BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

PHAN VĂN HUYNH

HƯỚNG DẪN HỌC SINH CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM VẬT LÍ
ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG NÓ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CHẤT KHÍ” -VẬT LÍ 10 THPT (NÂNG CAO)”

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học:TS. TRẦN ĐỨC VƯỢNG
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong
luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài
khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc
thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin
trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả Phan Văn Huynh


VẬT LÍ
1.1. Tổng quan của vấn đề cần nghiên cứu 6
1.2. Thí nghiệm trong dạy học Vật lí 8
1.2.1. Thí nghiệm Vật lí 8
1.2.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí 8
1.2.3 Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí 12 1.2.4. Các yêu cầu đối với TN Vật lí 14
1.3. Thí nghiệm Vật lí tự tạo 15
1.3.1. Khái niệm 15
1.3.2. Ưu điểm của thí nghiệmVật lítự tạo 15
1.3.3. Những yêu cầu đối với thí nghiệmVật lítự tạo 15
2.3.1. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí 16
1.4. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí ở trường
THPT 16
1.4.1. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập môn Vật lí 16
1.4.2. Một số đặc điểm của HS THPT liên quan đến tính tích cực hoạt
động nhận thức 18
1.4.3. Các phương pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của
HS trong dạy học Vật lí 19
1.5. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm vật lí tự tạo đơn giản trong
dạy học Vật lí ở trường THPT 26
1.5.1. Mục đích, phương pháp điều tra 26
1.5.2. Kết quả điều tra 26
CHƯƠNG2: HƯỚNG DẪN HỌC SINH CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM
VẬT LÍ ĐƠN GIẢN VÀ SỬ DỤNG NÓ TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 THPT (NÂNG CAO)
2.1. Cấu trúc nội dung và mục tiêu dạy học chương “Chất khí” - Vật lí
10 THPT (nâng cao) 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 85 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Thứ tự Viết tắt Viết đầy đủ
1 DH Dạy học
2 ĐC Đối chứng
3 ĐHSP Đại học sư phạm
4 HS Học sinh
5 KHGD Khoa học giáo dục
6 GV Giáo viên
7 NXB Nhà xuất bản
8 THCS Trung học cơ sở
9

THPT

Trung h
ọ
c ph
ổ

thông

10 TN Thí nghiệm

Sơ đồ 2.4. Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt” 47
Sơ đồ 2.5. Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật Sác – Lơ” 56

HÌNH
Hình 2.1. TN đưa đến định luật Bôilơ-Mariốt 36
Hình 2.2. TN đưa đến định luật Sác-lơ 39
1
MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Trong xã hội tương lai - xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào
tạo ra những con người thông minh, có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và
tính nhân văn. Do đó mục tiêu giáo dục trong giai đọan mới đã được chỉ rõ
trong Nghị quyết của hội nghị BCHTWĐCSVN khóa VIII: "Nhiệm vụ cơ bản
của giáo dục là nhằm xây dựng con người và thế hệ tha thiết gắn bó với lí
tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí
kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước; giữ gìn và phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý
thức cộng đồng và phát huy tính tích cực năng lực cá nhân, làm chủ tri thức
khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành
giỏi, có tác phong công nghiệp, có tổ chức kỉ luật, có sức khỏe, là những
người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừ hồng vừ chuyên như lời dặn của
Bác Hồ" [7]
Đảng, Nhà nước, toàn xã hội nói chung và đặc biệt là ngành giáo dục
nói riêng đã đầu tư tiền của và công sức để không ngừng đổi mới, nâng cao
chất lựợng dạy và học nhằm đáp ứng được yêu cầu về yếu tố con người trong
thời kì đổi mới. Nhưng bên cạnh những thành tựu đạt được của ngành giáo
dục, vẫn còn nhiều những mặt hạn chế. Chẳng hạn như: đội ngũ lao động sau
khi được đào tạo ra làm việc không đáp ứng được yêu cầu của công việc, các
cơ quan tuyển dụng phải đào tạo lại; tình trạng thừa thày thiếu thợ Đó là do


3
2. Mục đích nghiên cứu
- Hướng dẫn HSchế tạo một số thí nghiệm đơn giản khi dạy học
chương “Chất khí” nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS ở trường
THPT.
- Sử dụng bộ TN đã chế tạo vào dạy học các kiến thức trong chương
“Chất khí” cho HS lớp 10 THPT nhằm phát huy tính tích cực và phát triển
năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Hoạt động dạy học các kiến thức trong chương “Chất khí” - Vật lí 10
THPT.
- Nghiên cứu hướng dẫn HS chế tạo và sử dụng một số thí nghiệm vật
lí đơn giản trong dạy học các kiến thức chương “Chất khí” -Vật lí 10 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu HS thiết kế, chế tạo được một số thí nghiệm đơn giản và GV xây
dựng tiến trình dạy học có sử dụng bộ thí nghiệm này theo quan điểm lý luận
dạy học hiện đại một cách hợp lý sẽ góp phần nâng cao được hiệu quả hoạt
động nhận thức, tích cực, sáng tạo của HS ở trường THPT, đáp ứng mục tiêu
về kiến thức, kĩ năng, thái độ trong dạy học Vật lí.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận dạy học hiện đại về các phương pháp, hình thức
dạy học nhằm tăng cường tính tích cực sáng tạo của HS trong học tập.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của TN, vai trò của TN trong
dạy học và vị trí của thí nghiệm trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.
- Khảo sát thực trạng việc hướng dẫn HS chế tạo và sử dụng một số thí
nghiệm vật lí đơn giản trong dạy học Vật líở trường THPT.
- Thiết kế, chế tạo một số thí nghiệm đơn giản từ những vật liệu dễ
kiếm, rẻ tiền về kiến thức chương “Chất khí”.
4

phạm.
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Đóng góp về lí luận
Góp phần làm rõ hơn cơ sở lý luận của TN, vai trò của TN đơn giản
trong dạy học vật lý tại các trường THPT.
7.2 Đóng góp về thực tiễn
- Hướng dẫn HS chế tạo được một số dụng cụ TN đơn giản và sử dụng
nó trong dạy học kiến thức phần “Chất khí” ở trường THPT.
- Có thể làm tài liệu tham khảo cho GV dạy bộ môn Vật lí ở các
trường THPT.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văn
gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở líluậnvà thực tiễn của việc chế tạo và sử dụng thí
nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.
Chương 2. Hướng dẫn học sinh chế tạo và sử dụng thí nghiệm vật lí
đơn giản trong dạy học chương “Chất khí” – Vật lí 10
THPT (Nâng cao).
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. 6
NỘI DUNG

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC CHẾ TẠO VÀ SỬ
DỤNG THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1 Tổng quan của vấn đề nghiên cứu
Qua việc tìm hiểu các tài liệu khoa học đã được công bố liên quan đến

dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần Cơ học Vật lí đại cương”. [25]
Luận văn Thạc sĩ của Lương Thị Thanh Thanh (2008) “Nghiên cứu khai
thác và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học phần nhiệt học ở THCS”, tác
giả đã nghiên cứu và tự tạo thành công bộ thí nghiệm: “Sự nở vì nhiệt của
chất rắn”, “Sự bay hơi và ngưng tụ”, “Bức xạ nhiệt”, “Đối lưu’’ trong dạy học
phần nhiệt học ở THCS. [22]
Thầy Nguyễn Ngọc Hưng (2009) với “Thiết kế, chế tạo và sử dụng
các dụng cụ thí nghiệm đơn giản trong dạy học Vật lí ở phổ thông” và
“Thí nghiệm Vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa vỏ lon”. Trong hai
tài liệu này, tác giả đềcập đến vai trò của thí nghiệm tự tạo trong dạy học
Vật lí ở trường phổ thông, đặc biệt tác giả hướng dẫn các cách chế tạo những
thí nghiệm Vật lí đơn giản từ các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền. [15]
Bằng việc tra cứu Internet chúng tôi tìm thấynhiều tài liệu hướng dẫn
chế tạo thí nghiệm và trò chơi Vật lí đơn giản, tạo đượchứng thútrong học tập
bộ môn Vật lí của HS.
Bên cạnh đó, Bộ Giáo dục & Đào tạo hàng năm đã phát động hội thi
“Nghiệp vụ sư phạm - Văn nghệ - Thể thao các trường sư phạm toàn quốc”,
trong đó có nội dung thi về đồ dùng dạy học tự làm. Với nội dung thi này, các
8
trường sư phạm đã chế tạo thành công nhiều bộ thí nghiệm tự tạo, điển hình
như bộ thí nghiệm về giao thoa sóng cơ của thầy Nguyễn Viết Huy trường
Cao đẳng sư phạm Thái Bình.
Các nghiên cứu trên cho thấy, sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học
Vật lí một cách khoa học, phù hợp với đối tượng HS có ý nghĩa rất quan
trọng; nó đã giúp HS phát huy được tính tích cực, tự lực trong hoạt động học
tập của HS; góp phần không nhỏ trong quá trình thực hiện mục tiêu giáo dục.
Tuy nhiên không phải GV Vật lí nào cũng biết cách khai thác và phát huy một
cách có hiệu quả các thí nghiệm tự tạo trong giờ dạy của mình. Vì vậy, sử
dụng thí nghiệm tự tạo như thế nào để đạt được hiệu quả cao nhất trong từng
bài học cụ thể vẫn là vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều GV Vật lí.

HS khi bắt đầu học Vật lí, do kinh nghiệm đời sống hàng ngày đã có một số
hiểu biết nhất định về hiện tượng vật lí, những hiểu biết ban đầu ấy gọi là
quan niệm HS. Tuy nhiên, những hiểu biết đó không thể xem là cơ sở để
nghiên cứu Vật lí, vì cùng một hiện tượng, mỗi HS sẽ có một cách hiểu khác
nhau. Mặt khác, đa số quan niệm HS đều sai lệch so với bản chất của hiện
tượng và quá trình Vật lí. Ngay cả khi những hiểu biết không sai lệch với bản
chất vật lí của sự vật, hiện tượng thì những quan niệm đó cũng không hoàn
toàn chính xác và đầy đủ. Bên cạnh đó, chương trình Vật lí phổ thông còn
chứa đựng những nội dung kiến thức hoàn toàn mới mẻ đối với HS. Do đó,
trong DH Vật lí, GV cần phải có biện pháp khắc phục những quan niệm sai
lầm của HS, giúp HS tiếp cận chính xác bản chất Vật lí của sự vật, hiện
tượng. Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh được rằng một trong
những biện pháp khắc phục quan niệm HS có hiệu quả nhất là sử dụng TN. Vì
HS chỉ có thể tự giác từ bỏ những ý nghĩ sai lầm khi tự nhận ra những quan
10
niệm của mình là vô lí, mâu thuẫn với thực tế. Thông qua TN, quan niệm HS
sẽ dần dần được bộc lộ, qua đó, GV có kế hoạch điều chỉnh, khắc phục các
quan niệm này cho người học.
1.2.2.3. TN là phương tiện nâng cao chất lượng giáo dục kĩ thuật tổng hợp
cho HS
Ngoài những TN do GV biểu diễn, minh họa, có những TN do HS tự mình
tiến hành. Qua đó, HS có nhiều cơ hội để rèn luyện kỹ năng, kĩ xảo thực
hành, từ đó có khả năng và điều kiện tiếp cận với hoạt động thực tiễn. Việc để
HS tham gia vào các TN sẽ tạo điều kiện giúp HS thu nhận kiến thức một
cách vững vàng hơn, tăng cường rèn luyện sự kháo léo chân tay. Khi tự tay
tiến hành các TN, HS sẽ nâng cao được khả năng thực hành, thao tác một
cách thuần thục, ngoài ra, việc thu thập, xử lí số liệu sẽ góp phần hoàn thiện
kĩ năng thực hành tổng hợp cho HS.
1.2.2.4. TN làm đơn giản hóa các hiện tượng Vật lí
Các sự vật, hiện tượng, quá trình Vật lí xung quanh ta diễn ra trong tự nhiên

được TN. Khi được tự tiến hành TN, HS được rèn luyện kỹ năng thu thập số
liệu, đo đạc chính xác và xử lí số liệu một cách trung thực. Thông thường mỗi
phép đo trong TN Vật lí đều được thao tác nhiều lần, do đó tạo cho HS đức tính
kiên trì và cẩn thận để sai số trong các lần đo là chấp nhận được.
1.2.2.7.TN Vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá
trình DH
Trong hầu hết các giai đoạn của quá trình dạy học, TN có vai trò là bộ phận
của các phương pháp nhận thức, có thể được sử dụng trong tất cả các giai
đoạn của quá trình dạy học bao gồm: đề xuất vấn đề, vận dụng, củng cố, kiểm
tra kiến thức của HS qua đó từng bước nâng cao hiệu quả DH Vật lí.
12
1.2.3.Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí
1.2.3.1. TN biểu diễn của giáo viên
Loại TN này giữ vị trí hàng đầu trong hệ thống TN Vật lí phổ thông, là
loại TN do GV tiến hành, HS quan sát. Từ các TN này GV tái tạo lại các hiện
tượng Vật lí qua đó giúp việc khảo sát mối liên hệ giữa các đại lượng Vật lí
khi tiến hành nghiên cứu một lý thuyết nào đó.
Đây là loại TN được GV rất hay dùng trong bài giảng. Vớiviệc làm
sống lại trước mắt HS những hiện tượng cần nghiên cứu, loại thí nghiệm này
nếu được tiến hành hợp lý sẽ giúp HS tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn và
tiếpthu một cách có căn cứ khoa học, không bị áp đặt.
Tuỳ theo mục đích dạy học, TN biểu diễn gồm những loại sau:
- TN mở đầu:
Loại TN này tiến hành ngay từ đầu giờ nghiên cứu lý thuyết mới nhằm
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, kích thích tính tò mò, gây hứng thú học
tập cho HS, lôi cuốn HS vào hoạt động nhận thức.
- TN nghiên cứu hiện tượng, quá trình Vật lí:
Là loại TN được dùng để hình thành kiến thức mới, nhằm đưa ra mối
quan hệ bản chất giữa các hiện tượng. Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà

đầu, TN nghiên cứu hiện tượng, TN củng cố hay TN minh họa.
- TN thực hành Vật lí:
Là loại TN do HS thực hiện trên lớp hoặc trong phòng TN mà sự tự lực
của HS cao hơn so với ở TN trực diện. HS dựa vào tài liệu đã in sẵn mà tiến
hành TN, thu thập kết quả và viết báo cáo TN.
TN thực hành được tiến hành sau khi học xong một chương, một phần
của chương trình. TN thực hành thường có nội dung phong phúcó thể định
14
tính hay định lượng song chủ yếu là kiểm nghiệmcác định luật, các quy tắc
Vật lí hoặc đo các đại lượng Vật lí.
- TN quan sát Vật lí ở nhà:
Đây là hình thức TN tổng hợp được tiến hành ngoài lớp học do HS độc
lập tiến hành không có sự kiểm soát của GV, là một dạng hoạt động tự lực
của HS, có tính độc lập và sáng tạo cao.
Tóm lại, trong hệ thống TN trên đây ta thấy dù thực hiện dưới hình
thức nào, phương pháp nào thì TN Vật lí cũng đóng một vai trò to lớn trong
quá trình dạy và học Vật lí. [30]
1.2.4. Các yêu cầu đối với TN Vật lí
Để TN phát huy đầy đủ các chức năng của nó trong DH Vật lí thì việc
sử dụng TN phải tuân theo một số yêu cầu chung về mặt kỹ thuật và về mặt
phương pháp DH như:
- Xác định rõ logic của tiến trình DH, trong đó việc sử dụng TN phải là
một bộ phận hữu cơ của quá trình DH, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể
trong tiến trình nhận thức.
- Xác định rõ các dụng cụ TN cần sử dụng, sơ đồ bố trí TN, tiến trình
TN. Không xem nhẹ các dụng cụ đơn giản.
- TN phải trình bày quá trình, hiện tượng Vật lí cần nghiên cứu xảy ra
một cách ổn định (TN phải thành công ngay và xảy ra như nhau trong các
điều kiện giống nhau…) và chính xác.
- Trong TN phải cho phép (tạo điều kiện) cho người nghiên cứu (HS)

tạo và sử dụng TN tự tạo cần đặc biệt chú ý đến các yêu cầu sau:
- Phải đảm bảo tính khoa học
Kết quả TN phải đúng với bản chất Vật lí của sự vật, hiện tượng, bảo
đảm tính đúng đắn, khoa học, không được xa rời thực tế. Do đó, TN tự tạo
16
cần thể hiện trọng tâm của hiện tượng cần nghiên cứu, tránh rườm rà, khó
quan sát, gây nhiễu cho HS trong việc rút ra kết luận về hiện tượng Vật lí. Dù
TN tự tạo có đơn giản, cho kết quả nhanh chóng thì những kết quả đó cũng
phải rõ ràng, chính xác và thuyết phục.
- Phải đảm bảo tính sư phạm
Dụng cụ TN phải tuân theo những nguyên tắc sư phạm, không được đi
ngược mục tiêu giáo dục, không sử dụng các dụng cụ nguy hiểm, gây tổn hại
đến HS như: súng, đạn, thuốc nổ
- Phải đảm bảo tính thẩm mĩ
TN sẽ tác động đến các giác quan của người học, trong đó trước hết là
tác động đến thị giác. Mặt khác, quan sát TN sẽ giúp HS bước đầu rút ra những
kết luận riêng về sự vật, hiện tượng liên quan. Do đó, các dụng cụ TN tự tạo
phải được gia công cẩn thận. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến các chi tiết được
làm nổi bật trong dụng cụ TN, tránh hiện tượng quá nhiều chi tiết phụ, khiến
HS hoang mang, không xác định được đối tượng chính cần quan sát.
- Phải đảm bảo tính khả thi
TN tự tạo không nên quá phức tạp, yêu cầu quá cao đối với người sử
dụng. Các TN càng dễ thao tác, cho kết quả càng nhanh, dễ quan sát và rõ
ràng thì tính khả thi càng cao, từ đó mới có thể được ứng dụng rộng rãi trong
quá trình DH.
1.3.4. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học Vật lí
Việc sử dụng TN tự tạo trong DH Vật lí cần tuân theo một số nguyên
tắc sau:
1. Các TN sử dụng trong quá trình phải đảm bảo tính khoa học, phù
hợp với bản chất Vật lí của sự vật, hiện tượng tự nhiên.