Khóa luận xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt trong dạy học bài 31 mắt vật lý 11 thpt theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm

Với kỳ vọng giúp học sinh tiếp thu nhanh chóng kiến thức và phát triển năng lực thực nghiệm, em đã chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt trong dạ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

HÀ NỘI – 2019

Khóa luận giáo dục học

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô giáo khoa Vật lý đã giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường và tạo điều kiện cho em thực hiện khóa luận tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thạc sĩ Lê Thị Xuyến người

đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện khóa luận này Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu và các thầy cô giáo thuộc tổ Lý - Tin trường Trung học phổ thông Đông Anh (Hà Nội) đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình em tiến hành khảo sát thực tế đề tài này Trong khuôn khổ của một bài khóa luận, do điều kiện thời gian, trình độ có hạn và cũng là lần đầu tiên nghiên cứu khoa học cho nên không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót nhất định Vì vậy, em kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và toàn thể bạn đọc để khóa luận được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Lê Thị Khánh Linh

Khóa luận giáo dục học

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài này là do em nghiên cứu, không sao chép và đề tài chƣa đƣợc công bố trên bất kỳ sách, báo hay tạp chí

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện khóa luận này, em đã vận dụng những thành tựu nghiên cứu của các nhà khoa học, của các thầy cô trong lĩnh vực Vật lý với lòng biết ơn trân trọng

Hà Nội, tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Lê Thị Khánh Linh

Khóa luận giáo dục học

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Lịch sử nghiên cứu vấn đề 2

3 Mục đích nghiên cứu 3

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Kết quả dự kiến 3

7 Nội dung chính nghiên cứu 4

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM 6

1 Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý 6

1.1 Khái niệm về năng lực 6

1.2 Khái niệm về năng lực thực nghiệm 7

1.3 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm 8

1.4 Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm 11

1.5 Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập bộ môn Vật lý 15

2 Lý luận về sử dụng mô hình trong dạy học Vật lý 20

2.1 Khái niệm về mô hình 20

2.2 Phân loại mô hình trong vật lý học 20

2.3 Chức năng của mô hình trong vật lý học 21

3 Điều tra thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm cho HS ở THPT 22

3.1 Mục đích điều tra 22

3.2 Phương pháp điều tra 22

3.3 Kết quả điều tra 22

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 27

Chương 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI „MẮT‟ THÔNG QUA MÔ HÌNH MẮT 28

1 Vị trí, tầm quan trọng của bài „Mắt‟ trong chương trình Vật lý THPT 28

2 Mục tiêu, nội dung kiến thức của bài „Mắt‟ 28

2.1 Mục tiêu bài học theo hướng tiếp cận và phát triển năng lực thực nghiệm 28

Khóa luận giáo dục học

2.1.1 Kiến thức 28

2.1.2 Kỹ năng 29

2.1.3 Thái độ 29

2.2 Phân tích nội dung kiến thức bài học 29

2.2.1 Sơ đồ cấu trúc đơn vị kiến thức của bài „Mắt‟ 29

2.2.2 Cấu tạo của mắt 30

2.2.3 Cơ chế hoạt động của mắt 33

2.2.4 Sự điều tiết của mắt 33

2.2.5 Một số tật khúc xạ về mắt 35

3 Xây dựng mô hình vật chất chức năng của mắt 37

4 Thiết kế tiến trình dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT 41

4.1 Chuẩn bị 41

4.2 Các hoạt động dạy học 41

4.2.1 Tiết 1 41

4.2.2 Tiết 2 46

4.3 Cơ hội hình thành và phát triển các thành tố NLTN của việc sử dụng mô hình trong tiến trình đã xây dựng 50

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 52

Chương 3 DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 53

1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 53

2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 53

3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 54

4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 54

5 Dự kiến thực nghiệm sư phạm 54

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 55

KẾT LUẬN CHUNG 56

PHỤ LỤC 57

PHỤ LỤC 1 57

PHỤ LỤC 2 68

PHỤ LỤC 3 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

Khóa luận giáo dục học

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu tạo của mắt 30 Hình 2.2 Thấu kính nước – Mô hình mắt 38 Hình 2.3 Kết quả thí nghiệm khi nguồn sáng đặt ở xa và thấu kính nước ở trạng thái chưa điều tiết, đã điều tiết 38Hình 2.4 Kết quả thí nghiệm khi nguồn sáng đặt ở gần và thấu kính nước ở trạng thái đã điều tiết, không điều tiết 39

Sơ đồ 1 Phân loại mô hình trong vật lý học 21

Sơ đồ 2 Cấu trúc đơn vị kiến thức của bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT 30

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Cấu trúc NLTN 10 Bảng 1.2 Tiêu chí đánh giá và cấp độ đánh giá các thành tố của NLTN 15

Khóa luận giáo dục học

Theo đó, xu hướng giáo dục của nước ta đã và đang chuyển sang hướng quan tâm xem học sinh biết làm, biết thực hành và biết áp dụng vào thực tế dựa vào những kiến thức đã được học như thế nào Hay nói cách khác giáo dục đang quan tâm khả năng người học làm được những gì và vận dụng được những gì Điều này đồng nghĩa với, thay vì chỉ chú trọng đến việc tiếp thu kiến thức một cách đơn thuần, thụ động, giáo viên cần phải giúp cho học sinh chiếm lĩnh được cả kiến thức

và sử dụng những kiến thức đó áp dụng vào trong thực tiễn, đời sống, các ngành nghề Giáo dục hiện nay quan tâm đến năng lực của người học là mục tiêu đổi mới của giáo dục sau năm 2015 Vấn đề đổi mới giáo dục đặt ra câu hỏi cho các nhà giáo dục cũng như các giáo viên: Bằng cách nào để xây dựng và phát triển năng lực cho học sinh qua các môn học ở phổ thông?

Trong chương trình THPT, Vật lý là môn khoa học gắn liền với thực nghiệm Năng lực thực nghiệm là năng lực đặc thù của nhà Vật lý, là năng lực không thể thiếu trong nghiên cứu Vật lý cũng như các ngành nghề liên quan Gần như tất cả các khái niệm, công thức, định luật … của Vật lý đều được tìm ra hoặc kiểm chứng nhờ vào con đường thực nghiệm Do đó, Vật lý là một bộ môn rất tiềm năng để tạo

cơ hội phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Và hơn thế, việc phát triển năng lực thực nghiệm vật lý cho học sinh là vô cùng cần thiết

Nội dung của bộ môn Vật lý ở THPT rất đa dạng để thầy cô có thể xây dựng cho học sinh những nhiệm vụ phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Trong

Khóa luận giáo dục học

2

đó, có nội dung về phần Quang học – Vật lý 11 rất gần gũi với đời sống Về phần nội dung này, trước đây, các giáo viên thường chỉ định hướng học sinh giải bài tập dựa vào việc học thuộc công thức hoặc giải thích hiện tượng dựa trên lý thuyết lý tưởng Cho đến hiện tại, sau khi giáo dục đi theo con đường phát triển năng lực cho học sinh, giáo viên cũng mới chỉ dừng lại ở việc nỗ lực đưa vào các hiện tượng, kết quả thí nghiệm hoặc thực tế để học sinh giải thích Chúng ta có thể đưa những nhiệm vụ cụ thể vào tiết học để tạo hứng thú học tập và nhằm phát triển được năng lực thực nghiệm cho học sinh nhưng học sinh chưa thực sự có nhiều cơ hội thao tác với thí nhgiệm hoặc thiết kế chế tạo các tài liệu học tập hay ứng dụng kĩ thuật Ví

dụ khi dạy kiến thức về mắt, giáo viên mới chỉ sử dụng mô phỏng và sách giáo khoa

để tương tác với học sinh; chưa có nghiên cứu nào đề cập đến ý tưởng sử dụng mô hình vật chất chức năng để giúp học sinh học kiến thức bài này Với kỳ vọng giúp học sinh tiếp thu nhanh chóng kiến thức và phát triển năng lực thực nghiệm, em đã

chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt trong dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm

dung kiến thức của từng bài học mà vẫn có thể phát triển được năng lực thực nghiệm cho học sinh trong nội dung chương “Mắt và các dụng cụ quang” thì có rất

ít đề tài Đặc biệt với nội dung của bài “Mắt” chưa có nghiên cứu nào đi tìm hiểu chi tiết về việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Việc đi xây dựng mô hình vật chất chức năng của mắt và sử dụng mô hình đó trong dạy học phần kiến

Khóa luận giáo dục học

3

thức liên quan có thể vừa giúp ghi nhớ kiến thức một cách nhanh chóng, trực quan, vừa giúp học sinh phát triển năng lực thực nghiệm ngay trong tiết học lý thuyết Vì vậy, nghiên cứu xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt vào dạy học bài „Mắt‟ là một hướng đi khá tốt cho việc phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong bộ môn Vật lý

3 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt vào dạy học bài

„Mắt và các tật của mắt‟ – Vật lý 11 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nhiệm vụ 1: Xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài

- Hệ thống cơ sở lý luận về phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

- Tìm hiểu thực trạng dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho HS ở trường THPT

Nhiệm vụ 2: Phân tích nội dung kiến thức bài „Mắt‟ và xây dựng lên tiến

trình dạy học sử dụng mô hình vật chất chức năng của mắt để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

- Nghiên cứu các nội dung liên quan đến cấu tạo, hoạt động và các tật khúc

xạ của mắt

- Xây dựng mô hình cấu tạo vật chất chức năng của mắt

- Xây dựng tiến trình sử dụng mô hình trên vào dạy học bài „Mắt‟ nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

Nhiệm vụ 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm

5 Phương pháp nghiên cứu

6 Kết quả dự kiến

Khóa luận giáo dục học

4

- Xây dựng được mô hình cấu tạo vật chất chức năng của mắt và xây dựng

tiến trình dạy học sử dụng mô hình dạy bài „Mắt và các tật của mắt‟

- Làm rõ cơ sở lý luận cho việc xây dựng và phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lý

- Bổ sung vào nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên và sinh viên chuyên ngành

7 Nội dung chính nghiên cứu

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm

1 Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý

1.1 Khái niệm về năng lực

1.2 Khái niệm về năng lực thực nghiệm

1.3 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm

1.4 Các biện pháp phát triển năng lực thực nghiệm

1.5 Đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong học tập bộ môn Vật lý

2 Lý luận về mô hình trong dạy học Vật lý

2.1 Khái niệm về mô hình

2.2 Phân loại mô hình trong Vật lý học

2.3 Chức năng của mô hình trong Vật lý học

3 Điều tra thực tiễn của việc phát triển NLTN cho học sinh ở THPT

3.1 Mục đích điều tra

3.2 Phương pháp điều tra

3.3 Kết quả điều tra

Kết luận chương I

Chương 2: Tổ chức dạy học bài „Mắt‟ thông qua mô hình mắt

1 Vị trí, tầm quan trọng của bài „Mắt‟ trong chương trình Vật lý phổ thông

2 Mục tiêu, nội dung kiến thức của bài „Mắt‟

2.1 Mục tiêu bài học theo hướng tiếp cận và phát triển năng lực thực nghiệm

3.1 Xây dựng mô hình vật chất chức năng của mắt

Khóa luận giáo dục học

5

3.2 Thiết kế các hoạt động dạy học bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT 3.3 Các tiêu chí đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh Kết luận chương II

Chương 3: Dự kiến thực nghiệm sư phạm

Kết luận chương III

Khóa luận giáo dục học

6

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

1 Lí luận về năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý

Theo một số nhà giáo dục nước ngoài thì năng lực được hiểu theo nhiều cách khác nhau:

„- Năng lực gồm những kĩ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội

và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt (Weinert, 2001)

- Năng lực là khả năng sử dụng các kiến thức và các kĩ năng trong một tình huống có ý nghĩa (Rogiers, 1996)

- Năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ phù hợp với một hoạt động thực tiễn (Barnert, 1992)

- Năng lực là khả năng đáp ứng thích hợp và đầy đủ các yêu cầu của một lĩnh vực hoạt động (Từ điển Webster‟s New 20th Century, 1965).‟[12]

Theo từ điển Tiếng Việt thì năng lực được lí giải: „là phẩm chất sinh lí và trình độ chuyên môn tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào

đó với chất lượng cao.‟[10-tr 816]

Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2015): Năng lực là sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí để thực hiện một loại công việc trong một bối cảnh nhất định [2]

Theo chương trình giáo dục phổ thông Tổng thể (2017): Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể [1]

Khóa luận giáo dục học

để giải quyết vấn đề, nhưng năng lực không phải chính „sự huy động đó‟ hay năng lực không phải hoạt động Mặt khác, phẩm chất hay thuộc tính được hiểu là cái vốn

có của sự vật hay hiện tượng; nhưng chúng ta lại có thể rèn luyện và phát triển được năng lực thông qua việc thực hiện nhuần nhuyễn các nhiệm vụ hoặc dựa vào chính

tố chất của người học, điều kiện giáo dục Điều này cho thấy, việc định nghĩa năng lực theo phạm trù khả năng là hợp lý hơn cả Chính vì thế, chúng tôi đưa ra khái niệm về năng lực: „Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kỹ năng

và các phẩm chất cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí … để thực hiện thành công hoạt động nhất định trong điều kiện cụ thể nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra.‟

Theo từ điển Tiếng Việt, khái niệm thực nghiệm được định nghĩa: „Thực nghiệm là tạo ra những biến đổi nào đó ở sự vật quan sát nhằm nghiên cứu nhứng hiện tượng nhất định, kiểm tra một ý kiến hoặc gợi ra những ý kiến mới (nói khái quát)‟ [10-tr.1207]

Trong nghiên cứu khoa học, thực nghiệm được hiểu là quá trình thu thập, phân tích thông tin để kiểm chứng cho một giả thuyết khoa học đã được đặt ra Năng lực thực nghiệm cũng là khả năng thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong một bối cảnh nhất định [7]

Năng lực nói chung sẽ được biểu hiện qua hoạt động đặt trong các tình huống nhất định Những năng lực khác nhau sẽ được biểu hiện trong những tình huống khác nhau; chẳng hạn: năng lực hợp tác nhóm sẽ được thể hiện qua các hoạt động nhóm, năng lực giải quyết vấn đề được thể hiện qua hoạt động có các tình

Khóa luận giáo dục học

8

huống có vấn đề,… và năng lực thực nghiệm cũng sẽ được bộc lộ qua các hoạt động thực nghiệm Do vậy, có thể hiểu: „Năng lực thực nghiệm (NLTN) là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… để thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong một bối cảnh nhất định nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra.‟

Theo đó, NLTN Vật lý được hiểu là: „khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, thái độ thuộc lĩnh vực Vật lý và các thuộc tính cá nhân khác để thực hiện thành công hoạt động thực nghiệm trong bối cảnh chuyên ngành nhất định nhằm giải quyết các vấn đề đã đặt ra‟ Đó có thể là khả năng thiết kế thí nghiệm Vật lý, khả năng chế tạo một dụng cụ hay thiết bị dựa trên nguyên lý hoạt động … để phục vụ quá trình học tập Năng lực gắn liền với hoạt động nên NLTN đòi hỏi học sinh không những phải hiểu rõ mà còn phải vận dụng được kiến thức và kỹ năng được học để thực hiện Vì vậy, trau dồi NLTN Vật lý cho học sinh là cần thiết

1.3 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm

Năng lực thực nghiệm được cụ thể hóa thành những năng lực thành phần và mỗi năng lực thành phần đó lại được cụ thể hóa bằng các thành tố liên quan đến kiến thức, kỹ năng … để định hướng cho quá trình giảng dạy, kiểm tra và đánh giá người học Mỗi năng lực thành phần tương ứng được bộc lộ qua một hoạt động thực nghiệm, các năng lực này được sắp xếp theo một trình tự sẽ cấu thành nên năng lực thực nghiệm

Theo Schreiber, N., Theyssen, H & Schecker, H, cấu trúc năng lực thực nghiệm bao gồm các năng lực thành phần:

- Năng lực xác định vấn đề cần nghiên cứu và đưa ra các dự đoán, giả thuyết

- Năng lực thiết kế các phương án thí nghiệm

- Năng lực tiến hành các phương án thí nghiệm đã thiết kế

- Năng lực xử lý, phân tích và trình bày kết quả

Có thể cụ thể hóa cấu trúc năng lực thực nghiệm của các tác giả trên và đưa

ra các thành tố của NLTN như sau:

Khóa luận giáo dục học

Phương án thí nghiệm là những dự kiến về cách thức, trình tự tiến hành thí

Dựa vào những phân tích về những hiện tượng vật lý và dự đoán, giả thiết xung quanh vấn đề được đặt ra, người học có khả năng đề xuất ra những phương án thí nghiệm, lựa chọn các phương án khả thi nhất và lập được kế hoạch thực hiện thí nghiệm để thu được kết quả mong muốn chính là năng lực thiết kế phương án thí nghiệm

Là khả năng người học lựa chọn, sử dụng hợp lý và hiệu quả các thiết bị, dụng cụ để đưa ra phương án và lắp ráp được thí nghiệm; bên cạnh đó, người học cũng phải có khả năng kiểm tra thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, phát hiện sai sót cũng như khắc phục sai sót trong quá trình tiến hành thí nghiệm Sau đó, người học quan sát, đọc và ghi chép số liệu trong quá trình tiến hành

Đây là khả năng người học có thể xử lý được các số liệu đã thu được chính xác sau khi tiến hành thí nghiệm, biểu diễn kết quả thu được (có thể dưới nhiều hình thức), biện luận về tính đúng đắn của kết quả phân tích được và đưa ra những kết luận có giá trị, đánh giá, đưa ra biện pháp cải thiện phương án thí nghiệm để có kết quả mong muốn

Cấu trúc của NLTN có thể bao gồm các thành tố như sau:

Khóa luận giáo dục học

10

Bảng 1.1 Cấu trúc của NLTN

đề cần nghiên cứu và đưa ra các

dự đoán, giả thuyết

lý xung quanh vấn đề cần nghiên cứu

thuyết hợp lý

phương án thí nghiệm

2.2 Lựa chọn được phương án khả thi và tối

ưu nhất 2.3 Lập được kế hoạch thực hiện thí nghiệm chi tiết

nguyên lý của sản phẩm thực nghiệm (nếu có)

nghiệm đã thiết kế và thu thập

kết quả thực nghiệm

3.1 Lựa chọn được các dụng cụ, thiết bị cần thiết và trình bày được chức năng, công dụng, hoạt động của chúng

3.2 Kiểm tra hoạt động và tiến hành một số hiệu chỉnh (nếu cần) của các thiết bị, dụng cụ

4.5 Đưa ra và tiến hành được một số đề xuất

để giúp giảm sai số phép đo

Khóa luận giáo dục học

11

Một số biện pháp phát triển NLTN thường được áp dụng trong giảng dạy:

Biện pháp 1: Tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Vì thế, trong quá trình học tập bộ môn, „nhờ có thí nghiệm mà HS có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lý của các hiện tượng, định luật, quá trình … được nghiên cứu Từ đó mà khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu quả hơn‟ [14] Do đó, việc sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện những phẩm chất năng lực của HS nói chung và NLTN nói riêng

Bắt đầu từ việc giáo viên tăng cường sử dụng thí nghiệm trong các giờ học lý thuyết (đa phần là giáo viên thực hiện), người học sẽ có cơ hội được tiếp xúc nhiều hơn với thí nghiệm để phát triển năng lực quan sát, thu thập số liệu và nhận xét Bên cạnh đó cũng tạo cho học sinh hứng thú và cơ hội để bắt chước các thao tác thực hành; đây sẽ là nền tảng cơ bản để hình thành và phát triển NLTN cho người học

Khi người học đã tiếp xúc nhiều với việc quan sát thí nghiệm sẽ có hứng thú đối với việc thực hiện nó, đi từ việc thực hiện theo hướng dẫn chi tiết trong sách giáo khoa, tài liệu hoặc sự chỉ dẫn của giáo viên đến việc tự đề xuất ra phương án

và thực hiện nó Trước hết người học cần phải tiếp xúc với việc tìm ra vấn đề cần giải quyết hay nói cách khác chính là mục đích thí nghiệm bằng cách trả lời các câu hỏi thông qua việc tìm hiểu các hiện tượng vật lý xung quanh vấn đề thực nghiệm cần giải quyết Điều này giúp người học phát triển nhanh chóng năng lực thành phần 1 trong cấu trúc của NLTN Tiếp theo đó, để đề xuất ra được phương án thí nghiệm cần người học phải hiểu rõ không chỉ nguyên lý vật lý mà còn phải xác định, lựa chọn được thiết bị, dụng cụ thí nghiệm phù hợp; sau đó, tối ưu hoàn cảnh

và lập ra được kế hoạch thực hiện chi tiết; lắp ráp, bố trí thí nghiệm Việc này giúp người học phát triển các thành tố của năng lực thành phần 2 Ngoài ra, trong quá trình thực hiện nếu gặp phải sai sót do thiết bị sẽ tạo cơ hội để phát triển thành tố 3.2 của năng lực thành phần 3

Khi thực hiện thí nghiệm dưới sự điều chỉnh và góp ý của giáo viên, người học sẽ được tiếp xúc và trau dồi thêm những kỹ năng thực nghiệm Sau khi thực

Khóa luận giáo dục học

12

hiện thí nghiệm xong, người học phải thu thập và xử lý số liệu; kế đến là biểu diễn

số liệu đó dưới dạng mong muốn và nhận xét, đưa ra kết luận về kết quả thu được Năng lực thành phần 4 sẽ được nâng cao

Thực tế, do thời lượng lên lớp của môn học còn hạn chế nên người học đôi khi sẽ phải thực hiện nhiệm vụ thí nghiệm ngoài giờ lên lớp Điều này đòi hỏi người học cần phải tự tu duy và thực hiện trong điều kiện không có sự giúp đỡ của giáo viên, do đó, việc giao nhiệm vụ thực nghiệm về nhà góp phần quan trọng đối với việc phát triển NLTN cho người học Vì thế, giáo viên nên tăng cường giao những nhiệm vụ học tập thực nghiệm về nhà cho người học tự tìm tòi và sáng tạo

Biện pháp 2: Tích cực sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học

Việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học nói chung và dạy học Vật

lý nói riêng là vô cùng cần thiết và quan trọng; tuy nhiên, trong bộ môn Vật lý, đôi khi không thể làm thí nghiệm với vật thật và hiệu quả nhất Chẳng hạn như khi dạy

về chuyển động quay của Trái Đất, hoặc khi dạy về lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và Trái Đất, hoặc khi dạy về từ trường, hiện tượng cảm ứng điện từ … Trong những trường hợp cụ thể đó, phương pháp tối ưu hơn hết là sự dụng mô hình vào giảng dạy

Việc sử dụng mô hình trong dạy học vật lý không những mô tả được sự vật, hiện tượng hay giải thích các sự kiện và hiện tượng có liên quan tới đối tượng mà thông qua tương tác với mô hình học sinh có thể tự tìm tòi, nghiên cứu và từ đó có thể tiên đoán phát hiện ra các sự kiện và hiện tượng mới [14] Đồng nghĩa với đó, thành tố thứ ba của NLTN được phát triển Khi sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học vật lý, giáo viên cần:

trên mô hình bằng các câu hỏi định hướng cụ thể Khi người học quan sát, lưu ý quan sát mô hình từ nhiều phía và ngoài thị giác cần huy động việc sử dụng xúc giác để tri giác đầy đủ các thông tin mà mô hình có khả năng cung cấp

tượng được đề cập trong mô hình Khi đó phát triển được thành tố 1.1 và 1.2 của NLTN

Khóa luận giáo dục học

13

biểu những thông tin, kết quả mà đã quan sát được từ mô hình; giúp phát triển thành

tố 3.5 của NLTN

hay tháo lắp dễ dàng để thuận lợi cho việc nghiên cứu, quan sát từng bộ phận; từ đó, kích thích trí tưởng tượng, khả năng sáng tạo và niềm tin giải quyết vấn đề đã đặt ra Nhờ đó NLTN được bồi dưỡng và phát triển

biết (và gợi ý) để tạo ra một mô hình dựa vào trí tưởng tượng và sáng tạo của bản thân để tiếp tực nghiên cứu những kiến thức liên quan khác Bên cạnh đó, giáo viên nên giao cho người học nhiều hơn nhiệm vụ chế tạo, thiết kế mô hình

Biện pháp 3: Thường xuyên sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học

Trong quá trình dạy học, đặc biệt với bộ môn vật lí thì phương pháp thực nghiệm được dùng khá phổ biến Đó cũng là một phương pháp được sử dụng để dạy thành công nhiều bài học trong chương trình phổ thông

Trong chương trình phổ thông, có rất nhiều phần kiến thức được xây dựng bằng con đường thực nghiệm Đó chính là cơ hội tốt để người học bồi dưỡng và phát triển NLTN Vì vậy, trong quá trình dạy học, giáo viên cần tăng cường sử dụng phương pháp thực nghiệm

Để thực hiện tốt công việc này, giáo viên cần lưu ý:

thực nghiệm

- Khi thực hiện phương pháp này cần phát huy tối đa khả năng của người học như đề xuất phương án, nêu vấn đề, sử dụng kiến thức liên quan, kiểm tra đánh giá… qua đó phát triển hầu hết các thành tố của năng lực thành phần 1 của NLTN

cho các em, đồng thời tạo cơ hội cho các em tiếp xúc trực tiếp và rèn luyện các thao tác tay chân hay chính là phát triển năng lực thành tố 3.4 của NLTN

Khóa luận giáo dục học

14

nhỏ so với các kết quả mà nhà khoa học đã tìm ra trước đó Giáo viên cần hướng dẫn người học cách xử lí kết quả và tìm ra nguyên nhân, biện pháp khắc phục chứ tuyệt đối không được điều chỉnh số liệu, để đi đến những kiến thức mới phù hợp Qua đó kỹ năng tính toán, kỹ năng thu thập và xử lý thông tin được phát triển Từ

đó, bồi dưỡng và nâng cao năng lực thành phần 4 của NLTN

Biện pháp 4: Đổi mới cách thức kiểm tra, đánh giá theo hướng chú trọng phát triển NLTN

Đánh giá theo hướng chú trọng phát triển NLTN nghĩa là trong quá trình học tập cũng như trong các đề kiểm tra trên lớp, đề thi nên tăng cường các câu hỏi yêu cầu học sinh phải vận dụng các kỹ năng thực nghiệm để giải quyết [14]

Việc kiểm tra đánh giá trong trường phổ thông hầu như chỉ chú trọng đến học thuộc lí thuyết mà chưa chú trọng tới việc phát triển NLTN cho học sinh Vật lí học là bộ môn khoa học thực nghiệm, thế nên trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh mà không có đánh giá về NLTN sẽ khiến học sinh không nhận thấy được tầm quan trọng của NLTN và việc tự bồi dưỡng NLTN sẽ bị hạn chế Do đó, thay vì chỉ quan tâm đánh giá lượng kiến thức lý thuyết mà học sinh nhận được, giáo viên nên tăng cường đưa các câu hỏi, nhiệm vụ phát triển NLTN nói riêng và các năng lực nói chung vào để kiểm tra đánh giá học sinh (từ kiểm tra miệng đến kiểm tra định kỳ) Việc thực hiện những nhiệm vụ thực nghiệm hoặc trả lời những câu hỏi mang tính thực nghiệm sẽ giúp học sinh có cơ hội để phát triển những thành

tố của NLTN

Các biện pháp phát triển NLTN cho học sinh có thể khác nhau bởi cách tiếp cận nhưng thực chất chúng vẫn có những điểm chung Dù là cho học sinh quan sát, nghiên cứu thí nghiệm/ mô hình, hay cho học sinh tăng cường sử dụng phương pháp thực nghiệm trong quá trình học tập, hay cho học sinh trả lời những câu hỏi, hoàn thành những nhiệm vụ mang tính thực nghiệm để phát triển NLTN thì học sinh đều cần phải nắm chắc được kiến thức, kỹ năng và sử dụng chúng một cách linh hoạt nhằm giải quyết vấn đề đã đặt ra Trong quá trình đó NLTN được bồi dưỡng và phát triển Mấu chốt của việc giúp học sinh phát triển NLTN là giáo viên cần tạo cơ hội

Khóa luận giáo dục học

15

tối đa cho học sinh hay nói cách khác là giáo viên thiết kế nhiệm vụ thực nghiệm phù hợp với học sinh sẽ giúp học sinh phát triển NLTN tốt nhất

Khác với việc tổ chức hoạt động dạy học, các công cụ đánh giá cần chỉ rõ thành phần năng lực cần đánh giá và xây dựng được các công cụ đánh giá từng thành tố của các năng lực thành phần Dưới đây, chúng tôi đã sử dụng cách đánh giá dựa trên các tiêu chí đánh giá và cấp độ đạt được của từng thành tố năng lực thành phần

Bảng 1.2 Tiêu chí đánh giá và cấp độ đánh giá của các thành tố của NLTN

Tự đặt ra được những câu hỏi về sự kiện vật lý liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu

Đặt ra các câu hỏi nghiên cứu dưới sự định

giúp của giáo viên

Không đặt ra được các câu

cứu nào liên đến vấn đề thực nghiệm

1.2 Phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu

Tự phát biểu được chính

trợ giúp của giáo viên

Khóa luận giáo dục học

Hoặc tự đề xuất được các

dự đoán, giả

nghiệm nhưng chưa hợp lý

Tự đề xuất đc các phương

án thí nghiệm khác nhau

Đề xuất được một hoặc nhiều phương án thí nghiệm khác nhau dưới sự

trợ giúp của giáo viên

Tự đưa ra được phương

án thí nghiệm khả thi

Đưa ra được phương án thí nghiệm khả thi dưới sự định

Khóa luận giáo dục học

17

được tiến trình thực nghiệm khả thi

nghiệm đã lựa chọn dưới sự

trợ giúp của giáo viên

Không trình bày được chi tiết tiến trình thực nghiệm khả thi

nguyên lí hoạt động, sơ đồ nguyên

lí của sản phẩm thực nghiệm (nếu có)

Tự nêu được

hoặc sơ đồ nguyên lí của

thực nghiệm (nếu có)

nguyên lí hoạt động hoặc sơ

đồ nguyên lí của sản phẩm

(nếu có) dưới

sự định hướng, trợ giúp của giáo viên

được nguyên

lí hoạt động hay sơ đồ nguyên lí của

thực nghiệm (nếu có)

3.1 Lựa chọn được các dụng cụ, thiết

bị cần thiết và trình bày được chức năng, công dụng,

cụ, thiết bị cần thiết

các dụng cụ, thiết bị cần thiết

Khóa luận giáo dục học

Tự kiểm tra được sự hoạt động ổn định của thiết bị, dụng cụ và

có khả năng

các thiết bị, dụng cụ đó phù hợp

Dưới sự trợ giúp của giáo viên kiểm tra được sự hoạt động ổn định của thiết bị, dụng cụ và có khả năng hiệu chỉnh các thiết

bị, dụng cụ đó phù hợp

Không kiểm tra được thiết

bị, dụng cụ khi có sự cố

3.3 Lắp ráp được các dụng cụ, thiết

bị

Tự lắp ráp

các dụng cụ, thiết bị

Dưới sự trợ giúp của giáo viên lắp ráp được đúng các dụng cụ, thiết

bị

Không lắp ráp

các dụng cụ, thiết bị

3.4 Tiến hành được thí nghiệm

hành được thí nghiệm

3.5 Quan sát, thu thập kết quả thí nghiệm

Tự quan sát, thu thập được kết quả thí nghiệm

Dưới sự trợ giúp của giáo viên quan sát, thu thập được kết quả thí nghiệm

được kết quả thí nghiệm

Khóa luận giáo dục học

Tự xử lý được các dữ

nghiệm

Dưới sự hướng dẫn, trợ giúp của giáo viên

xử lý được các

dữ liệu thực nghiệm

Không xử lý được các dữ

đo và từ đó rút ra được nhận xét, kết

học

Tính được sai

số và rút ra được kết luận dưới sự hướng dẫn của giáo viên

được sai số và không đưa ra được kết luận

về kết quả

4.3 Biểu diễn được

nghiệm dưới các dạng khác nhau như biểu đồ, đồ thị

…

Dựa vào dữ liệu đã xử lý,

tự biểu diễn được kết quả

yêu cầu nhờ vào sự hướng dẫn, hỗ trợ của giáo viên

Không biểu diễn được kết

khi đã xử lý

4.4 Giải thích được kết quả thực nghiệm thu được

và rút ra được kết luận khoa học

Tự đưa ra giải thích về kết quả thu được và dựa vào đó tự rút

ra được kết luận

Đưa ra giải thích về kết quả thu được

và rút ra được kết luận dưới

hướng dẫn của

Không đưa ra giải thích về kết quả thu

không rút ra được kết luận

Khóa luận giáo dục học

20

GV

4.5 Đưa ra và tiến hành được một số

đề xuất giúp giảm sai số phép đo

Tự đưa ra và

được những

đề xuất giúp giảm sai số phép đo

Đưa ra và tiến

những đề xuất giúp giảm sai

số phép đo dưới sự hướng dẫn của giáo viên

Không đưa ra

và tiến hành được bất kỳ

đề xuất nào giúp giảm sai

số phép đo

2 Lý luận về sử dụng mô hình trong dạy học Vật lý

2.1 Khái niệm về mô hình

Khái niệm mô hình được sử dụng rộng rãi trong ngôn ngữ đời thường và trong kỹ thuật với những ý nghĩa khác nhau Trong vật lý học, V.A Stôphơ định nghĩa: „Mô hình là một hệ thống được hình dung trong óc hay được biểu hiện bằng vật thể, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu mô hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tượng‟. [9]

Theo đó, mô hình không đồng nhất với đối tượng mà nó phản ảnh Một mô hình chỉ phản ánh một số tính chất của đối tượng vật chất Cùng một đối tượng có thể có nhiều mô hình khác nhau

2.2 Phân loại mô hình trong vật lý học

Có thể phân các mô hình trong nghiên cứu vật lý học thành các loại theo sơ

đồ dưới đây:

Khóa luận giáo dục học

21

Sơ đồ 1 Phân loại mô hình trong dạy học Vật lý

2.3 Chức năng của mô hình trong vật lý học

Trong vật lý học, mô hình có một số chức năng đáng chú ý sau:

- Mô tả sự vật, hiện tượng

- Giải thích các tính chất và hiện tượng có liên quan đến đối tượng

- Tiên đoán các tính chất, hiện tượng mới

Chức năng này là vai trò rất quan trọng của mô hình trong nhận thức khoa học

Mô hình vật chất

Là mô hình bằng vật thể phản ánh

những đặc trưng cơ bản về mặt

hình học, vật lý học, động lực học,

chức năng học của đối tựng

nghiên cứu Thường xuất hiện ở

giai đoạn đầu của quá trình nhận

trình tư duy

Mô hình ký hiệu (mô hình

dấu hiệu)

Là hệ thống những ký hiệu dùng để mô tả hay thay thế một sự vật, hiện tượng vật lý

Mô hình lý thuyết

Là những mô hình trừu tượng, về nguyên tắc người ta chỉ áp dụng các thao tác tư duy lý thuyết Mô hình và đối tượng gốc có bản chất vật lý hoàn toàn khác nhau nhưng hoạt động theo quy luật giống

nhau

Ví dụ: mô hình tên lửa, mô hình

máy phát điện xoay chiều …

22

3 Điều tra thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh ở THPT

3.1 Mục đích điều tra

- Tìm hiểu quan điểm của giáo viên và học sinh về NLTN

- Tìm hiểu được thực trạng phát triển của các thành tố trong cấu trúc NLTN, thuận lợi và khó khăn khi phát triển NLTN cho học sinh THPT của GV

- Tìm hiểu những vướng mắc của học sinh đối với các nhiệm vụ học tập trong bài 31: Mắt

- Tìm hiểu những khó khăn của học sinh khi học tập phần kiến thức liên quan đến Mắt và các tật của mắt Và những quan điểm của giáo viên về khả năng tiếp thu kiến thức nội dung này

3.2 Phương pháp điều tra

Để đạt được mục đích điều tra trên, chúng tôi đã tiến hành thu thập thông tin qua việc quan sát, phát phiếu đánh giá (phụ lục 1), thống kê kết quả theo phiếu đã phát

3.3 Kết quả điều tra

Chúng tôi đã phát phiếu điều tra, tìm hiểu quan niệm của giáo viên về việc sử dụng mô hình nói riêng hay các nhiệm vụ thực nghiệm nói chung để phát triển NLTN cho HS trong dạy học vật lý Đồng thời, tìm hiểu phong cách học tập của học sinh trong quá trình học bài „Mắt và các tật của mắt‟ – SGK Vật lý 11 cơ bản ở trường Trung học phổ thông Đông Anh (Hà Nội), gồm có:

- Số trường điều tra: 1

- Số phiếu điều tra giáo viên: 7

- Sô giáo viên cho biết ý kiến: 7

- Số phiếu điều tra học sinh: 120

- Số học sinh cho biết ý kiến: 120

- Kết quả điều tra: Phụ lục 2

- Đối với giáo viên:

+ Đa số GV được hỏi ý kiến đều đồng tình với quan niệm về năng lực và năng lực thực nghiệm mà chúng tôi đưa ra (100%), vì thế quan niệm về năng lực hay năng lực thực nghiệm đã được đưa ra và sử dụng trong nghiên cứu này là phù

Khóa luận giáo dục học

để thiết kế các nhiệm vụ giúp phát triển NLTN cho học sinh

+ Theo ý kiến cá nhân của GV, 100% thầy cô đều cho rằng các hoạt động: sử dụng mô hình, thí nghiệm trong quá trình giảng dạy; cho học sinh thực hành trong các tiết thực hành; kiểm tra, đánh giá học sinh bằng các nhiệm vụ nhỏ yêu cầu về tính sáng tạo, vận dụng linh hoạt kiến thức lý thuyết; Hay tổ chức hướng dẫn học sinh tiến hành nhiệm vụ thực nghiệm; Hoặc cho học sinh tham gia các hoạt động trải nghiếm sáng tạo … đều giúp học sinh có cơ hội hình thành và phát triển NLTN trong quá trình học tập bộ môn Tuy nhiên đối với việc áp dụng các hoạt động này vào thực tế giảng dạy thì chưa được thường xuyên và hiệu quả Các thầy cô đa phần chỉ dừng lại ở việc tổ chức cho học sinh quan sát mô hình hay dụng cụ thí nghiệm, thí nghiệm minh họa mẫu, video thí nghiệm hoặc cho học sinh làm thí nghiệm trong các giờ học có khả năng; hầu như chưa từng tổ chức cho học sinh chủ động thực hiện nhiệm vụ thực nghiệm, hay chưa cho học sinh tham gia các hoạt động trải nghiệm sáng tạo …

+ Đối với việc sử dụng mô hình, GV đều đưa mô hình vật chất vào giảng dạy

bộ môn Tuy nhiên, phần lớn các thầy cô sử dụng nhưng tần suất rất ít (57.14%) và chủ yếu đưa ra mô hình cho HS quan sát, nhận xét Không có GV nào đưa ra nhiệm

vụ thực nghiệm liên quan đến mô hình và sử dụng mô hình đó vào giảng dạy Mô hình được sử dụng rất hạn chế Trong quá trình đưa mô hình vào các hoạt động dạy

và học, thầy cô chủ yếu gặp 2 khó khăn lớn nhất: một là, học sinh chưa làm quen và chưa có kỹ năng khai thác thông tin từ mô hình dẫn đến hiệu quả học tập còn chưa cao (100%); hai là, việc thiết kế mô hình mất nhiều thời gian và công sức (100%)

+ Xét riêng về tiết dạy bài „Mắt và các tật của mắt‟, các thầy cô đối với lớp thường chủ yếu đặt vấn đề, sử dụng video/ hình ảnh để rút ra kiến thức; trong khi

đó, học sinh cơ bản chỉ thụ động tiếp nhận kiến thức mà giáo viên đưa ra hoặc gợi

Khóa luận giáo dục học

24

ý, định hướng cho học sinh hướng đến Học sinh tích cực hơn vào hoạt động tìm hiểu kiến thức mới ở các lớp khá giỏi nhưng ở những đối tượng học sinh này, giáo viên lại thường đặt nặng vấn đề giải bài tập phục vụ thi định kỳ và thi đại học Và trong quá trình dạy các đơn vị kiến thức thuộc bài học, thầy cô giáo đã đưa ra một

số khó khăn bản thân gặp phải Phần lớn ý kiến các thầy cô đưa ra đều là đa phần học sinh lớp thường khó hình dung ra cấu tạo/ tác dụng từng bộ phận của mắt, từ đó khó tiếp thu được các đơn vị kiến thức tiếp theo và khó áp dụng vào để giải bài tập khó về mắt Hệ quả của hiệu suất tiết học chưa được quá tốt dẫn đến việc học sinh chủ yếu chỉ trình bày được kiến thức đã học của bài, muốn vận dụng vào làm bài tập hoặc giải quyết các vấn đề khác thường đều phải giáo viên nhắc lại hoặc đưa ra định hướng cụ thể

+ Khi được hỏi về nếu có thế đưa nhiệm vụ xây dựng một mô hình vật chất chức năng của mắt vào giảng dạy bài „Mắt và các tật của mắt‟ thì sẽ có ưu điểm gì, các thầy cô đều cho rằng có nhiều ưu điểm: Có thể giúp học sinh hình dung chính xác và rõ ràng về cấu tọa của mắt, bên cạnh đó, bước đầu giúp học sinh xây dựng, phát triển các kỹ năng thuộc NLTN (cả 4 năng lực thành phần của NLTN); Hay còn giúp học sinh cải thiện được một số năng lực khác (năng lực hợp tác nhóm, năng lực giải quyết vấn đề …) Thế nhưng, khi đánh giá sự cần thiết việc đưa nhiệm vụ này vào tổ chức hoạt động trên lớp, giáo viên lại đưa ra ý kiến không cũng được, có thì tốt (71.43%) vì cách thức còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh và điều kiện khách quan khác

Tóm lại, qua kết quả điều tra và phân tích, mặc dù số lượng khảo sát giáo viên có hạn nhưng chúng tôi nhận thấy được các thầy cô đều rất quan tâm đến vấn

đề dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh, đặc biệt là NLTN trong bộ môn Vật lý là cần thiết và phù hợp Bên cạnh đó, các thầy cô giáo còn gặp phải một số khó khăn trong giảng dạy cũng như vấn đề về mức độ tiếp thu của học sinh và một số vấn đề khách quan khác khi dạy học theo định hướng này Ưu điểm lớn nhất ở đây là các thầy cô giáo nhiệt tình trong công tác giảng dạy và học sinh rất hợp tác, hứng thú đối với các hoạt động học được đưa ra

- Đối với học sinh:

Khóa luận giáo dục học

HS cũng thường được giải các bài tập nâng cao để phục vụ việc thi định kỳ và thi đại học

+ Bên cạnh đó, học sinh cũng đã được tiếp cận và ứng dụng kiến thức vào các nhiệm vụ hợp tập ở mức độ cao hơn, như là: được thiết kế phương án thí nghiệm (47.5%), thực hiện tiến hành thí nghiệm (83.34%), đo đạc các thông số ngoài thực tế (30.83%) …

+ Ngoài nhiệm vụ giải bài tập nhằm mục đích thi định kỳ và thi đại học, học sinh phần lớn muốn nhận được các nhiệm vụ về thiết kế phương án thí nghiệm (50%), tiến hành thí nghiệm (67.5%), chế tạo thiết bị, dụng cụ/ xây dựng mô hình (56.67%) … Và đa số các em đều muốn tự tìm hiểu trước, sau đó trao đổi nhóm với nhau để giải quyết vấn đề học tập Dựa trên những mong muốn về nhiệm vụ học tập này của học sinh, chúng tôi sẽ thiết kế và chuyển giao cho nhóm học sinh những nhiệm vụ vận hành mô hình, chế tạo và cải tạo mô hình để HS có cơ hội được thực hành thiết kế chế tạo

+ Khi được giao cho các nhiệm vụ liên quan đến thực tế, các em gặp khó khăn trong việc vận dụng linh hoạt, tổng hợp các kiến thức, kỹ năng để giải quyết vấn đề (73.34%) và các em cũng chưa có các kỹ năng để thực hành giải quyết vấn

đề đó (75%) Chính vì vậy, những nhiệm vụ của chúng tôi thiết kế trong tiến trình dạy học ở chương tiếp theo sẽ đi từ những nhiệm vụ đơn giản đến phức tạp, từ việc tiếp cận làm quen với mô hình đến việc thành thạo trong vận hành mô hình

+ Phần lớn số học sinh được khảo sát, các em (80%) đều đã được tiếp xúc với mô hình vật chất trong học tập bộ môn Vật lý để quan sát và nhận xét là chủ yếu Tuy nhiên, các em lại gặp phải những khó khăn nhất định về việc tìm hiểu, xử

lý thông tin mà mô hình cung cấp (các em chưa có kỹ năng „đọc‟ mô hình)

Khóa luận giáo dục học

26

+ Rất ít các em học sinh không gặp khó khăn khi học bài „Mắt và các tật của mắt‟, các em gặp khó khăn lớn về việc hình dung, tưởng tượng hình ảnh cấu tạo của mắt để hiểu rõ về các đơn vị kiến thức trong bài học, và từ đó cũng gặp khó khăn khi vận dụng kiến thức để làm những bài tập về mắt hoặc liên quan đến các tật của mắt

Tóm lại, kết quả điều tra cho thấy rằng, việc tìm hiểu, thực hiện các hoạt động học tập của HS diễn ra tương đối tích cực và tự giác Các yêu cầu, nhiệm vụ, bài tập mà GV đưa ra cho HS cũng khá phù hợp với từng đối tượng HS THPT Việc học tập của HS cũng trở nên hứng thú hơn khi GV đưa các phương tiện học tập khác nhau vào các hoạt động giải dạy; tần suất học tập của HS cũng không chi dừng lại ở việc giải quyết các bài toán cơ bản hay chỉ phục vụ nhiệm vụ thi đại học mà

HS còn được thiết kế thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, đo đạc số liệu thực tế hay thiết kế dụng cụ/ xây dựng mô hình … Bên cạnh đó, HS gặp nhiều khó khăn trong việc giải quyết các nhiệm vụ thực tế được đưa ra chủ yếu vì thiếu kỹ năng và chưa được thường xuyên tiếp xúc với các nhiệm vụ này Các em HS được tiếp xúc với

mô hình vật chất nhưng còn gặp nhiều khó khăn Riêng đối với bài „Mắt và các tật của mắt‟, HS về việc khó hình dung, tưởng tượng ra cấu tạo của mắt dẫn đến việc hiểu sâu và rõ ràng kiến thức đồng thời vận dụng để giải bài tập là chưa thực sự tốt Các kết quả điều tra cụ thể chúng tôi đưa ra ở phần phụ lục

Khóa luận giáo dục học

Khóa luận giáo dục học

28

Chương 2

TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI ‘MẮT’ THÔNG QUA MÔ HÌNH MẮT

1 Vị trí, tầm quan trọng của bài ‘Mắt’ trong chương trình Vật lý THPT

Bài 31: „Mắt‟ nằm trong chương VII – „Mắt Các dụng cụ quang‟ là một phần kiến thức quan trọng trong phần quang hình học của chương trình vật lý phổ thông Các nội dung kiến thức trong bài không quá mới với HS, các em đã được làm quen ở phần quang hình khi học bậc trung học cơ sở Trong phần quang học ở chương trình Vật lý lớp 9 học sinh đã được tiếp cận với mắt: cấu tạo khái quát nhất của mắt, một số đặc điểm đặc trưng nhất của mắt như điểm cực cận, cực viễn hay sự điều tiết của mắt và các em cũng đã được tìm hiểu những điểm cần lưu ý nhất đối với 2 tật của mắt (mắt cận, mắt lão) Tuy nhiên, sự nghiên cứu này ở bậc THCS dừng lại ở việc làm quen, ghi nhớ những điểm chính nhất của nội dung học tập, chưa thực sự sâu và rõ ràng về mắt hay các tật của mắt và kiến thức chưa được hệ thống hóa

Về vị trí, bài „Mắt‟ được bố trí sau khi học sinh đã được nghiên cứu về sự khúc xạ của ánh sáng và sau khi tìm hiểu thấu kính mỏng, làm các bài tập về hệ thấu kính Mắt, ngoài là một bộ phận cơ thể quan trọng của con người còn là một đối tượng nghiên cứu của quang hình học Các hiện tượng thực tế về mắt, các tật của mắt, những khó khăn liên quan đến mắt mà hiện giờ rất nhiều học sinh đã và đang gặp phải đều ảnh hưởng và có tầm quan trọng không chỉ trong nghiên cứu vật

lý phần quang hình học, mà còn quan trọng cho chính sức khỏe con người Vì vậy, việc tìm hiểu cấu tạo của mắt cũng như tìm hiểu các tật khúc xạ mà mắt có thể gặp phải là điều rất cần thiết trong nghiên cứu phần quang hình học ở THPT

2 Mục tiêu, nội dung kiến thức của bài ‘Mắt’

2.1 Mục tiêu bài học theo hướng tiếp cận và phát triển năng lực thực nghiệm

2.1.1 Kiến thức

- Trình bày được cấu tạo của mắt về mặt quang học và cấu tạo về mặt sinh học (gồm những bộ phận nào, chức năng từng bộ phận, hoạt động của mắt)

- Trình bày được đặc điểm của sự điều tiết của mắt

Khóa luận giáo dục học

2.1.2 Kỹ năng

- Khai thác, chọn lọc và xử lý được thông tin cần thiết liên quan đến mắt từ

tư liệu, tài liệu

- Sử dụng được mô hình cấu tạo vật chất chức năng của mắt

- Tiến hành được một số thí nghiệm quang học

- Vận dụng được kiến thức về mắt để giải các bài tập liên quan

2.1.3 Thái độ

- Nâng cao tinh thần hợp tác, giúp đỡ nhau trong quá trình học tập và hoạt động học

- Có ý thức bảo vệ mắt và bảo vệ môi trường

- Có hứng thú, tích cực, sôi nổi trong các hoạt động học

- Kiên nhẫn, tỉ mỉ, tự lực trong các hoạt động học

2.2 Phân tích nội dung kiến thức bài học

2.2.1 Sơ đồ cấu trúc đơn vị kiến thức của bài „Mắt‟

Với các nội dung kiến thức được trình bày trong bài 31: Mắt – SGK Vật lý

11 cơ bản, chúng tôi đưa ra sơ đồ cấu trúc các đơn vị kiến thức trọng tâm như sau:

Khóa luận giáo dục học

30

Sơ đồ 2 Cấu trúc đơn vị kiến thức bài 31: Mắt – Vật lý 11 THPT

2.2.2 Cấu tạo của mắt

Mắt là một hệ gồm nhiều môi trường trong suốt tiếp giáp nhau bằng các mặt cầu Chiết suất các môi trường này có giá trị trong khoảng 1.336 ÷ 1.437

Hình 2.1 Cấu tạo của mắt [15]

MẮT

Các tật của mắt

Cấu tạo

Mắt cận

Sự lưu ảnh

Sự điều tiết

Đặc điểm

Cách khắc phục

Đặc

điểm

Cách khắc phục

Đặc điểm

Cách khắc phục

Năng suất phân

li của mắt

Khóa luận giáo dục học

31

Từ ngoài vào trong, mắt có các bộ phận:

- Mí mắt: một khu vực dày lên ở cuối phía trước của màng mạch Nó chứa

cơ mi (cơ lông mi) mà kiểm soát độ cong hay độ dày của thủy tinh thể

- Dây chằng treo: một mô cơ thể mi để điều chỉnh độ cong của thủy tinh thể

- Nhãn cầu có đường kính trước sau khoảng 25mm, đường kính dưới và ngang khoảng 23mm Phía trước là giác mạc trong suốt, tiếp theo là củng giác mạc màu trắng bao quanh nhãn cầu Lớp trong củng mạc là hắc mạc, lớp này cũng bao quanh nhãn cầu tạo thành một buồng tối và tiếp thu các ánh sáng tản mác

- Giác mạc: Giác mạc (lòng đen), là một màng trong suốt, rất dai, không có mạch máu có hình chỏm cầu chiếm 1/5 phía trước của vỏ nhãn cầu Đường kính của giác mạc khoảng 11mm, bán kính độ cong là 7.7mm Chiều dày giác mạc ở trung tâm mỏng hơn ở vùng rìa Bán kính cong mặt trước giác mạc tạo thành lực hội tụ khoảng 48.8D, chiếm 2/3 tổng công suất khúc xạ của nhãn cầu Về phương diện tổ chức học giác mạc có 5 lớp, từ ngoài vào trong bao gồm: biểu mô, màng Bownans, nhu mô, màng Descemet, nội mô

- Thủy dịch: là khối chất lỏng trong suốt có chiết suất xấp xỉ bằng chiết suất của nước, thủy dịch nằm ngay sau giác mạc

- Thể thủy tinh: Một cấu trúc trong suốt, tròn và hai mặt lồi Nó là đàn hồi

và thay đổi hình dạng hoặc độ dày của nó để khúc xạ ánh sáng vào võng mạc

+ Thể thủy tinh: là một thấu kính mỏng trong suốt hai mặt lồi được treo cố định vào vùng thể mi nhờ các dây Zinn Thể thủy tinh dày khoảng 4mm đường kính 8-10mm bán kính độ cong của mặt trước là 10mm, mặt sau là 6mm

+ Sát mặt trước của thể thủy tinh có một màng mỏng màu đen (nâu hoặc xanh) gọi là lòng đen (màng mống mắt), giữa lòng đen có một lỗ tròn nhỏ gọi là con ngươi Đường kính của con ngươi có thể tự động thay đổi để điều chỉnh lượng quang thông vào mắt

+ Thể thủy tinh có 2 mặt trước và sau, nơi hai mặt này gặp nhau gọi là xích đạo Mặt trước tiếp giáp với mặt sau của mống mắt, mặt sau tiếp giáp với màng dịch

Khóa luận giáo dục học

32

kính Xích đạo thể thủy tinh cách thể mi khoảng 0.5mm, ở đây có các dây chằng trong suốt nối liền từ bờ ngoài thể thủy tinh đến mi gọi là các dây chằng Zinn có tác dụng giữ thể thủy tinh tại chỗ và truyền các hoạt động của cơ thể đến màng bọc thủy tinh

- Mạch màng là một lớp mỏng cung cấp oxy và chất dinh dưỡng cho võng mạc thông qua rất nhiều mạch máu nhỏ Màng mạch cũng chứa nhiều tế bào được gọi là melanocytes Các tế bào này tạo ra sắc tố và giúp hấp thụ bất kỳ ánh sáng và giảm thiểu phản xạ trong mắt

- Dịch thủy tinh: là chất lỏng trong suốt giống keo loãng có chiết suất gằn bằng chiết suất của nước, lấp đầy nhãn cầu phía sau thể thủy tinh

- Hố mắt hoặc điểm vàng: Hố mắt nhỏ (dưới 1mm2), một phần cảm màu vàng nhỏ ở võng mạc Nó nằm trực tiếp phía sau ống kính Đây là nơi mà hình ảnh được tập trung Các hố mắt có chứa nồng độ lớn nhất của conesn, nhưng không có thanh Hố mắt cho phép mắt người có tầm nhìn màu sắc chi tiếp trong ánh sáng

- Điểm mù: Nằm phía dưới điểm vàng một chút, hoàn toàn không nhạy ánh sáng Đó là nơi các dây thần kinh phân nhánh đi vào mắt và không có đầu dây thần kinh thị giác

- Dây thần kinh thị giác: một hệ thống dây thần kinh truyền xung thần kinh đến não khi các tế bào cảm quang trong võng mặc bị kích thích

- Võng mạc: là một màng bên trong đáy mắt có nhiệm vụ tiếp nhận ánh sáng từ thủy tinh thể hội tụ lại Trung tâm võng mạc là hoàng điểm (điểm vàng), nơi

tế bào thị giác nhạy cảm nhất giúp nhận diện nội dung, độ sắc nét của hình ảnh Thông qua các dây thần kinh thị giác võng mạc sẽ chuyển năng lượng ánh sáng thành tín hiệu thị lực và gửi về trung khu phân tích ở não Võng mạc có nhiều lớp tế bào, đáng chú ý là lớp tế bào que, tế bào nón và lớp tế bào thần kinh cảm thụ Tế bào que, tế bào nón nhận biết hình ảnh, màu sắc Lớp tế bào biểu mô sắc tố võng mạc giúp nuôi dưỡng và bảo vệ tế bào que, tế bào nón trước tác động gây hại của tia cực tím và ánh sáng xanh chất chuyển hóa gây hại võng mạc

- Các cơ của mắt: cũng tham gia vào một số chức năng của mắt Các cơ mống mắt giúp điều chỉnh đường kính đồng tử Cơ thể mi có thể làm thay đổi độ

Khóa luận giáo dục học