(Luận án tiến sĩ) Xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học phần “Cơ học” Vật lí lớp 12 nâng cao

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HOÀNG ANH

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO
HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA
HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN “CƠ HỌC” VẬT LÍ
LỚP 12 NÂNG CAO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

HUẾ - NĂM 2015


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HOÀNG ANH

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO THEO
HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA
HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN “CƠ HỌC” VẬT LÍ
LỚP 12 NÂNG CAO

Chuyên ngành : Lý luận và Phương pháp dạy học môn Vật lí
Mã số

: 62 14 01 11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. LÊ VĂN GIÁO

HUẾ - NĂM 2015


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 án là trung thực và
chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác.

Tác giả luận án

Nguyễn Hoàng Anh


Lời cảm ơn
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến
PGS.TS. Lê Văn Giáo đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tác
giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc, Ban Đào
tạo Sau Đại học, Ban Giám Hiệu trường Đại học sư phạm,
Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Vật lí và tổ
bộ môn phương pháp giảng dạy Vật lí trường Đại học sư
phạm - Đại học Huế cùng qúi thầy, cô giáo ở các trường
THPT Thiên Hộ Dương, THPT Thành Phố Cao Lãnh, THPT
Đốc Binh Kiều, THPT Tháp Mười và THPT Lấp Vò 2 đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian thực
nghiệm sư phạm và hoàn thành luận án.
Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành

đến PGS.TS.Lê Công Triêm và PGS.TS.Trần Huy Hoàng
đã dành nhiều thời gian góp ý cho tác giả trong thời gian
nghiên cứu và hoàn chỉnh luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp đã giúp đỡ và động viên tác giả trong suốt
thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tác giả luận án

Nguyễn Hoàng Anh


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT ĐẦY ĐỦ

DH

Dạy học

DHVL

Dạy học vật lí

ĐC

Đối chứng

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

GV

Giáo viên

HĐNT

Hoạt động nhận thức

HS

Học sinh

MVT

Máy vi tính

PPDH

Phương pháp dạy học

QTDH

Qúa trình dạy học

SGK

Sách giáo khoa

SGV

Sách giáo viên

TBTN

Thiết bị thí nghiệm

THCS

Trung học cơ sở

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thí nghiệm

TTC

Tính tích cực

ThN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

TNTT

Thí nghiệm tự tạo


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài ..............................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ......................................................................................3
3. Giả thuyết khoa học ........................................................................................................3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu......................................................................................................4
5. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................................4
6. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................4
7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................4
8. Những đóng góp mới của luận án ..................................................................................5
9. Cấu trúc của luận án ........................................................................................................6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Những nghiên cứu về tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học ở trường
phổ thông .............................................................................................................................7
1.2. Những nghiên cứu về tự tạo thí nghiệm và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học
vật lí ...................................................................................................................................11
1.2.1. Những nghiên cứu ngoài nước ...............................................................................11
1.2.2. Những nghiên cứu trong nước................................................................................13
1.3. Những vấn đề đặt ra cần giải quyết ...........................................................................22
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ
NGHIỆM TỰ TẠO THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC
CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

2.1. Hoạt động nhận thức ..................................................................................................24
2.1.1. Khái niệm ................................................................................................................24
2.1.2. Hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí.........................................24
2.1.2.1. Quá trình nhận thức của học sinh ........................................................................24
2.1.2.2. Các hành động của học sinh trong nhận thức vật lí ............................................26
2.1.2.3. Các thao tác trong hoạt động nhận thức vật lí.....................................................27


2.1.3. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học giải quyết vấn đề .......28
2.1.3.1. Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lí ..........................................................28
2.1.3.2. Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí ...............29
2.2. Tích cực hóa họat động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí ......................31
2.2.1. Tính tích cực ...........................................................................................................31
2.2.2. Cơ sở của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy
học vật lí ..........................................................................................................................32
2.2.3. Những biểu hiện của tính tích cực nhận thức ........................................................34
2.2.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức ....................................................35
2.3. Thí nghiệm tự tạo .......................................................................................................36
2.3.1. Khái niệm ................................................................................................................36
2.3.2. Phân loại thí nghiệm tự tạo .....................................................................................37
2.3.2.1. Thí nghiệm tự tạo đơn giản..................................................................................38
2.3.2.2. Thí nghiệm tự tạo phức tạp..................................................................................38
2.3.2.3. Thí nghiệm tự tạo hiện đại ...................................................................................38
2.3.3. Ưu điểm và hạn chế của thí nghiệm tự tạo.............................................................39
2.3.4. Thí nghiệm tự tạo trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong
dạy học vật lí .....................................................................................................................39
2.3.4.1. Thí nghiệm tự tạo góp phần kích thích hứng thú học tập vật lí của học sinh ....40
2.3.4.2. Thí nghiệm tự tạo là phương tiện phát huy tính tự lực và sáng tạo của học sinh
...........................................................................................................................................41
2.3.4.3. Thí nghiệm tự tạo góp phần rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh ...........42

2.3.4.4. Thí nghiệm tự tạo trong kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng kỹ xảo của học
sinh.....................................................................................................................................44
2.4. Tự tạo và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ...................................................45
2.4.1. Tự tạo thí nghiệm ....................................................................................................45
2.4.1.1. Các yêu cầu đối với việc tự tạo thí nghiệm .........................................................45
2.4.1.2. Quy trình tự tạo thí nghiệm trong dạy học vật lí .................................................46
2.4.2. Sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí ......................................................52
2.4.2.1. Các yêu cầu khi sử dụng thí nghiệm tự tạo .........................................................52


2.4.2.2. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí với sự hỗ trợ của
thí nghiệm tự tạo ...............................................................................................................53
2.5. Thực trạng dạy học phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao .............................................58
2.5.1. Mục đích điều tra ....................................................................................................59
2.5.2. Phương pháp điều tra ..............................................................................................59
2.5.3. Kết quả điều tra .......................................................................................................60
 Kết luận chương 2 ........................................................................................................64
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ TẠO TRONG DẠY
HỌC VẬT LÍ LỚP 12 NÂNG CAO PHẦN “CƠ HỌC”
3.1. Đặc điểm phần “Cơ học” trong chương trình vật lí 12 nâng cao .............................66
3.2. Tự tạo các thí nghiệm trong phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao ........................70
3.2.1. Thí nghiệm sóng dừng............................................................................................70
3.2.2. Thí nghiệm ghi đồ thị dao động điều hòa ..............................................................80
3.2.3. Thí nghiệm bảo toàn momen động lượng ..............................................................84
3.2.4. Thí nghiệm momen động lượng của vật rắn đối với trục quay .............................89
3.2.5. Thí nghiệm giao thoa sóng nước ............................................................................91
3.2.6. Thí nghiệm khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn ..........................................95
3.2.7. Thí nghiệm momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng
đối với trục quay..............................................................................................................100
3.2.8. Thí nghiệm hiện tượng cộng hưởng .....................................................................105

3.2.9. Thí nghiệm sự phản xạ sóng .................................................................................107
3.3. Tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao
với sự hỗ trợ của thí nghiệm tự tạo ................................................................................110
3.3.1. Tiến trình tổ chức dạy học bài “Phản xạ sóng. Sóng dừng”................................110
3.3.1.1. Tiến trình xây dựng kiến thức ...........................................................................110
3.3.1.2. Tiến trình dạy học kiến thức ..............................................................................112
3.3.2. Tiến trình tổ chức dạy học bài “Phương trình động lực học của vật rắn quay
quanh một trục cố định”..................................................................................................116
3.3.2.1. Tiến trình xây dựng kiến thức ...........................................................................116
3.3.2.2. Tiến trình dạy học kiến thức ..............................................................................117


3.3.3. Tiến trình tổ chức dạy học bài “Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen
động lượng”.....................................................................................................................122
3.3.3.1. Tiến trình xây dựng kiến thức ...........................................................................122
3.3.3.2. Tiến trình dạy học kiến thức (xem phụ lục) ......................................................123
Kết luận chương 3 .......................................................................................................123
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
4.1. Khái quát về thực nghiệm sư phạm .........................................................................125
4.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................................................131
Kết luận chương 4 .......................................................................................................146
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ................................................................................148
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................151
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1. Đơn xác nhận ………………………………………………………P1
PHỤ LỤC 2. Phiếu điều tra ………………………………………………………P5
PHỤ LỤC 3. Kết quả điều tra………………………………………………. ..... P10
PHỤ LỤC 4. Tiến trình tổ chức dạy học ............................................................ P14
PHỤ LỤC 5. Bảng thuyết minh của học sinh về thiết kế, chế tạo thí nghiệm ..... P39
PHỤ LỤC 6. Đề kiểm tra .................................................................................. P44

PHỤ LỤC 7. Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm ......................................... P54


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Bảng thống kê các trường, GV và HS tham gia điều tra ................................59
Bảng 2.2. Kết quả điều tra về TBTN ở một số trường phổ thông ...................................60
Bảng 2.3. Kết quả điều tra về phương pháp dạy học của GV .........................................61
Bảng 2.4. Các mức độ sử dụng TN của GV trong DH....................................................61
Bảng 2.5. Những khó khăn khi sử dụng TNTT trong DH ..............................................62
Bảng 2.6. Các mức độ sử dụng TNTT để kiểm chứng kiến thức trong DHVL .............62
Bảng 3.1. Sóng dừng phụ thuộc vào chiều dài sợi dây ...................................................72
Bảng 3.2. Sóng dừng phụ thuộc vào lực căng của sợi dây ..............................................73
Bảng 3.3. Sóng dừng phụ thuộc vào tần số ......................................................................73
Bảng 3.4. Sóng dừng phụ thuộc vào chiều dài sợi dây (bộ rung mô-tơ điện) ................76
Bảng 3.5. Sóng dừng phụ thuộc tần số (bộ rung mô-tơ điện) .........................................76
Bảng 3.6. Sóng dừng phụ thuộc vào lực căng dây (bộ rung mô-tơ điện) ......................77
Bảng 3.7. Giá trị biên độ và chu kì của con lắc lò xo được xác định từ TN ...................83
Bảng 3.8. Chu kì dao động của con lắc phụ thuộc vào chiều dài l của sợi dây ..............98
Bảng 3.9. Chu kì dao động của con lắc không phụ thuộc vào khối lượng m .................99
Bảng 3.10. Chu kì dao động của con lắc không phụ thuộc vào góc lệch  ..................100
Bảng 4.1. Các lớp đối chứng và thực nghiệm vòng 1....................................................126
Bảng 4.2. Bảng thống kê sĩ số và kết quả học tập môn vật lí ở các lớp thực nghiệm và
đối chứng vòng 1.............................................................................................................127
Bảng 4.3. Các lớp đối chứng và thực nghiệm sư phạm vòng 2.....................................127
Bảng 4.4. Bảng thống kê sĩ số và kết quả học tập môn vật lí ở các lớp thực nghiệm và
đối chứng vòng 2.............................................................................................................128
Bảng 4.5. Bảng thống kê điểm số của bài kiểm tra 15 phút ..........................................134
Bảng 4.6. Bảng các tham số thống kê thực nghiệm sư phạm vòng 1 ...........................134
Bảng 4.7. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 15 phút lần 1 ...........................140

Bảng 4.8. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 15 phút lần 2 ...........................140
Bảng 4.9. Bảng thống kê điểm số (xi) của bài kiểm tra 45 phút ....................................140
Bảng 4.10. Bảng thống kê điểm số (xi) của 3 bài kiểm tra ............................................141


Bảng 4.11. Bảng phân phối tần suất của 3 bài kiểm tra ................................................141
Bảng 4.12. Bảng phân phối tần suất lũy tích của 3 bài kiểm tra ..................................141
Bảng 4.13. Bảng tổng hợp các tham số thống kê...........................................................144


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1. Hình ảnh sóng dừng trên sợi dây......................................................................26
Hình 2.2. TN bảo toàn momen động lượng .....................................................................37
Hình 2.3. TN về định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt ......................................................................38
Hình 2.4. TN về chuyển động bằng phản lực ..................................................................38
Hình 2.5. Thiết bị theo dõi tự động năng lượng mặt trời .................................................38
Hình 2.6a.b. Kết quả TN momen quán tính .....................................................................40
Hình 2.7a.b. TN momen quán tính (nhóm 1 thiết kế, chế tạo) ........................................41
Hình 2.8a.b. TN momen quán tính (nhóm 2 thiết kế, chế tạo) ........................................42
Hình 2.9a.b. TN sự phản xạ sóng (HS thiết kế, chế tạo) .................................................45
Hình 2.10. Phương án tự tạo TN sóng dừng ....................................................................50
Hình 2.11a.b. TN sóng dừng ............................................................................................51
Hình 2.12. Sóng dừng phụ thuộc vào chiều dài của sợi dây............................................51
Hình 2.13. Sóng dừng phụ thuộc vào lực căng dây của sợi dây .....................................52
Hình 2.14. Sóng dừng phụ thuộc vào tần số ....................................................................52
Hình 2.15a.b. TN bảo toàn momen động lượng (khung quay quanh trục) .....................54
Hình 2.16a.b. TN ghi đồ thị dao động điều hòa của con lắc lò xo ..................................56
Hình 2.17. HS tiến hành TN với ghế xoay ......................................................................57
Hình 3.1. Bộ nguồn dao động là động cơ với vòng lệch tâm ..........................................70

Hình 3.2. Phương án tự tạo TN sóng dừng (bộ rung mô-tơ điện) ...................................74
Hình 3.3a.b. TN sóng dừng (bộ rung mô-tơ điện) ...........................................................75
Hình 3.4. Sóng dừng phụ thuộc vào chiều dài của sợi dây (bộ rung mô-tơ điện) ..........76
Hình 3.5. Sóng dừng phụ thuộc vào tần số (bộ rung mô-tơ điện) ...................................77
Hình 3.6. Giải thích sự tạo thành sóng dừng trên sợi dây................................................79
Hình 3.7. Hình dạng sóng dừng ở những thời điểm khác nhau ......................................79
Hình 3.8a.b. TN ghi đồ thị dao động điều hòa .................................................................81
Hình 3.9a.b. TN ghi đồ thị dao động điều hòa của con lắc lò xo ....................................82
Hình 3.10. Đường biểu diễn đồ thị dao động của con lắc lò xo ......................................82
Hình 3.11. TN ghế xoay....................................................................................................87


Hình 3.12. HS tiến hành TN với ghế xoay .......................................................................87
Hình 3.13a.b. Tiến hành TN với người gỗ .......................................................................88
Hình 3.14. Con quay dân gian ..........................................................................................89
Hình 3.15. TN con quay....................................................................................................90
Hình 3.16ab. Tiến hành TN với con quay ........................................................................90
Hình 3.17a.b. Chuyển động của con quay .......................................................................90
Hình 3.18. TN giao thoa sóng nước .................................................................................91
Hình 3.19. TN giao thoa sóng nước .................................................................................92
Hình 3.20a.b. Hiện tượng giao thoa sóng nước ...............................................................93
Hình 3.21. Hiện tượng nhiễu xạ của sóng ........................................................................93
Hình 3.22. Đường truyền của hai sóng từ hai nguồn dao động S1 và S2 đến M ...........94
Hình 3.23. Đồng hồ đo thời gian hiện số .........................................................................96
Hình 3.24a.b. Sơ đồ mạch xử lí trung tâm và mạch hiển thị ...........................................97
Hình 3.25a.b. Sơ đồ mạch nguồn ổn áp 5V và mạch cảm biến hồng ngoại ...................97
Hình 3.26. TN khảo sát chu ..............................................................................................98
kì dao động của con lắc đơn .............................................................................................98
Hình 3.27. Chu kì dao động của con lắc đơn khi chiều dài của con lắc thay đổi ...........98
Hình 3.28. Chu kì dao động của con lắc đơn khi khối lượng m của con lắc thay đổi ....99

Hình 3.29a.b. TN momen quán tính ...............................................................................101
Hình 3.30. Sự phân bố các thanh gỗ bên trong hộp .......................................................101
Hình 3.31a.b. TN momen quán tính (hai hộp tròn) .......................................................102
Hình 3.32. Hợp lực tác dụng lên hộp tròn ......................................................................102
Hình 3.33. Đĩa tròn và vành tròn ..................................................................................103
Hình 3.34a.b. TN momen quán tính (đĩa tròn, vành tròn) .............................................104
Hình 3.35. TN hiện tượng cộng hưởng ..........................................................................106
Hình 3.36a.b. Hiện tượng cộng hưởng của con lắc đơn ................................................106
Hình 3.37a.b. TN sự phản xạ sóng .................................................................................107
Hình 3.38a.b. TNTT sự phản xạ sóng ............................................................................108
Hình 3.39. Sự phản xạ sóng ............................................................................................109


DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1. Các giai đoạn của DH GQVĐ ........................................................................30
Sơ đồ 2.2. Mô tả quá trình đồng hóa điều ứng .................................................................33
Sơ đồ 2.3. Quy trình tự tạo thí nghiệm ............................................................................49
Sơ đồ 2.4. Quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL ...................58
Sơ đồ 3.1. Cấu trúc nội dung phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao .....................................66
Sơ đồ 3.2. Cấu trúc logic các kiến thức của chương“Động lực học vật rắn”..................68
Sơ đồ 3.3. Cấu trúc logic các kiến thức của chương “Dao động cơ” ..............................68
Sơ đồ 3.4. Cấu trúc logic các kiến thức của chương “Sóng cơ”......................................69
Sơ đồ 3.5. Các nội dung kiến thức có thể minh họa bằng TNTT....................................69
Sơ đồ 3.6. Tiến trình tổ chức HĐNT cho HS khi DH bài “Phản xạ sóng. Sóng dừng”
.........................................................................................................................................112
Sơ đồ 3.7. Tiến trình tổ chức HĐNT cho HS khi DH bài “Phương trình động lực học
của vật rắn quay quanh một trục cố định”......................................................................117
Sơ đồ 3.8. Tiến trình tổ chức HĐNT cho HS khi DH bài “Momen động lượng. Định
luật bảo toàn momen động lượng” .................................................................................123

Biểu đồ 4.1. Biểu đồ phân phối tần suất của 3 bài kiểm tra...........................................141
Đồ thị 4.1. Đồ thị phân phối tần suất của 3 bài kiểm tra................................................141
Biểu đồ 4.2 . Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của 3 bài kiểm tra ............................142
Đồ thị 4.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của 3 bài kiểm tra ..................................142


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ mà tri thức của con người được
xem là yếu tố quyết định đến sự phát triển của xã hội. Để đáp ứng được sự phát
triển ngày càng cao của xã hội thì nguồn lực về con người được xem là yếu tố quyết
định, điều đó đã đặt ra cho ngành giáo dục nhiệm vụ là phải đào tạo ra những con
người mới có đủ phẩm chất và năng lực; năng động và sáng tạo đáp ứng được với
trình độ phát triển của xã hội. Muốn vậy, đòi hỏi ngành giáo dục phải có sự đổi mới
một cách toàn diện về mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học (PPDH) theo
hướng phát huy tính tích cực (TTC), tự lực và sáng tạo của học sinh (HS).
Mục tiêu của giáo dục phổ thông hướng tới là dạy học (DH) phải phát huy
được TTC, tự giác, chủ động và sáng tạo của HS. Điều đó đã được cụ thể hóa tại
điều 28 của Luật Giáo Dục (2005): “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát
huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm
của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo
nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm,
đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [62]. Vấn đề đổi mới PPDH,
tiếp tục được quán triệt trong Chiến lược phát triển Giáo dục giai đoạn từ năm
2001 - 2010, tại mục 5.2 đã ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo
dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng
dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp thu tri thức; dạy cho người học
phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và có tư duy phân
tích, tổng hợp; phát triển năng lực cho mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính
tự chủ của HS, sinh viên trong quá trình học tập…”[6].

Thực trạng DHVL ở các trường phổ hiện nay cho thấy, việc dạy học vật lí vẫn
còn mang nặng thuyết trình, truyền thụ kiến thức một chiều, người dạy chỉ chú
trọng giảng giải, minh họa và thông báo kiến thức có sẵn, còn HS chỉ ngồi nghe,
tiếp thu kiến thức và ghi nhớ một cách thụ động, vẫn chưa chú trọng đến việc khai
thác các phương tiện DH và thí nghiệm (TN) trong DH. Do đó, để nâng cao chất
lượng giáo dục nhằm đào tạo thế hệ HS trở thành những người lao động mới đáp
1


ứng nguồn nhân lực cho sự nghiệp phát triển đất nước tại Hội nghị lần thứ 8, Ban
Chấp hành Trung ương khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo,
đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa - hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường
định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế đã chỉ 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…”. Nghị quyết số 29-NQ/TW đã nhấn mạnh trong quá trình giáo dục
phải phát huy TTC, 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 [17].
Việc nâng cao chất lượng giáo dục nhằm đào tạo thế hệ trẻ trở thành những
người lao động mới đáp ứng nguồn nhân lực cho sự nghiệp phát triển đất nước phải
gắn liền với việc đổi mới mục tiêu, nội dung và PPDH. Ở trường phổ thông, HS
không những phải nắm vững nội dung kiến thức môn học mà còn phải có khả năng
vận dụng những kiến thức đó vào trong thực tiễn đời sống và sản xuất, phải có
những kĩ năng cần thiết của người lao động mới. Đối với DH môn vật lí ở trường
phổ thông, mục tiêu đó được cụ thể trong bốn nhiệm vụ: giáo dưỡng, giáo dục, phát
triển và giáo dục kỹ thuật tổng hợp. Trong đó phát triển năng lực cho HS, đặc biệt
là năng lực nhận thức là nhiệm vụ rất quan trọng. Phát triển năng lực nhận thức cho
HS bao gồm: rèn luyện những thao tác hành động, phương pháp nhận thức cơ bản,

công cụ để HS chiếm lĩnh kiến thức, vận dụng sáng tạo kiến thức GQVĐ trong học
tập và hoạt động thực tiễn.
Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức vật lí đều được rút ra
từ những quan sát và TN. Những định luật hay thuyết vật lí cũng chỉ trở thành kiến
thức vật lí khi được thực nghiệm kiểm chứng. Bởi vậy, trong dạy học vật lí (DHVL)
ở trường phổ thông TN luôn giữ một vai trò hết sức quan trọng, có tác dụng to lớn
trong việc nâng cao chất lượng chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng của HS. Mặt khác, sự
cần thiết của TN trong DHVL ở trường phổ thông còn được quy định bởi quy luật

2


nhận thức chung của con người mà Lênin đã chỉ ra: “Từ trực quan sinh động đến tư
duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến trực quan sinh động” [45].
Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc sử dụng TN trong DH đang gặp nhiều khó
khăn, do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan khác nhau. Trong đó, một
trong những nguyên nhân cơ bản là do thiết bị thí nghiệm (TBTN) được trang bị
chưa đáp ứng được đòi hỏi của việc DHVL theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS,
điều đó phần nào đã ảnh hưởng đến chất lượng của việc DHVL ở trường phổ thông
hiện nay. Trong chương trình vật lí phổ thông có nhiều hiện tượng, quá trình vật lí
phức tạp cần được trực quan hóa qua TN nhưng với những TN trong danh mục tối
thiểu thì không thể đáp ứng đủ. Do đó hướng nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí
nghiệm tự tạo (TNTT) trong DHVL là một hướng đang được quan tâm ở nhiều
nước trên thế giới.
Phần Cơ học vật lí 12 nâng cao là phần tương đối khó, các hiện tượng có tính
trừu tượng, vì vậy cần phải được trực quan hóa trong QTDH. Tuy nhiên, các TBTN
ở phần này ở một số trường phổ thông còn hạn chế, do đó để góp phần nâng cao
hiệu quả DH phần này chúng tôi đã lựa chọn nghiên cứu đề tài: Xây dựng và sử
dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học
sinh trong dạy học phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đề xuất quy trình tự tạo thí nghiệm và vận dụng quy trình đó vào tự tạo một số
thí nghiệm phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao trung học phổ thông.
Đề xuất quy trình sử dụng thí nghiệm tự tạo và vận dụng quy trình đó vào thiết
kế tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao trung học
phổ thông theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu đề xuất được quy trình tự tạo thí nghiệm và quy trình sử dụng thí
nghiệm tự tạo, trên cơ sở đó tự tạo các thí nghiệm và sử dụng vào tổ chức hoạt
động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí thì sẽ phát huy được tính tích
cực nhận thức của học sinh trong học tập, qua đó nâng cao hiệu quả dạy học vật
lí ở trường phổ thông.
3


4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu, đề tài cần thực hiện những nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về HĐNT của HS trong DHVL.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc tích cực hóa HĐNT và việc sử dụng TNTT
trong việc tích cực hóa HĐNT của HS trong DHVL.
- Nghiên cứu đề xuất quy trình tự tạo TN.
- Nghiên cứu đề xuất quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong
DHVL.
- Nghiên cứu thực trạng cơ sở vật chất, TBTN và thực trạng của việc tự tạo
TN và sử dụng TNTT trong DHVL ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu nội dung, chương trình phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao.
- Nghiên cứu tự tạo một số TN trong phần “Cơ học” vật lí 12 nâng cao.
- Thiết kế tiến trình DH một số kiến thức trong phần “Cơ học” vật lí 12 nâng
cao với sự hỗ trợ của TNTT.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm đánh giá tính hiệu quả của

việc sử dụng TNTT trong DH theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS.
5. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy và học vật lí ở trường phổ thông với việc sử dụng TNTT.
6. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng và sử dụng TNTT vào DH một số kiến thức phần “Cơ
học” vật lí lớp 12 nâng cao.
7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước, Luật Giáo
dục, các tạp chí khoa học, luận án, luận văn cùng với các chỉ thị của Bộ Giáo dục và
Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp giáo dục hiện nay ở các cấp học, bậc học
mà cụ thể ở cấp THPT.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, giáo dục học, lí luận DH và lí luận DH
bộ môn theo hướng phát huy TTC nhận thức của HS.
- Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK vật lí lớp 12 nâng cao phần “Cơ học”.
4


- Nghiên cứu những tài liệu về sử dụng TN trong việc tổ chức HĐNT cho HS
theo hướng phát huy TTC nhận thức.
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Điều tra GV ở các trường THPT để nắm bắt được thực trạng về TBTN và
việc tự tạo TN trong DH phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao.
- Điều tra HS ở các trường THPT để tìm hiểu việc tổ chức hoạt động DH bộ
môn vật lí được GV giảng dạy vật lí thực hiện như thế nào?
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành TNSP ở các trường THPT có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của
đề tài, cụ thể là xem xét việc tổ chức HĐNT cho HS với sự hỗ trợ của TNTT có góp
phần tích cực hóa HĐNT của HS trong DH hay không?
7.4. Phương pháp thống kê toán học

- Dựa vào các số liệu thu được, thống kê, phân tích và xử lí kết quả.
- Kiểm định giả thiết thống kê.
8. Những đóng góp mới của luận án
8.1. Về mặt lí luận
- Đã góp phần làm phong phú thêm cơ sở lý luận của việc sử dụng TNTT tổ
chức HĐNT cho HS trong DHVL, cụ thể là làm rõ hơn nội hàm của khái niệm
TNTT và đã tiến hành phân loại TNTT, bao gồm: TNTT đơn giản; TNTT phức tạp
và TNTT hiện đại.
- Đề xuất được quy trình tự tạo TN, làm căn cứ cho việc tự tạo TN. Quy trình
này được thực hiện theo 9 bước, đó là: Xác định mục tiêu DH; Nghiên cứu nội dung
bài học; Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, TBTN; Đề xuất, lựa chọn phương án
TN; Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết; Gia công, chế tạo dụng
cụ TN; Lắp ráp TN; Tiến hành TN và hoàn thiện TN.
- Đề xuất được quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL.
Trong quy trình này đã chỉ ra việc sử dụng TNTT ở các giai đoạn khác nhau của
QTDH, đó là: sử dụng TNTT trong đề xuất vấn đề, sử dụng TNTT trong giải quyết vấn
đề và sử dụng TNTT trong củng cố, vận dụng kiến thức. Điều đó đã giúp cho việc khai
thác và sử dụng TNTT trong DHVL phát huy được TTC nhận thức của HS.
5


8.2. Về mặt thực tiễn
- Dựa vào quy trình tự tạo TN đã đề xuất trong chương 2, chúng tôi đã tiến
hành thiết kế, chế tạo được 9 TN trong phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao bao
gồm: TN sóng dừng; TN ghi đồ thị dao động điều hòa; TN bảo toàn momen động
lượng; TN khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn; TN momen quán tính của vật
rắn phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng đối với trục quay; TN momen động lượng
của vật rắn đối với trục quay; TN giao thoa sóng; TN hiện tượng cộng hưởng và TN
sự phản xạ sóng.
- Vận dụng quy trình sử dụng TNTT tổ chức HĐNT cho HS trong DHVL đã đề

xuất và các TN đã xây dựng, chúng tôi đã tiến hành thiết kế 7 tiến trình DH trong
phần “Cơ học” vật lí lớp 12 nâng cao. Các tiến trình DH này và các TNTT đã được
tiến hành TNSP ở một số trường THPT trong tỉnh Đồng Tháp và bước đầu đã khẳng
định được tính khả thi và hiệu quả trong việc kích thích hứng thú học tập, phát huy
TTC nhận thức của HS trong QTDH và góp phần nâng cao kết quả học tập của HS.
9. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, phần nội
dung của luận án gồm 4 chương:
Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo theo
hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí ở trường
phổ thông
Chương 3. Xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí lớp 12 nâng
cao phần “Cơ học”
Chương 4. Thực nghiệm sư phạm

6


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Hoạt động DH là một hoạt động đặc thù của con người, được tiến hành trong
nhà trường và khác với các hoạt động khác, trong đó đối tượng của hoạt động DH là
HS vừa là khách thể và đồng thời vừa là chủ thể của QTDH. Do đó hiệu quả của
DH phụ thuộc rất nhiều vào TTC, chủ động và sáng tạo của HS trong quá trình học
tập. Trong QTDH, HS càng tích cực, chủ động và sáng tạo thì việc DH sẽ càng
thuận lợi và càng có hiệu quả hơn. Vì vậy, trong nghiên cứu DH nói chung và
DHVL nói riêng người ta rất quan tâm đến việc tích cực hóa HĐNT của HS. Đối
với bộ môn vật lí là môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức vật lí đều được rút ra

bằng con đường thực nghiệm, ngay cả những kiến thức được rút ra bằng con đường
lí thuyết thì nó chỉ trở thành kiến thức vật lí khi được thực nghiệm xác nhận. Vì vậy,
TN là một trong những phương tiện không thể thiếu được trong DHVL. Chính vì
vậy, trong DHVL đã có nhiều nghiên cứu về việc tích cực hóa HĐNT của HS nói
chung và sử dụng TN trong việc tích cực hóa HĐNT của HS nói riêng.
1.1. Những nghiên cứu về tính tích cực nhận thức của học sinh trong dạy học ở
trường phổ thông
Ngay từ thời cổ đại các nhà sư phạm tiền bối như Khổng Tử, Aristot… đã đề
cập đến việc phát huy TTC, chủ động của HS trong học tập.
J.A. Komenxki (1592 - 1670) nhà sư phạm Tiệp Khắc lỗi lạc cho rằng: giáo
dục có mục đích đánh thức năng lực nhạy cảm, khả năng phán đoán đúng đắn, phát
triển nhân cách người học [39]. Ông cũng đưa ra những biện pháp DH bắt HS phải
tìm tòi, suy nghĩ để tự nắm được bản chất của sự vật, hiện tượng.
Lốc-cơ (1632 - 1704) đưa ra quan điểm: “giáo dục phải đề cập đến mối quan
hệ giữa lí thuyết và thực tiễn trong quá trình nhận thức”. Ông rất coi trọng “việc
học tập có gắn với tiến hành các TN”.
John Dewey (1859 - 1952) đã khẳng định điều quan trọng là: “Cần phải chú
trọng hơn nữa đến việc mở rộng tri thức và phát triển những kĩ năng GQVĐ và tư
duy phê phán, thay vì tập trung vào việc học thuộc lòng” [65]. Cũng chính J.
7


Dewey là người đề xướng “PPDH lấy người học làm trung tâm” mà phương pháp
này về thực chất là việc sáng tạo ra những tình huống xác thực cho những hoạt động
mà HS quan tâm [28], [39]… Những nguyên lí giáo dục do J. Dewey khởi xướng
cho rằng: tiến trình giáo dục phải được bắt đầu và xây dựng trên những lợi ích của
trẻ em, nó phải cung cấp cơ hội cho sự tương tác về tư duy và hành động..., thầy giáo
phải là người hướng dẫn và cộng tác với HS, thay vì là người đốc công…, mục tiêu
của giáo dục là sự trưởng thành của trẻ em trên mọi phương diện. Tuy nhiên, những
quan điểm mới của J. Dewey luôn rất khó thực hiện trong khung cảnh nhà trường vào

những năm đó và HS thường bỏ qua những môn mà họ cho là khó như toán và các
môn khoa học tự nhiên [65].
Đến khoảng giữa thế kỷ XX, nhịp độ phát triển khoa học, kĩ thuật và công
nghệ ngày càng nhanh. Để bắt kịp và thích ứng với sự tiến bộ của xã hội, nhiều
phương pháp và quan điểm DH mới được đề xuất, điển hình như I. Lecne, Okon,
M.A. Danilop, M.N.Xcatkin,... đã đề xuất phương pháp “DH nêu vấn đề”. DH nêu
vấn đề là một tư tưởng DH chủ trương làm cho HS nắm vững kiến thức trên cơ sở
tổ chức, hướng dẫn họ tìm tòi nghiên cứu chứ không phải bị động chờ thầy giáo
truyền thụ cho. Trong DH nêu vấn đề, HS được đặt trước một loạt các tình huống có
vấn đề, những điều kiện đảm bảo để GQVĐ và những chỉ dẫn cần thiết nhằm đưa
HS vào con đường tự lực giải quyết vấn đề. Theo quan điểm giáo dục: “DH nêu vấn
đề là PPDH trong đó HS tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết
các vấn đề và các bài toán có vấn đề đã được xây dựng theo nội dung tài liệu học
trong chương trình” [44]. Đồng thời, DH nêu vấn đề còn nhấn mạnh rằng: “DH nêu
vấn đề dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống
có vấn đề, nêu các vấn đề và những điều kiện cần thiết để GQVĐ và cuối cùng là
lĩnh hội quá trình hệ thống hóa và củng cố kiến thức tiếp thu được” [54]. Mặc dù
phương DH này đã có những bước tiến quan trọng, góp phần phát huy TTC của HS
trong học tập, nhưng cũng mới chỉ tập trung vào giai đoạn xây dựng bài toán có vấn
đề, các kĩ thuật nêu vấn đề để tạo ra các xúc cảm tích cực ở HS mà chưa đi sâu vào
quá trình tổ chức, hướng dẫn cho HS tích cực, tự lực giải quyết vấn đề, nhất là các
vấn đề cụ thể.
8


Trong khoảng vài chục năm trở lại đây, dựa trên những thành tựu của tâm lí
học hiện đại, trong đó phải kể đến là lý thuyết “Vùng phát triển gần” do Vygotsky
đề xướng. Ông cho rằng: vấn đề DH và sự phát triển nhận thức có nguồn gốc xã
hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ trong bối cảnh tương tác với người khác
và các nghiên cứu này đã được các nhà giáo dục vận dụng vào DH GQVĐ (hay còn

gọi DH phát hiện và giải quyết vấn đề). Theo PPDH này, hoạt động DH được tổ
chức sao cho HS được đặt trong tình huống có vấn đề, qua đó làm xuất hiện nhu cầu
nhận thức và kích thích hứng thú hoạt động học tập của HS. Từ những năm 1960,
dựa trên các thành tựu lí thuyết tâm lí học phát triển của J. Piaget, J. Bruner đã khởi
xướng một chiến lược DH mới ở Mĩ: “…người học phải là người tích cực, tự lực
tìm tòi khám phá đối tượng học tập để hình thành cho mình kiến thức từ các tình
huống học tập cụ thể. HS phải có thái độ khám phá các định luật, quy luật giống
như các nhà khoa học”[50], [55]. Quan điểm giáo dục này hiện đã và đang được
các nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu triển khai.
Ở nước ta, vấn đề phát huy TTC học tập của HS đã được đặt ra trong ngành
giáo dục từ rất sớm. Trong thời kì phát triển và hội nhập hiện nay yêu cầu về TTC,
sáng tạo ở người học là rất cần thiết, điều đó đã đặt ra cho ngành Giáo dục là phải:
“Biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo”. Trong cuộc cải cách giáo dục
lần thứ hai (1955 - 1956) thì việc phát huy TTC đã là một trong các mục tiêu cải
cách, nhằm đào tạo những người lao động sáng tạo, có đủ năng lực làm chủ đất
nước. Trong những năm gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà
giáo dục học, lí luận DH về TTC nhận thức như: Hà Thế Ngữ, Nguyễn Ngọc
Quang, Đặng Vũ Hoạt, Thái Duy Tuyên… Theo tác giả Thái Duy Tuyên, TTC là
khái niệm biểu hiện sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng, biểu thị
cường độ vận động của chủ thể khi thực hiện một nhiệm vụ, giải quyết một vấn đề
nào đấy. Sự nỗ lực ấy diễn ra trên nhiều mặt: sinh lí, tâm lí và xã hội. Vì vậy, TTC
là một thuộc tính của nhân cách có quan hệ và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố
như: hứng thú, nhu cầu và động cơ. Dựa trên sự phát triển, TTC nhận thức có thể
chia làm ba mức độ: TTC tái hiện, TTC sử dụng và TTC sáng tạo. Trong HĐNT của
HS, nếu như TTC là một phẩm chất của nhân cách, liên quan đến sự nỗ lực hoạt
9


động của HS thì tích cực hóa HĐNT của HS trong hoạt động học tập lại là việc làm
của GV, tức là làm cho HS từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri

thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập. Vì vậy, muốn tích
cực hóa HĐNT của HS trước hết GV phải dựa vào những biểu hiện của TTC nhận
thức: những dấu hiệu bên ngoài qua thái độ, hành vi và hứng thú; những dấu hiệu
bên trong như sự căng thẳng trí tuệ, sự nỗ lực hoạt động…; kết quả học tập, cũng
như đặc điểm của TTC nhận thức của HS thể hiện qua mặt tự phát và mặt tự giác.
Trong các nghiên cứu về DHVL thì việc phát huy TTC, tự lực và sáng tạo của
HS trong quá trình học tập đã được đề cập cụ thể trong các công trình nghiên cứu
của các tác giả: Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Phạm
Hữu Tòng [69], [70], [71], [75]. Trong đó ngoài phần lí luận chung, các tác giả đã
chỉ ra các biện pháp cụ thể nhằm tích cực hóa HĐNT của HS trong QTDH vật lí.
Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm, DHVL phải là một qúa trình tổ chức, hướng
dẫn cho HS thực hiện các hành động nhận thức vật lí, để họ tái tạo được kiến thức,
kinh nghiệm xã hội và biến chúng thành vốn liếng của mình, đồng thời làm biến đổi
bản thân HS, hình thành và phát triển những phẩm chất năng lực của họ. Muốn thực
hiện tốt hoạt động DH, GV cần phải hành động để tạo ra những điều kiện thuận lợi
để giúp HS có thể thực hiện tốt hành động học tập như xây dựng tình huống có vấn
đề nhằm tạo mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú đi tìm cái mới, kích thích
HS hăng hái, tự giác hoạt động, tạo ra không khí lớp học sôi động [71].
Tác giả Phạm Hữu Tòng, trong các công trình nghiên cứu của mình đã chỉ ra
rằng khi DH một kiến thức mới thì cần tổ chức những tình huống nhằm làm xuất
hiện những vấn đề cần giải quyết, để HS tiếp nhận vấn đề, có nhu cầu GQVĐ và
các em cảm thấy có khả năng tự GQVĐ đó với sự giúp đỡ của GV và sự cố gắng
của bản thân. Qua đó sẽ giúp cho HS tích cực, tự giác và chủ động tham gia vào
việc đề xuất vấn đề và GQVĐ trong tiến trình DH. Để phát huy vai trò của HS trong
việc tự chủ hành động xây dựng kiến thức mới thì vai trò của GV trong tổ chức tình
huống, giao nhiệm vụ học tập và định hướng hoạt động GQVĐ của HS là vô cùng
quan trọng. Trong đề xuất vấn đề thì GV phải đưa cho HS một nhiệm vụ nhận thức
có tiềm ẩn khó khăn, tức là phải tạo ra một mâu thuẫn để HS tiếp nhận mâu thuẫn
10

đó, từ đó HS sẽ sẳn sàng và tự nguyện tham gia vào việc tìm kiếm xây dựng kiến
thức mới. Trong giải quyết vấn đề, GV cần phải tổ chức, hướng dẫn HS tự lực tìm
tòi kiến thức, giúp đỡ làm giảm nhẹ khó khăn cho HS trong GQVĐ. Còn ở giai
đoạn tranh luận, thể chế hóa và vận dụng tri thức, dưới sự hướng dẫn của GV, HS
tranh luận để bảo vệ ý kiến của mình. Sau đó GV chính xác hóa, bổ sung và thể chế
hóa tri thức mới. Tất cả các hoạt động đó đều phát huy TTC tự lực nhận thức của
HS trong hoạt động học tập [75].
1.2. Những nghiên cứu về tự tạo thí nghiệm và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong
dạy học vật lí
Trong DHVL ở trường phổ thông, TN vật lí nói chung và TNTT nói riêng
đóng một vai trò rất quan trọng trong việc đổi mới PPDH. Vì vậy, việc nghiên cứu
xây dựng và sử dụng TN trong DH luôn là một vấn đề được quan tâm trong xu thế
tìm kiếm con đường nâng cao chất lượng DH trong nhà trường phổ thông. Đây cũng
là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng trong lí luận DH đang được nhiều
nhà nghiên cứu hướng tới.
1.2.1. Những nghiên cứu ngoài nước
Trên thế giới, hiện nay người ta đang quan tâm đến ba xu hướng khai thác, sử
dụng TN và phương tiện trực quan trong DHVL, đó là: Xu hướng hiện đại hóa; Xu
hướng đa phương tiện và nghiên cứu, khai thác và sử dụng TNTT.
Xu hướng hiện đại hóa là xu hướng tăng cường tính hiện đại của các TBTN và
mức độ chính xác của các dụng cụ TN. Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ
thuật, con người ngày càng tạo ra nhiều dụng cụ và TBTN hoàn chỉnh với độ chính
xác này càng cao. Sử dụng TN theo hướng hiện đại là tiến hành các TN với sự hỗ
trợ của máy vi tính (MVT). Đây là hình thức mà hầu hết các nước phát triển trên thế
giới đang áp dụng rộng rãi. TN với sự hỗ trợ của MVT thường được dùng với chức
năng mô phỏng và minh họa các quá trình vật lí diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm,
do đó gây khó khăn cho việc quan sát trực tiếp và chỉ có thể khắc phục bằng việc
mô phỏng lại quá trình bằng MVT.
Xu hướng thứ hai là xu hướng khai thác đa phương tiện nhằm tác động đến

người học bằng nhiều kênh thông tin, chẳng hạn: kênh chữ, kênh hình, kênh tiếng…
11