Tổ chức dạy học ứng dụng kỹ thuật phần “quang học”, vật lý 12 chương trình chuẩn THPT theo phương pháp dựa trên vấn đề, áp dụng chương “lượng tử ánh sáng” nhằm nâng cao năng lực tự học giúp học sinh yêu thícht lý ở trường

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ THANH PHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHẦN “QUANG HỌC” VẬT LÝ LỚP 12 CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN VẤN ĐỀ (ÁP DỤNG VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”) Demo Version - Select.Pdf SDK Chuyên ngành : LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÝ Mã số : 60140111 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRẦN HUY HOÀNG HUẾ, NĂM 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Đồng Nai, ngày 20 tháng năm 2014 Tác giả Demo Version - Select.Pdf SDK Đỗ Thị Thanh Phương ii Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm, quý Thầy, Cơ giáo Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm Đại học Huế quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: - PGS TS Trần Huy Hoàng dành nhiều thời gian hướng dẫn tận tình, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Demo Version - Select.Pdf - Giáo viên trường trungSDK học phổ thông Trấn Biên, tỉnh Đồng Nai giúp đỡ nhiều trình thực nghiệm sư phạm Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn Đồng Nai, ngày 20 tháng năm 2014 Tác giả Đỗ Thị Thanh Phương iii iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề Mục tiêu đề tài Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu 8 Phương pháp nghiên cứu Demo Version - Select.Pdf SDK Những đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn PHẦN 2: NỘI DUNG 10 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ 10 1.1 Dạy học dựa vấn đề (PBL) 10 1.1.1 Khái niệm 10 1.1.2 Các đặc trưng PBL 11 1.1.3 Tổ chức hoạt động dạy học theo PBL 14 1.1.3.1 Nguyên tắc tổ chức 14 1.1.3.2 Quy trình dạy học dựa vấn đề (PBL) 16 1.2 Dạy học ứng dụng kĩ thuật vật lý 18 1.2.1 Khái niệm ứng dụng kĩ thuật vật lý 18 1.2.2 Các đường hình thành kiến thức ứng dụng kĩ thuật vật lý 19 1.2.1.1 Dạy học ứng dụng kỹ thuật theo đường thứ 19 1.2.1.2 Dạy học ứng dụng kỹ thuật theo đường thứ hai 21 1.3 Quy trình tổ chức dạy học PBL ứng dụng kĩ thuật vật lý 23 1.4 Thực trạng việc áp dụng phương pháp dạy học dựa vấn đề dạy học ứng dụng kĩ thuật vật lý trường PT 24 1.4.1 Thực trạng áp dụng phương pháp dạy học dựa vấn đề trường phổ thông 24 1.4.2 Thực trạng áp dụng phương pháp dạy học UDKT trường THPT 24 1.5 Kết luận chương 24 CHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG THEO PBL 26 2.1 Đặc điểm phần “Quang học” 26 2.1.1 Đặc điểm chương lượng tử ánh sáng 26 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Lượng tử ánh sáng” 27 2.1.3 Thực trạng dạy học chương: Sóng ánh sáng lượng tử ánh sáng vật lý 12 27 2.1.3.1 Đối với giáo viên 27 2.1.3.2 Về học tập HS 28 2.1.3.3 Nguyên nhân thực trạng 28 2.2 Tổ chức tiến trình DH UDKT DH Vật lý theo phương pháp dựa vấn đề 29 Demo Version - Select.Pdf SDK 2.2.1 Các vấn đề UDKT Vật lý 12 phần quang học 29 2.2.2 Giai đoạn xác định mục tiêu nội dung học tập 30 2.2.3 Giai đoạn thiết kế giao vấn đề 30 2.2.4 Tiến trình hướng dẫn HS tham gia giải vấn đề 31 2.2.4.1 Phổ biến yêu cầu, cách thức làm việc, chia nhóm 31 2.2.4.2 Kế hoạch hướng dẫn HS GQVĐ 31 2.3 Kế hoạch chi tiết tiến trình dạy học dựa vấn đề 33 2.4 Tiến trình dạy học theo PBL phần “Quang học” Vật lý 12 37 2.5 Kết luận chương 54 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 56 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 56 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 56 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 56 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 56 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 57 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 57 3.3.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 57 3.3.3 Các kiểm tra 57 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 58 3.4.1 Nhận xét tiến trình dạy học 58 3.4.2 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 58 3.4.2.1 Các số liệu cần tính 58 3.4.2.2 Kiểm định giả thuyết thống kê 62 3.5 Kết luận chương 63 PHẦN 3: KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Viết tắt Viết đầy đủ CHĐH Câu hỏi định hướng CTC Chương trình chuẩn ĐC Đối chứng GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HĐ Hoạt động HS Học sinh PBL Problem-based learning PPDH Phương pháp dạy học QTDH Quá trình dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ Trang * BẢNG Bảng 2.1 Kế hoạch giảng dạy phần “Quang học” Vật lý 12 26 Bảng 3.1 Bảng số liệu HS làm chọn mẫu TN 57 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (X i) kiểm tra 59 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 60 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất luỹ tích 60 Bảng 3.5 Bảng phân loại theo học lực 61 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp tham số thống kê 61 * BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố điểm hai nhóm 59 Biểu đồ 3.2 Phân loại theo học lực hai nhóm 61 * ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất hai nhóm 60 Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 60 Demo Version - Select.Pdf SDK * HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tiến trình tổ chức dạy học theo PBL 16 Hình 1.2: Quy trình tổ chức hoạt động dạy học PBL ứng dụng kĩ thuật Vật lý 23 Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Lượng tử ánh sáng” 27 Hình 2.2 Máy tính cầm tay 39 Hình 2.3 Minh họa trình hấp thụ xạ lượng nguyên tử 47 Hình 2.4 Sự tạo thành vạch quang phổ nguyên tử hidro 48 Hình 2.5 Tạo pin từ chanh 52 Hình 2.6 Thí nghiệm tượng ăn mòn điện hóa 53 Hình 2.7 Sơ đồ pin Leclanche 53 Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo pin quang điện 54 PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bước sang kỷ XXI, đứng trước thời thách thức Nhân loại bước vào sử dụng tri thức cho phát triển hình thành kinh tế dựa vào tri thức, sử dụng nhanh gần trực tiếp thành tựu khoa học công nghệ phục vụ sản xuất đời sống Điều Các Mác tiên đoán cách 150 năm khả đưa khoa học trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp Theo đánh giá nhà tương lai học, giới chuyển nhanh sang kinh tế tri thức, đào tạo người trang bị đầy đủ tri thức đặc biệt quan trọng Để đáp ứng điều Đảng Nhà nước đưa chiến lược phát triển Việt Nam năm 2009 - 2020 “Trong giai đoạn đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước hội nhập quốc tế, nguồn lực người Việt Nam trở nên có ý nghĩa quan trọng, định thành công công phát triển đất nước Giáo dục ngày có vai trò nhiệm vụ quan trọng việc xây dựng hệ người Việt Nam mới, đáp ứng yêu cầu phát triển hướng, hợp quy luật, xu Demo xứng tầm thờiVersion đại ” [34]- Select.Pdf SDK Tại điều luật giáo dục năm 2005 xác định: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo người học, bồi dưỡng cho người học lực tự học, khả thực hành, lòng say mê học tập ý chí vươn lên” [10] Mục tiêu giáo dục môn vật lý trường THPT cần cung cấp cho HS hệ thống kiến thức, kĩ phổ thông, bản, đại, thiết thực gắn với đời sống người Những nội dung chủ yếu bao gồm giải thích tượng, ứng dụng khoa học kỹ thuật đời sống, kinh tế sản xuất Những nội dung góp phần giúp HS có học vấn phổ thơng tương đối hồn chỉnh để tiếp tục học lên, đồng thời giải số vấn đề có liên quan đến vật lý đời sống sản xuất, mặt khác góp phần phát triển tư sáng tạo, lực giải vấn đề cho HS Vì thế, trình dạy học mơn Vật lý có nhiều hội kết hợp nội dung giảng dạy ứng dụng kỹ thuật có hiệu Để thực mục tiêu giáo dục, việc xây dựng chương trình vật lý THPT thực theo hướng: - Nội dung vật lý gắn với thực tiễn đời sống, xã hội cộng đồng - Nội dung vật lý gắn với thực hành, thực nghiệm - Nội dung vật lý phải có tính thiết thực Tuy nhiên mơn KHTN nhà trường “khơ khan”, chưa có hoạt động kích thích HS đam mê tìm hiểu, đóng góp vào lợi ích tập thể, cộng đồng Xuất phát từ lý trên, chọn đề tài “Tổ chức dạy học ứng dụng kỹ thuật phần “Quang học”, vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa vấn đề, áp dụng chương “Lượng tử ánh sáng” nhằm nâng cao lực tự học giúp học sinh u thích mơn Vật lý, góp phần đổi PPDH vật lý trường THPT Lịch sử vấn đề Xu đổi phương pháp giảng dạy theo hướng lấy người học làm trung tâm, phương pháp dạy học dựa vấn đề (Problem Based Learning) giáo nhiều nước quan tâm nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn Mặc dù đời từ năm 60 kỷ trước, phương pháp Demo Version - Select.Pdf SDK thu hút quan tâm nhà nghiên cứu giáo dục Ở Việt Nam bước nghiên cứu vận dụng số trường phổ thông Tuy nhiên, việc tổ chức dạy học ứng dụng kỹ thuật phần “Quang học”, Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa vấn đề chưa thấy có cơng trình thực Mục tiêu đề tài Đề xuất tiến trình dạy học UDKT phần “Quang học”, Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa vấn đề (PBL) Giả thuyết khoa học Trong trình dạy học vật lý gặp nhiều khó khăn Nếu đề xuất tiến trình dạy học UDKT theo phương pháp dựa vấn đề vận dụng tiến trình vào dạy học phát huy tính tích cực học sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy học Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu sở lí luận đề tài q trình dạy học, xu hướng đổi PPDH, phương pháp dạy học sở vấn đề, trình tự học… - Nghiên cứu, hệ thống tài liệu tham khảo nội dung giáo dục UDKT - Thiết kế số giáo án UDKT hỗ trợ dạy học cho GV lớp 12 THPT - Tổng hợp tư liệu có liên quan đến nội dung UDKT làm tài liệu tham khảo cho GV THPT - Thiết kế giáo án UDKT dựa vấn đề (word power point), slide hỗ trợ GV - Thực nghiệm sư phạm Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học phương pháp UDKT dạy học phần “Quang học”, Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa học sở vấn đề Phạm vi nghiên cứu Nội dung: vật lý THPT 12 phần vấn đề UDKT Địa bàn nghiên cứu: số trường THPT tỉnh Đồng Nai Phương pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận ● Nghiên cứu định hướng đổi PPDH vật lý ● Nghiên cứu chương trình THPT lớp 12 Demo Version - Select.Pdf SDK 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ● Điều tra thực trạng công tác dạy học vật lý trường THPT địa bàn tỉnh Đồng Nai, thực trạng sử dụng tập có nội dung đến UDKT ● Trao đổi, rút kinh nghiệm với GV chuyên gia ● Thực nghiệm sư phạm 8.3 Phương pháp thống kê toán học Những đóng góp đề tài - Những đóng góp đề tài: Hệ thống sở khoa học quan điểm chủ đạo quan điểm dạy học ứng dụng kỹ thuật dựa vấn đề, xác định rõ vai trò việc tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh - Tổ chức dạy học theo phương pháp dựa vấn đề vào phần “Quang học” nhằm nâng cao hiệu trình dạy học - Luận văn cung cấp tài liệu tham khảo thiết thực góp phần giúp giáo viên thực nhiệm vụ đổi phương pháp dạy học trường THPT giai đoạn 10 Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần chính: mở đầu, nội dung kết luận Phần Mở đầu Phần Nội dung Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ Chương 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG THEO PBL Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Phần Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Demo Version - Select.Pdf SDK PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ 1.1 Dạy học dựa vấn đề (PBL) 1.1.1 Khái niệm - Theo Don Woods: “PBL mơ trường học tập mà vấn đề đặt điều khiển trình học tập Như vấn đề giao cho người học trước họ học kiến thức Vấn đề đặt cho người học khám phá họ cần phải học số kiến thức trước họ GQVĐ” [26] - Theo Barrows Kelson: “PBL vừa chương trình, vừa trình Chương trình bao gồm vấn đề lựa chọn kĩ càng, đòi hỏi người học trình học phải tích lũy kiến thức then chốt Q trình rèn luyện kĩ GQVĐ thành thạo, phương pháp tự học, kĩ làm việc theo nhóm, rèn luyện q trình, phương pháp sử dụng phổ biến sống, GQVĐ”[27] - Theo Boud, ý tưởng PBL dùng vấn đề mà người học phải giải Demo Version - Select.Pdf SDK để làm điểm khởi đầu học tập Trong môi trường dạy học PBL người học khuyến khích để GQVĐ giới thực [17] PBL phương pháp theo chủ nghĩa kiến tạo với quan điểm triết lý cho kiến thức tuyệt đối mà kiến tạo người học dựa kiến thức sẵn có giới quan riêng họ Trong PBL, ba quy tắc kiến tạo phản ánh là: hiểu biết xuất phát từ tác động hỗ tương với môi trường xung quanh; xung đột nhận thức kích thích việc học tập; kiến thức phát triển nhờ thảo luận, trao đổi đánh giá mang tính xã hội hiểu biết cá nhân [18] - Theo Henk Schmidt, PBL q trình học người học giải vấn đề nhóm nhỏ giám sát dẫn dắt người hỗ trợ Vấn đề PBL thường bao gồm mô tả tình có thực HS làm việc theo nhóm để phân tích, định dạng vấn đề GQVĐ sở kiến thức có Kết đánh giá thơng q trình HĐ, trình bày HS nhóm [19] PBL xây dựng ba nguyên tắc Thứ nhất, đạt kiến thức hiểu biết sâu 10 ... học , vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa vấn đề, áp dụng chương “Lượng tử ánh sáng” nhằm nâng cao lực tự học giúp học sinh u thích mơn Vật lý, góp phần đổi PPDH vật lý trường THPT Lịch sử vấn. .. phần “Quang học , Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa vấn đề chưa thấy có cơng trình thực Mục tiêu đề tài Đề xuất tiến trình dạy học UDKT phần “Quang học , Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa vấn. .. động dạy học phương pháp UDKT dạy học phần “Quang học , Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa học sở vấn đề Phạm vi nghiên cứu Nội dung: vật lý THPT 12 phần vấn đề UDKT Địa bàn nghiên cứu: số trường