i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA TOÁN - TIN

----------------------LỜI CẢM ƠN
Được sự phân cơng của q thầy cơ khoa Tốn – Tin, Trường Đại học Hùng
Vương, trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu em đã hồn thành khóa
CHÍ
luận tốt nghiệp “THIẾT KẾ,NGUYỄN
CHẾ TẠO
BỘCƠNG
THÍ NGHIỆM ĐIỆN PHÂN
TRONG DUNG DỊCH”.
Để hồn thành nhiệm vụ nghiên cứu khoa học, ngoài sự nỗ lực học hỏi của
bản thân em còn nhận được sự hỗ trợ của các thầy giáo, cô giáo và bạn bè.
Em xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Th.s Nguyễn
Long Tuyên đã tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu,
thiết kế và hồn thành khóa luận. Mặc dù thầy bận đi công tác nhưng không
ngần ngại chỉ dẫn em, định hướng đi cho em, để em hoàn thành tốt nhiệm vụ.

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN PHÂN

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy và chúc thầy dồi dào sức khỏe.

TRONG DUNG DỊCH
Tuy nhiên vì bản thân cịn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của
bản báo cáo không tránh khỏi những thiếu xót, em rất mong nhận được sự góp
ý, chỉ bảo thêm của q thầy cơ cùng tồn thể hội đồng thẩm định để báo cáo
này được hồn thiện hơn.
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Một lần nữa xin gửi đến quý thầy
cô, bạn
bè lờivật
cảm
Ngành:
Sư phạm
lý ơn chân thành và tốt đẹp
nhất!
NGƯỜI HƯỚNG DẪN:TH.S NGUYỄN LONG TUYÊN

Phú Thọ, 2018


ii

LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của quý thầy cô khoa Toán – Tin, trường Đại học
Hùng Vương, qua quá trình nghiên cứu khoa học và học tập em đã hồn thành
khóa luận tốt nghiệp : “ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN
PHÂN TRONG DUNG DỊCH”.
Để hồn thành nhiệm vụ được giao, ngoài sự nỗ lực học hỏi của bản
thân em cịn nhận được có sự hỗ trợ tận tình của các thầy giáo, cơ giáo và bạn
bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành thầy giáo TH.S Nguyễn Long Tuyên
người đã hướng dẫn em trong suốt thời gian nghiên cứu khoa học và hồn
thiện khóa luận. Mặc dù thầy bận đi công tác nhưng không ngần ngại chỉ dẫn
em, định hướng cho em, để hoàn thành tốt nhiệm vụ. Một lần nữa em xin cảm
ơn thầy và chúc thầy dồi dào sức khỏe. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới các thầy cơ quản lí tại phịng thí nghiệm vật lí, thư viện của trường
Đại học Hùng Vương đã tạo điều kiện thuận lợi cho em có thể hồn thành

nhiệm vụ học tập và nghiên cứu khoa học của mình.
Tuy nhiên vì bản thân cịn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội
dung của báo cáo khơng tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được
sự góp ý, chỉ bảo thêm của quý thầy cơ để khóa luận tốt nghiệp của em được
hồn thiện hơn.
Một lần nữa xin gửi đến thầy cô, bạn bè lời cảm ơn chân thành và tốt
đẹp nhất!
Việt Trì, ngày 07/05/2018
Sinh viên

Nguyễn Chí Cơng


iii

MỤC LỤC
TRANG BÌA PHỤ…………………………………………………………….i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ..................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... ix
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.

Tính cấp thiết của đề tài khóa luận. .................................................... 1

2.

Mục tiêu khóa luận............................................................................. 6


3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................ 6

PHẦN NỘI DUNG ........................................................................................ 8
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI: ĐỀ TÀI CHỦ YẾU TÌM
HIỂU NHỮNG ĐỊNH HƯỚNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
MÔN VẬT LÝ. .............................................................................................. 8
1.1. Mục tiêu, nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông ...................... 8
1.2. Phương pháp dạy học vật lý ............................................................. 10
1.2.1. Hệ thống các phương pháp dạy học ........................................... 10
1.2.2. Lựa chọn và sử dụng phối hợp các phương pháp dạy học .......... 10
1.3. Các bước cần tiến hành để thiết kế phương án dạy một tiết học ....... 11
1.4. Thí nghiệm trong dạy học vật lý....................................................... 11
1.4.1. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý ................... 12
1.4.2. Các loại thí nghiệm trong dạy học vật lý .................................... 13
1.4.3. Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với
việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý .......................................... 15
KẾT LUẬN CHƯƠNG I.............................................................................. 20
CHƯƠNG II THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN PHÂN
TRONG DUNG DỊCH ................................................................................. 21
2.1. Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học một số kiến thức
về dòng điện trong chất điện phân trong chương trình vật lý lớp 11 và thí
nghiệm vật lý phổ thơng ............................................................................ 21


iv

2.1.1. Thuyết điện ly (Mục I bài 14 SGK vật lí 11 cơ bản) ................... 21

2.1.2. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
(Mục II bài 14 SGK vật lí 11 cơ bản) ..................................................... 21
2.1.3. Các định luật Fa- Ra- Đây (Mục IV các định luật Fa – Ra – Đây
SGK vật lí 11 cơ bản) ............................................................................. 22
2.1.4. Ứng dụng của hiện tượng điện phân (Mục V bài 14 SGK vật lí 11
cơ bản). .................................................................................................. 23
2.2. Yêu cầu đối với bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy học một số kiến thức
về “khảo sát hiện tượng điện phân” trong thí nghiệm vật lý đại cương
chương trình đại học.................................................................................. 23
2.3. Các bộ thí nghiệm điện phân dung dịch đã có .................................. 24
2.3.1. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân với điện cực đồng. ... 24
2.3.2. Bộ thí nghiệm dịng điện trong chất điện phân với điện cực than26
2.3.3. Bộ thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng điện phân với bình
Hốp – Man. ............................................................................................ 28
2.4. Thiết kế bộ thí nghiệm ..................................................................... 30
2.4.1. Ý tưởng ...................................................................................... 30
2.4.2. Mơ hình bộ thí nghiệm ............................................................... 31
2.4.3. Tiêu chí thiết kế bộ thí nghiệm. .................................................. 32
2.5. Chế tạo bộ thí nghiệm ...................................................................... 33
2.5.1. Bình điện phân ........................................................................... 33
2.5.2. Hai điện cực đồng và màng ngăn xốp ........................................ 34
2.5.3. Các bộ phận khác ...................................................................... 34
2.6. Bộ thí nghiệm sau khi chế tạo .......................................................... 35
KẾT LUẬN CHƯƠNG II ............................................................................ 36
CHƯƠNG III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM ................................................. 37
3.1. Thí nghiệm nghiên cứu thuyết điện ly. ............................................. 37
3.2. Thí nghiệm các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực
tan……. .................................................................................................... 40
3.3. Thí nghiệm về các định luật Fa- Ra- Đây. ........................................ 42
3.4. Thí nghiệm ứng dụng hiện tượng điện phân mạ điện........................ 45

3.5. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân. ...................................... 49


v

3.5.1. Khảo sát đặc trưng Vơn – Ampe của dịng điện trong chất điện
phân…... ................................................................................................. 49
3.5.2. Thí nghiệm điện phân khảo sát định luật Fa- Ra –Đây. ............. 52
3.5.3. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân muối ăn NaCl (thí
nghiệm điều chế nước giaven NaClO). ................................................... 64
3.6. Nhận xét bộ thí nghiệm sau khi chế tạo .......................................... 732
3.6.1. Những điểm mới....................................................................... 733
3.6.2. Hướng phát triển...................................................................... 744
KẾT LUẬN CHƯƠNG III ......................................................................... 755
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 766
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 777


vi

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
ĐHSP

Đại học sư phạm

NXB

Nhà xuất bản

SV


Sinh viên

SGK

Sách giáo khoa

THPT

Trung học phổ thông


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng biểu

Trang

Bảng 1.1. Hệ thống bài thực hành vật lí trong chương trình THPT

2

Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây

27

Bảng 2.2. Kết quả thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc cường độ dòng
điện vào nồng độ CuS

Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm khảo sát thuyết điện ly với dung dịch
CuS

.

Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm khảo sát thuyết điện ly với dung dịch
NaCl.
Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm khảo sát hiện tượng dương cực tan.
Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm điện phân với định luật Fa- Ra –Đây
thứ nhất (dòng I = 1,5A).
Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm điện phân với định luật Fa- Ra –Đây
thứ nhất (dòng I = 2A).

29

39

40
42
45

45

Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm điện phân với định luật Fa- Ra –Đây
46

thứ hai
Bảng 3.7. Khảo sát sự phụ thuộc Vôn – ampe dung dich CuS

10%


51

Bảng 3.8. Khảo sát sự phụ thuộc Vôn – ampe dung dich CuS

20%

52

Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây với
dịng 400mA, nồng độ 10%
Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây với

55
57


viii

dịng 500mA, nồng độ 10%
Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây với
dòng 1.55A, nồng độ 10%

58

Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây với
dòng 400mA, nồng độ 20%

60


Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây với
dịng 500mA, nồng độ 20%

61

Bảng 3.14. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây với
dòng 1.55A, nồng độ 20%

62


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Bảng biểu

Trang
24

Hình 1. Bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân
Hình 2. Bộ thí nghiệm dịng điện trong chất điện phân với điện cực

26

than
Hình 3. Đồ thị sự phụ thuộc của dòng điện vào nồng độ CuS

28


Hình 4. Bộ thí nghiệm điện phân Hốp – Man tại trường đại học.

28

Hình 5. Mơ hình bộ thí nghiệm điện phân

31

Hình 6. Đồng hồ đo thời gian và cân phân tích

32

Hình 7. Đồng hồ hiện số

32

Hình 8. Bình điện phân dung dịch

33

Hình 9. Nắp đậy bình điện phân

34

Hình 10. Hai điện cực đồng

34

Hình 11. Bộ thí nghiệm điện phân dung dịch


35

Hình 12. Điện phân với dung dịch muối phức [Cu(N

) ](OH)

47

Hình 13. Thí nghiệm q trình mạ điện

48

Hình 14. Hình ảnh vật mẫu trước và sau quá trình mạ điện

48

Hình 15. Điện phân dung dịch đồng sunfat (Cu

49

)

Hình 16. Thí nghiệm khảo sát định luật Fa- Ra –Đây với dịng điện

53

nhỏ
Hình 17. Điện cực catot trước và sau khi điện phân (dịng 400 mA)

54


Hình 18. Điện cực catot trước và sau khi điện phân (dòng 500 mA)

55


x

Hình 19. Thí nghiệm khảo sát định luật Fa- Ra –Đây với dịng điện

57

lớn (1,55A)
Hình 20. Điện cực catot trước và sau khi điện phân (dịng 1,55 A)

57

Hình 21. Điện cực catot trước và sau khi điện phân (dòng 400 mA)

58

Hình 22. Điện cực catot trước và sau khi điện phân (dịng 500 mA)

60

Hình 23. Điện cực catot trước và sau khi điện phân (dịng 1,55 A)

61

Hình 24. thí nghiệm điện phân muối NaCl khơng có màng ngăn


65

Hình 25. Điện phân dung dịch NaCl

66


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài khóa luận.
Chúng ta đang sống trong thời đại mà cuộc cách mạng khoa học – kỹ thuật
và công nghệ đang diễn ra hết sức mạnh mẽ, nó tạo cơ sở mới cho sự phát
triển của xã hội, nâng cao đời sống của con người. Để theo kịp sự phát triển
của khoa học và cơng nghệ, để hịa nhập vào nền kinh tế tri thức trong thế kỉ
XXI, sự nghiệp giáo dục cũng phải nhanh chóng đổi mới nhằm đào tạo thế hệ
trẻ phát triển nhân cách tồn diện có đức có tài, có trí tuệ thơng minh, có tư
tưởng thẩm mĩ, có sức khỏe dồi dào, sẵn sàng thực hiện nghĩa vụ lao động và
bảo vệ tổ quốc, tạo nên nhân cách người Việt Nam vừa truyền thống, vừa hiện
đại, phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới.
Trước tình hình đó địi hỏi nền giáo dục phải tiến hành làm một cuộc cách
mạng toàn diện, sâu sắc và triệt để. Trong đó mấu chốt là đổi mới tồn bộ quá
trình dạy học bao gồm nhiều thành tố: nội dung dạy học, phương pháp dạy
học, hình thức tổ chức dạy học, cách thức kiểm tra, đánh giá kết quả học tập.
Nói cách khác, q trình dạy học là một quá trình dưới sự lãnh đạo, tổ chức,
điều khiển của người giáo viên, người học tự giác, tích cực, chủ động tự tổ
chức, tự điều khiển hoạt động nhận thức của mình nhằm thực hiện những
nhiệm vụ dạy học. Sự đổi mới phải làm cho quá trình dạy học vừa đàm bảo
tính khoa học vừa đảm bảo phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học

sinh(Trần Thị Tuyết Oanh, 1996).
Nghị quyết lần thứ IV Ban chấp hànhTrung ương Đảng cộng sản Việt Nam
khóa VII về tiếp tục đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo đã chỉ rõ “Đổi mới
phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp học, bậc học… áp dụng những biện
pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo,
năng lực giải quyết vấn đề”(Trích nghị quyết đại hội Đảng lần thứ IV, ban
chấp hành trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam khóa VII. NCGD số 2/1994).


2

Triển khai nghị quyết đó, ngành giáo dục nước ta đã và đang có nhiều đổi
mới về mục tiêu, chương trình, nội dung sách giáo khoa, phương pháp dạy
học trong đó có mơn vật lý trung học phổ thơng.
Vật lí là mơn khoa học thực nghiệm, con đường tìm ra kiến thức vật lí có
sự khác biệt so với những mơn học khác. Muốn q trình dạy học vật lí diễn
ra vừa khoa học, vừa phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh thì
bài học khơng thể thiếu các bài thí nghiệm thực hành. Tuy nhiên qua tìm hiểu
tình hình dạy học mơn vật lí ở các trường THPT hiện nay tôi đã thu được
những thống kê cơ bản về những bài thực hành có trong chương trình giảng
dạy tại các trường THPT cụ thể như sau:
Bảng 1.1. Hệ thống bài thực hành vật lí trong chương trình THPT
STT LỚP

TÊN BÀI THỰC
HÀNH

MỤC TIÊU BÀI THỰC HÀNH
- Sử dụng thành thạo các thiết bị thí
nghiệm: đồng hồ đo thời gian hiện

số, cổng quang điện, nam châm
điện, biết cách điều chỉnh giá thí
nghiệm để vật rơi qua cổng quang

1

10

điện sao cho đồng hồ đo thời gian
Thực hành khảo sát
hoạt động đúng.
chuyển động rơi tự do
xác định gia tốc rơi tự - Tiến hành đo được thời gian rơi t
do.
của một vật trên những quãng
đường đi được s khác nhau, vẽ và
khảo sát đồ thị s ~t2, để rút ra kết
luận về tính chất của chuyển động
rơi tự do và xác định được gia tốc
rơi tự do.


3

- Xác định hệ số ma sát nghỉ cực đại
và hệ số ma sát trượt bằng phương
2

10


pháp động lực học.
thực hành xác định hệ
số ma sát.
- So sánh giá trị thu được từ thực
nghiệm với số liệu cho trong Bảng
13.1 (Sách giáo khoa vật lý 10).
thực hành xác định hệ

3

10

số căng bề mặt chất
lỏng.

- Khảo sát hiện tượng căng bề mặt
của chất lỏng.
- Xác định hệ số căng bề mặt của
nước.
- Áp dụng hệ thức hiệu điện thế của
đoạn mạch chứa nguồn điện và

Thực hành xác định
suất điện động và điện
4

11

trở trong của một pin
điện hóa.


định luật Ơm đối với toàn mạch để
xác định suất điện động và điện trở
trong của một pin điện hóa.
- Sử dụng các đồng hồ đo điện đa
năng hiện số (Digital Multimeter)
để đo hiệu điện thế và cường độ
dòng điện trong các mạch điện.

thực hành khảo sát đặc
tính chỉnh lưu của điốt
5

11

bán dẫn và đặc tính

- Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của
điốt.

khuếch đại của tranzito. - Vẽ đặc tuyến vôn – ampe của điốt.
- Biết được phương pháp xác định
thực hành xác định tiêu
cự của thấu kính phân
6

11

kì.


tiêu cự của thấu kính phân kì bằng
cách ghép nó đồng trục với một
thấu kính hội tụ để tạo ra ảnh thật
của vật thật qua hệ hai thấu kính
- Rèn luyện kĩ năng sử dụng giá


4

quang học để xác định tiêu cự của
thấu kính phân kì
- Hiểu được hai phương án thí
nghiệm để xác định chu kì của con

7

12

thực hành xác định chu

lắc đơn và con lắc lị xo thẳng

kì dao động của con lắc

đứng.

đơn hoặc con lắc lò xo
và gia tốc trọng trường

- Thực hiện một trong hai phương

án để xác định chu kì dao động của
một con lắc.
- Tính được gia tốc trọng trường từ
kết quả thí nghiệm.
- Hiểu được hai phương án đo bước
sóng của âm trong khơng khí dựa

8

12

thực hành xác định tốc

vào hiện tượng cộng hưởng giữa

độ truyền âm

dao động của cột khơng khí trong
ống và dao động của nguồn âm.
Biết tần số của âm, tính được tốc
độ truyền âm trong khơng khí.
- Dùng được dao động kí điện tử,
máy phát âm tần và các dụng cụ đo

9

12

Thực hành khảo sát


thông thường để làm thực nghiệm,

đoạn mạch điện xoay

liên hệ giữa phép đo cụ thể với

chiều có R, L, C mắc

việc vẽ giản đồ Fre – nen

nối tiếp.

- Củng cố kiến thức về dao động
điện từ, kĩ năng lựa chọn phương
án và sử dụng dụng cụ đo.

thực hành xác định
10

12

bước sóng ánh sáng.

- Quan sát hiện tượng giao thoa ánh
sáng trắng qua khe Y- âng.
- Xác định bước sóng của ánh sáng


5


đơn sắc dựa vào hiện tượng giao
thoa của ánh sáng đơn sắc qua khe
Y- âng.

Qua tìm hiểu và nghiên cứu tơi thấy rằng các bài thí nghiệm vẫn cịn
tồn tại một số những hạn chế như số lượng các bài thực hành chưa nhiều,
chưa thực sự đến gần với học sinh, thời gian tiến hành của một bài thí nghiệm
vật lý nói chung cũng như thí nghiệm của bài dịng điện trong chất điện phân
thuộc chương trình THPT và thí nghiệm vật lý đại cương nói riêng cịn chiếm
nhiều thời gian một tiết học cũng như chưa phát huy tối đa được vai trị của
thí nghiệm vật lý trong hoạt động nhận thức của học sinh nên thường không
trực tiếp được đưa vào quá trình giảng dạy.
Việc xây dựng bài thí nghiệm bám sát với nội dung bài học theo chương trình
chuẩn của sách giáo khoa vật lý cũng như thời gian tiến hành của bài thí
nghiệm đảm bảo thời gian của một tiết học hiện nay là một yêu cầu mang tính
cấp thiết và cần thiết trong hoạt động giáo dục tại các trường trung học phổ
thơng. Nó khơng chỉ giúp học sinh, sinh viên có cái nhìn thực tiễn khách quan
từ đó khái quát hóa được lý thuyết, nâng cao khả năng ghi nhớ vận dụng kiến
thức vào thực tế mà còn giúp giáo viên, học sinh và sinh viên nâng cao được
kĩ năng, thao tác thực hành trên các thiết bị một trong những kĩ năng quan
trọng trong cuộc sống hằng ngày và trong nghiên cứu khoa học. Bên cạnh đó
nội dung kiến thức của bài dịng điện trong chất điện phân là một nội dung
quan trọng, trừu tượng và khá phức tạp học sinh thường phải tiếp nhận trực
tiếp kiến thức đó thơng qua hoạt động dạy học lý thuyết của giáo viên mà
không được trực tiếp quan sát cũng như tiến hành thao tác trên các thiết bị.
Xuất phát từ những lý do trên tôi đã chọn khóa luận: “Thiết kế, chế tạo bộ
thí nghiệm điện phân trong dung dịch”.


6


Đề tài nghiên cứu thành công là cơ sở để tơi có thể đưa ra được bộ thí nghiệm
hồn chỉnh với ưu điểm có thể hỗ trợ được đồng thời hoạt động giảng dạy
kiến thức phần điện học trong chương trình vật lý THPT nói chung và thí
nghiệm vật lý đại cương tại các trường đại học nói riêng. Ngồi ra đề tài còn
là tài liệu nghiên cứu khoa học thực nghiệm vật lý có giá trị, là phương tiện
tài liệu tham khảo cho các sinh viên nghiên cứu khoa học sau này góp phần
nhỏ bé vào trong cơng cuộc đổi mới phương pháp thực nghiệm vật lý nói
riêng và đổi mới giáo dục Việt Nam nói chung.
2. Mục tiêu khóa luận.
− Thiết kế, chế tạo thành cơng một bộ thí nghiệm điện phân có thể phục
vụ trong giảng dạy phần điện học trong chương trình THPT và thí
nghiệm vật lý đại cương trong chương trình đại học.
− Tiến hành đo đạc thử nghiệm, xử lý số liệu từ đó đưa ra được một quy
trình thực hành khoa học, chính xác, an toàn.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a. Ý nghĩa khoa học
“Thiết kế, chế tạo bộ thí nghiệm điện phân trong dung dịch” là một
nghiên cứu khoa học rất hữu ích. Đề tài đã nghiên cứu và chế tạo thành
cơng bộ thí nghiệm điện phân có thể sử dụng trong các dung dịch muối,
bazơ… từ đó giúp người học có cái nhìn trực quan nhất về “dịng điện
trong chất điện phân”. Tăng khả năng ghi nhớ và tiếp cận tri thức cho
người học.
b. Ý nghĩa thực tiễn
− Đề tài giúp cho các thầy (cơ) giáo có thêm một phương tiện hỗ trợ dạy
học khoa học, dễ hiểu đối với các em học sinh THPT đi sâu về mặt
định tính trong phần điện học nói riêng và trong bộ mơn vật lý nói
chung.



7

− Đề tài là phương tiện giúp các em học sinh THPT nói chung và sinh
viên ngành vật lý nói riêng có thể tiếp cận tri thức thơng qua con đường
thực tiễn, thực nghiệm. Nâng cao hứng thú học tập với bộ môn vật lý
và giúp các em xây dựng được một thế giới duy vật biện chứng khách
quan.


8

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI: ĐỀ TÀI CHỦ YẾU TÌM
HIỂU NHỮNG ĐỊNH HƯỚNG ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
MÔN VẬT LÝ.
1.1.

Mục tiêu, nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông
Mục tiêu của giáo dục Việt Nam là đào tạo thế hệ trẻ phát triển nhân

cách tồn diện có đức, có tài, có trí tuệ thơng minh, có tư tưởng thẩm mĩ, có
sức khỏe dồi dào, sẵn sàng thực hiện nghĩa vụ lao động và bảo vệ tổ quốc, tạo
nên nhân cách người Việt Nam vừa truyền thống, vừa hiện đại, phù hợp với
xu thế phát triển chung của đất nước.
Theo đó dạy học có ba nhiệm vụ cơ bản sau:
- Nhiệm vụ 1: Điều khiển, tổ chức học sinh nắm vững hệ thống tri thức
phổ thông cơ bản và hiện đại, phù hợp với thực tiễn đất nước về tự
nhiên, xã hội – nhân văn, đồng thời rèn luyện cho họ hệ thống kĩ năng,
kĩ xảo tương ứng.
- Nhiệm vụ 2: Tổ chức, điều khiển học sinh hình thành, phát triển năng

lực và phẩm chất trí tuệ, đặc biệt là năng lực tư duy độc lập, sáng tạo
- Nhiệm vụ 3: Tổ chức, điều khiển học sinh hình thành cơ sở thế giới
quan khoa học, những phẩm chất đạo đức nói riêng và phát triển nhân
cách nói chung.
Các muc tiêu, nhiệm vụ dạy học chủ yếu được thực hiện thông qua dạy
các mơn học. Mỗi mơn học có đặc điểm của mình và có thể thực hiện
nhiệm vụ chung đó bằng các cách khác nhau (Trần Thị Tuyết Oanh,
1996).
Mơn vật lí ở trường phổ thơng có các đặc điểm cơ bản sau:
- Vật lí học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất,
cho nên các kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học tự
nhiên, nhất là hóa học và sinh học.


9

- Vật lí ở trường phổ thơng chủ yếu là vật lý thực nghiệm, phương pháp
của nó chủ yếu là phương pháp thực nghiệm.
- Nhiều vấn đề vật lí có liên quan chặt chẽ đến các vấn đề cơ bản của
triết học.
- Vật lí học là cơ sở lí thuyết của việc chế tạo máy móc, thiết bị dùng
trong đời sống và sản xuất.
- Vật lí là khoa học chính xác, địi hỏi có kĩ năng quan sát thực tế, khéo
léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, có tư duy logic chặt chẽ,
biện chứng, trao đổi thảo luận để khẳng định chân lí
Do đó nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường phổ thơng bao gồm:
- Trang bị cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có
hệ thống, bao gồm :
 Các khái niệm vật lí
 Các định luật vật lí cơ bản

 Nội dung chính của thuyết vật lí
 Các ứng dụng quan trọng nhất của vật lí trong đời sống và sản xuất
 Các phương pháp nhận thức phổ biến dùng trong vật lí
- Phát triển tư duy khoa học ở học sinh: rèn luyện những thao tác, hành
động, phương pháp nhận thức cơ bản nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lí,
vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong học tập và hoạt động thực
tiễn sau này.
- Bồi dưỡng cho học sinh thế giới quan duy vật biện chứng, giáo dục
lòng yêu nước, thái độ đối với người lao động, đối với cộng đồng và
những đức tính khác.
- Góp phần giáo dục kĩ thuật thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học
sinh, làm cho học sinh nắm được những nguyên lí cơ bản về cấu tạo và
hoạt động của máy móc được dùng trong nền kinh tế quốc dân. Có kĩ
năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm vật lí phổ biến, kĩ năng lắp ráp
thiết bị, vẽ biểu đồ,…. Những kiến thức, kĩ năng đó giúp học sinh


10

nhanh chóng thích ứng với hoạt động lao động sản xuất trong sự nghiệp
cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ( Nguyễn Văn Khải, 2012).
1.2.

Phương pháp dạy học vật lý

Phương pháp dạy học là cách thức hoạt động phối hợp thống nhất của
giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học được tiến hành dưới vai trị chủ
đạo của giáo viên nhằm thực hiện tối đa mục tiêu và nhiệm vụ dạy học.
Hệ thống các phương pháp dạy học vật lí cũng tuân theo hệ thống các phương
pháp dạy học nói chung.

1.2.1. Hệ thống các phương pháp dạy học

−
−
−

−
−
−

Các phương pháp dạy học dùng ngôn ngữ
Phương pháp thuyết trình
Phương pháp vấn đáp
Phương pháp sử dụng SGK và tài liệu
Các phương pháp dạy học trực quan
Phương pháp quan sát
Phương pháp minh họa
Phương pháp biểu diễn thí nghiệm


−
−


Các phương pháp dạy học trực quan
Phương pháp luyện tập
Phương pháp thực hành thí nghiệm
Các phương pháp hoạt động cao (chiếm ưu thế trong phát huy tính tích
cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh)
Phương pháp động não

Phương pháp trị chơi
Phương pháp đóng kịch
Phương pháp tình huống
Phương pháp dạy học theo dự án
Lựa chọn và sử dụng phối hợp các phương pháp dạy học

−
−
−
−
−
1.2.2.

Sau khi đã lựa chọn được con đường xây dựng kiến thức (con đường nêu và
giải quyết vấn đề phỏng theo quá trình nhận thức khoa học ) thì cần lựa chọn
phương pháp dạy học. Phương pháp dạy học là cách thức phối hợp hoạt động
của giáo viên và học sinh trên con đường mà ta đã lựa chọn. Có thể đó là:


11

giáo viên thuyết trình, học sinh nghe; giáo viên và học sinh tiến hành hỏi đáp;
dùng tài liệu; giáo viên tiến hành thí nghiệm hoặc học sinh thực hành thí
nghiệm;…giáo viên tổ chức cho học sinh đóng kịch; tổ chức cho học sinh tiến
hành một dự án… Tùy từng kiến thức, điều kiện cụ thể mà giáo viên chọn
một hoặc nhiều phương pháp và phối hợp chúng với nhau. Cách lựa chọn,
phối hợp các phương pháp dạy học quyết định sự phát huy hoạt động của học
sinh trong tiết học đó, ảnh hưởng lớn đến mục tiêu phát triển tính tích cực, tự
chủ, sáng tạo của học sinh. Việc lựa chọn, phối hợp các phương pháp dạy học
sao cho hợp lí phụ thuộc lớn vào trình độ và kinh nghiệm của giáo

viên(Nguyễn Văn Khải, 2012).
1.3.

Các bước cần tiến hành để thiết kế phương án dạy một tiết học

- Bước 1: Đọc, phân tích kiến thức cần dạy, từ đó tìm được những vấn đề lớn
cần dạy trong tiết học. Giải quyết mỗi vấn đề đó sẽ tìm ra kiến thức mới.
- Bước 2: Phân tích xem có những con đường nào làm nảy sinh, giải quyết
vấn đề đó. Tùy vào mục tiêu muốn rèn luyện điều gì ở học sinh mà lựa chọn
con đường cho phù hợp. Vẽ sơ đồ xây dựng kiến thức đảm bảo các ý sau: sơ
đồ thể hiện rõ tiến trình nêu và giải quyết vấn đề như sơ đồ 1; Con đường nêu
và giải quyết vấn đề thể hiện như sơ đồ 3 và phương pháp xây dựng đã được
chọn lựa.
- Bước 3: Lựa chọn phương pháp dạy học: cùng một con đường xây dựng
kiến thức có thể lựa chọn phối hợp nhiều phương pháp một cách linh động
nhưng để phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh thì phương
pháp đó nên nằm trong nhóm phương pháp huy động tối đa hoạt động của học
sinh.
- Bước 4: Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể.
1.4.

Thí nghiệm trong dạy học vật lý

Thí nghiệm vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào
các đối tượng của hiện thực khách quan. Thơng qua sự phân tích các điều kiện
mà trong đó đã diễn ra sự tác động và kết quả của sự tác động, ta có thể thu
nhận tri thức mới.
Thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông là một bộ phận hữu cơ
của q trình dạy học. Trước hết có ý nghĩa quan trọng như một yếu tố không



12

thể tách rời của quá trình nhận thức, dưới sự chỉ đạo của giáo viên cùng sự
đóng góp vơ cùng quan trọng của các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, các thí
nghiệm vật lí giúp học sinh đạt hiệu quả cao trong học tập cũng như rèn luyện
kĩ năng, kĩ xảo thực hành.
1.4.1. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý
1.4.1.1. Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận nhận thức
Thí nghiệm là phương tiện để thu nhận tri thức: thí nghiệm được sử dụng để
thu nhận những kiến thức đầu tiên về đối tượng, tạo điều kiện để học sinh đưa
ra giả thuyết.
- Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của kiến thức thu được:
Trong nhiều trường hợp, kết quả của thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của
tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm
tra giả thuyết mới này ở các thí nghiệm khác. Nhờ vậy ta sẽ được những tri
thức có tính khái qt hơn, bao hàm các tri thức đã biết trước đó như là các
trường hợp riêng. Trong nhiều trường hợp khác, thí nghiệm được dùng để
kiểm tra tính đúng đắn của những kiến thức rút ra bằng suy luận logic chặt
chẽ từ các kiến thức đã biết.
- Thí nghiệm là phương tiện tạo cơ sở của việc vận dụng tri thức đã thu được
vào thực tiễn: Trong chương trình vật lí ở phổ thơng đề cập tới một loạt các
ứng dụng của vật lí trong đới sống và sản xuất, khi đó, thí nghiệm không
những cho học sinh thấy được sự vận dụng trong thực tiễn của các kiến thức
vật lí mà cịn là bằng chứng sự đúng đắn của các kiến thức này.
- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lí: bồi
dưỡng cho học sinh hai phương pháp nhận thức phổ biến trong nghiên cứu vật
lí ( phương pháp thực nghiệm và phương pháp mơ hình )
1.4.1.2. Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm lí luận dạy học
Thí nghiệm có thể sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình

dạy học: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu;hình thành kiến thức, kỹ năng mới;
củng cố kiến thức, kĩ năng; kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng mà học sinh
đã thu được.
- Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách tồn diện của
học sinh:
 Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện
kĩ năng, kĩxảo về vật lí của học sinh.


13

 Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lí, tổ chức q
trình họctập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh.
 Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác
nhau, bồidưỡng các phẩm chật đạo đức của học sinh.
 Thí nghiệm là phương tiện đơn giản và trực quan trong dạy học vật lí
 Thí nghiệm là phương tiện giúp ta có thể nghiên cứu các hiện tượng,
q trình trong những điều kiện có thể khống chế được, dễ dàng đi tới
nhận thức về nguyên nhân, bản chất của hiện tượng hay các mối quan
hệ có tính quy luật giữa chúng với nhau trong việc nghiên cứu các lĩnh
vực vật lí.
 Thí nghiệm là phương tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu
được thơng tin chân thực về hiện tượng, q trình vật lí. Đặc biệt là
trong nghiên cứu những lĩnh vực mà con người không thể tri giác trực
tiếp bằng các giác quan thì sử dụng thí nghiệm mơ hình là khơng thể
thiếu được.
1.4.2. Các loại thí nghiệm trong dạy học vật lý
Có 2 loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lí ở trường phổ thơng:
+ Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
+ Thí nghiệm thực tập của học sinh

1.4.2.1. Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
Thí nghiệm biểu diễn được giáo viên tiến hành trên lớp, trong các giờ học
kiến thức mới hoặc củng cố kiến thức của học sinh.
Căn cứ vào mục đích lí luận dạy hoc của thí nghiệm biểu diễn trong q
trình nhận thức của học sinh, thí nghiệm biểu diễn bao gồm những loại sau:
- Thí nghiệm mở đầu: giới thiệu cho học sinh một cách sơ lược về hiện
tượng sắp nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập
của học sinh.
- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: nhằm xây dựng hoặc kiểm chứng kiến
thức mới. Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng bao gồm:
 Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: cung cấp các cứ liệu thực nghiệm để
từ đó khái quát thành kiến thức mới, giải quyết được vấn đề đầu giờ
học. Ví dụ: thí nghiệm định luật III Niu-tơn; định luật cảm ứng điện từ,
định luật khúc xạ ánh sáng.


14

 Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: nhằm kiểm chứng lại kiến thức đã
được xây dựng bằng con đường lí thuyết, dựa trên những phép suy luận
chặt chẽ. Ví dụ: quy luật dao động điều hòa của con lắc lò xo ngang,
biểu thức tính lực Lo-ren-xơ.
- Thí nghiệm củng cố: nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học trong
tự nhiên, đề cập các ứng dụng của kiến thức này trong sản xuất và đời sống
đòi hỏi học sinh phải vận dụng kiến thức đã học để dự đoán hoặc giải thích
hiện tượng. Thơng qua đó, giáo viên có thể kiểm tra mức độ nắm vững kiến
thức của học sinh.
1.4.2.2. Thí nghiệm thực tập của học sinh
Thí nghiệm thực tập là thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp, ngồi lớp
ở các mức độ tự lực khác nhau.

Có thể chia thí nghiệm thực tập làm 3 loại:
- Thí nghiệm trực diện: là thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp chủ yếu
khi nghiên cứu kiến thức mới nhưng cũng có thể khi ơn tập trong tiết học bài
mới.
 Tùy vào mục đích sử dụng, thí nghiệm trực diện có thể là thí nghiệm
mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng (khảo sát hoặc minh họa),
hoặc thí nghiệm củng cố.
 Tùy vào hình thức tổ chức, thí nghiệm trực diện có thể là thí nghiệm
đồng loạt (tất cả học sinh, nhóm học sinh đều tiến hành thí nghiệm như
nhau) hoặc thí nghiệm cá thể (các nhóm học sinh tiến hành các thí
nghiệm khác nhau nhằm thực hiện các nhiệm vụ bộ phận để đi đến giải
quyết nhiệm vụ tổng quát)
 Ưu điểm của thí nghiệm trực diện so với thí nghiệm biểu diễn: rèn
luyện cho học sinh kĩ năng thí nghiệm, bồi dưỡng phương pháp nghiên
cứu, giáo dục thái độ, tác phong, phương pháp làm việc tập thể; các kết
luận được rút ra trên cơ sở một số lượng nhiều các cứ liệu thực nghiệm,
các cứ liệu này đã được học sinh so sánh, bổ sung, học sinh thấy được
tính chất khách quan của quy luật đang nghiên cứu.
- Thí nghiệm thực hành: là thí nghiệm do học sinh tiến hành trên lớp (trong
phịng thí nghiệm) , học sinh dựa vào tài liệu in sẵn mà tiến hành thí nghiệm
rồi viết báo cáo.


15

 Thí nghiệm thực hành có thể có nội dung định tính hoặc định lượng,
song chủ yếu là kiểm nghiệm lại các định luật, quy tắc, cách xác định
các địa lượng vật lí. Các nội dung này khơng có điều kiện tiến hành thí
nghiệm trực diện.
 Các bài thí nghiệm thực hành thường xếp vào cuối chương nên nội

dung của thí nghiệm thực hành rất phong phú và thường từ 1 đến 2 tiết,
địi hỏi thiết bị thí nghiệm hồn chỉnh, phức tạp hơn thí nghiệm trực
diện.
 Tùy vào hình thức tổ chức, thí nghiệm thực hành có thể là thí nghiệm
đồng loạt (tất cả học sinh tiến hành các thí nghiệm như nhau với dụng
cụ giống nhau) hoặc thí nghiệm cá thể (học sinh thực hiện thí nghiệm
khác nhau với mục đích khác nhau hoặc cùng mục đích nhưng dụng cụ
khác nhau). Tùy vào nội dung thực hành, mục tiêu cần đạt được mà
giáo viên lực chọn hình thức cho phù hợp.
- Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà:
 Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà là một loại bài tập mà giáo viên
giao cho từng học sinh, từng nhóm học sinh thực hiện ở nhà. Nội dung
của thí nghiệm thực hành khơng lặp lại những thí nghiệm đã tiến hành
ở lớp, khơng đơn thuần là tiến hành thí nghiệm với các hướng dẫn chi
tiết.
 Thí nghiệm và quan sát vật lí ở nhà có tác dụng trên nhiều mặt đối với
sự phát triển nhân cách của học sinh: quá trình tự thiết kế phương án thí
nghiệm, lập kế hoạch thí nghiệm, chế tạo và lựa chọn dụng cụ, bố trí,
tiến hành, xử lí kết quả thí nghiệm góp phần vào việc phát triển năng
lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn của học sinh; sự thành cơng của thí
nghiệm làm tăng hứng thú, tạo niềm vui, sự thành công trong học tập
của học sinh.
 Vai trị của thí nghiệm thực hành trong q trình dạy học: củng cố, đào
sâu kiến thức đã học; cung cấp cứ liệu thực nghiệm phục vụ cho việc
nghiên cứu kiến thức mới.
1.4.3. Những yêu cầu về mặt kĩ thuật và phương pháp dạy học đối với việc sử
dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý
1.4.3.1. Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm