Tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” vật lý 11 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT

Vì vậy việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng cần phải đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho vai trò chủ thể của học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

MÔNG THỊ NHUNG

TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”

- VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2016

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

MÔNG THỊ NHUNG

TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”

- VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

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

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TÔ VĂN BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình đề tài nghiên cứu này là của tôi, do chính tôi viết, nghiên cứu và hoàn thành chưa được công bố ở đâu trên bất

kì tạp chí nào

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2016

Tác giả luận văn

Mông Thị Nhung

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS.Tô Văn Bình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người Thầy của mình đã từng bước hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong nghiên cứu khoa học

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau Đại học trường ĐHSP

- ĐHTN đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập

và làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Vật lí trường ĐHSP - ĐHTN đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ và đưa ra nhiều ý kiến quý báu về mặt chuyên môn trong quá trình tác giả nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường THPT Bảo Lạc - huyện Bảo Lạc - tỉnh Cao Bằng đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ tác giả trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2016

Tác giả

Mông Thị Nhung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4

4 Giả thuyết khoa học 4

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

6 Phạm vi nghiên cứu 4

7 Phương pháp nghiên cứu 5

8 Đóng góp của đề tài 5

9 Bố cục của luận văn 5

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 6

1.1 Năng lực 6

1.1.1 Khái niệm năng lực 6

1.1.2 Sự hình thành và phát triển năng lực 6

1.1.3 Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý 9

1.2 Năng lực thực nghiệm 16

1.2.1 Khái niệm về năng lực thực nghiệm 16

1.2.2 Các thành tố của năng lực thực nghiệm 16

1.3 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh 19

1.3.1 Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu 19

1.3.2 Hướng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán (giả thuyết) 19

1.3.3 Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra 20

1.3.4 Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện 20

1.3.5 Nhận xét và rút ra kết luận 21

1.3.6 Một số chú ý 22

1.4 Đánh giá năng lực thực nghiệm 23

1.5 Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT 26

1.5.1 Thực trạng 26

1.5.2 Nguyên nhân của thực trạng 28

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 29

Chương 2 TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” - VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 32

2.1 Cấu trúc chương “khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11 (cơ bản) 30

2.1.1 Vị trí và đặc điểm của chương 30

2.1.3 Mức độ cần đạt về kiến thức, kỹ năng, trong dạy học chương khúc xạ ánh sáng 31

2.2 Đề xuất tiến trình dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua thí nghiệm vật lý khi dạy bài “khúc xạ ánh sáng” 31

2.3 Đề xuất tiến trình dạy học phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh thông qua thí nghiệm vật lý khi dạy bài “phản xạ toàn phần” 42

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 49

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 50

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 50

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 50

3.3 Đối tượng và PP thực nghiệm sư phạm 50

3.3.1 Đối tượng TNSP 50

3.3.2 Chọn giáo án dạy TNSP 51

3.3.3 Phương pháp TNSP 51

3.4 Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 52

3.4.1 Các tiêu chí đánh giá 52

3.4.2 Việc xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm [2] 53

3.5 Kết quả của thực nghiệm sư phạm 54

3.5.1 Đánh giá sự hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm 54

3.5.2 Kết quả định lượng 57

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 65

KẾT LUẬN CHUNG 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ

các năng lực chung [3, tr.46-48] 9

Bảng 1.2: Năng lực chuyên biệt môn vật lý [3, tr 50-52] 12

Bảng 1.3: Các cấp độ năng lực [3, tr.52-54] 14

Bảng 1.4: Số liệu đo quãng đường và thời gian của chuyển động rơi tự do 18

Bảng 1.5: Ma trận đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh 23

Bảng 2.1: Kết quả góc tới i và góc khúc xạ r khi tia sáng truyền qua khối bán trụ 36

Bảng 2.2: Kết quả tính sini, sinr và sini/sinr 38

Bảng 2.3: Kết quả sự truyền của tia sáng vào môi trường chiết quang kém hơn 45

Bảng 3.1: Chất lượng học tập môn vật lý lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 51

Bảng 3.2: Thang xếp loại điểm kiểm tra 52

Bảng 3.3: Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của nhóm lớp thực nghiệm trong quá trình lên lớp 55

Bảng 3.4: Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của nhóm lớp đối chứng và nhóm lớp thực nghiệm qua bài tập thực hành 56

Bảng 3.5: Thống kê các loại điểm của bài kiểm tra 58

Bảng 3.6: Kết quả xếp loại điểm kiểm tra 58

Bảng 3.7: Phân phối tần suất điểm kiểm tra 59

Bảng 3.8: Lũy tích điểm kiểm tra của hai nhóm 60

Bảng 3.9: Kết quả các thông số thống kê của bài kiểm tra 62

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1: Bộ thí nghiệm rơi tự do - vật lý 10 18

Hình 2 1: Sơ đồ cấu trúc chương khúc xạ ánh sáng 30

Hình 2 2: Dụng cụ thí nghiệm giảng dạy bài khúc xạ ánh sáng 32

Hình 2 3: Tia sáng truyền qua khối trong suốt hình chữ nhật 33

Hình 2 4: Đo góc tới và góc khúc xạ khi tia sáng truyền qua khối nhựa trong suốt hình chữ nhật 35

Hình 2 5: Tia sáng truyền qua khối bán trụ trong suôt 35

Hình 2 6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa i và r 37

Hình 2 7: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa sini và sinr 38

Hình 2 8: Tia sáng truyền từ môi trường khối bán trụ sang môi trường không khí 40

Hình 2 9: Thí nghiệm về tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng 41

Hình 2 10: Dụng cụ thí nghiệm bài phản xạ toàn phần 43

Hình 2 11: Thí nghiệm về sự truyền của tia sáng vào môi trường chiết quang kém hơn 45

Hình 2 12: Sơ đồ thí nghiệm bài tập 8 (SGK vật lý 11 cơ bản - trang 173) 48

Hình 3 1: Đồ thị xếp loại điểm kiểm tra của nhóm lớp đối chứng và nhóm lớp thực nghiệm 58

Hình 3 2: Đồ thị phân bố tần suất các điểm kiểm tra 60

Hình 3 3: Đồ thị lũy tích điểm kiểm tra của lớp đối chứng và lớp thực nghiệm 61

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Thế kỉ XXI tạo ra cơ hội Hội nhập quốc tế cho nhiều quốc gia, trong đó

có Việt Nam Hội nhập quốc tế, đặc biệt là hội nhập kinh tế quốc tế tạo ra cho nước ta rất nhiều cơ hội để phát triển đất nước về mọi mặt Tuy nhiên bên cạnh

đó hội nhập quốc tế cũng tạo ra không ít những yêu cầu, thách thức đối với nước ta Một trong những yêu cầu rất quan trọng để hội nhập quốc tế là yêu cầu

về nguồn nhân lực; một quốc gia có nguồn nhân lực dồi dào, phát triển ắt hẳn

sẽ hội nhập quốc tế thành công và đạt được kết quả cao

Đảng và Nhà nước luôn khẳng định quan điểm coi con người là trung tâm của sự phát triển, của công cuộc xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Hiện nay, trong điều kiện đẩy mạnh công nghiệp hoá và hội nhập quốc tế, phát triển nhân lực được coi là một trong ba khâu đột phá của chiến lược chuyển đổi mô hình phát triển kinh tế xã hội của đất nước; đồng thời, phát triển nhân lực trở thành nền tảng phát triển bền vững và tăng lợi thế cạnh tranh quốc gia

Để có nguồn năng lực đảm bảo yêu cầu hội nhập, phát triển đất nước, Đảng và Nhà nước ta đã đưa ra 4 giải pháp phát triển nguồn nhân lực giai đoạn

2015 - 2020 Trong 4 giải pháp đó có giải pháp đổi mới Giáo dục và Đào tạo, đây là giải pháp then chốt, giải pháp chủ yếu để phát triển nhân lực Việt Nam trong giai đoạn từ nay đến 2020 và những thời kỳ tiếp theo

Nghị quyết số 29NQ/TƯ ngày 04/11/2013 của Hội nghị Trung ương 8 khoá XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế nói rõ: Về mục tiêu giáo dục phổ thông: “ Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành,

vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời Về nhiệm vụ, giải pháp: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ

áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”

Mục tiêu giáo dục hiện nay không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những kiến thức, kỹ năng có sẵn cho học sinh (HS) mà phải bồi dưỡng cho các em năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ đó các em có thể sáng tạo

ra những tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới Vì vậy việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng cần phải đổi mới mạnh mẽ

về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy và học sao cho vai trò chủ thể của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức được phát huy, các em có cơ hội phát triển năng lực của mình

Để thực hiện mục tiêu giáo dục trong thời kì mới và góp phần thực hiện Nghị quyết 29, trong thời gian qua nhiều đề tài khoa học giáo dục về những vấn

đề cấp bách của giáo dục phổ thông đã được nghiên cứu: có những đề tài nghiên cứu về phát triển tư duy của học sinh, như đề tài của Ngô Văn Lý, Lê Văn Huế; có những đề tài nghiên cứu về tích hợp trong dạy học, như đề tài của Dương Xuân Hải, Vũ Thị Thanh Hà, Đinh Xuân Giang; có những đề tài nghiên cứu về vận dụng các phương pháp dạy học tích cực, như đề tài của Nguyễn Thị Mai, Hoàng Văn Lượng; hoặc có rất nhiều đề tài nghiên cứu kết hợp vận dụng các phương pháp dạy học, đổi mới các phương pháp dạy học để phát triển năng lực và tư duy của học sinh, như đề tại của Tạ Đức Trọng, Lương Bích Vân, Dương Thị Hoa; về năng lực thực nghiệm (NLTN) có đề tài của Đinh Anh

Tuấn (Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học chương

“cảm ứng điện từ” vật lý 11 trung học phổ thông) Mặc dù có rất nhiều đề tài nghiên cứu nhiều về nhiều lĩnh vực hiện đại, cấp bách của giáo dục hiện nay nhưng ít có đề tài nghiên cứu về việc hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông (THPT), đặc biệt là học sinh THPT miền núi

Trong hoạt động dạy học, đặc biệt là dạy học vật lý, thí nghiệm (TN) là phương tiện của hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh tìm kiếm, thu nhận và kiểm tra các kiến thức khoa học cần thiết Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, góp phần rèn luyện hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh Thông qua thí nghiệm, HS có thể tác động có chủ định, có hệ thống vào các đối tượng của hiện thực khách quan, qua đó học sinh có thể thu nhận được tri thức mới, giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, đặc biệt là kĩ năng, kĩ xảo thực hành, củng cố niềm tin khoa học, hình thành thế giới quan

duy vật biện chứng

Là giáo viên đang dạy học ở tỉnh miền núi - Cao Bằng, tôi nhận thấy, đa

số học sinh THPT miền núi sinh sống trong vùng có điểu kiện kinh tế - xã hội

và cơ sở vật chất còn nhiều khó khăn, việc hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh còn nhiều hạn chế và chưa được chú trọng Do đó ở

đa số các em năng lực thực nghiệm chưa được hình thành, hoặc có hình thành nhưng không được hệ thống và phát triển

Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu:

Tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT

2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu về tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11 nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông Qua

đó giúp học sinh hình thành, phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên

biệt trong học tập môn Vật lý, nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Việc phát triển năng lực thực nghiệm thông qua thí nghiệm vật lý trong trường phổ thông

- Chương “khúc xạ ánh sáng - sách giáo khoa Vật lý 11 (cơ bản)”

- Học sinh lớp 11 trường THPT Bảo Lạc - Bảo Lạc - Cao Bằng

4 Giả thuyết khoa học

Nếu sử dụng thí nghiệm vật lý trong dạy học chương “khúc xạ ánh sáng”

- vật lý 11 theo một tiến trình hợp lý sẽ giúp hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy học vật lý

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận về

5.1.1 Nghiên cứu về năng lực

5.1.2 Nghiên cứu về năng lực thực nghiệm

5.1.3 Nghiên cứu về dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh

ở trường phổ thông

5.2 Nghiên cứu thực trạng: Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm để hình

thành năng lực thực nghiệm cho học sinh miền núi

5.3 Soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm một số bài trong chương “khúc xạ ánh sáng - vật lý 11 (cơ bản)” nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

5.3.1 Nghiên cứu nội dung, cấu trúc, đặc điểm chương “khúc xạ ánh sáng - vật

-Về kiến thức: Chương “khúc xạ ánh sáng - vật lý 11 (cơ bản) ”

- Về địa bàn: Huyện Bảo Lạc - tỉnh Cao Bằng

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu thực tiễn thông qua điều tra, quan sát, trao đổi với học sinh, giáo viên về thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm tiến trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11 (cơ bản) có sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT

Sử dụng phương pháp thống kê trong nghiên cứu khoa học giáo dục để

xử lý kết quả thực nghiệm thu được

9 Bố cục của luận văn

Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trong quá trình dạy học vật lý

Chương II: Tổ chức dạy học chương “khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11

nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh miền núi

Chương III: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN

NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Năng lực

1.1.1 Khái niệm năng lực

Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân; nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt đông nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao (http://www.vnpt.vn/News/Khoa_Hoc_Cong_Nghe/ViewNews/tabid /89/newsid/8794/seo/Khai-niem-chung-ve-nang-luc-va-nhung-yeu-cau-nang-luc-cua-nguoi-lanh-dao-quan-ly/Default.aspx)

Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó khăn mới

mà nhiều người khác không vượt qua được

Năng lực gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng Song kĩ năng, kĩ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành động hẹp, chuyên biệt, đến mức thành thạo, tự động hoá, máy móc Còn năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn Thí dụ như: người có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các phép đo lường thì

có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác các phép đo, khéo léo lắp ráp các thiết

bị để đo lường Còn người có năng lực thực nghiệm thì ngoài việc thực hiện các phép đo, còn có việc thiết kế các thí nghiệm, xử lí các số liệu đo lường rút

ra kết quả, giải thích, đánh giá các kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát

1.1.2 Sự hình thành và phát triển năng lực

Nguồn gốc phát sinh và quá trình phát triển năng lực là một vấn đề phức tạp, tuân theo qui luật chung của sự phát triển nhân cách Tâm lí học hiện đại

cho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách Chính trong quá trình sống, học tập, lao động, giao lưu, con người đã hình thành và phát triển nhân cách của mình Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội

(http://zbook.vn/ebook/xay-dung-tien-trinh-day-hoc-mot-so-kien-thuc-chuong-cam-ung-dien-tu-vat-ly-11-nang-cao-theo-cac-giai-doan-cua-phuong-44737/)

1.1.2.1 Yếu tố sinh học

Di truyền có vai trò quan trọng trong sự hình thành năng lực Di truyền là

sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã có ở cha mẹ, là sự truyền lại từ cha mẹ đến con cái những đặc điểm và những phẩm chất nhất định đã được ghi lại trong hệ thống gen Những đặc điểm về giải phẫu sinh lí, nhất là về hệ thần kinh cao cấp của con người được gọi là “tư chất” Di truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết qủa trong lĩnh vực nhất định Tuy nhiên, di truyền không thể qui định những giới hạn tiến bộ của xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng

1.1.2.2 Yếu tố hoạt động của chủ thể

Như đã nói ở trên, năng lực không có sẵn trong con người Con người bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạt động của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình Rất nhiều nhà khoa học, nghệ sĩ hoạt động rất thành công trong một lĩnh vực nào đó, một phần rất quan trọng là do đã tiếp thu được những kinh nghiệm sáng tạo của biết bao thế hệ đi trước Nhiều nhà khoa học lỗi lạc đều cho rằng thiên tài chín mươi chín phần trăm là do lao động, chỉ có một phần trăm là do bẩm sinh ví như Thomas Edison nói “thiên tài một phần trăm là cảm hứng và chín mươi chín phần trăm là mồ hôi” Tuỳ theo đặc điểm của loại hình hoạt động của con người mà các yếu tố bẩm sinh có thể phát triển mạnh theo hướng này hay hướng khác hoặc có thể bị thui chột đi Như vậy, hoạt động của chủ thể có ý nghĩa quyết định đối với việc hình thành năng lực

1.1.2.3 Yếu tố môi trường xã hội

Môi trường xã hội là hệ thống các quan hệ chính trị, kinh tế, tư tưởng,… được thiết lập trong xã hội Những bộ phận của môi trường thường có tác động mạnh mẽ đến con người là gia đình, trường học, bạn bè, người xung quanh, cơ

sở sản xuất, văn hoá, thể thao Chính nhờ sự giao lưu với môi trường xã hội, con người mới biết được hoạt động của mình có ý nghĩa như thế nào, có ích lợi

ra sao, có phù hợp với thực tế không…; từ đó, mà điều chỉnh hoạt động của mình để mang lại hiệu quả ngày càng cao, năng lực ngày càng được phát triển Ngay cả các nhà bác học về các ngành khoa học tự nhiên, phần lớn thời gian làm việc trong phòng thí nghiệm, hầu như cô lập với xã hội bên ngoài thì những công trình sáng tạo của họ cũng có nguồn gốc từ sự tiếp nối phải giải quyết những vấn đề mà trước họ chưa ai làm được và kết quả công việc của họ cũng phải được xã hội kiểm tra và thừa nhận thì mới thực sự trở thành tài sản của nhân loại, đáng được lưu truyền

1.1.2.4 Vai trò của giáo dục

Giáo dục là một loại hoạt động chuyên môn của xã hội nhằm hình thành

và phát triển nhân cách con người (trong đó có năng lực) Sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh lại phải thông qua chính hoạt động của học sinh trong mối quan hệ với cộng đồng Bởi vậy, nhà trường hiện đại phải là nhà trường hoạt động, lấy hoạt động của học sinh làm động lực chính để đạt được mục đích đào tạo Chỉ có dạy học trong nhà trường mới có khả năng tạo ra những loại hoạt động đa dạng, phong phú, cần thiết, tạo điều kiện phát triển những năng lực khác nhau ở trẻ em, phù hợp với năng khiếu bẩm sinh của họ

và yêu cầu của xã hội Chính trong dạy học có thể lựa chọn kĩ lưỡng những hình thức hoạt động, có sự định hướng chính xác giúp cho học sinh sớm ý thức được những yêu cầu của xã hội đối với hoạt động của mỗi người trong những lĩnh vực khác nhau Nhà trường cũng tích luỹ được những phương pháp tổ chức hoạt động học tập của học sinh có hiệu quả cao, tránh được sự mò mẫn của mỗi

cá nhân Như vậy, giáo dục (dạy học) có thể mang lại những hiệu quả, những tiến bộ của mỗi học sinh mà các yếu tố khác không thể có được Dạy học có thể

đi trước sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển

1.1.3 Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý

Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy học từng môn Ở đây chúng tôi trình bày hai quan điểm xây đựng các năng lực chuyên biệt trong dạy học vật lý

1.1.3.1 Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung

Năng lực chung là các năng lực mà toàn bộ quá trình giáo dục ở trường phổ thông đều phải hướng tới để hình thành ở HS Từng môn học sẽ xác định

sự thể hiện cụ thể của các năng lực chung ở trong môn học của mình

Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ

các năng lực chung [3, tr.46-48]

Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân:

- Đánh giá được mức độ chính xác nguồn thông tin

- Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta

- Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản

- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm, bảng biểu, sơ đồ khối

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó

hệ với nhau như nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo

và hoạt động như thế nào?

- Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi

đã đặt ra

- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm

- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được

- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được

3 Năng lực sáng

tạo

- Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (hoặc dự đoán)

- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu

- Giải được bài tập sáng tạo

- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề một cách tối ưu

- Sử dụng được ngôn ngữ vật lí để mô tả hiện tượng

- Lập được bảng và mô tả bảng số liệu thực nghiệm

- Vẽ được đồ thị từ bảng số liệu cho trước

- Vẽ được sơ đồ thí nghiệm

- Mô tả được sơ đồ thí nghiệm

- Đưa ra các lập luận lô gic, biện chứng

6 Năng lực hợp

tác

- Tiến hành thí nghiệm theo nhóm

- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau

Stt Năng lực

Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá trình hình

- Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng vật lí

8 Năng lực sử dụng

ngôn ngữ

- Sử dụng ngôn ngữ vật lí, ngôn ngữ toán học để diễn

tả quy luật vật lí

- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật vật lí

- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu

9 Năng lực tính toán - Mô hình hóa quy luật vật lí bằng các công thức

toán học

- Sử dụng toán học để suy luận từ kiến thức đã biết

ra hệ quả hoặc ra kiến thức mới

1.1.3.2 Xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học

Với quan điểm này, người ta sẽ dựa trên đặc thù nội dung, phương pháp nhận thức và vai trò của môn học đối với thực tiễn để đưa ra hệ thống năng lực

Có nhiều nước trên thế giới tiếp cận theo cách này Chúng tôi xin trình bày hệ thống năng lực chuyên biệt môn Vật lí đối với HS [3, tr 48]

- Năng lực giải quyết vấn đề

Các năng lực này được chia nhỏ các năng lực thành phần

Khi muốn đánh giá một năng lực, ta cần làm rõ nội hàm năng lực đó bằng cách chỉ ra những kiến thức, kĩ năng và thái độ cần có làm nền tảng cho việc thể hiện, phát triển năng lực đó, sau đó xây dựng các công cụ đo kiến thức,

kĩ năng, thái độ quen thuộc

Khi xây dựng các công cụ đánh giá, ta có thể xây dựng công cụ đánh giá từng thành tố hoặc đồng thời nhiều thành tố của năng lực, tuy nhiên để việc đánh giá được chính xác và có độ tin cậy cao, ta đánh giá càng ít thành tố càng tốt

Sau khi phân chia năng lực thành các thành phần như vậy, ta tổng hợp được nhóm các năng lực thành phần cần phải hình thành và phát triển trong môn Vật lí nói chung và ở cấp THCS nói riêng, theo bảng 1.2

Bảng 1.2: Năng lực chuyên biệt môn vật lý [3, tr 50-52]

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí

- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập

- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

- P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

- P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lí

Nhóm năng lực

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

- P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí

- P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được

- P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử

- X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau,

- X4: mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị

kĩ thuật, công nghệ

- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… )

- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ) một cách phù hợp

- X7: thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

- C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng , thái

độ của cá nhân trong học tập vật lí

- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

- C3: chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài môn Vật lí

- C4: so sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường

- C5: sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức

độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại

- C6: nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội

K II Vận dụng kiến

thức

- Xác định và sử dụng kiến thức vật lí trong tình huống đơn giản

- Sử dụng phép tương tự

K III Liên kết và chuyển

tải kiến thức

- Vận dụng kiến thức trong tình huống có phần mới mẻ

- Lựa chọn được đặc tính phù hợp

- Áp dụng, mô tả các phương pháp vật lí, đặc biệt là phương pháp thực nghiệm

P II Sử dụng các phương pháp chuyên biệt

- Sử dụng các chiến lược giải bài tập

- Lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm đơn giản

- Mở rộng kiến thức theo hướng dẫn

P III Lựa chọn và vận dụng các phương pháp chuyên biệt để giải quyết vấn đề

- Lựa chọn và áp dụng một cách có mục đích

và liên kết các phương pháp chuyên môn, bao gồm cả thí nghiệm đơn giản và toán học hóa

- Diễn tả một đối tượng đơn giản gian bằng nói và viết hoặc theo mẫu cho trước theo hướng dẫn

- Đặt câu hỏi về đối tượng

X II Sử dụng hình thức diễn tả phù hợp

- Diễn tả một đối tượng bằng ngôn ngữ vật lí và có cấu trúc

- Biện giải về một đối tượng

- Lí giải các nhận định

X III Tự lựa chọn cách diễn tả và sử dụng

- Lựa chọn, vận dụng

và phản hồi các hình thức diễn tả một cách

có tính toán và hợp lí

- Thảo luận về mức

độ giới hạn mù hợp của một chủ đề

Năng lực cá

thể

C I

- Áp dụng sự đánh giá có sẵn

- Nhận thấy tác động của kiến thức vật lý

- Phát biểu được bối cảnh công nghệ đơn giản dưới nhãn quan vật

lý

C II

- Bình luận những đánh giá đã có

- Đưa ra những quyết định theo các khía cạnh đặc trưng của vật lý

- Phân biệt giữa các

bộ phận vật lí và các

bộ phận khác của việc đánh gía

C III

- Tự đưa ra những đánh giá của bản thận

- Đánh giá ý ghĩa của các kiến thức vật lý

- Sử dụng các kiến thức vật lí như nền tảng quả quá trình đánh giá các đối tượng

- Xắp xếp các hiện tượng vào một bối cảnh vật lý

Tuy các năng lực hoặc năng lực thành phần có thể khác nhau nhưng khi phân tích chúng thành các thành tố năng lực cụ thể thì ta sẽ thu được các thành

tố năng lực về cơ bản là giống nhau

Từ trên ta thấy qua cách xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung, chúng ta thấy năng lực thực nghiệm có mối quan

hệ mật thiết với các năng lực khác Nhiều thành tố của năng lực thực nghiệm cũng là các thành tố của các năng lực khác, đặc biêt là năng lực giải quyết vấn

đề, năng lực sáng tạo Rèn luyện năng lực thực nghiệm cho học sinh sẽ góp phần quan trong vào việc rèn luyện nhiều năng lực cho học sinh trong dạy học vật lý

1.2 Năng lực thực nghiệm

1.2.1 Khái niệm về năng lực thực nghiệm

Năng lực thực nghiệm là năng lực thuộc nhóm năng lực về phương pháp

Từ khái niệm năng lực và khái niệm thực nghiệm, có thể định nghĩa: Năng lực thực nghiệm của học sinh là khả năng vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý để giải quyết nhiệm vụ học tập một cách có hiệu quả nhất Năng lực thực nghiệm vật lí là một trong những năng lực chuyên biệt của bộ môn vật lí Năng lực thực nghiệm vật lí có thể hiểu là khả năng vận dụng các kiến thức, thái độ, kỹ năng thực nghiệm trong lĩnh vực vật lí để giải quyết các vấn đề đặt ra trong giờ học và trong thực tiễn Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, bồi dưỡng NLTN cho HS là việc hết sức cần thiết [9], [12], [14]

1.2.2 Các thành tố của năng lực thực nghiệm

1.2.2.1 Nhân ra vấn đề cần nghiên cứu

Dựa vào kinh nghiệm trong cuộc sống hàng ngày (qua quan sát tự nhiên, qua lao động sản xuất ) hoặc xuất phát từ kiến thức đã học, hoặc dựa vào thí nghiệm mở đầu, dưới sự chỉ đạo của giáo viên, học sinh nêu ra vấn đề cần nghiên cứu Cụ thể là:

- Huy động được các kiến thức vật lí liên quan đến vấn đề cần khảo sát

- Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng… diễn ra như nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan hệ với nhau như nào?

- Diễn đạt được thành lời vấn đề cần nghiên cứu

Thí dụ: Sau khi nghiên cứu vấn đề sự rơi tự do là gì, trên cơ sở sự hiểu biết về các loại chuyển động đã học ở các bài trước, HS đặt ra câu hỏi, chuyển động rơi tự do là chuyển động gì?

1.2.2.2 Nêu được giả thuyết cho vấn đề cần nghiên cứu

- Dự đoán được câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra

Thí dụ: Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều

1.2.2.3 Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra

Dự đoán được cần phải kiểm tra cái gì để kiểm chứng câu trả lời

Thí dụ: Nếu chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều thì gia tốc rơi tự do không đổi

1.2.2.4 Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán và kế hoạch thực hiện thí nghiệm đó

- Biết hiện tượng cần tạo ra

- Biết các đại lượng cần đo (nếu có)

- Biết các dụng cụ cần có, biết sửa chữa các sai hỏng, biết chế tạo các dụng cụ còn thiếu…

- Vẽ được sơ đồ TN, lắp ráp được các dụng cụ thí nghiệm

- Thực hiện đúng các thao tác thí nghiệm

- Biết quan sát hiện tượng thí nghiệm, biết lập bảng (nếu cần), biết đo lường các đại lượng cần đo và điền vào bảng số liệu

Thí dụ:

Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm chứng “gia tốc của chuyển động rơi tự do là không đổi”:

Từ đó cần đo: quãng đường đi được s tương ứng với thời gian t Tính toán

g theo công thức ứng với nhiều lần làm thí nghiệm, so sánh kết quả đo g của các lần thí nghiệm, nếu g không đổi hay thay đổi trong khoảng sai số cho phép thì ta chứng minh được chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh đần đều

Kế hoạch thực hiện: Tạo ra một chuyển động rơi tự do (trụ sắt rơi)

1.2.2.5 Nhận xét và rút ra kết luận

- Tính các giá trị trung bình

- Tính toán, biểu diễn kết quả bằng bảng biểu, đồ thị, lập các mối quan

hệ giữa các đại lượng qua số liệu đo được

- Tính toán sai số, tìm nguyên nhân và cách khắc phục sai số

- Biện luận, rút ra kết quả, trình bày kết quả bằng lời

1.3.1 Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu

Vấn đề xuất hiện khi đã có một số hiểu hết về các sự vật hay hiện tượng vật lý nhưng chưa đầy đủ Điều đặc trưng ở đây là nhận ra những lỗ hổng trong kiến thức hoặc là mâu thuẫn giữa kiến thức và những thí nghiệm hay phép đo mới, những câu hỏi mà học sinh có thể trả lời một cách lôgic nhờ kiến thức đã

có hoặc có thể giải quyết được nhờ các quy tắc đã biết không phải vấn đề theo nghĩa này [1]

1.3.2 Hướng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán (giả thuyết)

Cần phân biệt giả thuyết với những phỏng đoán vu vơ, không có căn cứ

và phân biệt giả thuyết với một kết luận được suy ra một cách lôgic từ một điều chân thật đã biết [1] Kết luận này không phải là giả thuyết và trong trường hợp này cũng không còn vấn đề đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết nữa Dấu hiệu đặc

trưng của giả thuyết là: Tính xác thực lúc đầu của nó chưa hoàn toàn sáng tỏ, chỉ là có thể chứ chưa phải là chắc chắn Giả thuyết đưa ra phải có khả năng giải thích, dự đoán hiện tượng Từ điều được coi là giả thuyết, người ta có thể giải thích hiện tượng đã biết và tiên đoán hiện tượng có thể xẩy ra Bước đề xuất giả thuyết là một khâu rất quan trọng vì nó đòi hỏi tư duy trực giác sáng tạo của người nghiên cứu (chính là học sinh) Vì vậy, giáo viên cần có sự chỉ đạo công phu để hướng dẫn sự chú ý của học sinh vào vấn đề, linh hoạt gợi mở cho học sinh Học sinh có thể hiểu không đúng câu hỏi, do xuất hiện những liên tưởng mà giáo viên không tính trước được, do quên hoặc bỏ qua những điều kiện hạn chế, hoặc do những nguyên nhân khác khiến cho học sinh không trả lời đúng ý giáo viên muốn, thậm chí đưa ra những câu trả lời thiếu chính xác, sai và đôi khi hoàn toàn bất ngờ Cần phải hướng những kiến thức của học sinh vào việc phát hiện những liên hệ bên trong của sự vật, hiện tượng Nhưng không phải lúc nào giáo viên cũng nắm được một cách chính xác trình độ kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn mà học sinh đã tích luỹ được Vì thế giáo viên phải chuẩn bị 2 hay nhiều phương án đàm thoại với học sinh tuỳ theo tài liệu và đặc biệt là có sẵn hệ thống câu hỏi gợi mở dẫn dắt học sinh định hướng vấn đề, nêu lên hoặc phỏng đoán hoặc giả thuyết một cách sáng tạo

1.3.3 Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra

Từ giả thuyết giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng suy luận lôgíc hay suy luận toán học để rút ra một hệ quả, dự đoán hiện tượng có thể xẩy ra trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý

1.3.4 Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện

- Đề xuất phương án thí nghiệm

GV tổ chức cho HS để nhận ra:

+ Hiện tương gì cần tạo ra, cần các dụng cụ gì? Sử dụng dụng cụ đo nào, hiệu chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu như thế nào? Các dụng cụ thí nghiệm được lắp ráp như thế nào? Vẽ sơ đồ TN

+ Thứ tự thực hiện TN như thế nào, các thao tác và thứ tự các thao tác thí nghiệm cần thực hiện

+ Thay đổi các đại lượng như thế nào?

+ Sửa chữa các dụng cụ hỏng, chế tạo dụng cụ cần thiết còn thiếu

- Tiến hành thí nghiệm:

Giáo viên biểu diễn hoặc chia học sinh thành các nhóm và hướng dẫn học sinh tiến hành theo kế hoạch đã dự định hướng dẫn học sinh:

+ Quan sát các hiện tượng xảy ra, diễn biến hiện tượng,

+ Đo các đại lượng, ghi các kết quả vào bảng

+ Ghi nhận kết quả thí nghiệm: Hiện tượng xảy ra, các đại lượng đo được Sau khi học sinh đã đề xuất được phương án thí nghiệm và bắt đầu thí nghiệm, giáo viên cần hướng dẫn học sinh kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm để đảm bảo chính xác của các phép đo Khi học sinh tiến hành thí nghiệm, giáo viên cần uốn nắn cho học sinh các thao tác, kỹ thuật thí nghiệm và đây chính là việc rèn luyện cho các em tác phong làm việc của người nghiên cứu

+ Tính giá trị trung bình, tính sai số

+ Để xử lý các số liệu thu được thường có 3 cách để nhận ra mối quan hệ giữa các đại lượng: biểu diễn kết quả bằng bảng; vẽ đồ thị về sự phụ thuộc của các đại lượng; lập các tỉ số giữa các đại lượng GV hướng dẫn HS thực hiện các cách đó để rút ra kết luận về mối quan hệ giữa các đại lượng Sau đó GV hướng dẫn HS trình bày kết quả bằng lời về các định luật, định lý, qui tắc

Khi phân tích và sử lý kết quả thí nghiệm, giáo viên hướng dẫn học sinh xác định độ tin cậy của kết quả Có trường hợp kết quả thí nghiệm không phù

hợp với điều dự đoán từ giả thuyết thì cần lưu ý: Hoặc là giả thuyết bị bác bỏ, hoặc kết quả thí nghiệm chỉ ra cho ta thấy phạm vi áp dụng của giả thuyết, hoặc kết quả của nó lại là động lực của những nghiên cứu tiếp theo

1.3.6 Một số chú ý

Nếu TN do giáo viên tiến hành trên lớp thì TN phải ngắn gọn một cách hợp lý; đảm bảo thành công ngay, đảm bảo cả lớp quan sát được; phải đủ sức thuyết phục học sinh Thí nghiệm tiến hành thành công không những chỉ là nhiệm vụ hoàn tất các bước của bài giảng theo phương pháp thực nghiệm mà sẽ

có tác dụng rất lớn trong việc phát triển năng lực nhận thức của học sinh và giúp học sinh quen dần với phương pháp nghiên cứu khoa học Cần gọi một hai HS lên tham gia cùng GV để các em được thực hiện các thao tác TN, quan sát, đo đạc, qua đó rèn luyện tính kiên trì và trung thực của nhà khoa học Ngoài việc rèn luyện cho học sinh thực hiện các thành tố trên của thí nghiệm còn phải chú ý rèn luyện cho học sinh khả năng diễn đạt để trình bày vấn đề và trả lời những câu hỏi của giáo viên Học sinh cần phải diễn đạt chính xác các suy nghĩ và phán đoán của mình, phải phát biểu chính xác các quy tắc, định luật, định nghĩa Muốn vậy, giáo viên cần có thói quen đối với việc phê phán, uốn nắn ngôn ngữ của học sinh Các câu trả lời của học sinh phải rõ ràng, lôgic, ngắn gọn

Nếu TN do các nhóm HS tiến hành trên thì ngoài những nôi dung trên

GV cần chuẩn bị các phiếu học tập để giúp tất cả các nhóm HS có thể thực hiện thành công thí nghiệm và đúng thời gian qui định Phiếu học tập hướng dẫn HS làm TN có 2 loại Loại hướng dẫn khái quát cấp cho HS ngay khi các

em bắt đầu làm việc theo nhóm, có tính ơristich chỉ gợi ý những vấn đề lớn như mục đích của TN là gì, cần các dụng cụ TN nào, lắp ráp và tiến hành TN như thế nào, các đại lượng nào cần đo, rút ra kết luận gì Loại thứ hai cấp cho các nhóm HS trong quá trình các em làm thí nghiệm và gắp khó khăn ở một khâu nào đó Loại này có tính chất angorit, chỉ ra những việc làm cụ thể, HS

làm theo chỉ dẫn đó sẽ hoàn thành công việc Loại hướng dẫn này sẽ hạn chế

sự tự lực của HS nhưng đảm bảo cho các em hoàn thành nhiệm vụ và theo kịp tiến độ của lớp

Từ những phân tích trên cho thấy việc sử dụng thí nghiệm và phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý sẽ giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm

1.4 Đánh giá năng lực thực nghiệm

Giáo viên căn cứ vào 5 thành tố của năng lực thí nghiệm để đánh giá và đánh giá theo 3 cấp độ: Có sự trợ giúp của GV nhưng vẫn không thực hiện được; thực hiện được khi có sự trợ giúp của GV; thực hiện được nhưng không cần sự trợ giúp của GV

Bảng 1.5: Ma trận đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh

Cấp độ

Tiêu chí

Cấp độ 1 (không đạt)

Cấp độ 2 (đạt)

Cấp độ 3 (đạt tốt)

Nhận ra vấn đề cần

nghiên cứu

Có sự trợ giúp của giáo viên

không nhận ra được vấn đề cần nghiên cứu

Nhận ra được vấn đề nghiên cứu sau khi có

sự trợ giúp của giáo viên

Không có sự trợ giúp của giáo viên nhưng vẫn tự mình nhận ra được vấn đề cần nghiên cứu

Nêu ra được giả

thuyết (câu trả lời)

cho vấn đề cần

nghiên cứu

Không dự đoán được câu trả lời

dù có sự trợ giúp của giáo viên

Dưới sự trợ giúp của giáo viên có thể dự đoán được câu trả lời cho vấn đề nghiên cứu

Không cần giáo viên gợi ý

đã có thể tự mình dự đoán được câu trả lời

Cấp độ

Tiêu chí

Cấp độ 1 (không đạt)

Cấp độ 2 (đạt)

Cấp độ 3 (đạt tốt)

Rút ra hệ quả từ giả

thuyết cần kiểm tra

Không nhận ra được cần phải đi kiểm tra yếu tố

gì để chứng minh giả thuyết của hiện tượng nghiên cứu dù

có sự trợ giúp của giáo viên

Nhận ra được yếu tố cần kiểm tra để chứng minh giả thuyết khi có sự trợ giúp của giáo viên

Không có sự trợ giúp của giáo viên vẫn

tự tìm ra được yếu tố cần kiểm tra

Nhận ra hiện tượng cần tạo ra khi có sự trợ giúp của giáo viên

Không có sự trợ giúp của giáo viên vẫn

tự nhận ra hiện tượng cần tạo

đề tài, mặc dù giáo viên đã hướng dẫn

Biết cần đo đại lượng nào sau khi giáo viên đã hướng đẫn

Tự tìm ra được đại lượng cần

đo, không cần

sự trợ giúp của giáo viên

Trên cơ sở gọi ý của giáo viên, học sinh biết cần phải dùng dụng

Không cần sự trợ giúp của giáo viên, học sinh tự mình biết cần

Cấp độ

Tiêu chí

Cấp độ 1 (không đạt)

Cấp độ 2 (đạt)

Cấp độ 3 (đạt tốt)

cụ nào, biết cách

sử dụng dụng cụ, biết cách sửa chữa các sai hỏng, biết chế tạo các dụng cụ còn thiếu

dùng dụng cụ nào, dùng như thế nào, sửa chữa các sai hỏng và chế tạo thêm dụng cụ còn thiếu

Có sự trợ giúp của giáo viên học sinh có thể

vẽ được sơ đồ thí nghiệm, lắp ráp được các dụng

cụ thí nghiệm

Tự vẽ được sơ

đồ thí nghiệm

và lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm

ra, không biết lập bảng biểu, không biết cách đo đạc các đại lượng, không biết vẽ đồ thị

Có thể quan sát được hiện tượng, lập bảng biểu, đo đạc các đại lượng, vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng dưới

sự hướng dẫn của giáo viên

Không cần sự trợ giúp của giáo viên học sinh tự mình quan sát được hiện tượng, lập bảng biểu, đo đạc số liệu và

vẽ đồ thị

Cấp độ

Tiêu chí

Cấp độ 1 (không đạt)

Cấp độ 2 (đạt)

Cấp độ 3 (đạt tốt)

sự trợ giúp của giáo viên

Nhận xét và rút

ra kết luận khi đã

có sự trợ giúp của giáo viên

Tự nhận xét và rút ra kết luận

mà không cần

sự trợ giúp của giáo viên

1.5 Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT

1.5.1 Thực trạng

Để điều tra thực trạng việc dạy học sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT tôi tiến hành điều tra học sinh khối 11 của trường THPT Bảo Lạc - huyện Bảo Lạc - tỉnh Cao Bằng và giáo viên vật lý các trường: THPT Bảo Lạc, THPT Bản Ngà, THPT Nà Bao, THPT Bế Văn Đàn của tỉnh Cao Bằng Bằng biện pháp quan sát, phát phiếu trao đổi ý kiến và trao đổi trực tiếp, kết quả điều tra cho thấy:

Cơ sở vật chất của các trường THPT trong toàn tỉnh Cao Bằng còn nhiều khó khăn nên đa phần các trường chưa có phòng thí nghiệm vật lý riêng, khi có tiết thực hành hay tiết học có sử dụng thí nghiệm thì các giáo viên mang dụng cụ thí nghiệm lên lớp học để dạy Dụng cụ thí nghiệm vật lý để chung với các dụng cụ môn học khác, không bảo quản tốt do đó đa phần bị hỏng không sử dụng được

Đối với giáo viên: Đa số hiểu năng lực thực nghiệm là gì, tuy nhiên bên cạnh đó vẫn có một số giáo viên chưa xác định được Giáo viên thấy được sự cần thiết phải bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh, thấy được thông qua dạy học vật lý sẽ giúp các em hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm, thấy được cần phải tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học để nâng cao kĩ năng thực hành và góp phần phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh Tuy nhiên bên cạnh đó đa số giáo viên lại không nhận thấy được việc hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm có thể được thực hiện qua tất cả các tiết học: tiết lý thuyết, tiết bài tập, mà cho rằng năng lực thực nghiệm chỉ được hình thành và phát triển trong tiết thực hành Đối với phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý, khi được hỏi nhiều giáo viên còn mơ hồ và ít giáo viên ứng dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý Do không có phòng thí nghiệm riêng nên các giáo viên cũng ít làm thí nghiệm trên lớp và ít cho học sinh tự làm thí nghiệm thực hành (104/123 - chiếm 84,6% học sinh cho biết thỉnh thoảng các giáo viên mới làm thí nghiệm)

Đối với học sinh: Đa phần các em học sinh nhận định môn vật lý là môn khó (92/123 chiếm 74,8% học sinh được khảo sát) chiếm 75,6% Đa số cảm thấy khả năng nắm chắc kiến thức vật lý của mình còn nhiều hạn chế (01/123 - chiếm 0,81% học sinh khẳng định mình nắm vững kiến thức vật lý, 16/123 - chiếm 13% học sinh cho biết mình không hiểu về kiến thức vật lý, số còn lại cho rằng mình nắm kiến thức vật lý ở mức độ bình thường) Học sinh thấy rằng khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý các em hiểu bài hơn (108/123 -

chiếm 87,8% học sinh được khảo sát) Đa phần học sinh chưa có năng lực thực nghiệm (66/123 - chiếm 53,7% học sinh cho biết mình không có khả năng tự làm lại thí nghiệm sau những tiết có thí nghiệm trên lớp và 67/123 - chiếm 54,5% học sinh khẳng định trong tiết thực hành thí nghiệm mình không thể tự lắp ráp được thí nghiệm) Trong quá trình làm thí nghiệm vật lý tất cả các em đều thấy mình gặp phải khó khăn, phần lớn khó khăn đó là các em không biết thao tác thực hành nên rất lúng túng khi làm thí nghiệm, không biết đo đạc lấy

số liệu, không rút ra kết luận từ kết quả thí nghiệm, không xử lý được số liệu thí nghiệm Học sinh chưa thấy được mình cần phải trang bị những gì để có thể tiến hành một thí nghiệm vật lý, đa phần các em chỉ thấy mình cần phải nắm được các kiến thức vật lý liên quan đến quá trình cần khảo sát bằng thí nghiệm (96/123 - chiếm 78% học sinh) mà chưa thấy được mình cần phải có các kiến thức khác như: kiến thức về an toàn, về thiết bị, về sai số, về xử lí số liệu, về bảng biểu, về đồ thị

1.5.2 Nguyên nhân của thực trạng

Các trường THPT trên địa bàn tỉnh Cao Bằng chưa được đầu tư nhiều

về cơ sở vật chất và do đó còn thiếu nhiều phòng học bộ môn cũng như trang thiết bị phục vụ cho việc dạy học Học sinh đa số có điều kiện khó khăn, phần lớn học sinh đi trọ học, không có sự quan tâm sát sao của bố mẹ nên chưa thật

sự chú ý cho việc học; khả năng nhận thức của học sinh trong tỉnh còn nhiều hạn chế Do cơ sở vật chất còn nhiều khó khăn và khả năng nhận thức của học sinh còn hạn chế, nên giáo viên cũng ít tiến hành thí nghiệm trên lớp và ít cho học sinh tiến hành thực hành (trong các tiết có thí nghiệm đa phần là giáo viên tiến hành)

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Thông qua nghiên cứu lý luận và thực tiễn cho thấy:

Việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT là rất cần thiết, bởi năng lực thực nghiệm có vai trò trong hầu hết các năng lực cần xây dựng cho học sinh Rèn luyện năng lực thực nghiệm cho học sinh sẽ góp phần quan trong vào việc rèn luyện các năng lực khác cho học sinh trong dạy học vật lý

Áp dụng phương pháp thực nghiệm trong giảng dạy vật lý và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý có thể bồi dưỡng và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh bởi: trong mọi khâu của phương pháp thực nghiệm (Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu - Đề xuất phỏng đoán, đưa ra giả thuyết - Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra - Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện - Nhận xét, phân tích kết quả thu được và rút ra kết luận tương ứng với kiến thức cần hình thành) trong quá trình tiến hành thí nghiệm đều hình thành và phát triển các thành tố của năng lực thực nghiệm

Chương 2

TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”

- VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM

CHO HỌC SINH MIỀN NÚI 2.1 Cấu trúc chương “khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11 (cơ bản)

2.1.1 Vị trí và đặc điểm của chương

Chương “khúc xạ ánh sáng” là chương thứ 6 trong chương trình vật lý lớp

11 ( sách giáo khoa cơ bản) là chương đầu tiên trong phần “quang hình học” Chương này chỉ gồm 2 bài: Khúc xạ ánh sáng và Phản xạ toàn phần nhưng kiến thức trong chương là kiến thức cơ bản nhất để học sinh học tốt phần quang hình và giải thích các hiện tượng trong thực tế về sự truyền của tia sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau Chương có định luật khúc xạ ánh sáng,

là một trong những định luật được xây dựng từ thực nghiệm

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc của chương

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc chương khúc xạ ánh sáng

Ứng dụng của hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Sự truyền của ánh sáng vào môi trường chiết quang kém hơn

Hiện tượng phản xạ toàn phần

Ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần