Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục: Sử dụng kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11 Trung học phổ thông

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn này nhằm đề xuất quy trình kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng trong hoạt động dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT. Mời các bạn cùng tham khảo luận văn để nắm chi tiết hơn nội dung nghiên cứu.

i

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

- -

ĐINH AN SƠN

SỬ DỤNG KẾT HỢP THÍ THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC

PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÝ 11 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

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

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN GIÁO

HUẾ, 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 nêu trong luận văn này là trung thực, chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác

Tác giả

Đinh An Sơn

Demo Version - Select.Pdf SDK

Lời Cảm Ơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Ban chủ nghiệm, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật Lý trường Đại học

Sư phạm Huế, quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo

tổ Vật lý trường THPT Vĩnh Long, trường THPT Trưng Vương thành phố Vĩnh Long cùng các đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình nghiên cứu

và thực hiện đề tài

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn - PGS.TS Lê Văn Giáo - người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện và hoàn chỉnh luận văn

Cuối cùng, tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình và bạn bèđã giúp

đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn này

Huế, tháng 04 năm 2014

Tác giả

iii

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Bảng danh mục bảng – biểu đồ – đồ thị 4

Bảng ghi chú các chữ viết tắt 5

MỞ ĐẦU 6

1 Lí do chọn đề tài 6

2 Mục tiêu nghiên cứu 7

3 Giả thuyết khoa học 7

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

5 Đối tượng nghiên cứu 8

6 Phạm vi nghiên cứu 8

8 Phương pháp nghiên cứu 9

9 Cấu trúc luận văn 10

NỘI DUNG 11

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 11

1.1 Hoạt động dạy học vật lý 11

1.1.1 Cơ sở tâm lí của hoạt động nhận thức của học sinh 11

1.1.2 Cơ sở lý luận dạy học 15

1.2 Vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 17

1.2.1 Khái niệm tích cực hóa 17

1.2.2 Vai trò của tính tích cực 18

1.2.3 Biểu hiện của tính tích cực 19

1.2.4 Mức độ tích cực của học sinh 19

1.3 Thí nghiệm vật lý với việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 20

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.3.1 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý 21

1.3.1.1.Vai trò của thí nghiệm theo quan điểm lí luận nhận thức 21

1.3.1.2 Vai trò của thí nghiệm theo quan điểm lí luận dạy học 24

1.3.2 Thí nghiệm thực 29

1.3.2.1 Ưu điểm 30

1.3.2.2 Hạn chế 30

1.3.3 Sử dụng thí nghiệm thực trong dạy học vật lý 30

1.3.3.1 Thí nghiệm biễu diễn 31

1.3.3.2 Thí nghiệm học sinh 31

1.3.4 Thí nghiệm mô phỏng 32

1.3.4.1 Ưu điểm 32

1.3.4.2 Hạn chế 32

1.3.4.3 Cách sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học vật lý 33

1.3.5 Kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng trong dạy học vật lý 34 1.3.5.1 Sự cần thiết phải kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng 34 1.3.5.2 Các biện pháp kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng 35

1.4 Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng ở các trường trung học phổ thông hiện nay 42

1.4.1 Tình hình sử dụng thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng 42

1.4.2 Thuận lợi và khó khăn 43

1.4.2.1 Thuận lợi 43

1.4.2.2 Khó khăn 44

1.5 Kết luận chương 1 44

Chương 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” VẬT LÍ 11 THPT CÓ SỬ DỤNG KẾT HỢP THÍ NGHIỆM THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG 46

2.1 Đặc điểm, nội dung kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT 46

2.2 Nghiên cứu sử dụng kết hợp một số thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng trong phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT 48

2.2.1 Quy trình thiết kế bài dạy học sử dụng kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng 48

Demo Version - Select.Pdf SDK

2.2.1.1 Xác định mục tiêu bài học 48

2.2.1.2 Xác định kiến thức cơ bản và trọng tâm của bài học 48

2.2.1.3 Xác định các hoạt động chủ yếu trong tiến trình lên lớp 48

2.2.1.4 Xác định thí nghiệm thực cần kết hợp với thí nghiệm mô phỏng 49

2.2.2 Một số lưu ý khi sử dụng kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT 50

2.3 Thiết kế một số bài dạy có sử dụng kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT 51

2.3.1 Tiến trình dạy học bài “Khúc xạ ánh sáng” (Bài 26, SGK Vật lý 11 THPT) 51

2.3.2 Tiến trình dạy học bài “Phản xạ toàn phần” (Bài 27, SGK Vật lý 11 THPT) 59

2.4 Kết luận chương 2 67

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 69

3.1.1 Mục đích 69

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 69

3.2 Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 70

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm 70

3.2.2 Nội dung thực nghiệm 70

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 70

3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 70

3.3.2 Quan sát giờ học 71

3.3.3 Các bài kiểm tra 71

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 71

3.4.1 Nhận xét về tiến trình dạy học 71

3.4.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 72

3.4.2.1 Kết quả kiểm tra, đánh giá 72

3.4.2.2 Đánh giá giả thuyết thống kê 75

KẾT LUẬN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC

Demo Version - Select.Pdf SDK

BẢNG DANH MỤC BẢNG – BIỂU ĐỒ – ĐỒ THỊ

Trang

Bảng 3.1 Bảng số liệu học sinh được chọn làm mẫu thực nghiệm 70

Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra 73

Bảng 3.3 Bảng phân bố tần suất 73

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích 74

Bảng 3.5 Các tham số thống kê 75

Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm 73

Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất 74

Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 74

Demo Version - Select.Pdf SDK

BẢNG GHI CHÚ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 GV Giáo viên

2 HS Học sinh

3 TN Thí nghiệm

4 TNMP Thí nghiệm mô phỏng

5 PPDH Phương pháp dạy học

6 TNg Thực nghiệm

7 ĐC Đối chứng

8 KH & CN Khoa học và công nghệ

9 MVT Máy vi tính

10 THPT Trung học phổ thông

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, khoa học và công nghệ (KH & CN) trên thế giới luôn đổi mới với tốc độ rất nhanh và đã trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp; trí tuệ và kỹ năng trong nguồn nhân lực có vai trò ngày càng quan trọng KH & CN ngày càng trở thành lực lượng nòng cốt và trực tiếp của xã hội, là động lực cơ bản cho sự phát triển kinh tế và xã hội Đây là một xu thế rõ nét bậc nhất của thế giới trong những thập niên đầu của thế kỷ 21 Theo đà phát triển nhanh của KH&CN, các quốc gia đều tiến hành điều chỉnh lại cơ cấu các nghành trong nền kinh tế theo cấu trúc dịch

vụ - công nghiệp - nông nghiệp và theo hướng kinh tế tri thức nhằm tạo độ thích nghi cao, tăng thế mạnh cạnh tranh quốc gia trong khu vực và trên thế giới

Sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới hiện nay là cơ hội tiếp thu những kỹ thuật và công nghệ tiên tiến ở nước ngoài để hiện đại hoá đất nước, song muốn tiếpthu được và sử dụng có hiệu quả chúng ta phải có đủ năng lực làm chủ các kỹ thuật và công nghệ đó Rất nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệhiện đạiđã phát triển trên cơ sở các thành tựu mới của vật lý Những nhà khoa học tài năngtrong các lĩnh vực đó phải giỏi vật lý Do đó ngành vật lý có nhiệm vụ tham gia đàotạo nhân tài cho những lĩnh vực khoa học và công nghệ hiện đại sử dụng các thànhtựu của ngành vật lý Còn việc đào tạo nhân tài cho ngành vật lý đương nhiên đòi hỏi phải

tổ chức nghiên cứu vật lý – nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng

Trước tình hình đó, Đảng và Nhà nước ta thấy rằng, đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu phát triển trong giai đoạn hiện nay cũng như lâu dàilà hết sức cần thiết Vì vậy, sự nghiệp giáo dục và đào tạo được Đảng và Nhà nước rất quan tâm,

trong Nghị quyết Đại hội XI của Đảng đã khẳng định: “Phát triển giáo dục là quốc

chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế, trong đó đổi mới cơchế quản lý giáo dục, phát triển đội ngũ GV và cán bộ quản lý là khâu then chốt” [1]

Demo Version - Select.Pdf SDK

Nhà trường là nơi đào tạo ra nguồn nhân lực có tri thức phát triển Học sinh (HS) muốn kết quả học tập tốt thì phải phát huy hết tiềm năng của mình, nền giáo dục từ đây mới tạo ra được nguồn lao động có chất lượng Qua đó, tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học nói chung và HS nói riêng là yếu tố quan trọng, cốt lõi của mục tiêu giáo dục hiện nay Điều này cũng đã ghi rõ trong qui định của Luật

giáo dục ở điều 28.2: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích

cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện

kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”.[2]

Thí nghiệm (TN) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng nhận thức, chất lượng học tập của HS Tuy nhiên, qua thực tế cho thấy người GVcó thể gặp một số khó khăn khi sử dụng TN trong tổ chức dạy học vật lý nhằm nâng cao nhận thức của HS trong một số trường hợp Chẳng hạn: Một số TN chỉ thể hiện kết quả mà chưa mô tả được quá trình diễn ra bên trong của sự vật hiện tượng; một số

TN không thể đưa vào trong không gian lớp học hoặc những TN ảnh hưởng đến sức khỏe HS Trong những trường hợp như vậy TN mô phỏng TNMP; TN ảo là một giải pháp bổ sung hoặc thay thế tối ưu Nó góp phần tích cực hỗ trợ quá trình nhận thức của HS dạy học vật lý

Với những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “Sử dụng

kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 Trung học phổ thông” với mong muốn góp phần nhỏ vào việc

nâng cao chất lượng dạy học vật lý hiện nay ở trường THPT

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất quy trình kết hợp TN thực và TNMP trong hoạt động dạy học phần

“Quang hình học” Vật lý 11 THPT

3 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình kết hợp TN thực và TNMP, vận dụng quy trình

đó vào quá trình dạy sẽ góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức HS và nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở các trường THPT

Demo Version - Select.Pdf SDK

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn việc sử dụng kết hợp TN thực và TNMP trong dạy học vật lý THPT;

- Điều tra, khảo sát thực trạng về việc sử dụng TN trong dạy học vật lý phần

“Quang hình học” ở các trường THPT;

- Nghiên cứu, đặc điểm, nội dung kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý

11 THPT;

- Khai thác TNMP và kết hợp với TN thực trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT ;

- Đề xuất quy trình kết hợp TN thực và TNMP trong hoạt động dạy học phần

“Quang hình học” Vật lý 11 THPT

- Thiết kế tiến trình dạy học một số đơn vị kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT có sử dụng kết hợp TN thực và TNMP;

- Tiến hành thực nghiệm (TNg) SP, kiểm chứng chất lượng và hiệu quả của việc sử dụng kết hợp TN thực và TNMP trong hoạt động dạy học

5 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT có sử dụng kết hợp TN thực và TNMP

6 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu kết hợp một số TN thực, TNMP trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lý lớp11 THPT

- Địa điểm TNg SP: trường THPT Vĩnh Long, , THPT Trưng Vương trên địa bàn TP Vĩnh Long

7 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Do nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học và tính đặc thù của môn học, nên việc sử dụng TN trong quá trình dạy học hiện nay được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu

Lê Văn Giáo với “TN và các phương tiện trực quan trong dạy học vật lý”,

tác giả chủ yếu đề cập đến vai trò của TN và các phương tiện trực quan, đặc biệt là vai trò TN tự tạo trong dạy học vật lý ở trường phổ thông Tuy nhiên, nếu ta chỉ sử

Demo Version - Select.Pdf SDK

dụng TN thực trong dạy học đôi khi HS chưa nắm được kiến thức sâu sắc nhất đối với một số sự vật hiện tượng nhất định[9]

Tác giả Lê Công Triêm trong nghiên cứu về:“Sử dụng TN ảo và TNMP trong dạy

học vật lý”, cũng đã đề cập đến vai trò của TN ảo và TNMP trong dạy học vật lý [25]

Trong luận án tiến sĩ:“Nghiên cứu sử dụng TN với sự hỗ trợ của máy vi tính

trong dạy học một số kiến thức Cơ học và Nhiệt học trung học phổ thông”, tác giả

Trần Huy Hoàng đã đi sâu vào việc xây dựng và sử dụng TNMP trong dạy học vật

lý [10]

Luận văn thạc sĩ của Nguyễn Thanh Bình: “Trực quan hóa TN với sự hỗ

trợ của máy vi tính trong dạy học phần Quang hình học Vật lý 11 nâng cao THPT”

(ĐHSP Huế, 2008), đề tài chỉ tập trung vào khai thác và sử dụng TNMP nhằm tăng cường tính trực quan trong dạy học vật lý [3]

Trần Huy Hoàng, Trần Thị Ngọc Ánh với nghiên cứu:“Sử dụng kết hợp TN

tự tạo và TN có sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học vật lý”, tạp chí thiết bị Giáo

dục, 2010, tác giả chỉ mới đề cập đến các biện pháp kết hợp TN tự tạo với TNMP nhưng chưa đề cập đến TN thực nói chung [10]

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu các tài liệu, văn bản liên quan đến đổi mới phương pháp dạy học

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng kết hợp TN và TNMP trong dạy học vật lý

- Nghiên cứu các tài liệu, sách giáo khoa liên quan đến dạy học vật lý lớp11 nâng cao THPT có sử dụng TN

8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Khai thác các TNMP phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT

- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Quang hình học” Vật

lý 11 THPT có sử dụng TN và TNMP

- Sử dụng phiếu điều tra, kết hợp đàm thoại với GV các trường THPT để khảo sát tình hình thực tế của công việc khai thác và sử dụng TN trong hoạt động dạy học ở trường THPT

Demo Version - Select.Pdf SDK

8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

-TNg sư phạm một số mẫu thiết kế có đối chứng để đánh giá tính hiệu quả của đề tài

8.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí, trình bày kết quả TNg sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm đối chứng và TNg

9 Cấu trúc luận văn

Phần mở đầu, nội dung và kết luận

Phần nội dung: có 3 chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việcsử dụng kết hợp TN thực với

TNMP trong dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT

Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học một số đơn vị kiến thức phần “Quang

hình học” có sử dụng kết hợp TN thực và TNMP

Chương 3: TNg sư phạm

Phần kết luận

Demo Version - Select.Pdf SDK