1
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học s phạm hà nội 2


Vũ hoàng t
rèn luyện cho học sinh sử dụng phơng pháp
thực nghiệm nhằm nâng cao chất lợng học tập
và góp phần phát triển năng lực sáng tạo
trong dạy học chơng "cảm ứng điện từ"
SGK vật lí 11 nâng cao

Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục
3
Lời cảm ơn

Tác giả luận văn bày tỏ lòng biết ơn Tổ bộ môn phơng pháp giảng dạy Vật
lí và phòng sau đại học trờng Đại học s phạm Hà Nội 2, Khoa Vật lí trờng
Đại học s phạm Hà Nội đã tạo điều kiện để luận văn đợc hoàn thành.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Tạ Tri Phơng đã tận
tình hớng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả cảm ơn Ban giám hiệu trờng THPT Trần Hng Đạo Thành phố
Ninh Bình đã tạo điều kiện để thực hiện đợt thực nghiệm s phạm hoàn thành
luận văn.
Cuối cùng tác giả xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn gia đình, bạn bè đã
động viên, cổ vũ và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận
văn.
Ninh bình, tháng 9 năm 2009.
Tác giả Vũ Hoàng T
5
Mục lục

Mở đầu 1
Chơng 1:
cơ sở lí luận của đề tài
8
1.1. Nội dung của PPTN 8
1.2. Tổ chức dạy học vật lí ở trờng phổ thông theo PPTN 20
1.3. Các biện pháp rèn luyện cho học sinh sử dụng PPTN 32
1.4. Sử dụng thí nghiệm Vật lí trong dạy học theo các giai đoạn 35
Kết luận chơng 1 38
Chơng 2
:
rèn luyện cho học sinh sử dụng PPTn trong học tập
một số kiến thức của chơng Cảm ứng điện từ SGK Vật lí 11
39
2.1. Nội dung chơng trình SGK và thực tế dạy học chơng Cảm ứng điện
từ SGK Vật lí 11 nâng cao 39
2.2. Sơ đồ cấu trúc lôgic nội dung và mạch phát triển kiến thức chơng
Cảm ứng điện từ SGK Vật lí 11 nâng cao . 45
2.3. Các thí nghiệm chính cần tiến hành trong bài: Hiện tợng cảm ứng
điện từ- Suất điện động cảm ứng, bài Dòng điện Fu-cô . 48
2.4. Soạn thảo tiến trình dạy học bài Hiện tợng cảm ứng điện từ- Suất
điện động cảm ứng(tiết1) theo các giai đoạn của PPTN . 48
2.5.Soạn thảo tiến trình dạy học bài "Hiện tợng cảm ứng điện từ- Suất điện
động cảm ứng"(tiết2) theo các giai đoạn của PPTN . 60
2.6. Soạn thảo tiến trình dạy học bài Dòng điện Fu-cô theo các giai đoạn
của PPTN 70
KếT LUậN CHƯƠNG 2

7
Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Nớc ta đang bớc vo thời kì công nghiệp hóa hiện đại hoá, hội
nhập với cộng đồng thế giới trong nền kinh tế cạnh tranh quyết
liệt. Tình hình đó đòi hỏi đổi mới môi trờng giáo dục nhằm đo
tạo ra những con ngời có phẩm chất và năng lực đáp ứng yêu
cầu của sự phát triển kinh tế-xã hội. Nền giáo dục không chỉ dừng
lại ở chỗ trang bị cho học sinh những kiến thức, công nghệ m
nhân loại đã tích luỹ đợc m còn phải bồi dỡng cho họ tính năng
động cá nhân, t duy sáng tạo v năng lực thực hnh giỏi. Nghị
quyết hội nghị ban chấp hnh TW đảng cộng sản Việt Nam khoá
VIII đã chỉ rõ:
Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục l nhằm xây
dựng con ngời v thế hệ thiết tha gắn bó với lý tởng độc lập dân
tộc v chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên
cờng xây dựng v bảo vệ tổ quốc; công nghiệp hoá, hiện đại hoá
đất nớc; giữ gìn v phát huy các giá trị văn hoá dân tộc, có năng
lực tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại; phát huy tiềm năng văn
hoá v con ngời Việt Nam, có ý thức cộng đồng v phát huy tính
cực của cá nhân, lm chủ tri thức khoa học v công nghệ hiện đại,
có t duy sáng tạo, có kĩ năng thực hnh giỏi, có tác phong công
nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật; có sức khoẻ, l những ngời thừa
kế v xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên nh lời
dặn của Bác Hồ [24].

8
Phơng pháp dạy học truyền thống trong một thời gian di đã
đạt đợc những thnh tựu quan trọng. Tuy nhiên phơng pháp đó
nặng về truyền thụ một chiều, thầy giảng giải minh hoạ, trò lắng

và tăng cờng cơ sở vật chất của nhà trờng, phát huy khả năng
sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh, sinh viên[24].
Vật lí ở trờng THPT chủ yếu l Vật lí thực nghiệm. Những
kiến thức Vật lí đợc xây dựng đều dựa vo thí nghiệm hoặc đợc
kiểm tra lại bằng thí nghiệm. Để hiểu rõ nội dung, ý nghĩa của
những kiến thức đó thì tốt nhất l cho học sinh tái tạo lại kiến thức
đó bằng chính phơng pháp m các nh vật lí đã dùng, đó l
phơng pháp thực nghiệm(PPTN).
Mặt khác trong gần nửa thế kỉ nay, khi m nền giáo dục ở
hầu hết các nớc tiên tiến đều chú ý đến việc phát triển năng lực
sáng tạo của học sinh thì ngời ta cũng phải tìm một phơng pháp
dạy học trong đó học sinh phải hoạt động sáng tạo. Phơng pháp
thực nghiệm l một trong những phơng pháp đợc lựa chọn bởi
vì trong quá trình áp dụng đòi hỏi học sinh phải suy nghĩ sáng tạo
đồng thời với cách thức tổ chức, hớng dẫn thích hợp của giáo
viên, học sinh sẽ có khả năng thực hiện đợc hoạt động sáng tạo
đó.
Nh vậy áp dụng phơng pháp thực nghiệm vo dạy học sẽ
đồng thời thực hiện đợc cả hai mục tiêu: giúp học sinh nắm vững

10
kiến thức, bồi dỡng cho học sinh một phơng pháp nghiên cứu
quan trọng trong Vật lí - PPTN. Tuy nhiên, đối với bậc THPT, thực
tế dạy và học Vật lí vẫn cha đợc nh mong muốn. Tình trạng
phổ biến của việc dạy vẫn là giáo viên không tổ chức đợc các
hoạt động nhận thức, vẫn dạy theo cách thuyết trình, thông báo,
hầu nh không làm thí nghiệm. Nếu có sử dụng thí nghiệm thì
cũng không dạy theo các giai đoạn của PPTN. Việc dạy đó làm
cho học sinh chỉ biết tiếp thu một cách thụ động, bắt chớc. Thực
tế dạy học cha đáp ứng đợc yêu cầu đổi mới dạy học Vật lí ở

tác giả chỉ mới thiết kế đợc hai bài là Dòng điện Fu-cô và bài
Hiện tợng tự cảm theo phơng pháp dạy học giải quyết vấn đề,
còn bài đầu tiên của chơng là Hiện tợng cảm ứng điện từ. Suất
điện động cảm ứng thì tác giả cha thiết kế đợc. Để học sinh có
hứng thú ban đầu khi học chơng Cảm ứng điện từ đòi hỏi việc
thiết kế và dạy học bài đầu tiên cũng rất quan trọng.
Với mong muốn đóng góp vào việc nghiên cứu và vận dụng
PPTN vào dạy học Vật lí nhằm đa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt
động nhận thức để học sinh tự lực chiếm lĩnh nội dung học tập,
chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ theo yêu cầu
của chơng trình và bồi dỡng năng lực sáng tạo góp phần nâng
cao chất lợng học tập, chúng tôi lựa chọn đề ti
Rèn luyện cho
học sinh sử dụng phơng pháp thực nghiệm nhằm nâng cao chất

12
lợng học tập v

góp phần phát triển năng lực sáng tạo trong dạy
học chơng "Cảm ứng điện từ" SGK Vật lí 11 nâng cao
làm đề tài
nghiên cứu
.
2. Mục đích của đề tài
Thiết kế và tổ chức việc dạy học theo PPTN một số kiến thức
chơng "Cảm ứng điện từ" SGK Vật lí 11 nâng cao, nhằm lm cho
học sinh tự lực tham gia xây dựng kiến thức v phát triển năng lực
t duy thông qua sự định hớng của giáo viên.
3. Đối tợng nghiên cứu của đề tài
Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh

bằng phơng pháp thực nghiệm.
- Thực nghiệm s phạm theo tiến trình đã soạn thảo, đánh giá
tính khả thi của tiến trình đã soạn thảo trong việc nâng cao chất
lợng kiến thức và góp phần phát triển năng lực sáng tạo ở học
sinh, đánh giá, rút ra nhận xét về u và nhợc điểm từ đó bổ
xung, sửa đổi hoàn thiện tiến trình dạy học đã soạn.
6. phơng Pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận dạy học, các tài liệu liên quan.
- Quan sát s phạm kết hợp với điều tra cơ bản bằng kiểm tra
phiếu, phiếu điều tra, dự giờ của giáo viên, trao đổi trực tiếp với
giáo viên và học sinh về việc dạy và học một số kiến thức chơng

14
Cảm ứng điện từ để tìm ra những khó khăn, sai lầm mà giáo viên
và học sinh thờng gặp. Từ đó tìm hiểu nguyên nhân và đề xuất
biện pháp khắc phục.
- Thiết kế và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm các thiết bị cải
tiến theo phơng án dạy học của đề tài.
-Thực nghiệm s phạm: soạn giáo án, sử dụng phơng pháp
đối chứng kết hợp với dự giờ, theo dõi, ghi chép, phân tích diễn
biến thực tế của giờ dạy, trao đổi với giáo viên và học sinh để
đánh giá, rút kinh nghiệm sau mỗi giờ dạy.
- Phơng pháp thống kê toán học.
7. đóng góp của luận văn
- Thông qua việc thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức làm cụ
thể hoá cơ sở lí luận của việc rèn luyện cho học sinh lớp 11 sử
dụng PPTN trong học tập môn Vật lí nhằm mục tiêu phát triển
NLST và nâng cao chất lợng học tập.
- Xây dựng hệ thống biện pháp rèn luyện cho học sinh hoạt động
sáng tạo theo PPTN, áp dụng vào việc soạn thảo tiến trình dạy học Chơng 1
cơ sở lí luận của đề tài

16
Nhận thức Vật lí là nhận thức chân lí khách quan. V.I.Lênin
đã chỉ ra quy luật chung nhất của hoạt động nhận thức là: "Từ trực
quan sinh động đến t duy trừu tợng và từ t duy trìu tợng đến
thực tiễn" [24].
Đối với mỗi ngành khoa học, quá trình nhận thức cũng có những
nét đặc thù riêng, tuỳ thuộc vào đối tợng nhận thức cụ thể. Mỗi
khoa học chỉ trở thành một khoa học thực sự khi nó có một hệ
thống khái niệm rõ ràng và một phơng pháp nghiên cứu hiệu quả.
Trong nghiên cứu Vật lí ngời ta thờng sử dụng nhiều phơng
pháp khác nhau trong đó có các phơng pháp đặc thù nh phơng
pháp tiên đề, phơng pháp tơng tự, phơng pháp mô hình, PPTN.
1.1. Nội dung của PPTN [13, tr6].
1.1.1. PPTN trong nghiên cứu Vật lí [13, tr6]
1.1.1.1. Sự ra đời của PPTN trong sự phát triển của Vật lí học [13,
tr6]
Trong thời cổ đại, khoa học cha phân ngành và cha tách khỏi
triết học. Mục đích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một
cách toàn bộ mà cha đi vào từng lĩnh vực hiện tợng cụ thể. Lúc
đó dới chế độ chiếm hữu nô lệ, xã hội chia làm hai giai cấp: giai
cấp nô lệ thì phải lao động để nuôi sống xã hội nhng không đợc
hởng quyền lợi gì, còn giai cấp chủ nô là chủ nhân của mọi cái
trong xã hội nhng lại không lao động sản xuất. Những "nhà hiền

Quan điểm của Galilê về phơng pháp nghiên cứu Vật lí học mở
ra một con đờng mới trong quá trình nhận thức sáng tạo của
khoa học Vật lí nói riêng và các môn khoa học tự nhiên nói chung.
Đó là quá trình đi từ những sự kiện xuất phát có vấn đề, dẫn đến
đề xuất giả thuyết (
xây dựng mô hình của hiện tợng
), rồi từ mô
hình giả thuyết đó rút ra các hệ quả lí thuyết và từ các hệ quả lí
thuyết đi đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm và ứng dụng
chúng trong thực tiễn. Thế kỉ thứ 16, 17, 18, 19 là thời kì mà Vật lí
học thực nghiệm đạt đợc những thành tựu xuất xắc cùng với các
cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật vĩ đại mà nó tạo ra. Các đại

18
biểu xuất sắc của Vật lí học thực nghiệm, những thành công của
phơng pháp mới trong thời kì này nh: Tôrixenli (
1608-1662
),
Pascan (
1623-1662
), Bôi (
1627-1691
), Ôtôgherich (
1602-1685
),
Huyghenxơ (
1629-1695
), Niutơn (
1642-1727
), rồi đến Farađây

19
quả, tiên đoán một số sự kiện mới trớc đó cha biết đến. Những
hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra
đợc. Nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định sự đúng đắn
của giả thuyết và khi đó, giả thuyết đợc coi là một định luật vật lí
chính xác.
Nh vậy, PPTN không phải đơn thuần là làm thí nghiệm một
cách mò mẫm, ngẫu nhiên. Trớc khi làm thí nghiệm, nhà khoa
học phải dựa vào những quan sát ban đầu của mình hay của
những nhà khoa học khác, nêu lên một số câu cần giải đáp, nghĩa
là vạch rõ mục đích của thí nghiệm: Thí nghiệm để làm sáng tỏ cái
gì? để hỏi thiên nhiên cái gì? Tiếp theo là phải bố trí thí nghiệm
nh thế nào, tức là tìm cách đặt câu hỏi cho thiên nhiên nh thế
nào để có câu trả lời đơn giá? Câu trả lời của thiên nhiên qua các
kết quả của thí nghiệm là những dấu hiệu bề ngoài của sự vật, có
thể quan sát đợc, cần phải phân tích, khái quát hoá những kết
quả đó nh thế nào để thu đợc những kết quả có giá trị tổng
quát? Cuối cùng là, lời giải đáp thu đợc có thể áp dụng để giải
quyết những vấn đề gì rộng hơn nữa trong thực tế, nằm ngoài
những thí nghiệm đã làm không?
PPTN đã thể hiện một quan điểm mới mẻ, sâu sắc về nhận thức
tự nhiên, nhận thức chân lí. Niutơn đã làm rõ quan điểm đó bằng
bốn quy tắc sau đây:

Quy tắc 1:
Đối với mỗi hiện tợng, không thừa nhận những
nguyên nhân nào khác ngoài những nguyên nhân đủ để giải thích
nó. Quy tắc này là sự khẳng định vai trò của lí trí con ngời trong

20

những đặc thù riêng. Risa Fâyman- nhà vật lí lí thuyết nổi tiếng

21
của thế kỉ XX nhận xét rằng: "ở thời đại Niutơn, kiến thức cha
hoàn chỉnh, Niutơn có thể phỏng đoán các định luật bằng cách đối
chiếu các khái niệm và sự hiểu biết gần với thực nghiệm. Giữa sự
quan sát và sự kiểm tra lại bằng thực nghiệm không có một
khoảng cách lớn". Ngày nay, Vật lí học đã đi vào những lĩnh vực vi
mô của nguyên tử và hạt nhân, hay lĩnh vực của những hạt chuyển
động với vận tốc cực lớn. Đối với những lĩnh vực ấy, chỉ dựa trên
những quan sát trực tiếp và những công cụ toán học đơn giản thì
khó lòng mà thành công đợc. Các nhà khoa học thế kỉ XX đặc
biệt quan tâm đến mặt lí thuyết của các vấn đề nghiên cứu, đã sử
dụng mạnh mẽ công thức toán học cao cấp, nhiều khi các nhà vật
lí phải tự sáng tạo ra công cụ toán học mới để giải quyết các vấn
đề của Vật lí học. Trong thế kỉ này, kiến thức Vật lí đã rất sâu sắc
và phong phú, nhiều khi một nhà khao học trong nhiều năm, thậm
chí trong suốt cuộc đời mình cũng chỉ mới thực hiện đợc một
phần của quá trình phát minh. Chẳng hạn nh Anhxtanh phát minh
ra thuyết tơng đối rộng từ năm 1916, nhng phải mấy chục năm
sau, ngời ta mới có thể tìm ra một số rất ít bằng chứng thực
nghiệm để chứng thực tính đúng đắn của thuyết đó. Những bằng
chứng này không phải do Anhxtanh mà do các nhà bác học khác
tìm ra. Mặt khác, đến giai đoạn này nhiều nhà bác học nổi tiếng
không phải bằng các công trình lí thuyết đa ra những dự đoán
thiên tài mà bằng các công trình thực nghiệm rất khéo léo tài tình
và chính xác; nhờ thế mà hoặc là khẳng định sự đúng đắn của lí

22
thuyết hoặc phát hiện ra những sự kiện mới làm xuất phát điểm

Giai đoạn 2:
Giáo viên hớng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng
một câu trả lời dự đoán ban đầu, dựa vào quan sát tỉ mỉ kĩ lỡng,
vào kinh nghiệm bản thân, vào những kiến thức đã có (ta gọi là
xây dựng giả thuyết). Những dự đoán này có vẻ còn thô sơ, có vẻ
hợp lí nhng cha chắc chắn.

Giai đoạn 3:
Từ giả thuyết dùng suy luận lôgic hay suy luận
toán học suy ra một hệ quả: Dự đoán một hiện tợng trong thực
tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lợng vật lí.

Giai đoạn 4:
Xây dựng và thực hiện một phơng án thí nghiệm
để kiểm tra xem hệ quả dự đoán ở trên có phù hợp với kết quả
thực nghiệm hay không. Nếu phù hợp thì giả thuyết trên trở thành
chân lý, nếu không phù hợp thì phải xây dựng giả thuyết mới.

Giai đoạn 5:
ứng dụng kiến thức. Học sinh vận dụng kiến thức
để giả thích hay dự đoán một số hiện tợng trong thực tiễn, để
nghiên cứu các thiết bị kỹ thuật. Thông qua đó, trong một số
trờng hợp, sẽ đi tới giới hạn áp dụng của kiến thức và xuất hiện
mâu thuẫn nhận thức mới cần giải quyết[13,tr9].
1.1.2.2. Hớng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn của
PPTN.
Những bài học mà học sinh có thể tham gia đầy đủ vào cả 5 giai
đoạn trên không nhiều. Đó là những bài mà việc xây dựng giả
thuyết không đòi hỏi một sự phân tích quá phức tạp và có thể kiểm
tra giả thuyết bằng những thí nghiệm đơn giản sử dụng những


25

- Mức độ 3
: Giáo viên nhắc lại một vấn đề, một hiện tợng đã
biết và yêu cầu học sinh phát hiện trong vấn đề hay hiện tợng đã
biết, có chỗ nào cha đợc hoàn chỉnh, đầy đủ cần tiếp tục nghiên
cứu. Ví dụ: Sau khi đã học định luật cảm ứng điện từ, đã biết điều
kiện phát sinh ra dòng điện cảm ứng, giáo viên yêu cầu học sinh
xem muốn biết đầy đủ hơn về dòng điện cảm ứng còn phải xét vấn
đề gì nữa? Học sinh dựa vào hiểu biết đã có về dòng điện, sẽ có
thể đề xuất hai câu hỏi mới: Độ lớn của dòng điện cảm ứng phụ
thuộc những yếu tố nào? chiều của dòng điện cảm ứng đợc xác
định nh thế nào?

Giai đoạn 2:
Risa Fâyman cho rằng "Các định luật vật lí có nội dung rất đơn
giản, nhng biểu hiện của chúng trong thực tế rất phức tạp". Bởi
vậy, từ sự phân tích các hiện tợng thực tế đến việc dự đoán
những mối quan hệ đơn giản nêu trong các định luật là cả một
nghệ thuật. Cần làm cho học sinh quen dần.

Mức độ 1:
Dự đoán định tính: Trong những hiện tợng thực tế
phức tạp, dự đoán về nguyên nhân chính, mối quan hệ chính chi
phối hiện tợng. Có thể có rất nhiều dự đoán mà ta sẽ phải lần
lợt tìm ra cách bác bỏ. Ví dụ nh trờng hợp định luật cảm ứng
điện từ, có thể bắt đầu dự đoán dựa trên sự quan sát đơn giản:
Chuyển động tơng đối giữa nam châm và ống dây, sau đó xây
dựng dự đoán đòi hỏi sự phân tích tỉ mỉ hơn: Sự biến thiên từ