hệ gì với những kiến thức của những giờ học
trước với những giờ học kế tiếp.
 Bước 3: Xác định vị trí, nhiệm vụ của các bài tập thí nghiệm trong tiến trình
dạy học, chỉ rõ chúng sẽ được đặt ra trong những hoạt động cụ thể nào? Rèn
luyện cho HS những năng lực thực nghiệm gì? Từ đó xác định số lượng các
bài tập thí nghiệm cho từng hoạt động đó.

 Bước 4: Thu thập thông tin và biên soạn các bài tập thực nghiệm. Trong
bước này, GV phải đọc nhiều tài liệu, tham khảo nhiều sách bài tập vật lí đã

được biên soạn, hoặc xem những đoạn video về các bài tập thí nghiệm ở
trên mạng internet, suy nghĩ, tìm tòi những yếu tố, những mối liên hệ cơ
bản đang che lấp, từ đó tổng hợp lại để biên soạn được những bài tập thực
nghiệm hay và thích hợp với tiến trình dạy học.
 Bước 5: Sắp xếp lại các bài tập thí nghiệm trong hệ thống đã biên soạn. Chú
ý xác định những câu hỏi, bài tập chính và phụ để sử dụng chúng đúng mục
đích để ra. Rà soát lại hệ thống các bài tập thí nghiệm để đảm bảo cân đối
giữa các loại bài tập lí thuyết và thí nghiệm.
1.4. Hướng dẫn học sinh giải bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí.
1.4.1. Cơ sở định hướng khi giải bài tập vật lí
Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài tập vật lí là tìm câu trả lời đúng, giải
đáp được vấn đề, đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ. Quá trình giải một
bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện
tượng vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức vật lí, toán để nghĩ tới những mối
liên hệ trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp.

22


Vì vậy, hoạt động giải bài tập vật lí có hai công việc cơ bản sau [13]:
- Xác lập được cho các mối liên hệ cơ bản dự trên sự vận dụng trực tiếp các
kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập.
- Luận giải, tính toán để từ các mối liên hệ đã các lập đi đến kết quả cuối
cùng. Sự thực hiện hai công việc này có thể lần lượt những cũng có thể xen kẽ nhau
trong đó quan trọng nhất là xác lập cho được mối liên hệ giữa cái phải tìm với cái
đã cho.
Việc nắm vững như vậy của GV sẽ giúp cho sự định hướng phương pháp dạy
giải bài tập vật lí một cách đúng đắn và hiểu quả. Đối với các bài tập đơn giản khi
vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập, ta có thể thấy ngay được
mối liên hệ trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã cho. Những đối với bài tập

phức tạp hơn, thường không thể dẫn ra ngay được mối liên hệ trực tiếp giữa cái phải
tìm với cái đã cho. Vì vậy GV cần có sự hướng dẫn giúp đỡ HS đúng lúc và đúng
chỗ.
Đối với các bài tập thí nghiệm, quá trình giải bài tập chính là quá trình làm rõ
những điều kiện, mà trong đó mối liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu có thể xảy ra,
phải xác định được phương án thí nghiệm cho phép thu thập những thông tin cấn
thiết cho sự khảo sát về mối liên hệ phụ thuộc đó, từ đó bố trí và tiến hành được thí
nghiệm, quan sát, đo và xử lí kết quả, rút ra được kết luận về sự liên hệ phụ thuộc
cần nghiên cứu. Đồng thời dựa vào điều kiện đã có và yêu cầu của đề bài (làm như
thế nào? Hay làm sao?) mà ta có cơ sở định hướng giải.

 Đối với loại bài tập trả lời câu hỏi “tại sao?”: Phải xác định được phương án thí
nghiệm, tìm hiểu về các dụng cụ thí nghiệm và biết bố trí thí nghiệm. Sau đó tiến
hành thí nghiệm để quan sát hiện tượng, tìm mối liên hệ của hiện tượng với các
nguyên lí, các định luật có liên quan. Cuối cùng giải thích hiện tượng đã cho.
Ví dụ: Cho một cây gậy gỗ đồng chất, một đầu to, một đầu nhỏ, một sợi dây.
Dùng sợi dây mảnh buộc cây gậy ở một vị trí sao cho khi treo dây lên cây gậy nằm
ngang. Hãy dư đoán trọng lượng của hai phần gậy khi ta cưa đôi gậy ở vị trí buộc
dây? Giải thích và làm thí nghiệm kiểm tra?

23


Với bài tập này HS cần:

- Xác định các dụng cụ thí nghiệm có trong bài: Một cây gậy bằng gỗ một đầu
-

to một đầu nhỏ, sợi dây mảnh, cưa.
Tiến hành thí nghiệm để theo hướng dẫn của đề bài để có kết quả, từ đây lựa

chọn kiến thức vật lí phù hợp để giải thích kết quả vừa có được.
 Đối với loại bài tập trả lời câu hỏi “làm thế nào?”: Phải xác định được các mối liên
hệ phụ thuộc cần nghiên cứu xảy ra như thế nào và trong điều kiện nào? Phải xác
định được phương án thí nghiệm, bố trí và tiến hành thí nghiệm, xử lí và rút ra kết
luận.
Ví dụ: Với một thước có chia độ, một quả cân biết khối lượng, hãy tìm cách
ước tính khối lượng của thước?
Để xác định được khối lượng của thước học sinh cần xác định được mối liên
hệ phụ thuộc giữa khối lượng thước và khối lượng của quả cân thông qua kiến thức
cân bằng của vật có trục quay cố định. Trong trường hợp này học sinh phải xác định
được khoảng cách từ trục quay đến giá của các lực (cánh tay đòn). Học sinh sẽ gặp
khó khăn trong việc xác định khoảng cách từ trục quay đến giá của trọng lực tác
dụng lên thước, buộc GV phải có những gợi ý để định hướng HS đến sự lựa chọn
đúng đắn nhất.
1.4.2. Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí thí nghiệm
a. Các bước chung khi giải bài tập vật lí thí nghiệm.
* Loại bài tập quan sát, giải thích hiện tượng: tức là loại bài tập trả lời
câu hỏi “tại sao?”.

 Bước 1: Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu từng dụng cụ đề bài đã cho. Đọc kĩ cách tiến
hành và bố trí thí nghiệm. Dự đoán hiện tượng có thể xảy ra.
 Bước 2: Bố trí, tiến hành thí nghiệm theo mô tả ở đề bài. Quan sát hiện tượng.
 Bước 3: Đối chiếu những hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm với điều đã dự
đoán và với các kiến thức liên quan. Tìm mối liên hệ của hiện tượng với các
nguyên lí, các định luật vật lí có liên quan để giải thích hiện tượng
 Bước 4: Kiểm tra xem xét trả lời hết câu hỏi, hết các trường hợp đã nêu ở đề
bài.

24

Ví dụ: Cho 1 cốc nước được treo cân bằng với 1 quả nặng trên 1 đòn bẩy.
Cân bằng của nó có bị phá vỡ không nếu người ta nhấn một chiếc bút chì vào nước
và giữ bút chì bằng tay mà không chạm vào cốc? Giải thích và kiểm tra câu trả lời
của em bằng thí nghiệm?
Khi giải bài tập này, trước hết cần xác định yêu cầu của đề bài: dự đoán kết
quả của quá trình thí nghiệm và giải thích . Do đó: cần tìm hiểu kĩ các dụng cụ mà
đề bài đã cho, đọc kĩ cách tiến hành thí nghiệm mà đề bài đã mô tả. Sau đó, tiến
hành thí nghiệm theo mô tả ở đề bài, rút ra hiện tượng quan sát được. Liên hệ hiện
tượng quan sát được với các hiện tượng, quy luật vật lí đã học để giải thích. Cuối
cùng rà soát lại xem đã trả lời hết câu hỏi, hết trường hợp chưa.

 Hướng dẫn HS đưa ra dự đoán
- Đưa ra một vài tình huống cụ thể gần gũi với HS, những tình huống đó tạo điều
-

kiện cho HS dễ nhận thấy mối quan hệ tính chất, bản chất của vấn đề.
Đưa ra câu hỏi (hay hệ thống câu hỏi) thích hợp nhằm kích thích và khích lệ HS
mạnh dạn đưa ra các dự đoán. Các câu hỏi trên cần đạt yêu cầu sau đây:
o Làm bật ra mâu thuẫn của vấn đề, yếu tố “gay cấn”, “kì lạ”, “bất ngờ” trong
sự việc, hiện tượng được nghiên cứu.
o Vạch rõ nội dung của điều cần dự đoán.
o Vừa sức. Vừa sức ở đây không hoàn toàn có nghĩa là vừa với trình độ hiện
tại của HS, mà cần được hiểu là có thể có khăn hơn một chút, nhưng HS vẫn
có thể vượt qua nếu có được sự hỗ trợ của GV hoặc các bạn trong lớp.
o Diễn đạt sáng sủa, chính xác về ngữ pháp, dễ hiểu đối với trình độ nhận thực

-

của HS.
Lường trước những khó khăn mà HS có thể vấp phải để “hỗ trợ” HS trong dự đoán.
Các “kĩ thuật” “hỗ trợ” thường là:
o Gợi ý cho HS về những căn cứ dự đoán.
o Giúp HS phân tích, so sánh để nhận ra dấu hiệu chung hay dấu hiệu bản chất.
o Nếu HS vẫn chưa nhận ra được thì đưa ra các gợi ý nhằm chia nhỏ vấn đề,
dẫn HS đến chỗ sát hơn với cái cần tìm, nhưng không chỉ rõ. Ở đây các gợi ý
có thể là một câu hỏi, một tình huống gần hơn nữa, bổ sung một thí nghiệm
hỗ trợ, giảm bớt các yếu tố nhiễu của tác động phụ hay mô tả tỉ mỉ hơn…

25