Vận dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề vào dạy học chương khúc xạ ánh áng vật lí 11

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Phạm Thị Mỹ Hạnh VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Phạm Thị Mỹ Hạnh VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 11 Chuyên ngành : Lí luận Phương pháp dạy học Bộ mơn Vật lí Mã số : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN GIA ANH VŨ Thành phố Hồ Chí Minh - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Phạm Thị Mỹ Hạnh LỜI CÁM ƠN Để hồn thành khóa học đề tài nghiên cứu này, tác giả nhận quan tâm giúp đỡ lớn từ q Thầy cơ, đồng nghiệp gia đình Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến: Thầy Phan Gia Anh Vũ – người trực tiếp hướng dẫn mặt chun mơn, tận tình dẫn, định hướng giúp đỡ suốt q trình thực luận văn Q Thầy khoa Vật lí trường đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy, dẫn tơi suốt q trình học tập trường Phịng Sau đại học trường đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện, hỗ trợ việc học tập nghiên cứu học viên Ban giám hiệu, Thầy cô, đồng nghiệp trường THCS & THPT Long Thượng quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè sát cánh, động viên giúp đỡ nhiều suốt thời gian học tập thời gian hoàn thành luận văn Long An, tháng năm 2014 Phạm Thị Mỹ Hạnh MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cám ơn Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.1 Một số vấn đề phương pháp dạy học tích cực 1.1.1 Phương pháp dạy học tích cực 1.1.2 Những dấu hiệu đặc trưng dạy học tích cực 1.1.3 Đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực 1.1.4 Điều kiện đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực 1.1.5 Sự khác dạy học thụ động dạy học tích cực 1.2 Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực tự lực học sinh 13 1.2.1 Tính tích cực học sinh học tập 13 1.2.2 Phát triển tư học sinh 15 1.2.3 Tính tự lực học sinh học tập 19 1.3 Tổ chức dạy học theo hướng phát giải vấn đề 21 1.3.1 Khái niệm dạy học phát giải vấn đề 21 1.3.3 Tiến trình xây dựng kiến thức theo đường lí thuyết kiểu dạy học phát giải vấn đề 24 1.3.4 Tiến trình xây dựng kiến thức theo đường thực nghiệm kiểu dạy học phát giải vấn đề 25 1.3.5 Các dạng hành động thao tác thành tố cần rèn luyện cho học sinh tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát giải vấn đề 26 1.3.6 Các kiểu định hướng hành động nhận thức học sinh 26 1.3.7 Các yêu cầu với câu hỏi định hướng hành động nhận thức học sinh 28 1.3.8 Cách thiết kế học 28 1.4 Thiết kế phương án dạy học đơn vị kiến thức cụ thể 30 1.4.1 Lập sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức 31 1.4.2 Diễn đạt mục tiêu dạy học kiến thức cụ thể 31 1.4.3 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học đơn vị kiến thức cụ thể 31 1.5 Tình hình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” 32 1.5.1 Mục đích điều tra 32 1.5.2 Phương pháp điều tra 33 1.5.3 Kết điều tra 33 TIỂU KẾT CHƯƠNG 36 Chương THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 11 THEO HƯỚNG PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 37 2.1 Tìm hiểu chương “khúc xạ ánh sáng” vật lí 11 37 2.1.1 Cấu trúc nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng” 37 2.1.2 Mục tiêu chương “Khúc xạ ánh sáng” 38 2.2 Thiết kế tiến trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” 39 2.2.1 Bài 1: Khúc xạ ánh sáng 39 2.2.2 Bài 2: Phản xạ toàn phần 57 TIỂU KẾT CHƯƠNG 71 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72 3.1 Mục đích, đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm 72 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 72 3.1.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 72 3.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 72 3.1.4 Thời điểm thực nghiệm sư phạm 73 3.1.5 Những chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm 73 3.2 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 73 3.2.1 Các tiêu chí đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 73 3.2.2 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm 79 3.2.3 Đánh giá kết thực nghiệm 89 TIỂU KẾT CHƯƠNG 95 KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC 100 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ DH Dạy học GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh PH & GQ VĐ Phát giải vấn đề PPDH Phương pháp dạy học PP Phương pháp SGK Sách giáo khoa SPSS VĐ Statistical Package for Social Sciences (Phần mềm phục vụ thống kê) Vấn đề DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 So sánh học thụ động học tích cực Bảng 1.2 Bảng so sánh dạy học thụ động dạy học tích cực 10 Bảng 2.1 Cấu trúc nội dung cụ thể 37 Bảng 3.1 Các tiêu chí đánh giá nhóm 74 Bảng 3.2 Các tiêu chí đánh giá cá nhân 78 Bảng 3.3 Thống kê kết làm việc nhóm HS 83 Bảng 3.4 Thống kê trình làm việc nhóm (do GV đánh giá) 83 Bảng 3.5 Thống kê kết làm việc nhóm HS 88 Bảng 3.6 Thống kê trình làm việc nhóm (do GV đánh giá) 88 Bảng 3.7 Bảng phân bố tần suất kết kiểm tra tiết lớp thực nghiệm lớp đối chứng 89 Bảng 3.8 Bảng phân bố tần suất tích lũy kết kiểm tra tiết lớp thực nghiệm lớp đối chứng 91 Bảng 3.9 Bảng kết điểm trung bình độ lệch chuẩn lớp thực nghiệm lớp đối chứng thực phần mềm SPSS 92 Bảng 3.10 Bảng kết kiểm định Mann – Whitney với hai mẫu độc lập thực phần mềm SPSS 93 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ mối quan hệ GV HS dạy học tích cực Hình 1.2 Sơ đồ vai trò người dạy người học dạy học tích cực Hình 1.3 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo dạy học phát giải vấn đề 21 Hình 1.4 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo đường lí thuyết kiểu dạy học phát giải vấn đề 24 Hình 1.5 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo đường thực nghiệm kiểu dạy học phát giải vấn đề 25 Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng” 38 Hình 3.1 Biểu đồ phân bố tần suất kết kiểm tra tiết lớp thực nghiệm lớp đối chứng 90 Hình 3.2 Biểu đồ phân bố tần suất kết kiểm tra tiết lớp thực nghiệm lớp đối chứng 90 Hình 3.3 Biểu đồ phân bố tần số tích lũy điểm kiểm tra tiết lớp thực nghiệm lớp đối chứng 91 109 Câu Đáp án D C B B A 110 Phụ lục Phiếu đánh giá hoạt động nhóm (do GV đánh giá hoạt động nhóm) Nhóm: …………ngày…….tháng……năm…… Các tiêu chí Giỏi (87) Khá (75,5) Trung bình(5,54) Yếu (40) Tích cực phát Sự đóng góp thành viên (1) biểu ý kiến thảo luận, thành viên Có hăng hái phát biểu ý kiến Có phát biểu ý Rất phát kiến biểu ý kiến, chưa hiểu rõ hiểu vấn đề vấn đề mập mờ nắm rõ vấn đề Thái độ với Có nổ lực cao Chưa có nổ q trình Có tìm tịi đưa lực tích cực vấn đề tìm kiếm giải pháp, trình giao (2) thong tin giải có nổ lực giải vấn vấn đề đề Có phân cơng kế Có phân bố Thời gian làm hoạch rõ rang, thời gian làm việc nhóm (3) thời gian phân việc cho bố cụ thể cho nhóm buổi Kế hoạch hoạt động cho nhóm (4) Khơng tích cực tham gia giải vấn đề Có phân bố Phân bố thời thời gian làm gian chưa hợp việc cho nhóm lí thường xuyên chậm chậm trễ trễ Có kế hoạch Có kế hoạch Có kế hoạch rõ ràng, phân phân phân công Kế hoạch chưa công công công nhưng chưa rõ rang, số việc rõ rang hợp lí Một số vấn đề chưa vấn đề chưa hoàn thành tiến hành tiến hành công dự định việc khơng hồn thành 111 kế kế hoạch hoạch định Đôi quên Luôn mang đến đầy đủ tài Có tài liệu cần mang tài liệu Sự chuẩn bị liệu cần thiết thiết sẵn cần thiết (5) sẵn sang sàng thực chưa tích cực thực cơng cơng việc tìm hiểu vấn đề việc Có thái độ tơn Hợp tác làm việc với người khác (6) trọng thành viên, lắng nghe tranh luận tích cực Báo cáo nhóm (7) qn tài liệu tích cực tìm hiểu vấn đề Phần lớn Đa số Đa số thành viên thành viên lắng thành viên lắng nghe nghe khơng chịu tranh luận tích chưa tranh luận hợp tác với cực tích cực Bài báo cáo Bài báo cáo đánh đánh máy rõ rang, máy rõ ràng khơng có lỗi thỉnh tả lối thoảng có lỗi ngữ pháp, có tả, có tiêu đề, phụ đề tiêu đề, phụ đề Trình diễn (8) Thường xuyên tài liệu tài liệu tham khảo tham khảo Khả Nội dung báo trình bày lưu cáo rõ ràng lốt, có thí trình nghiệm minh bày chưa lưu họa Nội dung lốt, thí báo cáo rõ nghiệm minh Bài báo viết tay đánh máy rõ rang Không giới thiệu tài Bài báo cáo trình bày cẩu thả liệu tham khảo Nội dung báo cáo chưa đầy đủ, báo cáo viên trình bày lúng túng Chưa chuẩn bị tốt nội dung báo cáo, trình bày báo cáo sơ sài, cẩu thả Sản phẩm 112 ràng, chưa hoàn họa thành viên thiện có khả báo cáo Chưa biết cách Biết vận dụng kiến thức Biết vận dung Giải thích, tìm kiếm để kiến thức vào nguyên nhân, chứng minh giải nhận định, giả thuyết có chứng minh nhận số vấn đề nêu (9) định đưa ra chưa cách rõ chứng minh rang Nhóm trưởng (10) Giải thích sơ thức để chứng sài chưa chứng minh cách minh logic thuyết nhận định giả phục nhiều thuyết đưa nhận định, giả ra.Khơng có thuyết chưa khả vận chứng dụng minh Nhiệt tình có Tinh thần trách Nhiệt tình với trách nhiệm nhiệm với nhóm, có trách thỉnh nhóm chưa cao nhiệm với thoảng khơng cịn hời hợt, nhóm, phân bố ý đến hoạt chưa có khả thời gian Thư kí (11) vận dụng kiến động giải nhóm vấn đề Hầu khơng nhiệt tình với vai trò giao Tác phong Tác phong nhanh nhẹn, nhanh nhẹn, Ghi chép chưa Ghi chép hời ghi nhận trung ghi chép chưa xác hợt, chưa thực có cẩn thận, có khơng phát xác, thụ nhiều ý kiến phát biểu ý biểu ý kiến động xác đáng kiến 113 Phiếu đánh giá hoạt động cá nhân nhóm (do GV đánh giá hoạt động HS nhóm) Họ tên:……………………………………… Nhóm: …………ngày…….tháng……năm…… Các tiêu chí Phân tích vấn đề (1) Giỏi(108) Khá(86,5) Biết phân tích Biết phân tích vấn đề, xây vấn đề dựng kế chưa có kế hoạch học tập hoạch học tập hơp lí cụ thể Đưa giả Giả thuyết, thuyết hợp lí giải pháp đưa đề xuất giải ra(2) pháp tương ứng Hình thức trình Bài báo cáo (3) bày đẹp rõ ràng chứng minh luận điểm nêu Trung bình (6,55) Có phân tích chưa mối quan hệ vấn đề Đưa Giả thuyết có giả thuyết số chỗ giải chưa rõ ràng, pháp đề hợp lí, chưa chưa tương nêu giải ứng pháp đề nghị Hình thức châp nhận được, số luận điểm đưa chưa đươc chứng minh Thể tôn Thể tôn Yếu ( n2 C n1< n2 D Khơng thể kết luận thiếu kiện Câu 5: tia phản xạ tia khúc xạ vng góc góc tới tia sáng 30o chiết suất tỉ đối n21 có giá trị bao nhiêu? A 0,58 B 0,71 C 1,7 D 1,33 116 Câu 6: chiết suất tuyệt đối môi trường xác định theo công thức n=c/v Vậy chiết suất môi trường nước ánh sáng đơn sắc n=4/3 vận tốc ánh sáng truyền nước bao nhiêu: A 225.000 km/s C 2,25.108 km/s B 2,25.108 km/s D 2,25.107 km/s Câu 7: chọn câu trả lời Một tia sáng từ khơng khí tới mơi trường chiết suất n= góc tới i=60o góc khúc xạ góc lệch D tia sáng là: A Góc khúc xạ r= 30o, góc lệch D=30o B Góc khúc xạ r= 30o, góc lệch D=60o C Góc khúc xạ r= 60o, góc lệch D=30o D Góc khúc xạ r= 30o, góc lệch D=15o Câu 8: người nhìn hịn sỏi đáy bể nước thấy ảnh dường cách xa mặt nước khoảng 1,2 m, chiết suất nước 4/3 Độ sâu bể là: A h=90 cm B h= 10 dm C h= 15 dm D h=1,8 m Câu 9: chiếu tia sáng song song khơng khí tới mặt nước (n=4/3) với góc tới 45o Góc hợp tia khúc xạ tia tới bao nhiêu: A.70o32’ B.45o C.25o32’ D.12o58’ Câu 10: mặt song song có bề dày 10 cm chiết suất n=1,5 đặt khơng khí Chiếu tới tia sáng SI có góc tới 45o tia ló khỏi A hợp với tia tới góc 45o B vng góc với tia tới C song song với tia tới D vng góc với mặt song song Câu11 Khi ánh sáng từ nước (n = 4/3) sang khơng khí, góc giới hạn phản xạ tồn phần có giá trị là: A i gh = 41048’ B i gh = 48035’ C i gh = 62044’ D i gh = 38026’ Câu 12 Cho tia sáng từ nước (n = 4/3) khơng khí Sự phản xạ tồn phần xảy góc tới: A i < 480 B i > 420 C i > 490 D i > 430 117 Câu 13 Tia sáng từ thuỷ tinh (n = 1,5) đến mặt phân cách với nước (n = 4/3) Điều kiện góc tới i để khơng có tia khúc xạ nước là: A i ≥ 62044’ B i < 62044’ C i ≥ 41048’ D Cả A C Câu 14 Một miếng gỗ hình trịn, bán kính (cm) tâm O, cắm thẳng góc đinh OA Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n = 1,33 Đinh OA nước.Lúc đầu OA = (cm) sau cho OA giảm dần Mắt đặt khơng khí, chiều dài lớn OA để mắt bắt đầu không thấy đầu A là: A OA = 3,25 (cm) B OA = 3,53 (cm) C OA = 4,54 (cm).D OA = 5,37 (cm) Câu 15 Một đèn nhỏ S đặt đáy bể nước (n = 4/3), độ cao mực nước h = 60 (cm) Bán kính r bé gỗ tròn mặt nước cho không tia sáng từ S lọt ngồi khơng khí là: A r = 49 (cm) B r = 53 (cm) C r = 55 (cm) D r = 51 (cm) Câu 16 Góc tới giới hạn phản xạ toàn phần thuỷ tinh nước 600 Chiết suất nước A n = 1,5 Chiết suất thuỷ tinh B n = 1,54 C n = 1,6 D n = 1,62 Câu 17 Tia sáng từ không khí vào chất lỏng suốt với góc tới i = 600 góc phản xạ r = 300 Để xảy phản xạ toàn phần tia sáng từ chất lỏng khơng khí góc tới A i < 300 B i < 28,50 Câu 18 Chiết suất nước C i = 35,260 D i=350 Chiết suất kim cương 2,42.Góc tới giới hạn phản xạ toàn phần kim cương nước là: A 0,55 B 33022’ Câu 19 Chiết suất nước C 200 D 300 Chiết suất khơng khí 1.Góc tới giới hạn để xảy tượng phản xạ toàn phần bằng: A 0,750 tia tới truyền từ nước sang khơng khí B 48035’ tia tới truyền từ nước sang khơng khí C 480 35’ tia tới truyền từ khơng khí vào nước 118 D 0,750 tia tới truyền từ khơng khí vào nước Câu 20 Tia sáng truyền từ khơng khí tới gặp mặt thống có chiết suất n ta thấy hai tia phản xạ khúc xạ lệch gocs105o, biết góc tới tia sáng 45o Chiết suất n chất lỏng A 1,351 B 1,216 C 1,732 D 1,414 Hết Câu 10 Đáp án B A D C A A A C D C Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án B C A B B B C B B D 119 Phụ lục PHIẾU TRAO ĐỔI Ý KIẾN VỚI GIÁO VIÊN Kính chào Thầy (Cơ), Nhằm giúp việc tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” – lớp 11 có hiệu quả, chúng tơi đưa bảng điều tra này, mong nhận hợp tác chân thành q Thầy (Cơ) Thầy (Cơ) cơng tác trường:………………………Số năm cơng tác:………… Đánh dấu (X) vào ý kiến mà q Thầy (Cô) cho Những thuận lợi dạy chương “Khúc xạ ánh sáng”:  Học sinh học số kiến thức khúc xạ ánh sáng Vật Lí 9– THCS  Các kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng” có nhiều ứng dụng thực tế nên học sinh dễ hiểu, dễ nhớ  Một số định luật chương học sinh dễ chấp nhận nên thuận lợi cho công tác giảng dạy  Các thuận lợi khác: Những khó khăn dạy chương “Khúc xạ ánh sáng”: Học sinh áp dụng cơng thức cách máy móc mà không hiểu rõ chất định luật  Bộ thí nghiệm thiết kế khơng hợp lí, khó sử dụng kiểm chứng định luật  Học sinh khơng biết áp dụng kiến thức hình học lượng giác việc tiếp thu kiến thức?  Các khó khăn khác: ………………………………………………………… Các phương pháp dạy học chủ yếu mà Thầy (Cô) sử dụng tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” là:  Phương pháp thuyết trình  Phương pháp đàm thoại  Phương pháp phát giải vấn đề  Tổ chức hoạt động nhóm 120 Các phương pháp khác: ………………………………………………………… Khi tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng”, Thầy (Cơ) có tiến hành thí nghiệm khơng?  Tất thí nghiệm  Một số thí nghiệm  Khơng sử dụng Nếu khơng sử dụng thí nghiệm tiến hành số thí nghiệm lí là:  Các thí nghiệm SGK phức tạp, khó thực hiện, độ sai số nhiều  Khơng có đủ dụng cụ thí nghiệm  Khơng có đủ thời gian khơng gian để thực thí nghiệm  Các thí nghiệm khơng phát huy tính tích cực, tự lực học sinh học tập  Các lí khác:……………………………………………………………… Khi tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng”, Thầy (Cơ) có cho học sinh tự phát vấn đề tổ chức hoạt động cho học sinh giải vấn đề hay khơng?  Thường xun  Thỉnh thoảng  Không tổ chức Các kinh nghiệm phát huy tính tích cực, tự lực học sinh mà Thầy (Cô) rút từ việc dạy chương “Khúc xạ anh sáng” là: …………………………………………………………………………………  Cảm ơn hợp tác chân thành q Thầy (Cơ) Chúc q Thầy (Cơ) thật nhiều sức khỏe thành công công việc 121 Phụ lục Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm 122 123 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Phạm Thị Mỹ Hạnh VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 11 Chun ngành : Lí. .. dạy học sinh phương pháp tự học thơng qua tồn q trình dạy học đổi việc sử dụng phương tiện dạy học dạy học vật lý Dạy học phát giải vấn đề kiểu dạy học dạy học sinh thói quen tìm tịi giải vấn đề. .. 37 Chương THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC THUỘC CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” VẬT LÝ 11 THEO HƯỚNG PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Tìm hiểu chương ? ?khúc xạ ánh sáng” vật lí 11 2.1.1