Xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học chương “động lực học chất điểm” vật lý 10 thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN HỒNG TƯ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM
TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”
VẬT LÝ 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN HỒNG TƯ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM
TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”
VẬT LÝ 10 THPT

Chuyên ngành: Lý luận và PP DH bộ môn Vật Lý
Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Nhị

NGHỆ AN 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả
nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kì
một cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Tư


LỜI CẢM ƠN

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS
Nguyễn Thị Nhị đã tận tình, hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong q trình hồn thành
luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn tới tập thể các thầy cô giáo trong tổ Phương pháp
giảng dạy vật lý, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, phòng Sau đại học, Trường Đại học
Vinh đã tạo điều kiện giúp đỡ và cho tôi nhiều ý kiến chỉ dẫn quý báu trong suốt quá
trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trường THPT Quế
Phong, tỉnh Nghệ An đã tạo điều kiện sẵn sàng giúp đỡ tôi hồn thành chương trình
học tập và nghiên cứu.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân, các anh các chị đã động
viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!
Quế Phong, tháng 8 năm 2017.
Tác giả

Nguyễn Hồng Tư


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................................ 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 2
4. Giả thuyết khoa học............................................................................................................... 2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................................ 2
6. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................................... 3
7. Đóng góp của đề tài ............................................................................................................... 4
8. Cấu trúc luận văn................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ
DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG
.................................................................................................................................................. 5
1.1. Thí nghiệm trong dạy học vật lý ........................................................................................ 5

1.1.1. Thí nghiệm vật lý ................................................................................................. 5
1.1.2. Phân loại thí nghiệm vật lý ................................................................................... 6
1.1.3. Chức năng của thí nghiệm vật lý .......................................................................... 9
1.2. Thí nghiệm tự làm trong dạy học vật lý .......................................................................... 12

1.2.1. Thí nghiệm tự làm .............................................................................................. 12
1.2.2. Chức năng của thí nghiệm tự làm trong dạy học vật lý ..................................... 13
1.2.3. Các đặc điểm của thí nghiệm tự làm .................................................................. 17
1.2.4. Phân loại thí nghiệm tự làm ............................................................................... 17
1.2.5. Yêu cầu của thí nghiệm tự làm........................................................................... 18
1.3. Thí nghiệm tự làm với việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS .......................... 19

1.3.1. Quy trình thiết kế và quy trình sử dụng thí nghiệm tự làm trong tổ chức hoạt
động nhận thức cho HS trong dạy học vật lý ............................................................... 19
1.3.2. Sử dụng thí nghiệm tự làm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS . 24
1.4. Thực trạng thiết kế và sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học vật lý một số trường
THPT ...................................................................................................................................... 25

1.4.1. Mục đích điều tra ................................................................................................ 25
1.4.2. Phương pháp điều tra.......................................................................................... 25
1.4.3. Nội dung và kết quả điều tra .............................................................................. 25


KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ....................................................................................................... 29
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT ..................................... 31
2.1. Mục tiêu, nội dung chương “Động lực học chất điểm” ................................................... 31

2.1.1. Mục tiêu .............................................................................................................. 31
2.1.2. Nội dung ............................................................................................................. 33
2.2. Hiện trạng và đề xuất lựa chọn phương án tự làm thí nghiệm chương “Động lực
học chất điểm” lớp 10 THPT........................................................................................ 35
2.3. Thiết kế một số thí nghiệm tự làm chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT .... 42
Thí nghiệm 1: Thí nghiệm tổng hợp và phân tích lực ............................................................ 42
Thí nghiệm 2: Thí nghiệm Galile về định luật I Niu-tơn ....................................................... 42
Thí nghiệm 3: Thí nghiệm định luật II Niu-tơn...................................................................... 42
Thí nghiệm 4: Thí nghiệm khảo sát đặc điểm của lực ma sát nghỉ, ma sát trượt, ma sát lăn 42
Thí nghiệm 5: Thí nghiệm chuyển động ném ngang. ............................................................. 42

2.3.1. Thí nghiệm tổng hợp và phân tích lực ............................................................... 42
2.3.2. Thí nghiệm Galile về Định luật I Niu-tơn .......................................................... 44
2.3.3. Thí nghiệm định luật II Niu-tơn ......................................................................... 45

2.3.4. Thí nghiệm khảo sát đặc điểm của lực ma sát nghỉ, ma sát trượt, ma sát lăn .... 47
2.3.5. Thí nghiệm chuyển động ném ngang ................................................................. 50
2.4. Thiết kế một số tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học chương
“Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT. .......................................................................... 52

2.4.1. Kế hoạch dạy học 1: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất
điểm .............................................................................................................................. 52
2.4.2. Kế hoạch dạy học 2: Ba định luật Niu-tơn ......................................................... 56
2.4.3. Kế hoạch dạy học 3: Lực ma sát ........................................................................ 60
2.4.4. Kế hoạch dạy học 4: Bài toán chuyển động ném ngang .................................... 65
2.4.5. Bài tập thí nghiệm ơn tập chương ...................................................................... 65
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ....................................................................................................... 73
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................................... 74
3.1. Mục đích, nhiệm vụ Thực nghiệm sư phạm .................................................................... 74
3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................... 74
3.3. Nội dung Thực nghiệm sư phạm ..................................................................................... 75


3.3.1. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................... 75
3.3.2. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm............................................................. 75
3.4. Kết quả Thực nghiệm SP ................................................................................................. 78
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ....................................................................................................... 81
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 86
PHỤ LỤC ........................................................................................................... Từ P1 đến P5


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHỮ VIẾT TẮT

DH

VIẾT ĐẦY ĐỦ
Dạy học

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

SGK

Sách giáo khoa

TBTN

Thiết bị thí nghiệm

THPT
nghiệm
TN

Trung học phổ thơng
Thí nghiệm


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức vật lý đều được
rút ra từ những quan sát và TN. Những định luật hay thuyết vật lý cũng chỉ trở
thành kiến thức vật lý khi được thực nghiệm kiểm chứng. Bởi vậy, trong DH vật
lý ở trường phổ thông TN luôn giữ một vai trị 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 DH vật lý ở trường phổ thông còn được quy
định bởi quy luật 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”. Phương tiện DH càng gần gũi với thực tế sẽ giúp cho HS dễ nhớ, dễ hiểu,
dễ tiếp thu kiến thức và lôi cuốn HS tham gia tích cực vào hoạt động nhận thức.
Do đó dụng cụ TN là một trong những phương tiện quan trọng của của bộ môn
vật lý. Hiện nay, trong chương trình vật lý THPT, đã có các bài TN được chỉ
định tối thiểu và đã có các thiết bị đi kèm, song vẫn còn rất nhiều nội dung TN
khác trong SGK chưa có dụng cụ TN hoặc có nhưng sử dụng không hiệu quả khi
làm TN biểu diễn, trong nhiều trường hợp, các TBTN hiện đại có thể che lấp
bản chất vật lý của hiện tượng xảy ra trong TN mà HS cần quan sát. Để tạo ra
sự phong phú cho hệ thống dụng cụ TN phục vụ nội dung các bài học, việc GV
và HS tự làm đồ dùng DH là hoạt động có ý nghĩa đối với việc dạy và học vật lý
ở trường phổ thông. Việc tiến hành TN, giải thích hoặc tiên đốn kết quả TN địi
hỏi HS phải tích cực tư duy, huy động các kiến thức đã học ở nhiều lĩnh vực
khác nhau của mơn vật lý. Do đó, các kiến thức mà HS đã lĩnh hội được củng
cố, mở rộng và hệ thống hố. Vì vậy việc làm ra và sử dụng các dụng cụ TN tự
làm trong DH vật lý ở THPT là rất cần thiết. Để tạo vấn đề cho HS thì phương
pháp sử dụng các TN mở đầu là một trong số các phương pháp rất hiệu quả. Bởi
vì tư duy chỉ thực sự bắt đầu khi trong đầu HS xuất hiện một câu hỏi mà chưa có

2

lời giải đáp ngay, khi họ gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ
nhận thức mới phải giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có khơng đủ
để giải quyết nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới,
có sự liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn, đơn giản hóa việc thiết kế, chuẩn bị các
bài giảng chương “Động lực học chất điểm” Vật lý lớp 10 THPT theo hướng
phát huy tính tích cực của HS. Đó là lý do chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng và
sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Vật lý 10 THPT.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu đề xuất quy trình xây dựng TN tự làm từ đó thiết kê một số thí
TN tự làm từ những vật liệu đơn giản, sẵn có khi DH chương “ Động lực học chất
điểm” Vật lý lớp 10 THPT và sử dụng các TN đó vào dạy học, góp phần nâng cao
chất lượng DH chương này nói riêng và DH vật lý ở trường phổ thơng nói chung.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hoạt động dạy và học vật lý ở trường THPT.
- TN tự làm trong DH vật lý THPT.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Chương “ Động lực học chất điểm” Vật lý lớp 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu đề xuất được quy trình thiết kế các thí nghiệm tự làm và quy trình sử
dụng thí nghiệm tự làm. Từ đó làm cơ sở tự làm các thí nghiệm và sử dụng chúng
vào DH chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 thì sẽ phát huy được tính
tích cực nhận thức của HS trong học tập, qua đó nâng cao chất lượng DH Vật lý ở
trường phổ thông.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về TN tự làm trong DH vật lý ở trường THPT.
5.2. Tìm hiểu thực trạng DH TN vật lý ở trường THPT Quế Phong và một số

3

trường THPT trong tỉnh Nghệ An.
5.3. Nghiên cứu chương trình SGK vật lý 10 THPT; đặc biệt là chương “Động
lực học chất điểm”.
5.4. Đề xuất quy trình chế tạo TN tự làm.
5.5. Xây dựng một số TN theo định hướng nghiên cứu của đề tài.
5.6. Thiết kế một số tiến trình DH với một số TN đó xây dựng theo hướng phát
huy tính tích cực và khả năng vận dụng vào thực tiễn cho HS.
5.7. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các tiến trình
DH đã đề xuất.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Mục tiêu DH vật lý trong giai đoạn hiện nay, việc rèn luyện tư duy, năng
lực sáng tạo cho HS.
- Về nguyên tắc tự làmvà ứng dụng các TN vật lý trong DH tích cực.
- Nghiên cứu các tài liệu về việc cải tiến các TBTN theo hướng tích cực
hóa các hoạt động của HS THPT
- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài
tập (định tính và định lượng).
6.2. Phương pháp điều tra
- Tìm hiểu việc dạy và học thơng qua dự giờ, trao đổi với GV và HS ở các
trường THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng các TBTN trong việc DH
bộ môn Vật lý.
- Xây dựng các mẫu phiếu điều tra để có cơ sở cho việc cần đổi mới
phương pháp sử dụng cũng như cần sáng tạo thêm các TBTN cho môn Vật lý cấp
THPT, đồng thời cũng đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới phương pháp.
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Thực nghiệm thiết kế một số TN
- Thực nghiệm sư phạm


4

6.4. Phương pháp thống kê toán học
- Sử dụng thống kê tốn học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm,
kiểm định giả thiết, thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm
đối chứng và thực nghiệm
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Về lý luận
- Tổng hợp cơ sở lý luận về thiết kế, chế tạo, sử dụng TN tự làm trong quá
trình DH.
- Đề xuất quy trình thiết kế TN tự làm trong dạy học Vật lý ở trường
THPT.
7.2. Về thực tiễn
- Khảo sát về sử dụng TN tự làm trong DH vật lý ở trường THPT Quế
Phong và một số trường THPT trong tỉnh Nghệ An.
- Xây dựng được 5 TN tự làm cho DH chương “Động lực học chất điểm”
Vật lý lớp 10 THPT.
- Thiết kế được 4 tiến trình DH có sử dụng hệ thống bài TN đã xây dựng.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, phần nội dung
của luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc thiết kế và sử dụng thí
nghiệm tự làm trong dạy học vật lý ở trường phổ thông. ( 24 Trang)
Chương 2: Thiết kế và sử dụng thí nghiệm tự làm trong dạy học
chương “ Động lực học chất điểm” (42 Trang)
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. (8 Trang)

5

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TỰ LÀM
TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG
1.1. Thí nghiệm trong dạy học vật lý
1.1.1. Thí nghiệm vật lý
Thí nghiệm Vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người
vào đối tượng của hiện thực khách quan. Thơng qua sự phân tích các điều kiện
mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu
nhận được tri thức mới. [10]
Một số đặc điểm của thí nghiệm Vật lý [10]
Các điều kiện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định
sao cho thơng qua TN, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được
giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi TN có ba 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 quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả
của sự tác động.
Các điều kiện của TN có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự
phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi.
Các điều kiện của TN phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định
nhờ sử dụng các TBTN có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích
thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh
hưởng của các nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện để không làm xuất
hiện các tính chất, các mối quan hệ khơng được quan tâm).
Đặc điểm quan trọng nhất của TN là tính có thể quan sát được các biến
đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác. Điều này đạt

6

được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan
sát, đo đạc.
Có thể lặp lại được TN. Điều này có nghĩa là: với các TBTN , các điều
kiện TN như nhau thì khi bố trí lại hệ TN, tiến hành lại TN, hiện tượng, quá
trình Vật lý phải diễn ra trong TN giống như ở các lần TN trước.
1.1.2. Phân loại thí nghiệm vật lý
Có thể phân loại các thí nghiệm Vật lý bao gồm hai dạng chính: Thí
nghiệm biểu diễn và Thí nghiệm thực tập.[10]
* Thí nghiệm biểu diễn
Đây là dạng thí nghiệm được quan tâm nghiên cứu và áp dụng nhiều trong
thực tiễn dạy học Vật lý. Thí nghiệm biểu diễn chiếm vị trí quan trọng trong việc
giáo dục và giáo dưỡng HS. Đây là loại thí nghiệm dễ tổ chức, có hiệu lực ngay
và khơng địi hỏi số lượng thiết bị nhiều.
Căn cứ vào mục đích lí luận dạy học của thí nghiệm biểu diễn, có thể
phân chúng thành các loại sau:
Thí nghiệm mở đầu
Nhằm mục đích giới thiệu cho HS biết sơ bộ về hiện tượng sáp nghiên
cứu Giáo viên cũng có thể giới thiệu thí nghiệm sau khi đã giới thiệu với HS
một hiện tượng Vật lý nào đó mà họ thấy hoặc chưa thấy trong thực tế, nhằm
minh hoạ cụ thể hiện tượng hay củng cố cho những nhận xét về hiện tượng đó.
Dùng thí nghiệm mở đầu để tạo ra tình huống có vấn đề, thúc đẩy mâu thuẫn
giữa trình độ kiến thức đã có và nhu cầu hiểu biết hiện tượng mới, gây hứng thú
học tập cho HS. Cần chú ý: Các thí nghiệm mở đầu cần ngắn gọn, có hiệu lực
nhanh và khơng địi hỏi thiết bị phức tạp.
Thí nghiệm nghiên cứu về hiện tượng
Là loại thí nghiệm biểu diễn chủ yếu. Tuỳ theo cách trình bày tài liệu, các

thí nghiệm này có thể đóng vai trị là thí nghiệm nghiên cứu khảo sát hay thí
nghiệm nghiên cứu minh hoạ.


7

- Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: Được tiến hành nhằm đi dẫn một luận
đề khái quát một định luật hay một quy tắc trên cơ sở những kết quả rút ra từ thí
nghiệm theo con đường quy nạp. Loại thí nghiệm này có ưu điểm là đảm bảo ở
mức độ cao sự phát triển tư duy của HS, rèn luyện các thao tác tư duy như phân
tích, tổng hợp, khái qt hố. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp khơng thể và
khơng nên sử dụng thí nghiệm khảo sát khi mà thí nghiệm đó thơ sơ đến mức
khơng thể dựa vào kết quả của nó mà khái quát và phát biểu thành định luật,
hoặc những thí nghiệm khảo sát đính lượng địi hỏi chính xác cao, mất nhiều
thời gian.
- Thí nghiệm nghiên cứu minh hoạ: Được tiến hành theo con đường diễn
dịch tức là sau khi giáo viên đã cùng HS tìm ra kết luận lí thuyết (các hệ quả) và
dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại. Chú ý phân biệt hai loại thí nghiệm khảo sát
và minh hoạ do mục đích sử dụng khác nhau nên phương hướng và trình tự tiến
hành từng loại thí nghiệm tương ứng khác nhau. Cả hai loại có tác dụng hỗ trợ
nhau. Vấn đề sử dụng loại thí nghiệm nào vào giảng dạy một đề tài cụ thể tuỳ
thuộc vào mục đích và nội dung đề tài và trình độ tiếp thu của HS, trong nhiều
trường hợp cần dùng cả hai loại thí nghiệm trên.
Thí nghiệm củng cố
Bao gồm những thí nghiệm trình bày ứng dụng của các hiện.tượng và
định luật Vật lý trong kĩ thuật và đời sống, đòi hỏi HS vận dụng kiến thức đã
học để giải thích. Qua đó giúp họ đào sâu kiến thức, rèn luyện kĩ năng, đồng thời
giáo viên cũng kiểm tra dược mức độ tiếp thu kiến thức của HS. Ba loại thí
nghiệm biểu diễn trên tác dụng hỗ trợ và bổ sung cho nhau. Song không phải bất
cứ lúc nào cũng sử dụng cả ba loại mà tuỳ từng loại và điều kiện ở từng lớp mà

chọn thí nghiệm biểu diễn cho thích hợp.
* Thí nghiệm thực tập
Các loại thí nghiệm thực tập người ta thường phân loại thí nghiệm thực
tập theo các dấu hiệu:


8

- Vị trí và thời gian tiến hành.
- Nội dung.
- Phương pháp tiến hành.
- Biện pháp tiến hành.
Nếu phân loại theo nội dung thì có: Thí nghiệm thực tập định tính và thí
nghiệm thực tập định lượng.
Phân loại theo hình thức tổ chức thì có: Thí nghiệm thực tập đồng loạt và
thí nghiệm thực tập cá thể...
Tuy nhiên trong thực tiễn người ta chia làm ba loại thí nghiệm thực tập:
Thí nghiệm trực diện; Thí nghiệm thực tập ở trong phịng thí nghiệm hay thí
nghiệm thực hành; Thí nghiệm và quan sát hiện tượng Vật lý ở nhà.
Thí nghiệm trực diện
Thí nghiệm được tiến hành trong q trình nghiên cứu tài liệu mới. Dưới
sự hướng dẫn của giáo viên, mỗi HS hoặc từng nhóm cùng tiến hành những
quan sát ngắn, những thí nghiệm đơn giản (thực tập các phép đo đơn giản), từ đó
rút ra kết luận hoặc minh hoạ lý thuyết đã học.
Thí nghiệm thực hành Vật lý
So với thí nghiệm trực điện, thí nghiệm thực hành Vật lý là hình thức
thực tập thí nghiệm cao hơn. Trước hết nó địi hỏi tính tự lực cao hơn ở HS, địi
hỏi cơ sở thiết bị hồn thiện và phức tạp hơn. Thí nghiệm thực hành một mặt có
tác dụng giúp HS ơn tập, đào sâu, khái qt hố những vấn đề cơ bản của
chương trình đã học, mặt khác tạo điều kiện rèn luyện các kĩ năng sử dụng các

đụng cụ chính xác và phức tạp mà ở thí nghiệm trực diện khơng có điều kiện sử
dụng. Thí nghiệm thực hành Vật lý có thể có nội dung định tính hay định lượng
trong chủ yếu là kiểm nhiệm lại các định luật, các quy tắc, đo các đại lượng Vật
lý, nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của các đối tượng kĩ thuật (ứng dụng các hiện
tượng Vật lý). Thí nghiệm thực hành được tổ chức và tiến hành sau khi đã học
xong một đề tài lớn một chương hay một phần của giáo trình, nên thí nghiệm


9

thực hành thường có nội dung phong phú với yêu cầu nhiều mặt, thời gian thí
nghiệm kéo dài từ 1 đến 2 giờ đồng hồ. Vì thế giáo viên và HS cần chuẩn bị chu
đáo về mặt thiết bị, phải có kế hoạch tổ chức tỉ mỉ, chi tiết. Trong thí nghiệm
thực hành có thể chia ra
Thí nghiệm và quan sát hiện tượng Vật lý ở nhà
Các thí nghiệm và quan sát ngoài lớp học hoặc ở nhà là một loại bài làm
của HS Mục đích chủ yếu của loại bài này là bằng các thí nghiệm riêng, quan sát
riêng, HS nắm vững hơn nữa các khái niệm Vật lý. Những thí nghiệm này hỗ trợ
cho việc hồn thành các nhiệm vụ giảng dạy, gây hứng thú học tập cho HS, tăng
cường mối liên kết giữa lí thuyết và thực tế.
1.1.3. Chức năng của thí nghiệm vật lý
Theo quan điểm của lí luận nhận thức, trong DH vật lý ở trường phổ
thơng, TN có các chức năng sau:
- TN là phương tiện của việc thu nhận tri thức.
- TN là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được.
- TN là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn.
- TN là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý.
Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức
Vai trò của TN trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào
vốn hiểu biết của con người về đối tượng cần nghiên cứu. Nếu HS hồn tồn

chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì TN được sử dụng
để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó. Khi đó, TN được sử dụng như là
“câu hỏi đối với tự nhiên” và chỉ có thể thơng qua TN mới trả lời được câu hỏi
này. Việc tìm cách đặt câu hỏi đối với tự nhiên (thiết kế phương án TN), việc
tiến hành TN và việc xử lí các kết quả quan sát, đo đạc sau đó chính là q trình
tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra. Như vậy, TN được sử dụng để phân tích
hiện thực khách quan và thơng qua q trình thiết lập nó một cách chủ quan để
thu nhận tri thức khách quan.


10

Trong DH vật lý, nhất là ở các lớp dưới và ở giai đoạn đầu của quá trình
nhận thức một hiện tượng, q trình vật lý nào đó, khi HS cịn chưa có hoặc có
hiểu biết ít ỏi về hiện tượng, quá trình vật lý cần nghiên cứu thì TN được sử
dụng để cung cấp cho HS những dữ liệu cảm tính (các biểu tượng, các số liệu đo
đạc) về hiện tượng, quá trình vật lý này.
Các dữ liệu này tạo điều kiện cho HS đưa ra những giả thuyết, là cơ sở
cho những khái qt hố về tính chất hay mối liên hệ phổ biến, có tính qui luật
của các đại lượng vật lý trong hiện tượng, quá trình vật lý được nghiên cứu.
Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu
được
Trong DH vật lý các tri thức HS thu được nhất thiết phải được kiểm
chứng bằng thực nghiệm. TN vật lý giúp thực hiện việc này. Trong nhiều trường
hợp, kết quả của TN phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải
đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các TN khác. Nhờ vậy,
thường ta sẽ thu được những tri thức có tính khái qt hơn, bao hàm các tri thức
đã biết trước đó như là những trường hợp riêng, trường hợp giới hạn.Trong DH
vật lý ở trường phổ thơng, có một số kiến thức được rút ra bằng suy luận lôgic
chặt chẽ từ các kiến thức đã biết. Trong những trường hợp này, cần tiến hành

TN để kiểm tra tính đúng đắn của chúng.
Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào
thực tiễn
Trong việc vận dụng các tri thức lí thuyết vào việc thiết kế, tự làmcác
thiết bị kĩ thuật, người ta thường gặp nhiều khó khăn do tính trừu tượng của tri
thức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của các thiết
bị cần tự làmhoặc do lí do về mặt kinh tế hay những nguyên nhân về mặt an
tồn. Khi đó, TN được sử dụng như là phương tiện tạo cơ sở cho việc vận dụng
các tri thức đã thu được vào thực tiễn.


11

Lịch sử phát triển của vật lý cũng cho thấy: các TN cơ bản khơng chỉ dẫn
đến hình thành những thuyết vật lý mới mà còn làm xuất hiện nhiều ngành kĩ
thuật mới.
Chương trình vật lý ở trường phổ thơng đề cập tới một loạt các ứng dụng
của vật lý trong đời sống và sản xuất. Việc tiến hành TN tạo cơ sở để HS hiểu
được các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn.
Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý
TN trong phương pháp thực nghiệm. Phương pháp thực nghiệm bao gồm
4 giai đoạn[10] :
- Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời.
- Đề xuất giả thuyết.
- Từ giả thuyết, dùng suy luận lôgic để rút ra hệ qủa có thể kiểm tra được
bằng TN.
- Xây dựng và thực hiện phương án TN để kiểm tra hệ quả đã rút ra. Nếu
kết quả TN phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là chân thực, nếu khơng
phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới.
Như vậy, TN đóng vai trị quan trọng ở giai đoạn đầu và ở giai đoạn cuối

của phương pháp thực nghiệm. Ở giai đoạn đầu, đa số các thông tin về đối tượng
cần nghiên cứu thường được thu nhận trong các TN. Ở giai đoạn cuối để kiểm
tra tính đúng đắn của hệ quả rút ra, phải xây dựng và thực hiện phương án TN
sao cho loại bỏ được các yếu tố không quan tâm, tập trung vào kết quả chính.
Trong phương pháp mơ hình, vai trị của TN trong 4 giai đoạn cụ thể như
sau:
Thu thập các thông tin về đối tượng gốc: Các thông tin về đối tượng gốc
thường được thu thập nhờ TN.
Xây dựng mô hình: Thơng qua TN, 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 lí số liệu, ta mới có thể tìm ra được các thuộc tính, các mối quan hệ bản


12

chất của đối tượng gốc, để đưa ra được mô hình phản ánh các mối quan hệ chính
mà ta quan tâm.
Thao tác trên mơ hình để suy ra các hệ quả lí thuyết: cho mơ hình vận
động (thao tác trên mơ hình), đối với mơ hình vật chất, người ta phải tiến hành
các TN thực với nó.
Kiểm tra hệ quả trên đối tượng gốc: thông qua TN 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.
1.2. Thí nghiệm tự làm trong dạy học vật lý
1.2.1. Thí nghiệm tự làm
Trong quá trình nghiên cứu thiết kế, tự làm và sử dụng TN tự làm trong
DH vật lý các tác giả đã đưa ra những định nghĩa khác nhau về TN tự làm. Theo
tác giả Hans-Joachim Wilke (Đức) “TN tự làm là những TN được dùng trong
DH vật lý và được tự làm ra với những vật liệu và dụng cụ phổ biến trong đời

sống hằng ngày”. Theo tác giả Lê Cao Phan: “TN tự làm là TN do GV hoặc HS
thực hiện bằng các nguyên vật liệu dễ tìm kiếm, rẻ tiền, sẵn có ở địa phương,
phù hợp với hồn cảnh của nhà trường và HS”. [9]
Các định nghĩa trên tuy có nội hàm và cách diễn đạt ít, nhiều khác nhau
nhưng đều có những điểm chung là:
- Yếu tố quan trọng nhất của TN tự làm là làm bằng tay, bàn tay là
phương tiện chủ yếu để tạo ra TN;
- Vật liệu dùng để thiết kế, tự làm TN là những vật dụng phổ biến và dễ
tìm kiếm trong đời sống hàng ngày. Theo thời gian và cùng với sự phát triển của
khoa học thì nội hàm của khái niệm TN tự làm được phát triển và mở rộng. Hiện
nay, TN tự làm không chỉ là những TN đơn giản, rẻ tiền mà nó có thể là những
TN tự làm phức tạp và có tính hiện đại. Do đó, chúng ta có thể hiểu: TN tự làm
là những TN từ đơn giản đến phức tạp được tạo ra chủ yếu bằng tay từ những


13

nguyên vật liệu, thiết bị, linh kiện phổ biến trong đời sống hằng ngày và được sử
dụng trong quá trình DH.
1.2.2. Chức năng của thí nghiệm tự làm trong dạy học vật lý
Trong DH Vật lý thí nghiệm tự làm có những chức năng sau:
Thí nghiệm tự làm góp phần kích thích hứng thú học tập vật lýcủa HS
Trong hoạt động DH, tính tích cực của HS có liên quan và chịu ảnh hưởng
của các yếu tố như: nhu cầu, động cơ và hứng thú. Khi HS đã hứng thú đối với
một vấn đề học tập nào đó thì các em HS sẽ chú ý, tập trung và tích cực hơn
trong học tập. Do đó trong DH vật lý, muốn kích thích được hứng thú học tập
của HS thì việc sử dụng TN tự làm vào tổ chức hoạt động nhận thức cho HS
được xem là một trong những phương tiện rất có hiệu quả, vì TN tự làm thường
ngắn gọn, cho kết quả trái với dự đoán của nhiều HS, vì vậy sẽ gây ra cho các
em sự ngạc nhiên bất ngờ và làm cho các yếu tố tiềm ẩn của HS như: tính tị mị,

hiếu kì, hiếu động của HS sẽ bị tác động, qua đó sẽ kích thích được hứng thú
học tập vật lýcủa HS trong giờ học.
Thí nghiệm tự làm là phương tiện phát huy tính tự lực và sáng tạo của HS
Trong quá trình DH để phát huy tính tự lực và sáng tạo của HS trong hoạt
động học tập tập thì việc giao nhiệm vụ và hướng dẫn HS thiết kế, tự làm TN
nhằm kiểm chứng kiến thức đã thu nhận được là một hoạt động mang tính sáng
tạo, địi hỏi cao về tính tự giác, tự lực của HS, do đó có tác dụng rất tốt trong
việc tích cực hóa hoạt động nhận thưc của HS. Việc thiết kế, tự làm TN đòi hỏi
HS phải vận dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn trong việc tự đề xuất và lựa
chọn phương án TN thích hợp, trên phương án TN đã chọn HS sẽ tìm kiếm các
nguyên vật liệu, dụng cụ TN cần thiết; tự gia công, tự làm dụng cụ TN theo
phương án đã chọn; sau đó lắp ráp, tiến hành TN và giải thích hiện tượng TN.
Các hoạt động đó đều góp phần vào việc phát huy tính tích cực nhận thức và rèn
luyện kỹ năng thực hành cho HS, làm tăng hứng thú học tập của HS và đặc biệt
là đảm bảo niềm tin của HS đối với kiến thức vật lí. Việc vận dụng kiến thức đã


14

biết vào giải thích các kết quả TN địi hỏi HS phải huy động các kiến thức đó ở
nhiều phần khác nhau của chương trình vật lí. Nhờ vậy, chất lượng kiến thức của
HS được nâng cao.
Thí nghiệm tự làmgóp phần rèn luyện kỹ năng thực hành cho HS
Hoạt động nhận thức vật lý có mối quan hệ rất chặt chẽ với kỹ năng thực
hành và TN là một trong những phương tiện quan trọng trong việc tích cực hóa
hoạt động nhận thức của HS. Khi HS có kỹ năng thực hành thì các em sẽ tham
gia tích cực vào quá trình học tập trên lớp cũng như ở nhà. Trong DH vật lý rèn
luyện kỹ năng thực hành cho HS là một trong những biện pháp nhằm phát huy
tính tích cực nhận thức của HS và việc sử dụng TN tự làm trong DH địi hỏi tính
tự lực cao ở HS, do đó nó góp phần tích cực trong việc rèn luyện cho HS các kỹ

năng thực hành TN sau:
- Kỹ năng đề xuất TN: Trong DHVL, kỹ năng cơ bản đầu tiên cần rèn
luyện cho HS trong thực hành đó là kỹ năng đề xuất phương án TN. Đề xuất
phương án TN tức là đưa ra các ý tưởng trong việc thiết kế, tự làm TN nhằm
kiểm tra tri thức đã thu nhận được, do đó để việc đề xuất các phương án TN có
tính khả thi thì các phương án đề xuất đó phải dựa vào các kiến thức vật lýnhư:
đặc điểm của đại lượng, tính chất, cơng thức hoặc định luật vật lí. Trong q
trình đề xuất các phương án TN địi hỏi tính tự lực của HS trong việc tìm tịi,
suy nghĩ đưa ra các phương án TN khác nhau và lựa chọn phương án TN thích
hợp, vì cùng một nội dung DH nhưng có các phương án TN khác nhau.
- Kỹ năng chế tạo, gia công dụng cụ TN: Việc thiết kế, tự làmTN địi hỏi
HS phải sử dụng các cơng cụ thơng dụng như: kìm, kéo, cưa sắt, giũa, mũi
khoan… để chế tạo, gia cơng dụng cụ TN. Việc tìm kiếm các vật liệu, dụng cụ
để tự làm TN làm cho HS thấy được mối liên hệ gắn bó giữa vật lý và đời sống.
Việc chế tạo, gia cơng dụng cụ địi hỏi HS phải tự lực suy nghĩ trong việc tự làm
các dụng cụ đảm bảo theo đúng phương án TN đã đề xuất dựa trên những kiến
thức lý thuyết đã học và kinh nghiệm sống của bản thân.


15

- Kỹ năng lắp ráp TN: Đối với TN tự làm, việc lắp ráp các dụng cụ TN
thường được HS thực hiện thơng qua quan sát sơ đồ hình vẽ, ảnh chụp hoặc
bảng hướng dẫn của GV, do đó tính tự lực của HS được phát huy trong quá trình
học tập. Trong quá trình lắp ráp các dụng cụ TN thì HS được rèn luyện cách
quan sát hình vẽ, lắp đặt thứ tự trước, sau của các dụng cụ TN; quy trình hướng
dẫn lắp ráp TN.
- Kỹ năng thao tác tiến hành TN: Đối với TN tự làm được tiến hành trên
lớp thì các bước tiến hành TN như: cách bố trí dụng cụ, cách tiến hành TN sẽ
được HS thực hiện thông qua tài liệu hướng dẫn hoặc theo trình tự hướng dẫn

của GV. Do đó để hồn thành nhiệm vụ học tập địi hỏi HS phải tích cực, tự lực
hoạt động.
- Kỹ năng xử lí kết quả TN: Thông qua việc quan sát kết quả TN, HS sẽ
thu nhận được các hiện tượng, số liệu liên quan đến TN. Vì vậy, để rút ra kết
luận cần thiết địi hỏi HS phải tự lực trong việc xử lí kết quả TN, do đó tính tích
cực của HS tronghoạt động nhận thức sẽ được phát huy. Trong DH vật lý, TN
tự làm có thể là những TN định tính hoặc định lượng. Do đó, tùy vào từng loại
TN mà HS có các kỹ năng xử lí kết quả TN khác nhau.
+ Đối với TN tự làm là TN định tính, HS sẽ quan sát kết quả TN xảy
ra. Từ đó tìm mối liên hệ giữa các đại lượng có liên quan và bằng suy luận logic
hoặc biến đổi toán học để rút ra kết luận.
+ Đối với TN tự làm là TN định lượng, HS sẽ lập bảng số liệu về kết
quả TN quan sát được. Từ đó tiến hành phân tích và xử lí số liệu để rút ra kết
luận, trong q trình xử lí số liệu thì HS được rèn luyện cách tính sai số; làm
trịn số và ghi kết quả; cách nhận xét kết quả xem có phù hợp với lý thuyết
không.
- Kỹ năng sử dụng các dụng cụ đo: Trong quá trình tiến hành TN để thu
thập các cứ liệu thực nghiệm về TN tự làm, HS sẽ được rèn luyện cách sử dụng
các dụng cụ đo như: sử dụng thước chia độ dài để đo chiều dài, đồng hồ hiện số


16

để đo thời gian dao động; sử dụng lực kế để xác định khối lượng của vật…
Ngồi ra, HS cịn biết cách lựa chọn các thang đo, cách điều chỉnh thang đo sao
cho phù hợp với việc quan sát và thu thập số liệu. Kỹ năng sử dụng các dụng cụ
đo sẽ giúp cho HS thu được các cứ liệu thực nghiệm được chính xác, sai số nhỏ.
Thí nghiệm tự làm trong kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo
của HS
Trong học tập bộ mơn vật lí, kết quả học tập của HS là một dấu hiệu quan

trọng của tính tích cực, HS phải tích cực một cách thường xun, liên tục và tự
giác thì mới có kết quả học tập tốt. Trong đổi mới phương pháp DH theo hướng
phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS thì việc kiểm tra đánh giá kết quả học
tập của HS không chỉ tập trung vào đánh giá khả năng tái hiện tri thức vật lýcủa
HS mà việc kiểm tra đánh giá hướng tới hiện nay đó là tăng cường kiểm tra
đánh giá kỹ năng thực hành và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS
thơng qua TN vật lý nói chung và TN tự làm nói riêng.
Trong DH vật lý, việc sử dụng TN tự làm để kiểm tra đánh giá kỹ năng
thực hành vật lý của HS nên dựa vào các tiêu chí sau: Xác định mục đích TN;
Bố trí và tiến hành TN; Thu thập và xử lí kết quả TN; Đề xuất phương án TN.
Việc kiểm tra đánh giá kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS
có thể được tiến hành trên lớp hoặc hoạt động tự học ở nhà của HS. Trong DH
vật lý, nếu TN tự làm được sử dụng để kiểm tra đánh giá kỹ năng vận dụng kiến
thức vào thực tiễn của HS trên lớp nên dựa vào các tiêu chí sau: Quan sát và giải
thích được hiện tượng kết quả TN xảy ra; Bố trí và thực hiện được TN theo sự
hướng dẫn của GV; Đề xuất được phương án TN để kiểm tra kiến thức đã thu
nhận.
Nếu TN tự làm được dùng để kiểm tra đánh giá kỹ năng vận dụng kiến
thức vào thực tiễn của HS trong hoạt động tự học ở nhà nên dựa vào các tiêu chí
sau: Đề xuất được phương án TN; Gia công, tự làm được các dụng cụ TN; Trình
bày được cách lắp ráp, tiến hành TN; Cách thu thập và xử lí kết quả TN.


17

Trong q trình DH vật lý, GV có thể kiểm tra đánh giá kỹ năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn của HS trong hoạt động tự học ở nhà thơng qua TN tự
làm như sau:
- Cho HS trình bày được trước lớp về phương án TN, cách tự làm và gia
cơng dụng cụ, cách lắp đặt TN do nhóm tự thiết kế, tự làm.

- Yêu cầu HS trình bày cách tiến hành TN và vận dụng kiến thức vào giải
thích hiện tượng TN.
1.2.3. Các đặc điểm của thí nghiệm tự làm
Theo tác giả Hà Văn Hùng TN tự làm có các đặc điểm sau: [5]
- Đơn giản, có hình thức gọn nhẹ, dễ lắp ráp, GV có thể tự làmvà lắp ráp
mọi lúc mọi nơi.
- Các vật liệu dễ tìm kiếm nên có thể triển khai rộng rãi cho nhiều HS
cùng tham gia tự làm TN.
- Các TN thường có độ chính xác khơng cao, nên thường dùng làm TN
định tính.
1.2.4. Phân loại thí nghiệm tự làm
Dựa vào mức độ phức tạp, q trình gia cơng, tự làm dụng cụ và các thiết
bị thí TN, TN tự làm có thể được phân loại như sau:
TN tự làm đơn giản: TN tự làm đơn giản là những TN được tạo ra từ
những vật liệu, dụng cụ thông dụng dễ kiếm như: vỏ lon bia, vỏ chai nước
khoáng, gỗ… TN tự làm đơn giản thường là những TN định tính. Người ta
thường gọi TN tự làm đơn giản là TN đơn giản, rẻ tiền.
TN tự làm phức tạp: TN tự làm phức tạp là những TN được tạo ra từ các
dụng cụ thơng dụng nhưng có q trình gia cơng, tự làmdụng cụ TN phức tạp
hơn so với TN tự làm đơn giản.
TN tự làm hiện đại: TN tự làm hiện đại là những TN được tạo ra trong đó
có sử dụng các thiết bị và linh kiện điện tử hiện đại như: vi điều khiển, mạch
điện tử, bo mạch, led 7 đoạn, pin mặt trời… Những TN này thường là những