Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dạy học phần quang hình học vật lí 11 Trung Học Phổ Thông theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ

MỤC LỤC Trang phụ bìa……………………………………………………………………… i Lời cam đoan……………………………………………………………………… ii Lời cảm ơn………………………………………………………………………….iii Danh mục viết tắt……………………………………………………………………v Mục lục…………………………………………………………………………… MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu 7 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 8.4 Phương pháp thống kê toán học 10 Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BÀI TẬP VẬT LÍ THEO PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRIZ 1.1 Phương pháp luận sáng tạo TRIZ 1.1.1 Khái niệm sáng tạo .9 1.1.2 Khái niệm tư 10 1.1.3 Khái niệm tư sáng tạo 11 1.1.4 Phương pháp luận sáng tạo TRIZ .13 1.2 Bài tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ 18 1.2.1 Vai trò tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ .18 1.2.2 Sự khác tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ dạng tập khác 20 1.3 Dạy học theo phương pháp luận sáng tạo .20 1.3.2 Các biện pháp thực dạy học sáng tạo mơn vật lí trường phổ thơng 26 1.4 Thực trạng sử dụng tập sáng tạo môn vật lí trường phổ thơng 28 1.4.1 Thực trạng sử dụng tập sáng tạo mơn vật lí lớp 11 trung học phổ thông .28 1.4.2 Thực trạng việc biên soạn tập sáng tạo sách giáo khoa tài liệu tham khảo phần quang hình học chương trình vật lí phổ thơng 29 KẾT LUẬN CHƯƠNG I .32 2.1 Nội dung kiến thức phần quang hình học vật lí 11 trung học phổ thông 33 2.1.1 Sơ đồ lôgic nội dung phần quang hình học vật lí 11 trung học phổ thông 33 2.1.2 Tầm quan trọng phần quang hình học chương trình vật lí 11 THPT 34 2.2 Xây dựng tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ 34 2.2.1 Các bước xây dựng tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ 34 2.2.2 Các vấn đề cần lưu ý xây dựng tập vật lí phần quang hình học vật lí lớp 11 THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ .35 2.2.3 Xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ phần quang hình học lớp 11 trung học phổ thông .36 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 62 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 63 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .63 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 63 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 63 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm .64 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 64 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 64 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 64 3.3.1 Chọn mẫu 64 3.3.2 Quan sát học 64 3.3.3 Kết điều tra giáo viên 65 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm .72 3.4.1 Nhận xét tiến trình dạy học 72 3.4.2 Đánh giá kết học tập học sinh .73 Dựa vào tham số tính tốn trên, rút kết ln sơ sau: 76 3.4.3 Kiểm định giả thiết thống kê 76 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 77 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 MỞ ĐẦU 1.Lí chọn đề tài Sự phát triển mạnh mẽ giới kinh tế, văn hóa, cơng nghệ thông tin, đặc biệt phát triển ngành giáo dục đòi hỏi nước ta cần có thay đổi cho phù hợp với tình hình giới Để hội nhập với nước khu vực giới, Đảng ta cho muốn đưa kinh tế đất nước phát triển sức đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Nhưng muốn làm điều trước hết phải đầu tư cho giáo dục Vì mà Đảng ta xác định: “giáo dục quốc sách hàng đầu” đồng thời giao cho ngành nhiệm vụ ngày quan trọng Nghị đại hội Đảng Toàn Quốc lần thứ VIII đặt nhiệm vụ cho giáo dục là: “cải tiến chất lượng dạy học, khắc phục yếu ngành giáo dục để hoàn thành nhiệm vụ đào tạo nguồn lực cho cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước” Trước yêu cầu đó, năm gần ngành giáo dục chủ trương thực đổi mục tiêu, nội dung, phương pháp hình thức tổ chức dạy học nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội nhu cầu phát triển đất nước Đối với ngành khoa học khác nói chung ngành vật lí học nói riêng, thầy, cô giáo trường Đại học trường phổ thông tiếp tục nghiên cứu, áp dụng phương pháp dạy học đại, tiên tiến kết hợp với phương pháp dạy học truyền thống nhằm nâng cao chất lượng dạy học Nhưng thực tế cho thấy, việc sử dụng phương pháp dạy học đại trường phổ thơng cịn có nhiều hạn chế Theo nhận định Bộ trưởng Bộ Giáo dục - Đào tạo Nguyễn Thiện Nhân hội thảo quốc tế diễn vào ngày 14-8-2007, thành phố Hồ Chí Minh: “Chất lượng đào tạo cịn thấp, đào tạo nghề nghiệp trình độ cịn chưa sát với thực tế, chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu xã hội, ngành nghề tiên tiến, khoa học cơng nghệ cịn thiếu hụt lớn, thừa thầy thiếu thợ ” Đặc biệt năm gần đây, học sinh phổ thơng nắm kiến thức vật lí khơng sâu sắc, học lí thuyết nhiều thực hành cộng với hình thức thi trắc nghiệm khách quan làm cho học sinh khơng có điều kiện rèn luyện tư sáng tạo mình, tất học sinh cảm thấy khó khăn việc giải tập, mà “bài tập yếu tố quan trọng trình dạy học Có thể nói q trình học tập trình giải hệ thống tập đa dạng Một giảng, lên lớp có hiệu quả, có nâng cao tính tích cực, sáng tạo học sinh hay không phụ thuộc lớn vào tập”.[24] Những nhận xét nói lên rằng, việc tổ chức cho học sinh tự giải tập vật lí trường phổ thơng chưa cao Vấn đề nghiên cứu tập vật lí để giảng dạy trường phổ thông mới, có nhiều người nghiên cứu theo hướng khác nhau, việc giảng dạy tập vật lí trường phổ thông chưa thực hiệu quả, giáo viên chủ yếu sử dụng tập từ sách giáo khoa sách tham khảo không tự sáng tạo tập để dạy học, mà học sinh cảm thấy nhàm chán Mặt khác, tập giáo khoa thường khác xa với toán mà học sinh gặp sống Nếu học sinh khơng hiểu sâu sắc vật lí học khơng quen với việc giải tập vật lí cách thơng minh sáng tạo học sinh khó lịng giải tốt tốn thực sống Để khắc phục hạn chế trên, với tiêu chí giúp giáo viên tự biên soạn hệ thống tập cách sáng tạo, đưa tốn nảy sinh, đồng thời học sinh có phương pháp giải vấn đề xảy giải tập, có cách nhìn tổng qt hơn, chương trình hóa bước giải toán thật tối ưu, tiết kiệm thời gian, chủ động xử lí tình xảy phương pháp đáp ứng tiêu chí phương pháp luận sáng tạo TRIZ Quang học ngành học tượng liên quan tới ánh sáng, định luật quang học dụng cụ quang học sử dụng nhiều đời sống Vì việc nghiên cứu xây dựng hệ thống tập theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ dạy học vật lí nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức, đặc biệt giúp học sinh phát triển tư sáng tạo, lực giải vấn đề, đồng thời học sinh có khả áp dụng tốt vào thực tiễn Xây dựng tập theo phương pháp luận sáng tạo dạy học vật lí trường THPT nâng cao chất lượng giáo dục vấn đề cấp thiết hàng đầu cần nhà nước ta quan tâm Với lí trên, tơi chọn đề tài:“Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học phần quang hình học vật lí 11 Trung Học Phổ Thông theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ” Lịch sử vấn đề nghiên cứu Lí thuyết giải toán sáng chế (tên tiếng anh Theory of Inventive Problem Solving hay tên viết tắt quốc tế TRIZ) nhiều tập đoàn sử dụng gặt hái thành công đặc biệt Tác giả TRIZ Genrich Saulovich Altshuller (1926 – 1998) Ông nghiên cứu bắt đầu xây dựng lí thuyết giải tốn sáng chế từ năm 1946 Năm 1986 ơng cộng tác với Hiệp hội toàn liên bang nhà sáng chế hợp lí hố thành lập phịng thí nghiệm nghiên cứu áp dụng phương pháp sáng chế học viện công cộng sáng tạo sáng chế năm 1971 Người Mỹ du nhập TRIZ từ năm 1991 Họ nhận thấy hội tăng vị cạnh tranh Mỹ kinh tế toàn cầu dựa tri thức xuất việc ứng dụng cơng nghệ sáng tạo mang tính cách mạng TRIZ vào nước Mỹ Hiện nhiều công ty, tổ chức danh tiếng sử dụng TRIZ để giải vấn đề như: 3M, General Motors, Samsung, Intel, Kodak, Motorola TRIZ đưa vào giảng dạy, đào tạo nhiều trường đại học danh tiếng Mỹ; số nước châu Âu, gần số quốc gia châu Á, Nhật, Singapore, Hàn quốc, Trung Quốc nhập Ở Việt Nam, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường chấp nhận đưa môn TRIZ vào bồi dưỡng cho kỹ sư, chuyên viên nâng cao ngạch bậc Hai nhà khoa học đứng đầu Dương Xuân Bảo Phan Dũng Hệ thống tập vật lí nhiều tác giả quan tâm đến, từ việc đề cập đến vai trò dạy học Vật lí việc đề số phương pháp giải số dạng tập điển hình như: Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Phạm Hữu Tòng, Thái Duy Tuyên,…Tuy nhiên, tác giả đề cập đến phần lí luận mà chưa sâu việc xây dựng tập dạy học Vật lí Các tác Lê Văn Thơng, Vũ Thanh Khiết, Vũ Đình Túy, Nguyễn Thanh Hải, Hồ Hùng Linh, biên soạn nhiều loại sách tham khảo tập vật lí cấp III thuộc phần điện học, học, quang học, nhiệt học, vật lí học đại, Bản thân tơi tìm hiểu, tập vật lí phổ thông phong phú, đa dạng dừng lại việc xây dựng hệ thống tập theo phương pháp truyền thống mà ta biết Đã có tác giả đề cập đến tập sáng tạo Phạm Thị Phú – Nguyễn Đình Thước “Bài tập sáng tạo vật lí trường trung học phổ thông” chưa phổ biến xuất dạng báo đăng tạp chí giáo dục Chính mà tình trạng học sinh phổ thơng nắm kiến thức khơng sâu Vì tăng cường biên soạn hệ thống tập vật lí theo phương pháp nhiệm vụ cấp thiết Việc xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ vấn đề mẻ Một số người nghiên cứu tập sáng tạo cách phối hợp nhiều phương pháp luận văn thạc sĩ: Hoàng Thị Thanh Vân “Xây dựng sử dụng tập sáng tạo dạy học phần dao động sóng học trường trung học phổ thông – năm 2007”, Nguyễn Thị Xuân Bằng “Xây dựng hệ thống tập sáng tạo dùng cho dạy học phần học vật lí 10 chương trình nâng cao – năm 2008”, Phạm Thị Thùy Bích “Xây dựng sử dụng tập sáng tạo dạy học phần “dịng điện khơng đổi” vật lí 11 THPT chương trình nâng cao – năm 2008” (ĐH Vinh) Nhưng chưa có tác giả xậy dựng tập vật lí phần quang hình học theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ, tài liệu viết phương pháp luận sáng tạo TRIZ chưa phổ biến, chưa có tính phổ thông, chủ yếu phân bố hai thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng hệ thống tập vật lí 11 phần quang hình học THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ - Thiết kế số giảng có sử dụng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ Giả thiết khoa học Nếu xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo sử dụng để giảng dạy góp phần đổi phương pháp dạy học, đồng thời nâng cao chất lượng giảng dạy vật lí trường phổ thơng theo hướng phát triển lực tư sáng tạo Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lí thuyết TRIZ - Điều tra, khảo sát tình hình sử dụng tập sáng tạo vật lí trường THPT địa bàn nghiên cứu - Xây dựng hệ thống tập vật lí 11 phần quang hình học THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ - Sử dụng hệ thống tập vật lí phần quang hình học lớp 11 theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ để thiết kế số giảng - Tiến hành thực nghiệm sư phạm trường phổ thông để đánh giá hiệu đề tài Đối tượng nghiên cứu - Quá trình dạy – học vật lí trường THPT - Hoạt động dạy học phần quang hình học lớp 11 THPT với việc sử dụng tập theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ Phạm vi nghiên cứu - Tập trung chủ yếu vào hệ thống tập vật lí thuộc phần quang hình học lớp 11 THPT - Tiến hành đối tượng học sinh khối 11 trường Phổ Thông Dân Tộc Nội Trú Vân Canh Trường Trung Học Phổ Thơng Vân Canh - Bình Định Phương pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu văn kiện, nghị Đảng, thị Bộ GD- ĐT, xu hướng phát triển giới - Nghiên cứu lịch sử đời, phát triển sở lí luận phương pháp luận sáng tạo TRIZ - Nghiên cứu sở lí luận tập vật lí chương trình THPT - Nghiên cứu tài liệu tham khảo, sách tập vật lí 11 THPT, luận án, luận văn có liên quan đến đề tài 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra tình hình sử dụng tập vật lí nói chung tập sáng tạo dạy học số trường phổ thông thuộc địa bàn nghiên cứu - Tiến hành dự số lớp khối 11 THPT thuộc địa bàn nghiên cứu - Tiến hành xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ 8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tổ chức hoạt động dạy học số tiết tập có sử dụng hệ thống tập vật lí xây dựng theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ - Tiến hành chọn mẫu điều tra để đánh giá hiệu tiết dạy - So sánh với lớp đối chứng từ rút nhận xét tính khả thi đề tài 8.4 Phương pháp thống kê toán học - Sử dụng phương pháp thống kê tốn học để xử lí số liệu nhằm kiểm định giả thiết khoa hoc Đóng góp luận văn - Đưa khác tập vật lí xây dựng theo phương pháp luận sáng tạo loại tập khác - Xây dựng hệ thống tập vật lí phần quang hình học vật lí 11 THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ 10 Cấu trúc luận văn Phần mở đầu Phần nội dung Chương I: Cơ sở lí luận thực tiễn việc xây dựng tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ Chương II: Xây dựng hệ thống tập vật lí phần quang hình học vật lí 11 THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ Chương III: Thực nghiệm sư phạm Phần kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BÀI TẬP VẬT LÍ THEO PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRIZ 1.1 Phương pháp luận sáng tạo TRIZ 1.1.1 Khái niệm sáng tạo Những năm gần đây, đặc biệt từ giới bắt đầu chuyển mạnh sang kinh tế tri thức xã hội tri thức, giáo dục đòi hỏi phải trang bị cho học sinh lực tư sáng tạo phẩm chất quan trọng người đại Ở nước ta, nhiều nhà giáo dục đề nghị phải xem việc trang bị lực tư sáng tạo nội dung quan trọng giáo dục thời kỳ công nghiệp hoá đại hoá đất nước Nhưng sáng tạo gì, tư sáng tạo gì, dạy cho học sinh tư sáng tác dạy nội dung gì, quan trọng dạy để thật bồi dưỡng nâng cao lực tư sáng tạo học sinh? Sáng tạo hoạt động tạo sản phẩm có đồng thời “tính mới” tính “ích lợi” “Tính mới” khác biệt đối tượng so với đối tượng loại đời trước (đối tượng tiền thân) Nói cách khác, tính phải đem lại ích lợi thặng dư so với trước “Tính ích lợi” vượt trội tính năng, hiệu quả, tác động… đối tượng so với đối tượng tiền thân Tính ích lợi thể đối tượng hoạt động (làm việc) theo chức phạm vi áp dụng Ở đây, “phạm vi áp dụng” có xuất xứ từ luận điểm triết học “chân lý cụ thể”: kết luận (theo nghĩa rộng) (chân lý) khơng gian, thời gian, hồn cảnh, điều kiện… cụ thể (phạm vi áp dụng) Ở phạm vi áp dụng, kết luận khơng cịn Tương tự với chân lý, tính lợi ích có phạm vi áp dụng: hoạt động đối tượng vượt ngồi phạm vi áp dụng, lợi biến thành hại Để đánh giá đối tượng cho trước có phải sáng tạo hay khơng, sử dụng thuật toán gồm năm bước sau: Chọn đối tượng tiền thân So sánh đối tượng cho trước với đối tượng tiền thân Tìm “tính mới” đối tượng cho trước Trả lời câu hỏi “tính có đem lại lợi ích gì? Trong phạm vi áp dụng nào?” Kết luận theo định nghĩa sáng tạo 1.1.2 Khái niệm tư Tư vấn đề thu hút quan tâm nghiên cứu nhiều ngành khoa học nhiều nhà khoa học Triết học nghiên cứu tư góc độ lí luận nhận thức Lơgíc học nghiên cứu tư quy tắc tư Xã hội học nghiên cứu tư phát triển trình nhận thức chế độ xã hội khác Sinh lí học nghiên cứu chế hoạt động thần kinh cao cấp với tư cách tảng vật chất trình tư người Tâm lí học nghiên cứu diễn biến trình tư duy, mối quan hệ qua lại cụ thể tư với khía cạnh khác nhận thức Tư người có khác biệt với dạng tư khác chỗ: Tư người mang chất xã hội - lịch sử, có tính sáng tạo, có khả khái quát sử dụng ngôn ngữ làm phương tiện Tư người quy định nguyên nhân, yêu cầu trình phát triển lịch sử - xã hội, không dừng lại mức độ tư thao tác chân tay hay chương trình lập sẵn Một cách khái quát, nhà tâm lí học Mác - xít, sở chủ nghĩa vật biện chứng, khẳng định: Tư sản phẩm cao cấp dạng vật chất hữu có tổ chức cao, não người Trong q trình phản ánh thực khách quan khái niệm, phán đốn tư có mối liên hệ định với hình thức hoạt động vật chất - hoạt động não người X.L.Rubinstêin cho rằng: Tư “Thâm nhập vào tầng thể, giành lấy đưa ánh sáng giấu kín cõi sâu bí ẩn: Đặt giải vấn đề thực sống, tìm tịi giải đáp 10 - Vận dụng cơng thức thấu kính để giải tập Thái độ Giúp học sinh nhìn nhận tượng vật lí cách khoa học; giáo dục tinh thần đồn kết làm việc, có tinh thần tập thể; lịng đam mê nghiên cứu khoa học II Chuẩn bị Chuẩn bị giáo viên Giáo án, dụng cụ thí nghiệm tập 15 (hệ thống tập sáng tạo chương luận văn), bảng phụ cho học sinh Chuẩn bị học sinh - Ôn lại nội dung học lăng kính thấu kính mỏng - Làm BT (trang 179 SGK), BT 11 (trang 190 SGK) III Tiến trình tiết dạy Hoạt động 1: ổn định lớp (6 phút) - Củng cố cơng thức có liên quan đến tiết tập (3 phút) - Sửa tập giao cho học sinh nhà làm máy chiếu (3 phút) Hoạt động 2: tạo tình có vấn đề cho tập (3 phút) Bài tập 1: Cho lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC có góc A 600 Chùm tia sáng hẹp SI cố định chứa hai xạ đỏ tím chiếu vào mặt bên AB góc tới i (hình vẽ) Chiết suất lăng kính xạ tím n1 = xạ đỏ n2 = a) Hỏi góc tới i có giá trị để tia tím đạt độ lệch cực tiểu Tính độ lệch cực tiểu b) Khi tia tím đạt độ lệch cực tiểu tia đỏ có đạt độ lệch cực tiểu khơng? Muốn tia đỏ đạt độ lệch cực tiểu ta phải làm nào? c) Tìm điều kiện góc tới i để tia đỏ ln ln ló khỏi lăng kính d) Chứng minh với điều kiện tia đỏ ln ln ló khỏi lăng kính tia tím ln ln ló khỏi lăng kính 67 Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Chiếu tia sáng đơn sắc SI vào - Một HS lên bảng thực nhiệm vụ lăng kính có góc tới i Giáo viên u cầu HS lên bảng vẽ đường tia sáng qua lăng kính - Nghe tiếp nhận thơng tin - Cần điều chỉnh tia sáng góc lệch D đạt giá trị cực tiểu? - Nghiên cứu vấn đề để trả lời câu hỏi - Điều kiện dẫn đến D đạt độ lệch giáo viên: cực tiểu? A ' + Nếu D = Dmin i = i ' r = r = - Cá nhân trả lời câu hỏi GV - Nếu tia sáng SI chùm đơn sắc mà tổng hợp hai tia đỏ tím làm xác định góc tới i để góc lệch hai tia đỏ tím đạt độ lệch cực tiểu? - Cho học sinh thảo luận nhóm (giáo - Thảo luận nhóm đưa câu trả lời xác viên phân nhóm học sinh đầu học) để đưa phương án Hoạt động 3: tiếp nhận giải tập (10 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu HS phân tích đề bài, xác - Phân tích tượng vật lí, đánh giá định dự kiện toán loại tập, xác định công thức cần sử cho, xác định đại lượng cần tìm để dụng để xác định đại lượng cần tìm giải tập - Hãy vẽ đường tia ló màu - HS lên bảng vẽ hình đỏ tím sau khỏi lăng kính? - Với góc tới i hai tia - Cá nhân trả lời: ló màu đỏ tím có đạt độ lệch + Nếu tia tím đạt độ lệch cực tiểu cực tiểu không? tia đỏ đạt độ lệch cực tiểu 68 + Nếu tia tím đạt độ lệch cực tiểu tia đỏ khơng đạt độ lệch cực tiểu phương tia tím đỏ ló khỏi lăng kính khác - Yêu cầu HS hoạt động nhóm giải câu - Các nhóm thảo luận giải tập câu a) b) bảng phụ a) b) tập - Yêu cầu nhóm nộp bảng phụ, GV - Cả lớp thảo luận lời giải trình chiếu giải nhóm nhóm mà giáo viên trình chiếu Đồng thời yêu cầu HS quan sát phân bảng để đưa lời giải cho tích tìm chỗ sai nhóm tập ghi chép tập vào Cuối GV phân tích ưu, nhược điểm nhóm đưa lời giải - Từ kết trên, rút lời - Vậy: với góc tới i nhau, nhận xét cuối cùng? (nguyên tắc kết tia tím đạt độ lệch cực tiểu tia đỏ hợp) không đạt độ lệch cực tiểu Muốn tia đỏ đạt độ lệch cực tiểu phải quay lăng kính góc 150 theo chiều kim đồng hồ - Yêu cầu học sinh tiến hành thí - Các nhóm tiến hành thí nghiệm nghiệm để kiểm tra kết tốn Hoạt động 4: tạo tình có vấn đề giải câu c) (6 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Thay tìm điều kiện để tia đỏ - Cá nhân HS trả lời: để tia đỏ khơng ló ln ln ló khỏi lăng kính lúc khỏi lăng kính mặt bên AC GV đặt câu hỏi: Muốn cho tia đỏ xảy tượng phản xạ tồn phần khơng ló khỏi lăng kính góc tới i thỏa mãn điều kiện gì? (Ngun tắc đảo ngược) 69 - Điều kiện để mặt bên AC xảy ' - rdo ≥ igh (đỏ) tượng phản xạ tồn phần gì? - Muốn tìm điều kiện góc tới i ta phải thơng qua đại lượng nào? Áp dụng định luật để tính? - Gọi HS lên bảng giải câu c) - Ta phải tìm điều kiện góc khúc xạ rđỏ; Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng để tìm điều kiện cho góc tới i - HS lên bảng giải tập; yêu cầu HS khác làm tập vào bảng phụ đồng thời theo dõi đưa lời nhận xét - Gọi vài HS nhận xét làm bạn - GV tổng kết, hợp thức hóa kiến thức - Cả lớp thảo luận, phân tích chỗ sai bạn Trở lại yêu cầu tập, muốn cho tia đỏ ln ló khỏi lăng kính i > arcsin0,366 - Hãy nhà chứng minh với điều kiện ( i > arcsin0,366 ) tia đỏ ln ló khỏi lăng kính tia tím - Cá nhân tiếp nhận vấn đề nhà giải theo u cầu giáo viên ln ln ló khỏi lăng kính Hoạt động 5: tạo tình có vấn đề cho tập (5 phút) Bài tập 2: Đặt thấu kính giới hạn hai mặt lồi có chiết suất n = 1,5; bán kính R = 20 cm vào đáy chậu mỏng, suốt Đổ vào đáy chậu lớp nước có chiết suất n’ = 4/3 vừa đủ ngập thấu kính Một vật sáng AB đặt trước thấu kính cách 90 cm Làm ảnh qua hệ dịch chuyển xa thấu kính cách khoảng 40/3 cm so với vị trí ảnh trước Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Nếu đặt vào đáy chậu thấu kính - Cá nhân HS đưa ý kiến: giới hạn hai mặt lồi, sau đổ + Ảnh dịch chuyển lại gần thấu vào đáy chậu lớp nước vừa đủ kính 70 ngập thấu kính, em dự đốn xem + Ảnh dịch chuyển xa thấu kính vị trí ảnh vật lúc + Vị trí ảnh cũ so với chưa đổ nước? - GV giúp HS giải vấn đề: + Khi đổ vào đáy chậu lớp - HS tiếp nhận vấn đề suy nghĩ nước lúc thấu kính có cịn tính chất cũ khơng? + Lớp nước đổ vào trở thành quang cụ q trình tạo ảnh? - HS thảo luận nhóm trả lời câu hỏi GV: lớp nước đổ vào trở thành hai thấu kính nước mỏng phẳng–lõm có bán kính R = 20 cm có chiết suất n’=4/3 - Vậy ảnh cuối qua thấu kính lúc - Ảnh cuối ảnh vật sau xác định nào? qua hệ ba thấu kính (hai thấu kính nước mỏng phẳng-lõm thấu kính thủy tinh giới hạn hai mặt lồi) - HS tiếp nhận khám phá tập - GV phát biểu thành lời tập Hoạt động 6: giải tập (15 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - GV yêu cầu HS phân tích tốn, - HS phân tích tính chất loại xác định dự kiện cho, đại quang cụ, xác định trình tạo lượng cần tìm ảnh qua hệ thấu kính - Trước tìm phương án đổ nước vào hay bớt nước ảnh dịch xa thấu kính, GV u cầu HS tìm vị trí, tính chất độ phóng đại ảnh đổ nước vào đáy chậu vừa ngập thấu kính bảng phụ ( nguyên tắc phân nhỏ) - Các nhóm thảo luận giải câu a) bảng phụ - Hướng dẫn HS cách xác định tiêu cự 71 hệ thấu kính ghép sát - GV gọi HS - Cá nhân HS trình bày giải nhóm lên bảng giải tập, đồng thời nhóm Các HS khác theo dõi cho điểm cho nhóm nhóm phân tích chỗ sai lời giải bạn - GV hướng dẫn HS giải vấn đề - HS thảo luận, đại diện nhóm trả tốn lời câu hỏi GV: Vì ảnh cuối - Nếu ảnh cuối dịch xa thấu dịch xa thấu kính nên ảnh A 1B1 kính phải đổ nước thêm vào hay bớt (trung gian) gần thấu kính Do đó, ta phải đổ thêm nước vào chậu đi? nước, lúc lớp nước trở thành mặt song song - Hãy vẽ hình sơ đồ tạo ảnh qua hệ - HS vẽ hình, sơ đồ giải câu b) bảng phụ quang cụ - GV trình chiếu giải nhóm cho HS quan sát nhận xét - Từ kết trên, đưa lời kết - HS nắm chỗ sai lời giải mình, ghi chép lời giải tập vào - Phải đổ thêm vào chậu nước lớp luận cuối nước có bề dày 12 cm ảnh qua hệ dịch chuyển xa thấu kính đoạn 580 40 cm cách ảnh cũ đoạn 3 cm Hoạt động 7: củng cố dặn dò (3 phút) - Yêu cầu HS đưa chiến lược giải tập vật lí từ hai tập - Nhắc lại nhiệm vụ nhà IV Rút kinh nghiệm bổ sung 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 3.4.1 Nhận xét tiến trình dạy học Thơng qua tiết dạy thực theo giáo án thực nghiệm với tập sáng tạo, tơi có nhận xét kết thực nghiệm sau: 72 - Số lượng mức độ tập đưa vào tiết học vừa phải HS Việc sử dụng câu hỏi hỗ trợ cho tập phát huy lực tư sáng tạo cho HS, đa số HS tham gia tích cực giải tập - Việc tăng cường sử dụng tập theo hướng bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho HS học phần đáp ứng nhu cầu dạy học thời đại cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước - Khơng khí lớp học sơi hơn, HS đặt vào trạng thái phải làm việc để thảo luận vấn đề GV đưa qua BT - Khi thảo luận giải BT, HS không hiểu kiến thức mà cịn rèn luyện kĩ phân tích, tổng hợp tượng vật lí xảy thực tế sống, có khả đưa chiến lược giải tập cách độc lập 3.4.2 Đánh giá kết học tập học sinh a) Đánh giá định tính Sau tiến hành dạy thực nghiệm cho làm kiểm tra lớp TN lớp ĐC, tơi có nhận xét cụ thể sau đây: + Đối với lớp TN: HS lớp 11 có khả học BTST Nhưng phù hợp HS có trình độ trung bình trở lên Việc tập dược vận dụng nguyên tắc sáng tạo thật vấn đề mẻ hấp dẫn, lôi ý HS, em tích cực suy nghĩ, tranh luận cảm thấy tự tin hơn, mong muốn sáng tạo + Đối với lớp ĐC: Việc giải tập luyện tập có tác dụng củng cố kiến thức, khơng kích thích phát triển tư sáng tạo cho HS b) Đánh giá định lượng Dưới định hướng GV việc giải tập sáng tạo, HS hai nhóm ĐC TN đánh giá định lượng thông qua điểm số kiểm tra Chúng tiến hành lập bảng số liệu dựa kết kiểm tra, tính tốn xử lý tham số thống kê đặc trưng như: Giá trị trung bình cộng: k x = ∑ f i xi n i =1 (3.1) Trong đó: fi số HS đạt điểm xi; xi điểm số; n số HS dự kiểm tra 73 Phương sai: dùng để độ lệch bình phương trung bình giá trị thu mẫu, tính theo cơng thức: s2 = k ∑f n − i =1 i ( x −x) i (3.2) Độ lệch chuẩn: đặc trưng cho độ phân tán nhiều hay kết thu quanh trị trung bình Nếu s nhỏ chứng tỏ số liệu thu phân tán Độ lệch chuẩn xác định theo công thức: ∑ f ( x − x) k s= i =1 i i n −1 (3.3) Bảng 3.1 Bảng điểm kiểm tra Nhóm Điểm số (xi) Tổng số HS 10 TN 127 12 37 35 23 11 ĐC 123 10 26 36 30 10 0 Nhóm Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất wi(%) Số % HS đạt điểm xi Tổng số HS 10 TN 137 0.8 3.9 9.5 29.1 27.6 18.1 8.7 2.4 ĐC 136 4.9 8.1 18.4 29.3 24.8 8.1 8.7 0 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất lũy tích Nhóm TN ĐC Tổng số HS 137 136 Số % HS đạt điểm xi trở xuống 10 0 0.8 4.9 4.7 13.1 14.1 34.1 43.3 63.4 70.9 87.8 89.0 95.9 97.6 100 100 100 100 100 74 Bảng 3.4 Các tham số thống kê Nhóm Tổng số HS TN ĐC Điểm trung bình sai s2 (x) 127 123 Phương 5.79 5.01 Độ lệch chuẩn (s) 1.86 1.93 1.36 1.39 Từ (3.1) (3.3) ta tính điểm trung bình ( x )và độ lệch chuẩn (s) Từ bảng 3.2, 3.3 ta có biểu đồ phân phối tần suất wi biểu đồ phân phối tần suất lũy tích Trong trục tung số % HS đạt điểm x i trở xuống, trục hoành điểm số Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân phối tần suất wi Tỉ lệ % Điểm Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích Tỉ lệ % Điểm 75 Dựa vào tham số tính tốn trên, rút kết luân sơ sau: - Điểm trung bình kiểm tra HS nhóm TN (5,79) cao so với HS nhóm ĐC (5,01) - Đường lũy tích ứng với lớp TN nằm bên phải phía đường lũy tích lớp ĐC Như kết học tập lớp TN cao kết học tập lớp ĐC 3.4.3 Kiểm định giả thiết thống kê Để kết đề tài có độ tin cậy cao, nghĩa chứng minh kết học tập HS lớp TN cao kết học tập HS lớp ĐC có ý nghĩa thống kê, chúng tơi cần phải tiến hành kiểm định thống kê sau: Giả thiết H0: Sự khác giá trị trung bình nhóm TN nhóm ĐC khơng có ý nghĩa Giả thiết H1: Điểm trung bình nhóm TN lớn điểm trung bình nhóm ĐC có ý nghĩa Xác định đại lượng kiểm định t theo công thức sau: t= Với sp = x − x1 sp n 1n n1 + n ( n1 − 1) s12 + ( n − 1) s 22 n1 + n − (3.4) (3.5) x1 , x điểm trung bình kiểm tra nhóm TN ĐC s1, s2 độ lệch chuẩn; n1, n2 số HS nhóm TN ĐC Với x1 = 5.79; x = 5.01; n1 = 127; n2 = 123; s1 = 1.36; s2 = 1.39 Ta có sp = 1.89 => t = 3.26 Tra bảng Student với f = n + n2 – = 248 α = 0.05 tα = 1.96 (kiểm định hai phía) Giá trị t = 3.26 > tα = 1.96, có nghĩa giả thiết H bị bác bỏ, chấp nhận giả thiết H1 Sự khác điểm trung bình nhóm TN ĐC có ý nghĩa, với mức ý nghĩa 0.05 Tóm lại, qua việc phân tích số liệu thực nghiệm cho phép kết luận: 76 + HS lớp chọn làm thực nghiệm nắm vững kiến thức, hoạt động tích cực so với HS nhóm đối chứng + Việc tổ chức học vật lí có sử dụng tập sáng tạo dạy học góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức HS THPT KẾT LUẬN CHƯƠNG III Qua thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm xử lí số liệu tiến hành thực nghiệm hai trường phổ thông thuộc địa bàn tỉnh Bình Định, tơi rút số kết luận sau: - Việc sử dụng tập sáng tạo dạy vật lí góp phần nâng cao chất lượng dạy học trường THPT - HS trường THPT có khả học tập vật lí soạn thảo theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ Đa số HS tích cực tham gia xây dựng bài, hứng thú học vật lí - Bài tập sáng tạo phát huy HS nắm vững kiến thức đối tượng HS có trình độ từ trung bình trở lên nên loại tập sáng tạo thay hoàn toàn tập luyện tập - Hệ thống tập vật lí xây dựng theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ hợp lí, phù hợp với trình độ HS 77 KẾT LUẬN Căn vào mục tiêu nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu kết thực nghiệm sư phạm, đề tài “Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học phần quang hình học vật lí 11 Trung Học Phổ Thông theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ” đạt kết sau: Góp phần làm sáng tỏ sở lí luận thực tiễn vai trị tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ; nêu khác tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ dạng tập khác; đưa số biện pháp nhằm thực việc dạy học sáng tạo trường THPT Dựa sở lí luận thực tiễn việc dạy học sáng tạo trường THPT, xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ gồm 20 với bước nhằm đưa hệ thống tập vào trình dạy học sáng tạo trường THPT với mục đích phát huy lực tư sáng tạo HS, đồng thời nâng cao chất lượng dạy học đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực thời đại cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Kết TNSP hai trường phổ thông cho thấy bước đầu đưa hệ thống tập sáng tạo vào dạy học đạt kết định Tuy nhiên để dạy tập sáng tạo đòi hỏi người giáo viên phải có kiến thức sâu rộng, có tinh thần học hỏi, chịu khó tìm tịi nghiên cứu khoa học, có lực sư phạm trình độ chun mơn cao Một số khó khăn sử dụng tập sáng tạo vào dạy học trường phổ thông: - Xây dựng sử dụng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ vào dạy học vật lí trường phổ thơng vấn đề cịn mẻ giáo viên, chưa thực phổ biến nên giáo viên phổ thơng hưởng ứng - Trình độ học sinh trường phổ thông không đồng đều, đặc biệt trình độ học sinh vùng sâu, miền núi cịn thấp gây nhiều khó khăn việc dạy học sáng tạo - Việc xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo đòi hỏi nhiều thời gian nổ lực người giáo viên 78 - Phương tiện thiết bị dạy học trường phổ thơng cịn nhiều hạn chế chưa đáp ứng đủ nhu cầu dạy học, thiết bị thí nghiệm phần quang hình Qua trình nghiên cứu đề tài, tin luận văn phần giúp ích cho giáo viên trình dạy học vật lí trường phổ thơng, kết luận văn làm tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên dạy học vật lí trường phổ thơng Thời gian có hạn nên số lượng tập vật lí xây dựng theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ khơng nhiều Do đó, cần bổ sung tập sáng tạo phần quang hình học cần thiết nên làm Bởi tập sáng tạo không đạt hiệu cao việc bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho HS mà cịn gây hứng thú học tập, kích thích lịng ham hiểu biết, trí tìm tịi, phát huy tính tích cực, độc lập cho học sinh 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Xuân Bằng (2008), Xây dựng hệ thống tập sáng tạo dùng cho dạy học phần học vật lí 10 chương trình nâng cao, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Vinh Phạm Thị Thùy Bích (2008), Xây dựng sử dụng tập sáng tạo dạy học phần “dòng điện khơng đổi” vật lí 11 THPT chương trình nâng cao, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Vinh Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2007), Vật lí 11, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Lương Dun Bình (Tổng chủ biên) (2007), Vật lí 11, sách giáo viên, Nhà xuất Giáo dục , Hà Nội Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2007), Bài tập Vật lí 11, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2007), Những vấn đề chung đổi giáo dục Trung học phổ thơng mơn Vật lí, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Dũng, Nguyễn Đức Minh, Ngô Quốc Quýnh (1994), Bài tập định tính câu hỏi thực tế vật lí 12, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Phan Dũng, Phương pháp luận sáng tạo khoa học – kỹ thuật Vũ Cao Đàm, Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội 10 Đảng Cộng sản Việt Nam (1996), Văn kiện hội nghị lần thứ Ban chấp hành trung ương Đảng khoá VIII, Nhà xuất Chính trị Quốc gia, Hà Nội 11 Lê Văn Giáo (2001), Nghiên cứu quan niệm học sinh số khái niệm vật lí phần quang học, điện học việc giảng dạy khái niệm trường trrung học sở, Luận án Tiến sĩ Giáo dục, Đại học Vinh 12 Nguyễn Thanh Hải (1997), Bài tập vật lí chọn lọc, Nhà Xuất Bản Giáo dục, Hà Nội 13 Nguyễn Thanh Hải (2007), Bài tập định tính câu hỏi thực tế Vật lí 11, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 80 14 David Halliday, Rbert Resnick, Jearl Walker (1999), Cơ sở vật lí - tập sáu Quang học Vật lí lượng tử, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 15 Nguyễn Đức Hiệp (1998), Giải tập vật lí 12, Nhà xuất Đồng Nai 16 Trần Trọng Hưng (2007), Phương pháp giải tốn vật lí 11, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội 17 Nguyễn Thế Khôi, Nguyễn Phúc Thuần (đồng chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Vũ Thanh Khiết, Phạm Xuân Quế, Phạm Đình Thiết, Nguyễn Trần Trắc (2007), Bài tập vật lí 11 nâng cao, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 18.Vũ Quang (chủ biên), Lương duyên bình, Bùi Quang Hân, Vũ Đình Túy (2007), Tài liệu chủ đề tự chọn nâng cao, vật lí 11 , Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 19 Vũ Quang, Nguyễn Phúc Thuần (đồng chủ biên) (2007), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên mơn vật lí 11, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 20 M.N Sacđacôv (1970), Tư học sinh, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, tr.9-10 21 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (2008), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lí trường phổ thơng, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội, tr.27-28 22 Phạm Hữu Tòng (1994), Bài tập phương pháp dạy tập vật lí, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 23 Lê Công Triêm, Nguyễn Đức Vũ (2004), Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, Nhà xuất Đại học Sư Phạm, Huế 24 Thái Duy Tuyên (2006), Phương pháp dạy học đại truyền thống, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 25 Nguyễn Thị Hồng Việt (2003), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lí trường Trung học phổ thông, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Tài liệu internet 26 www.hcmuns.edu.vn/CSTC/home-v.htm (tiếng Việt) 27 www.hcmuns.edu.vn/CSTC/home-e.htm (tiếng Anh) 81 ... nghiên cứu - Xây dựng hệ thống tập vật lí 11 phần quang hình học THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ - Thiết kế số giảng có sử dụng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ Giả... tiết dạy phần quang hình học vật lí 11 trình bày chương II 32 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRIZ. .. học vật lí lớp 11 THPT theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ .35 2.2.3 Xây dựng hệ thống tập vật lí theo phương pháp luận sáng tạo TRIZ phần quang hình học lớp 11 trung học phổ thông