Phát triển năng lực tư duy cho học sinh trong dạy học chương sóng ánh sáng vật lý 12 – THPT với sự hỗ trợ của bài tập vật lý (tt)

i ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN VĂN HÀO PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÝ 12 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BÀI TẬP VẬT LÝ Chuyên ngà

i

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN VĂN HÀO

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT

LÝ 12 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BÀI TẬP VẬT LÝ

Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS LÊ THANH HUY

Thừa Thiên Huế, năm 2016

Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và các kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Huế, tháng 9 năm

2016

Tác giả

Phan Văn Hào Demo Version - Select.Pdf SDK

iii

Lời cảm ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban Chủ nhiệm, quý thầy cô Khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Huế và quý thầy

cô trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Lê Thanh Huy đã tận tình hướng dẫn cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý thầy, cô giáo tổ vật lý của các trường THPT Phan Đăng Lưu, THPT Thuận An, THPT Gia Hội, THPT Hương Thủy, THPT Hai Bà Trưng, THPT Nguyễn Trường Tộ đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình nghiên cứu thực trạng

Tác giả xin chân thành cảm ơn đến thầy Hoàng Toản và thầy Hoàng Tám của trường THPT Thuận An

đã nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong việc tiến hành giảng dạy theo giáo án mà tôi đã đưa ra

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành luận văn này

Huế, Tháng 9 năm 2016

Tác giả Phan Văn Hào

iii

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục các chữ viết tắt 5

Danh mục các bảng biểu, sơ đồ, đồ thị và hình vẽ 6

MỞ ĐẦU 7

1 Lý do chọn đề tài 6

2 Lịch sử của vấn đề nghiên cứu 7

3 Mục tiêu nghiên cứu 8

4 Giả thuyết khoa học 8

5 Đối tượng nghiên cứu 8

6 Phạm vi nghiên cứu 9

7 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

8 Phương pháp nghiên cứu 9

9 Đóng góp mới của đề tài 10

10 Cấu trúc của luận văn 10

NỘI DUNG 11

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BÀI TẬP VẬT LÝ 11

1.1 Năng lực tư duy 11

1.1.1 Khái niệm năng lực 11

1.1.2 Tư duy và năng lực tư duy 12

1.1.2.1 Tư duy 12

1.1.2.2 Năng lực tư duy 13

1.2 Năng lực tư duy trong dạy học vật lý 16

1.2.1 Tư duy của học sinh trong học tập môn vật lý 16

1.2.2 Các biện pháp phát triển năng lực tư duy của học sinh trong dạy học với sự hỗ trợ của bài tập vật lí 18

1.2.2.1 Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh 18

Demo Version - Select.Pdf SDK

2

1.2.2.2 Xây dựng một lôgic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh 21

1.2.2.3 Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập vật lí 22

1.2.2.4 Tập dượt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phương pháp nhận thức của vật lí 24

1.2.2.5 Rèn luyện ngôn ngữ vật lí cho học sinh 24

1.3 Bài tập vật lý và sự phát triển tư duy của học sinh 25

1.3.1 Khái niệm về bài tập vật lý 25

1.3.2 Tác dụng của bài tập vật lí 26

1.3.2.1 Ôn tập, đào sâu và mở rộng kiến thức 26

1.3.2.2 Hình thành kiến thức mới 27

1.3.2.3 Hình thành và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn 27

1.3.2.4 Một trong những hình thức làm việc tự lực cao 27

1.3.2.5 Phát triển tư duy vật lý 27

1.3.2.6 Kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức 27

1.3.3 Quan hệ giữa bài tập vật lý và sự phát triển tư duy của học sinh 27

1.3.3.1 Tầm quan trọng của việc phát triển năng lực tư duy cho học sinh 27

1.3.3.2 Điều kiện cần thiết để học sinh rèn luyện năng lực tư duy 28

1.3.3.3 Quan hệ giữa bài tập vật lí với việc phát triển năng lực tư duy của học sinh 29

1.4 Quy trình tổ chức dạy học phát triển tư duy với sự hỗ trợ của bài tập vật lý 30

1.4.1 Bài tập trong tiết học nghiên cứu bài mới 30

1.4.2 Bài tập trong tiết luyện tập giải bài tập 33

1.5 Thực trạng sử dụng bài tập vật lý ở trường phổ thông 36

1.6 Kết luận Chương 1 37

CHƯƠNG 2 CHỌN LỌC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BÀI TẬP VẬT LÍ 39

2.1 Những nội dung, kiến thức cơ bản của chương Sóng ánh sáng 39

2.1.1 Nội dung dạy học 39

2.1.2 Mục tiêu cơ bản của chương 40

Demo Version - Select.Pdf SDK

2.2 Phân tích những nội dung cần phát triển tư duy cho học sinh trong chương Sóng

ánh sáng 41

2.3.Quy trình chọn lọc một số bài tập chương Sóng ánh sáng theo hướng phát triển năng lực tư duy của học sinh 43

2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài học có sử dụng các bài tập đã xây dựng 64

2.4.1 Tiến trình dạy tiết học nghiên cứu bài mới có sử dụng bài tập vật lý 64

2.4.2 Tiến trình dạy học tiết thực hành giải bài tập 69

2.5 Kết luận chương 2 75

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 76

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 76

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 76

3.3.1 Chuẩn bị thực nghiệm 76

3.3.2 Nội dung thực nghiệm 77

3.4 Kết quả thực nghiệm 78

3.4.1 Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm 78

3.4.2 Đánh giá định lượng kết quả học tập của học sinh 79

3.4.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 86

3.4.4 Phân tích kết quả định lượng thu được 87

3.5 Kết luận chương III 87

KẾT LUẬN 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC P3 Phụ lục 1 Phiếu điều tra thực trạng P1 Phụ lục 2 Phiếu học tập bài Tán sắc ánh sáng P3 Phụ lục 3 Phiếu học tập tiết bài tập P4

Phụ lục 4 Đề bài kiểm tra 15 phút P6 Phụ lục 5 Đáp án bài kiểm tra 15 phút P8 Phụ lục 6 Đề bài kiểm tra 45 phút P9 Phụ lục 7 Đáp án bài kiểm tra 45 phút P11

Demo Version - Select.Pdf SDK

4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Tên đầy đủ

BTVL Bài tập vật lý THPT Trung học phổ thông THCS Trung học cơ sở PPDH Phương pháp dạy học HĐNT Hoạt động nhận thức

GV Giáo viên

HS Học sinh TNSP Thực nghiệm sư phạm

ĐC Đối chứng

TN Thực nghiệm

DH Dạy học

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ Bảng

Bảng 3.1.Danh sách các lớp thực nghiệm và đối chứng 76

Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm bài kiểm tra các lớp TN và ĐC 79

Bảng 3.3 Bảng thống kê các điểm số xi của bài kiểm tra 79

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm TN và ĐC 80

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất lũy tích 81

Bảng 3.6 Bảng phân loại theo học lực 82

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp các tham số 84

Sơ đồ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ quy trình dạy học kiến thức mới với sự hỗ trợ của BTVL 33

Sơ đồ 1.2 Sơ đồ quy trình dạy tiết bài tập theo hướng phát triển năng lực tư duy 35

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương sóng ánh sáng 39

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ tiến trình dạy học bài Tán sắc ánh sáng 65

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ tiến trình dạy học tiết bài tập về giao thoa ánh sáng 70

Biểu đồ Biểu đồ 3.1 Biểu đồ số điểm kiểm tra của hai nhóm 80

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm 80

Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 81

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ kết quả học tập của hai nhóm 82

Đồ thị Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm 81

Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm 82

Demo Version - Select.Pdf SDK

6

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nền văn minh nhân loại đã phát triển một cách vượt bậc trong thế kỷ XXI

Sự phát triển đó từ ba làn sóng nông nghiệp hóa, công nghiệp hóa và công nghệ thông tin Theo một số dự báo khoa học, làn sóng thứ tư của sự phát triển thế giới chính là tăng cường tính sáng tạo, phát triển nguồn nhân lực sáng tạo

Nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập với cộng đồng quốc tế Trong sự nghiệp đổi mới toàn diện của đất nước, đổi mới nền giáo dục là trọng tâm của sự phát triển Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế là con người Công cuộc đổi mới này đòi hỏi nhà trường phải tạo ra những người lao động năng động, sáng tạo, làm chủ đất nước

Nghị quyết trung ương Đảng lần thứ 4 (khóa VII) đã xác định: phải khuyến khích tự học, phải áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho

HS năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề

Định hướng này đã được pháp chế hóa trong Luật Giáo dục, điều 24.2, trong Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT: Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của HS; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho HS phương pháp tự học, khả năng hợp tác; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho HS

Đổi mới phương pháp học tập nhằm phát huy tối đa sự sáng tạo và năng lực

tự đào tạo của người học, coi trọng thực hành, thí nghiệm, ngoại khoá, làm chủ kiến thức tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay Chính vì thế trong thời gian gần đây Bộ Giáo dục và Đào tạo khuyến khích GV sử dụng các phương pháp dạy học tích cực nhằm hoạt động hoá người học

Trong quá trình dạy học ở trường phổ thông, nhiệm vụ quan trọng của giáo dục là phát triển tư duy cho HS ở mọi bộ môn, trong đó có bộ môn vật lý Vật lý là

Demo Version - Select.Pdf SDK

môn khoa học thực nghiệm và lí thuyết, vì thế bên cạnh việc nắm vững lí thuyết, người học cần phải biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo mọi vấn đề thông qua hoạt động thực nghiệm, thực hành, giải bài tập

Một trong những phương pháp dạy học tích cực là sử dụng BTVL trong hoạt động dạy và học ở trường phổ thông BTVL đóng vai trò vừa là nội dung vừa là phương tiện để chuyển tải kiến thức, phát triển tư duy và kỹ năng thực hành bộ môn một cách hiệu quả nhất BTVL không chỉ củng cố, nâng cao kiến thức, vận dụng kiến thức mà còn là phương tiện để tìm tòi, hình thành kiến thức mới Rèn luyện tính tích cực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp các em có hứng thú học tập, chính điều này đã làm cho BTVL ở trường phổ thông giữ một vai trò quan trọng trong việc dạy và học vật lý, đặc biệt là sử dụng hệ thống bài tập để phát triển

tư duy cho HS trong quá trình dạy học

Đã có nhiều tác giả quan tâm, nghiên cứu các vấn đề về BTVL và cũng có nhiều công trình được áp dụng ở mức độ khác nhau Tuy nhiên sử dụng BTVL lớp

12 chương Sóng ánh sáng để phát triển tư duy cho HS trong quá trình dạy học vẫn chưa được quan tâm đúng mức Với mong muốn tìm hiểu và sử dụng hiệu quả hơn các BTVL lớp 12 chương Sóng ánh nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở trường

THPT, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Phát triển năng lực tư duy cho học sinh

trong dạy học chương Sóng ánh sáng vật lý 12 – THPT với sự hỗ trợ của bài tập vật lý”

2 Lịch sử của vấn đề nghiên cứu

Đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về BTVL và việc sử dụng BTVL trong dạy học Nguyễn Cảnh Toàn (2005) với “Khơi dậy tiềm năng sáng tạo” đã đưa ra các vấn đề như khái niệm, nguồn gốc, cơ sở thần kinh của hoạt động sáng tạo và chỉ

ra cho người GV làm thế nào để dạy HS học tập sáng tạo Phạm Hữu Tòng với

“Hình thành kiến thức, kỹ năng phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của HS trong dạy học vật lí” và “Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, chủ động, sáng tạo và tư duy khoa học” đã nghiên cứu về các biện pháp nhằm thực hiện dạy học sáng tạo Ngô Thị Bích Thảo (2002) với “Rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học phần cơ học lớp 8 THCS” đã đề xuất

Demo Version - Select.Pdf SDK

8

các giải pháp như: dạy học giải quyết vấn đề, bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học, sử dụng hệ thống bài tập vật lí nhằm rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS Nguyễn Văn Hòa (2002) với “Bồi dưỡng cho HS phương pháp thực nghiệm nhằm nâng cao chất lượng học tập và góp phần phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học vật lí THCS” đã đề cập đến việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm đồng thời phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí THCS Vũ Thị Minh (2011) với “Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học lớp 10 THPT” đã xây dựng và đề xuất được tiến trình sử dụng bài tập sáng tạo vào dạy học vật lí dưới hình thức bài học bài tập và bài học thực hành Dương Đức Giáp với “Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học một số kiến thức phần cơ học vật lí lớp 10 với sự hỗ trợ của bài tập vật lí” đã xây dựng và đề xuất quy trình sử dụng bài tập, nội dung các bài tập và soạn thảo tiến trình dạy học phần “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS

Nhìn chung các tác giả đã nghiên cứu làm thế nào để phát triển được năng lực học sinh bằng nhiều cách khác nhau nhưng chưa nghiên cứu sâu về việc phát triển năng lực tư duy với sự hỗ trợ của bài tập vật lý trong tiến trình dạy học Như vậy, chúng ta cần phải có những biện pháp để đưa bài tập vật lý vào trong tiết dạy một cách hợp lí để góp phần phát triển năng lực tư duy cho các em, qua đó các em có thể hình thành được sự đam mê và hăng say trong học tập

3 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình sử dụng bài tập vật lý trong các giờ học theo hướng phát triển năng lực tư duy cho học sinh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình sử dụng bài tập và vận dụng phù hợp cho từng giờ học thì sẽ phát triển được năng lực tư duy của học sinh từ đó nâng cao kết quả học tập của học sinh

5 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông

Demo Version - Select.Pdf SDK

- Sự hỗ trợ của hệ thống bài tập vật lý trong việc tổ chức hoạt động nhận thức nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh

6 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu quá trình tổ chức dạy học một số kiến thức trong chương Sóng ánh sáng với sự hỗ trợ của bài tập vật lý theo hướng phát triển năng lực tư duy

7 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận liên quan đến việc dạy và học với sự hỗ trợ của bài tập vật lý

- Thiết kế một số bộ câu hỏi định hướng, bài tập bổ trợ giúp HS tự ôn, luyện tập

- Vận dụng các biện pháp đã đề xuất thiết kế một số bài lên lớp

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng các biện pháp

đề xuất

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng và Nhà nước, các chỉ thị của Bộ Giáo dục

và Đào tạo về đổi mới PPDH hiện nay, luật Giáo dục, các tạp chí Giáo dục, các tài liệu về lý luận dạy học, tâm lý học, PPDH vật lý, các website dạy học trên mạng

internet

- Nghiên cứu các tài liệu về tổ chức hoạt động nhận thức với sự hỗ trợ của bài

tập vật lý

- Nghiên cứu phân tích nội dung, chương trình chương Sóng ánh sáng, Vật lý 12

THPT

- Nghiên cứu một số luận án tiến sĩ, luận văn thạc sĩ, các bài báo khoa học, đề tài nghiên cứu liên quan đến vấn đề nghiên cứu

- Nghiên cứu các tài liệu tham khảo khác trong và ngoài nước

8.2 Phương pháp thực nghiệm

Demo Version - Select.Pdf SDK