TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ

DƯƠNG THỊ ĐOAN

CHỂ TẠO DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN • • • •
ĐẺ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG • • •
"DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐÔI" - VẬT LÍ 11

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HÀ NỘI, 2015

Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận với đề tài “Chế tạo dụng cụ thí nghiệm
đơn giản để sử dụng trong dạy học chương “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11, ngoài sự cố gắng của
bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ của thầy giáo, cô giáo và bạn bè.


Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo, TS. Nguyễn Anh Thuấn đã tận tình giúp đỡ, chỉ
dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.
Đồng thời, tôi chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Vật lí Trường Đại Học Sư Phạm Hà
LỜI CẢM
Nội 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm om ỉ
Hà Nội, Tháng 5 năm 2015 Sinh viên

Dương Thị Đoan

Tôi xỉn cam đoan:
- Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng trong dạy học
chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11, được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân cùng với sự
giúp đỡ của thầy cô giáo và bạn bè trong khoa Vật lí Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2, đặc biệt


NXB

Nhà xuất bản

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thí nghiệm
MỤC LỤC


3.2.2........................................................................................................Nội
dung
.....................................................................................................................51
KẾT LUẬN.............................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO

5


MỞ ĐÀU
1. Lí do chọn đề tài
Vật lí ở trường phổ thông là bộ môn khoa học thực nghiệm, mọi kết luận và
thành quả của nó đều được rút ra và kiểm chứng bằng quan sát thí nghiệm, đo
lường. Vì vậy, việc đưa thí nghiệm vào dạy học đã làm cho học sinh tiếp cận với
con đường nghiên cứu khoa học của các nhà khoa học và tiếp thu các kiến thức

nghiệm về dòng điện không đổi: Khảo sát định luật Ôm đối với toàn mạch, đo
suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.
Nhưng qua điều tra nhận thấy các giáo viên vẫn chưa khai thác, tận dụng
được hết khả năng của các thiết bị thí nghiệm này trong dạy học. Có giáo viên sử
dụng các thiết bị này trong dạy học nhưng chưa nghiên cứu để đưa thí nghiệm vào
giảng dạy theo hướng tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh. Ngoài ra, phần
này cũng có những dụng cụ thí nghiệm đon giản có thể tự chế tạo được hoặc khai
thác từ những thiết bị đã có sẵn trong thực tế (như các thí nghiệm về sự nạp và
phát điện của Acquy, tạo nguồn điện từ củ và quả hay chế tạo mạch, vỏ đèn pin...)
nhưng giáo viên đã không tổ chức cho học sinh tự thiết kế và làm thí nghiệm. Do
vậy, học sinh không có cơ hội được rèn luyện các kĩ năng, các thao tác làm thí
nghiệm, từ đó học sinh không có sự hứng thú, tích cực học tập và không được rèn
luyện tư duy sáng tạo.
Theo yêu cầu nâng cao chất lượng dạy học, đòi hỏi lấy học sinh làm trung
tâm, việc sử dụng thí nghiệm vật lí trong dạy học sẽ có tác động tích cực trong
việc giúp học sinh tự tìm tòi, khám phá, nhận thức, tiếp thu kiến thức một cách
chủ động dưới sự hướng dẫn của thầy cô giáo, để đạt được điều đó, các thí nghiệm


phải đơn giản, dễ làm, dễ lắp ráp, tiết kiệm thời gian và kinh phí nhưng vẫn đảm
bảo độ chính xác và tính khoa học của thí nghiệm.
Đã có nhiều đề tài nghiên cún về tác dụng của việc sử dụng thí nghiệm vật
lí trong dạy học ở trường phổ thông, cụ thể:
-

“Thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản từ vỏ lon và chai nhựa để sử
dụng trong dạy học phần Tĩnh điện học ở trường phổ thông” của Trần Ngọc Chất
(ĐHSP Hà Nội, Khóa luận tốt nghiêp, 2004).

-

“Dòng điện không đổi” theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1.

Đối tượng nghiên cún
Hoạt động dạy học chương “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11 của giáo viên
và học sinh THPT.


3.2.

Phạm vi nghiên cún

Thí nghiệm trong dạy học chương “Dòng điện không đổi”- Vật lí 11.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu chế tạo được các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng chúng trong
dạy học chương “Dòng điện không đổi” theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết
vấn đề thì có thế phát huy tính tích cực, phát triển được năng lực sáng tạo của học
sinh.
5. Nhiệm yụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cún cơ sở lý luận về việc dạy học theo hướng phát huy tính
tích cực, sáng tạo của học sinh, đặc biệt là lý luận về dạy học giải quyết vấn đề và
quy trình xây dựng, sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.
5.2. Nghiên cún mục tiêu kiến thức, kĩ năng khi dạy học chương “Dòng
điện không đổi” -Vật lí 11 để từ đó xác định các thí nghiệm cần tiến hành trong
dạy học các kiến thức đó.
5.3. Điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí nói chung,
dạy học chương “Dòng điện không đổi” ở lớp 11 THPT nói riêng.
5.4. Nghiên cún, chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng
trong dạy học “Dòng điện không đổi”.

Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các
đối tượng 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
được tri thức mới.

1.1.1.

Đặc điếm của thí nghiệm Vật lí

- Các điều kiện của thí nghiệm phải được lựa chọn và thiết lập có chủ định sao cho
thông qua thí nghiệm có thể trả lời được các câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được
giả thuyết hoặc hệ quả được suy ra từ giả thuyết.
- Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để có thể nghiên cứu sự
phụ thuộc giữa hai đại lượng khi các đại lượng khác biến đổi.


- Các điều kiện của thí nghiệm được khống chế, kiểm soat nhờ sử dụng thí nghiệm
vật lí có độ chính xác cao.
- Đặc điểm quan trọng nhất là tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng
nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác.
- Có thể lặp lại các thí nghiệm.
1.1.2.

Chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí

Ị. 1.2. ỉ. Chức năng của thí nghiệm theo quan điếm của lí luận nhận thức
- Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được.
- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức vào thực tiễn.
- Thí nghiệm là một bộ phận của phương pháp nhận thức vật lí.
1.1.2.2.

phá ra được những điều cần nghiên cứu. Thực tế cho thấy, trong dạy học vật lí,
đối với các bài giảng có sử dụng thí nghiệm, thì HS lĩnh hội kiến thức rộng hơn
và nhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó
hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát
triển tốt hơn


- Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật
tổng hợp cho học sinh.
Thông qua việc tiến hành thí nghiệm, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ
năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho
HS. Thí nghiệm còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao
động mới, như: đức tính cấn thận, kiên trì, trung thực... Xét trên phương diện thao tác
kĩ thuật, chúng ta không thể phủ nhận vai trò của thí nghiệm đối với việc rèn luyện sự
khéo léo tay chân của HS.
Hoạt động dạy học không chỉ dừng lại ở chỗ truyền thụ cho HS nhũng kiến
thức phổ thông cơ bản đơn thuần mà điều không kém phần quan trọng ở đây là làm
thế nào phải tạo điều kiện cho HS tiếp cận với hoạt động thực tiễn bằng những thao
tác của chính bản thân họ. Trong dạy học vật lí, đối với những bài giảng có thí nghiệm
thì GV cần phải biết hướng HS vào việc cho họ tự tiến hành thí nghiệm, có như vậy
kiến thức các em thu nhận được sẽ vững vàng hơn, rèn luyện được cho các em sự khéo
léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ mỉ hon và chính xác hơn. Có như thế, khả
năng hoạt động thực tiễn của HS sẽ được nâng cao.
- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh + Thí
nghiệm là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của
HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận
thức.
+ Thông qua thí nghiệm, sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng có
thể tạo cho HS sự ham thích tìm hiểu những đặc tính, quy luật diễn biến của hiện
tượng đang quan sát. Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tư duy cao độ

+ Thí nghiệm củng cố: là những thí nghiệm được dùng để cũng cố bài học.Thí
nghiệm củng cố cũng phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay.
- Đe có thế phát huy tốt vai trò của thí nghiệm biểu diễn trong dạy học Vật lí,
GV cần phải quán triệt các yêu cầu sau:


Thứ nhất, thí nghiệm biểu diễn phải gắn liền hũu cơ với bài giảng. Thí nghiệm
là một khâu trong tiến trình dạy học, do đó nó phải luôn gắn liền hũu cơ với bài giảng,
phải là một yếu tố tất yếu trong tiến trình dạy học. Neu thí nghiệm biểu diễn không
gắn liền hữu cơ với bài giảng thì không thể phát huy tốt vai trò của nó trong giờ học.
Muốn thí nghiệm gắn liền hữu cơ với bài giảng, trước hết thí nghiệm phải xuất hiện
đúng lúc trong tiến trình dạy học, đồng thời kết quả thí nghiệm phải được khai thác
cho mục đích dạy học một cách hợp lí, lôgic và không gượng ép.
Thứ hai, thí nghiệm biểu diễn phải ngắn ngọn họp lí. Do thời gian của một tiết
học chỉ 45 phút, trong khi đó thí nghiệm là một khâu trong tiến trình dạy học, vì vậy
nếu kéo dài sẽ ảnh hưởng đến các khâu khác, tức là ảnh hưởng đến tiến trình dạy học
chung. Bởi vậy, phải căn cứ vào tùng thí nghiệm cụ thể để GV quyết định thời lượng
cho thích hợp.
Thứ ba, thí nghiệm biểu diễn phải đủ sức thuyết phục. Trước hết thí nghiệm
biểu diễn phải thành công ngay, có như vậy HS mới tin tưởng, thí nghiệm mới có sức
thuyết phục thuyết phục đối với HS.
Thứ tư, thí nghiệm biểu diễn phải đảm bảo cả lóp quan sát được. Phải được bố
trí thí nghiệm để cho cả lóp có thể quan sát được và phải tập trung được chú ý của HS
vào những chi tiết chính, quan trọng. Muốn vậy, GV cần chú ý từ khâu lựa chọn dụng
cụ thí nghiệm đến việc bố trí sắp xếp dụng cụ sao cho hợp lí. Neu cần thiết có thế sử
dụng các phương tiện kĩ thuật, như: Camera, đèn chiếu, máy chiếu qua đầu, máy vi
tính... để hỗ trợ.
Thứ năm, thí nghiệm biếu diễn phải đảm bảo an toàn. Trong khi tiến hành thí
nghiệm biễu diễn không được để thí nghiệm gây ảnh hưởng đến sức khỏe của HS. Thí
nghiệm phải an toàn, tránh gây cho HS cảm giác lo sự mỗi khi tiến hành thí nghiệm.


Sắp xếp dụng cụ: Các dụng cụ thí nghiệm phải được bố trí và sắp xếp sao cho lôi cuốn
được sự chú ý của HS và đảm bảo cho cả lớp quan sát được. Muốn vậy phải lựa chọn
các dụng cụ thí nghiệm có kích thước đủ lớn và phải sắp xếp những dụng cụ này trong
cùng một mặt phẳng thẳng đứng để chúng không che lấp lẫn nhau. Những dụng cụ
quan trọng phải đặt ở vị trí cao nhất, dụng cụ thứ yếu đặt thấp hơn và dụng cụ không
cần thiết để HS quan sát thì có thể che lấp.

-

Dùng vật chỉ thị: Đe tăng cường tính trục quan của các thí nghiệm ta có thể dùng các
vật chỉ thị, chẳng hạn: Dùng màu pha vào nước; dùng khói trong thí nghiệm truyền
thắng ánh sáng, hoặc trong thí nghiệm đối lun của không khí...

-

Dùng các phương tiện hỗ trợ như: Đèn chiếu; Gương phang; Video Camera...

1.2.
1.2.1.

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
Vấn đề và tình huống có vấn đề


1.2.2.1.

Vấn đề
Vấn đề là bài toán mà cách thức hình thành hay kết quả của nó chưa được học




- Giáo viên giúp học sinh phát hiện chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức,
trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết (dưới dạng câu
hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt được)
Như vậy, tình huống có vấn đề xuất hiện khi học sinh ý thức được rõ ràng nội
dung, yêu cầu vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhận thấy mình có khả năng giải quyết
vấn đề, nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động.
Vậy, tình huống có vấn đề là tình huống trong đó mâu thuẫn khách quan được
học sinh biến thành mâu thuẫn chủ quan, họ chấp nhận như một vấn đề học tập mà họ
cần giải quyết và có thể giải quyết được với sự cố gắng họp với khả năng của họ. Kết
quả là học sinh đã lĩnh hội được tri thức mới và phương pháp hành động mới. Tình
huống đó gây nên ở học sinh lòng mong muốn giải quyết được vấn đề, kích thích học
sinh tư duy tích cực hướng vào việc tiếp thu những kiến thức mới, kỹ năng, kỹ xảo
mới.
* Các kiểu tình huống có vấn đề
- Tình huống nghịch lý và tình huống không phù hợp: Bằng nhũng chuyện kể,
tranh vẽ, mô hình hoặc thí nghiệm đơn giản, giáo viên có thể giới thiệu những hiện
tượng vật lý mà kết quả diễn ra trước mắt học sinh sẽ ngược với phán đoán của họ,
ngược với quan điếm và sinh hoạt đem lại cho họ.
Sự trái ngược giữa quan niệm và kết quả quan sát thực tế tạo nên nghịch lý và
có sức mạnh kích thích hoạt động của học sinh. Nghịch lý là loại mâu thuẫn mang tính
chủ quan một cách trục tiếp, giáo viên gần như không cần dùng các biện pháp để buộc
học sinh phải chấp nhận nữa, do vậy vừa tiết kiệm thời gian, vừa dễ huy động được
học sinh tham gia tích cực vào quá trình dạy học.
Ví dụ: Tờ giấy làm nắp đậy cốc không bị rơi và nước không chảy khi ta lật
ngược cốc nước;...sự trái ngược giữa quan niệm và kết quả quan sát thực tế tạo nên


nghịch lý và có sức mạnh kích thích hoạt động của học sinh. Vì vậy giáo viên nên tìm

Ta có thể có thêm những kiểu khác nữa, một sự kiện cụ thế trong nghiên cứu lại đồng
thời có sự tham gia của một vài tình huống có vấn đề thuộc các loại khác nhau.
* Biện pháp tạo tình huống có vấn đề
- Tồn tại một vấn đề: Tinh huống chứa đựng mâu thuẫn nhận thức, đó là mâu
thuẫn giữa trình độ kiến thức, kỹ năng đã có với yêu cầu lĩnh hội kiến thức, kỹ năng
mới.
- Gợi nhu cầu nhận thức: Trong tình huống có vấn đề, học sinh cảm thấy cần
thiết có nhu cầu giải quyết vấn đề.
- Gây niềm tin có thể nhận thức được: Neu một tình huống tuy có vấn đề và vấn
đề tuy hấp dẫn nhung nếu học sinh cảm thấy nó vượt quá xa so với khả năng của mình
thì họ không sẵn sàng giải quyết vấn đề. cần làm cho học sinh thấy rõ tuy họ chưa có
ngay lời giải đáp nhung đã có một số kiến thức, kỹ năng liên quan đến vấn đề đặt ra và
nếu họ tích cực suy nghĩ thì có nhiều hy vọng giải quyết được vấn đề đó.
Việc tạo ra tình huống có vấn đề là cả một lĩnh vực của nghệ thuật sư phạm.
Cùng một nội dung, cùng một lớp học sinh nhưng nếu không có sự gia công sư phạm
thì sẽ không thế đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, do đó sẽ không tạo được động
lực cho quá trình dạy học. Nghệ thuật sư phạm tạo ra tình huống có vấn đề đòi hỏi
giáo viên luôn biết cách kích thích, tạo “thế năng tâm lý tư duy” của học sinh.
1.2.2.

Khái niệm về dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Dạy học giải quyết vấn đề là một hình thức dạy học trong đó học sinh được coi
là các nhà “khoa học trẻ” tự giác và tích cực tổ chức quá trình “xây dựng tri thức mới
cho bản thân”. Hoạt động đó được diễn ra “giống như hoạt động nghiên cứu khoa


học” mặc dù kết quả của nó là tìm thấy những điều đã có trong khoa học, song lại là
điều mới mẻ đối với học sinh. Người giáo viên phải thực sự quan tâm đến nội dung
khoa học mà học sinh đã xây dựng được lẫn phương pháp của học sinh để đạt được



và cái cần tìm” sau đó “cấy” mâu thuẫn khách quan đó vào tiến trình nhận thức của
học sinh, tức là làm cho học sinh thấy được, cảm nhận được sự tồn tại hiến nhiên mâu
thuẫn đó trên con đường học tập của chính họ. Tiếp theo giáo viên phải khơi nguồn
tiềm lực ở học sinh để họ thấy họ đã có vốn liếng tri thức, chỉ cần họ cố gắng thì sẽ tự
lực giải quyết được mâu thuẫn đó.
Nội dung hoạt động của học sinh trong giai đoạn này là tiếp nhận “bài toán
nhận thức”, tiếp nhận “vấn đề” và chuyển sang trạng thái sẵn sàng, tích cực hoạt động.
ỉ.2.3.2. Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn giải quyết vấn đề
Đây là giai đoạn rất quan trọng, bởi vì ở đây học sinh sẽ dần dần làm quen với
phương pháp nghiên cún của nhà vật lý học, ở mức độ tập dượt xây dựng kiến thức để
phản ánh những sự kiện thực tế.
Các bước chủ yếu của giai đoạn này như sau
- Tìm kiếm việc xây dựng giả thuyết khoa học, cần hướng dẫn để học sinh biết
cách quan sát sự kiện (có thể qua mô hình hoặc thí nghiệm, hay quan sát với những
kiến thức đã có).
- Khi có giả thuyết, giáo viên cần chỉ đạo, hướng dẫn để học sinh thảo luận các
phương án đánh giá tính đúng đắn của giả thuyết đó.
- Bước cuối cùng là chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành

tri thức

lý

thuyết.
Nghệ thuật sư phạm của giáo viên sẽ giúp cho việc xây dựng các bài toán trung
gian như là một chuỗi liên kết các mắt xích liên tục của các chu trình hoạt động, kích
thích động cơ hoạt động, tổ chức và điều kiển quá trình đó, kiểm tra kết quả hoạt
động. Mỗi bài toán trung gian là một chu trình trong chu trình lớn.

quát tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng một tri thức vật lý nào đó
bằng sơ đồ sau:
* Đe xuất vấn đề: Từ cái ta đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về một
cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn


nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được. Diễn đạt nhu cầu đó bằng hệ thống câu
hỏi.
* Suy đoản giải pháp: Đe giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho
phép tìm lời giải, chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần
tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát
thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm.
* Khảo sát lý thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận logic
về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lượm
các dữ liệu cần thiết và xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm.
* Kiểm tra, vận dụng két quả: Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết
quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem
xét sự phù họp của lý thuyết và thực nghiệm. Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có
được nhò' suy luận lý thuyết, với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm để quy
nạp, chấp nhận kết quả tìm được khi có sự phù họp giữa lý thuyết và thực nghiệm hoặc
xem xét, bổ sung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận dụng
mô hình xuất phát khi chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, nhằm tiếp
tục tìm tòi xây dựng cái cần tìm.
1.2.5.

Dạy học giải quyết vấn đề trong bài học xây dựng tri thức mới

Giai đoạn 1: Giai đoạn tạo tình huống có vấn đề (Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn
hoá tri thức, phát biểu vấn đề)
“Vấn đề” trong bài học xây dựng tri thức mới chính là nội dung tri thức mới.