Mục tiêu nghiên cứu của luận văn này nhằm đề xuất quy trình kết hợp thí nghiệm thực và thí nghiệm mô phỏng trong hoạt động dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT. Mời các bạn cùng tham khảo luận văn để nắm chi tiết hơn nội dung nghiên cứu.
BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐINH AN SƠN SỬ DỤNG KẾT HP THÍ THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÝ 11 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Demo Version - Select.Pdf SDK Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN GIÁO HUẾ, 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Đinh An Sơn Demo Version - Select.Pdf SDK ii Lời Cảm Ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Ban chủ nghiệm, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Huế, quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo tổ Vật lý trường THPT Vĩnh Long, trường THPT Trưng Vương thành phố Vĩnh Long đồng nghiệp nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi, đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi choSDK tác giả trình nghiên cứu Demo Version - Select.Pdf thực đề tài Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Giáo - người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho tác giả suốt trình thực hoàn chỉnh luận văn Cuối cùng, tác giả bày tỏ lịng biết ơn gia đình bạn bèđã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn Huế, tháng 04 năm 2014 Tác giả iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục .1 Bảng danh mục bảng – biểu đồ – đồ thị Bảng ghi chữ viết tắt MỞ ĐẦU .6 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Giả thuyết khoa học .7 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .8 Phương pháp nghiên cứu .9 Cấu trúc luận văn .10 Demo Version - Select.Pdf SDK NỘI DUNG .11 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP THÍ NGHIỆM THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MƠ PHỎNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG 11 1.1 Hoạt động dạy học vật lý 11 1.1.1 Cơ sở tâm lí hoạt động nhận thức học sinh 11 1.1.2 Cơ sở lý luận dạy học .15 1.2 Vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 17 1.2.1 Khái niệm tích cực hóa 17 1.2.2 Vai trò tính tích cực 18 1.2.3 Biểu tính tích cực .19 1.2.4 Mức độ tích cực học sinh 19 1.3 Thí nghiệm vật lý với việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh 20 1.3.1 Vai trị thí nghiệm dạy học vật lý .21 1.3.1.1.Vai trị thí nghiệm theo quan điểm lí luận nhận thức 21 1.3.1.2 Vai trị thí nghiệm theo quan điểm lí luận dạy học .24 1.3.2 Thí nghiệm thực .29 1.3.2.1 Ưu điểm 30 1.3.2.2 Hạn chế .30 1.3.3 Sử dụng thí nghiệm thực dạy học vật lý 30 1.3.3.1 Thí nghiệm biễu diễn 31 1.3.3.2 Thí nghiệm học sinh 31 1.3.4 Thí nghiệm mơ 32 1.3.4.1 Ưu điểm 32 1.3.4.2 Hạn chế .32 1.3.4.3 Cách sử dụng thí nghiệm mơ dạy học vật lý 33 1.3.5 Kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ dạy học vật lý 34 1.3.5.1 Sự cần thiết phải kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ 34 1.3.5.2 Các biện pháp kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ .35 1.4 Thực trạng dạy học sử dụng thí nghiệm thực thí nghiệm mơ Demo Version - Select.Pdf SDK trường trung học phổ thông 42 1.4.1 Tình hình sử dụng thí nghiệm thực thí nghiệm mơ 42 1.4.2 Thuận lợi khó khăn 43 1.4.2.1 Thuận lợi 43 1.4.2.2 Khó khăn 44 1.5 Kết luận chương 44 Chương THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” VẬT LÍ 11 THPT CĨ SỬ DỤNG KẾT HỢP THÍ NGHIỆM THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MƠ PHỎNG 46 2.1 Đặc điểm, nội dung kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT .46 2.2 Nghiên cứu sử dụng kết hợp số thí nghiệm thực thí nghiệm mơ phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT .48 2.2.1 Quy trình thiết kế dạy học sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ 48 2.2.1.1 Xác định mục tiêu học 48 2.2.1.2 Xác định kiến thức trọng tâm học 48 2.2.1.3 Xác định hoạt động chủ yếu tiến trình lên lớp 48 2.2.1.4 Xác định thí nghiệm thực cần kết hợp với thí nghiệm mơ 49 2.2.2 Một số lưu ý sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT 50 2.3 Thiết kế số dạy có sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT .51 2.3.1 Tiến trình dạy học “Khúc xạ ánh sáng” (Bài 26, SGK Vật lý 11 THPT) 51 2.3.2 Tiến trình dạy học “Phản xạ tồn phần” (Bài 27, SGK Vật lý 11 THPT) 59 2.4 Kết luận chương 67 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 69 3.1.1 Mục đích 69 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm .69 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 70 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm 70 Demo Version - Select.Pdf SDK 3.2.2 Nội dung thực nghiệm 70 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm .70 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 70 3.3.2 Quan sát học .71 3.3.3 Các kiểm tra 71 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 71 3.4.1 Nhận xét tiến trình dạy học 71 3.4.2 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 72 3.4.2.1 Kết kiểm tra, đánh giá 72 3.4.2.2 Đánh giá giả thuyết thống kê .75 KẾT LUẬN .78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG – BIỂU ĐỒ – ĐỒ THỊ Trang Bảng 3.1 Bảng số liệu học sinh chọn làm mẫu thực nghiệm 70 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra 73 Bảng 3.3 Bảng phân bố tần suất .73 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích 74 Bảng 3.5 Các tham số thống kê 75 Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân bố điểm hai nhóm đối chứng thực nghiệm 73 Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất 74 Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích 74 Demo Version - Select.Pdf SDK BẢNG GHI CHÚ CÁC CHỮ VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học sinh TN Thí nghiệm TNMP Thí nghiệm mơ PPDH Phương pháp dạy học TNg Thực nghiệm ĐC Đối chứng KH & CN Khoa học công nghệ MVT Máy vi tính 10 THPT Trung học phổ thơng Demo Version - Select.Pdf SDK MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ngày nay, khoa học công nghệ (KH & CN) giới đổi với tốc độ nhanh trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp; trí tuệ kỹ nguồn nhân lực có vai trị ngày quan trọng KH & CN ngày trở thành lực lượng nòng cốt trực tiếp xã hội, động lực cho phát triển kinh tế xã hội Đây xu rõ nét bậc giới thập niên đầu kỷ 21 Theo đà phát triển nhanh KH&CN, quốc gia tiến hành điều chỉnh lại cấu nghành kinh tế theo cấu trúc dịch vụ - công nghiệp - nông nghiệp theo hướng kinh tế tri thức nhằm tạo độ thích nghi cao, tăng mạnh cạnh tranh quốc gia khu vực giới Sự hội nhập vào kinh tế giới hội tiếp thu kỹ thuật cơng nghệ tiên tiến nước ngồi để đại hoá đất nước, song muốn tiếpthu sử dụng có hiệu phải có đủ lực làm chủ kỹ thuật công nghệ Rất nhiều lĩnh vực khoa học cơng nghệhiện đạiđã phát Demo Version - Select.Pdf SDK triển sở thành tựu vật lý Những nhà khoa học tài năngtrong lĩnh vực phải giỏi vật lý Do ngành vật lý có nhiệm vụ tham gia đàotạo nhân tài cho lĩnh vực khoa học công nghệ đại sử dụng thànhtựu ngành vật lý Còn việc đào tạo nhân tài cho ngành vật lý đương nhiên đòi hỏi phải tổ chức nghiên cứu vật lý – nghiên cứu nghiên cứu ứng dụng Trước tình hình đó, Đảng Nhà nước ta thấy rằng, đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu phát triển giai đoạn lâu dàilà cần thiết Vì vậy, nghiệp giáo dục đào tạo Đảng Nhà nước quan tâm, Nghị Đại hội XI Đảng khẳng định: “Phát triển giáo dục quốc sách hàng đầu Đổi bản, toàn diện giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hóa, đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa hội nhập quốc tế, đổi cơchế quản lý giáo dục, phát triển đội ngũ GV cán quản lý khâu then chốt” [1] Nhà trường nơi đào tạo nguồn nhân lực có tri thức phát triển Học sinh (HS) muốn kết học tập tốt phải phát huy hết tiềm mình, giáo dục từ tạo nguồn lao động có chất lượng Qua đó, tích cực hóa hoạt động nhận thức người học nói chung HS nói riêng yếu tố quan trọng, cốt lõi mục tiêu giáo dục Điều ghi rõ qui định Luật giáo dục điều 28.2: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”.[2] Thí nghiệm (TN) đóng vai trị quan trọng việc nâng cao khả nhận thức, chất lượng học tập HS Tuy nhiên, qua thực tế cho thấy người GVcó thể gặp số khó khăn sử dụng TN tổ chức dạy học vật lý nhằm nâng cao nhận thức HS số trường hợp Chẳng hạn: Một số TN thể kết mà chưa mô tả trình diễn bên vật tượng; số TN đưa vào không gian lớp học TN ảnh hưởng đến sức Demo Version khỏe HS Trong trường- Select.Pdf hợp SDK TN mô TNMP; TN ảo giải pháp bổ sung thay tối ưu Nó góp phần tích cực hỗ trợ q trình nhận thức HS dạy học vật lý Với lí trên, chúng tơi lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 Trung học phổ thơng” với mong muốn góp phần nhỏ vào việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý trường THPT Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất quy trình kết hợp TN thực TNMP hoạt động dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất quy trình kết hợp TN thực TNMP, vận dụng quy trình vào q trình dạy góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức HS nâng cao hiệu dạy học vật lý trường THPT Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc sử dụng kết hợp TN thực TNMP dạy học vật lý THPT; - Điều tra, khảo sát thực trạng việc sử dụng TN dạy học vật lý phần “Quang hình học” trường THPT; - Nghiên cứu, đặc điểm, nội dung kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT; - Khai thác TNMP kết hợp với TN thực dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT ; - Đề xuất quy trình kết hợp TN thực TNMP hoạt động dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT - Thiết kế tiến trình dạy học số đơn vị kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT có sử dụng kết hợp TN thực TNMP; - Tiến hành thực nghiệm (TNg) SP, kiểm chứng chất lượng hiệu việc sử dụng kết hợp TN thực TNMP hoạt động dạy học Đối tượng nghiên cứu Version Select.Pdf SDK HoạtDemo động dạy học -phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT có sử dụng kết hợp TN thực TNMP Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu kết hợp số TN thực, TNMP dạy học phần “Quang hình học” Vật lý lớp11 THPT - Địa điểm TNg SP: trường THPT Vĩnh Long, , THPT Trưng Vương địa bàn TP Vĩnh Long Lịch sử vấn đề nghiên cứu Do nhu cầu đổi phương pháp dạy học tính đặc thù môn học, nên việc sử dụng TN trình dạy học nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Lê Văn Giáo với “TN phương tiện trực quan dạy học vật lý”, tác giả chủ yếu đề cập đến vai trò TN phương tiện trực quan, đặc biệt vai trò TN tự tạo dạy học vật lý trường phổ thông Tuy nhiên, ta sử dụng TN thực dạy học HS chưa nắm kiến thức sâu sắc số vật tượng định[9] Tác giả Lê Công Triêm nghiên cứu về:“Sử dụng TN ảo TNMP dạy học vật lý”, đề cập đến vai trò TN ảo TNMP dạy học vật lý [25] Trong luận án tiến sĩ:“Nghiên cứu sử dụng TN với hỗ trợ máy vi tính dạy học số kiến thức Cơ học Nhiệt học trung học phổ thông”, tác giả Trần Huy Hoàng sâu vào việc xây dựng sử dụng TNMP dạy học vật lý [10] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thanh Bình: “Trực quan hóa TN với hỗ trợ máy vi tính dạy học phần Quang hình học Vật lý 11 nâng cao THPT” (ĐHSP Huế, 2008), đề tài tập trung vào khai thác sử dụng TNMP nhằm tăng cường tính trực quan dạy học vật lý [3] Trần Huy Hoàng, Trần Thị Ngọc Ánh với nghiên cứu:“Sử dụng kết hợp TN tự tạo TN có hỗ trợ máy vi tính dạy học vật lý”, tạp chí thiết bị Giáo dục, 2010, tác giả đề cập đến biện pháp kết hợp TN tự tạo với TNMP chưa đề cập đến TN thực nói chung [10] Demo Version Phương pháp nghiên cứu - Select.Pdf SDK 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu tài liệu, văn liên quan đến đổi phương pháp dạy học - Nghiên cứu sở lí luận việc sử dụng kết hợp TN TNMP dạy học vật lý - Nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa liên quan đến dạy học vật lý lớp11 nâng cao THPT có sử dụng TN 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Khai thác TNMP phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT - Xây dựng tiến trình dạy học số kiến thức phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT có sử dụng TN TNMP - Sử dụng phiếu điều tra, kết hợp đàm thoại với GV trường THPT để khảo sát tình hình thực tế công việc khai thác sử dụng TN hoạt động dạy học trường THPT 8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm -TNg sư phạm số mẫu thiết kế có đối chứng để đánh giá tính hiệu đề tài 8.4 Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê tốn học để xử lí, trình bày kết TNg sư phạm kiểm định giả thuyết thống kê khác biệt kết học tập hai nhóm đối chứng TNg Cấu trúc luận văn Phần mở đầu, nội dung kết luận Phần nội dung: có chương Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việcsử dụng kết hợp TN thực với TNMP dạy học phần “Quang hình học” Vật lý 11 THPT Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học số đơn vị kiến thức phần “Quang hình học” có sử dụng kết hợp TN thực TNMP Chương 3: TNg sư phạm Phần kết luận Demo Version - Select.Pdf SDK 10 NỘI DUNG Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KẾT HỢP TN THỰC VÀ TNMP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Hoạt động dạy học vật lý 1.1.1 Cơ sở tâm lí hoạt động nhận thức HS Theo quan điểm lí tâm lý học đại nhận thức vật lý nhận thức chân lí khách quan.V.I Lênin rõ qui luật chung hoạt động nhận thức là: “Từ trực quan sinh động đến tư trừu tượng từ tư trừu tượng đến thực tiễn, đường biện chứng nhận thức chân lí, nhận thức thực khách quan” V.I Lênin cho trình nhận thức tiến lên “từ tượng đến chất từ chất sâu sắc đến sâu sắc hơn… từ hình thức liên hệ phụ thuộc tương quan đến hình thức khác sâu sắc chung hơn” [4] Như việc nhận thức giới, người đạt mức độ nhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Quá trình nhận Demo Select.Pdf thức từ bậc nhận thứcVersion cảm tính -đến nhận thức líSDK tính Mức độ nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác tri giác hình dung Sự liên kết trực tiếp ý thức với giới bên ngồi thơng qua cảm giác tri giác Trong người phản ánh vào óc biểu bên ngồi vật khách quan thơng qua giác quan Khi xuất phần tử tổng quát hóa Đối với bậc nhận thức dạy học vật lý điều quan trọng cho HS thực hành động thực tế cụ thể vật thể TN, quan sát vật thể, quan sát tượng, quan sát TNMP,TN ảo, nghe lời giải thích,… Những phương tiện góp phần giúp HS hình thành kiến thức xác thực vật tượng khách quan, chúng tạo tảng cho bậc nhận thức dựa lý trí Bậc nhận thức dựa lý trí coi tư Ở bậc HS tổng quát hóa kết nhận biết kiến thức theo giác quan thân cách tổng kết chúng thành hệ thống tìm mối quan hệ chúng Phân tích tổng hợp coi hoạt động tư quan trọng nhất, hoạt động xếp, so sánh, tìm điểm chung phân loại, có ý nghĩa [20] 11 ... sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ phần “Quang hình học? ?? Vật lý 11 THPT 50 2.3 Thiết kế số dạy có sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ phần “Quang hình học? ?? Vật lý 11. .. 2.2 Nghiên cứu sử dụng kết hợp số thí nghiệm thực thí nghiệm mơ phần “Quang hình học? ?? Vật lý 11 THPT .48 2.2.1 Quy trình thiết kế dạy học sử dụng kết hợp thí nghiệm thực thí nghiệm mơ ... SỐ KIẾN THỨC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” VẬT LÍ 11 THPT CĨ SỬ DỤNG KẾT HỢP THÍ NGHIỆM THỰC VÀ THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG 46 2.1 Đặc điểm, nội dung kiến thức phần “Quang hình học? ?? Vật lý 11 THPT .46 2.2