Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm chương động lực học chất điểm vật lý lớp 10 theo tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

--------------------

TRẦN QUANG HIỆU

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM

CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÝ LỚP 10

THEO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Chuyên ngành:

LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÝ

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

Hƣớng dẫn khoa học:

PGS.TS. VŨ THỊ KIM LIÊN

- 2013

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Thị

Kim Liên đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành

luận văn này.

Tôi 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 ĐHSP – Đại học

Thái Nguyên 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 Bắc Sơn,

THPT Lê Hồng Phong, THPT Phổ Yên – Tỉnh Thái Nguyên đã tạo điều kiện sẵn sàng

giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu.

Tôi 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!

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2013.

Tác giả:

Trần Quang Hiệu

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Giáo dục và đào tạo

Phƣơng pháp giảng dạy

Giáo viên

Học sinh

Trung học phổ thông

Sách giáo khoa

Thí nghiệm

GD&ĐT

PPGD

GV

HS

THPT

SGK

TN

Chuyển động CĐ

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Bộ thí nghiệm về tổng hợp và phân tích lực..............................................................43

2.2 Mô tả thí nghiệm lịch sử của Galile ..........................................................................44

2.3 Hình vẽ SGK mô tả sự tƣơng tác giữa các vật ..........................................................45

2.4 Thí nghiệm về lực đàn hồi.........................................................................................46

2.5 Hình vẽ SGK về lực ma sát lăn .................................................................................47

2.6 Thí nghiệm về lực hƣớng tâm ...................................................................................47

2.7 Hình vẽ SGK mô tả chuyển động ném ngang ...........................................................48

2.8 Bộ thí nghiệm tổng hợp lực.......................................................................................50

2.9 Bộ thí nghiệm phân tích lực ......................................................................................50

2.10 Thí nghiệm Định luật I Newton...............................................................................51

2.11 Thí nghiệm Galile....................................................................................................51

2.12 Thí nghiệm khảo sát định tính định luật II Newton (gia tốc tỉ lệ với lực tác dụng)52

2.13 Thí nghiệm khảo sát định tính định luật II Newton (gia tốc tỉ lệ nghịch với khối

lƣợng của vật)..................................................................................................................53

2.14 Thí nghiệm về định luật III Newton (Khi cân thăng bằng).....................................55

2.15 Thí nghiệm về định luật III Newton (Khi cân mất thăng bằng)..............................55

2.16 Thí nghiệm 1 mô tả về đinh luật III Newton ..........................................................56

2.17 Thí nghiệm 2 mô tả về đinh luật III Newton ..........................................................56

2.18 Bộ thí nghiệm lực ma sát.........................................................................................57

2.19 Bộ thí nghiệm mô tả sự tồn tại của lực ma sát trƣợt ...............................................58

2.20 Bộ thí nghiệm mô tả giá trị lực ma sát trƣợt không phụ thuộc diện tích mặt tiếp xúc

.........................................................................................................................................58

2.21 Bộ thí nghiệm mô tả giá trị lực ma sát trƣợt phụ thuộc tình trạng bề mặt tiếp xúc

.........................................................................................................................................59

2.22 Bộ thí nghiệm tìm hiểu về sự có mặt của ma sát lăn...............................................59

2.23 Bộ thí chứng tỏ ma sát lăn nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát trƣợt...........................60

2.24 Thí nghiệm khảo vận tốc theo phƣơng ngang của vật CĐ ném ngang ...................61

2.25 Thí nghiệm khảo vận tốc theo phƣơng thẳng đứng của vật CĐ ném ngang ...........63

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1

2. Mục đích nghiên cứu. ............................................................................................... 3

3. Giả thuyết khoa học.................................................................................................. 3

4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu.......................................................................... 3

5. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................. 3

6. Phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................................... 3

7. Nhiệm vụ nghiên cứu. .............................................................................................. 4

8. Đóng góp của luận văn............................................................................................. 4

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC VẬN DỤNG PHƢƠNG

PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ĐỂ XÂY DỰNG VÀ SỬ

DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ ................................................ 5

1.1. Thí nghiệm trong dạy học vật lý............................................................................ 5

1.1.1 Các đặc điểm của thí nghiệm Vật lý.................................................................... 5

1.1.2 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức ................ 6

1.1.3 Các thiết bị thí nghiệm Vật lý.............................................................................. 8

1.1.3.1 Thiết bị thí nghiệm biểu diễn............................................................................ 8

1.1.3.2 Thiết bị thí nghiệm thực hành .......................................................................... 9

1.1.4 Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm...................................... 9

1.2 Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.................................................................. 10

1.2.1 Bản chất của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.......................................... 10

1.2.2 Tình huống có vấn đề .......................................................................................... 10

1.2.3 Cấu trúc dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề................................................. 11

1.2.4 Ƣu điểm của phƣơng pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.................... 15

1.2.5 Các mức độ của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề..................................... 15

1.3 Vấn đề tự làm thiết bị dạy học ............................................................................... 15

1.4 Sử dụng thiết bị theo tinh thần dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề................. 18

1.4.1 Cơ sở lý luận của việc sử dụng thiết bị dạy học theo tinh thần dạy học phát hiện và

giải quyết vấn đề........................................................................................................... 18

1.4.1.1 Yêu cầu của một tình huống có vấn đề ............................................................ 18

1.4.1.2 Cách tạo mâu thuẫn .......................................................................................... 19

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

1.4.1.3 Cách tạo hứng thú............................................................................................. 20

1.4.2 Sáng tạo thiết bị dạy học ..................................................................................... 24

1.4.2.1 Tính chất các dụng cụ dạy học tự làm.............................................................. 24

1.4.2.2 Lĩnh vực tự làm hiệu quả.................................................................................. 24

1.4.2.3 Tổ chức tự làm.................................................................................................. 25

1.4.2.4 Chế tạo bộ thiết bị cho một giờ lên lớp ............................................................ 25

1.5 Thực tế tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm theo tinh thần dạy học phát hiện và giải

quyết vấn đề của các trƣờng THPT Tỉnh Thái Nguyên ............................................... 28

1.5.1. Mục đích điều tra. .............................................................................................. 28

1.5.2. Phƣơng pháp điều tra ......................................................................................... 28

1.5.3. Nội dung và kết quả điều tra .............................................................................. 29

1.5.3.1. Tình hình dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” ................................... 29

1.5.3.2. Những khó khăn sai lầm mà HS gặp phải khi học chƣơng “Động lực học chất

điểm” ............................................................................................................................ 30

1.5.3.3. Nguyên nhân dẫn tới những khó khăn sai lầm của HS ................................... 30

KẾT LUẬN CHƢƠNG I.............................................................................................. 32

CHƢƠNG II: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TỰ TẠO CHƢƠNG

ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM BỘ MÔN VẬT LÝ LỚP 10 THPT........................ 33

2.1 Đặc điểm bộ môn vật lý.......................................................................................... 33

- - .............. 33

................................................................................. 33

............................. 34

2.2.2.1. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chƣơng trình..................................................... 34

2.2.2.2 Hƣớng dẫn thực hiện ....................................................................................... 35

2.3. Xây dựng một số thí nghiệm chƣơng “Động lực học chất điểm” ........................ 44

2.3.1. Những nội dung kiến thức chƣơng “Động lực học chất điểm” cần có thí nghiệm và

hiện trạng các thiết bị thí nghiệm tại các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên.................. 44

2.3.2. Thí nghiệm tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm ....... 50

2.3.3. Thí nghiệm về các định luật Newton.................................................................. 52

2.3.4. Thí nghiệm về lực ma sát ................................................................................... 57

2.3.5. Thí nghiệm về chuyển động ném ngang ............................................................ 62

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

2.4. Sử dụng các thí nghiệm đã xây dựng để thiết kế bài giảng "Động lực học chất điểm"

theo tiến trình dạy học "phát hiện và giải quyết vấn đề".............................................. 66

2.4.1 Bài soạn số 1: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm... 66

2.4.2 Bài soạn số 2: Ba định luật Newton (tiết 1) ........................................................ 74

2.4.3 Bài soạn số 3: Ba định luật Newton (tiết 2) ........................................................ 84

2.4.4 Bài soạn số 4: Chuyển động ném ngang ............................................................. 94

KẾT LUẬN CHƢƠNG II ............................................................................................ 108

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM............................................................... 109

3.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm...................................................................... 109

3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm........................................................................... 109

3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm...................................................................... 110

3.4. Thời điểm làm thực tập sƣ phạm........................................................................... 110

3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm................................................................ 110

3.5.1. Tiêu chí để đánh giá ........................................................................................... 110

3.5.2. Thực nghiệm sƣ phạm........................................................................................ 111

3.5.2.1 Kế hoạch và đối tƣợng thực nghiệm ................................................................ 112

3.5.2.2 Tiến hành thực nghiệm..................................................................................... 112

, tự chủ,

................................................................................. 112

3.5.3.1. Mục đích kiểm tra............................................................................................ 112

3.5.3.2. Đối tƣợng kiểm tra và hình thức kiểm tra. ..................................................... 112

3.5.4.3. Bài kiểm tra. ................................................................................................... 112

3.5.4.4. Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lí kết quả kiểm tra. .............. 113

KẾT LUẬN CHƢƠNG III........................................................................................... 118

KẾT LUẬN CHUNG................................................................................................... 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 121

CÁC PHỤ LỤC............................................................................................................ 12

1

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Hiện nay, đổi mới phƣơng pháp dạy học là một trong những nhiệm vụ trọng tâm

của ngành giáo dục đào tạo. Đổi mới phƣơng pháp dạy học không chỉ nhận đƣợc sự

quan tâm lớn của các nhà giáo dục mà còn là vấn đề đƣợc cả xã hội và các bậc phụ

huynh, các em học sinh quan tâm. Kết luận số 51-KL/TW ngày 29/10/2012 Hội nghị

lần thứ sáu khóa XI về Đề án “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp

ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trƣờng định

hƣớng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” chỉ ra rằng: “Trƣớc mắt, các cấp ủy đảng,

chính quyền cần tiếp tục quán triệt sâu sắc và thực hiện nghiêm túc Nghị quyết Trung

ƣơng 2 khóa VIII, Kết luận Trung ƣơng 6 khóa IX…”. Nghị quyết trung ƣơng 2 khóa

VIII (12/1996) đã khẳng định: “Đổi mới mạnh mẽ phƣơng pháp giáo dục đào tạo, khắc

phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học.

Từng bƣớc áp dụng các phƣơng pháp tiên tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình

dạy học, đảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh” [20]. Đại hội Đảng lần

IX (2001) cũng khẳng định: “Đổi mới phƣơng pháp dạy và học phát huy tƣ duy, sáng

tạo và năng lực tự đào tạo của ngƣời học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, ngoại

khóa, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay”[19].

Để tạo điều kiện cho học sinh nắm vững chính xác, sâu sắc các kiến thức, phát triển

năng lực nhận thức và hình thành nhân cách của học sinh thì các phƣơng tiện dạy học

đóng một vai trò quan trọng. Phƣơng tiện dạy học tốt sẽ giúp cho học sinh dễ nhớ, dễ

hiểu, dễ tiếp thu kiến thức và lôi cuốn học sinh tham gia tích cực vào hoạt động nhận

thức.

Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm vì vậy thí nghiệm vật lý đóng vai trò quan

trọng trong nghiên cứu, trong dạy và học vật lý. Dụng cụ thí nghiệm là một trong

những phƣơng tiện dạy học quan trọng của của bộ môn vật lý. Hiện nay, trong chƣơng

trình Vật Lý trung học phổ thông, ngoài các bài thí nghiệm đƣợc chỉ định tối thiểu và

đã có các thiết bị đi kèm, rất nhiều nội dung thí nghiệm khác trong sách giáo khoa

chƣa có dụng cụ thí nghiệm. Đồng thời, trong nhiều trƣờng hợp, các thiết bị thí

nghiệm hiện đại có thể che lấp bản chất vật lý của hiện tƣợng xảy ra trong thí nghiệm

2

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

mà học sinh cần quan sát. Do đó, để tạo ra sự phong phú cho hệ thống dụng cụ thí

nghiệm phục vụ nội dung các bài học, việc giáo viên và học sinh tự làm đồ dùng dạy

học là hoạt động có ý nghĩa đối với việc dạy và học Vật lý ở trƣờng phổ thông.

Việc giáo viên và học sinh tự thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm

đơn giản để tiến hành các thí nghiệm Vật lý có nhiều tác dụng nhƣ: Tăng cƣờng tính

trực quan, góp phần nâng cao chất lƣợng lĩnh hội và nắm vững kiến thức, phát triển

nâng cao năng lực tƣ duy, độc lập và sáng tạo của học sinh. Việc tiến hành thí nghiệm,

giải thích hoặc tiên đoán kết quả thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tích cực tƣ duy, huy

động các kiến thức đã học ở nhiều lĩnh vực khác nhau của môn Vật lý. Do đó, các kiến

thức mà học sinh đã lĩnh hội đƣợc củng cố, mở rộng và hệ thống hoá. Vì vậy việc tạo

ra và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lý ở trung học phổ

thông là rất cần thiết.

Mặc dù thí nghiệm vật lý có thể đƣợc sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của quá

trình dạy học: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kỹ năng mới, củng

cố kiến thức, kỹ năng đã thu đƣợc và kiểm tra, đánh giá kiến thức kỹ năng của học

sinh[1]. Nhƣng để tạo tình huống có vấn đề cho học sinh thì phƣơng pháp sử dụng các

thí nghiệm mở đầu là một trong số các phƣơng pháp rất hiệu quả. Bởi vì tƣ duy chỉ

thực sự bắt đầu khi trong đầu học sinh xuất hiện một câu hỏi mà chƣa có 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 không đủ để giải quyết nhiệm

vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới[1]. Các thí nghiệm nhằm

giới thiệu cho học sinh biết qua về hiện tƣợng sắp nghiên cứu, hoặc kiểm chứng lại

tính đúng đắn của một lý thuyết để tạo tình huống có vân đề tạo hứng thú học tập cho

học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức.

Cũng nhƣ nhiều địa phƣơng trên cả nƣớc, các trƣờng THPT trên tỉnh Thái Nguyên

đƣợc cung cấp các thiết bị thí nghiệm Vật lý từ Sở GD&ĐT. Các thiết bị này thƣờng

không đầy đủ cho tất cả các bài. Chƣa đáp ứng hết nhu cầu quan sát trực quan của

nhiều nội dung kiến thức, đặc biệt đối với chƣơng Động lực học chất điểm lớp 10

THPT.

Để đáp ứng nhu cầu về các thiết bị thí nghiệm cho việc thiết kế các bài giảng

chƣơng Động lực học chất điểm (Vật lý lớp 10) theo hƣớng phát huy tính tích cực của

3

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

học sinh, chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm chƣơng

động lực học chất điểm vật lý lớp 10 theo tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết

vấn đề”.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Vận dụng phƣơng pháp dạy học “phát hiện và giải quyết vấn đề” để sử dụng có hiệu

quả các thiết bị thí nghiệm vật lý THPT đã có và xây dựng các thiết bị thí nghiệm mới

phù hợp với mục đích các bài dạy chƣơng Động lực học chất điểm lớp 10 THPT,

nhằm nâng cao tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nhu cầu nâng cao kiến thức của học

sinh THPT.

3. Giả thiết khoa học

Nếu thiết kế các bài giảng có kèm các thí nghiệm, đồng thời xây dựng đƣợc phƣơng

pháp sử dụng các thí nghiệm theo hƣớng “tạo tình huống có vấn đề” thì sẽ tạo hứng

thú học tập cho học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức, giúp học sinh tự

lực, sáng tạo, trong việc tiếp nhận tri thức.

4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Các thí nghiệm mở thuộc nội dung kiến thức Vật lý lớp 10

THPT

- Khách thể nghiên cứu: Học sinh các trƣờng THPT tỉnh Thái Nguyên

5. Phạm vi nghiên cứu

- Các thí nghiệm vật lý ứng dụng để dạy học THPT và áp dụng đối với học sinh các

trƣờng THPT Tỉnh Thái Nguyên

6. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

+ Mục tiêu dạy học vật lý trong giai đoạn hiện nay, việc rèn luyện tƣ duy, năng lực

sáng tạo cho học sinh.

+ Về nguyên tắc chế tạo và ứng dụng các thí nghiệm vật lý trong dạy học tích cực.

+ Nghiên cứu các tài liệu về việc cải tiến các thiết bị thí nghiệm theo hƣớng tích cực

hóa các hoạt động của học sinh THPT

+ Nghiên cứu chƣơng trình, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định

tính và định lƣợng).

4

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

- Phương pháp điều tra

+ Tìm hiểu việc dạy và học thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh ở các

trƣờng THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm trong việc

dạy học bộ môn Vật lý.

+ Xây dựng các mẫu phiếu điều tra để có cơ sở cho việc cần đổi mới phƣơng pháp sử

dụng cũng nhƣ cần sáng tạo thêm các thiết bị thí nghiệm cho môn Vật lý cấp THPT,

đồng thời cũng đánh giá đƣợc hiệu quả của việc đổi mới phƣơng pháp.

- Phương pháp thực nghiệm

+ Thực nghiệm thiết kế một số thí nghiệm

+ Thực nghiệm sƣ phạm

- Phương pháp thống kê toán học

+ Sử dụng thống kê toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sƣ 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. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng đƣợc phƣơng pháp chung để thiết kế và sử dụng các thiết bị thí nghiệm

vật lý theo hƣớng “phát hiện và giải quyết vấn đề”.

- Vận dụng phƣơng pháp đã nêu trên để áp dụng vào thực nghiệm thiết kế một số

thí nghiệm trong chƣơng “Động lực học chất điểm” - Vật lý 10.

- Sử dụng các thiết bị thí nghiệm để thiết kế một số bài giảng trong chƣơng “Động

lực học chất điểm” - Vật lý 10 theo hƣớng phát hiện và giải quyết vấn đề.

- Thực nghiệm sƣ phạm và rút ra ƣu nhƣợc điểm để hoàn thiện thêm phƣơng pháp

sử dụng và hình thức thiết kế các thí nghiệm.

8. Đóng góp của đề tài

- Thiết kế thí nghiệm mới góp phần mở rộng hơn hệ thống các thí nghiệm đã có, phục

vụ việc giảng dạy, đảm bảo coi trọng thực nghiệm.

- Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm chƣơng "Động lực học chất điểm" để thiết kế

bài giảng theo tinh thần dạy học "phát hiện và giải quyết vấn đề".

- Là tài liệu tham khảo cho giáo viên các trƣờng trung học phổ thông trong việc giảng

dạy và tự thiết kế chế tạo đồ dùng dạy học.

5

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

CHƢƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

ĐỂ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

CHO VIỆC THIẾT KẾ BÀI GIẢNG THEO HƢỚNG DẠY HỌC

PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Từ nhiều năm nay, đổi mới PPDH ở tất cả các cấp, bậc học luôn đƣợc Đảng, Nhà

nƣớc và Bộ GD&ĐT quan tâm. Đối với môn vật lý, để tăng cƣờng tính chủ động, tích

cực của học sinh trong quá trình học tập cũng nhƣ tăng cƣờng rèn luyện kĩ năng vận

dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thì việc sử dụng các thí nghiệm trong các

tiết học là không thể thiếu.

1.1 Thí nghiệm trong dạy học vật lý

1.1.1 Các đặc điểm của thí nghiệm Vật lý

Định nghĩa [1]:

Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con ngƣời vào đối

tƣợng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã

diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận đƣợc tri thức

mới.

Sau đây là một số đặc điểm của thí nghiệm vật lý[1]:

1. Các điều kiện của thí nghiệm phải đƣợc lựa chọn và đƣợc thiết lập có chủ định

sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời đƣợc câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra đƣợc

giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần

đƣợc xác định rõ: đối tƣợng cần nghiên cứu, phƣơng tiện gây tác động lên đối tƣợng

cần nghiên cứu và phƣơng tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác

động.

2. Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi đƣợc để ta có thể nghiên cứu

sự phụ thuộc giữa hai đại lƣợng, trong khi các đại lƣợng khác đƣợc giữ không đổi.

3. Các điều kiện của thí nghiệm phải đƣợc khống chế, kiểm soát đúng nhƣ dự định

nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân

tích thƣờng xuyên các yếu tố của đối tƣợng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh

6

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/

hƣởng 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 không đƣợc quan tâm).

4. Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát đƣợc các biến

đổi của đại lƣợng nào đó do sự biến đổi của các đại lƣợng khác. Điều này đạt đƣợc

nhờ các giác quan của con ngƣời và sự hỗ trợ của các phƣơng tiện quan sát, đo đạc.

5. Có thể lặp lại đƣợc thí nghiệm. Điều này có nghĩa là: với các thiết bị thí nghiệm,

các điều kiện thí nghiệm nhƣ nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí

nghiệm, hiện tƣợng, quá trình vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống nhƣ ở các lần

thí nghiệm trƣớc.

1.1.2 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức

Theo quan điểm của lí luận nhận thức, trong dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông, thí

nghiệm có các chức năng sau:

- Thí nghiệm là phƣơng tiện của việc thu nhận tri thức (nguồn trực tiếp của tri

thức).

- Thí nghiệm là phƣơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu đƣợc.

- Thí nghiệm là phƣơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đƣợc vào thực tiễn.

- Thí nghiệm là một bộ phận của các phƣơng pháp nhận thức vật lý.

1. Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức

- Vai trò của thí nghiệm trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào

vốn hiểu biết của con ngƣời về đối tƣợng cần nghiên cứu. Nếu học sinh hoàn toàn

chƣa có hoặc có ít hiểu biết về đối tƣợng cần nghiên cứu thì thí nghiệm đƣợc sử dụng

để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó. Khi đó, thí nghiệm đƣợc sử dụng nhƣ là

“câu hỏi đối với tự nhiên” và chỉ có thể thông qua thí nghiệm mới trả lời đƣợc câu hỏi

này. Việc tìm cách đặt câu hỏi đối với tự nhiên (thiết kế phƣơng án thí nghiệm), việc

tiến hành thí nghiệm và việc xử lí các kết quả quan sát, đo đạc sau đó chính là quá

trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra. Nhƣ vậy, thí nghiệm đƣợc sử dụng để phân

tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu

nhận tri thức khách quan.

- Trong dạy học vật lý, nhất là ở các lớp dƣới và ở giai đoạn đầu của quá trình

nhận thức một hiện tƣợng, quá trình vật lý nào đó, khi học sinh còn chƣa có hoặc có

hiểu biết ít ỏi về hiện tƣợng, quá trình vật lý cần nghiên cứu thì thí nghiệm đƣợc sử