Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung
MỤC LỤC
Mục
lục……………………………………………………………………………
…….1
Danh mục các kí hiệu viết
tắt………………………………………………………… 4
MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………… 5
1. Lí do chọn đề
tài………………………………………………………………
5
2. Mục đích nghiên
cứu……………………………………………………………
6
3. Khách thể và đối tượng nghiên
cứu…………………………………………… 6
4. Giả thuyết khoa
học……………………………………………………………
7
5. Nhiệm vụ nghiên
cứu…………………………………………………………….
7
6. Các phương pháp nghiên
cứu………………………………………………… 7
7. Những đóng góp của đề
tài…………………………………………………… 8
8. Cấu trúc khúa
luận……………………………………………………………

5. 3 Các loại thí nghiệm trong dạy học vật lí
18
5. 4 Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với việc
sử dụngthí nghiệm trong dạy học vật
lí 20
Kết luận chương I . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 23
Chương II: Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng để
phục vụ dạy học phần cơ học trong chương trình SGK Vật lí 10 THPT 24
1. Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học một số kiến
thức về chuyển
động thẳng trong chương trình vật lí
10 . 24
1.1 Chuyển động thẳng
đều 24
1.2 Khảo sát thực nghiệm chuyển động
thẳng 24
1.3 Chuyển động thẳng biến đổi
đều 25
1.4 Định luật I Niu –
tơn
25
1.5 Định luật II Niu –
tơn 2
6
1.6 Định luật III Niu –
tơn 2


1.1 Mô hình bộ thí
nghiệm
35
2. Chế tạo bộ thí
nghiệm
35
3. Tiến hành thí
nghiệm
40
3.1 Thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng
đều 40
3.2 Thí nghiệm nghiên cứu chuyển động nhanh dần
đều 42
3.3 Thí nghiệm nghiên cứu định luật II Niu –
tơn 44
3.4 Thí nghiệm nghiên cứu định luật bảo toàn động
lượng 45
3.5 Thí nghiệm nghiên cứu định luật III Niu –
tơn 47
4. Nhận xét bộ thí nghiệm sau khi chế
tạo . 52
4.1 Những điểm
mới
52
4.2 Hướng phát
triển
52
5. Soạn thảo tiến trình dạy học sử dụng bộ thí
nghiệm 53

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong thời đại mà cuộc cách mạng khoa học – kỹ thuật và
công nghệ đang diễn ra hết sức mạnh mẽ, nú tạo cơ sở mới cho sự phát triển của xã hội,
nâng cao đời sống của con người. Để theo kịp sự phát triển của khoa học và công nghệ,
để hũa nhập vào nền kinh tế tri thức trong thế kỉ XXI, sự nghiệp giáo dục cũng phải
nhanh chóng đổi mới nhằm đào tạo thế hệ trẻ phát triển nhân cách toàn diện có đức có
tài, có trí tuệ thông minh, có tư tưởng thẩm mĩ, có sức khỏe dồi dào, sẵn sàng thực hiện
Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung
nghĩa vụ lao động và bảo vệ tổ quốc, tạo nên nhân cách người Việt Nam vừa truyền
thống, vừ hiện đại, phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới.
Nhưng trên thực tế, quá trình giáo dục chưa đáp ứng được mục tiêu đã đề ra.
Nền giáo dục của ta chưa thực sự đào tạo được thế hệ trẻ đáp ứng được với xu thế phát
triển của thế giới. Chúng ta thiếu những con người có tính năng động cá nhân, có tư duy
sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi và tác phong công nghiệp.
Tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục phải được làm một cuộc cách mạng toàn diện,
sâu sắc và triệt để. Trong đó, mấu chốt là đổi mới toàn bộ quá trình dạy học bao gồm
nhiều thành tố: nội dung dạy học, phương pháp dạy học, hình thức tổ chức dạy học, cách
thức kiểm tra, đánh giá kết quả học tập. [1] Nói cách khác, quá trình dạy học là một quá

học sinh.
Như vậy, lí luận và thực tiễn đã chỉ ra rằng các thí nghiệm thực hành vật lí đóng
vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình giảng dạy.
Trong chương trình vật lí phổ thông, kiến thức liên quan đến chuyển động thẳng
(chuyển động thẳng đều, biến đổi đều, định luật I, II, III Niu tơn, định luật bảo toàn động
lượng) là phần kiến thức cơ bản của cơ học. Hiện tại đó có nhiều bộ thí nghiệm nghiờn
cứu phần này. Có thể kể đến các bộ thí nghiệm: bộ cần rung điện, bộ băng đệm khí và bộ
máng CT 10 - 2,bộ thí nghiệm về lực tương tác giữa hai xe lăn.Tuy nhiên, các bộ thí
nghiệm đó chưa đáp ứng một cách tốt nhất nhu cầu người sử dụng.
Để giải quyết vấn đề trên, chúng tôi nhận thấy cần nghiên cứu, thiết kế, chế tạo
bộ thí nghiệm mới, khắc phục được các khó khăn của các bộ thí nghiệm cũ. Và sau đó, sử
dụng bộ thí nghiệm mới vào dạy học sao cho hiệu quả.
Với những lí do trên, chúng tôi đã chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm
chuyển động thẳng để phục vụ dạy học phần cơ học trong chương trình SGK lớp 10
THPT”
2. Mục đích nghiên cứu
- Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng khắc phục được những
nhược điểm của các bộ thí nghiệm đã có trước đó.
- Soạn thảo tiến trình dạy học các bài học có sử dụng bộ thí nghiệm nhằm phát huy tính
tích cực, sáng tạo của học sinh.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh
- Đối tượng nghiên cứu: tính tích cực tự chủ sáng tạo của học sinh trong hoạt động học
tập kiến thức về chuyển động thẳng.
4. Giả thuyết khoa học
Ở nhiều trường phổ thông, dạy học phần kiến thức liên quan đến chuyển động
thẳng (SGK Vật lí 10 NC) chưa phát huy được tính tích cực,tự chủ, sáng tạo của học sinh.
Tồn tại tình trạng đó là do giáo viên chưa tổ chức được quá trình dạy học hợp lí, các bộ
thí nghiệm đã có còn nhiều bất tiện gây khó khăn cho giáo viên khi đổi mới quá trình dạy
học. Nếu thiết kế, chế tạo được một bộ thí nghiệm mới khắc phục được những nhược

thức liên quan đến chuyển động thẳng.
- Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về việc thiết kế, chế tạo một số thiết bị thí nghiệm.
- Phương pháp điều tra thăm dò : điều tra tình trạng của việc dạy học các kiến thức về
chuyển động thẳng ở trường phổ thông, điều tra hiện trạng của các bộ thí nghiệm nghiên
cứu chuyển động thẳng đã có.
- Phương pháp thống kê toán học được sử dụng trong quá trình xử lí các số liệu thực
nghiệm.
7. Những đóng góp của đề tài
- Hệ thống kiến thức về lí luận dạy học vật lí: phân biệt quá trình dạy học, phương pháp
dạy học và quá trình nghiên cứu khoa học tìm ra cái mới, phương pháp nhận thức.
- Tổng kết các công việc cần tiến hành để thiết kế phương án dạy học một tiết học soa
cho vừa đảm bảo tính khoa học vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh.
Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung
- Chế tạo thành công bộ thí nghiệm nghiên chuyển động thẳng bao gồm: 1 máng với 2
đường ray dẫn điện, bộ phận đo góc nghiêng, 1 súng cung cấp vận tốc, 2 xe gắn đồng hồ
tương tác từ.
- Sử dụng bộ thí nghiệm, soạn thảo được tiến trình dạy học các bài: chuyển động thẳng
đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, định luật I Niu tơn, định luật II Niuton, định luật III
Niu tơn, định luật bảo toàn động lượng.
8. Cấu trúc khúa luận
Khúa luận gồm ba phần: phần mở đầu, phần nội dung, phần kết luận và kiến nghị.
Ở phần mở đầu, khúa luận nêu lên đặc điểm chung của đề tài, phần này gồm có 8 mục
nhỏ.
Phần nội dung trình bày toàn bộ quá trình thực hiện đề tài. Phần này gồm hai chương:
chương 1 nêu lên cơ sở lí luận của đề tài, chương hai trình bày nội dung, kết quả các công

cho họ hệ thống kĩ năng, kĩ xảo tương ứng.
- Nhiệm vụ 2: Tổ chức, điều khiển học sinh hình thành, phát
triển năng lực và phẩm chất trí tuệ, đặc biệt là năng lực tư duy
độc lập, sáng tạo
- Nhiệm vụ 3: Tổ chức, điều khiển học sinh hình thành cơ sở
thế giới quan khoa học, những phẩm chất đạo đức nói riêng và
phát triển nhân cách nói chung.
Các mục tiêu, nhiệm vụ dạy học chủ yếu được thực hiện thông
qua dạy các
môn học. Mỗi môn học có đặc điểm của mình và có thể thực hiện nhiệm vụ chung đó
bằng các cách khác nhau.
[2] Môn vật lí ở trường phổ thông có những đặc điểm cơ bản sau:
- Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của
vật chất, cho nên các kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành
khoa học tự nhiên, nhất là húa học và sinh học.
- Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm,
phương pháp của nú chủ yếu là phương pháp thực nghiệm.
- Nhiều kiến thức vật lí có liên quan chặt chẽ với các vấn đề cơ
bản của triết học
- Vật lí học là cơ sở lí thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị
dùng trong đời sống và sản xuất.
- Vật lí là khoa học chính xác, đòi hỏi có kĩ năng quan sát thực
tế, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, có tư
duy logic chặt chẽ, biện chứng, trao đổi thảo luận để khẳng
định chân lí.

Do đó nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thông bao gồm:
- Trang bị cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản,
hiện đại, có hệ thống, bao gồm :
 Các khái niệm vật lí

Quá trình dạy học là một quá trình dưới sự lãnh đạo, tổ chức, điều khiển của người
giáo viên, người học tự giác, tích cực, chủ động tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động nhận
thức – học tập của mình nhằm thực hiện những nhiệm vụ dạy học.
2. 2Quá trình dạy học vật lí
Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, quá trình dạy học vật lí cũng có những đặc
điểm riêng của nú.
2. 2. 1 Quá trình dạy học vật lí diễn ra một cách khoa học
Để quá trình dạy học diễn ra một cách khoa học thì cách tốt nhất là quá trình này
cũng phải phỏng theo quá trình nhận thức khoa học. Đối với quá trình dạy học vật lí cũng
như vậy.
• Quá trình nhận thức khoa học trong vật lí
[3] Con đường nhận thức khoa học, nhận thức chân lí khách quan được V. I Lờnin chỉ
ra: “ Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực
tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức thực tế
khách quan. ”
Là một môn khoa học thực nghiệm, con đường nhận thức khoa học vật lí cũng tuân
theo quy luật chung đã được Lê nin chỉ ra nhưng nú mang nét đặc thù của vật lí học. Trên
cơ sở khái quát những phát biểu của các nhà vật lí học nổi tiếng, V. G. Razumopxki đã
trình bày chu trình sáng tạo khoa học:

Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung
o Nghiên cứu các tính chất của đối tượng gốc
o Xây dựng mô hình: dùng các thao tác tư duy (có thể là
sự tương tự), hình dung sơ bộ về sự vật, đi đến một mô
hình sơ bộ . Mô hình này trở thành mẫu để nhà nghiên

Vì “ tri thức nảy sinh từ hoạt động” nên dạy học phải lấy người học làm trung tâm. Thầy ( tác nhân) Trò ( chủ thể )

Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung
+ Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
+ Thí nghiệm thực tập của học sinh
5. 2. 1Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
Thí nghiệm biểu diễn được giáo viên tiến hành trên lớp, trong các giờ học kiến thức
mới hoặc củng cố kiến thức của học sinh.
Căn cứ vào mục đích lí luận dạy hoc của thí nghiệm biểu diễn trong quá trình nhận
thức của học sinh, thí nghiệm biểu diễn bao gồm những loại sau:
- Thí nghiệm mở đầu: giới thiệu cho học sinh một cách sơ lược về hiện tượng sắp
nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập của học sinh.
- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: nhằm xây dựng hoặc kiểm chứng kiến thức mới.
Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng bao gồm:
• Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: cung cấp các cứ liệu thực
nghiệm để từ đó khái quát thành kiến thức mới, giải quyết
được vấn đề đầu giờ học. Ví dụ: thí nghiệm định luật III Niu-
tơn; định luật cảm ứng điện từ, định luật khúc xạ ánh sáng.
• Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: nhằm kiểm chứng lại kiến
thức đã được xây dựng bằng con đường lí thuyết, dựa trên
những phép suy luận chặt chẽ. Ví dụ: quy luật dao động điều
hũa của con lắc lò xo ngang, biểu thức tính lực Lo-ren-xơ.

“Khảo sát chuyển động thẳng” là một bài thực hành. Bài thực hành được học sau khi
học sinh học các kiến thức chung về chuyển động cơ, vận tốc trong chuyển động thẳng,
chuyển động thẳng đều. Bài thực hành nhằm củng cố cho học sinh kiến thức về tọa độ
của vật tại các thời điểm khác nhau, vận tốc trong chuyển động thẳng, đồ thị tọa độ theo
thời gian, vận tốc theo thời gian. Do đó, bài thực hành cần có thí nghiệm về một vật
chuyển động thẳng, chuyển động thẳng này không nên là chuyển động thẳng đều vì như
thế việc xác định tọa độ, vận tốc, đồ thị tọa độ, vận tốc theo thời gian khá đơn giản và
quen thuộc với học sinh, chuyển động thẳng này cũng không nên quá phức tạp, do đó,
chuyển động thẳng biến đổi đều là thích hợp nhất.
Cũng như đối với thí nghiệm chuyển động thẳng đều nói trên, ta không xác định được
vận tốc tức thời. Do đó, bộ thí nghiệm cần cho phép ghi lại chuyển động của vật sao cho
từ đó có thể tính được vận tốc trung bình của vật trên một đoạn đường ngắn trong khoảng
thời gian ngắn. Ta có thể coi vận tốc trung bình đó là vận tốc tức thời tại thời điểm đầu
(hoặc cuối) của vật trên đoạn đường.
Vậy, yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học bài “khảo sát chuyển động
thẳng” là: bộ thí nghiệm tạo ra một chuyển động thẳng biến đổi đều, cho phép xác định vị
trí của vật tại những thời điểm khác nhau, cho phép đo được các quãng đường vật đi được
trong những khoảng thời gian ngắn liên tiếp (khoảng thời gian đó là ngắn so với toàn bộ
thời gian vật chuyển động) để từ đó xác định vận tốc trung bình của vật trên đoạn đường
đó.
1. 3Chuyển động thẳng biến đổi đều (mục 2 bài 4 SGK Vật lí 10NC)
Ở phần này cần có thí nghiệm một vật chuyển động thẳng biến đổi đều, để từ đó làm
rõ định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều: “ Chuyển động thẳng biến đổi đều là
chuyển động thẳng, trong đó chất điểm có gia tốc tức thời không đổi ”.
Ở phần trước đó, học sinh đã học định nghĩa gia tốc trung bình, gia tốc tức thời do đó,
để làm rõ định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều như trên thì gia tốc của vật phải
Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung


chế độ: đồng hồ có thể đo thời gian các cổng quang bị che lấp, đo thời gian từ lúc cổng 1
bị che đến lúc cổng 2 bị che. Tựy vào phương án đo mà sử dụng đồng hồ và cổng quang
cho hợp lí. Từ thời gian hiện trên đồng hồ, đường kính viên bi, khoảng cách 2 cổng
quang ta xác định được vận tốc, gia tốc của vật.
- Ưu điểm:
Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung
• Bộ phận đo sự thăng bằng (5)
• Bộ phận đo góc (6)
4.4 Các bộ phận dùng chung
• Hai chân đế (bộ phận nâng máng) (7)
• Gia trọng (8)
• Nguồn 220V - 12V (9)

4. 5 Bộ thí nghiệm sau khi chế tạo

Lớp: K57 B - Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội

Khúa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung



và thời gian. Từ các mối liên hệ đó có thể tìm
sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian.

Đưa ra định nghĩa chuyển động nhanh,
chậm dần đều: “Một vật chuyển động nhanh
dần đều khi nú chuyển động biến đổi đều và
giá trị vận tốc tăng lên (độ lớn của v lớn hơn
độ lớn của v
o
; ngược lại khi độ lớn của v nhỏ
hơn độ lớn v
o
ta có chuyển động chậm dần đều.
”
?Dựa vào phương trình thể hiện sự phụ thuộc
vận tốc theo thời gian, em hãy cho biết, trong 2
trường hợp chuyển động nhanh, chậm dần đều
thì tích v. a khác nhau như thế nào?
- Tìm sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian
từ các gợi ý của giáo viên.
- Kết luận:v = v
o
+ a. t

7. 5. 2 Mục tiêu

- Kiến thức
• Học sinh hiểu và phát biểu được nội dung định luật III Niu - tơn
- Kĩ năng Kĩ năng
• Học sinh giải thích được một số hiện tượng dựa vào định luật
III Niu - tơn
• Học sinh vận dụng được định luật III Niu - tơn để giải một số
bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự.
7. 5. 3 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức