Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm vật lí vào dạy học chương chất khí vật lí 10 ( theo sách giáo khoa vật lí 10 thí điểm ban khoa giáo tự nhiên)

Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

trờng đại học vinh
khoa vật lý
---------------------------

nghiên cứu sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý
vào dạy học chơng "chất khí" Vật lý 10
(theo sách giáo khoa vËt lý 10 thÝ ®iĨm ban khoa häc tù nhiên )

khoá luận tốt nghiệp đại học s phạm
chuyên ngành phơng pháp giảng dạy Vật lý

Ngời hớng dẫn: ts phạm thị phú
Ngời thực hiện :
sv nguyễn đình đạt
Lớp
:
41A- khoa Vật lý

1


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

Mục lục
trang

Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài.4
2. Mục đích nghiên cứu...5
3. Khách thể và đối tợng nghiên cứu.5
4. Giả thuyết khoa học.5
5. Nhiệm vụ nghiên cứu...6
6. Phơng pháp nghiên cứu..6
7. Những kết quả nghiên cứu đạt đợc7
Chơng 1. Phơng pháp thực nghiệm Vật lý và dạy học Vật lý bằng
phơng pháp thực nghiệm

1.1.Phơng pháp thực nghiệm Vật lý ..9
1.2.Phơng pháp thực nghiệm Vật lý trong dạy học..10
1.3. Quan điểm xây dựng chơng trình sách giáo khoa thí điểm ban khoa học tự
nhiên.16
1.4. Nội dung, cấu trúc logic chơng "chất khí"theo sách giáo khoa Vật lý 10
thí điểm ban khoa học tự nhiên....17
1.5.Thực trạng phơng pháp dạy học Vật lý ở trờng THPT và sử dụng phơng
pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý...23
1.6. Lắp ráp xây dựng các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học chơng "chất
khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên25
Chơng 2. Sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chơng "chất khí" Vật lý 10

2.1.Sử dụng phơng pháp thực nghiệm trong bài học xây dựng tri thức
mới....37
2.2. Sử dụng phơng pháp thực nghiệm trong bài học thí nghiệm thực hành Vật
lý....46
2.3. Sử dụng phơng pháp thực nghiệm trong bài học bài tập Vật lý..51
Chơng 3. Thực nghiệm s phạm
3.1. Mục đích thực nghiệm..56

3.2. Đối tợng thực nghiệm.56
3.3. Nhiệm vụ thùc nghiÖm………………………………………………….57
2


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

3.4. Nội dung thực nghiệm..57
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm..58
Kết luận.....60
Tài liệu tham khảo....62

3


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

Mở đầu
1. lý do chọn ®Ị tµi

HiƯn nay ®Êt níc ta ®ang bíc vµo thêi kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất
nớc. Thực tế này đòi hỏi ngành giáo dục phải có sự đổi mới sâu sắc về mục tiêu
giáo dục và phơng pháp giảng dạy. Điều này thể hiện rõ trong nghị quyết hội nghị
ban chấp hành trung ơng Đảng Cộng Sản Việt Nam lần thứ hai khoá VIII.
Trên tinh thần mục tiêu nhiệm vụ chung của giáo dục cùng với những đặc
điểm của môn Vật lý, các nhà giáo dục đà soạn ra hai bộ sách giáo khoa Vật lý 10

thí điểm dành cho ban khoa học tự nhiên. Trong chơng trình sách giáo khoa mới ngời ta rất quan tâm đến việc bồi dỡng phơng pháp nhận thức Vật lý cho học sinh.
Trong đó việc bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm VËt lý cho häc sinh lµ mét nhiƯm
vơ rÊt quan trọng và cấp bách với ban khoa học tự nhiên thì lại càng cần thiết hơn.
Phơng pháp thực nghiệm là phơng pháp nhận thức có hiệu quả trên con đờng đi tìm
chân lý khách quan. Đặc biệt giúp cho học sinh có năng lực sử dụng các dụng cụ
Vật lý, những dụng cụ đo lờng, kỹ năng lắp ráp các thiết bị để thực hiện các thí
nghiệm Vật lý, vẽ biểu đồ xử lí đo đạc để rút ra kết luận. Những kỹ năng này giúp
cho học sinh có thể thích ứng với các hoạt động lao động sản xuất trong sự nghiệp
công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc. Mặt khác trong quá trình thực hành thí
nghiệm Vật lý với sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa quan sát thực nghiệm và suy luận
lý thuyết để đạt đợc sự thống nhất giữa lý luận và thực tiễn, rèn luyện cho học sinh
phơng pháp t duy sáng tạo, phân tích tổng hợp, khái quát hoá vấn đề, khả năng dự
đoán xây dựng kiến thức mới dựa trên quan sát hiện tợng tự nhiên và thí nghiệm
Vật lý.
Mặc dù kỹ năng sử dụng phơng pháp thực nghiệm trong nhận thức là một kỹ
năng không thể thiếu đợc của học sinh trong thời đại mới. Song trong thực tế dạy
học hầu hết các giáo viên cha quan tâm đến việc bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm
Vật lý cho học sinh. Còn một số ít giáo viên quan tâm đến vấn đề này thì cũng cha
thực sự đa ra đợc những phơng án hoạt động có hiệu quả. Bộ sách giáo khoa Vật lý
10 thí điểm ban khoa học tự nhiên là một bộ sách mới đợc ban hành, nó đợc soạn
thảo trên quan điểm đổi mới phơng pháp dạy học, trong đó phơng pháp thực
nghiệm rất đợc coi trọng. Song để giảng dạy theo đúng quan điểm mà bộ sách đa ra

4


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

lại là một vấn đề không đơn giản, nhất là chơng "chất khí" trong bộ sách Vật lý 10,
là một chơng mà các định luật đợc xây dựng bằng phơng pháp thực nghiệm, đây là
một nội dung khó dạy.
Từ những vấn đề lý luận và thực tiễn nêu trên, đợc sự hớng dẫn của TS Phạm
Thị Phú tôi đà chọn đề tài: "Nghiên cứu sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý
vào dạy học chơng "chÊt khÝ" VËt lý 10 theo s¸ch gi¸o khoa thÝ ®iĨm ban khoa
häc tù nhiªn"
2. mơc ®Ých nghiªn cøu

Nghiªn cøu sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chơng "Chất
khí" theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
3. khách thể và đối tợng nghiêm cứu

- Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy học môn Vật lý 10.
- Đối tợng nghiên cứu:
+ Phơng pháp thực nghiệm Vật lý.
+ Dạy học Vật lý bằng phơng pháp thực nghiệm.
4. giả thuyết khoa học

Có thể sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chơng "Chất khí"
theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên trong điều kiện hiện
nay của nhà trờng phổ thông nớc ta, nhờ đó góp phần bồi dỡng phơng pháp thực
nghiệm Vật lý cho học sinh.
5. nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu phơng ph¸p thùc nghiƯm VËt lý, c¸c biƯn ph¸p sư dơng phơng pháp thực
nghiệm Vật lý trong dạy học Vật lý.
- Tìm hiểu quan điểm xây dựng chơng trình sách giáo khoa thí điểm ban khoa học
tự nhiên.
- Phân tích nội dung, cÊu tróc logic ch¬ng "ChÊt khÝ" cđa hai bé sách giáo khoa Vật

lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên của hai nhóm tác giả Nguyễn Thế Khôi (Bộ
sách thứ nhất) và Lơng Duyên Bình (Bộ sách thứ hai), so sánh với chơng trình sách
giáo khoa hiện hành.
- Nghiên cứu lắp ráp xây dựng các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học chơng "Chất
khí" theo sách giáo khoa VËt lý 10 thÝ ®iĨm ban khoa häc tù nhiên.
- Tìm hiểu thực trạng phơng pháp dạy học vật lý ở một số trờng phổ thông, phơng
pháp thực nghiệm đợc sử dụng nh thế nào? Những khó khăn mắc phải và phơng án
khắc phục.
5


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

- Các phơng án sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý dạy học chơng "Chất khí"
theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
- Thực nghiệm s phạm đánh giá tính khả thi của phơng án đề xuất.
6. phơng pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận:
Nghiên cứu những tài liệu về phơng pháp thực nghiệm ,về đổi mới phơng pháp
dạy học, sách giáo khoa thí điểm....
- Nghiên cứu thực tiễn:
Điều tra quan sát các mối quan hệ thực tiễn thu thập tổng hợp và xử lý thông
tin để đa ra phơng án giải quyết.
- Nghiên cứu sản phẩm hoạt động để đánh giá tính hiệu quả của phơng pháp giảng
dạy.
- Thực nghiệm s phạm.
7. kết quả nghiên cứu đạt đợc

Các kết quả nghiên cứu đợc trình bày trong luận văn gồm 62 trang có cấu trúc
nh sau:
Mở đầu.
Chơng 1. Phơng pháp thực nghiệm Vật lý và dạy học Vật lý bằng phơng pháp
thực nghiệm.
1.1. Phơng pháp thực nghiệm Vật lý.
1.2. Phơng pháp thực nghiệm Vật lý trong dạy học.
1.3. Quan điểm xây dựng chơng trình sách giáo khoa thí ®iĨm ban khoa häc tù
nhiªn.
1.4. Néi dung, cÊu tróc logic chơng "chất khí"theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí
điểm ban khoa học tự nhiên
1.5. Thực trạng phơng pháp dạy học Vật lý ở trờng THPT và sử dụng phơng
pháp thực nghiệm Vật lý trong dạy học Vật lý.
1.6. Lắp ráp xây dựng các thí nghiệm Vật lý phục vụ dạy học chơng "chất khí"
theo sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên.
Chơng 2. Sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý vào dạy học chơng"chất khí"
Vật lý 10.
2.1. Sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật lý trong bài học xây dựng tri thức
mới.

6


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

2.2. Sử dụng phơng pháp thùc nghiƯm trong bµi häc thÝ nghiƯm thùc hµnh VËt
lý.

2.3. Sử dụng phơng pháp thực nghiệm trong bài học bài tập Vật lý.
Chơng3. Thực nghiệm s phạm.
3.1. Mục đích thực nghiệm.
3.2. Đối tợng thực nghiệm.
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm.
3.4. Nội dung thực nghiệm.
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm.
Kết luận
Tài liƯu tham kh¶o
**********************************

7


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

chơng 1: phơng pháp thực nghiệm Vật lý và dạy học
Vật lý bằng phơng pháp thực nghiệm
1.1 Phơng pháp thực nghiệm Vật lý

Vật lý là một khoa học thực nghiệm. Phơng pháp thực nghiệm Vật lý là một
phơng pháp nhận thức Vật lý phổ biến không thể thiếu trên con đờng đi tìm chân lý.
Chỉ có thực nghiệm Vật lý mới kiểm tra đợc tính đúng đắn của tri thức Vật lý.
Phơng pháp thực nghiệm Vật lý do nhà Vật lý Galilê xây dựng vào đầu thế kỹ
XVII và đợc các nhà khoa học khác hoàn chỉnh. Spaski đà nêu lên thực chất của phơng pháp thực nghiệm nh sau:
Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm nhà khoa học xây dựng một giả thuyết
(dự đoán). Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hoá các sự kiện thực
nghiệm, nó còn chứa đựng một cái gì mới mẽ không có sẵn trong tõng thÝ nghiƯm

cơ thĨ. B»ng phÐp suy ln logic vµ bằng toán học, các nhà khoa học có thể từ giả
thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên ®o¸n mét sè sù kiƯn míi tríc ®ã cha biÕt
®Õn. Những hệ quả và sự kiện đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại đợc,
và nếu sự kiểm tra thành công, nó khẳng định một giả thuyết, biến giả thuyết thành
định luật chính xác.
Nh vậy phơng pháp thực nghiệm không phải chỉ làm những thí nghiệm một
cách mò mẩm ngẫu nhiên, mà phải thông qua những quan sát ban đầu, những vấn
đề mâu thuẫn nhận thức... Từ đó nêu lên những vấn đề cần giải đáp để rồi rút ra giả
thuyết. Giả thuyết đó ngoài việc có thể giải thích đợc các vấn đề mâu thuẫn nêu trên
nó còn bao gồm những vấn đề rộng lớn hơn,tổng quát hơn mà trớc đó ta cha biết
đến. Từ giả thuyết đó rút ra các hệ quả logic và xây dựng các phơng án thí nghiệm
để kiểm tra. Các thí nghiệm phải vạch rõ đợc mục đích thí nghiệm phải biết thí
nghiệm nhằm làm sáng tỏ điều gì ? Để hỏi thiên nhiên cái gì ? Đó là một chuỗi của
sự thống nhất giữa lý thuyết và thực nghiệm để nhằm tìm ra chân lý khách quan, áp
dụng để giải quyết những vấn đề trong thực tế.
Phơng pháp thực nghiệm theo nghĩa trên là bao gồm cả quá trình xây dùng lý
thut ®Õn viƯc kiĨm tra b»ng thùc nghiƯm. Tuy nhiên trong thực tế phát triển của
Vật lý học quá trình hình thành một định luật hay một thuyết Vật lý là một quá
trình lâu dài, có khi cả hàng chục năm mới xây dựng đợc một giả thuyết mà phải
đến rất lâu sau ngời ta mới có thể kiểm tra bàng thực nghiệm, hay là cả một đời ng-

8


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

ời chỉ làm một thí nghiệm để kiểm tra một hệ quả. Nh Maikenxơn đà dành cả cuộc
đời mình để đi tìm ngọn gió ête... Do vậy ngày nay ngời ta phân ra hai nghành VËt

lý: VËt lý lý thut vµ VËt lý thùc nghiƯm.
Theo cách phân chia này thì phơng pháp thực nghiệm có thể hiểu theo nghĩa
hẹp là:
Từ giả thuyết đà biết rút ra hệ quả và dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ quả đó.
Nhà Vật lý thực nghiệm không nhất thiết phải tự mình xây dựng giả thuyết mà giả
thuyết đó ®· cã ngêi kh¸c ®Ị ra råi nhng cha kiĨm tra đợc. Song trong dạy học cách
hiểu này mang tính giáo dục không cao bằng cách hiểu trên do đó ở đây chúng ta
vẫn hiểu phơng pháp thực nghiệm theo quan điểm mà Galilê đà xây dựng.
1.2 Phơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý

1.2.1. Các giai đoạn của phơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý
Để cho học sinh có thể bằng hoạt động của mình chiếm lĩnh đợc tri thức thì
cách tốt nhất là dạy học phỏng theo phơng pháp nghiên cứu của các nhà khoa học.
Dựa trên cơ sở phơng pháp thực nghiêm Vật lý của các nhà khoa học cùng với
những đặc điểm của viƯc nghiªn cøu VËt lý cđa häc sinh ë trêng phổ thông ngời ta
đà chia phơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý thành các giai đoạn sau:
- Giai đoạn 1: Giáo viên mô tả hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diển một và thí
nghiệm và yêu cầu học sinh dự đoán diễn biến của hiện tợng, tìm nguyên nhân hoặc
xác lập mối quan hệ nào đó. Tóm lại nêu lên một câu hỏi mà học sinh ch a biết câu
trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời đợc.
- Giai đoạn 2: Giáo viên hớng dẫn gợi ý cho học sinh xây dựng một câu trả lời dự
đoán ban đầu, dựa vào sự quan sát tỉ mĩ, kỹ lỡng, vào kinh nghiệm bản thân, vào
những kiến thức đà có(xây dựng giả thuyết) những dự đoán này có thể còn thô
sơ có vẽ hợp lý nhng cha chắc chắn.
- Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận logic hay suy luận toán học suy ra hệ
quả: Dự đoán một hiện tợng trong thực tiễn một mối quan hệ giữa các đại lợng Vật
lý.
- Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phơng án thí nghiệm để kiểm tra xem hệ
quả dự đoán ở trên có phù hợp với kết quả thực nghiệm không. Nếu phù hợp thì giả
thuyết trở thành chân lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới.

- Giai đoạn 5: Từ giả thuyết đà đợc kiểm nghiệm giáo viên hớng dẫn học sinh phát
biểu thành tri thức Vật lý.

9


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

- Giai đoạn 6: ứng dơng kiÕn thøc. Häc sinh vËn dơng kiÕn thøc ®Ĩ giải thích hay
dự đoán một số hiện tợng trong thực tiễn để nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật. Thông
qua ®ã, trong mét sè trêng hỵp sÏ ®i tíi giíi hạn áp dụng của kiến thức và xuất
hiện mâu thuẩn nhận thức mới cần đợc giải quyết.
Chúng ta có thể biểu diễn mối quan hệ giữa các giai đoạn của phơng pháp thực
nghiệm trong dạy học Vật lý bằng sơ đồ sau:
Vấn đề

Thí nghiệm
kiểm tra

Hệ quả
logic

Giả
thuyết

Tri thức
Vật lý

Thực tiễn

Hình 1.1 Sơ đồ mối quan hệ giữa các giai đoạn phơng pháp thực nghiệm
1.2.2. Bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm Vật lý cho học sinh.
Để bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm VËt lý cho häc sinh tèt nhÊt lµ h·y cho
häc sinh tham gia trực tiếp vào các giai đoạn của phơng pháp thực nghiệm bằng
chính hoạt động của các em trong những bài học Vật lý. Để cho các em hiểu đợc
phơng pháp thực nghiệm là gì ? Các giai đoạn của phơng pháp thực nghiệm và rèn
luyện cho các em có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các bớc của phơng pháp thực
nghiệm .
Trong điều kiện học tập ở nhà trờng không phải bài học nào ta cũng có thể cho
học sinh tham gia đầy đủ vào tất cả các giai đoạn của phơng pháp thực nghiệm đợc.
Do đó để bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm có hiệu quả giáo viên cần xác định đợc
bài học nào có thể sử dụng phơng pháp thực nghiệm và bồi dỡng phơng pháp thực
nghiệm cho học sinh. Đó là những bài học mà việc xây dựng giả thuyết không đòi
hỏi một sự phân tích quá phức tạp và có thể kiểm tra giả thuyết bằng những thí
nghiệm đơn giản, sử dụng những dụng cụ đo lờng mà học sinh đà quen thuộc.
Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của từng bài học và khà năng của học sinh mà
giáo viên có thể cho học sinh tham gia tham gia vào các giai đoạn của phơng pháp
thực nghiệm ở những mức độ khác nhau.
* Giai đoạn 1: Có thể cho học sinh tham gia ở các mức độ sau:

10


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

- Mức độ 1: Học sinh phát hiện ra vấn đề sau khi giáo viên đa ra một câu hỏi, giới

thiệu một hiện tợng tự nhiên hay làm một thí nghiệm đơn giản nào đó.
- Mức độ 2: Vấn đề đợc học sinh phát hiện sau khi giáo viên tạo ra một hoàn cảnh
đặc biệt trong đó xuất hiện những điều mới lạ lôi cuốn sự chú ý, gây cho họ sự ngạc
nhiên tò mò, muốn tìm hiểu.
- Mức độ 3: Vấn đề xuất hiện sau khi giáo viên nhắc lại một vấn đề, một
hiện tợng có chổ cha hoàn chỉnh mà học sinh đà biết và yêu cầu học sinh phát hiện
ra những chổ cha hoàn chỉnh cần tiếp tục nghiên cứu. Học sinh phát hiện ra và tự
thấy một nhu cầu cần tìm hiểu.
* Giai đoạn 2: Việc đa ra một giả thuyết hợp lý là một giai đoạn khó khăn trong
quá trình nghiên cứu của học sinh bởi các định luật Vật lý có nội dung rất phức tạp
do đó để đa ra một giả thuyết học sinh cần phải có một kỹ năng phân tích tổng hợp
sắc sảo. Đây là yếu tố mà giáo viên cần tạo lập cho học sinh, nó là yếu tố tạo nên t
duy sáng tạo của học sinh, ở giai đoạn này học sinh có thể tham gia ở các mức độ
sau:
- Mức độ 1: Dự đoán định tính: Học sinh nêu ra dự đoán về nguyên nhân chính, mối
quan hệ chính chi phối các hiện tợng sau khi quan sát các hiện tợng thực tế, các thí
nghiệm và nghe các câu hỏi hớng dẫn định hớng của giáo viên . Có thể học sinh sẽ
đa ra nhiều dự đoán khác nhau mà giáo viên phải tìm cách hớng dẫn cho học sinh
cách loại bỏ các giả thuyết không hợp lý đó.
- Mức độ 2: Dự đoán định lợng: Những quan sát đơn giản khó có thể dẫn tới một dự
đoán về mối quan hệ hàm số định lợng giữa các đại lợng Vật lý biểu diễn các đặc
tính của sự vật, các mặt của hiện tợng. Do đó ở mức độ này học sinh có thể gặp một
số khó khăn trong quá trình phân tích xử lý số liệu để đa ra đợc hàm số phụ thuộc
nên giáo viên cần phát huy vai trò là ngời dẫn dắt học sinh đi đến giả thuyết đúng.
- Mức độ 3: Những giả thuyết phức tạp đòi hỏi phải có một sự quan sát tỉ mỉ, một sự
tổng hợp nhiều sự kiện thực nghiệm, không có điều kiện thực nghiệm ở lớp. Trong
trờng hợp này giáo viên có thể dùng phơng pháp kể chuyện lịch sử để giới thiệu cho
học sinh biết các giả thuyết mà các nhà bác học đà đa ra.
* Giai đoạn 3: Đây là giai đoạn yêu cầu học sinh sử dụng khả năng t duy logic và t
duy toán học của mình để đa ra hệ quả từ giả thuyết. Thông thờng những hệ quả

logic ở trờng phổ thông là không quá khó nên ta có thể hớng dẫn học sinh tự giải
quyết đợc. Điều cốt yếu là phải hớng dẫn học sinh sao cho hệ quả thu đợc phải đơn

11


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

giản và có thể quan sát đo lờng đợc trong thực tế, các thí nghiệm có thể thực hiện đợc trong điều kiện cho phép các mức độ của giai đoạn này là:
- Mức độ 1: Hệ quả có thể quan sát, đo lờng trực tiếp đợc. Đây thờng là các hệ quả
đơn giản mà häc sinh cã thĨ suy ra trùc tiÕp tõ gi¶ thuyết bằng các t duy logic
không quá phức tạp.
- Mức độ 2: Hệ quả không quan sát trực tiếp bằng các dụng cụ mà phải tính toán
gián tiếp qua việc đo các đại lợng khác. ở mức độ này học sinh có thể gặp khó khăn
trong việc phát hiện thấy mối quan hệ giữa những đại lợng cần kiểm tra và những
đại lợng có thể trực tiếp đo đợc bằng thí nghiệm, do đó giáo viên có thể hớng dẫn
gợi ý cho häc sinh vỊ mèi quan hƯ nµy.
- Møc ®é 3: HƯ qu¶ suy ra trong ®iỊu kiƯn lý tởng: Trong trờng hợp này học sinh sẽ
gặp lúng túng vì không biết làm sao loại bỏ đợc các yếu tố chi phối, do đó giáo viên
cần lu ý cho học sinh biết là trong trờng hợp này ta chỉ kiểm nghiệm hệ quả một
cách gần đúng thôi.
* Giai đoạn 4: Bè trÝ thÝ nghiƯm ®Ĩ kiĨm tra tÝnh ®óng đắn của hệ quả logic.
- Mức độ 1: Thí nghiệm đơn giản, học sinh đà biết cách thực hiện các phÐp ®o, sư
dơng dơng cơ ®o, ë møc ®é häc sinh có thể tự lập ra phơng án thí nghiệm khi giáo
viên dao cho học sinh những dụng cụ cần thiết.
- Mức độ 2: Học sinh đà biết nguyên tắc đo các đại lợng nhng việc bố trí thí nghiệm
cho sát với điều kiện lý tởng có khó khăn. Trong trờng hợp này giáo viên có thể hớng dẫn hoặc đa ra phơng án bố trí thí nghiệm cho học sinh.
- Mức độ 3: Các thí nghiệm kiểm tra quá phức tạp và tinh tế mà không thể thực hiện

ở trờng phổ thông đợc. Trong trờng hợp này giáo viên mô tả cách bố trí thí nghiệm
rồi thông báo kết quả cho học sinh.
* Giai đoạn 5: Hợp thức hoá giả thuyết thành tri thức Vật lý.
- Mức độ 1: Học sinh tự phát biểu đợc tri thức Vật lý dựa vào giả thuyết đà xây
dựng.
- Mức độ 2: Học sinh phát biểu tri thức Vật lý nhng còn thiếu một số điều kiện,
giáo viên cần bổ sung và phát biểu lại một cách đầy đủ.
- Mức độ 3: Tri thøc VËt lý phøc t¹p häc sinh cha nhËn thÊy mối quan hệ cụ thể,
giáo viên cần phải hớng dẫn gợi ý cụ thể để học sinh nhận thấy đợc mối quan hệ
chíh sau đó giáo viên phát biểu lại mét c¸ch chÝnh x¸c tri thøc VËt lý.

12


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

* Giai đoạn 6: Những ứng dụng của các định luật Vật lý thờng có 3 dạng: Giải
thích hiện tợng, dự đoán hiện tợng và chế tạo thiết bị đáp ứng một yêu cầu nào ®ã
cđa ®êi sèng s¶n xt.
- Møc ®é 1: Häc sinh vận dụng định luật Vật lý để giải thích, làm sáng tỏ nguyên
nhân của hiện tợng nào đó hoặc tính toán một số bài tập đơn giản nào đó trong ®iỊu
kiƯn lý tëng.
- Møc ®é 2: øng dơng trong mét số thiết bị kỹ thuật đà đợc đơn giản hoá để có thể
chỉ cần áp dụng một vài đinh luật Vật lý (chỉ cần quan tâm đến nguyên tắc Vật lý
của nó).
- Mức độ 3: Xét những ứng dụng kỹ thuật thực tế trong cuộc sống mà ở đó các định
luật Vật lý không chỉ áp dụng đơn thuần nguyên lý mà còn phải có những giải pháp
kỹ thuật nhất định để làm cho các hiện tợng Vật lý có hiệu quả cao, sao cho thiết bị

đợc sử dụng thuận tiện trong đời sống. Loại ứng dụng này học sinh không những
phải vận dụng những định luật Vật lý vừa đợc thiết lập mà còn phải vận dụng tổng
hợp những hiểu biết những kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác nhau của Vật lý.
Nh vậy để bồi dỡng phơng pháp thùc nghiƯm cho häc sinh ta dùa vµo néi dung
bµi học và dạng bài học cụ thể mà có thể cho học sinh trải qua cả 6 giai đoạn của
phơng pháp thực nghiệm hay là cho học sinh tham gia vào từng bớc cụ thể của một
giai đoạn nào đó nhằm rèn luyện kỹ năng thực hiện phơng pháp thực nghiệm trong
giai đoạn đó.
1.3. Quan điểm xây dựng chơng trình sách giáo khoa thí điểm ban
khoa học tự nhiên

Trên cơ sở mục tiêu nhiệm vụ của giáo dục và tinh thần đổi mới phơng pháp dạy
học hiện nay,các nhà giáo dục đà soạn thảo hai bộ sách giáo khoa Vật lý 10 thí
điểm ban khoa học tự nhiên theo những quan điểm cơ bản sau:
- Sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên dành cho những đối tợng
là học sinh có khuynh hớng về khoa học tự nhiên, đà đợc học chơng trình Vật lý
trung học cơ sở mới, có nội dung và phơng pháp đà thay đổi là những học sinh có
kiến thức, thói quen và phơng pháp học tập khác trớc.
- Đáp ứng yêu cầu bức xúc đối với việc giảng dạy ở trờng trung học phổ thông hiện
nay là: Đổi mới phơng pháp dạy học theo tinh thần phát huy tính tích cực, chủ động
của học sinh, tạo điều kiện cho học sinh hoạt động trí tuệ trong giờ học cũng nh ở
nhà. Trong giờ học thông qua các hoạt động trí tuệ đa dạng nh theo dõi thí nghiệm,

13


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

lập luận theo những vấn đề giáo viên đăt ra thực hiện một số tính toán cần thiết
Học sinh có thể tự mình tìm đợc một số kiến thức Vật lý mà giáo viên cần truyền
đạt. Sách giáo khoa thí điểm đà trình bày theo lối nhằm tao điều kiện cho giáo viên
và học sinh đổi mới phơng pháp theo cách nói trên. Trong từng bài học có phần để
cho học sinh nhận xét, suy luận đối chiếu, vận dụng
- Sách giáo khoa thí điểm coi trọng phơng pháp nhận thức Vật lý đặc biệt là phơng
pháp thực nghiệm. Tuy nhiên bên cạnh việc coi trọng phơng pháp thực nghiệm cũng
không đợc xem nhẹ các phơng pháp khác của Vật lý dựa trên suy luận.
- Sách giáo khoa thí điểm đà chú trọng nhiều đến việc sử dụng thí nghiệm trong các
bài học, cố gắng ®Ĩ cã 30% sè tiÕt häc VËt lý cã lµm thí nghiệm. Để thực hiện đ ợc
yêu cầu ấy, cần có trang thiết bị thích hợp ở mức độ tơng đối hiện đại. Sách giáo
khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên đà trình bày một số thí nghiệm với
những thiết bị bình thờng mà phần lớn các trờng THPT đà đợc trang bị.
- Đảm bảo cung cấp các khái niệm, định luật và thuyết Vật lý cơ bản phù hợp với
năng lực toán học và năng lực suy luận logic của học sinh.
- Đảm bảo rèn luyện cho học sinh những kỹ năng cơ bản nh:
+ Kỹ năng thu thập và xử lý thông tin Vật lý từ các nguồn thông tin khác nhau.
+ Kỹ năng vận dụng các kiến thức Vật lý để giải thích hiện tợng và giải bài tập
Vật lý.
+ Kỹ năng thực hành Vật lý, khà năng đề xuất các dự đoán khoa học, các phơng
án kiểm tra đánh giá dự đoán khoa häc…
1.4. Néi dung, cÊu tróc logic ch¬ng “chÊt khÝ theo sách giáo khoa
Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên

Chơng chất khí nằm ở vị trí mở đầu cho phần nhiệt học của chơng trình Vật
lý bậc THPT. Nó thừa kế và phát triển thêm những kiến thức nhiệt học ở bậc THCS
nhằm hoàn thịên hơn những kiến thức này về cả mặt định tính lẩn định lợng. Đây
là chơng có vị trí quan trọng trong phần nhiệt học bậc THPT và có nhiều ứng dụng
trong đời sống và kỹ thuật.
1.4.1. Nội dung chơng chất khí theo 3 bộ sách giáo khoa Vật lý

Để dễ dàng so sánh tôi đà trình bày nội dung chơng "chất khÝ" cđa 3 bé s¸ch
gi¸o khoa VËt lý 10 trong b¶ng sau:

14


Khoá luận tốt nghiệp

Sách giáo khoa thí điểm (bộ
sách thứ nhất)
39 Thuyết động học phân
tử về chất khí.
-Tính chất của chất khí
-Cấu trúc của chất khí
-Lợng chất, Mol
-Thuyết động học phân tử chất
khí
- Thuyết động học phân tử của
vật chất

Nguyễn Đình Đạt

Sách giáo khoa thí điểm (bộ
sách thứ hai)
28 Các trạng thái cấu tạo
chất. Khí lí tởng.
-Câu tạo chất
-Lực tơng tác nguyên tử phân
tử
-Các trạng thái cấu tạo chất

(rắn, lỏng, khí)
-Khí lí tởng

Sách giáo khoa hiện hành

51 Thuyết động học phân tử
và chất khí lí tởng.
-Thuyết động học phân tử về
cấu tạo chất
-Kích thớc và khối lợng phân
tử
-lợng chất Mol -số Avôgađrô
52 Các trạng thái cấu tạo
chất
29 Quá trình đẳng nhiệt.
-Trạng thái khí, khí lý tuởng,
40 Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật Bôilơ - Mariôt. Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật Bôilơ - Mariôt
khí thực
-Trạng thái và quá trình biển
- Định luật Bôilơ - Mariôt.
- Trạng thái rắn
41 Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật Saclơ. Nhiệt độ đổi trạng thái
-Trạng thái lỏng
- Định luật Bôilơ-Mariôt
tuyệt đối.
- Định luật SacLơ
30 Quá trình đẳng tích. 53 Hệ thức giữa thể tích và
áp suất của chất khí khi nhiệt
- Khí lí tởng
Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật Saclơ.

độ không đổi. Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật
-Nhiệt độ tuyệt đối
- Định luật SacLơ
Bôilơ - Mariôt.
42 Phơng trình trạng thái
31 Phơng trình trạng thái
- Định luật Bôilơ-Mariôt
khí lí tởng. Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật Gaykhí lí tởng. Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật GayLuyxac
54 Hệ thức giữa áp suất và
Luyxac.
- Phơng trình trạng thái
-Phơng trình trạng thái khí lí t- nhiệt độ khi thể tích không
- Định luật Gay-Luyxac
đổi. Định luật Bôilơ - Mariôt.ịnh luật Saclơ.
ởng
- Định luật SacLơ
43 Phơng trình Menđêlêep- - Định luật Gay-Luyxac
Clapêrôn
32 Phơng trình Menđêlêep- -Nhiệt độ tuyệt đối
55 Phơng trình trạng thái
Clapêrôn.
của khí lí tởng
-Phơng trình trạng thái khí lí tởng
- Định luật Gay-Luyxac

Qua bảng so sánh trên ta thấy giữa ba bộ sách giáo khoa có một số nội dung
khác nhau ở phần mở đầu chơng và ở hai bộ sách giáo khoa thí điểm có đa vào một
kiến thức mới đó là phơng trình Menđêlêep-Clapêrôn còn những nội dung còn lại
hầu nh là giống nhau.
1.4.2. Cấu trúc logic:

15


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

* Cấu trúc logic chơng “chÊt khÝ” theo bé s¸ch thø nhÊt s¸ch gi¸o khoa VËt lý
10 thÝ ®iĨm.
TN

Thùc tiƠn

TÝnh chÊt ChÊt khÝ

CÊu tróc cđa Chất khí

Luợng chất, mol

Thuyết động học phân tử chất khí
PPTN

Thuyết động học phân tử vật chất

PPTN

Định luật BôilơMariôt

Nhiệt độ tuyệt đối

Định luật Saclơ

SLLT

SLLT

Chất khí lí tởng

Phơng trình trạng thái

Định luật Gay-Luyxac

Phơng trình Menđêlêep-Clapêrôn

Hình1.2 Sơ đồ cấu trúc logic chơng "chất khí" bộ sách thí điểm thứ nhất
* Cấu trúc logic chơng chất khí theo bộ sách thứ hai sách giáo khoa Vật lý
10 thí điểm.
THCS

Cấu tạo chất

Lực tơng tác nguyên tử, phân tử

Các trạng thái cấu tạo chất

Rắn

Lỏng

Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

Khí

Khí lý tởng

16


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

PPTN

Định luật Bôilơ-Mariôt

Định luật Saclơ
SLLT

SLLT

Phơng trình trạng thái

SLLT

SLLT

Định luật Gay-Luyxăc

Phơng trình Mendêlêep-Clapêrông

Hình 1.3.Sơ đồ cấu trúc logic chơng "chất khí" theo bộ sách giáo khoa thÝ ®iĨm thø
2.

17


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

* Cấu trúc logic chơng thuyết động học phân tử và chất khí lí t ởng theo sách
giáo khoa Vật lý 10 hiện hành .
Thuyết động học phân tử

Tính chất chất khí
PPTN

Phân tử

Các trạng thái cấu tạo chất

PPTN

Định luật Bôilơ-Mariôt

SLLT

Mol

Rắn

Lỏng

Khí

Định luật Saclơ

SLLT

Phơng trình trạng thái

Nhiệt độ tuyệt
đối

SLLT

Khí lí tởng

Định luật Gay-Luyxac

Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc logic chơng "thuyết động học phân tử và chất khí lí tởng"
theo sách giáo khoa hiện hành.
* Về cấu trúc logic giữa hai bộ sách giáo khoa thí điểm có một số điểm khác nhau
nh:
ở bộ sách thứ nhất xuất phát từ thực tiễn tính chất và cấu trúc chất khí ngời ta
đua ra thuyết động học phân tử làm cơ sở giải thích cho các định luật thực nghiệm.
Khái niệm chất khí lí tởng đợc xây dựng da trên hai định luật thực nghiệm BôilơMariôt và Saclơ. Trong khi ở bộ sách thứ hai lại xuất phát từ thuyết cấu tạo chất đÃ
học ở lớp 8 và lực tơng tác nguyên tử, phân tử để đi đến các trạng thái cấu tạo chất

(rắn, lỏng, khí) đa ra khái niệm khí lí tởng rồi sau đó mới xây dựng các định luật
thực nghiệm. Còn cách suy ra các phơng trình trạng thái phơng trình MenđêlêepClapêrôn và định luật Gay-Luyxac là hoàn toàn nh nhau.
So với sách giáo khoa hiện hành cấu trúc logic của hai bộ sách thí điểm có tính
chất gợi mở hơn, các bài học nhất là các bài chứa các định luật thực nghiệm đợc
xây dựng theo trình tự của phơng pháp thực nghiệm tạo cho học sinh có cơ hội suy
nghĩ, tìm tòi ra tri thức mới, ít kiến thức bắt học sinh phải công nhËn h¬n.

18


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

Trong ba bộ sách thì hai bộ sách giáo khoa thí điểm thuận lợi cho việc giảng
dạy bằng phơng pháp thực nghiệm hơn. Ta có thể sử dụng một trong hai bộ sách
giáo khoa này đều đợc. Đối với bài định luật Bôilơ-Mariôt, thì tiến trình xây dựng
hai bộ sách không khác nhau nhiều lắm, tuy nhiên ở bộ sách thứ hai thể hiện rõ phơng pháp thực nghiệm hơn. Đối với bài định luật Saclơ ở bộ sách thứ nhất do xây
dựng trực tiếp định luật Saclơ dạng: p = p0(1+.t) cho nên việc phân tích để đa ra
giả thuyết có khó khăn hơn song lại có cơ hôi để cho giáo viên hớng dẫn học sinh
cách lập luận cách biến đổi biếu thức toán học để có những công thức tiện dụng,
kích thích hoạt động trí tuệ của học sinh. Còn đối với bộ sách thứ hai do đà cho học
sinh công nhận nhiệt độ tuyệt đối từ trớc nên ở đây ngời ta xây dựng mối liên hệ
giữa áp suất và nhiệt ®é tut ®èi tríc (

p
T

= const) sau ®ã míi suy ra định luật

Saclơ bằng suy luận logic toán học, do đó việc xây dựng giả thuyết cho phơng pháp
thực nghiệm trong trờng hợp này đơn giản hơn, học sinh có thể tự mình xây dựng đợc giả thuyết. Mặt khác trong bài này ở bộ sách thứ nhất đa vào kh¸ nhiỊu kiÕn
thøc so víi bé s¸ch thø hai cho nên nếu sử dụng phơng pháp thực nghiệm thì đối với
bộ sách thứ nhất chúng ta sẽ gặp những khó khăn về mặt thời gian. Chính vì vậy mà
ở bài học này nếu sử dụng bộ sách thứ hai thì sẽ thuận lợi hơn cho việc sử dụng ph ơng pháp thực nghiệm. Còn các bài học khác thì không có gì khác nhau lắm.
Do ở luận văn này thiên về phơng pháp thực nghiệm nên chúng tôi đà chọn
giảng dạy theo bộ sách thứ hai do Lơng Duyên Bình tổng chủ biên.
1.5. Thực trạng phơng pháp dạy học Vật lý ở trờng thpt và sử
dụng phơng pháp thực nghiệm VËt lý trong d¹y häc VËt lý

* Trong thêi gian vừa qua tôi đà có điều kiện đi điều tra tìm hiểu một số trờng phổ
thông ở tĩnh Hà Tĩnh và thấy đợc rằng:
Tình hình cụ thể nh trờng PTTH Phan Đình Phùng ở Thị xà Hà Tĩnh đây là một
trờng rất có truyền thống dạy và học. Các giáo viªn VËt lý rÊt tÝch cùc trong viƯc sư
dơng thÝ nghiệm vào dạy học Vật lý, nhà trờng có một phòng thiết bị thí nghiệm
Vật lý và một phòng thực hành Vật lý riêng với số lợng thiết bị rất nhiều, hầu hết
các giáo viên đều sử dụng thí nghiệm trong các bài học có thí nghiệm. Tuy nhiên về
phần chất khí ở đây vẫn cha có thí nghệm nào đáng kể, qua trao đổi với thầy giáo tổ
trởng tổ Vật lý, đợc biết ở đây có một thí nghiệm về định luật Bôilơ- Mariôt. Song
việc các giáo viên sử dụng phơng pháp thực nghiệm thì hầu nh cha thấy. C¸c gi¸o

19


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Đình Đạt

viên vẫn sử dụng thí nghiệm theo cách thông thờng mà không thể hiện đợc phơng
pháp thực nghiệm. Còn trờng PTTH Cao Thắng các thiết bị thí nghiệm để giảng dạy

chơng "chất khí" không đáp ứng. Giáo viên dạy chay, học sinh công nhận những kết
quả thí nghiệm trong sách giáo khoa. Do không có thiết bị thí nghiệm nên không
thể giảng dạy bằng phơng pháp thực nghiệm đợc. Giáo viên không có thời gian tự
làm thí nghiệm. Nhà trờng đang có chủ trơng động viên giáo viên tự làm thí nghiệm
để đóng góp vào phòng thí nghiệm Vật lý, nhằm khắc phục khó khăn trên. Thiết
nghĩ đây là một dấu hiệu tốt cho công tác giảng dạy Vật lý ở trờng phổ thông trong
thời gian tới. Thông qua tìm hiểu các học sinh và giáo sinh thực tập ở nhiều trờng
khác nhau trên địa bàn Hà Tĩnh tôi cũng biết đợc tình trạng chung của nhà trờng
hiện nay là thiết bị thí nghiệm còn sơ sài cha đồng bộ có một số trờng có nhiều thiết
bị thí nghiệm nhng giáo viên sử dụng theo sách giáo khoa nghĩa là cha khai thác
yếu tố phơng pháp luận của thí nghiệm Vật lý.
* Nguyên nhân của tình trạng trên:
- Do điều kiện cơ sở vật chất của nhà trờng còn thiếu thốn nên không có đủ dụng cụ
thí nghiệm cho giáo viên và học sinh sử dụng trong các buổi học.
- Do thói quen của phơng pháp dạy học truyền thống các giáo viên thờng ngại làm
thí nghiệm.
- Kỹ năng thực hành thí nghiệm và khả năng sử dụng phơng pháp thực nghiệm Vật
lý trong dạy học của nhiều giáo viên cha đợc tốt.
- Do chế ®é thi cư hiƯn nay chØ mang nỈng tÝnh lý thuyết mà còn cha chú trọng đến
kiến thức thực nghiệm, đề thi chỉ yêu cầu học sinh đơn thuần giải các bài tập cho
nên giáo viên và học sinh chỉ tập trung vào việc rèn luyện kỷ năng giải bài tập nhiều
hơn.
* Phơng án khắc phục tình trạng trên:
- Về vấn đề thiết bị thì giáo viên có thể tận dụng những vật liệu sẳn có và rẻ tiền để
chế tạo ra những dụng cụ thí nghiệm đơn giản nhng nó cũng có tác dụng rất tốt
trong dạy học. Điều này đà đợc một số trờng bắt đầu triển khai thực hiện.
- Các nhà trờng và các tổ chức quản lý giáo dục, phải có hình thức khích lệ khen thởng những giáo viên tích cực trong việc sáng tạo đóng góp lớn vào việc đổi mới phơng pháp dạy học cụ thể ở đây nh chế tạo dụng cụ thí nghiệm và sử dụng phơng
pháp thực nghiệm trong dạy học có hiệu quả. Đồng thời cũng phải có biện ph¸p

20