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 THÔNG
THEO PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN VẤN ĐỀ
(ÁP DỤNG VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”)
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 đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các
số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực,
được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố
trong bất kì một công trình nào khác.
Đồng Nai, ngày 20 tháng 4 năm 2014
Tác giả
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, Cô giáo Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm -
Đại học Huế và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy,
giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến:
- PGS. TS. Trần Huy Hoàng đã dành nhiều thời
gian hướng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận
lợi để tác giả hoàn thành luận văn.
- Giáo viên trường trung học phổ thông Trấn Biên,
tỉnh Đồng Nai đã giúp đỡ rất nhiều trong quá trình thực
nghiệm sư phạm.
Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân và
bạn bè đã giúp đỡ, động viên tác giả hoàn thành luận văn
này.
Đồng Nai, ngày 20 tháng 4 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 .............................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ............................... 4
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ........................... 5
PHẦN 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................ 6
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 6
2. Lịch sử vấn đề ..................................................................................................... 7
3. Mục tiêu đề tài ..................................................................................................... 7
4. Giả thuyết khoa học ............................................................................................. 7
5. Nhiệm vụ đề tài ................................................................................................... 7
6. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 8
7. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 8
8. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 8
9. Những đóng góp của đề tài .................................................................................. 8
10. Cấu trúc luận văn ............................................................................................... 9
PHẦN 2: NỘI DUNG .......................................................................................... 10
CHƯƠNG 1. 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 trên vấn đề (PBL) ....................................................................... 10
1.1.1. Khái niệm .................................................................................................... 10
1.1.2. Các đặc trưng cơ bản của 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 trên vấn đề (PBL) .................................................. 16
1.2. Dạy học ứng dụng kĩ thuật của vật lý .............................................................. 18
1.2.1. Khái niệm về ứng dụng kĩ thuật của vật lý ................................................... 18
1.2.2. Các con đường hình thành kiến thức về ứng dụng kĩ thuật của vật lý ........... 19
1.2.1.1. Dạy học các ứng dụng kỹ thuật theo con đường thứ nhất .......................... 19
1
1.2.1.2. Dạy học của ứng dụng kỹ thuật theo con đường thứ hai ............................ 21
1.3. Quy trình tổ chức dạy học PBL các ứng dụng kĩ thuật của vật lý .................... 23
1.4. Thực trạng việc áp dụng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề và dạy học
ứng dụng kĩ thuật vật lý ở trường PT ..................................................................... 24
1.4.1. Thực trạng áp dụng phương pháp dạy học dựa trên vấn đề ở trường phổ thông ... 24
1.4.2. Thực trạng áp dụng phương pháp dạy học UDKT ở trường THPT ............... 24
1.5. Kết luận chương 1 .......................................................................................... 24
CHƯƠNG 2. 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 và lượng tử ánh sáng vật lý 12 ...... 27
2.1.3.1. Đối với giáo viên ...................................................................................... 27
2.1.3.2. Về học tập của HS .................................................................................... 28
2.1.3.3. Nguyên nhân của thực trạng ...................................................................... 28
2.2. Tổ chức tiến trình DH UDKT trong DH Vật lý theo phương pháp dựa trên vấn đề ..... 29
2.2.1. Các vấn đề UDKT Vật lý 12 trong phần quang học ..................................... 29
2.2.2. Giai đoạn xác định mục tiêu và nội dung học tập ......................................... 30
2.2.3. Giai đoạn thiết kế và giao vấn đề ................................................................. 30
2.2.4. Tiến trình hướng dẫn HS tham gia giải quyết 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 trên vấn đề ........................................ 33
2.4. Tiến trình dạy học theo PBL phần “Quang học” Vật lý 12 ............................. 37
2.5. Kết luận chương 2 .......................................................................................... 54
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ....................................................... 56
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của 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 của thực nghiệm sư phạm............................................................... 56
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 57
2
3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm .................................................................. 57
3.3.2. Phương pháp tiến hành thực nghiệm ............................................................ 57
3.3.3. Các bài kiểm tra ........................................................................................... 57
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm......................................................................... 58
3.4.1. Nhận xét về tiến trình dạy học ..................................................................... 58
3.4.2. Đánh giá kết quả 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 3 .......................................................................................... 63
PHẦN 3: KẾT LUẬN .......................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 66
PHỤ LỤC
3
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 quyết 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
4
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 được làm chọn mẫu TN ............................................... 57
Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài 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 các tham số thống kê...................................................... 61
* BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm .................................................. 59
Biểu đồ 3.2. Phân loại theo học lực của hai nhóm .................................................. 61
* ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm ................................................ 60
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích ......................................................... 60
* 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 các 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 quá trình hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử ........... 47
Hình 2.4. Sự tạo thành vạch quang phổ của nguyên tử hidro.................................. 48
Hình 2.5. Tạo pin từ quả chanh .............................................................................. 52
Hình 2.6. Thí nghiệm hiện 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
5
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bước sang thế kỷ XXI, chúng ta đang đứng trước những thời cơ và thách
thức mới. Nhân loại đang từng bước đi vào sử dụng tri thức cho sự phát triển và
đang hình thành nền kinh tế dựa vào tri thức, sử dụng nhanh và gần như trực tiếp
các thành tựu của khoa học công nghệ và phục vụ sản xuất đời sống. Điều đó Các -
Mác đã tiên đoán cách đây 150 năm về khả năng đưa khoa học trở thành lực lượng
sản xuất trực tiếp. Theo đánh giá của các nhà tương lai học, thế giới đang chuyển
nhanh sang nền kinh tế tri thức, vì vậy đào tạo con người được trang bị đầy đủ tri
thức là đặc biệt quan trọng.
Để đáp ứng được điều trên thì Đảng và Nhà nước đưa ra chiến lược phát
triển Việt Nam năm 2009 - 2020 “Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước và hội nhập quốc tế, nguồn lực con người Việt Nam càng trở nên
có ý nghĩa quan trọng, quyết định sự thành công của công cuộc phát triển đất nước.
Giáo dục ngày càng có vai trò và nhiệm vụ quan trọng trong việc xây dựng một thế
hệ người Việt Nam mới, đáp ứng yêu cầu phát triển đúng hướng, hợp quy luật, xu
thế và xứng tầm thời đại ”. [34]
Tại điều 5 luật giáo dục năm 2005 đã xác định: “Phương pháp giáo dục phải
phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học, bồi dưỡng
cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí
vươn lên”. [10]
Mục tiêu giáo dục môn vật lý ở trường THPT cần cung cấp cho HS hệ thống
kiến thức, kĩ năng phổ thông, cơ bản, hiện đại, thiết thực và gắn với đời sống con
người. Những nội dung chủ yếu bao gồm giải thích các hiện tượng, những ứng dụng
khoa học kỹ thuật trong đời sống, kinh tế và sản xuất. Những nội dung này góp
phần giúp HS có học vấn phổ thông tương đối hoàn chỉnh để có thể tiếp tục học lên,
đồng thời có thể giải quyết một số vấn đề có liên quan đến vật lý trong đời sống và
sản xuất, mặt khác góp phần phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề
cho HS. Vì thế, trong quá trình dạy và học môn Vật lý có nhiều cơ hội kết hợp nội
dung giảng dạy ứng dụng kỹ thuật có hiệu quả.
6
Để thực hiện mục tiêu giáo dục, việc xây dựng chương trình vật lý THPT
được thực hiện theo hướng:
- Nội dung vật lý gắn với thực tiễn đời sống, xã hội và cộng đồng.
- Nội dung vật lý gắn với thực hành, thực nghiệm.
- Nội dung vật lý phải có tính thiết thực.
Tuy nhiên các môn KHTN trong nhà trường còn “khô khan”, chưa có các
hoạt động kích thích HS đam mê và tìm hiểu, đóng góp vào lợi ích của tập thể,
cộng đồng.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài “Tổ chức dạy học ứng
dụng kỹ thuật phần “Quang học”, vật lý 12 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 thích môn Vật lý, góp phần đổi mới PPDH vật lý ở trường THPT.
2. Lịch sử vấn đề
Xu thế đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng lấy người học làm trung
tâm, phương pháp dạy học dựa trên vấn đề (Problem Based Learning) đang được
các nền giáo ở nhiều nước quan tâm nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn. Mặc dù
được ra đời từ những năm 60 của thế kỷ trước, cho đến nay phương pháp này vẫn
thu hút được sự quan tâm của những nhà nghiên cứu giáo dục.
Ở Việt Nam đang từng bước nghiên cứu và vận dụng ở một 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 trên vấn đề thì chưa thấy có công trình nào thực hiện
3. Mục tiêu đề tài
Đề xuất được tiến trình dạy học UDKT trong phần “Quang học”, Vật lý 12
THPT theo phương pháp dựa trên vấn đề (PBL).
4. Giả thuyết khoa học
Trong quá trình dạy học vật lý còn gặp nhiều khó khăn. Nếu đề xuất được
tiến trình dạy học UDKT theo phương pháp dựa trên vấn đề và vận dụng tiến trình
đó vào dạy học thì sẽ phát huy được tính tích cực của học sinh và góp phần nâng
cao chất lượng dạy học.
5. Nhiệm vụ đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài về quá trình dạy học, xu hướng đổi mới
PPDH, phương pháp dạy học trên cơ sở vấn đề, quá trình tự học…
7
- Nghiên cứu, hệ thống các tài liệu tham khảo về nội dung giáo dục UDKT.
- Thiết kế một số giáo án UDKT hỗ trợ dạy học cho GV lớp 12 THPT.
- Tổng hợp các tư liệu có liên quan đến nội dung UDKT làm tài liệu tham
khảo cho GV THPT.
- Thiết kế các giáo án UDKT dựa trên vấn đề (word và power point), các
slide hỗ trợ GV.
- Thực nghiệm sư phạm.
6. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học phương pháp UDKT dạy học trong phần “Quang học”,
Vật lý 12 THPT theo phương pháp dựa học trên cơ sở vấn đề.
7. Phạm vi nghiên cứu
Nội dung: vật lý THPT 12 phần các vấn đề UDKT.
Địa bàn nghiên cứu: một số trường THPT trong tỉnh Đồng Nai.
8. Phương pháp nghiên cứu
8.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
● Nghiên cứu định hướng đổi mới PPDH vật lý.
● Nghiên cứu chương trình THPT lớp 12.
8.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
● Điều tra thực trạng công tác dạy học vật lý ở trường THPT hiện nay trên
địa bàn tỉnh Đồng Nai, thực trạng sử dụng các bài tập có nội dung đến UDKT.
● Trao đổi, rút kinh nghiệm với các GV và các chuyên gia.
● Thực nghiệm sư phạm.
8.3. Phương pháp thống kê toán học.
9. Những đóng góp của đề tài
- Những đóng góp của đề tài: Hệ thống các cơ sở khoa học và các quan điểm
chủ đạo về quan điểm dạy học ứng dụng kỹ thuật và dựa trên vấn đề, xác định rõ vai
trò của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh.
- Tổ chức dạy học theo phương pháp dựa trên vấn đề vào phần “Quang học”
nhằm nâng cao hiệu quả trong quá trình dạy học.
- Luận văn cung cấp một tài liệu tham khảo thiết thực góp phần giúp giáo
viên thực hiện nhiệm vụ đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT trong giai
đoạn này.
8
10. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm 3 phần chính: mở đầu, nội dung và kết luận.
Phần 1. Mở đầu.
Phần 2. 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 3. Kết luận.
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
9
PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC DỰA TRÊN VẤN ĐỀ
1.1. Dạy học dựa trên vấn đề (PBL)
1.1.1. Khái niệm
- Theo Don Woods: “PBL là bất kì mô trường học tập nào mà vấn đề đặt ra
sẽ điều khiển quá trình học tập. Như vậy một vấn đề nào đó sẽ được giao cho người
học trước khi họ được học các kiến thức. Vấn đề đặt ra sao cho người học khám phá
rằng họ cần phải học một số kiến thức nào đó trước khi họ có thể GQVĐ” [26].
- Theo Barrows và Kelson: “PBL vừa là chương trình, vừa là quá trình.
Chương trình bao gồm những vấn đề được lựa chọn kĩ càng, đòi hỏi người học
trong quá trình học phải tích lũy kiến thức then chốt. Quá trình là sự rèn luyện các
kĩ năng GQVĐ thành thạo, phương pháp tự học, kĩ năng làm việc theo nhóm, rèn
luyện trong những quá trình, những phương pháp được sử dụng phổ biến trong cuộc
sống, trong GQVĐ”[27].
- Theo Boud, ý tưởng của PBL là dùng một vấn đề mà người học phải giải
quyết để làm điểm khởi đầu của học tập. Trong môi trường dạy học PBL người học
được khuyến khích để GQVĐ của thế giới thực [17]. PBL là phương pháp theo chủ
nghĩa kiến tạo với quan điểm triết lý cho rằng kiến thức không phải là tuyệt đối mà
được kiến tạo bởi người học dựa trên những kiến thức sẵn có và thế giới quan của
riêng họ. Trong PBL, ba quy tắc kiến tạo cơ bản được phản ánh là: hiểu biết xuất
phát từ tác động hỗ tương với môi trường xung quanh; xung đột nhận thức có thể
kích thích việc học tập; kiến thức được phát triển nhờ những thảo luận, trao đổi và
đánh giá mang tính xã hội của sự hiểu biết cá nhân [18].
- Theo Henk Schmidt, PBL là một quá trình học trong đó người học giải quyết
các vấn đề trong nhóm nhỏ dưới sự giám sát và dẫn dắt của người hỗ trợ. Vấn đề
trong PBL thường bao gồm sự mô tả về một tình huống có thực. HS làm việc theo
nhóm để phân tích, định dạng vấn đề và GQVĐ trên cơ sở kiến thức đã có. Kết quả
được đánh giá thông quá trình HĐ, và trình bày của HS trong nhóm [19]. PBL được
xây dựng trên ba nguyên tắc chính. Thứ nhất, đạt được kiến thức và sự hiểu biết sâu
10
