BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ VĂN THÊM

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
DẠY HỌC CHƯƠNG
“DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

VINH, NĂM 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LÊ VĂN THÊM

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
DẠY HỌC CHƯƠNG
“DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN
Chuyên ngành: LL & PP Dạy học bộ môn vật lý
Mã số : 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Đình Thước

VINH , NĂM 2011



CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

BT
BTTN
CĐDĐ
CH
ĐC
GV
HĐT
HS
PP
SGK
THPT
TN

Bài tập
Bài tập thí nghiệm

vật lí trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học
Trong các loại bài tập vật lí thì bài tập thí nghiệm có nhiều lợi thế thực
hiện nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát huy tư duy và giáo dục kĩ thuật tổng
hợp. Tuy vậy, trong nhà trường phổ thông ở nước ta giáo viên không quan tâm
tới loại bài tập này.
Trong đổi mới phương pháp dạy học vật lí, một trong những vấn đề đặt
ra là phải phát huy tính tích cực hoạt động học tập của học sinh. Đối với dạy
học bài tập vật lí như thế nào để góp phần đổi mới phương pháp dạy học trong
nhà trường cần phải được quan tâm.
Xuất phát từ những lí do trên trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu:
Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học chương “Dòng điện không
đổi” vật lý 11 cơ bản .


7

2.

Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Dòng điện

không đổi” – Vật lí 11 cơ bản nhằm nâng cao chất lượng học tập của HS.
3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.

Đối tượng

- Bài tập vật lí trong quá trình dạy học.


8

5.6. Đề xuất các phương án dạy học sử dụng các bài tập thí nghiệm
chương Dòng điện không đổi.
5.7. Thực nghiệm sư phạm.
6.

Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lí luận các

vấn đề có liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu chương trình SGK và sách bài tập, các tài liệu tham khảo để
phân tích cấu trúc logic, nội dung của các kiến thức thuộc chương “Dòng điện
không đổi”- vật lí 11
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực thực tiễn
- Tìm hiểu, điều tra, thăm dò thực trạng sử dụng BTTN ở trường THPT.
- Thực nghiệm sư phạm .
6.3. Phương pháp thống kê toán học
Xử lý thống kê các tài liệu thu được từ điều tra, thăm dò và thực nghiệm
sư phạm để có thể phân tích thực trạng cũng như đánh giá mức độ khả thi của
đề tài.
7.

Đóng góp của đề tài
Xây dựng được hệ thống BTTN để dạy học chương “Dòng điện không

đổi”.
Đề xuất các phương án sử dụng BTTN trong dạy học chương “Dòng

Trong việc nhận thức thế giới, con người có thể đạt được những mức độ
nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp. Mức độ thấp,
là nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác và tri giác, trong đó con người phản
ánh vào đầu óc những biểu hiện bên ngoài của sự vật khách quan, những cái
tác động trực tiếp vào các giác quan con người. Mức độ cao gọi là nhận thức
lí tính, còn gọi là tư duy, trong đó con người phản ánh vào đầu óc những
thuộc tính bản chất bên trong của sự vật, những mối quan hệ có tính quy luật.
Dựa trên những dữ liệu cảm tính, con người thực hiện các thao tác phân tích,
so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá để rút ra những tính chất chủ
yếu của đối tượng, nhận thức và xây dựng thành những khái niệm. Mỗi khái
niệm được diễn đạt bằng một từ ngữ . Mối quan hệ giữa các thuộc tính của vật
chất cũng được biểu thị bằng mối quan hệ giữa các khái niệm dưới dạng
những mệnh đề, những phán đoán. Đến đây con người tư duy bằng khái niệm.
Sự nhận thức không chỉ dừng lại ở sự phản ánh vào trong óc những thuộc tính
của sự vật, hiện tượng khách quan mà còn thực hiện các phép suy luận để rút
ra những kết luận mới, dự đoán những hiện tượng mới trong thực tiễn. Nhờ
thế mà tư duy có tính sáng tạo, có thể mở rộng sự hiểu biết của mình vào việc
cải tạo Thế giới khách quan, phục vụ lợi ích con người.


11

Đó chính là quy luật chung của mọi quá trình nhận thức chân lí. Tuy nhiên
đối với mỗi ngành khoa học (KH), quá trình nhận thức cũng có những nét đặc
thù, tuỳ thuộc vào đối tượng nhận thức cụ thể. Mỗi KH chỉ trở thành một KH
thực sự khi nó có một hệ thống khái niệm rõ ràng và một phương pháp (PP)
nghiên cứu có hiệu quả.
1.1.2. Con đường nhận thức vật lí
Khoa học vật lí nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những
đặc tính và quy luật khách quan của các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên.

với chân lí khách quan. Ta có thể mô tả quá trình nhận thức vật lí chi tiết hơn,
gồm các giai đoạn điển hình sau:
Thực tiễn→ vấn đề→ giả thuyết → hệ quả → định luật → lí thuyết → thực
tiễn.
Chu trình và sơ đồ nói trên mô tả toàn bộ quá trình nhận thức vật lí.
Một vấn đề cơ bản được đặt ra trong quá trình nhận thức vật lí là phải
luôn luôn đối chiếu những khái niệm, định luật, những mô hình vật lí là
những sản phẩm do trí tuệ con người sáng tạo ra với thực tiễn khách quan để
hiểu rõ chúng, dùng chúng để phản ánh, mô tả , biểu đạt đặc tính gì, quan hệ
nào của thực tiễn khách quan và giới hạn phản ánh của chúng đến đâu.


13

Kt qu ca quỏ trỡnh nghiờn cu, hc tp, nhn thc vt lớ, ngoi vic
nm c cỏc nh lut c th chi phi cỏc hin tng c th ca t nhiờn
vn dng chỳng ci to t nhiờn, phc v li ớch con ngi, cũn phi lm cho
hc sinh tin tng vng chc rng mi hin tng trong t nhiờn u din ra
theo quy lut ca t nhiờn cú tớnh cht khỏch quan, cú h thng cht ch m
con ngi hon ton cú th nhn thc c ngy cng sõu sc, tinh t, chớnh
xỏc hn.
Trong xó hi hin i, vi s phỏt trin nh v bóo ca khoa hc k thut
v cụng ngh. Yờu cu ca con ngi mi cú kh nng xõy dng, phỏt trin
v bo v t nc ngy cng cao. Khụng n thun l cú o c v kin
thc chuyờn mụn, con ngi mi phi l con ngi luụn hng ti s i
mi. Sỏng to, sỏng to khụng ngng, v cú th núi, chm sỏng to tc l
ang tt hu. Bỏm vo yờu cu ú ca xó hi, giỏo dc cn cú nhng s thay
i phự hp. Núi hp hn, trong dy hc vt lý, ngoi nhim v cung cp cho
hc sinh nhng kin thc ph thụng c bn, cn phi to ra c mụi trng
m ú hc sinh c rốn luyn v phỏt trin t duy khoa hc, rốn luyn cỏc

- T duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ
1.2.1.3. Các loại t duy
Có nhiều cách phân loại t duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau. Trong
dạy học vật lí, ngời ta quan tâm đến các loại t duy chủ yếu sau:
- T duy kinh nghiệm
- T duy lí luận
- T duy logic
- T duy vật lí
1.2.1.4. Cỏc mc ca t duy
T duy con ngời có thể chia thành hai mức độ:
*T duy tái tạo:
Là tái tạo những mối liên hệ đã biết hoặc nhận thức các liên hệ đó theo
những dấu hiệu đã biết.
*T duy sáng tạo:
Là t duy tạo ra tri thức mới không có mẫu sẵn. Trong quá trình học tập,
nhận thức của học sinh thờng ở mức độ t duy tái tạo, thì sản phẩm của nó sẽ là
những con ngời có thể hiểu biết thế giới chứ không thể cải tạo thế giới. Còn t
duy sáng tạo thờng xuất hiện trong quá trình nghiên cứu KH của các nhà KH.
Vì thế để sản phẩm của quá trình dạy học là những con ngời năng động, sáng


15

tạo, hiểu biết và có thể cải tạo đợc thế giới thì trong quá trình dạy học, cần
phải bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh. Để làm đợc điều đó chúng ta phải
tạo ra các tình huống dạy học mô phỏng quá trình nhận thức của các nhà khoa
học.
1.2.1.5. T duy nh một quá trình, t duy nh một hoạt động
T duy nh một quá trình: T duy xuất hiện nh một quá trình theo quy luật
diễn biến của nó. Quá trình này có các giai đoạn kế tiếp nhau.


Giải quyết vấn đề

Phủ định

Hoạt động t
duy mới

H.1.2
1.2.1.6. Các thao tác t duy cơ bản
Quá trình t duy bao gồm các thao tác trí tuệ hay còn gọi là thao tác t
duy; có các thao tác t duy cơ bản nh: phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tợng
hoá, khái quát hoá..
Phân tích: Là dùng trí óc để tách đối tợng t duy thành những bộ phận,
các mối quan hệ để nhận thức đối tợng đợc sâu sắc hơn.
Tổng hợp: Là dùng trí óc đa ra những thuộc tính, những thành phần đã
dợc phân tích vào thành một chỉnh thể giúp ta nhận thức đối tợng bao quát
hơn.


17

Phân tích và tổng hợp có quan hệ mật thiết với nhau, bổ sung cho nhau
trong một quá trình t duy thống nhất. Phân tích là cơ sở để tổng hợp , tổng hợp
diễn ra trên cơ sở phân tích.
So sánh: Là dùng trí óc để xác định sự khác nhau, giống nhau giữa các
sự vật, hiện tợng ( giữa các thuộc tính, quan hệ, các bộ phận của một sự vật,
hiện tợng).
Trừu tợng hoá: Là thao tác t duy trong đó chủ thể dùng trí óc gạt bỏ
những thuộc tính, những bộ phận, những quan hệ không cần thiết về một phơng diện nào đó không gắn với một sự vật cụ thể nào nữa chỉ dữ lại cho t duy

xác nhận là chân lí. Mặt khác, việc vận dụng những kiến thức khái quát vào
thực tiễn tạo điều kiện cho con ngời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tợng
vật lí xảy ra theo hớng có lợi cho con ngời, thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng
của con ngời.
Trong quá trình nhận thức vật lí nh trên, con ngời sử dụng tổng hợp, xen
kẽ nhiều phơng pháp t duy, trong đó có phơng pháp chung nh t duy lí luận, t
duy logic và những hình thức đặc thù của vật lí học: phơng pháp thực nghiệm,
phơng pháp mô hình hoá...

1.2.2.2. T duy trong quá trình nhận thức vật lí
T duy trong quá trình nhận thức vật lí đợc chia làm hai nhóm: t duy lí
thuyết và t duy thực nghiệm. Trong đó t duy lí thuyết và t duy thực nghiệm
luôn đan xen, gắn kết với nhau, hỗ trợ cho nhau.
T duy thực nghiệm bao gồm các hành động chủ yếu sau đây:
* Quan sát: là quá trình xem một sự vật, hiện tợng hoặc mô hình của
hiện tợng, sự vật đó. Nó tác động lên các giác quan con ngời nghiên cứu ( mắt
nhìn tai nghe, mũi ngửi...). Quan sát là tiền đề cho mọi nghiên cứu thực
nghiệm, là cơ sở cho mọi đề xuất nêu vấn đề nghiên cứu.
Quan sát cùng với khả năng khái quát hoá sẽ giúp ngời nghiên cứu đa ra
vấn đề nghiên cứu dới dạng giả thuyết khoa học. Sau khi nghiên cứu, ngời ta
sẽ trả lời câu hỏi dới dạng:
- Sự vật hiện tợng có cấu tạo nh thế nào?
- Quy luật biến đổi của nó ra sao?
- Sự biến đổi đó phụ thuộc yếu tố gì?...
* Xây dựng phơng án thí nghiệm: Sau quá trình quan sát, với khả năng
phân tích- tổng hợp, khái quát hoá ngời nghiên cứu sẽ đa ra một số giả thuyết
và lựa chọn giả thuyết tốt nhất về sự vật hiện tợng đó. Nếu giả thuyết còn trừu
tợng, cha thể kiểm nghiệm đợc thì cần dựa vào kiến thức đã có để suy luận ra
hệ quả logic từ giả thuyết.
Khi đã có giả thuyết và hệ quả logic từ giả thuyết, để tiếp tục nghiên

về mặt trí tuệ. Đối với sự phát triển trí tuệ, có ý nghĩa trớc hết là việc tích luỹ
vốn kiến thức; chúng hình thành nên một hệ thống phức hợp và linh hoạt, nhng chỉ có điều kiện này thôi thì cha đủ. Đối với sự phát triển trí tuệ vấn đề rất
quan trọng là nắm vững những thao tác t duy nào cần thiết cho cả quá trình
lĩnh hội và cho việc vận dụng kiến thức. Theo N.A. Menchinxcaia, những nét
đặc trng của phát triển trí tuệ thể hiện ở:
- Nhịp độ của lĩnh hội.
- Tính mềm dẻo của quá trình t duy.


20

- Mối liên hệ giữa những phần hợp thành trực quan và trừu tợng của t
duy.
- Trình độ của hoạt động phân tích tổng hợp.
Lí luận dạy học hiện đại đã đa vào hai t tởng chủ đạo sau:
+ Coi trí tuệ phát triển là một trí tuệ đã có sở thích đối với chân lí và đã
lĩnh hội đợc phơng hớng để tìm ra chân lí.
+ T tởng thứ hai cho rằng quá trình dạy học đợc tổ chức đúng đắn, sẽ
tiềm tàng những khả năng vô cùng to lớn đối với sự phát triển trí tuệ của HS.
1.3.2. Động lực của quá trình dạy học
Động lực của quá trình dạy học là sự mâu thuẫn giữa nhiệm vụ nhận thức
và nhiệm vụ thực tế do tiến trình dạy học đề ra với trình độ kiến thức, kĩ năng
và trình độ phát triển của HS. Những mâu thuẫn này bao gồm một bên là
những bài tập, câu hỏi, bài làm, những điều bắt buộc phải suy nghĩ xuất hiện
trong tiến trình dạy học và bên kia là những tìm tòi ớc đoán, trả lời, phép giải
tìm thấy đợc.
Nghệ thuật của giáo viên (GV) chính là làm thế nào khi trang bị kiến
thức cho HS, dẫn dắt các em hoàn thành những nhiệm vụ này, nhng phải tính
toán sao cho việc giải quyết mỗi nhiệm vụ mới đòi hỏi ở HS lao động tự lực và
và suy nghĩ căng thẳng tơng đơng với khả năng mà đặc điểm lứa tuổi và cá thể

+ Năng lực truyền tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình
huống mới, vận dụng kiến thức đã học vào điều kiện hoàn cảnh mới.
+ Năng lực nhận thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết( tự đặt câu
hỏi mới cho mình và cho mọi ngời về bản chất của các điều kiện,tình huống,
sự vật).
+ Năng lực nhìn thấy chức năng mới của đối tợng quen thuộc.
+ Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lí một tình
huống.
+ Năng lực huy động những kiến thức cần thiết để đa ra các giả thuyết
hay dự đoán khác nhau để giải thích, tiên đoán...
* Các yếu tố cần thiết trong việc rèn luyện năng lực t duy sáng tạo cho
học sinh:
- Tạo hứng thú học tập cho HS: Ngay từ trên ghế nhà trờng muốn rèn
luyện cho HS tính sáng tạo thì trớc hết GV phải giảng dạy, ra bài tập sao cho
HS hứng thú học tập. Hứng thú gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng
thú mới. HS cần có hứng thú nhận thức cao, cần có sự khao khát nhận thức về
cái mới.
- Cung cấp cho HS kiến thức cơ bản vững chắc: Một quá trình sáng tạo
bất kì đều bắt đầu từ sự tái hiện những cái đã biết. Tâm lí học hiện đại không


22

phủ nhận vai trò của trí nhớ. Dĩ nhiên, chỉ ghi nhớ đơn thuần, không biết suy
nghĩ vận dụng sáng tạo thì đó là kiến thức chết, vô dụng. Ngời HS phải biết
vận dụng tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện tợng vật
lí, các quá trình vật lí trong các trờng hợp khác nhau.
L.X. Vgôtxki đã phê phán những quan điểm không đúng cho rằng sáng
tạo là mảnh đất riêng của những ngời có tài năng, thiên tài, còn con ngời bình
thờng thì tuyệt nhiên không có khả năng đó. Vgôtxki cho rằng ở những nơi

dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu
khoa học theo các luận điểm sau:
- Dạy học cần thực hiện tốt chức năng quan trọng là tổ chức, kiểm tra,
định hớng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học.
- Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức và dạy kĩ năng tiếp cận tri
thức.
- Cần tổ chức đợc tình huống học tập hữu hiệu, khêu gợi đợc cho ngời
học suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu lợm,
sử dụng thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đa ra ý kiến, giải pháp của
mình cho vấn đề đặt ra.
- Khuyến khích trực giác sáng tạo của ngời học. Tạo điều kiện cho ngời
học tập nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận khoa
học: đề xuất vấn đề, suy đoán đề xuất giải pháp; thực hiện giải pháp, diễn đạt
kết luận ; kiểm tra, đánh giá, vận dụng kết quả.
1.3.5. Nhng iu kin hỡnh thnh nng lc hc tp sỏng to cho
hc sinh [12], [14],
Nng lc núi chung v nng lc sỏng to núi riờng khụng phi l bm
sinh, m c hỡnh thnh v phỏt trin trong quỏ trỡnh hot ng ca ch th.
hỡnh thnh nng lc hc tp sỏng to, phi chun b cho HS nhng iu
kin cn thit h cú th thc hin thnh cụng nhng hot ng ú. Nhng
iu kin ú l:
- m bo cho HS cú iu kin tõm lớ thun li t lc hot ng,
bng cỏch tip cn nhng mõu thun nhn thc, gi ng c, hng thỳ tỡm cỏi
mi- thng gi l xõy dng tỡnh hung cú vn . To mụi trng s phm
thun li bng cỏch xoỏ b thúi quen hc th ng, li suy ngh, rt rố, lỳng
tỳng. Phi lm cho HS mnh dn tham gia tho lun, phỏt biu ý kin ca
riờng mỡnh, nờu thc mc, lt ngc vn ch khụng ch ch s phỏn xột
ca GV.
- To iu kin HS cú th gii quyt thnh cụng nhng nhim v
c giao:



25

- GV phân tích các câu trả lời của HS để chỉ ra được chỗ sai của HS
trong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa.
- Giáo viên luyện tập cho HS cách khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện
những suy luận logic dưới dạng một số qui tắc đơn giản.
- Giao cho HS những nhiệm vụ ( qua bài tập thí nghiệm ) mà họ phải
sáng chế các thiết bị thí nghiệm...
1.4. Bài tập thí nghiệm vật lý
1.4.1. Khái niệm về bài tập thí nghiệm trong môn vật lí ở trường phổ
thông [11, tr.83]
BTTN là loại bài tập mà khi giải nó, đòi hỏi HS phải vận dụng một cách
tổng hợp nhiều kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các khả năng hoạt động trí
óc và chân tay, vốn hiểu biết kĩ thuật...để xây dựng phương án, lựa chọn hoặc
chế tạo phương tiện thực hiện thí nghiệm (TN) để quan sát diễn biến hiện
tượng hoặc để đo đạc một số đại lượng cần thiết, sau đó xử lí tư liệu đã quan
sát và đo đạc nhằm tìm ra lời giải và đáp số cuối cùng mà bài tập yêu cầu.
Thông thường những TN này khá đơn giản, HS có thể tự thiết kế, lắp ráp
bằng cách sử dụng ngay những đồ dùng học tập, dụng cụ sinh hoạt hàng ngày
hoặc tự chế tạo được bằng những vật liệu rẻ tiền, phế liệu từ đồ chơi trẻ em và
từ các vật dụng cũ hỏng đã bỏ đi. Cũng có lúc HS phải làm một số TN ở trong
phòng TN của nhà trường, song nhìn chung đó vẫn là TN đơn giản.
Giải BTTN là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học
tập, tăng cường hứng thú, sáng tạo, gắn học với hành, lí luận với thực tế, kích
thích tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát của từng HS
và đặc biệt đối với HS khá giỏi.
BTTN có thể được sử dụng trong các tiết lý thuyết; dùng trong các tiết
bài tập; dùng trong tiết ôn tập; kiểm tra ( như yêu cầu học sinh thiết kế, mô tả