B GIO DC V O TO
TRNG I HC S PHM H NI

NGUYN HI DNG

XÂY DựNG Và Sử DụNG BàI TậP THí NGHIệM TRONG DạY HọC CHƯƠNG
ĐộNG LựC HọC CHấT ĐIểM VậT Lí 10 NHằM PHáT TRIểN NĂNG LựC
THựC NGHIệM CủA HọC SINH PHổ THÔNG CHUYÊN
Chuyờn ngnh: Lý lun v phng phỏp dy hc mụn Vt lớ
Mó s: 60 14 01 11

LUN VN THC S KHOA HC GIO DC

Ngi hng dn khoa hc: TS. PHM KIM CHUNG

H NI 2016
LI CM N
Vi lũng bit n sõu sc em xin chõn thnh cm n cac thõy cụ giao


trong bộ môn Phương pháp giảng dạy bộ môn Vật lí - khoa Vật Lí cũng như các thầy
cô đã giảng dạy các môn trong quá trình học tập, các thầy cô giáo khoa Vật lí, phòng
sau đại học, các thầy cô giáo trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội đã giúp tôi hoàn thành
khóa học.
Em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Kim Chung, người đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu, các đồng nghiệp và học sinh ở trường THPT
chuyên Lê Hồng Phong, Nam Định đã giúp đỡ tôi trong quá trình công tác cũng như
hoàn thành phần thực nghiệp sư phạm.
Tôi cũng xin cảm ơn tất cả gia đình và bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ và
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài nghiên cứu



DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Kết quả đánh giá thành tố 2 (NV1)
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá thành tố 3 (NV1)
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá thành tố 4 (NV1)
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá thành tố 2 (NV2)
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá thành tố 3 (NV2)
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá thành tố 4 (NV2)

5


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển kinh tế – xã hội trong bối cảnh toàn cầu hoá đặt ra những
yêu cầu mới đối với người lao động, do đó cũng đặt ra những yêu cầu mới
cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân lực. Một trong những
định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục mang
tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng việc
hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo của người
học. Định hướng quan trọng trong đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự
lực và sáng tạo, phát triển năng lực hành động, năng lực cộng tác làm việc của
người học. Đó cũng là những xu hướng quốc tế trong cải cách PPDH ở nhà
trường phổ thông.
Đường lối giáo dục của Đảng chỉ rõ: “Phát triển giáo dục nhằm nâng
cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, đào tạo những con người có
kiến thức văn hóa khoa học, có kỹ năng nghề nghiệp, lao động tự chủ, sáng
tạo và có kỷ luật, giàu lòng nhân ái, yêu nước, yêu chủ nghĩa xã hội, sống
lành mạnh, đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nước.

thực hành.
Mặc dù đã có một số công trình nghiên cứu về việc dạy học phát triển
năng lực thực nghiệm ở môn Vật lí, tuy nhiên việc nghiên cứu xây dựng các
bài tập thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trung
học phổ thông chuyên còn hạn chế.
Chương “Động lực học chất điểm” là chương thứ 2 của phần “Cơ học”
trong chương trình vật lí 10, đây là phần nội dung kiến thức quan trọng, gắn
nhiều với thực tiễn, đồng thời liên quan đến nhiều các kiến thức Vật lí sẽ hình
thành sau này của học sinh.
7


Từ những lý do trên, luận văn lựa chọn đề tài : “Xây dựng và sử dụng
bài tập thí nghiệm trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí
10 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh phổ thông chuyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng và sử dụng các bài tập thí nghiệm nhằm phát
triển năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí cho học sinh các trường
THPT Chuyên, chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10.
3. Giả thuyết khoa học
Trên cơ sở lí thuyết về năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy
học vật lí, phân tích chương trình vật lí dành cho học sinh chuyên và đặc điểm
học sinh các trường THPT Chuyên để xây dựng các bài tập thí nghiệm khoa
học logic. Từ đó việc xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập thí
nghiệm sẽ phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Cấu trúc năng lực thực nghiệm trong dạy học bộ môn Vật lí.
Chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 – chương trình cơ bản,
chương trình nâng cao và chương trình chuyên.
5. Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Các nội dung triển khai thực nghiệm sư phạm; phạm vi thực nghiệm
sư phạm và công cụ đo nghiệm.
7.3. Phương pháp điều tra thực tiễn
Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy tại một số trường THPT bằng phiếu hỏi,
trao đổi với giáo viên, tham vấn chuyên gia.
7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Thực hiện một số giờ dạy bài tập thí nghiệm đã thiết kế tại trường
THPT chuyên Lê Hồng Phong, Nam Định.
9


- Kiểm tra thí điểm, điều tra, đánh giá và chỉnh sửa các bài tập thực nghiệm.
- Số liệu thực nghiệm được xử lí nhờ thống kê toán học
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, kiến nghị, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2. Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học phần
“Động lực học chất điểm” nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh
trường Trung học phổ thông chuyên.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.

10


Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
1.1.1. Khái niệm năng lực
Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối
cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc

• P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được.
• P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí
nghiệm và rút ra nhận xét.
• P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết
luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
c. Nhóm năng lực thành phần về trao đổi thông tin
• X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và các cách
diễn tả đặc thù của vật lí.
• X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời
sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành).
• X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau.
• X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật,
công nghệ.
• X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe
giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…)
• X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe
giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…) một cách phù
hợp.
• X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan
dưới góc nhìn vật lí.
12


• X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí.
d. Nhóm năng lực thành phần liên quan đến cá thể
• C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ của cá nhân
trong học tập vật lí.
• C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập
vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân.
• C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối trong

Theo nghĩa hẹp, năng lực thực nghiệm là năng lực đề xuất phương án
thí nghiệm khả thi, tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị
dụng cụ, quan sát, đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời cho các
vấn đề đặt ra (đó là một nhận định về một tính chất, một mối liên hệ, một
nguyên lí nào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc kiểm tra một giả
thuyết khoa học). [1] [6]
1.1.4. Cấu trúc năng lực thực nghiệm
Các năng lực nói chung và năng lực thực nghiệm nói riêng, để hình
thành, phát triển và đánh giá là việc làm khó khan, đòi hỏi cần có nhiều thời
gian. Do đó việc chia nhỏ NLTN thành các năng lực thành phần, các thành tố
và biểu hiện của nó trong môn Vật lí và phân chia theo các mức độ là hết sức
cần thiết. [1]
NLTN gồm bốn thành tố:
-

Xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết
Thiết kế các phương án thí nghiệm
Tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế
Xử lí, phân tích và trình bày kết quả, rút ra kết luận
1.2. BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ PHỔ THÔNG
1.2.1. Khái niệm về bài tập thí nghiệm
14


Bài tập thí nghiệm là bài tật vật lí mà khi giải cần phải sử dụng thí
nghiệm. Khái niệm bài tập thí nghiệm được hiểu theo nhiều cách khác nhau
như: “Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng một
cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động
trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật, và thực tế đời sống … để
tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định các điều kiện

1.2.2. Vai trò của bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí
Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục
và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí luận và
thực tiễn. Dưới đây, tôi xin đề cập đến vai trò của BTTN trong dạy học Vật lí
về phương diện lí luận dạy học và nhiệm vụ dạy học bộ môn. [11]
BTTN được sử dụng trong dạy học Vật lí có các chức năng : Củng cố
trình độ xuất phát về tri thức và kĩ năng, hình thành tri thức kĩ năng mới, ôn
luyện, củng cố tri thức và kĩ năng, tổng kết hệ thống hoá kiến thức, kiểm tra
đánh giá trình độ và chất lượng về tri thức và kĩ năng của HS.
BTTN có vai trò quan trọng, có tác dụng toàn diện trong việc thực hiện
mục tiêu và nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thông do các yêu cầu phải thực
hiện cả các thao tác tư duy trí tuệ, tư duy toán học, tư duy vật chất cụ thể cùng
các hành động chân tay. BTTN góp phần thực hiện các nhiệm vụ nhận thức
của quá trình dạy học BTTN được sử dụng trong dạy học Vật lí góp phần thực
hiện nhiệm vụ dạy học bộ môn bao gồm : việc truyền thụ tri thức, làm phát
triển năng lực nhận thức, giáo dục tư tưởng đạo đức và nhân cách, giáo dục kĩ
thuật tổng hợp cho học sinh. Truyền thụ cho HS hệ thống tri thức Vật lí là
môn học có tính thực nghiệm cao, bài tập vật lí đa dạng, trong đó phải có các
BTTN. Do thời gian trên lớp có hạn nên khó có thể sử dụng bài tập như một
16


phương tiện truyền thụ tri thức mới mang tính phổ biến. Tuy nhiên, việc sử
dụng BTTN ở hình thức ôn tập, củng cố, mở rộng thêm các kiến thức là khả
thi và hữu dụng hơn.
Để phát triển năng lực nhận thức cho HS thì BTTN là phương tiện để
nâng cao năng lực nhận thức cảm tính và lí tính cho HS, bởi vì thông qua việc
giải bài tập vật lí góp phần phát triển các thao tác trí tuệ như phân tích, so
sánh, tổng hợp và khái quát hoá, hệ thống hoá, kĩ năng lập kế hoạch giải
quyết trọn vẹn một vấn đề, kể cả các vấn đề có tính kĩ thuật, sáng tạo đồng

năng lực giao tiếp.
Vật lí học là ngành khoa học thực nghiệm, đây là cơ hội rất tốt khi sử
dụng BTTN để phát triển năng lực thực nghiệm của HS. BTTN vật lí, với đặc
trưng vừa là bài tập vừa là thí nghiệm vì thế là phương tiện tốt để vừa rèn
luyện được tư duy khoa học kĩ thuật, vừa rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành.
[4] ,[5], [6].
1.2.3. Phân loại bài tập thí nghiệm
Có nhiều cách phân loại BTTN, nếu căn cứ theo yêu cầu mức độ phát
triển tư duy thì BTTN chia ra làm hai loại là: bài tập luyện tập và bài tập sáng
tạo. [11]
Một cách phân chia khác: BTTN gồm hai loại: loại bài tập trả lời câu
hỏi:” Vì sao” (là bài tập dựa trên cơ sở quan sát được từ thí nghiệm học sinh
tìm quy luật, các nguyên nhân chi phối hiện tượng), loại bài tập” Làm như thế
nào?” (là loại bài tập dự đoán các hiện tượng xảy ra dựa trên các quy luật,
định luật vật lí, đồng thời phải tìm cách thiết kế phương án thí nghiệm, tiến
hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán, rút ra kết luận). [13]
Luận văn sử dụng cách phân loại BTTN theo căn cứ vào tiến trình khoa
18


học giải quyết vấn đề. Theo đó có thể chia BTTN thành các dạng sau:
- Bài tập nghiệm lại hệ quả của một thuyết, một định luật vật lí.
- Bài tập kiểm tra giả thuyết.
- Từ quy luật đã biết xác định một đại lượng vật lí.
1.2.4. Các mức độ của bài tập thí nghiệm
Trong mỗi dạng bài tập trên, căn cứ vào yêu cầu thực hiện nhiệm vụ,
tôi chia mỗi dạng thành các mức độ:
- Mức độ 1: cho thiết bị, cho phương án, cho tiến trình thực hiện, yêu cầu HS
tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu, xử lí kết quả.
- Mức độ 2: cho thiết bị, yêu cầu HS thiết kế phương án thí nghiệm, , tiến hành

- Bước 3: Tiến hành thí nghiệm, thu thập, xử lí số liệu.
- Bước 4: Rút ra nhận xét, kết luận
- Bước 5: Biện luận sai số, cải tiến thí nghiệm.
1.3. ĐIỀU TRA THỰC TRẠNG DẠY VÀ HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG
LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” TẠI TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ
HỒNG PHONG, NAM ĐỊNH
1.3.1. Mục đích điều tra
Tìm hiểu thực tế dạy học chương “Động lực học chất điểm” ở trường
THPT chuyên Lê Hồng Phong về:
- Thiết bị thí nghiệm và việc sử dụng thiết bị trong dạy học.
- Phương pháp dạy và phương pháp học về động lực học chất điểm
- Năng lực thực nghiệm của HS khi học tập
Kết quả tìm hiểu là một trong những cơ sở để khi xây dựng các bài tập
thí nghiệm nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh.
1.3.2. Phương pháp điều tra
- Điều tra giáo viên: qua phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, dự giờ trực
tiếp trên lớp.
- Điều tra học sinh: qua phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, quan sát học
sinh trả lời trên lớp.
- Tham quan phòng thí nghiệm, tham khảo kế hoạch sử dụng thiết bị thí
nghiệm môn Vật lí của trường.
1.3.3. Đối tượng điều tra
- Giáo viên và học sinh lớp 10, 11 năm học 2016-2017 trường THPT
chuyên Lê Hồng Phong.
20


1.3.4. Kết quả điều tra
Việc tìm hiểu thực tiễn dạy và học phần Động lực học với mục đích tìm
ra các ưu nhược điểm của việc dạy học môn học này ở các trường THPT

còn nặng nề vấn đề thi cử nên rất chú trọng luyện các dạng bài, giải bài tập
phục vụ thi cử.
- Kĩ năng của HS còn yếu:
+ Kĩ năng làm việc nhóm chưa tốt, các thành viên trong một nhóm
chưa có sự gắn kết, nhiều em thụ động, không tập trung trong nhiệm vụ của
nhóm và hầu như công việc chỉ giành cho một số học sinh tích cực...
+ Các kĩ năng thực nghiệm: HS còn lúng túng về cấu tạo thí nghiệm,
cách bố trí và tiến hành thí nghiệm
+ Đa số HS nói rằng rất thích thú nếu được tham gia vào việc thiết kế,
chế tạo các dụng cụ và làm các TN vật lí nhưng khi công việc đưa ra thì các
em đều ngại làm. Nguyên nhân là do việc chế tạo dụng cụ thí nghiệm quá mới
mẻ với các em và các em cũng phải tập trung học chính khóa mà không có
thời gian tìm hiểu chế tạo dụng cụ thí nghiệm.
c. Tình hình dạy và học phần “Động lực học chất điểm”
- Đây là học phần vô cùng quan trọng nên được GV giảng dạy rất kĩ
lưỡng chu đáo về mặt kiến thức.
- Học sinh đều có năng lực học tập tốt nên có khả năng giải bài tập
thuần thục và chính xác.
- Dụng cụ thí nghiệm của trường tương đối đầy đủ về chủng loại, tuy có
hỏng hóc nhưng được bổ sung hàng năm và dễ sửa chữa, tuy nhiên số lượng
bộ thí nghiệm chưa nhiều.
- Học sinh tuy chắc về kiến thức nhưng về thực nghiệm còn yếu do
chưa được chú trọng, phần lớn khi làm thí nghiệm các em còn bỡ ngỡ, lúng
túng, tuy nhiên các em rất hào hứng khi được làm thí nghiệm.
22


1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong chương I, luận văn đã trình bày về:
- Khái niệm, cấu trúc năng lực thực nghiệm dựa trên các tài liệu và các

2.1.2. Cấu trúc lôgic nội dung chương “Động lực học chất điểm”
Trong phần Động lực học chất điểm, nội dung nghiên cứu những khái
niệm cơ bản (lực, tổng hợp và phân tích lực, khối lượng và gia tốc) và các
định luật cơ bản của động lực học (các định luật của Newton) và phương pháp
động lực học nhằm giải quyết nhiệm vụ chung là giải thích nguyên nhân chi
phối các dạng chuyển động đã xét trong phần động học.
Các khái niệm về cân bằng của chất điểm và quy tắc tổng hợp và phân
tích lực được hình thành theo con đường thực nghiệm.
Khái niệm khối lượng được đưa vào định luật II Newton và có ứng
dụng rộng rãi trong cơ học. Khối lượng là khái niệm rất phức tạp trong Vật lí
24


học, ở cấp dưới học sinh hiểu khối lượng như là lượng vật chất, nó được mở
rộng thêm trong mối quan hệ với quán tính và được tiếp tục mở rộng ở các
lớp tiếp theo. Vì vậy ngay sau mục này cần đưa các bài tập định tính để học
sinh thấy được mối liên quan giữa khối lượng và quán tính.
Việc đưa thêm khái niệm lực quán tính vào chương trình sẽ làm cho việc
giải thích và tính toán nhiều hiện tượng cơ học trở thành đơn giản. Việc dạy khái
niệm lực quán tính có thể thực hiện một cách đơn giản, dễ hiểu đối với học sinh
nhờ sự kết hợp chặt chẽ giữa thí nghiệm minh họa và phân tích lí thuyết.
Về trọng lực và hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng: Trọng lực là tổng
hợp của lực hấp dẫn và lực quán tính gây ra do sự quay của Trái đất. Đó là lực được
đo bằng một lực kế gắn với Trái đất và cũng là lực mà vật tác dụng lên giá đỡ nằm
ngang hoặc dây treo thẳng đứng. Trọng lượng là cường độ của trọng lực (hay môđun
của vector trọng lượng). Nếu lực kế được gắn với một hệ quy chiếu khác, chuyển
động có gia tốc đối với Trái đất (thang máy, con tàu vũ trụ...) thì lực kế sẽ chỉ trọng
lực biểu kiến của vật. Điều đó gây ra tình trạng tăng, giảm, mất trọng lượng.
Các vấn đề va chạm, chuyển động của vệ tinh và 3 định luật Kepler
(chỉ xét chuyển động tròn đều) được đưa vào chương trình cơ học để có thể sử