Nghiên cứu lắp ráp và sử dụng bộ thí nghiệm đệm không khí kết nối máy vi tính vào dạy học phần các định luật bảo toàn vật lý 10 góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông luận văn tốt nghiệp đại học

Trờng Đại học Vinh
khoa vật lý
====***====

Chu Thị Hồng

NGHIÊN CứU LắP RáP Và Sử DụNG Bộ THí NGHIệM
ĐệM KHÔNG KHí KếT NốI MáY VI TíNH VàO DạY HọC PHầN
CáC ĐịNH LUậT BảO TOàN VậT Lý 10 GóP PHầN NÂNG CAO
CHấT LƯợNG DạY HọC VậT Lý ở TRƯờNG PHổ THÔNG

Khoá luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: lý luận và phơng pháp dạy häc bé m«n vËt lý

Vinh – 2011


Trờng Đại học Vinh
khoa vật lý
====***====

NGHIÊN CứU LắP RáP Và Sử DụNG Bộ THí NGHIệM
ĐệM KHÔNG KHí KếT NốI MáY VI TíNH VàO DạY HọC PHầN
CáC ĐịNH LUậT BảO TOàN VậT Lý 10 GóP PHầN NÂNG CAO
CHấT LƯợNG DạY HọC VậT Lý ở TRƯờNG PHổ THÔNG
Khoá luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: lý luận và phơng pháp dạy học bộ môn vật lý

TS. Nguyễn Thị Nhị
Sinh viên thực hiện: Chu Thị Hồng
Cán bộ hớng dẫn:

48A Vật lý

Lớp:

Vinh 2011


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Vật lý, các thầy cô giáo
trong khoa, đặc biệt là các thầy cô giáo trong tổ bộ môn phương pháp giảng dạy
khoa Vật lý.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước sự chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo
hướng dẫn – TS Nguyễn Thị Nhị, là người trực tiếp hướng dẫn em trong suốt
quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã tạo mọi điều kiện,
động viên và giúp đỡ em để hoàn thành luận văn này.
Vinh, tháng 5 năm 2011
Chu Thị Hồng


MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU..................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài...............................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu........................................................................................2
3. Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu...................................................2
3.1 Đối tượng nghiên cứu..................................................................................2
3.2. Khách thể nghiên cứu....................................................................................2
3.3. Phạm vi nghiên cứu.......................................................................................3

4. Giả thuyết khoa học..........................................................................................3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu........................................................................................3
6. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................4
7. Kết quả luận văn...............................................................................................4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC
VẬT LÝ...............................................................................................................5
1.1. Khái niệm.......................................................................................................5
1.2. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý....................................................................5
1.3. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức.................5
1.4. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận dạy học....................8
1.4.1 Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của q
trình dạy học.........................................................................................................8
1.4.2 Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách tồn diện của
học sinh ................................................................................................................9
1.4.3 Thí nghiệm là phương tiện đơn giản hóa và trực quan hóa trong dạy học
vật lý.....................................................................................................................9
1.5. Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học vật lý.........................................9
1.6. Thí nghiệm có ghép nối máy tính................................................................12
1.6.1 Máy vi tính hỗ trợ hoạt động dạy học........................................................12
1.6.2. Các khả năng sử dụng máy vi tính hỗ trợ hoạt động dạy học...................13


1.6.3. Vai trị của thí nghiệm có kết nối máy tính...............................................13

5


1.7. Những yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và phương pháp dạy học đối với
việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.....................15
1.8. Kết luận chương 1........................................................................................16

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM
ĐỆM KHƠNG KHÍ KẾT NỐI MÁY VI TÍNH VÀO DẠY HỌC PHẦN
“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÝ 10- NÂNG CAO....................17
2.1. Vị trí đặc điểm của chương “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” Vật lý 10- Ban
Nâng cao- THPT.................................................................................................17
2.2. Mục tiêu của phần các định luật bảo toàn...................................................18
2.2.1. Mục tiêu về kiến thức...............................................................................18
2.2.2. Về kỹ năng................................................................................................19
2.3. Cấu trúc của phần các định luật bảo tồn....................................................19
2.4. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động luợng với bộ cần rung..........20
2.4.1. Dụng cụ thí nghiệm..................................................................................20.
2.4.2. Phương pháp tiến hành thí nghiệm...........................................................20
2.4.3. Những hạn chế khi sử dụng bộ thí nghiệm cần rung................................21
2.5. Các thí nghiệm được lắp ráp và sử dụng từ bộ thí nghiệm đệm khơng khí
ghép nối máy tính vào dạy học phần“ Các định luật bảo tồn”.........................22
2.5.1. Các dụng cụ thí nghiệm trong bộ thí nghiệm...........................................22
2.5.2. Cách lắp ráp và sử dụng bộ thí nghiệm vào dạy học chương các định luật
bảo toàn...............................................................................................................25
2.5.3. Những ưu điểm và lưu ý khi sử dụng bộ thí nghiệm đệm khơng khí kết
nối máy vi tính....................................................................................................35
2.6. Một số giáo án dạy học sử dụng thí nghiệm từ bộ thí nghiệm....................35
2.6.1 Bài 31: Các định luật bảo toàn..................................................................35
2.6.2. Bài 38: Va chạm đàn hồi và không đàn hồi..............................................43
2.7. Kết luận chương 2........................................................................................49
KẾT LUẬN CHUNG........................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................52


PHẦN PHỤ LỤC..............................................................................................53

7


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
THPT: Trung học phổ thông
GV: Giáo viên
HS: Học sinh
PPGD: Phương pháp giảng dạy.


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, công tác đổi mới giáo dục diễn ra mạnh mẽ
trên tất cả các cấp học, trong đó nổi bật là giáo dục ở bậc THPT. Xuất phát từ
mục tiêu chiến lược của ngành giáo dục trong giai đoạn cơng nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục
lối truyền thụ một chiều, rèn luyện nếp sống tư duy sáng tạo, từng bước áp dụng
các phương pháp tiên tiến vào dạy học”.
Trên tinh thần mục tiêu nhiệm vụ chung của giáo dục cùng với những đặc
điểm của bộ môn vật lí, các nhà giáo dục đã soạn ra hai bộ sách giáo khoa Vật
lý 10: Một bộ dành cho chương trình chuẩn và một bộ dành cho chương trình
nâng cao. Sách giáo khoa mới có nhiều đặc điểm mới so với sách giáo khoa cũ,
đó là ngồi việc cung cấp kiến thức mới cho học sinh sách giáo khoa còn chú ý
làm như thế nào để tăng tính trực quan trong dạy học, tăng hứng thú và tạo sự
chú ý cho học sinh. Học sinh phải làm việc nhiều hơn, phải tư duy nhiều hơn và
chủ động hơn trên con đường đi tìm tri thức. Vật lý là bộ mơn mang tính chất
thực nghiệm nên để làm được điều đó không thể không kể đến các thiết bị trực
quan, trong đó thí nghiệm có vai trị rất quan trọng.
Sử dụng thí nghiệm làm tăng tính trực quan, tạo sự nghiên cứu có hệ
thống, đặc biệt giúp cho học sinh có năng lực sử dụng các dụng cụ vật lý, các

dụng cụ đo lường, kỹ năng lắp ráp các thiết bị thí nghiệm, thực hiện các các thí
nghiệm vẽ biểu đồ, xử lí số liệu rút ra kết quả kết luận. Tuy nhiên, có những thí
nghiệm mà việc quan sát, hoặc đo số liệu rất khó khăn, muốn tăng tính trực
quan thì ta phải sử dụng thêm một số thiệt bị hiện đại như máy tính. Sử dụng thí
nghiệm có ghép nối máy tính khơng những làm tăng tính trực quan mà còn rèn
luyện cho học sinh khả năng sử dụng máy tính, đo lường và xử lí số liệu bằng
máy vi tính. Những kỹ năng này giúp học sinh thích nghi với các hoạt động lao
động sản xuất trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước.
Mặt khác, trong q trình thực hành thí nghiệm vật lý với sự quan sát
giữa thực nghiệm và suy luận lý thuyết để đạt được sự thống nhất giữa lý luận
và thực tiễn, rèn luyện cho học sinh phương pháp tư duy sáng tạo, phân tích
1


tổng hợp, khái quát hóa vấn đề, khả năng dự đoán xây dựng kiến thức mới dựa
trên quan sát hiện tượng tự nhiên và thí nghiệm vật lý.
Vật lý học trong nhà trường là mơn học có đặc thù là sử dụng thí nghiệm
vật lý như một phương tiện, phương pháp dạy học phát huy tác dụng tốt theo
hướng tăng cường hoạt động tự lực của học sinh.
Cơ sở của phần “Các định luật bảo toàn” là hai định luật cơ bản là định
luật bảo toàn cơ năng và định luật bảo tồn động lượng. Học sinh dù đã có kiến
thức về động học và động lực học nhưng vẫn khó khăn khi tiếp thu kiến thức
mới của phần này.
Vì vậy, cần phải sử dụng thí nghiệm vào dạy học phần “ Các định luật bảo
toàn” nhằm nâng cao chất lượng trong dạy học phần này.
Song thực tế dạy học hầu hết các giáo viên đang dạy ở trường phổ thơng
hiện nay vẫn chưa thực hiện được vì điều kiện của các trường THPT chưa có
các phương tiện thí nghiệm hiện đại.
Từ những vấn đề lý luận và thực tiễn trên được sự hướng dẫn của T.S
NGUYỄN THỊ NHỊ tôi đã chọn đề tài “ Nghiên cứu lắp ráp và sử dụng bộ

thí nghiệm đệm khơng khí kết nối máy vi tính vào dạy học phần “Các định luật
bảo tồn” Vật lý 10 góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý ở trường
phổ thơng”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu lắp ráp vận hành bộ thí nghiệm “ Đệm khơng khí kết nối máy
vi tính”. Vận dụng các thí nghiệm khai thác được từ bộ thí nghiệm vào dạy học
phần “các định luật bảo toàn” vật lý 10 nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật
lí ở trường THPT.
3. Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Các tài liệu liên quan đến khai thác và sử dụng bộ thí nghiệm trong dạy học
vật lý nói chung và bộ thí nghiệm “ Đệm khơng khí kết nối máy tính” nói riêng.
Các thí nghiệm “ Đệm khơng khí kết nối máy tính” được dùng trong dạy
học chương “ Các định luật bảo toàn.”
3.2. Khách thể nghiên cứu
2


- Q trình dạy học bộ mơn vật lý ở trường THPT.
- Chương trình Vật lý 10 Nâng cao phần “ Các định luật bảo toàn”.
- Giáo viên và học sinh trường THPT.
3.3. Phạm vi nghiên cứu
- Thí nghiệm với đệm khơng khí kết nối máy vi tính trong dạy học phần
“Các định luật bảo toàn” Vật lý 10- Ban nâng cao- THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu khai thác và sử dụng một cách hợp lý các thí nghiệm được lắp ráp từ bộ
thí nghiệm “Đệm khơng khí kết nối máy vi tính” thì sẽ góp phần nâng cao chất
lượng dạy học phần “Các định luật bảo toàn” Vật lý lớp 10 nói riêng, vật lý ở
trường THPT nói chung.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu cơ sở lý luận về thí nghiệm vật lý trong dạy học.
- Phân tích nội dung, cấu trúc logic phần “ các định luật bảo tồn” của lớp
10 THPT.
- Tìm hiểu thực trạng phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông và
việc sử dụng thí nghiệm vào dạy học phần “Các định luật bảo toàn” Vật lý lớp
10
- Nghiên cứu lắp ráp bộ thí nghiệm “ Đệm khơng khí ghép nối máy vi tính”
ở phịng thí nghiệm bộ mơn PPGD Vật lý, khoa Vật lý trường Đại học Vinh.
- Nghiên cứu các hướng sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học phần “Các
định luật bảo toàn” vật lý 10- Ban nâng cao- THPT.
6. Phương pháp nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu các tài liệu về lý luận dạy học làm sáng tỏ mặt lý luận của đề
tài.
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập vật lý
10 và các tài liệu liên quan đến việc khai thác và sử dụng bộ thí nghiệm trong
dạy học vật lý.
• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:
3


- Phương pháp thống kê tốn học để xử lí số liệu thực nghiệm.
7. Kết quả đạt được của đề tài
- Khái niệm, đặc điểm, phân loại, chức năng của thí nghiệm trong dạy học
vật lý, những yêu cầu chung về mặt kỹ thuật, phương pháp sử dụng thí nghiệm
trong dạy học vật lý.
- Vị trí, đặc điểm, sơ đồ cấu trúc logic nội dung của phần “Các định luật
bảo toàn” Vật lý 10- Ban nâng cao- THPT.
- Lắp ráp được 2 thí nghiệm đệm khơng khí kết nối máy tính, sử dụng vào
dạy học một số kiến thức phần “Các định luật bảo toàn”- Vật lý 10- Ban

Nâng cao- THPT.
- Sử dụng các thí nghiệm lắp ráp được biên soạn 2 giáo án dạy học trong
phần “Các định luật bảo toàn”- Vật lý 10 THPT – Ban nâng cao.

4


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
1.1.

Khái niệm

Thí nghiệm Vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người
vào các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều
kiện mà trong đó diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể
thu được tri thức mới. [7]
1.2.

Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý

Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và thiết lập có chủ định
sao cho thơng qua thí nghiệm ta có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy
ra từ giả thuyết. Mỗi thí nghiệm có 3 yếu tố cấu thành cần được xác định rõ:
Đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên
cứu và phương tiện cần quan sát, đo đạc để thu nhận kết quả của sự tác động
Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên
cứu sự phụ thuộc giữa 2 đại lượng trong khi các đại lượng khác được giữ không
đổi.
Các điều kiện của thí nghiệm cần được khống chế, kiểm sốt đúng dự định

nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức cần thiết, nhờ sự
phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối
đa ảnh hưởng của nhiễu.
Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được các
biến đổi của các đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác. Điều
này đạt được nhờ giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện
quan sát đo đạc.
Có thể lặp đi lặp lại các thí nghiệm. Có nghĩa là: Với các thiết bị thí
nghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thống thí
nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, hiện tượng q trình vật lý phải diễn ra trong
thí nghiệm giống như các lần thí nghiệm trước đó.
1.3. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức
Theo quan điểm của lý luận nhận thức, trong dạy học Vật lý ở trường phổ
thơng, thí nghiệm có chức năng sau [8]
5


- Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức.
- Thí nghiệm là để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được.
- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức vào thực tiễn.
- Thí nghiệm là một bộ phận của phương pháp nhận thức vật lý.
* Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức.
Khi thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả
quan sát, đo đạc, lúc này thí nghiệm có tác dụng phân tích hiện thực khách quan
và thơng qua q trình thiết lập một cách có chủ quan, để thu được tri thức
khách quan.
Trong dạy học Vật lý ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức một hiện
tượng một quá trình vật lý nào đó, khi học sinh cịn chưa biết hoặc biết q ít về
các q trình đó, hiện tượng đó thì thí nghiệm vật lý được sử dụng để cung cấp
cho học sinh những dữ liệu cảm tính (các biểu tượng, các số liệu đo đạc) về hiện

tượng, quá trình vật lý. Tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết là cơ
sở cho những tính chất, những mối liên hệ phổ biến, có tính quy luật của các đại
lượng vật lý trong các quá trình hiện tượng nghiên cứu.
* Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu
được.
Nếu kết quả của thí nghiệm phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết
thì địi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra ở những thí
nghiệm khác.
Ở các trường phổ thơng có một số kiến thức rút ra bằng quy luật
logic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết, trong những trường hợp này cần tiến
hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng.
* Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức thu được vào thực
tiễn.
Trong việc vân dụng các tri thức lý thuyết vào thiết kế chế rạo các thiết
bị kỹ thuật, người ta gặp nhiều khó khăn do: Tính trừu tượng của tri thức, lí do
về mặt kinh tế… khi đó người ta thường sử dụng thí nghiệm tạo cơ sở cho việc
vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn.
6


Thí nghiệm khơng những cho học sinh thấy được sự vận dụng trong
thực tiễn mà còn kiểm chứng sự đúng đắn của tri thức.
Thí nghiệm cơ bản khơng chỉ dẫn đến hình thành những thuyết vật lý
mới mà cịn làm xuất hiện nhiều ngành kỹ thuật mới.
* Thí nghiệm là một bộ phận của phương pháp nhận thức vật lý.
Thí nghiệm bồi dưỡng cho học sinh các phương pháp nhận thức được
dùng phổ biến trong nghiên cứu (phương pháp thực nghiệm và phương pháp mơ
hình).
Phương pháp thực nghiệm bao gồm 4 giai đoạn:
- Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời.

- Đề xuất được giả thuyết.
- Xây dựng và thực hiện phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả đã
rút ra. Nếu hệ quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân
thực, nếu khơng phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới.
Như vậy thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và giai
đoạn cuối của phương pháp thực nghiệm. Ở giai đoạn đầu các thông tin về đối
tượng cần được nghiên cứu được thu thập nhờ thí nghiệm. Ở giai đoạn cuối của
thí nghiệm lại được dùng để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả đã được rút ra.
Phương pháp mơ hình có 4 giai đoạn:
- Thu thập thơng tin về đối tượng gốc .
- Xây dựng mơ hình
- Thao tác trên mơ hình để rút ra các hệ quả lý thuyết.
- Kiểm tra hệ quả lý thuyết trên đối tượng gốc.
Ở giai đoạn đầu các thông tin về đối tượng thường thu thập được nhờ
thí nghiệm. Thơng qua thí nghiệm, nhờ việc chủ động loại bỏ những yếu tố
không quan tâm, tác động lên đối tượng, bố trí các dụng cụ quan sát thu thập và
xử lý số liệu, ta mới có thể tìm ra được thuộc tính, các mối quan hệ bản chất của
đối tượng gốc.
Ở giai đoạn 3 đối với mơ hình vật chất người ta phải tiến hành thí
nghiệm thực với nó.
7


Ở giai đoạn 4 thơng qua thí nghiệm trên vật gốc, đối chiếu kết quả thu
được từ mơ hình với những kết quả thu được trực tiếp trên vật gốc ta kiểm tra
được tính đúng đắn của mơ hình và rút ra giới hạn áp dụng của mơ hình.
1.4. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận dạy học [8]
1.4.1. Thí nghiệm có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của
quá trình dạy học.
a. Sử dụng thí nghiệm để củng cố trình độ xuất phát, tạo động cơ hứng

thú học tập.
Bằng việc sử dụng các thí nghiệm đơn giản có tính nghịch lý ta có thể
đưa học sinh vào tình huống có vấn đề, tạo nên nhu cầu nhận thức hứng thú
tìm tịi kiến thức mới của học sinh.
b. Sử dụng thí nghiệm để hình thành kiến thức mới, kỹ năng mới cho
học sinh.
Thí nghiệm đóng vai trị quan trọng, khơng gì có thể thay thế được
trong giai đoạn hình thành kiến thức mới. Nó cung cấp một cách hệ thống các
dữ liệu thực nghiệm để từ đó khái quát hóa quy nạp, kiểm tra tính đúng đắn của
giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thức
mới.
Trong chương trình vật lý phổ thơng một kiến thức đã được rút ra từ các
phép suy luận logic chặt chẽ để làm tăng thêm sự tin tưởng của học sinh về kiến
thức thu được, giáo viên cần phải tiến hành làm thí nghiệm kiểm chứng lại
chúng.
c. Sử dụng thí nghiệm để củng cố ơn luyện và giúp học sinh vận dụng
kiến thức, kỹ năng mà họ tiếp thu được.
Việc sử dụng các thí nghiệm ở giai đoạn củng cố không phải là sự lặp
lại nguyên xi các thí nghiệm đã làm nhắc lại kiến thức cũ mà phải có những yếu
tố mới đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết của học sinh, giúp học sinh thấy
được các biểu hiện trong tự nhiên, các ứng dụng trong đời sống và sản xuất của
các kiến thức này.

8


Trong các thí nghiệm được sử dụng trong giai đoạn củng cố, thí nghiệm
thực hành của học sinh có vai trị nổi bật trong cơng việc củng cố kiến thức và
rèn luyện kỹ năng của học sinh.
d. Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng

của học sinh.
Thơng qua các hoạt động trí tuệ - thực tiễn của học sinh trong q trình
thí nghiệm, học sinh sẽ chứng tỏ không những kiến thức mà cả kiến thức về
phương pháp, khơng những kiến thức mà cịn cả kỹ năng của mình.
1.4.2 Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách tồn diện của
học sinh
- Việc sử dụng thí nghiệm vật lý góp phần quan trọng vào việc phát triển
nhân cách toàn diện của học sinh.
- Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn
luyện kỹ năng, kỹ xảo về vật lý của học sinh.
- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lý, tổ chức
quá trình học tập tích cực, tự lực và sang tạo của học sinh.
- Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác
nhau, bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh.
1.4.3 Thí nghiệm là phương tiện đơn giản hóa và trực quan hóa trong dạy học
vật lý
Nhờ thí nghiệm, ta có thể nghiên cứu các hiện tượng, quá trình xảy ra
trong những điều kiện có thể khống chế được, thay đổi, có thể quan sát đo được
đơn giản hơn, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức được nguyên nhân của mỗi hiện
tượng và mối quan hệ có tính quy luật của chúng với nhau.
Thí nghiệm là phương tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu được
những thơng tin chân thật về các hiện tượng, q trình vật lý.
1.5 Các loại thí nghiệm sử dụng trong dạy học vật lý
Căn cứ vào mục đích lý luận dạy học của thí nghiệm vật lý trong quá
trình nhận thức của học sinh, căn cứ vào mục tiêu đổi mới chương trình, nội
dung và phương pháp dạy học vật lý vật lý ở trường phổ thơng, thí nghiệm vật
9


lý được sử dụng ở nhiều các hình thức khác nhau. Thơng thường người ta phân

thí nghiệm làm hai loại: Thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập.
•

Thí nghiệm biểu diễn

Là thí nghiệm được giáo viên tiến hành ở trên lớp trong các giờ học nghiên
cứu kiến thức mới hoặc giờ học củng cố kiến thức và nó bao gồm:
 Thí nghiệm biểu diễn mở đầu: Là thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh
biết qua về hiện tượng sắp nghiên cứu để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu
cầu hứng thú cho học tập của học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động
nhận thức. Đây là thí nghiệm đơn giản dễ thực hiện và thực hiện nhanh, các
thiết bị dễ kiếm và dễ chế tạo.
 Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: Là loại thí nghiệm nhằm xây dựng nên
hoặc kiểm chứng lại kiến thức mới được sử dụng trong giai đoạn nghiên
cứu kiến thức mới. Nó bao gồm:
+ Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: Là thí nghiệm nhằm cung cấp các
cứ liệu thực nghiệm đêt từ đó khái qt hóa quy nạp, kiểm tra được tính đúng
đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết.
+ Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: Là thí nghiệm nhằm kiểm chứng
lại kiến thức đã được xây dựng bằng con lý thuyết, dựa trên những phép suy
luận logic chặt chẽ.
 Thí nghiệm củng cố: Là thí nghiệm nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã
học trong tự nhiên, đề cập các ứng dụng các kiến thức đã học để dự đốn
hoặc hoặc giải thích hiện tượng hay cơ chế hoạt động của các thiết bị,dụng
cụ kỹ thuật.
•

Thí nghiệm thực tập

Là thí nghiệm do học sinh tự tiến hành trên lớp (trong phịng thí nghiệm)

ngồi nhà trường hoặc ở nhà với các mức độ tự lập khác nhau. Thí nghiệm thực
tập bao gồm:


Thí nghiệm trực diện: Là thí nghiệm được tổ chức định dạng thí

nghiệm đồng loạt ( giáo viên chia học sinh thành các nhóm thí nghiệm cùng một
lúc làm các thí nghiệm như nhau với các dụng cụ thí nghiệm giống nhau để giải
10


quyết cùng một nhiệm vụ) hoặc dưới hình thức cá nhân (Các nhóm học sinh
cùng lúc tiến hành các thí nghiệm khác nhau nhằm giải quyết nhiệm vụ bộ phận,
để đi tới giải quyết được nhiệm vụ tổng quát).


Thí nghiệm thực hành: Là loại thí nghiệm do học sinh tiến hành trên

lớp ( Trong phịng thí nghiệm) mà sự tự lực làm việc cao hơn so với thí nghiệm
trực diện. Học sinh dựa vào tài liệu hướng dẫn đã in sẵn mà tiến hành thí
nghiệm, rồi viết báo cáo thí nghiệm theo mẫu.
Thí nghiệm thực hành có thể được tổ chức dưới một trong hai hình
thức là thí nghiệm thực hành đồng loạt (tất cả các nhóm học sinh tiến hành
những thí nghiệm như nhau với dụng cụ giống nhau theo một mục đích) hoặc
thí nghiệm thực hành cá thể.
 Thí nghiệm quan sát ở nhà:
Là loại bài làm mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc từng nhóm
học sinh thực hiện ở nhà. Học sinh tự lực tiến hành thí nghiệm và quan sát vật lý
trong điều kiện khơng có sự giúp đỡ trực tiếp của giáo viên. Vì vậy, loại thí
nghiệm này địi hỏi cao độ tính tự giác, tự lực của học sinh trong học tập. Loại

thí nghiệm này sử dụng các dụng cụ thí nghiệm thơng dụng trong đời sống, vật
liệu dễ kiếm, dễ tìm. Chính đặc điểm trên mà thí nghiệm quan sát vật lý ở nhà
tạo nhiều cơ hội để phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong việc
thiết kế, chế tạo sử dụng các dụng cụ nhằm hoàn thành nhiệm vụ được giao.
Ta thấy do tác dụng nhiều mặt của thí nghiệm thực tập nên việc tăng
cường các thí nghiệm thực tập là một trong những nội dung của việc đổi mới
các chương trình, nội dung, phương pháp dạy học vật lý phổ thơng.
Các loại thí nghiệm có thể tóm tắt theo sơ đồ sau:

11


TN giáo khoa

TN mở đầu

TN nghiên cứu

TN trực diện

TN khảo sát

TN mở đầu

TN thực tập

TN nghiên
cứu

TN biểu diễn

TN thực hành

TN nghiên cứu
khảo sát

TN thực hành
đồng loạt

TN nghiên cứu
minh họa

TN tổng hợp
luân phiên
TN quan sát ở
nhà

TN củng cố

Hình 1.1: Sơ đồ phân loại thí nghiệm trong dạy học vật lý
1.6. Thí nghiệm có ghép nối máy tính
1.6.1 Máy vi tính hỗ trợ hoạt động dạy học
* Hỗ trợ giáo viên
- Trình bày thơng tin đa phương tiện theo trình tự tùy ý nhanh chóng, chính xác,
tiện lợi (cú click chuột).
- Mơ phỏng minh họa q trình vật lý trừu tượng.
- Phóng to, thu nhỏ, làm chậm, làm nhanh, làm dừng lại quá trình vật lý.
-Tạo ra lưu trữ hồ sơ dạy học: Giáo án, bài giảng điện tử, sổ điểm, lý lịch học
sinh, nhật ký giảng dạy… tiện lợi.
- Máy vi tính kết nối internet là cơ sở dữ liệu thơng tin khổng lồ cho việc xây

dựng kế hoạch dạy học trao đổi kinh nghiệm dạy học trên các website chuyên
ngành, hướng dẫn học sinh học tập bằng Email.
* Hỗ trợ học sinh
- Máy vi tính và phần mềm ơn tập kiểm tra, đánh giá hỗ trợ học sinh tự học.
12


- Máy vi tính kết hợp phần mềm trình diễn để học sinh có thể trình bày kết quả
thực hiện nhiệm vụ học tập (tự học).
- Máy vi tính kết nối internet giúp học sinh có thể trao đổi nội dung học với bạn,
với thầy.
- Máy vi tính và website dạy học giúp học sinh có thể học trực tuyến, thi trực
tuyến, cung cấp tư liệu mở rộng nâng cao khổng lồ đa phương tiện.
* Hỗ trợ quản lý giáo dục, dạy học
- Máy vi tính kết nối internet là phương tiện cung cấp tiếp nhận thông tin chỉ
đạo, quản lý của các cấp giáo dục: Bộ, Sở, Trường, Tổ chun mơn, cộng đồng
giáo viên.
- Máy vi tính là phương tiện để giáo viên quản lý học sinh.
- Máy vi tính kết nối internet là phương tiện liên lạc giữa giáo viên và phụ
huynh học sinh kết hợp các lực lượng giáo dục.
1.6.2. Các khả năng sử dụng máy vi tính hỗ trợ hoạt động dạy học
- Cũng cố trình độ, kỹ năng xuất phát.
- Tạo tình huống nhận thức.
- Xây dựng kiến thức mới: Máy vi tính vừa là nguồn cung cấp kiến thức vừa là
phương tiện xây dựng kiến thức.
+ Sử dụng phần mềm mô phỏng, minh họa.
+ Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo.
+Sử dụng phối hợp hình ảnh tĩnh, động.
+ Sử dụng phần mềm hỗ trợ thí nghiệm.
- Củng cố, khắc sâu kiến thức mới.

- Tổng kết, hệ thống hóa kiến thức, kỹ năng.
- Kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá.
1.6.3. Vai trò của thí nghiệm có kết nối máy tính
a. Những ưu điểm của thí nghiệm ghép nối máy tính
- Thí nghiệm có ghép nối máy tính làm tăng tính trực quan cho người học
Trong một số trường hợp, khi quá trình thí nghiệm xảy ra nhanh và liên
tục làm hạn chế sự quan sát và đo đạc. Khi đó, việc lấy kết quả thí nghiệm sẽ rất
khó khăn cũng như hạn chế sự chính xác. Thí nghiệm có ghép nối máy tính sẽ
13


khắc phục khó khăn này. Khi ta sử dụng máy vi tính và các phần mềm hỗ trợ
khác chúng ta có thể tự động hóa q trình đo đạc trong thí nghiệm và kết quả
thí nghiệm sẽ hiện lên trên màn hình máy tính.Như vây, thí nghiệm có ghép nối
máy tính giúp chúng ta có sẽ quan sát thí nghiệm cũng như kết quả thí nghiệm
trên màn hình làm tăng tính trực quan.
- Thí nghiệm ghép nối máy tính tăng sự chính xác của các thí nghiệm
Khi máy vi tính cài đặt các phần mềm hỗ trợ thí nghiệm nó sẽ tự động
hóa ghi lại số liệu, kết quả thí nghiệm. Như vậy, các số liệu thí nghiệm sẽ được
ghi lại chính xác mà khơng có sai số chủ quan của người làm thí nghiệm.
- Thí nghiệm có ghép nối máy tính kích thích sự hứng thú của người học.
Do đặc tính trực quan và sự tự động hóa trong thí nghiệm có ghép nối
máy tính mà làm cho học sinh có tính tị mị khám phá của người học, làm kích
thích sự hứng thú của người học, người làm thí nghiệm.
- Bộ thí nghiệm ghép nối máy vi tính có thể khai thác cho nhiều thí nghiệm khác
nhau.
Bộ thí nghiệm ghép nối máy tính có thể cài đặt các phần mềm khác
nhau để sử dụng nhiều thí nghiệm khác nhau, như vậy ta tránh được sự lảng phí
trong việc khai thác các thí nghiệm.
b. Những hạn chế của thí nghiệm có ghép nối máy vi tính

Thí nghiệm ghép nối máy vi tính có nhiều ưu điểm tuy nhiên bên cạnh đó có
những hạn chế sau:
- Bộ thí nghiệm có ghép nối máy vi tính có nhiều thiết bị cồng kềnh và
sử dụng phức tạp hơn các bộ thí nghiệm khác: ngồi các dụng cụ thí nghiệm
thơng thường ta cần tới máy tính, phần mềm, cáp dữ liệu…. Như vậy, khi cần di
chuyển bộ thí nghiệm cũng như dùng nó để dạy học trong phịng học là rất khó
khăn.
- Kinh phí cho bộ thí nghiệm lớn: các bộ thí nghiệm ghép nối máy tính
có kinh phí khá lớn nên việc trang bị các bộ thí nghiệm có ghép nối cho các
trường THPT là rất khó khăn.
- Để sử dụng bộ thí nghiệm có ghép nối máy tính thì người sử dụng cần
phải có những hiểu biết nhất định về máy vi tính, địi hỏi hiểu biết về sử dụng
14


các phần mềm. Hiện nay, học sinh các trường THPT chưa được trang bị nhiều
về kiến thức này.
c. Cách khắc phục những hạn chế trong thí nghiệm có ghép nối máy vi tính
- Xây dựng các phịng học bộ mơn ở trường THPT.
- Thiết kế các bộ thí nghiệm ghép nối máy tính có thể sử dụng, khai thác nhiều
thí nghiệm khác nhau.
- Có thể xây dựng các clip thí nghiệm để dùng trong dạy học.
1.7. Những yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và phương pháp dạy học đối với
việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý ở trường phổ thơng.
Để thí nghiệm phát huy đầy đủ các chức năng của nó trong dạy học vật
lý thí việc sử dụng phải tuân theo một số yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và
phương pháp dạy học:
- Xác định rõ logic của tiến trình dạy học trong đó việc sử dụng thí
nghiệm phải là một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm giải quyết
nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức. Trước mỗi thí nghiệm phải đảm

bảo cho học sinh ý thức được sự cần thiết của thí nghiệm và hiểu rõ mục đích
của thí nghiệm.
- Xác định rõ dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ bố trí chúng, các bước tiến
hành thí nghiệm. Để đạt được mục đích thí nghiệm cần sử dụng thiết bị thí
nghiệm như thế nào? Bố trí thí nghiệm ra sao? Tiến hành như thế nào? Cần
quan sát đo đạc đại lượng nào?
- Đảm bảo cho học sinh ý thức được rõ ràng và tham gia tích cực vào
tất cả các giai đoạn thí nghiệm bằng cách giao cho học sinh những nhiệm vụ
cụ thể trong quá trình tiến hành thí nghiệm .
- Thử nghiệm kỹ lưỡng mỗi thí nghiệm trước giờ học, đảm bảo thí
nghiệm phải thành cơng.
- Việc sử dụng thí nghiệm phải an tồn.
Ngồi những u cầu chung này, từng loại thí nghiệm cịn phải tn theo các
yêu cầu riêng, tùy đặc tính của từng loại thí nghiệm.

15


1.8. Kết luận chương 1
Trong chương 1, luận văn đã trình bày rõ các cơ sở lý luận của việc sử dụng
thí nghiệm vào dạy học vật lý ở trường phổ thông nhằm nâng cao chất lượng
dạy học. Cụ thể đã tìm hiểu được khái niệm, đặc điểm và chức năng của thí
nghiệm vật lý, các loại thí nghiệm vật lý. Với cơ sở lý luận trên đề tài sẽ đi
nghiên cứu cụ thể vào chương 2.

16


CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM

“ĐỆM KHƠNG KHÍ KẾT NỐI MÁY VI TÍNH” VÀO DẠY HỌC PHẦN
“CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10- NÂNG CAO
2.1. Vị trí, nội dung của chương “Các định luật bảo tồn” Vật lý 10- Ban
Nâng cao- THPT
2.1.1. Vị trí của chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10- Ban Nâng caoTHPT
Chương các định luật bảo toàn thuộc chương thứ 4 của chương trình Vật
lý 10 – Ban nâng cao. Chương các định luật bảo toàn đứng sau chương “Tĩnh
học vật rắn” và đứng trước chương “Cơ học chất lưu”.
Đây là một chương đóng vai trị quan trọng trong phần “ Cơ học” lớp 10.
Trong chương này, cung cấp cho học sinh nhiều kiến thức vận dụng giải thích
các hiện tượng trong cuộc sống như: chuyển động của các hành tinh trong hệ
mặt trời, phóng tàu vũ trụ...
Kiến thức trong chương là sự kế thừa những kiến thức học sinh đã có về
động học và động học chất điểm, đồng thời nó bổ sung những kiến thức mới
cho học sinh, cung cấp cho học sinh những kiến thức sâu sắc hơn về phần “ Các
định luật bảo tồn” nói riêng và phần “Cơ học” nói chung. Hệ thống kiến thức
được xây dựng trong chương là sự tiếp nối những kiến thức đã học ở chương
trước và là sự liên thông giữa môn vật lý và các môn học khác.
2.1.2 Nội dung chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10- Ban Nâng cao
THPT
- Khi một vật chuyển động thì nói chung vị trí, vận tốc, gia tốc… của các
vật trong hệ thay đổi theo thời gian. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp có thể
tìm được những đại lượng đặc trưng cho trạng thái của hệ không thay đổi theo
thời gian. Đó là các đại lượng bảo tồn.
- Các định luật bảo toàn là các định luật tổng quát của tự nhiên, các định
luật này cho phép ta hiểu sâu sắc nhiều thông tin về chuyển động của một hệ và
vận dụng có hiệu quả trong việc giải thích nhiều hiện tượng cơ học cũng như
trong việc giải nhiều bài toán cơ học.
17