ĐĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀNNỘI
ẠI HỌC QUỐC GIA HÀ ỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN NGỌC KHẢI

SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM PHẦN
CHẤT LỎNG - VẬT LÍ 10, NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC THỰC
NGHIỆM CHO HỌC SINH.

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60.14.01.11

HÀ NỘI - 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN NGỌC KHẢI

SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP THÍ NGHIỆM PHẦN
CHẤT LỎNG - VẬT LÍ 10, NHẰM NÂNG CAO NĂNG LỰC THỰC
NGHIỆM CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60.14.01.11


Bài tập thí nghiệm

BT

Bài tập

BTVL

Bài tập vật lí

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NLTN

Năng lực thực nghiệm

PTDT

Phổ thông dân tộc

THPT

Trung học phổ thông


1.3.6. Bài tập thí nghiệm vật lí với việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm .... 22 TIỂU
KẾT CHƯƠNG 1.................................................................................23
CHƯƠNG 2: SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC BÀI TẬP
THÍ NGHIỆM PHẦN CHẤT LỎNG - VẬT LÍ 10, NHẰM BỒI DƯỠNG
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH.....................................24
2.1. Nội dung kiến thức phần "Chất lỏng".......... ............................................24
2.1.1. Phân tích nội dung kiến thức SGK phần "Chất lỏng" lớp 10 THP...24

iii


2.1.2. Mục tiêu dạy học phần "Chất lỏng " .... .................................................24
2.1.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung phần "Chất lỏng"- Vật lí 10 ......... ..................26
2.2. Tìm hiểu tình hình thực tế dạy học kiến thức phần "Chất lỏng" ở trung học
phổ thông.................. ……………............................................................27 2.2.1. Nội
dung tìm hiểu........………………………………………………..27 2.2.2. Phương
pháp tìm hiểu......……………………………………………..27 2.2.3. Kết quả tìm
hiểu .... ……………………………………………………27 2.2.4. Đề xuất giải
pháp...................................................................................27 2.3. Soạn hệ thống bài
tập thí nghiệm phần "chất lỏng" ............... .................28 2.3.1. Mục đích của hệ
thống bài tập .... ..........................................................28 2.3.2. Phân loại bài
tập .... ................................................................................28 2.3.3. Hệ thống bài
tập .... ................................................................................29 2.3.4. Hướng dẫn giải
hệ thống bài tập thí nghiệm .........................................36 2.3.5. Kế hoạch sử dụng
hệ thống bài tập ........... ............................................45 2.4. Thiết kế tiến trình dạy
học bài tập thí nghiệm phần chất lỏng ......... ........46 2.4.1. Sử dụng bài tập thí
nghiệm trong giờ học hình thành kiến thức mới
.................................................................... .....................................................46
2.4.2. Sử dụng bài tập thí nghiệm trong giờ học củng cố và vận dụng kiến
thức ..................................................................................................................57

Bảng 3.1: Đánh giá năng lực thực nghiệm với các bài thực hiện thí nghiệm
theo mô tả, quan sát (nêu)hiện tượng xảy ra và giải thích ..............................74
Bảng 3.2: Đánh giá năng lực thực nghiệm với các bài thiết kế phương án thí
nghiệm từ những dụng cụ thí nghiệm đã cho.................................................75

vi


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nước ta đang trong giai đoạn đẩy nhanh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước nhằm tiến kịp với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kĩ thuật. Thách
thức này đòi hỏi ngành Giáo dục - Đào tạo cần có những đổi mới căn bản,
mạnh mẽ, đồng bộ về mọi mặt.
Vấn đề đặt ra đối với các trường học là cần không ngừng đổi mới về nội
dung và phương pháp dạy học. Giáo dục phải gắn chặt với yêu cầu phát triển
của đất nước, phù hợp với xu thế thời đại. Song nền giáo dục nước ta trong giai
đoạn vừa qua chưa đáp ứng được điều đó. Trong kiểm điểm việc thực hiện nghị
quyết Trung ương 2 khoá VIII đã chỉ rõ những yếu kém và nguyên nhân: "Hoạt
động học tập trong các nhà trường ở mọi cấp học chủ yếu vẫn là hướng vào
mục đích khoa cử, chưa quan tâm làm cho người dạy ,người học, người quản
lý coi trọng thực hiện mục đích học tập đúng đắn. Phương pháp giáo dục nặng
về áp đặt thường khuyến khích tiếp thu một cách máy móc, chưa khuy ến khích
sự năng động, sáng tạo của người học..."[4]
Chính vì vậy Hội nghị TW8 khóa XI đã quyết định từ sau 2015 sẽ đổi mới căn
bản và toàn diện giáo dục. Trong đó, đặc biệt chú trọng đến đổi mới phương
pháp dạy học và phương tiện dạy học nhằm chuyển từ dạy học theo hướng tiếp
cận kiến thức sang dạy học tiếp cận năng lực. Cùng với xu thế của việc đổi mới
phương pháp dạy học của các môn học ở trường phổ thông thì phương pháp
dạy học vật lí cũng đã có những đổi mới đáng kể.

có nhiều luận văn nghiên cứu về BTTN như: Nguyễn Thị Thanh Thủy - "Soạn
thảo hệ thống bài tập thí nghiệm và hướng dẫn hoạt động giải khi dạy học các
kiến thức phần Quang hình"; Thân Thị Thanh Bình - "Xây dựng và sử dụng
bài tập thí nghiệm mở chủ đề điện trở"...
Tuy nhiên, những nghiên cứu về BTTN còn ít, đặc biệt là còn thiếu các
nghiên cứu về BTTN phần Chất lỏng để bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS.

2


Là một học viên cao học đồng thời là một giáo viên dạy học ở trường
THPT, tôi nhận thấy việc soạn thảo và hướng dẫn giải các bài tập thi nghiệm cho
học sinh là cần thiết và có thể áp dụng khi dạy học các nội dung kiến thức phần
"Chất lỏng" vật lí lớp 10, với hy vọng có thể giúp học sinh rèn luyện năng lực
thực nghiệm. Từ đó khơi dậy lòng say mê học tập và nghiên cứu Vật lí của học
sinh.
Từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: " Soạn thảo và hướng
dẫn giải bài tập thí nghiệm phần "Chất lỏng"- vật lí, 10 nhằm bồi dưỡng
năng lực thực nghiệm cho học sinh ".
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Soạn thảo và hướng dẫn giải các bài tập thí nghiệm phần " Chất lỏng " - vật
lí 10, nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh.
3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu thực trạng vấn đề sử dụng BTTN ở một số trường THPT trên
địa bàn Huyện Ba Vì - Thành phố Hà Nội
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập vật lí nói chung, bài tập thí nghiệm nói
riêng: Tác dụng, phân loại, phương pháp giải, việc lựa chọn và sử dụng bài tập
trong dạy học vật lí.
- Nghiên cứu về các đặc trưng của năng lực thực nghiệm và tác dụng của BT thí
nghiệm với việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm.

- Làm rõ cơ sở lí luận về dạy học bài tập vật lí, đặc biệt là dạy bài tập thí
nghiệm.
- Vận dụng cơ sở lí luận của dạy học bài tập vật lí để tổ chức hoạt động hướng
dẫn giải bài tập thí nghiệm phần "Chất lỏng" vật lí lớp 10, có thể làm tư liệu tham
khảo cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học.
9. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp nghiên cứu lí luận:
+ Nghiên cứu các tài liệu về cơ sở lí luận của dạy học bài tập vật lí để làm cơ
sở định hướng cho việc thực hiện mục đích nghiên cứu.
4


+ Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài
liệu tham khảo để xác định mức độ nội dung kiến thức vật lí ở phần "Chất lỏng
" mà học sinh cần tiếp thu được.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Tìm hiểu thực tế việc tự học và giải BTVL của HS (thông qua trao đổi với
học sinh, phiếu điều tra cơ bản), việc sử dụng bài tập của GV. Đặc biệt là các bài
tập thí nghiệm (thông qua phỏng vấn, trao đổi, phiếu điều tra cơ bản với giáo
viên) .
+ Vận dụng lí luận và thực tiễn xây dựng các bài tập thí nghiệm phần "chất
lỏng" - Vật lí 10 THPT và cách hướng dẫn giải các bài tập này.
- Phương pháp thực nghiệm:
+ Xác định mục tiêu, đối tượng thực nghiệm sư phạm : chọn hai lớp 10 của
trường THPT Ba Vì, Huyện Ba Vì, TP. Hà Nội + Tiến
hành thực nghiệm sư phạm.
+ Xử lý, thống kê, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. Đối chiếu với mục
đích nghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài.
10. CẤU TRÚC LUẬN VĂN

thuộc tính độc đáo của cá nhân, phù hợp với yêu cầu của một hoạt động nhất
định, đảm bảo cho hoạt động đó có hiệu quả.
+ Nhóm lấy dấu hiệu về các yếu tố tạo thành khả năng hành động để định
nghĩa: " Năng lực là khả năng vận dụng kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ
và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống
đa dạng của cuộc sống". Hay " năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến
thức, kĩ năng, thái độ và vận hành(kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện
thành công nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra cho cuộc sống".

6


Dù diễn đạt theo cách nào cũng thấy năng lực có một số đặc điểm chung,
cơ bản là:
- Đề cập tới xu thế đạt được một kết quả nào đó của một công việc cụ thể, do một
con người cụ thể thực hiện( năng lực học tập, năng lực tư duy, năng lực
tự quản lí bản thân,... Vậy không tồn tại năng lực chung chung)
- Có sự tác động của một cá nhân cụ thể tới một đối tượng cụ thể( kiến thức, quan
hệ xã hội,...) để có một sản phẩm nhất định; do đó có thể phân biệt người này
với người khác.
- Năng lực là một yếu tố cấu thành trong một hoạt động cụ thể. Năng lực chỉ tồn tại
trong quá trình vận động, phát triển của một hoạt động cụ thể. Vì vậy năng lực
vừa là mục tiêu, vừa là kết quả hoạt động, nó là điều kiện của hoạt động,
nhưng cũng phát triển trong chính hoạt động đó. Tuy nhiên, năng lực con
người không phải là sinh ra đã có, nó không có sẵn mà nó được hình thành và
phát triển trong quá trình hoạt động và giao tiếp.
Như vậy bản chất của năng lực là khả năng của chủ thể kết hợp một cách linh
hoạt, có tổ chức hợp lí các kiến thức, kĩ năng với thái độ, giá trị, động cơ, nhằm
đáp ứng những yêu cầu phức hợp của một hoạt động, bảo đảm cho hoạt động đó
đạt kết quả tốt đẹp trong một bối cảnh( tình huống) nhất định. Biểu hiện của năng

kĩ năng, kĩ xảo... đã có sẵn trong nền văn hóa xã hội. Có thể là năng lực chú ý, phân
tích, tổng hợp, so sánh...
- Năng lực sáng tạo: là năng lực liên quan đến việc tạo ra một sản phẩm, tri thức,
phương thức hoạt động mới cho xã hội loài người. Đây là năng lực đỉnh cao của
loài người giúp cho con người hiểu và chinh phục được thế giới.
Sự phân chia năng lực ở trên chỉ mang tính tương đối. Trên thực tế các
năng lực trên luôn gắn liền, đan xen và tác động qua lại lẫn nhau.
1.1.4. Mối quan hệ giữa năng lực và các yếu tố khác
Năng lực có liên quan với các yếu tố khác như:
* Năng lực và tư chất: Tư chất là những đặc điểm riêng của cá nhân về giải
phẫu sinh lí bẩm sinh của não bộ, hệ thần kinh, cơ quan phân tích, cơ quan vận
động tạo ra sự khác biệt giữa con người với nhau. Tư chất là cơ sở vật
8


chất của sự phát triển năng lực, có ảnh hưởng đến tốc độ, chiều hướng và đỉnh
cao của năng lực. Tuy nhiên tư chất không qui định trước sự phát triển của
năng lực. Dựa trên tư chất đó, việc hình thành năng lực của cá nhân là một quá
trình hoạt động tích cực cá nhân trong điều kiện xã hội thuận lợi.
* Năng lực và thiên hướng: Khuynh hướng của cá nhân đối với một hoạt động
nào đó được gọi là thiên hướng. Như vậy thiên hướng về một hoạt động nào đó
và năng lực đối với hoạt động ấy thường ăn khớp với nhau và cùng phát triển
với nhau. Thiên hướng mãnh liệt của con người với một hoạt động nào đó có thể
coi là dấu hiệu năng lực đang hình thành.
* Năng lực và tri thức, kĩ năng, kĩ xảo: Năng lực và tri thức, kĩ năng, kĩ xảo
không đồng nhất với nhau mà có quan hệ biện chứng với nhau. Tri thức, kĩ
năng, kĩ xảo trong một lĩnh vực nào đó là điều kiện cần thiết để có năng lực trong
lĩnh vực ấy. Ngược lại năng lực góp phần làm cho việc tiếp thu tri thức, hình
thành kĩ năng, kĩ xảo tương ứng với lĩnh vực của năng lực đó được dễ dàng và
nhanh chóng hơn.

thí nghiệm đã thiết kế - Thực hiện các thao tác TN, quan sát, thu thập số
liệu.
- Trình bày thông tin đã quan sát được.
- Trình bày số liệu khoa học( lập bảng số liệu) và xử lí
số liệu( tính các đại lượng trung gian, giá trị trung
Xử lí, phân tích và
trình bày kết quả

bình, sai số, vẽ đồ thị,…).
- Đánh giá kết quả( nhận xét tính đúng đắn của các
giả thuyết ban đầu, nếu phủ định các giả thuyết đó
thì cần đưa ra các giả thuyết mới có tính khái quát
hơn và sẽ được kiểm tra bằng các TN khác).

1.2.2. Các mức độ biểu hiện của năng lực thực nghiệm
Theo quan điểm của chúng tôi, NLTN có thể chia theo các mức độ sau đây:
Mức độ 1: Quan sát, mô tả lại được hiện tượng vật lí hoặc thực hiện
được một thí nghiệm theo mẫu hoặc theo một hướng dẫn chi tiết, cụ thể.
Mức độ 2: Với mục đích nghiên cứu hoặc vấn đề mà GV đưa ra, dựa vào
các dụng cụ đã có sẵn, người học tự thiết kế phương án TN, thực hiện
được TN theo phương án đó và đánh giá được các kết quả TN.
Mức độ 3: Dựa theo mục đích nghiên cứu hoặc vấn đề mà GV đưa ra,
người học tự đề xuất các dụng cụ cần thiết, phương án TN, bố trí, lắp
ráp, các bước tiến hành TN, xử lí số liệu TN. GV là người xem xét các
phương án TN đó và chuẩn bị các dụng cụ cần thiết theo đề xuất của
người học. Từ đó, HS thực hiện thành công TN và có những đánh giá
xác đáng về TN đã thực hiện.

10


- Nhìn BTVL dưới góc độ phương pháp sử dụng chúng.
Có nhìn nhận như vậy thì ta mới đánh giá hết ý nghĩa của BTVL, đồng
thời mới có đủ cơ sở để phân loại các BTVL một cách rõ ràng và chính xác.
1.3.2. Sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong quá trình dạy học
- Bài tập thí nghiệm vật lí có thể làm trên lớp, ở nhà hay trong các chương
trình ngoại khóa, thăm quan dã ngoại...
- Bài tập thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn của quá
trình dạy học như:
+ Đề xuất vấn đề nghiên cứu: ví dụ, khi học về hiện tượng căng bề mặt chất
lỏng, có thể dùng một vòng dây chỉ gắn với khung dây kim loại mỏng rồi
nhúng khung dây vào dung dịch xà phòng để được một màng xà phòng trên
khung, sau đó dùng kim nhọn chọc thủng phần màng xà phòng bên trong vòng
chỉ. Yêu cầu HS quan sát kết quả và giải thích. Rồi từ đó làm nảy sinh vấn đề
cần nghiên cứu.
+ Hình thành kiến thức kĩ năng mới: ví dụ, khi học về hiện tượng mao dẫn, có thể
dùng một dải vải cho vào trong một li nước và vắt nó qua miệng li, yêu cầu HS
mô tả hiện tượng quan sát được sau vài phút và giải thích. Từ đó HS phân tích,
so sánh, liên tưởng tới sự vận chuyển chất ở cây cối trong sinh học. + Củng cố
kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học
sinh.
1.3.3. Vai trò của bài tập vật lí trong quá trình dạy học
* Bài tập vật lí giúp cho học sinh nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và
toàn diện hơn về kiến thức vật lí.
Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên cố gắng trình bày tài liệu một
cách mạch lạc, logic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu
và cho kết quả chính xác thì đó mới chỉ là điều kiện cần chứ chưa phải là điều
kiên đủ để học sinh hiểu sâu và nắm vững kiến thức. Trong trường hợp này
BTVL sẽ tạo điều kiện cho HS vận dụng linh hoạt các kiến thức để tự lực giải
quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức mà HS
12

có thể thường xuyên theo dõi thành tích và tinh thần học tập của HS cùng
13


với hiệu quả công tác giáo dục, giáo dưỡng của mình để từ đó có thể điều
chỉnh nội dung, phương pháp dạy học, giúp QTDH đạt hiệu quả cao.
* Giải bài tập vật lí góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện
chứng cho học sinh.
Lịch sử vật lí đã trải qua bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt
chống lại tư tưởng bảo thủ, lạc hậu, phản động. Nên qua bài tập vật lí GV giới
thiệu cho HS biết được sự xuất hiện những tư tưởng tiên tiến hiện đại, các phát
minh làm thay đổi thế giới. Tiếp xúc với các hiện tượng trong đời sống hàng
ngày sẽ giúp HS nhìn thấy khoa học vật lí ở xung quanh mình, hiểu thế giới tự
nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ tin vào sức mạnh của
mình, mong muốn đem tài năng và trí tuệ cải tạo thiên nhiên.
1.3.4. Phân loại bài tập vật lí
Tùy theo nội dung hay điều kiện và phương thức giải mà BTVL
được phân thành các loại khác nhau theo sơ đồ dưới đây:

1.3.4.1 . Phân loại theo nội dung
* Bài tập chuyên đề

14


Dựa vào nội dung người ta chia bài tập thành những chủ đề khác nhau
như: bài tập cơ học, bài tập nhiệt, bài tập điện, bài tập vật lý hạt nhân,... Đây là
sự phân loại có tính quy ước vì các kiến thức được sử dụng giải bài tập là sự
kết hợp của nhiều phần, nhiều chương.
* Bài tập có nội dung trừu tượng

hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lí và học sinh biết áp dụng lý thuyết
vào thực tế. Khi giải thích được những hiện tượng xảy ra xung quanh mình,
học sinh sẽ càng hứng thú hơn với môn học và giúp phát triển óc quan sát.
Loại bài tập này được sử dụng làm bài tập mở đầu nghiên cứu tài liệu mới,
ngay sau khi học xong lý thuyết hoặc trong những tiết ôn tập chương.
* Bài tập định lượng
Là những bài tập có dữ liệu là các số cụ thể mà muốn giải chúng, học
sinh phải thực hiện một loạt phép tính, sử dụng công thức để xác lập mối quan hệ
phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng phải tìm và nhận được kết quả là dưới
dạng một công thức hoặc một giá trị bằng số.
* Bài tập thí nghiệm
Là bài tập phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lý thuyết hoặc để tìm
những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Do đó loại bài tập này có cả định
tính lẫn định lượng. Bài tập thí nghiệm có tác dụng rèn kỹ năng thực hành, và
giúp làm sáng tỏ mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn.
Căn cứ vào mục đích thực hiện của bài tập mà bài tập thí nghiệm có thể
phân thành bốn loại như sau:
- Loại thứ nhất: GV mô tả chi tiết thí nghiệm, làm thí nghiệm cho học sinh
quan sát hiện tượng, rồi yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng.
Ví dụ: Dùng một dải vải cho vào trong một li nước và vắt nó qua miệng li, sau
vài phút, mô tả hiện tượng quan sát được và giải thích.
- Loại thứ hai: Mô tả chi tiết thí nghiệm, yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng
xảy ra, rồi làm thí nghiệm kiểm tra.
Ví dụ: Dùng một vòng dây chỉ gắn với khung dây kim loại mỏng rồi nhúng
khung dây vào dung dịch xà phòng để được một màng xà phòng trên khung, sau
đó dùng kim nhọn chọc thủng phần màng xà phòng bên trong
16


vòng chỉ. Hỏi hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào? Hãy làm thí nghiệm để kiểm