Thiết kế, chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm về giao thoa sóng nước nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học bài Giao thoa sóng - Vật lí 12 (nâng cao).
Trang 11
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 5
1 Lý do chọn đề tài 5
2 Mục tiêu nghiên cứu 6
3 Giả thuyết khoa học 7
4 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 7
5 Nhiệm vụ nghiên cứu 7
6 Phương pháp nghiên cứu 8
7 Đóng góp của luận văn 9
8 Cấu trúc của luận văn 9
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 11
1.1 MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 11
1.1.1 Đặc điểm của môn học Vật lí ở trường phổ thông 11
1.1.2 Mục tiêu dạy học Vật lí ở trường phổ thông 11
1.2 PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TÍCH CỰC 13
1.2.1 Tính tích cực trong học tập 13
1.2.2 Đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực 15
1.2.3 Các phương pháp dạy học tích cực 17
1.3 THÍ NGHIỆM VẬT LÍ, ĐẶC ĐIỂM, YÊU CẦU CỦA THÍ NGHIỆM VẬT LÍ 19
1.3.1 Thí nghiệm Vật lí 19
1.3.2 Đặc điểm của thí nghiệm Vật lí 20
1.3.3 Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông .21
Trang 22
1.3.4 Các loại thí nghiệm trong dạy học Vật lí 25
1.3.5 Các yêu cầu đối với thí nghiệm Vật lí 27
Kết luận chương I 31
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG KIẾN THỨC BÀI “GIAO THOA SÓNG” – VẬT LÍ 12 (NÂNG CAO) 32
2.1 NỘI DUNG KIẾN THỨC VÀ CÁC THÍ NGHIỆM CẦN TIẾN 2.2 HÀNH TRONG BÀI 32
2.1.1 Các nội dung cần tiến hành trong bài 32
2.1.2 Các thí nghiệm cần tiến hành trong bài 32
2.3 THỰC TẾ DẠY BÀI “GIAO THOA SÓNG” Ở MỘT SỐ TRƯỜNG PHỔ THÔNG 32
2.3.1 Mục đích điều tra 32
2.3.2 Phương pháp điều tra 33
2.3.3 Kết quả điều tra 33
2.4 THIẾT KẾ XÂY DỰNG BỘ THÍ NGHIỆM VỀ GIAO THOA SÓNG NƯỚC 36
2.3.1 Giới thiệu khái quát bộ thí nghiệm 36
2.3.2 Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm 38
2.3.3 Giải thích kết quả thu được 40
2.3.4 Một số lưu ý khi tiến hành thí nghiệm 42
2.3.5 Những ưu nhược điểm của bộ thí nghiệm đã thiết kế 42
2.4 SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI GIAO THOA SÓNG – VẬT LÍ 12 (NÂNG CAO) 42
2.4.1 Sơ đồ biểu đạt lôgic của tiến trình khoa học giải quyết vấn đề dạy học bài Giao thoa sóng 42
2.4.2 Thiết kế bài soạn bài Giao thoa sóng 45
Trang 33
2.4.3 Phương án kiểm tra đánh giá 52
Kết luận chương II 53
CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54
3.1 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54
3.1.1 Mục đích TNSP 54
3.1.2 Nhiệm vụ của TNSP 54
3.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG TNSP 54
3.2.1 Đối tượng TNSP 54
3.2.2 Nội dung TNSP 55
3.3 NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI TIẾN HÀNH TNSP …….……… … 55
3.3.1 Những thuận lợi 55
3.3.2 Những khó khăn 56
3.4 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TNSP 56
3.4.1 Phân tích định tính dựa trên theo dõi hoạt động của HS trong giờ học 57
3.4.2 Phân tích kết quả định lượng dựa trên kết quả bài kiểm tra 57
3.4.3 Khống chế các tác động ảnh hưởng đến TNSP 57
3.5 ĐÁNH GIÁ CỤ THỂ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC ĐÃ SOẠN THẢO BÀI “GIAO THOA SÓNG” 59
3.5.1 Tính khả thi của tiến trình dạy học đã soạn thảo 59
3.5.2 Tính khả thi của bộ thí nghiệm đã thiết kế 63
3.6 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THÔNG QUA BÀI KIỂM TRA 63
3.6.1 Yêu cầu chung về việc xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm 63
3.6.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 65
3.7 ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ TNSP 68
Trang 44
Kết luận chương III 69
KẾT LUẬN CHUNG 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
PHỤ LỤC 76
Trang 55
MỞ ĐẦU
1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ cơ bản trở thành một nước công nghiệp Nhân
tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế là con người, việc này cần được bắt đầu từ giáo dục phổ thông
mà trước hết đó là một hệ thống phẩm chất và năng lực được hình thành trên một nền tảng kiến, thức kĩ năng đủ và vững chắc Trong nền giáo dục đó, quá trình dạy học phải phát huy được tính tích cực, chủ động của người học để đào tạo ra những người lao động có khả năng sáng tạo, thích ứng nhanh với những yêu cầu, những đòi hỏi của thời kỳ mới Do vậy, đổi mới nội dung và phương pháp dạy học là vấn đề mang tính thời sự Từ Nghị quyết Trung ương
4 khóa VII (tháng 1 năm 1993), Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII (tháng
12 năm 1996) đến Nghị quyết Hội nghị lần thứ II Ban Chấp hành Trung ương
Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII năm 1997 đều khẳng định: “Phải đổi
mới phương pháp đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh” Điều đó đã được thể
chế hóa trong điều 28 Luật Giáo Dục năm 2005 và được cụ thể hóa trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo, đặc biệt là chỉ thị số 14 (tháng 4 năm 1999)
Có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, phát huy tính tích cực của học sinh Vì vậy, hiện nay toàn ngành giáo dục đã và đang từng bước đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp dạy học như thiết kế lại chương trình và nội dung sách giáo khoa, đổi mới
Trang 66
phương pháp dạy học, tăng cường thiết bị và phương tiện dạy học… Bộ môn Vật Lí cũng không nằm ngoài những bước đổi mới đó Tuy nhiên, bộ môn Vật Lí có những đặc thù riêng, đặc biệt là phần thí nghiệm Thực tiễn giảng dạy trong nhà trường phổ thông hiện nay cho thấy, các thí nghiệm được cung cấp không đủ cả về chủng loại và số lượng, chất lượng thiết bị không cao, việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trong các bài giảng còn hạn chế do nhiều nguyên nhân trong đó có một nguyên nhân là giới hạn về mặt nghiên cứu của thí nghiệm… Điều này dẫn tới những khó khăn nhất định cho giáo viên (GV)
và học sinh (HS) trong quá trình dạy và học
Đối với nội dung kiến thức bài “Giao thoa sóng” - Vật Lí 12 (nâng cao) qua điều tra và trao đổi với một số GV tác giả nhận thấy có một số vấn đề sau:
- Kiến thức bài học trừu tượng
- Hiện tượng giao thoa sóng nước xảy ra nhanh, khó quan sát
- Trong quá trình học, HS còn tiếp nhận kiến thức một cách thụ động
- Các trường đã được trang bị bộ thiết bị thí nghiệm về sóng nước đầu năm 2009 nhưng rất ít được sử dụng
- Thí nghiệm về sóng nước được cung cấp chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu định tính về sóng tròn, nhiễu xạ qua khe hẹp và giao thoa sóng trong trường hợp hai sóng tới cùng pha
Từ những vấn đề đó, tác giả chọn đề tài nghiên cứu là: Thiết kế, chế tạo
và sử dụng bộ thí nghiệm về giao thoa sóng nước nhằm phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học bài Giao thoa sóng - Vật lí 12 (nâng cao)
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm về sóng nước và thiết kế tiến trình dạy học các nội dung kiến thức bài Giao thoa sóng - Vật lí
12 (nâng cao) nhằm phát huy tính tích cực của HS
Trang 77
3 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu thiết kế, chế tạo được bộ thí nghiệm về sóng nước - Vật lí 12 (nâng cao) và xây dựng được tiến trình dạy học có sử dụng bộ thí nghiệm này trên quan điểm lý luận dạy học hiện đại một cách hợp lý thì sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động của HS trong học tập
4 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Đề cập đến vấn đề dạy học nội dung kiến thức bài Giao thoa sóng trong những năm gần đây có một số đề tài nghiêm cứu sau:
- Đoàn Văn Đức (2006), Chế tạo và sử dụng bộ thí nghiệm trong tổ chức
hoạt động nhận thức của học sinh khi dạy học một số kiến thức phần sóng cơ học (Vật lí 12 – Trung học phổ thông), Đề tài luận văn thạc sỹ Giáo dục
- Hoàng Thị Lan Hương (2006), Sử dụng phối hợp các thí nghiệm thật và
thí nghiệm mô phỏng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực
và sáng tạo của học sinh khi dạy học một số kiến thức phần “sóng cơ” theo chương trình thí điểm Vật lí 12 – Ban Khoa học Tự nhiên – Bộ 2, Đề tài luận
văn Thạc sỹ Giáo dục
Các đề tài của các tác giả trên cũng đã thể hiện được sự đổi mới phương pháp giảng dạy đó là hướng tới hoạt động học tập chủ động, phát huy tính tích cực của người học Tuy nhiên như tác giả đã nêu ra ở mục 1 của phần này các thí nghiệm còn hạn chế về mặt nghiên cứu, theo điều tra của tác giả tại một số trường việc tiếp thu kiến thức của học sinh còn gặp khó khăn, còn thụ động, rất nhiều HS còn hiểu nhầm một số đặc điểm của sự giao thoa sóng Do đó tác giả thực hiện đề tài này nhằm khắc phục những vấn đề đã nêu
5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Với những mục đích lý luận và thực tiễn như đã nêu, tác giả xác định những nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:
Trang 88
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng và nhà nước về mục tiêu, nhiệm vụ giáo dục trong giai đoạn hiện nay, các yêu cầu và định hướng về đổi mới phương pháp dạy học
- Tìm hiểu các đề tài, các bài viết liên quan tới sự giao thoa sóng
- Nghiên cứu các quan điểm lý luận dạy học hiện đại về: Các phương pháp tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lí; sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí; thiết kế tiến trình dạy học nhằm phát huy tính tích cực của HS
- Tìm hiểu thực trạng dạy và học bài Giao thoa sóng - Vật lí 12 (nâng cao) nhằm tìm ra những khó khăn của GV và HS trong giảng dạy cũng như lĩnh hội kiến thức có liên quan
- Nghiên cứu kiến thức có liên quan tới bài Giao thoa sóng - Vật lí 12 (nâng cao) nhằm xác định những mục tiêu dạy học cụ thể
- Soạn thảo tiến trình dạy học bài Giao thoa sóng
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm đánh giá tính khả thi của các phương án thí nghiệm và thiết kế tiến trình dạy học đã thiết
kế, qua đó bổ sung, sửa chữa các phương án thí nghiệm và tiến trình dạy học
đã thiết kế
6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để hoàn thành các nội dung nghiên cứu của đề tài, tác giả lựa chọn sử dụng phối hợp các phương pháp sau:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận dạy học: Nghiên cứu lý luận về thí
nghiệm trong dạy và học Vật lí ở trường THPT; các yêu cầu đối với một bộ thí nghiệm ở trường phổ thông
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Nghiên cứu thực tiễn việc dạy và học nội dung kiến thức bài Giao thoa sóng - Vật lí 12 (nâng cao)
Trang 99
+ Xin ý kiến của các chuyên gia giáo dục, chuyên gia cơ khí
+ Tổng kết kinh nghiệm: Tìm hiểu kinh nghiệm việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Phương pháp thống kê toán học: Nhằm phân tích, đánh giá kết quả
thực nghiệm sư phạm
7 ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN
Từ việc thực hiện đề tài tác giả hi vọng đóng góp một phần nhỏ công sức của mình vào kho tàng phương pháp dạy học Vật lí với những nội dung thực tiễn cơ bản như sau:
+ Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận về việc phát huy tính tích cực trong dạy học
+ Thiết kế được 01 bộ thí nghiệm về sóng nước với các thí nghiệm có thể thực hiện:
- Thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng tròn trên mặt nước
- Thí nghiệm sóng phẳng trên mặt nước
- Thí nghiệm khảo sát hiện tượng nhiễu xạ qua 1 khe hẹp và qua 2 khe hẹp
- Thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng với độ lệch pha giữa hai sóng tới là bất kì
+ Thiết kế được tiến trình dạy học khoa học với các nội dung kiến thức bài Giao thoa sóng
8 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Luận văn được trình bày gồm các phần: Phần mở đầu, 3 chương, phần phụ lục và tài liệu tham khảo Các vấn đề cụ thể trong từng chương được trình bày như sau:
Trang 1010
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1 Mục tiêu của dạy học Vật lí ở trường phổ thông
1.2 Phương pháp dạy học tích cực
1.3 Thí nghiệm Vật lí, đặc điểm, yêu cầu của thí nghiệm Vật lí
Kết luận chương I
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC NỘI DUNG KIẾN THỨC BÀI GIAO THOA SÓNG -Vật Lí 12 (nâng cao)
2.1 Nghiên cứu nội dung kiến thức bài Giao thoa sóng
2.2 Tìm hiểu thực tế dạy học bài Giao thoa sóng ở trường THPT
2.3 Thiết kế các phương án thí nghiệm
2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học bài Giao thoa sóng
Kết luận chương II
CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
3.2 Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.3 Những thuận lợi và khó khăn khi tiến hành thực nghiệm sư phạm
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.5 Đánh giá cụ thể tiến trình dạy học đã soạn thảo bài Giao thoa sóng
3.6 Đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học
Kết luận chương III