Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Ngu
yê
n h t
t

p: /
/

www .

l

r
c

-
t

nu .
e

d u .

v

n
ĐẠI HỌC THÁI
NGUYÊN
TRƢỜNG
ĐẠI HỌC
SƢ


-
t

nu .
e

d u .

v

n
TRƢỜNG
ĐẠI HỌC
SƢ
PHẠM

CHU THỊ HỒNG
LÂM
PHỐI HỢP SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM
VÀ
PHƢƠNG
TIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG
DẠY HỌC MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ PHẦN CƠ
HỌC (VẬT LÍ 10 - CƠ BẢN) NHẰM PHÁT TRIỂN
TƢ
DUY VẬT LÍ CHO HỌC SINH MIỀN NÚI
Chuyên ngành: Lý luận và
phƣơng
pháp dạy học Vật

MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Trang
Mục
lục

1
Danh mục các chữ viết tắt
4
Danh mục các
bảng 5
Danh mục các đồ thị, biểu đồ, hình
vẽ 6
Mở đầu
7
Chƣơng
I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
1.1. Tổng
quan 11
1.2. Vấn đề phát triển tư duy vật lí cho học sinh miền
núi 13
1.2.1. Khái niệm về tư duy vật
lí

13
1.2.1.1. Khái niệm về tư
duy

13
1.2.1.2. Đặc điểm của quá trình tư

lí 35
1.4. Phối hợp sử dụng thí nghiệm và các phương tiện CNTT trong dạy học định
luật
vật
lí 39
1.4.1. Thí nghiệm với vấn đề phát triển tư duy vật
lí 39
1.4.1.1. Khái niệm về thí nghiệm vật
lí 39
2
1.4.1.2. Các vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí 40
1.4.1.3. Sự cần thiết của thí nghiệm trong dạy học vật lí 42
1.4.1.4. Những khó khăn và hạn chế khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học các định
luật vật
lí
44
1.4.2. Các phương tiện CNTT 45
1.4.2.1. Phương tiện dạy
học
45
1.4.2.2. Phương tiện CNTT 48
1.4.2.3. Các phương tiện CNTT trong dạy học vật lí 48
1.4.2.4. Ưu điểm và nhược điểm của phương tiện CNTT 52
1.4.3. Biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT trong dạy học
các định luật Vật lí

53
1.4.3.1. Căn cứ lí luận và thực tiễn lựa chọn phối hợp sử dụng thí nghiệm và các
phương tiện CNTT trong dạy
học 53

cơ
3
bản) 7
7
Kết luận
ch
ƣ
ơng

II
102
4
Chƣơng
III: Thực nghiệm
sƣ
phạm
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư
phạm 103
3.1.1.Mục đích của thực nghiệm sư
phạm
103
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 103
3.1.3. Đối tượng và cơ sở thực nghiệm sư phạm 103
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 104
3.1.5. Ước lượng các đại lượng đặc trưng cho
TNSP
104
3.1.6. Cách đánh giá, xếp loại 105
3.2. Thực nghiệm sư phạm, kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm 106
3.2.1. Thực nghiệm sư

Thực nghiệm sư phạm TNSP
Trung học phổ thông THPT
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Ngu
yê
n h t
t

p: /
/

www .

l

r
c

-
t

nu .
e

d u .

v

n
5
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm
tra 114
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Ngu
yê
n h t
t

p: /
/

www .

l

r
c

-
t

nu .
e

d u .

v

n
6
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ


-
t

nu .
e

d u .

v

n
7
I. Lí do chọn đề tài
MỞ ĐẦU
Phương pháp dạy học (PPDH) là một trong những yếu tố quan trọng nhất của
quá trình dạy học. Cùng một nội dung nhưng học sinh (HS) học tập có hứng thú, có
tích cực hay không? Có để lại những dấu ấn sâu sắc và khơi dậy những tình cảm
lành mạnh trong tâm hồn các em hay không? Phần lớn phụ thuộc vào PPDH của
người thầy.
Định hướng chung về đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,
sáng tạo, tự học, kỹ năng vận dụng vào thực tiễn, phù hợp với đặc điểm của từng
lớp học; môn học, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, tạo được hứng thú học
tập cho HS, tận dụng được công nghệ mới nhất; khắc phục lối dạy truyền thống
truyền thụ một chiều các kiến thức có sẵn. Rất cần phát huy cao năng lực tự học,
học suốt đời trong thời đại bùng nổ thông tin. Tăng cường học tập cá thể phối hợp
với hợp tác. Định hướng vào người học được coi là quan điểm định hướng chung
trong đổi mới PPDH. Kết hợp giữa việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có hiệu
quả các PPDH tiên tiến, hiện đại với khai thác những yếu tố tích cực của các PPDH
truyền thống. Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học (PTDH), thiết bị dạy

[
17
]
,
[
27
]
như
:
Phạm
Thanh Bình, Ngô Văn Lý, Tô Đức Thắng. Tuy nhiên việc tổ chức phương pháp
(PP) dạy như thế nào để phát triển được tư duy vật lí của HS trung học phổ thông
(THPT) miền núi và phù hợp với định hướng đổi mới hiện nay thì còn chưa được
nghiên cứu đầy đủ.
Tìm hiểu thực tế dạy học vật lí ở các trường THPT miền núi hiện nay và đặc
điểm tâm lí của HS miền núi chúng tôi nhận thấy rằng, khả năng nhận thức của HS
còn chậm, chưa hứng thú học, năng lực nhận thức còn nhiều hạn chế, thụ động
trong việc tiếp thu kiến thức.
Xuất phát từ những lí do đã nêu trên, chúng tôi mong muốn có thể đóng góp một
phần vào thực hiện tốt mục tiêu, nhiệm vụ đổi mới PPDH giáo dục THPT qua việc
lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “Phối hợp sử dụng thí nghiệm và
phƣơng
tiện
công nghệ thông tin trong dạy học một số định luật vật lí phần cơ học
(Vật lí 10 - Cơ bản) nhằm phát triển
tƣ
duy vật lí cho học sinh miền núi”
II. Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT trong dạy học
một số định luật vật lí phần cơ học (Vật lí 10 - cơ bản), nhằm phát triển tư duy vật lí

Projecter, máy vi tính, phần mềm thí nghiệm vật lí) nhằm phát triển tư duy vật lí
cho học sinh THPT miền núi.
VII.
Ph
ƣ
ơng
pháp nghiên cứu
a -
Phƣơng
pháp nghiên cứu lí luận
- Tham khảo sách báo, tạp chí chuyên nghành về vấn đề phát triển tư duy vật lí và
các phương pháp dạy học tích cực.
- Tham khảo tài liệu về định luật vật lí và con đường nhận thức định luật vật
lí.
b-
Phƣơng
pháp tổng kết kinh nghiệm, điều tra quan sát.
- Tổng kết kinh nghiệm qua nhiều năm trực tiếp giảng dạy, qua dự giờ, trao đổi
kinh nghiệm với một số giáo viên (GV) giàu kinh nghiệm ở một số trường THPT
miền núi.
- Phỏng vấn GV và HS để nắm tình hình dạy học định luật vật lí và sử dụng thí
nghiệm với phương tiện CNTT ở một số trường THPT miền núi.
Qua đó thống kê những khó khăn và nhược điểm, hạn chế, từ đó đề xuất phương án
khắc phục tích cực.
c-
Phƣơng
pháp thực nghiệm
- Làm thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá giả thuyết khoa học đã đề
ra.
- Ứng dụng phương pháp thống kê toán học xử lý và phân tích các số liệu thực

dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật và công nghệ hiện đại vào quá trình dạy
học, nhằm thực hiện mục tiêu giáo dục với hiệu quả cao. Đáp ứng được yêu cầu
định hướng giáo dục mà Bộ giáo dục và đào tạo đã nêu trong các chủ đề năm học
là: năm học 2008-2009 “Năm học đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin, đổi mới
quản lí tài chính và triển khai phong trào xây dựng trường học thân thiện, học sinh
tích cực”, năm học 2009-2010 với chủ đề là “Đổi mới quản lí và nâng cao chất
lượng giáo dục”. Trong đó một trong những nhiệm vụ trọng tâm của giáo dục là
“Tiếp tục đổi mới nội dung, PP giáo dục, đẩy mạnh ứng dụng CNTT phục vụ đổi
mới PP dạy và học”, trong đó việc ứng dụng CNTT phải thực hiện hợp lí.
Đặc thù dạy học bộ môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, trong đó khi xây
dựng hay dạy học các định luật thì thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng, vì
hầu hết các định luật đều được xây dựng từ thực nghiệm, hay khi chúng được chứng
minh từ lí thuyết nhưng chúng cũng đảm bảo tính đúng đắn khi ta dùng thí nghiệm
để kiểm nghiệm, và vì vậy các định luật vật lí luôn đảm bảo tính chân lí và học sinh
sẽ tin tưởng vào những kiến thức mà mình được truyền đạt. Tuy nhiên cũng có
những thí nghiệm thực tế khó làm, mất nhiều thời gian, không thể thực hiện được
trong điều kiện lớp học, thời lượng một tiết dạy và kết quả thì chưa có độ chính xác
cao, do phương tiện chưa đảm bảo hoặc do các yếu tố bên ngoài tác động mà ta
không thể loại bỏ hết.
Do đó, với sự phát triển như vũ bão của các phương tiện CNTT hiện nay và sự ra
đời của nhiều phần mềm dạy học (PMDH) thì đã bổ sung được rất lớn những khó
khăn, hạn chế thường gặp của một số thí nghiệm khi ta đi xây dựng hay kiểm
nghiệm các định luật vật lí.
Việc nghiên cứu PPDH nhằm phát triển tư duy cho HS là một vấn đề được nhiều
nhà khoa học giáo dục và tâm lí học nghiên cứu.
Trong các công trình khoa học trước đây áp dụng và kết hợp nhiều PP nhằm phát
triển tư duy cho HS
[
8
]

toán học phức tạp khác nhau, kiểm tra lựa chọn các giả thuyết của mô hình nhanh
chóng do đó phát triển tư duy sáng tạo khi nghiên cứu các hiện tượng, quá trình vật
lí. Trần Huy Hoàng, tác giả đã sử dụng MVT và một số dụng cụ khác như đệm
không khí để tiến hành xây dựng thí nghiệm định luật bảo toàn động lượng phục vụ
cho việc giảng dạy đạt kết quả rất tốt.
Mai Văn Trinh, tác giả đã chú trọng đến việc sử dụng MVT như một PTDH
hiện đại đồng thời khẳng định vai trò to lớn của MVT và PMDH trong việc góp
phần phát triển khả năng độc lập, tự lực và sáng tạo của HS trong quá trình học tập.
Vương Thị Kim Yến, trong luận văn này tác giả đã khai thác và sử dụng một
cách có hiệu quả phần mềm phân tích băng video, trong việc tích cực hoá hoạt động
nhận thức của HS thông qua việc giảng dạy một số kiến thức về động học.
Ngoài ra còn rất nhiều các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả khác nữa cũng
nghiên cứu về các vấn đề nêu trên mà chúng tôi không thể kể hết ở đây.
Các công trình kể trên đã có những thành công nhất định trong việc phát triển tư
duy cho HS qua sử dụng thí nghiệm biểu diễn hoặc sử dụng MVT và các PMDH.
Thực tiễn dạy học miền núi đang đòi hỏi phải có cách tổ chức dạy học riêng,
thích hợp. Người GV miền núi cũng đang phải đối mặt với thực tế dạy học còn tồn
tại mâu thuẫn giữa yêu cầu nâng cao chất lượng với thực tiễn, điều kiện học tập ở
miền núi còn nhiều hạn chế.
Tuy nhiên, để phối hợp sử dụng đồng thời thí nghiệm, là đặc thù của bộ môn Vật
lí, với các PTDH hiện đại trong dạy học các định luật vật lí phần cơ học cho HS
THPT miền núi, nhằm phát triển tư duy vật lí thì chưa có công trình nào nghiên cứu
cụ thể. Vì vậy chúng tôi quyết định triển khai nghiên cứu vấn đề này.
1.2. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN
TƢ
DUY CHO HỌC SINH MIỀN NÚI
1.2.1. Khái niệm về
tƣ
duy vật lí
1.2.1.1.Khái niệm về

Tư duy bao giờ cũng mang tính chất khái quát bằng cách nêu bật ra cái bản chất, cái
chung của các sự vật và hiện tượng. Trong quá trình nhận thức nói chung, tư duy
bao giờ cũng mang tính sáng tạo, vì nhận thức nhằm thu được những trí thức mới và
sáng tạo ra những phương thức mới để thu lượm tri thức. Vì tư duy của con người
càng phát triển thì con người càng nhận thức được bản chất của các sự vật, hiện
tượng phức tạp nhanh chóng và sâu sắc hơn.
Quá trình nhận thức bao giờ cũng liên hệ chặt chẽ với tư duy. Nhờ có tư duy mà
ta có thể chuyển được những tri thức sơ đẳng đầu tiên sang những trí thức sâu sắc
hơn, chuyển từ hiện tượng sang bản chất và từ bản chất bậc một sang bản chất bậc
hai LN Tônxtôi đã viết: “kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nó là thành quả
những cố gắng của tư duy chứ không phải là của trí nhớ”
1.2.1.2. Đặc điểm của quá trình
tƣ
duy.

[
27
]
+ Tính “có vấn đề”: Hoàn cảnh có vấn đề chính là cái kích thích con người tư
duy; hoàn cảnh hay tình huống có vấn đề nảy sinh khi gặp những tình huống mà
vốn hiểu biết cũ, PP hành động đã biết của con người không đủ để giải quyết nó, để
tư duy con người phải nhận thức được hoàn cảnh có vấn đề, phải có nhu cầu giải
quyết nó và phải có những tri thức cần thiết có liên quan tới vấn đề đó. Kích thích
quá trình tư duy phát triển là tình huống có vấn đề, quá trình tư duy chỉ diễn ra khi
gặp một cái mới mà ta muốn nhận biết, khi gặp những mâu thuẫn và nảy sinh những
thắc mắc, khi phát hiện ra các mâu thuẫn. Khi gặp tình huống có vấn đề mà ta có
nhu cầu giải quyết thì nó có tác dụng kích thích thúc đẩy tư duy tiến lên nhằm vạch
ra những quy luật bản chất của vấn đề đó.
+ Tính khái quát của tư duy: Tư duy phản ánh những thuộc tính chung, những
mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật, hiện tượng. Chính vì vậy

X.L.Rubienstêin viết: “nội dung cảm tính bao giờ cũng có trong tư duy trừu tượng,
tựa hồ như làm thành chỗ dựa cho tư duy” (X.L.Rubienstêin, Tồn tại và ý thức
(tiếng nga) M. 1957,tr.71), ngược lại tư duy và những kết quả của nó chi phối khả
năng phản ánh của cảm giác, làm cho khả năng đó của con người tinh vi hơn, nhạy
bén hơn, mang tính lựa chọn và trở nên có ý nghĩa hơn. Vì lẽ đó Ph. Ăngghen viết:
“nhập vào con mắt của chúng ta chẳng những có cảm giác mà còn có cả hoạt động
tư duy của ta nữa”. Quá trình tư duy liên hệ chặt chẽ với quá trình nhận thức cảm
tính, nó bắt đầu nhận thức cảm tính và trong quá trình tư duy nhất thiết phải sử dụng
những tư liệu của nhận thức cảm tính. Con người nhờ tư duy mới phản ánh được
những mối liên hệ bản chất và tất yếu, mới phản ánh được các quy luật. Những mối
liên hệ bản chất là những mối liên hệ làm cơ sở cho các mối liên hệ khác giữa các
sự vật. Tư duy phản ánh hiện thực dưới dạng khái quát khác với nhận thức cảm tính.
Chẳng hạn chúng ta quan sát thấy một nhóm người có lứa tuổi khác nhau, nghề
nghiệp khác nhau, chủng tộc và giới tính khác nhau. Tách ra cái chung vốn có của
mọi người: Khả năng lao động, suy nghĩ, trao đổi tư tưởng với nhau nhờ ngôn ngữ,
chúng ta khái quát các thuộc tính này và tạo ra khái niệm ⇒ con người. Như vậy
chúng ta chuyển từ sự nhận thức những con người riêng lẻ tới khái niệm khoa học
về con người. Nhờ khái quát tư duy trừu tượng đi sâu vào hiện thực khách quan,
vạch ra các quy luật vốn có của nó.
+ Tư duy là sự phản ánh và tham gia tích cực vào quá trình cải biến thế giới
khách quan. Trong hoạt động thực tiễn biến đổi thế giới bên ngoài, con người nhận
thức các quy luật và sử dụng chúng vì lợi ích của mình. Tính tích cực của tư duy
biểu hiện ở chỗ con người thực hiện khái quát về mặt lí luận, tạo ra các khái niệm
và phán đoán, xây dựng các suy luận và giả thiết. Dựa trên cơ sở của các tri thức đã
biết, con người có khả năng tiên đoán, vạch ra kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội,
khoa học, giáo dục Tính tích cực của tư duy còn biểu hiện ở hoạt động sáng tạo
của con người, ở khả năng tưởng tượng. Tư duy định hướng, xác định, điều hoà
mục đích, phương pháp và đặc trưng hoạt động thực tiễn của con người. Tư duy
giúp con người cải biến tri thức đó dưới dạng các phương tiện của ngôn ngữ tự
nhiên và bằng các kí hiệu của ngôn ngữ nhân tạo. Ngôn ngữ này giữ vai trò rất quan

xuất phát
Kiểm tra - Thực nghiệm
Quá trình này gồm 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Tập hợp các sự kiện
H ình 1.1
Tập hợp các sự kiện để từ đó suy ra mô hình của các sự kiện ấy. Quá trình này
vừa tập hợp, vừa phỏng đoán vừa linh cảm trực giác thấy được vấn đề.
+ Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình từ các sự kiện
- Sau khi tập hợp các sự kiện riêng lẻ, nhờ phân tích và suy luận quy nạp, khái
quát hoá xây dựng nên mô hình phản ánh tính chất sự việc, hiện tượng trong vật lý.
Đó là khái niệm, định luật. Có hai loại mô hình:
- Mô hình hình ảnh: Xây dng mô hình cơ học có hình ảnh, phản ánh những dấu
hiệu bản chất nhất và cấu trúc của hiện tượng được nghiên cứu.
- Mô hình dấu hiệu: Thường được biểu thị bằng lời, bằng toán học, bằng đồ thị
cho thấy rõ mối quan hệ và diễn biến của hiện tượng. (ta cần chú ý không phải hiện
tượng vật lí nào cũng xây dựng được hai mô hình. Bởi vì, với vật lí vi mô thì không
thể dùng dấu hiệu vĩ mô để biểu thị tính chất của các hệ vi mô).
+ Giai đoạn 3: Giai đoạn suy từ mô hình đến hệ quả
Đây là giai đoạn quan trọng vì: Từ mô hình có khả năng suy ra được các hệ quả
chưa từng biết đến và điều quan trọng là không phải lập lại từ đầu quá trình tư duy.
(một lý thuyết có thể cho nhiều hệ quả, hệ quả đó là sự kiểm tra tính chất đúng đắn
của mô hình).
+ Giai đoạn 4: Kiểm nghiệm hệ quả bằng thực nghiệm
Giai đoạn này mở màn cho sự sáng tạo kỹ thuật. Các công trình nghiên cứu cho
thấy rằng đặc tính nhất của hoạt động tư duy là chuyển sự kiện sang mô hình. Ở đó
con người phải vận dụng tốt các thao tác tư duy, phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu
tượng hoá, khái quát hoá. Để thể hiện đặc tính của hoạt động tư duy trong các giai
đoạn của quá trình sáng tạo, Anhxtanh đưa ra sơ đồ sau:
A
E

những kết luận khái quát thu được có phản ánh đúng thực tế khách quan không, ta
phải kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó ta phải xuất phát từ những kết luận
khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán những hiện tượng mới có thể quan sát được
trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tượng mới đúng như dự đoán thì kết
luận khái quát ban đầu mới được xác nhận là chân lí. Mặt khác việc vận dụng những
kiến thức vật lí khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con người cải tạo thực tiễn,
làm cho các hiện tượng vật lí xảy ra theo hướng có lợi cho con người, thoả mãn
được nhu cầu ngày càng tăng của con người.
Trong quá trình nhận thức vật lí như trên, con người sử dụng tổng hợp, xen kẽ
nhiều hình thức tư duy, trong đó có hình thức chung như tư duy lí luận, tư duy logic
và những hình thức đặc thù của vật lí học như thực nghiệm, mô hình hoá
1.2.2. Đặc điểm
tƣ
duy vật lí của HS miền
núi.
[
20
]
,
[
21
]
Theo X.M. Aruchiunhian: Đặc trưng tâm lý dân tộc là những sắc thái dân tộc độc
đáo của tình cảm và xúc cảm, là cách nghĩ và hành động, là những nét tâm lí bền
vững của thói quen, là truyền thống được hình thành dưới ảnh hưởng những điều
kiện của đời sống vật chất, những đặc điểm của con đường phát triển lịch sử của
dân tộc nhất định và được biểu hiện trong đặc trưng văn hoá và sinh hoạt của dân
tộc đó. Điều này có nghĩa là mỗi dân tộc có một đặc điểm tâm lí riêng, mang tính
chất xã hội, lịch sử.
Đặc điểm quá trình nhận thức của HS dân tộc, miền núi: bao gồm những yếu tố