Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển khoa học và công nghệ của thế kỷ XXI, giáo dục được Đảng và Nhà nước Việt Nam xác định là "quốc sách hàng đầu", đòi hỏi sự đổi mới đồng bộ về mục đích, nội dung, phương pháp và phương tiện dạy học. Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm; phần lớn tri thức vật lí được hình thành từ việc quan sát và tiến hành thí nghiệm. Tuy nhiên, hoạt động thực hành thí nghiệm vật lí tại các trường trung học phổ thông (THPT) gặp nhiều trở ngại do cơ sở vật chất thiếu thốn, trang thiết bị cũ kỹ, hỏng hóc hoặc thiếu đồng bộ. Nhằm khắc phục tình trạng "dạy chay, học chay", xu hướng chế tạo và khai thác các dụng cụ thí nghiệm đơn giản, thí nghiệm tự tạo (TN tự tạo) từ các vật liệu đời sống đang được các Sở Giáo dục và Đào tạo quan tâm, khuyến khích.

Khóa luận tốt nghiệp đại học ngành Sư phạm Vật lí của tác giả Nguyễn Văn Phi (Khoa Lý - Hóa - Sinh, Trường Đại học Quảng Nam, bảo vệ tháng 5 năm 2019 dưới sự hướng dẫn của TS. Võ Thị Hoa) đã tiếp cận thực tiễn này để triển khai đề tài: "Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học chương Từ trường Vật lí lớp 11 cơ bản theo định hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường trung học phổ thông".

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 5 nội dung:

  1. Áp dụng được các biện pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề một cách có hiệu quả.
  2. Hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo và dạy học nêu và giải quyết vấn đề.
  3. Áp dụng được quy trình thiết kế và chế tạo các dụng cụ thí nghiệm tự tạo.
  4. Chế tạo được một số thí nghiệm chương "Từ trường" Vật lí 11 cơ bản ở trường THPT.
  5. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể có sử dụng các thí nghiệm tự tạo theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường THPT.

Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể qua 5 bước:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở trường THPT.
  2. Đánh giá thực trạng về vấn đề sử dụng thí nghiệm nói chung và thí nghiệm tự tạo nói riêng trong dạy học vật lí THPT.
  3. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số thí nghiệm chương "Từ trường" Vật lí 11 cơ bản.
  4. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể có sử dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề.
  5. Sử dụng các tiến trình dạy học và các thí nghiệm tự tạo vào thực tiễn dạy học để đánh giá hiệu quả của các thí nghiệm tự tạo.

Giả thuyết khoa học của khóa luận: Nếu thiết kế, chế tạo được một số thí nghiệm vật lí lớp 11 và đưa vào quá trình dạy học một cách hiệu quả thì sẽ tích cực hóa được hoạt động nhận thức cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THPT.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm nói chung và thí nghiệm tự tạo nói riêng; các thí nghiệm thuộc chương "Từ trường" Vật lí 11 nâng cao và cơ bản (tập trung vào ban cơ bản).
  • Phạm vi nghiên cứu: Không gian thực hiện nghiên cứu thực tiễn và thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Tiểu La, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam; nội dung giới hạn trong chương "Từ trường" chương trình Vật lí 11 cơ bản; thời gian hoàn thành vào tháng 5 năm 2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên nền tảng lý luận dạy học hiện đại, các chỉ thị đổi mới giáo dục phổ thông của Bộ Giáo dục và Đào tạo, kết hợp lý thuyết phương pháp dạy học bộ môn Vật lí. Tác giả vận dụng các khái niệm nền tảng:

  • Vấn đề trong học tập: Khó khăn, nhiệm vụ nhận thức mà học sinh không thể giải quyết bằng kinh nghiệm, tri thức sẵn có, buộc phải tìm tòi, sáng tạo để thu nhận kiến thức mới.
  • Tình huống có vấn đề: Trạng thái tâm lý xuất hiện khi có mâu thuẫn nhận thức (giữa lý thuyết và thực tiễn, tri thức cũ và mới), học sinh chưa đủ khả năng giải quyết ngay nhưng nảy sinh nhu cầu giải quyết. Văn bản phân loại 4 dạng tình huống có vấn đề: tình huống phát triển/hoàn chỉnh, tình huống lựa chọn, tình huống bất ngờ và tình huống bế tắc.
  • Dạy học nêu và giải quyết vấn đề: Tiến trình gồm 3 giai đoạn: (1) Đề xuất vấn đề, (2) Nghiên cứu giải quyết vấn đề và kết luận, (3) Củng cố và vận dụng kiến thức. Căn cứ vào mức độ tự lực của học sinh, mô hình được chia thành 4 cấp độ:
Mức độ Đặt vấn đề Giải quyết vấn đề Kết luận
Mức độ 1 Giáo viên Giáo viên Giáo viên
Mức độ 2 Giáo viên Giáo viên + Học sinh Giáo viên + Học sinh
Mức độ 3 Học sinh + Giáo viên Học sinh + Giáo viên Học sinh + Giáo viên
Mức độ 4 Học sinh Học sinh Học sinh + Giáo viên
  • Thí nghiệm tự tạo: Là những dụng cụ thí nghiệm do giáo viên và học sinh chế tạo theo mẫu sách giáo khoa, cải tiến từ thiết bị có sẵn hoặc chế tạo mới từ vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm trong đời sống. Bốn yêu cầu cốt lõi khi chế tạo gồm: tính khoa học, tính sư phạm, tính thẩm mỹ và tính khả thi.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước, chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo; nghiên cứu lý luận dạy học, tâm lý học sư phạm và nội dung chương trình Vật lí 11 cơ bản.
  2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Thiết kế phiếu điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm tự tạo; phỏng vấn, trao đổi trực tiếp với giáo viên Vật lí tại trường THPT.
  3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm tại Trường THPT Tiểu La để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các thiết bị tự chế cùng tiến trình bài dạy.
  4. Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu kiểm tra sau thực nghiệm sư phạm nhằm so sánh định lượng và định tính giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm tự tạo trong dạy học vật lí theo định hướng dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở học sinh trung học phổ thông

Chương 1 hệ thống hóa khung lý luận về dạy học giải quyết vấn đề và thí nghiệm vật lí. Tác giả phân tích cấu trúc 3 giai đoạn dạy học, phân loại thí nghiệm thành hai nhóm lớn: thí nghiệm biểu diễn (mở đầu, nghiên cứu hiện tượng mới, củng cố) và thí nghiệm học sinh (thực hành, quan sát ở nhà, trực quan). Tác giả tổng hợp 15 tiêu chí ưu điểm và nhược điểm của phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề:

STT Nội dung đánh giá Ưu điểm Nhược điểm
1 Người học tự khám phá kiến thức mới trong quá trình giải quyết vấn đề X
2 Thúc đẩy học tập tích cực X
3 Giúp người học hình thành khả năng tự định hướng trong quá trình học tập X
4 Dễ dẫn tới tình trạng người học thụ động, phó mặc hoạt động cho bạn trong nhóm X
5 Giáo viên cần giám sát chặt chẽ, tránh người học đi sai hướng X
6 Một số người học không thích hợp hoặc chưa quen với phương pháp này X
7 Phát triển kỹ năng tư duy phản biện, làm việc độc lập và thích ứng hoàn cảnh mới X
8 Phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng thao tác thí nghiệm, làm việc nhóm X
9 Giáo viên tốn nhiều thời gian lập kế hoạch và thực hiện dạy học X
10 Tốn nhiều thời gian trên lớp X
11 Đòi hỏi cơ sở vật chất dạy học ở mức độ nhất định X
12 Giúp giáo viên hiểu rõ hơn về năng lực của từng học sinh X
13 Khuyến khích hợp tác, trao đổi, hình thành kỹ năng sống X
14 Giúp người học giải quyết vấn đề thực tế theo nhiều cách khác nhau X
15 Tạo sự tự tin cho người học khi đối diện với các tình huống mới X

Khảo sát thực trạng cho thấy nhiều bất cập trong dạy học Vật lí lớp 11:

  • Giáo viên ít tiến hành thí nghiệm, chủ yếu dùng phương pháp thuyết trình; thí nghiệm chỉ xuất hiện trong tiết thao giảng, thi giáo viên giỏi.
  • Lớp học đông (35 - 40 học sinh/lớp), khi chia nhóm thực hành từ 8 - 10 học sinh/nhóm dẫn đến việc quản lý khó khăn; phòng thí nghiệm thiếu thốn, trùng lịch phân phối chương trình giữa các lớp.
  • Thiết bị phòng thí nghiệm thiếu đồng bộ, dễ hỏng, độ chính xác thấp nhưng giáo viên chưa được bồi dưỡng kỹ năng sửa chữa.
  • Nhà trường thiếu kinh phí đầu tư, không có chế độ đãi ngộ hoặc chính sách khuyến khích giáo viên tự làm đồ dùng dạy học; nội dung bài học nặng khiến thời gian trên lớp bị hạn chế.

Từ thực trạng trên, tác giả đề xuất 5 biện pháp:

  1. Sử dụng thí nghiệm tự tạo tạo sự tò mò, mở đầu tình huống có vấn đề.
  2. Tích cực hóa hoạt động tìm kiếm kiến thức (theo hướng quan sát hoặc minh họa).
  3. Sử dụng thí nghiệm tự tạo để củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng thực hành.
  4. Hướng dẫn học sinh tự chế tạo thí nghiệm ở nhà theo quy trình 7 bước (thảo luận phương án, liệt kê vật liệu, vẽ sơ đồ tổng thể, vẽ cấu tạo chi tiết, hướng dẫn lắp ráp, vận hành thử, đưa vào học tập).
  5. Phối hợp thí nghiệm tự tạo với các phương tiện nghe nhìn (camera, máy chiếu) để phóng đại chi tiết quan sát.

Chương 2: Thiết kế và sử dụng một số thí nghiệm tự tạo trong dạy học chương “Từ trường” vật lí lớp 11

Tác giả xác lập quy trình chế tạo gồm 9 bước: (1) Xác định mục đích khoa học và mục đích dạy học; (2) Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, tài liệu; (3) Thiết kế phương án, sơ đồ, mô hình; (4) Tìm kiếm vật liệu; (5) Lắp ráp theo sơ đồ; (6) Thử nghiệm, điều chỉnh; (7) Xây dựng tiến trình dạy học; (8) Sử dụng vào bài dạy; (9) Rút kinh nghiệm, hoàn thiện thiết bị.

Tác giả trực tiếp thiết kế, chế tạo 3 bộ thí nghiệm tự tạo phục vụ chương "Từ trường":

Bộ thí nghiệm 1: Kiểm chứng tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện

  • Mục đích: Khảo sát tương tác hút/đẩy của hai dòng điện song song. Dựa trên biểu thức lực từ trên một đơn vị chiều dài: $$F = 2 \cdot 10^{-7} \frac{I_1 I_2}{r}$$
  • Cấu tạo: Khung hình hộp làm bằng tấm form; khoan 8 lỗ ở hai đầu (4 lỗ cắm vít cố định, 4 lỗ xuyên dây cách nhau 1 cm); sử dụng 2 sợi dây đồng đường kính $\Phi = 0{,}2\text{ mm}$, dài 35 - 40 cm; 4 chốt cắm; dây nối kẹp cá sấu; nguồn cấp là pin hoặc ắc quy.
  • Hiện tượng: Hai dòng điện cùng chiều hút nhau; hai dòng điện ngược chiều đẩy nhau. Tác giả lưu ý: Dây đồng có điện trở rất bé, dễ xảy ra đoản mạch nên thời gian cấp nguồn quan sát chỉ diễn ra nhanh từ 1 - 2 giây. Thí nghiệm ứng dụng trong Bài 19: Từ trường.

Bộ thí nghiệm 2: Khảo sát từ phổ và từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

  • Mục đích: Tạo hình ảnh trực quan về đường sức từ của dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn và dòng điện trong ống dây hình trụ (ứng dụng dạy Bài 21).
  • Cấu tạo: Tấm form kích thước $20 \times 25\text{ cm}$ dán giấy cách điện, nguồn 12V, mạt sắt.
    • Dòng điện thẳng: Dây đồng $\Phi = 2\text{ mm}$ xuyên qua lỗ khoan 2 mm ở tâm tấm form.
    • Dòng điện tròn: Tấm form khoan 2 lỗ 4 mm cách nhau 3 cm; dây đồng $\Phi = 0{,}6\text{ mm}$ quấn thành vòng tròn đường kính 6 cm gồm 30 vòng.
    • Dòng điện trong ống dây: Ống nhựa đường kính 3 cm đặt trên tấm form; khoan 2 hàng lỗ 1,5 mm (mỗi hàng 11 lỗ cách nhau 1 cm, hai hàng cách nhau 4 cm); quấn 11 vòng dây đồng.
  • Kết quả: Từ phổ của dòng điện thẳng là các đường tròn đồng tâm; dòng điện tròn có đường sức từ gần dây dẫn là đường tròn, qua tâm là đường thẳng; bên trong ống dây là các đường thẳng song song cách đều (từ trường đều), bên ngoài phân bố tương tự nam châm thẳng.

Bộ thí nghiệm 3: Khảo sát lực từ tác dụng lên vòng dây đồng

  • Mục đích: Kiểm chứng phương, chiều của lực từ phụ thuộc vào chiều dòng điện và đường sức từ, minh họa quy tắc bàn tay trái (ứng dụng dạy Bài 20).
  • Cấu tạo: Chồng nam châm vĩnh cửu đường kính 4 cm; bulong vặn dài 2 cm; pin máy chụp ảnh; khung dây đồng uốn hình vuông ($\Phi = 1{,}6\text{ mm}$) hoặc hình trái tim ($\Phi = 1{,}8\text{ mm}$).
  • Hoạt động: Đặt bulong lên cực nam châm, đặt pin lên bulong, đặt vòng dây đồng lên cực trên của pin sao cho vòng dây tiếp xúc với pin và khép kín mạch qua thân bulong. Lực từ sinh ra làm vòng dây tự quay quanh trục thẳng đứng.

Tác giả đề xuất quy trình 5 bước thiết kế bài học có sử dụng thí nghiệm tự tạo và soạn thảo tiến trình dạy học mẫu cho Bài 21: "Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt". Giáo án xác lập rõ các chỉ số năng lực: kiến thức (K1, K2, K3), phương pháp (P7, P8) và trao đổi thông tin (X5, X8), phân bổ theo tiến trình 4 hoạt động:

  • Hoạt động khởi động (7 phút): Trình diễn thí nghiệm mở đầu, tạo tình huống mâu thuẫn về hình dạng đường sức từ.
  • Hoạt động hình thành kiến thức (25 phút): Gồm 4 bước nhỏ: phát biểu vấn đề nghiên cứu (4 phút), tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết với bộ dụng cụ tự tạo (12 phút), rút ra công thức cảm ứng từ $B$ (5 phút), tìm hiểu nguyên lý chồng chất từ trường (4 phút).
  • Hoạt động luyện tập và vận dụng (10 phút): Thảo luận phiếu học tập theo 4 nhóm lớn.
  • Hoạt động tìm tòi mở rộng (3 phút): Hệ thống hóa kiến thức và giao nhiệm vụ về nhà.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai thực nghiệm dạy học tại Trường THPT Tiểu La (huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam) nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học.

Quy trình thực nghiệm được tổ chức trên hai nhóm học sinh có trình độ tương đương: nhóm thực nghiệm (dạy học theo giáo án sử dụng thí nghiệm tự tạo theo hướng nêu và giải quyết vấn đề) và nhóm đối chứng (dạy học theo phương pháp dùng thí nghiệm sẵn có hoặc diễn giảng thông thường).

Để kiểm định kết quả học tập, tác giả thiết lập hệ thống 6 bảng thống kê toán học:

  • Bảng 3.1: Mẫu thực nghiệm sư phạm.
  • Bảng 3.2: Phân phối tần số ($f_i$) các điểm số ($X_i$) của bài kiểm tra sau thực nghiệm.
  • Bảng 3.3: Phân phối tần suất điểm số của hai nhóm.
  • Bảng 3.4: Phân phối tần suất tích lũy.
  • Bảng 3.5: Phân loại theo học lực của học sinh.
  • Bảng 3.6: Các tham số thống kê đặc trưng (điểm trung bình $\bar{X}$, phương sai $S^2$, độ lệch chuẩn $S$, hệ số biến thiên $V$).

Đánh giá định tính ghi nhận học sinh nhóm thực nghiệm tham gia học tập sôi nổi, hứng thú với các mô hình trực quan, chủ động thao tác và tranh luận khi giải quyết tình huống có vấn đề. Về mặt định lượng, các tham số thống kê cho thấy đường cong phân phối tần suất tích lũy của nhóm thực nghiệm lệch sang bên phải so với nhóm đối chứng, tỷ lệ học sinh đạt điểm khá - giỏi cao hơn và độ lệch chuẩn thể hiện tính phân hóa tích cực về năng lực nhận thức.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể:

  1. Chế tạo thành công 3 bộ thí nghiệm tự tạo đơn giản, giá thành thấp phục vụ chương "Từ trường" Vật lí 11: bộ kiểm chứng tương tác giữa hai dòng điện song song, bộ khảo sát từ phổ của dòng điện thẳng/tròn/ống dây, và mô hình vòng dây tự quay khảo sát lực từ.
  2. Thiết kế chi tiết quy trình 9 bước chế tạo dụng cụ thí nghiệm tự tạo và quy trình 5 bước xây dựng kế hoạch bài dạy định hướng nêu và giải quyết vấn đề.
  3. Soạn thảo hoàn chỉnh tiến trình dạy học mẫu cho Bài 21 và xây dựng hệ thống phiếu học tập, phương án đánh giá năng lực học sinh (K1-K3, P7-P8, X5-X8).
  4. Khẳng định hiệu quả sư phạm qua thực nghiệm tại Trường THPT Tiểu La, chứng minh việc tích hợp thí nghiệm tự tạo giúp nâng cao mức độ tiếp thu, rèn luyện kỹ năng thực hành và tư duy khoa học cho học sinh.

Tác giả đề xuất các kiến nghị:

  • Các trường THPT cần tổ chức thường xuyên các hội thi thiết kế đồ dùng dạy học tự làm, tạo điều kiện trao đổi chuyên môn giữa các tổ bộ môn.
  • Cần có kinh phí hỗ trợ và chính sách khen thưởng thỏa đáng để khuyến khích giáo viên đầu tư thời gian, công sức chế tạo đồ dùng dạy học.
  • Đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá theo hướng chú trọng kỹ năng thực hành và năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh.

So với các công trình đi trước (như luận án của TS. Huỳnh Trọng Dương năm 2007 về trường THCS hay khóa luận của Trần Thị Trang năm 2013 về phần Điện học 11), công trình của Nguyễn Văn Phi đã giải quyết cụ thể bài toán phương tiện dạy học cho mảng kiến thức trừu tượng của phần Từ trường lớp 11 bằng các vật liệu dễ kiếm (tấm form, bulong, pin máy ảnh, mạt sắt).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận có một số hạn chế gắn liền với phạm vi đề tài:

  • Các bộ dụng cụ tự tạo chủ yếu là thí nghiệm định tính, phục vụ quan sát hiện tượng và từ phổ, chưa đo đạc được chính xác các giá trị định lượng như độ lớn cảm ứng từ $B$ hay độ lớn lực từ $F$.
  • Độ bền cơ học và tính thẩm mỹ của các thiết bị làm từ vật liệu tận dụng (tấm form, dây đồng mỏng) chưa cao, dễ biến dạng sau nhiều lần sử dụng.
  • Hiện tượng đoản mạch ở thí nghiệm tương tác hai dòng điện song song đòi hỏi thao tác ngắt nguồn tức thì (1 - 2 giây), dễ gây hỏng nguồn pin nếu thao tác không chuẩn xác.
  • Địa bàn thực nghiệm sư phạm chỉ mới triển khai tại một trường phổ thông (THPT Tiểu La, Quảng Nam), chưa mở rộng sang nhiều trường có điều kiện cơ sở vật chất khác nhau.

Hướng phát triển:

  • Tiếp tục cải tiến kết cấu cơ khí để nâng cao độ bền, tính thẩm mỹ và an toàn mạch điện cho các thiết bị đã chế tạo.
  • Nghiên cứu thiết kế thêm các cảm biến hoặc linh kiện hỗ trợ nhằm chuyển dần các thí nghiệm định tính sang định lượng.
  • Mở rộng việc tự tạo thí nghiệm sang các chương khác của chương trình Vật lí THPT như Cảm ứng điện từ, Quang hình học.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Sư phạm Vật lí: Học tập phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm, kỹ năng gia công thiết bị học tập đơn giản và quy trình soạn giáo án tích cực hóa nhận thức.
  • Giáo viên Vật lí THPT: Khai thác bản vẽ thiết kế, thông số kỹ thuật (đường kính dây đồng, kích thước tấm form, cách bố trí bulong và nam châm) để tự chế tạo bộ đồ dùng dạy học chương "Từ trường" mà không cần ngân sách lớn.
  • Cán bộ quản lý chuyên môn: Căn cứ vào số liệu điều tra thực trạng để xây dựng các chuyên đề sinh hoạt tổ chuyên môn và phong trào tự làm thiết bị dạy học tại các trường phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận chế tạo cụ thể những bộ thí nghiệm nào cho chương Từ trường Vật lí 11?
Tác giả đã chế tạo 3 bộ thí nghiệm: (1) Thí nghiệm kiểm chứng tương tác hút/đẩy giữa hai dòng điện song song mang dòng điện cùng chiều và ngược chiều; (2) Thí nghiệm tạo và quan sát từ phổ của dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn và dòng điện trong ống dây hình trụ; (3) Thí nghiệm về lực từ làm quay khung dây đồng hình vuông hoặc hình trái tim trên đế nam châm vĩnh cửu.

2. Khi làm thí nghiệm kiểm chứng tương tác giữa hai dây dẫn song song, tác giả lưu ý điểm kỹ thuật gì để tránh rủi ro?
Do sử dụng dây đồng mảnh ($\Phi = 0{,}2\text{ mm}$, dài 35 - 40 cm) có điện trở rất nhỏ, việc nối trực tiếp vào nguồn pin/ắc quy sẽ dẫn đến hiện tượng đoản mạch. Vì vậy, người thực hiện phải quan sát kết quả biến dạng hút hoặc đẩy rất nhanh trong khoảng thời gian từ 1 - 2 giây rồi ngắt nguồn ngay để bảo vệ nguồn điện.

3. Thông số kỹ thuật của bộ thí nghiệm khảo sát từ phổ dòng điện tròn và ống dây được thiết kế ra sao?
Đối với dòng điện tròn: Tấm form $20 \times 25\text{ cm}$ khoan 2 lỗ 4 mm cách nhau 3 cm, dây đồng $\Phi = 0{,}6\text{ mm}$ quấn 30 vòng tạo khung tròn đường kính 6 cm. Đối với ống dây: Sử dụng ống nhựa đường kính 3 cm, khoan 2 hàng lỗ 1,5 mm cách nhau 4 cm (mỗi hàng 11 lỗ cách nhau 1 cm), quấn 11 vòng dây đồng và cấp nguồn 12V rắc mạt sắt.

4. Mô hình khảo sát lực từ làm quay khung dây hoạt động dựa trên những bộ phận nào?
Mô hình gồm 1 chồng nam châm vĩnh cửu đường kính 4 cm, 1 bulong dài 2 cm đặt thẳng đứng trên nam châm, 1 viên pin máy chụp hình đặt trên bulong, và 1 khung dây đồng uốn hình vuông ($\Phi = 1{,}6\text{ mm}$) hoặc hình trái tim ($\Phi = 1{,}8\text{ mm}$) chụp lên đầu cực của pin sao cho đầu dưới tiếp xúc nhẹ với thân bulong tạo mạch kín. Lực từ tác dụng làm khung dây quay liên tục quanh pin.

5. Thực nghiệm sư phạm được tác giả tiến hành tại đâu và sử dụng những công cụ thống kê nào để xử lý?
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường THPT Tiểu La, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam. Tác giả sử dụng phương pháp thống kê toán học qua 6 bảng mẫu để xử lý điểm số của nhóm thực nghiệm và đối chứng, bao gồm: phân phối tần số, phân phối tần suất, tần suất tích lũy, phân loại học lực, và tính toán các tham số đặc trưng (điểm trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Văn Phi đã giải quyết thành công bài toán kết hợp giữa lý luận dạy học nêu - giải quyết vấn đề với thực tiễn chế tạo thiết bị dạy học tự tạo môn Vật lí lớp 11. Các bộ thí nghiệm về từ trường được thiết kế chi tiết, sử dụng vật liệu rẻ tiền, dễ thao tác và cho kết quả trực quan rõ nét trên lớp học. Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Tiểu La (Quảng Nam) đã chứng minh tính khả thi của mô hình, góp phần khắc phục khó khăn về cơ sở vật chất và nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổ thông.