BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
---------a&b--------

TRẦN NGỌC TIẾN PHÁT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 10
GẮN KẾT CUỘC SỐNG HỌC SINH

Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý

Thành phố Hồ Chí Minh – 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM
TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 10
GẮN VỚI CUỘC SỐNG HỌC SINH

Người thực hiện: Trần Ngọc Tiến Phát
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Nga

TP. Hồ Chí Minh, năm 2019



SỐNG MỘT SỐ KIẾN THỨC VẬT LÝ 10
2.1. Phân tích nội dung kiến thức vật lý 10 ............................................. 24
2.1.1. Nội dung kiến thức bài “Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc”
(SGK cơ bản) ........................................................................................... 24
2.1.2. Nội dung kiến thức chương chất khí (SGK cơ bản). ...................... 25
2.1.3. Nội dung kiến thức bài “Sự nở vì nhiệt của vật rắn” (SGK cơ bản).
................................................................................................................. 29
2.2. Xây dựng thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức phần vật
lý 10. ............................................................................................................ 30
2.2.1. Thí nghiệm khảo sát lực đàn hồi bằng lò xo. ................................. 30
2.2.2. Thí nghiệm khảo sát ba định luật cơ bản của chất khí. ................. 34
2.2.3. Thí nghiệm khảo sát sự nở vì nhiệt của chất rắn. .......................... 38
2.3. Tổ chức dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống một số kiến thức vật
lý 10 ............................................................................................................. 44
2.3.1. Tổ chức dạy học bài “Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc” ..... 44
2.3.2. Tổ chức dạy học bài “Thí nghiệm khảo sát ba định luật cơ bản của
chất khí”. ................................................................................................. 51
2.3.3. Tổ chức dạy học bài “Sự nở vì nhiệt của vật rắn”. ....................... 59
2.4. Đánh giá kết quả. ................................................................................ 66
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm. ....................................................... 72
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm....................................................... 72


3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm................................................. 72
3.4. Tổ chức thực nghiệm sư phạm .......................................................... 73
3.5. Kết quả và đánh giá thực nghiệm sư phạm………………………...98
3.5.1. Kết quả thực nghiệm sư phạm. .................................................. 100
3.5.2. Đánh giá tính tích cực ................................................................ 100
3.5.3. Đánh giá năng lực sáng tạo ....................................................... 101


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nội dung

ĐHSP

Đại học Sư phạm

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NXB

Nhà xuất bản

SGK

Sách giáo khoa

THCS

Trung học cơ sở


Hình 1. 1. Sơ đồ tiến trình dạy học thí nghiệm gắn kết cuộc sống ................. 17
Hình 2. 1. Đồ thị đường đẳng nhiệt ................................................................ 27
Hình 2. 2 Đồ thị đường đẳng tích ................................................................... 28
Hình 2. 3 Đồ thị đường đẳng áp ..................................................................... 29
Hình 2. 4 Mô hình thí nghiệm thanh kim loại dãn nở vì nhiệt ....................... 59
Hình 2. 5 Hình quả bóng bay bị bóp............................................................... 70
Hình 3. 1 Giáo viên chuẩn bị các dụng cụ cần thiết theo tiến trình mẫu ở
chương 2 ......................................................................................................... 73
Hình 3. 2. Giáo viên ổn định lớp, chia nhóm và giới thiệu ............................ 74
Hình 3. 3. Học sinh đọc sách giáo khoa ......................................................... 75
Hình 3. 4. Học sinh xem tài liệu hướng dẫn và sách giáo khoa ..................... 76
Hình 3. 5. Học sinh thực hiện vẽ sơ đồ tư duy ............................................... 77
Hình 3. 6. Cả lớp thực hiện vẽ sơ đồ tư duy ................................................... 78
Hình 3. 7. Một nhóm đại diện thuyết trình về sơ đồ tư duy ........................... 79
Hình 3. 8. Học sinh trong lớp đặt câu hỏi cho nhóm thuyết trình .................. 80
Hình 3. 9. Nhóm thuyết trình thực hiện phản biện ......................................... 81
Hình 3. 10. Giáo viên nhận xét phần tranh luận của hai nhóm....................... 82
Hình 3. 11. Giáo viên tiến hành giao nhiệm vụ. ............................................. 83
Hình 3. 12. Các nhóm nhận dụng cụ thí nghiệm ............................................ 84
Hình 3. 13. Các nhóm thực hiện thí nghiệm ................................................... 85
Hình 3. 14. Các nhóm tiến hành chia nhiệm vụ cho mỗi thành viên .............. 86
Hình 3. 15. Hình ảnh thí nghiệm của một nhóm ............................................ 87
Hình 3. 16. Hình ảnh một nhóm hoàn thành mô hình .................................... 88
Hình 3. 17. Sản phẩm của nhóm 4 .................................................................. 89
Hình 3. 18. Một nhóm tiến hành vận hành sản phẩm trước lớp ..................... 90
Hình 3. 19. Một thành viên khác trong nhóm hỗ trợ bạn. .............................. 91
Hình 3. 20. Giới thiệu thí nghiệm và cách thực hiện trước lớp. ..................... 92
Hình 3. 21. Nhóm thứ 2 tiến hành thí nghiệm ................................................ 93



rất khó khăn, các thí nghiệm trong sách giáo khoa vẫn chưa đáp ứng được nhu
cầu thực tế khiến cho giáo viên và học sinh vẫn chưa mặn mà với thí nghiệm.
Nhiều công trình nghiên cứu dạy học thí nghiệm như: “Các phương tiện
dạy học hiện đại trong dạy học vật lí” tác giả Hà Văn Hùng ĐHSP Vinh,
“Những thực nghiệm khoa học lí thú, bổ ích, dễ làm” của nhóm tác giả Vũ Bội
Tuyền và Văn Thị Đức, “Thí nghiệm vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và
vỏ lon” tác giả Nguyễn Ngọc Hưng ĐHSP Hà Nội,…Tuy nhiên các công trình
nghiên cứu chưa thể hiện nhiều sự gắn kết thí nghiệm vật lý với cuộc sống của
học sinh, chủ yếu tập trung vào xây dựng và sử dụng các thí nghiệm hỗ trợ dạy
học trong chương trình vật lý phổ thông.
Đó là lí do chúng tôi nghiên cứu đề tài: “Thiết kế và sử dụng một số thí
nghiệm trong dạy học Vật lí 10 gắn kết với cuộc sống của học sinh”.
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế và sử dụng một số thí nghiệm trong dạy học Vật lí 10 gắn kết
với cuộc sống nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của
học sinh.

1


3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu
+ Quá trình dạy học vật lý cho học sinh THPT có sử dụng thí nghiệm
- Phạm vi nghiên cứu
+ Nội dung kiến thức vật lí 10 (Cơ bản)
4. Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức dạy học vật lý có sử dụng các thí nghiệm gắn kết với cuộc
sống thì sẽ giúp học sinh hứng thú, phát huy tính tích cực và phát triển năng
lực sáng tạo.
5. Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu


3


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ GẮN
KẾT CUỘC SỐNG CỦA HỌC SINH
1.1. Khái niệm thí nghiệm
Theo Từ điển Tiếng Việt của Hoàng Phê , thí nghiệm có 2 nghĩa: “Thí nghiệm
là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để
quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh’’ hay “Thí nghiệm là
làm thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã xác định để nghiên cứu chứng
minh”.
Một số quan điểm khác cho rằng: TN là một sự thử nghiệm hay kiểm tra
một lí thuyết khoa học bằng cách thao tác với yếu tố trong môi trường để quan
sát kết quả có phù hợp với các tiên đoán lí thuyết hay không. [8]
TN còn được hiểu là: Quá trình tạo dựng một sự quan sát hay thực hiện
một phép đo. TN là sự quan sát hiện tượng nghiên cứu trong các điều kiện được
kiểm tra chính xác, cho phép theo dõi tiến trình của hiện tượng và tái tạo nó
mỗi lần lặp lại các hiện tượng này. [8]
1.2. Thí nghiệm vật lý
Theo Phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông của nhóm tác giả Nguyễn
Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, “Thí nghiệm vật lý là sự tác
động có chủ định, có hệ thống của con người vào 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”.
Trong Vật lí học, TN là phương pháp, là cách thức mà bằng cách nào đó
con người tác động một cách có ý thức, hệ thống lên các sự vật, hiện tượng xảy
ra trong những điều kiện nhất định. Sự phân tích về mặt lí thuyết các điều kiện
và quá trình xảy ra trong đó đóng vai trò hết sức quan trọng. Sự tác động đó có
thể là trực tiếp hay gián tiếp thông qua các thiết bị máy móc gọi là công cụ TN.

- Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được
các biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác. Điều

5


này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện
quan sát, đo đạc.
- Có thể lặp lại được thí nghiệm. Điều này có nghĩa là: với các thiết bị thí
nghiệm, các điều kiện thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến
hành lại thí nghiệm, hiện tượng, quá trình vật lý phải diễn ra trong TN giống
như ở các lần TN trước.
1.3. Thí nghiệm vật lý gắn kết cuộc sống của học sinh
1.3.1. Khái niệm thí nghiệm gắn kết với cuộc sống
Theo tác giả Nguyễn Đăng Thuấn (2018): “Thí nghiệm vật lý gắn kết với
cuộc sống là các thí nghiệm xuất phát từ các vấn đề thực tiễn cuộc sống, được
thực hiện bằng các phương tiện gần gũi, thực hiện trong các hoàn cảnh cuộc
sống và trả lời các câu hỏi vật lý cũng như câu hỏi gần gũi khác từ cuộc sống”.
Như vậy, thí nghiệm vật lý gắn kết với cuộc sống của học sinh ở đây được
hiểu là gắn kết theo hai phương diện:
- Xuất phát từ các tình huống có vấn đề trong cuộc sống hằng ngày của học
sinh, học sinh biết nhưng không giải thích được mà phải cần dùng kiến thức vật
lí.
- Thí nghiệm được thiết kế bằng những dụng cụ, thiết bị quen thuộc, gần gũi,
dễ kiếm đối với học sinh, trên cơ sở hướng dẫn từ giáo viên thì học sinh có thể
tự thực hiện được.
1.3.2. Các đặc trưng của thí nghiệm gắn kết cuộc sống
Thí nghiệm gắn kết cuộc sống có những đặc trưng sau:
- Thí nghiệm xuất phát từ các vấn đề, tình huống thực tiễn.
Ví dụ: Thí nghiệm sự nổi xuất phát từ tình huống pha nước chanh ở nhà,

thí nghiệm so sánh với giả thuyết; làm rõ mức độ chính xác, nhất là các yếu tố
có thể ảnh hưởng đến thí nghiệm.

7


1.3.3. Vai trò thí nghiệm gắn kết cuộc sống sử dụng trong dạy học vật lý
- Quá trình học tập ngày nay cần hướng đến năng lực giải quyết vấn đề
thực tiễn của học sinh. Vì vậy, sử dụng thí nghiệm gắn kết cuộc sống trong dạy
học vật lý là hoàn toàn đúng đắn. Nó tạo điều kiện cho giáo viên – học sinh gắn
kết các kiến thức vật lý vào thực tiễn, qua đó phát triển năng lực quan sát, giải
quyết các vấn đề thực tiễn.
- Sự hấp dẫn và gần gũi của các thí nghiệm gắn kết cuộc sống với đối
tượng học sinh. Những thí nghiệm gắn kết cuộc sống thường dẫn đến những kết
quả thú vị, những khía cạnh vật lý thú vị trong cuộc sống, từ đó tạo sức hút
mãnh liệt với đối tượng học sinh, nhất là học sinh trung học. Qua đó, giúp học
sinh yêu thích khoa học nói chung và vật lý nói riêng, qua đó tạo động cơ học
tập tốt cho học sinh.
- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống có thể được thực hiện ngoài nhà trường,
tạo cơ hội cho học sinh kết nối, tương tác với xã hội. Hình thành năng lực giao
tiếp, kĩ năng sống, thỏa mãn nhu cầu khẳng định.
- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống là con được tốt để thực hiện cá thể vật lý,
đa dạng vật lý trong dạy học. Việc thực hiện thí nghiệm cùng mục đích nhưng
với các phương tiện, vật dụng khác nhau của từng học sinh giúp giáo viên quan
tâm tốt hơn đến từng đối tượng, có biện pháp giáo dục phù hợp hơn.
- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống là cơ hội đổi mới dạy và học vật lý theo
định hướng phát triển năng lực học sinh.
- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề
thực tiễn sáng tạo cho học sinh.
- Thí nghiệm gắn kết cuộc sống hoàn thiện quá trình tư duy của học sinh,

đi kèm. Cũng có thể yêu cầu học sinh chia sẻ với mọi người xung quanh, trên
Internet để tăng thêm tính tương tác.
1.4. Chức năng của thí nghiệm vật lý trong dạy học
Trả lời câu hỏi vai trò và chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý,
bản chất là trả lời câu hỏi sau: Thí nghiệm vật lý có thể đóng những vai gì, có

9


thể thực hiện giúp thực hiện được những yêu cầu gì trong quá trình tổ chức dạy
và học vật lý nói chung, và trong tiến trình nhận thức của người học nói riêng?
Việc trả lời làm rõ câu hỏi này giúp chúng ta khẳng định được việc sử
dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý là cần thiết, đồng thời giúp chúng ta xác
lập được sẽ sử dụng thí nghiệm ở giai đoạn nào, sử dụng như thế nào, sử dụng
kiểu thí nghiệm nào trong quá trình tổ chức dạy học vật lý.
Mặt khác, quá trình dạy và học là một quá trình trong đó tồn tại hoạt động
dạy (hướng dẫn) của giáo viên và hoạt động học (nhận thức) của học sinh, vì
thế, cần phân tích vai trò và chức năng của thí nghiệm vật lý trong quá trình
dạy và học trên hai quan điểm: Quan điểm lý luận nhận thức và quan điểm lý
luận dạy học.
Nếu phân tích dựa trên quan điểm của lý luận nhận thức, TN có các vai
trò và chức năng như sau:
- Thí nghiệm là phương tiện nhận thức, giúp con người tìm kiếm và thu
nhận kiến thức khoa học cần thiết. Trong quá trình nhận thức, TN là một
phương tiện quan trọng của hoạt động nhận thức của con người, thông qua TN
con người đã thu nhận được những tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao
năng lực của bản thân để có thể tác động và cải tạo thực tiễn. Trong dạy học
vật lí, TN là phương tiện của hoạt động nhận thức của HS, nó giúp HS trong
việc phân tích đối tượng cần nghiên cứu, thu nhận những thông tin về đối tượng
nghiên cứu, phân tích kết quả để tiếp tục nghiên cứu hoặc kiểm chứng kiến

hình thành kiến thức mới, TN cung cấp các số liệu làm cơ sở vững chắc để khái
quát vật lý, kiểm chứng các giả thuyết hoặc các hệ quả logic của giả thuyết, từ
đó hình thành kiến thức mới. Trong giai đoạn củng cố kiến thức, kỹ năng cho
học sinh, TN có vai trò không những kiểm tra kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của
học sinh mà còn đánh giá được khả năng tự lực, sáng tạo của học sinh trong
quá trình thí nghiệm. Nhờ có TN, niềm tin vào kiến thức được hình thành, từ
đó hình thành thế giới quan khoa học cho HS.
11


- Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện học sinh. Thông qua
tiến hành TN, học sinh hiểu được bản chất của các hiện tượng, định luật vật lí
... qua đó, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh sẽ linh hoạt
và hiệu quả hơn. TN tạo môi trường và cơ hội để học sinh 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.
- 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, học sinh 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 cẩn thận, kiên
trì, trung thực, làm việc nhóm, ...
- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập, tính tò mò, ham
hiểu biết của học sinh, làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình
nhận thức, khơi dậy ở các em nhu cầu khám phá những điều mới, những điều
bí ẩn và cao hơn là hình thành nên những ý tưởng cho những thí nghiệm mới.
Đó cũng chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận
thức của họ được tích cực.
- Thí nghiệm vật lí là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập
hoặc tập thể qua đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh,

+ Thí nghiệm thuộc bài này được thực hiện giải quyết vấn đề đặt ra sau phần
nêu vấn đề. Bao gồm hai loại thí nghiệm:
a. Thí nghiệm khảo sát
Là thí nghiệm tiến hành nghiên cứu vấn đề đặt ra thông qua đó giáo viên
hướng dẫn học sinh đi đến khái niệm cần thiết.
b. Thí nghiệm kiểm chứng
13


Là thí nghiệm dùng để kiểm tra lại những kết luận được suy ra từ lí thuyết.
1.5.1.3. Thí nghiệm củng cố:
+ Thí nghiệm thuộc loại này dùng để củng cố kiến thức đã nghiên cứu bao
gồm cả những thí nghiệm nói lên ứng dụng của kiến thức Vật lí trong đời
sống và trong kỹ thuật.
1.5.2. Thí nghiệm thực hành vật lí
Thí nghiệm thực hành Vật lí là thí nghiệm do tự tay học sinh tiến hành đưới sự
hướng dẫn của giáo viên. Với dạng thí nghiệm này có nhiều cách phân loại, tuỳ
theo căn cứ để phân loại:
1.5.2.1 Căn cứ vào nội dung có thể chia thí nghiệm thực hành làm hai loại:
a. Thí nghiệm thực hành định tính.
Loại thí nghiệm này có ưu điểm nêu bật bản chất của hiện tượng.
b. Thí nghiệm thực hành định lượng.
Loại thí nghiệm này có ưu điểm giúp học sinh nắm được quan hệ giữa các đại
lượng vật lí một cách chính xác rõ ràng.
1.5.2.2. Căn cứ vào tính chất có thể chia thí nghiệm thực hành làm hai loại
a. Thí nghiệm thực hành khảo sát.
Loại thí nghiệm này học sinh chưa biết kết quả thí nghiệm, phải thông qua thí
nghiệm mới tìm ra được các kết luận cần thiết. Loại thí nghiệm này được tiến
hành trong khi nghiên cứu kiến thức mới.
b. Thí nghiệm kiểm nghiệm

Bước 4: Lắp ráp theo bản thiết kế và vận hành thí nghiệm
15