Tổ chức dạy học ứng dụng kỹ thuật phần “quang học”, vật lý 12 chương trình chuẩn THPT theo phương pháp dựa trên vấn đề, áp dụng chương “lượng tử ánh sáng” nhằm nâng cao năng lực tự học giúp học sinh yêu thícht lý ở trường

i BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ THANH PHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHẦN “QUANG HỌC” VẬT LÝ LỚP 12 CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

i

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐỖ THỊ THANH PHƯƠNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT

PHẦN “QUANG HỌC” VẬT LÝ LỚP 12 CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

THEO PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN VẤN ĐỀ

(ÁP DỤNG VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”)

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

Mã số : 60140111

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS TRẦN HUY HOÀNG

HUẾ, NĂM 2014 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 kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác

Đồng Nai, ngày 20 tháng 4 năm 2014

Tác giả

Đỗ Thị Thanh Phương

Demo Version - Select.Pdf SDK

iii

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm, quý

Đại học Huế và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến:

- PGS TS Trần Huy Hoàng đã dành nhiều thời gian hướng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn

- Giáo viên trường trung học phổ thông Trấn Biên, tỉnh Đồng Nai đã giúp đỡ rất nhiều trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn này

Đồng Nai, ngày 20 tháng 4 năm 2014

Tác giả

Đỗ Thị Thanh Phương

iii

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 4

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ 5

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 6

1 Lý do chọn đề tài 6

2 Lịch sử vấn đề 7

3 Mục tiêu đề tài 7

4 Giả thuyết khoa học 7

5 Nhiệm vụ đề tài 7

6 Đối tượng nghiên cứu 8

7 Phạm vi nghiên cứu 8

8 Phương pháp nghiên cứu 8

9 Những đóng góp của đề tài 8

10 Cấu trúc luận văn 9

PHẦN 2: NỘI DUNG 10

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ 10

1.1 Dạy học dựa trên vấn đề (PBL) 10

1.1.1 Khái niệm 10

1.1.2 Các đặc trưng cơ bản của PBL 11

1.1.3 Tổ chức hoạt động dạy học theo PBL 14

1.1.3.1 Nguyên tắc tổ chức 14

1.1.3.2 Quy trình dạy học dựa trên vấn đề (PBL) 16

1.2 Dạy học ứng dụng kĩ thuật của vật lý 18

1.2.1 Khái niệm về ứng dụng kĩ thuật của vật lý 18

1.2.2 Các con đường hình thành kiến thức về ứng dụng kĩ thuật của vật lý 19

1.2.1.1 Dạy học các ứng dụng kỹ thuật theo con đường thứ nhất 19

Demo Version - Select.Pdf SDK

2

1.2.1.2 Dạy học của ứng dụng kỹ thuật theo con đường thứ hai 21

1.3 Quy trình tổ chức dạy học PBL các ứng dụng kĩ thuật của vật lý 23

1.4 Thực trạng việc áp dụng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề và dạy học ứng dụng kĩ thuật vật lý ở trường PT 24

1.4.1 Thực trạng áp dụng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề ở trường phổ thông 24

1.4.2 Thực trạng áp dụng phương pháp dạy học UDKT ở trường THPT 24

1.5 Kết luận chương 1 24

CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG THEO PBL 26

2.1 Đặc điểm phần “Quang học” 26

2.1.1 Đặc điểm chương lượng tử ánh sáng 26

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Lượng tử ánh sáng” 27

2.1.3 Thực trạng dạy học chương: Sóng ánh sáng và lượng tử ánh sáng vật lý 12 27

2.1.3.1 Đối với giáo viên 27

2.1.3.2 Về học tập của HS 28

2.1.3.3 Nguyên nhân của thực trạng 28

2.2 Tổ chức tiến trình DH UDKT trong DH Vật lý theo phương pháp dựa trên vấn đề 29

2.2.1 Các vấn đề UDKT Vật lý 12 trong phần quang học 29

2.2.2 Giai đoạn xác định mục tiêu và nội dung học tập 30

2.2.3 Giai đoạn thiết kế và giao vấn đề 30

2.2.4 Tiến trình hướng dẫn HS tham gia giải quyết vấn đề 31

2.2.4.1 Phổ biến yêu cầu, cách thức làm việc, chia nhóm 31

2.2.4.2 Kế hoạch hướng dẫn HS GQVĐ 31

2.3 Kế hoạch chi tiết tiến trình dạy học dựa trên vấn đề 33

2.4 Tiến trình dạy học theo PBL phần “Quang học” Vật lý 12 37

2.5 Kết luận chương 2 54

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 56

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 56

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 56

3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 56

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 57

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 57

3.3.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 57

3.3.3 Các bài kiểm tra 57

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 58

3.4.1 Nhận xét về tiến trình dạy học 58

3.4.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 58

3.4.2.1 Các số liệu cần tính 58

3.4.2.2 Kiểm định giả thuyết thống kê 62

3.5 Kết luận chương 3 63

PHẦN 3: KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC

Demo Version - Select.Pdf SDK

4

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Viết tắt Viết đầy đủ

CHĐH Câu hỏi định hướng CTC Chương trình chuẩn

GQVĐ Giải quyết vấn đề

PBL Problem-based learning PPDH Phương pháp dạy học QTDH Quá trình dạy học

THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm

Demo Version - Select.Pdf SDK

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

Trang

* BẢNG

Bảng 2.1 Kế hoạch giảng dạy phần “Quang học” Vật lý 12 26

Bảng 3.1 Bảng số liệu HS được làm chọn mẫu TN 57

Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra 59

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 60

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất luỹ tích 60

Bảng 3.5 Bảng phân loại theo học lực 61

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số thống kê 61

* BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm 59

Biểu đồ 3.2 Phân loại theo học lực của hai nhóm 61

* ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm 60

Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 60

* HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tiến trình tổ chức dạy học theo PBL 16

Hình 1.2: Quy trình tổ chức hoạt động dạy học PBL các ứng dụng kĩ thuật Vật lý 23 Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Lượng tử ánh sáng” 27

Hình 2.2 Máy tính cầm tay 39

Hình 2.3 Minh họa quá trình hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử 47

Hình 2.4 Sự tạo thành vạch quang phổ của nguyên tử hidro 48

Hình 2.5 Tạo pin từ quả chanh 52

Hình 2.6 Thí nghiệm hiện tượng ăn mòn điện hóa 53

Hình 2.7 Sơ đồ pin Leclanche 53

Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo pin quang điện 54

Demo Version - Select.Pdf SDK

6

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Bước sang thế kỷ XXI, chúng ta đang đứng trước những thời cơ và thách thức mới Nhân loại đang từng bước đi vào sử dụng tri thức cho sự phát triển và đang hình thành nền kinh tế dựa vào tri thức, sử dụng nhanh và gần như trực tiếp các thành tựu của khoa học công nghệ và phục vụ sản xuất đời sống Điều đó Các - Mác đã tiên đoán cách đây 150 năm về khả năng đưa khoa học trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp Theo đánh giá của các nhà tương lai học, thế giới đang chuyển nhanh sang nền kinh tế tri thức, vì vậy đào tạo con người được trang bị đầy đủ tri thức là đặc biệt quan trọng

Để đáp ứng được điều trên thì Đảng và Nhà nước đưa ra chiến lược phát triển Việt Nam năm 2009 - 2020 “Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và hội nhập quốc tế, nguồn lực con người Việt Nam càng trở nên

có ý nghĩa quan trọng, quyết định sự thành công của công cuộc phát triển đất nước Giáo dục ngày càng có vai trò và nhiệm vụ quan trọng trong việc xây dựng một thế

hệ người Việt Nam mới, đáp ứng yêu cầu phát triển đúng hướng, hợp quy luật, xu thế và xứng tầm thời đại ” [34]

Tại điều 5 luật giáo dục năm 2005 đã xác định: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học, bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên” [10]

Mục tiêu giáo dục môn vật lý ở trường THPT cần cung cấp cho HS hệ thống kiến thức, kĩ năng phổ thông, cơ bản, hiện đại, thiết thực và gắn với đời sống con người Những nội dung chủ yếu bao gồm giải thích các hiện tượng, những ứng dụng khoa học kỹ thuật trong đời sống, kinh tế và sản xuất Những nội dung này góp phần giúp HS có học vấn phổ thông tương đối hoàn chỉnh để có thể tiếp tục học lên, đồng thời có thể giải quyết một số vấn đề có liên quan đến vật lý trong đời sống và sản xuất, mặt khác góp phần phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề cho HS Vì thế, trong quá trình dạy và học môn Vật lý có nhiều cơ hội kết hợp nội dung giảng dạy ứng dụng kỹ thuật có hiệu quả

Demo Version - Select.Pdf SDK

Để thực hiện mục tiêu giáo dục, việc xây dựng chương trình vật lý THPT được thực hiện theo hướng:

- Nội dung vật lý gắn với thực tiễn đời sống, xã hội và cộng đồng

- Nội dung vật lý gắn với thực hành, thực nghiệm

- Nội dung vật lý phải có tính thiết thực

Tuy nhiên các môn KHTN trong nhà trường còn “khô khan”, chưa có các hoạt động kích thích HS đam mê và tìm hiểu, đóng góp vào lợi ích của tập thể, cộng đồng

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài “Tổ chức dạy học ứng dụng kỹ thuật phần “Quang học”, vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa trên vấn

đề, áp dụng chương “Lượng tử ánh sáng” nhằm nâng cao năng lực tự học giúp học sinh yêu thích môn Vật lý, góp phần đổi mới PPDH vật lý ở trường THPT

2 Lịch sử vấn đề

Xu thế đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng lấy người học làm trung tâm, phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (Problem Based Learning) đang được các nền giáo ở nhiều nước quan tâm nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn Mặc dù được ra đời từ những năm 60 của thế kỷ trước, cho đến nay phương pháp này vẫn thu hút được sự quan tâm của những nhà nghiên cứu giáo dục

Ở Việt Nam đang từng bước nghiên cứu và vận dụng ở một số trường phổ thông Tuy nhiên, việc tổ chức dạy học ứng dụng kỹ thuật phần “Quang học”, Vật lý

12 THPT theo phương pháp dựa trên vấn đề thì chưa thấy có công trình nào thực hiện

3 Mục tiêu đề tài

Đề xuất được tiến trình dạy học UDKT trong phần “Quang học”, Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa trên vấn đề (PBL)

4 Giả thuyết khoa học

Trong quá trình dạy học vật lý còn gặp nhiều khó khăn Nếu đề xuất được tiến trình dạy học UDKT theo phương pháp dựa trên vấn đề và vận dụng tiến trình

đó vào dạy học thì sẽ phát huy được tính tích cực của học sinh và góp phần nâng cao chất lượng dạy học

5 Nhiệm vụ đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài về quá trình dạy học, xu hướng đổi mới PPDH, phương pháp dạy học trên cơ sở vấn đề, quá trình tự học…

Demo Version - Select.Pdf SDK

8

- Nghiên cứu, hệ thống các tài liệu tham khảo về nội dung giáo dục UDKT

- Thiết kế một số giáo án UDKT hỗ trợ dạy học cho GV lớp 12 THPT

- Tổng hợp các tư liệu có liên quan đến nội dung UDKT làm tài liệu tham khảo cho GV THPT

- Thiết kế các giáo án UDKT dựa trên vấn đề (word và power point), các slide hỗ trợ GV

- Thực nghiệm sư phạm

6 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học phương pháp UDKT dạy học trong phần “Quang học”, Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa học trên cơ sở vấn đề

7 Phạm vi nghiên cứu

Nội dung: vật lý THPT 12 phần các vấn đề UDKT

Địa bàn nghiên cứu: một số trường THPT trong tỉnh Đồng Nai

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

● Nghiên cứu định hướng đổi mới PPDH vật lý

● Nghiên cứu chương trình THPT lớp 12

8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

● Điều tra thực trạng công tác dạy học vật lý ở trường THPT hiện nay trên địa bàn tỉnh Đồng Nai, thực trạng sử dụng các bài tập có nội dung đến UDKT

● Trao đổi, rút kinh nghiệm với các GV và các chuyên gia

● Thực nghiệm sư phạm

8.3 Phương pháp thống kê toán học

9 Những đóng góp của đề tài

- Những đóng góp của đề tài: Hệ thống các cơ sở khoa học và các quan điểm chủ đạo về quan điểm dạy học ứng dụng kỹ thuật và dựa trên vấn đề, xác định rõ vai trò của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

- Tổ chức dạy học theo phương pháp dựa trên vấn đề vào phần “Quang học” nhằm nâng cao hiệu quả trong quá trình dạy học

- Luận văn cung cấp một tài liệu tham khảo thiết thực góp phần giúp giáo viên thực hiện nhiệm vụ đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT trong giai đoạn này

Demo Version - Select.Pdf SDK

10 Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm 3 phần chính: mở đầu, nội dung và kết luận

Phần 1 Mở đầu

Phần 2 Nội dung

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ

Chương 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT MỘT SỐ

KIẾN THỨC CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG THEO PBL

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Phần 3 Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Demo Version - Select.Pdf SDK

10

PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ

1.1 Dạy học dựa trên vấn đề (PBL)

1.1.1 Khái niệm

- Theo Don Woods: “PBL là bất kì mô trường học tập nào mà vấn đề đặt ra

sẽ điều khiển quá trình học tập Như vậy một vấn đề nào đó sẽ được giao cho người học trước khi họ được học các kiến thức Vấn đề đặt ra sao cho người học khám phá rằng họ cần phải học một số kiến thức nào đó trước khi họ có thể GQVĐ” [26]

- Theo Barrows và Kelson: “PBL vừa là chương trình, vừa là quá trình Chương trình bao gồm những vấn đề được lựa chọn kĩ càng, đòi hỏi người học trong quá trình học phải tích lũy kiến thức then chốt Quá trình là sự rèn luyện các

kĩ năng GQVĐ thành thạo, phương pháp tự học, kĩ năng làm việc theo nhóm, rèn luyện trong những quá trình, những phương pháp được sử dụng phổ biến trong cuộc sống, trong GQVĐ”[27]

- Theo Boud, ý tưởng của PBL là dùng một vấn đề mà người học phải giải quyết để làm điểm khởi đầu của học tập Trong môi trường dạy học PBL người học được khuyến khích để GQVĐ của thế giới thực [17] PBL là phương pháp theo chủ nghĩa kiến tạo với quan điểm triết lý cho rằng kiến thức không phải là tuyệt đối mà được kiến tạo bởi người học dựa trên những kiến thức sẵn có và thế giới quan của riêng họ Trong PBL, ba quy tắc kiến tạo cơ bản được phản ánh là: hiểu biết xuất phát từ tác động hỗ tương với môi trường xung quanh; xung đột nhận thức có thể kích thích việc học tập; kiến thức được phát triển nhờ những thảo luận, trao đổi và đánh giá mang tính xã hội của sự hiểu biết cá nhân [18]

- Theo Henk Schmidt, PBL là một quá trình học trong đó người học giải quyết các vấn đề trong nhóm nhỏ dưới sự giám sát và dẫn dắt của người hỗ trợ Vấn đề trong PBL thường bao gồm sự mô tả về một tình huống có thực HS làm việc theo nhóm để phân tích, định dạng vấn đề và GQVĐ trên cơ sở kiến thức đã có Kết quả được đánh giá thông quá trình HĐ, và trình bày của HS trong nhóm [19] PBL được xây dựng trên ba nguyên tắc chính Thứ nhất, đạt được kiến thức và sự hiểu biết sâu

Demo Version - Select.Pdf SDK