1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


TRẦN HUỲNH QUANG HIỆP

NGHIÊN CỨU DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ
THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ

LUẬN VĂN THẠC SỸ GIÁO DỤC HỌC

Vinh, năm 2011


2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


TRẦN HUỲNH QUANG HIỆP

NGHIÊN CỨU DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “ĐIỆN HỌC” LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ
THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VẬT LÍ

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lí
Mã số 60.14.10


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTTN :

bài tập thí nghiệm

CĐDĐ :

cường độ dòng điện

GV

:

giáo viên

HĐT

:

hiệu điện thế.

HS

:

học sinh

NXB


VL

:

vật lý

MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt
Mục lục
Danh mục các bảng.
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở đầu……… …………………………………………………………………..…...
1
Chương 1. Dạy học vật lý ở THCS theo PPTN VL………………..…………………
4
1.1. Phương pháp thực nghiệm trong mục tiêu dạy học bộ môn vật
lí………………
5


5

1.2. PPTN trong dạy học bộ môn vật lí ở trường phổ thông………………………...
5
1.2.1. Định nghĩa về phương pháp thực nghiệm………………………………...
5
1.2.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm …………………………………
5
1.2.3. Cấu trúc của phương pháp thực nghiệm ………………………………….

24
1.5.4. Dạy học theo PPTN trong bài học thực hành TN thực hành vật lí………...
25
Kết luận chương 1…………………………………………………………………….
26
Chương 2. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Điện học” lớp 9
THCS theo PPTN vật lý…………………………………………...…….
27
2.1. Mục tiêu dạy học của chương “Điện học” lớp 9 ………………………………..
27
2.2. Nội dung dạy học chương “Điện học” lớp 9 THCS…………………………….
28
2.3. Thực trạng dạy học bộ môn Vật lí ở một số trường THCS quận Gò Vấp………
29
2.4. Biện pháp khắc phục thiếu sót của HS khi học chương “Điện học” lớp 9……..
32
2.5. Điều kiện để triển khai dạy học chương “Điện học” theo PPTN VL…………...
32
2.6. Tiến trình dạy học kiến thức chương “Điện học” lớp 9 THCS theo PPTN VL...
33
2.6.1. Bài học xây dựng kiến thức mới…………………………………………...
33
Giáo án 1 “Sự phụ thuộc của cđdđ vào hđt giữa hai đầu dây dẫn”……….
33


7

Giáo án 2 “Điện trở của dây dẫn – Định luật Ohm”………………………
39

3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm………………………………………...
57
3.4.1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá………………………………………………...
57
3.4.2. Kết quả thực nghiệm ……………………………………………………...
58
Kết luận chương 3……………………..……………………………………………...
65
Kết luận chung……………………………………………………………………......
66
Danh mục bài báo liên quan đến đề tài ……………………………….……………...
68
Tài liệu tham khảo……………...……………………………………………………..
69


9

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.4.

So sánh tính chất và mức độ nhận thức của học sinh và
nhà khoa học trong việc tìm tri thức mới ……………………………...
9

Bảng 1.5.

Các mức độ dạy học PPTN VL ở cấp THCS…………..........................

16

Bảng 3.5.
61

Bảng phân số tần suất tích lũy ………………………………………...


10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Sơ đồ 1.1.
6

Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumopxki……...………………...

Sơ đồ 1.2.
6

Quá trình nhận thức khoa học …………………………...…………….

Sơ đồ 1.3.
7

Cấu trúc PPTN trong nhận thức vật lí…………………….……………

Sơ đồ 2.1.

Sơ đồ nội dung dạy học chương “Điện học” lớp 9 THCS……………..

28
Hình 2.3.

tiến dài của khoa học kỹ thuật, sự phát triển của kiến thức ngày nay được thể hiện ở
ba khía cạnh sau: giá trị thông tin không dài, số lượng thông tin tăng rất nhanh, nội
dung thông tin rất đa dạng và phức tạp. Do đó, với xu thế của xã hội, ngày nay dạy
học không còn đơn thuần là dạy chữ (dạy những tri thức con người đã biết) mà dạy
học ngày nay chú trọng hơn đến việc dạy học sinh có khả năng tự học, tự tìm tòi
những tri thức mới. Điều này được nêu rõ trong nghị quyết TW4 khoá VII, nghị
quyết TW2 khoá VIII, và được thể chế trong Luật Giáo Dục (2005) như sau
“phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động
sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng môn học; bồi
dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn …”
Để thực hiện được yêu cầu của xã hội đặt ra, chương trình giáo dục ngày
càng chú trọng hơn đến việc cung cấp cho học sinh những phương pháp đặc thù của
từng bộ môn khoa học, trong đó có bộ môn vật lí.
Chương trình vật lí các cấp học THCS và THPT đã từng bước cung cấp cho
học sinh những hiểu biết ban đầu về các khái niệm vật lí cũng như những phương
pháp nhận thức đặc thù của bộ môn vật lí học, trong đó có PPTN.
Chính vì thế mà phương pháp thực nghiệm đã trở thành một trong những
kiến thức đặc biệt quan trọng cần phải trang bị cho học sinh. Phương pháp thực
nghiệm không những là kiến thức mà còn là một công cụ quan trọng để học sinh sử
dụng nhằm tự xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức vật lí, thông qua đó nhằm phát triển
năng lực sáng tạo cho học sinh.
Trong chương trình vật lí THCS, chương “Điện học” lớp 9 là một chương
những kiến thức được xây dựng chủ yếu từ thực nghiệm và ở độ tuổi lớp 9 (14-15
tuổi) học sinh lớp 9 đã đủ trí lực để làm quen với phương pháp thực nghiệm. Do
đó, ta có thể bồi dưỡng cho học sinh khối 9 phương pháp thực nghiệm thông qua
việc dạy chương “Điện học”.


12



7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu các tài liệu về các phương pháp nhằm tích cực hóa hoạt động
nhận thức học sinh như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp dạy học giải
quyết vấn đề, phương pháp thảo luận nhóm….


13

Nghiên cứu nội dung và chương trình vật lí THCS.
7.2. Phương pháp điều tra
Điều tra phiếu tìm hiểu thực trạng việc dạy và học chương “Điện học” vật lí
9 nhằm có cái nhìn sơ bộ về thực tế dạy học chương “Điện học” ở trường THCS.
Phỏng vấn trực tiếp, quan sát, dự giờ.
7.3. Phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm.
Thực hành thí nghiệm vật lí.
7.4. Phương pháp xử lý số liệu
Từ kết quả thực nghiệm sư phạm, vận dụng thống kê toán học để xử lý số
liệu đưa ra đánh giá, nhận xét.
8. Đóng góp của đề tài
Về lý luận: Hiện thực hóa dạy học theo PPTN trong môn vật lí ở THCS.
Về thực tiễn: Xây dựng cơ sở dữ liệu trực quan dạy học chương “Điện học”
lớp 9 gồm: 5 thí nghiệm, 3 thí nghiệm ảo, 5 bài tập thí nghiệm.
Đề xuất 4 tiến trình dạy học chương “Điện học” lớp 9 nhằm bồi dưỡng cho
học sinh PPTN- một phương pháp đặc thù của vật lí.
Góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn vật lí ở lớp thực nghiệm.
9. Cấu trúc và khối lượng của luận văn
Mở đầu: 3 trang

Chương trình cũng yêu cầu phải cung cấp cho học sinh những hiểu biết ban
đầu về các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí học (phương pháp thực
nghiệm, phương pháp mô hình).
Phương pháp thực nghiệm đã trở thành một kiến thức cần phải trang bị cho
học sinh. Phương pháp thực nghiệm không những là mục tiêu kiến thức mà còn
xem là một công cụ quan trọng để học sinh sử dụng trong học tập nhằm xây dựng
và chiếm lĩnh kiến thức, qua đó phát triển năng lực sáng tạo của bản thân.
Chương trình vật lí THCS hiện tại ở bốn lớp 6,7,8,9 hầu hết các kiến thức vật
lí đều được xây dựng dựa trên quan sát thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng thí
nghiệm. HS có rất nhiều cơ hội để làm quen với các giai đoạn của PPTN, đặc biệt là
các giai đoạn đòi hỏi sự sáng tạo nhiều như: đưa ra dự đoán, đề xuất phương án thí
nghiệm kiểm tra. Học sinh thường xuyên được tham gia việc thu thập thông tin từ


15

việc làm thí nghiệm và xử lý thông tin thu được. Theo đó, học sinh được tham gia
một cách tích cực, tự lực vào quá trình tìm tòi, xây dựng kiến thức bằng PPTN. [23]
Như vậy, PPTN đã góp phần đáng kể vào việc thực hiện mục tiêu bồi dưỡng
năng lực sáng tạo, năng lực thực hành, năng lực tự khẳng định mình của HS THCS.
1.7. PPTN trong dạy học bộ môn vật lí ở trường phổ thông
1.7.1. Định nghĩa về phương pháp thực nghiệm
Theo Thái Duy Tuyên thì PPTN là một phương pháp nghiên cứu các hiện
tượng tự nhiên bằng cách chủ động tác động vào đối tượng nghiên cứu. Khi thực
nghiệm người ta tạo ra những điều kiện mới để xem hiện tượng thay đổi như thế
nào? Có thể nói PPTN là phương pháp thu lượm thông tin bằng cách sắp đặt các sự
kiện để chúng bộc lộ những quy luật tự nhiên của chúng [27,163].
Theo Spaski PPTN xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây
dựng một số giả thuyết (hay dự đoán), giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng
quát hóa các sự kiện thực nghiệm đã làm mà nó còn chứa đựng một cái gì mới mẽ,

Sự kiện mới

Thực nghiệm

Sơ đồ 1.1. Chu trình nhận thức sáng tạo của Razumopxki
Như vậy xét về tổng thể, để xây dựng tri thức khoa học vật lí luôn cần đến
thực nghiệm và từ đó PPTN được công nhận là một phương pháp cơ bản và quan
trọng của bộ môn vật lí.
1.7.3. Cấu trúc của phương pháp thực nghiệm [18]
Để xem xét cấu trúc của PPTN, ta hãy bắt đầu từ luận điểm của M.Bunseman
và V.G.Razunmôpxki về quá trình nhận thức khoa học được biểu hiện qua sơ đồ
sau:

Thực tiễn

Vấn đề

Giả thuyết

Lý thuyết

Hệ quả

Định luật

Sơ đồ 1.2. Quá trình nhận thức khoa học
Trong một quá trình nhận thức thì thực tiễn là điểm xuất phát và cũng là
điểm cuối cùng của nhận thức khoa học, là mục đích của quá trình nhận thức. Thực
tiễn xuất hiện những hiện tượng, sự vật mà con người với tri thức và kinh nghiệm
sống của bản thân chưa giải thích được, lúc đó những sự vật hiện tượng đó trở thành


4

TN Kiểm tra

1
Thực tiễn

8

Tri thức

5

Sơ đồ 1.3 Cấu trúc PPTN trong nhận thức vật lý
Tác giả Phạm Thị Phú đã phân tích sơ đồ đó như sau: các “đỉnh” của sơ đồ là
mục đích của hành động. Toàn bộ hoạt động của sơ đồ đều hướng vào mục đích là
các hoạt động tri thức vật lí.
(1)Thực tiễn đến vấn đề sẽ đề xuất được vấn đề nghiên cứu: mục đích của
hành động này là nêu được vấn đề, phát biểu vấn đề thành câu hỏi nhận thức.
(2) Nêu được giả thuyết khoa học từ vấn đề được nêu ra: giả thuyết được
nêu ra phải thỏa mãn được hai chức năng giải thích và tiên đoán. Giả thuyết phải sơ
bộ giải thích được các sự kiện thực nghiệm đã biết. Quan trọng hơn, giả thuyết phải


18

có chức năng tiên đoán một hiện tượng mới chưa từng được biết đến. Giả thuyết
này sẽ phụ thuộc rất nhiều vào trực giác vào kinh nghiệm khoa học, kinh nghiệm
sống của người nêu ra giả thuyết.

Thời gian
nghiên cứu
Phương tiện
thiết bị

Nhà khoa học – nhà vật lí
Học sinh
Có thời gian dài để xây dựng Một thời gian ngắn từ một đến
một tri thức mới.
một vài tiết.
Có phòng thí nghiệm với đầy Phòng thí nghiệm bộ môn với
đủ các trang thiết bị thí nghiệm các trang thiết bị thí nghiệm đơn
hiện đại.
giản.
Khả năng tư duy sắc bén, kinh Khả năng tư duy còn hạn chế,

Khả năng tư

nghiệm khoa học dày dặn, kinh nghiệm sống và kinh

duy

được trang bị đầy đủ các công nghiệm khoa học còn ít, các
cụ toán học
công cụ toán học còn thiếu.
Xây dựng tri thức mới mà loài Xây dựng lại tri thức mà loài

Nhiệm vụ

người chưa biết một cách dò người đã biết dưới sự hướng

Biện pháp: Giáo viên hướng dẫn học sinh suy nghĩ dựa trên: kinh nghiệm
sống của bản thân học sinh, những tri thức đã có, những công cụ toán học, suy luận
tương tự, suy luận diễn dịch…
Giai đoạn 3. Suy ra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: HS nêu ra được một hệ quả logic có thể kiểm tra bằng TN.
Biện pháp: giáo viên hướng dẫn học sinh suy ra hệ quả logic bằng cách các
công cụ toán học: suy luận toán học, suy luận logic.
Giai đoạn 4. Xây dựng và thực hiện phương án TN kiểm tra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực đề xuất được phương án thí nghiệm, cách
bố trí thí nghiệm, cách xử lý kết quả thí nghiệm, đối chiếu với hệ quả, rút ra kết luận
về sự phù hợp hay không phù hợp của hệ quả với thực nghiệm.
Biện pháp: giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh lựa chọn phương án thí
nghiệm, cách bố trí, giáo viên phải theo dõi giúp đỡ trong quá trình các nhóm học
sinh làm thí nghiệm, cũng như việc xử lý kết quả, rút ra kết luận.
Giai đoạn 5. Hợp thức hóa kiến thức
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực rút ra kết luận về kiến thức mới.
Biện pháp: từ việc so sánh kết quả thí nghiệm và hệ quả logic giáo viên gợi ý
hướng dẫn học sinh rút ra kết luận về kiến thức mới. Tuy nhiên giáo viên cần chính
xác hóa nội dung của kiến thức, đặc biệt là nội dung của các định luật, định nghĩa
để học sinh có thể ghi nhận một cách chính xác.
Giai đoạn 6. Vận dụng kiến thức
Mục tiêu cần đạt: học sinh hiểu được nội dung kiến thức vừa mới học, vận
dụng được ở mức độ vận dụng, phân tích đánh giá.
Biện pháp: giáo viên lựa chọn những bài tập vận dụng đảm bảo tính vừa sức.
Bài tập vận dụng tập dượt: áp dụng cho để giải thích hiện tượng, giải bài tập
đơn giản ngay trong bài học kiến thức mới.
Bài tập vận dụng nâng cao dùng trong tiết học bài tập vật lí hay bài tập giao
về nhà cho học sinh. Tuy nhiên đối với dạng bài tập này giáo viên cần lựa chọn
dạng bài tập sao cho phù hợp với đối tượng học sinh.
1.2.5.2. Các giai đoạn của PPTN trong dạy học vật lí ở THCS

Giai đoạn 4. Xây dựng và thực hiện phương án TN kiểm tra hệ quả logic
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực đề xuất được phương án thí nghiệm, cách
bố trí thí nghiệm, cách xử lý kết quả thí nghiệm, đối chiếu với hệ quả, rút ra kết luận
về sự phù hợp hay không phù hợp của hệ quả với thực nghiệm.
Biện pháp: Ở cấp THCS đa số HS chưa thể tự thân có thể đề xuất các
phương án TN. Do đó, GV có thể cho HS thảo luận nhóm và tham khảo sách giáo
khoa để đề xuất các phương án thí nghiệm. Ở giai đoạn này sẽ thể hiện rõ nhất tính
sáng tạo của HS, do đó đòi hỏi ở người GV thể hiện nghệ thuật sư phạm phải động
viên khuyết khích các ý tưởng mới của học sinh, phải biết lựa chọn, chỉ ra những
phương án không hợp lý, hay lý giải cho học sinh biết tại sao phải chọn phương án
A mà không chọn phương án B, đồng thời người giáo viên cũng phải biết chuyển
đổi các phương án thí nghiệm của học sinh thành một phương án thí nghiệm sao


22

cho phù hợp với những thiết bị đã chuẩn bị. Sau khi đã tìm ra phương án thí nghiệm
phù hợp và đã có những thiết bị cần thiết, giáo viên hướng dẫn học sinh tiến hành
thí nghiệm, do kinh nghiệm thực hành của học sinh THCS còn yếu kém nên ở mỗi
thí nghiệm giáo viên cần nêu ra những điểm cần lưu ý khi tiến hành thí nghiệm.
Giai đoạn 5. Hợp thức hóa kiến thức
Mục tiêu cần đạt: Học sinh tự lực rút ra kết luận về kiến thức mới.
Biện pháp: Giáo viên cho đại diện các nhóm lên báo cáo kết quả thí nghiệm
của nhóm trước lớp. Giáo viên sẽ đóng vai trò “người trọng tài” để tìm ra kết quả
của nhóm nào chính xác nhất. Từ kết quả chính xác của các nhóm, giáo viên yêu
cầu học sinh rút ra kết luận. Lúc này giáo viên đóng vai trò của “quan tòa” để nêu ra
kết luận cuối cùng về kiến thức đang nghiên cứu.
Giai đoạn 6. Vận dụng kiến thức
Mục tiêu: cần đạt: học sinh hiểu được nội dung kiến thức vừa mới học, vận
dụng được ở mức độ vận dụng, phân tích đánh giá.

các mức độ cần được điều chỉnh cho hợp lý.Chúng tôi đề xuất các mức độ dạy học
PPTN ở THCS như sau:
Mức 1: Rèn luyện một số kĩ năng cơ bản tối thiểu, cần thiết của PPTN cho
học sinh. Ở mức độ này học sinh chứng kiến tất cả các quá trình của PPTN, nhưng
sẽ tham gia vào khâu tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Đây là mức độ được sử dụng
nhiều nhất trong sách giáo khoa vật lí cấp THCS hiện giờ.
Cách tiến hành: Học sinh sẽ tham gia tiến hành thí nghiệm kiểm tra dưới sự
chỉ dẫn của giáo viên.
Yêu cầu: Học sinh phải được tiến hành thí nghiệm theo sự chỉ dẫn của giáo
viên, biết cách xử lí kết quả thí nghiệm để kiểm tra xem giả thuyết đã dự đoán là
đúng hay sai. Do đó, đòi hỏi giáo viên phải có sự hướng dẫn rõ ràng về các bước
tiến hành, cách lắp rắp thí nghiệm, cách xử lí kết quả.
Thí nghiệm kiểm tra phải đảm bảo các yếu tố sau: dể thực hiện trong không
gian của lớp học hay phòng bộ môn (thường là các phép đo lường đơn giản như : đo
độ dài, đếm số lần dao động, đo các số chỉ ampe kế, vôn kế…), có độ an toàn cao,
các phép toán để xử lí kết quả đơn giản dễ dàng thực hiện.
Ta có thể áp dụng mức độ này cho các chương âm học lớp 7, chương cơ,
nhiệt lớp 8, chương điện, quang lớp 9.
Mức độ 2: HS trải qua tất cả các giai đoạn của PPTN và tự lực thực hiện các
giai đoạn “nêu dự đoán khoa học”, “tiến hành TN kiểm tra” và “rút ra kết luận”.


24

Ở mức độ này HS phải hoàn toàn tự lực trong các giai đoạn: lập phương án
TN, lựa chọn dụng cụ đến việc tiến hành TN và xử lí kết quả thí nghiệm, rút ra kết
luận. Căn cứ vào hệ quả logic, tự lực nêu ra phương án thí nghiệm, đây là mức nâng
cao có sự nhảy vọt về chất trong hành động tư duy và thực hành của HS.
Cách tiến hành: Giáo viên hướng dẫn học sinh nêu dự đoán khoa học, nếu
các dự đoán vượt quá khả năng của HS, GV có thể cung cấp nhiều phương án dự

Ta có thể áp dụng mức độ này cho các chương cơ, nhiệt lớp 8, chương điện,
quang lớp 9, và cả các bài tập thí nghiệm, tiết thực hành.
Mức 3: học sinh tự lực nghiên cứu một vấn đề khoa học nhỏ bằng PPTN.
Đây là mức độ cao nhất của dạy học PPTN trong nhà trường.
Cách thực hiện: Giáo viên giao cho học sinh giải quyết một bài tập vật lí
mang tính nghiên cứu, tìm quy luật một sự phụ thuộc nào đó bằng thí nghiệm, thiết
kế chế tạo dụng cụ đo đơn giản, để đo một đại lượng vật lí nào đó….
Ví dụ như: em hãy tìm hiểu sự tương tác của những vật nhiễm điện cùng dấu
và trái dấu? (chương “điện học” lớp 7). Em hãy chế tạo một thanh nam châm điện,
cần cẩu điện (chương “điện học” lớp 7, 9)
Yêu cầu Giáo viên lựa chọn những đơn vị kiến thức, những bài tập phù hợp
với trình độ học sinh, đồng thời giới thiệu tài liệu tham khảo giúp học sinh có thể
hoàn thành được nhiệm vụ được giao. Giáo viên phải giao việc cho một nhóm học
sinh nhằm chia nhỏ công việc đối với mỗi học sinh.
Ta có thể áp dụng mức độ này cho các nhóm học sinh khối 8, 9 hay những
nhóm học sinh khá giỏi lớp 7.
Như vậy các mức độ dạy học PPTN là sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính phức
tạp, khó khăn, tính độc lập sáng tạo của HS trong việc sử dụng PPTN. Có thể hệ
thống hóa các mức độ dạy học PPTN vật lí ở trường THCS theo bảng sau:
Bảng 1.5 Các mức độ dạy học PPTN VL ở cấp THCS [19,35]
Mức độ

Thứ

Mức độ 2
HS

Mức độ 3
HS



kiến

(bắt

kiến

(bắt

tự

buộc)
1

Xác định vấn đề nhận
thức

x

buộc)
x

buộc)
x