Trong quá trình dạy học, ống Niu-tơn được sử dụng cùng với một ống đối chứng giống hệt nhưng ở trong chứa không khí. Với mục đích tìm hiểu ảnh hưởng của không khí tới quá trình rơi nhanh hay chậm của một vật, giáo viên và học sinh thường làm thí nghiệm với ống đối chứng (không khí) và ống Niu-tơn (chân không).
Tuy nhiên, quá trình làm thí nghiệm với 2 ống này đã bộc lộ một số hạn chế như: các ống được làm bằng thủy tinh mỏng nên dễ bị vỡ; ống Niu-tơn được nhà sản xuất hút chân không, rồi hàn kín bằng một nút nhựa với keo, trong quá trình sử dụng, mối hàn dễ hở, nút nhựa dễ gãy nên khi không khí tràn vào, môi trường trong ống không còn là chân không nữa; giá thành của bộ thí nghiệm khá cao, các nhà trường được trang bị ít; bộ thí nghiệm lại có kích thước nhỏ nên học sinh khó quan sát chuyển động của vật...
Từ những lý do trên, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn Vật lý, cô giáo Bùi Hoàng Hà - Trường THPT Nguyễn Huệ và cô giáo Bùi Hoàng Ngọc - Trường THPT Trần Nhật Duật đã nghiên cứu và đưa ra giải pháp "Thiết kế, chế tạo ống Niu-tơn và thiết kế phương án thí nghiệm với ống Niu-tơn sử dụng trong dạy học Vật lý”.
Phương án thí nghiệm, thay thế ống thủy tinh dễ vỡ bằng ống nhựa có kích thước dài hơn ống hiện hành 30cm. Đồng thời, sơn tạo màu cho lông chim và đồng xu để học sinh dễ quan sát chuyển động rơi của vật.
Ngoài ra, vì ống Niu-tơn có thể mở ra dễ dàng nên thay vì làm thí nghiệm với đồng xu và lông chim, học sinh có thể làm thí nghiệm quan sát sự rơi của nhiều vật khác nhau trong ống như: viên sỏi, mẩu gỗ, giấy màu, viên xúc xắc... Thay vì sử dụng 2 ống (Niu-tơn và đối chứng) như thí nghiệm thường làm, giải pháp của cô Hà và cô Ngọc chỉ sử dụng 1 ống.
Ban đầu trong ống là không khí, giáo viên và học sinh làm thí nghiệm bằng cách lộn nhanh ống, quan sát và ghi nhận chuyển động nhanh, chậm của vật. Sau đó hút không khí trong ống để ống đạt trạng thái chân không rồi tiếp tục lặp lại thí nghiệm.
Để đánh giá khả năng áp dụng của giải pháp, hai cô đã tiến hành áp dụng thử tại các lớp học khác nhau của Trường THPT Nguyễn Huệ, Trường THPT Trần Nhật Duật, Trung tâm Giáo dục thường xuyên huyện Văn Yên và một số trường THPT khác trên địa bàn tỉnh. Qua đó, cho thấy tiến trình thí nghiệm và dụng cụ này có thể sử dụng khi dạy bài "Rơi tự do” (Chương trình Vật lý lớp 10) và bài "Sóng âm” (Chương trình Vật lý lớp 12).
Với ưu điểm, cách chế tạo các thiết bị khá đơn giản, các dụng cụ dễ tìm nên giáo viên và học sinh có thể tự tạo ra thiết bị này để sử dụng trong giờ học và tạo ra nhiều bộ thí nghiệm để nhiều nhóm học sinh có thể tiến hành đồng thời. Giá thị trường của 1 bộ ống Niu-tơn và ống đối chứng hiện nay khoảng 850.000 đồng, song nếu giáo viên và học sinh tự làm thì chỉ hết khoảng 65.000 đồng/1 ống.
Lợi ích thiết thực từ giải pháp "Thiết kế, chế tạo ống Niu-tơn và phương án thí nghiệm với ống Niu-tơn sử dụng trong dạy học Vật lý” của cô giáo Hà và cô giáo Ngọc đã góp phần làm phong phú thêm các phương tiện trực quan trong công tác giảng dạy. Đồng thời, tạo hứng thú, giúp học sinh có cơ hội được rèn luyện thêm kỹ năng, kỹ xảo thực hành, đưa ra những dự đoán, ý tưởng mới, từ đó, nhận thức và tư duy của học sinh được phát triển hơn.
Hồng Oanh