Luận văn thạc sỹ khoa học giáo dục: Xây dựng tiến trình dạy học các thuyết về ánh sáng (Vật lí 12 nâng cao) theo hướng phát triển năng lực tư duy cho học sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

-------------- @  ---------------

DƢƠNG THỊ HOA

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC THUYẾT

VỀ ÁNH SÁNG (VẬT LÍ 12 NÂNG CAO) THEO HƢỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

THÁI NGUYÊN – 2010

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

-------------- @  ---------------

DƢƠNG THỊ HOA

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC THUYẾT

VỀ ÁNH SÁNG (VẬT LÍ 12 NÂNG CAO) THEO HƢỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CHO HỌC SINH

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ

MÃ SỐ : 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

PGS.TS TÔ VĂN BÌNH

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

THÁI NGUYÊN – 2010

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thày, cô giáo trong khoa Sau đại

học, khoa vật lý trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo những điều

kiện tốt nhất giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa. Tôi

xin chân thành cảm ơn Thày giáo hướng dẫn PGS.TS Tô Văn Bình - Đại học sư

phạm Thái nguyên đã tận tình chỉ dẫn và đóng góp những ý kiến quý báu giúp đỡ

tôi hoàn thành luận văn này.

Tôi cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo Sở GD&ĐT Thái nguyên và Sở GD&ĐT Yên

Bái, Ban giám hiệu, các thày cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp ở các trường dạy

thực nghiệm sư phạm đã tạo điều kiện và nhiệt tình đóng góp ý kiến giúp đỡ tôi

trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành khoá học.

Thái nguyên, tháng 08 năm 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Dƣơng Thị Hoa

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố trong một công

trình nào khác.

Thái nguyên, tháng 08 năm 2010

Tác giả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Dƣơng Thị Hoa

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BCH Ban chấp hành

CNTT Công nghệ thông tin

DH Dạy học

ĐC Đối chứng

ĐHSP Đại học Sƣ phạm

GV Giáo viên

HS Học sinh

PPDH Phƣơng pháp dạy học

SGK Sách giáo khoa

THCS Trung học cơ sở

THPT Trung học phổ thông.

TN Thực nghiệm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Đặc điểm chất lƣợng bộ môn của các lớp TN và ĐC trƣớc TNSP ...... 91

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 ........................................................................... 95

Bảng 3.3: Xếp loại kiểm tra lần 1 .......................................................................... 95

Bảng 3.4: Phân phối tần suất kiểm tra lần 1 ........................................................... 96

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 ........................................................................... 97

Bảng 3.6: Xếp loại kiểm tra lần 2 .......................................................................... 98

Bảng 3.7: Phân phối tần suất kiểm tra lần 2 ........................................................... 99

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra TNSP ................. 100

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 1 .......................................................... 96

Đồ thị 3.1: Đồ thị đƣờng phân phối tần xuất lần 1 .................................................. 97

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại kiểm tra lần 2 .......................................................... 98

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Đồ thị 3.2: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất lần 2 .................................................. 99

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1

I. Lí do chọn đề tài................................................................................................... 1

II. Mục đích nghiên cứu........................................................................................... 3

III. Giả thuyết khoa học ........................................................................................... 3

IV. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 3

V. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 3

VI. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 3

VII. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................................... 3

VIII. Cấu trúc của đề tài .......................................................................................... 4

Chƣơng I: Cơ sở lý luận chung. ........................................................................... 5

1.1 Lí luận tổ chức hoạt động dạy học .................................................................... 5

1.1.1 Quá trình nhận thức và sự lĩnh hội kiến thức .................................................. 5

1.1.2 Bản chất của hoạt động học vật lí .................................................................. 6

1.1.3 Bản chất của hoạt động dạy vật lí .................................................................. 8

1.1.4 Chức năng của dạy trong hệ tƣơng tác dạy học ............................................. 9

1.1.5 Nhiệm vụ của dạy học vật lí ở trƣờng trung học phổ thông…... ……………10

1.2 Cơ sở lí luận của việc phát triển tƣ duy học sinh .............................................. 11

1.2.1 Khái niệm tƣ duy .......................................................................................... 13

1.2.2 Những đặc điểm của tƣ duy ......................................................................... 13

1.2.3 Các giai đoạn của một quá trình tƣ duy ...................................................... 15

1.2.4 Các loại tƣ duy.............................................................................................. 17

1.2.5 Các biện pháp phát triển tƣ duy của học sinh ................................................ 23

Kết luận chƣơng I ............................................................................................... 27

Chƣơng II: Xây dựng tiến trình dạy học các thuyết về ánh sáng

( vật lí 12 nâng cao) theo hƣớng phát triển năng lực tƣ duy cho học sinh ........ 28

2.1 Một số vấn đề về thuyết vật lí ......................................................................... 28

2.1.1 Khái niệm thuyết vật lí .................................................................................. 28

2.1.2 Cấu trúc của thuyết vật lí .............................................................................. 28

2.1.3 Vai trò của thuyết vật lí ................................................................................. 31

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.1.4 Đặc điểm của thuyết vật lí............................................................................. 31

2.1.5 Chức năng của thuyết vật lí .................................................................................... 32

2.2 Phƣơng pháp dạy học các thuyết vật lí góp phần phát triển tƣ duy cho học sinh ...... 33

2.2.1 Con đƣờng hình thành các thuyết vật lí ............................................................. 33

2.2.2 Phƣơng pháp hình thành các thuyết về ánh sáng trong dạy học ..................... 41

2.3 Phân tích đặc điểm, thực trạng dạy học các thuyết trong chƣơng sóng ánh

sáng và lƣợng tử ánh sáng (vật lí 12 nâng cao) ..................................................... 46

2.3.1 Đặc điểm của chƣơng sóng ánh sáng ............................................................ 46

2.3.2 Đặc điểm của chƣơng lƣợng tử ánh sáng ...................................................... 52

2.3.3 Thực trạng dạy học các thuyết trong chƣơng sóng ánh sáng và lƣợng tử

ánh sáng (vật lí 12 nâng cao) ....................................................................................... 56

2.4 Thiết kế phƣơng án dạy học một số bài cụ thể ................................................ 59

2.4.1 Phƣơng án dạy học kiến thức bài 41 ............................................................ 60

2.4.2 Phƣơng án dạy học kiến thức bài 44 ............................................................. 75

Kết luận chƣơng II .............................................................................................. 89

Chƣơng III: Thực nghiệm sƣ phạm.................................................................... 90

3.1 Mục đích, nhiệm vụ, đối tƣợng và pp của thực nghiệm sƣ phạm ..................... 90

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm ............................................................. 90

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ............................................................ 90

3.1.3 Đối tƣợng và cơ sở TNSP ............................................................................ 90

3.1.4 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 91

3.1.5 Ƣớc lƣợng các đại lƣợng đặc trƣng cho TNSP ............................................. 91

3.1.6 Cách đánh giá, xếp loại ................................................................................. 92

3.2 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ...................................................................... 93

3.3 Kết quả và xử lí kết quả TNSP ......................................................................... 94

3.3.1 Các kết quả về mặt định tính của việc phát triển tƣ duy của HS .................... 94

3.3.2 Kết quả định lƣợng ....................................................................................... 95

3.4 Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm....................................................... 101

Kết luận chƣơng III ........................................................................................... 102

Kết luận chung ................................................................................................... 103

Tài liệu tham khảo ............................................................................................. 105

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phụ lục ............................................................................................................... 107

MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống ở thế kỉ XXI, thế kỷ của tri thức khoa học và công nghệ

cao. Điều đó đòi hỏi nền giáo dục nƣớc ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc và toàn

diện. Nghị quyết BCH Trung ƣơng Đảng khoá VIII đã chỉ rõ: “Mục tiêu của giáo

dục đào tạo là đào tạo ra những con ngƣời có đủ phẩm chất, năng lực để xây dựng

và bảo vệ tổ quốc, làm chủ tri thức khoa học công nghệ hiện đại, có năng lực phát

huy giá trị văn hoá dân tộc, tiếp thu tinh hoa của nhân loại, có tƣ duy sáng tạo, kỹ

năng thực hành giỏi”. Để thực hiện đƣợc mục tiêu giáo dục nói trên, vấn đề đặt ra

đối với các trƣờng học là không ngừng đổi mới về nội dung, PPDH và tăng cƣờng

trang thiết bị dạy học. Hội nghị BCHTƢ Đảng khoá XIII lần hai nhấn mạnh: "Đổi

mới phƣơng pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn

luyện thành nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng phƣơng pháp

tiên tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời

gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh...Củng cố và phát triển giáo dục ở các vùng

dân tộc thiểu số phấn đấu giảm sự chênh lệch về phát triển giáo dục giữa các vùng

lãnh thổ".

Trong những năm gần đây, việc đổi mới đồng bộ cả mục đích, nội dung,

phƣơng pháp và phƣơng tiện dạy học để nâng cao chất lƣợng giáo dục, đào tạo

đang diễn ra sôi động ở nƣớc ta. Việc rèn luyện năng lực tƣ duy cho học sinh có

vai trò quan trọng nhất trong sự phát triển toàn diện học sinh. Việc nghiên cứu

phƣơng pháp giảng dạy nhằm phát triển tƣ duy cho học sinh là một vấn đề đƣợc

nhiều nhà khoa học giáo dục và tâm lý học nghiên cứu. Thực tiễn giảng dạy môn

vật lý trong nhà trƣờng phổ thông hiện nay cho thấy: Việc phát triển tƣ duy cho

học sinh vẫn chƣa đƣợc quan tâm một cách đúng mức. Một trong những nguyên

nhân của tình trạng này là do nội dung sách giáo khoa còn mang nặng tính lý

thuyết, phƣơng pháp dạy học của giáo viên còn nặng về truyền thụ kiến thức, chƣa

chú ý nhiều đến phƣơng pháp nhận thức của học sinh. Học sinh thƣờng thụ động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trƣớc những kiến thức mới, chƣa đƣợc rèn khả năng tự học. Vì vậy bên cạnh các

giải pháp khác, cần phải đổi mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng tăng cƣờng

phát triển tƣ duy cho học sinh.

Thuyết vật lý là một hệ thống những tƣ tƣởng, quy tắc, quy luật dùng làm

cơ sở cho một ngành hoặc nhiều ngành khoa học để giải thích các sự kiện, hiện

tƣợng, để hiểu rõ bản chất sâu xa của các sự kiện, hiện tƣợng đó, tạo cho con

ngƣời có khả năng tác động mạnh hơn, có hiệu quả hơn vào thực tế khách quan.

Do vậy trong quá trình hình thành các thuyết trong trƣờng phổ thông cho học sinh,

giáo viên không những giúp cho kiến thức của học sinh thêm phong phú, sâu sắc

mà còn là cơ hội để giáo viên trang bị cho học sinh những phƣơng pháp nghiên

cứu, phƣơng pháp tƣ duy.

Việc áp dụng các phƣơng pháp dạy học nhằm phát triển tƣ duy HS trong dạy

học vật lý, đã có một số tác giả thực hiện nhƣ: Phạm Thanh Bình –Phát triển tƣ duy

HS bằng việc vận dụng phƣơng pháp tìm tòi từng phần trong giảng dạy một số bài

chƣơng “Dao động điện, dòng điện xoay chiều” -Luận văn thạc sĩ ĐHSPHN, Ngô

Văn Lý – “Phát triển tƣ duy HS THCS miền núi khi tiến hành thí nghiệm biểu diễn”

- Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái Nguyên 1999, Nguyễn Thị Hải Yến – “Phát triển

năng lực phát hiện và giải quyết có vấn đề cho HS khi dạy một số kiến thức chƣơng

“Mắt và các dụng cụ quang học” Vật lý lớp 12 THPT - Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái

Nguyên 2004, Tô Đức Thắng – “Tiến hành thí nghiệm biểu diễn nhằm phát triển tƣ

duy HS THPT miền núi khi dạy một số bài chƣơng – Chất khí” - Luận văn thạc sĩ

ĐHSP Thái Nguyên 2007, Lê Văn Huế - “Phát triển tƣ duy học sinh trung học phổ

thông miền núi khi dạy các khái niệm vật lý của chƣơng – “Từ trƣờng và Cảm ứng

điện từ”- Luận văn thạc sĩ ĐHSP Thái Nguyên 2008 …Các công trình này đã có

những thành công nhất định trong việc phát triển tƣ duy HS. Song chƣa có công

trình nào nghiên cứu để đƣa ra các biện pháp cụ thể nhằm phát triển tƣ duy HS

THPT thông qua việc hình thành các thuyết vật lý.

Chính vì những lý do trên, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng tiến

trình dạy học các thuyết về ánh sáng (vật lí 12 nâng cao) theo hƣớng phát triển

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

năng lực tƣ duy cho học sinh”.

II. Mục đích nghiên cứu

Đƣa ra một số biện pháp nhằm phát triển tƣ duy học sinh THPT trong khi

dạy họ c chƣơng: “Sóng ánh sáng” và “Lƣợng tử ánh sáng” vậ t lí lớ p 12 nâng cao.

III. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh ở trƣờng THPT

- Nội dung một số kiến thức thuộc chƣơng – Sóng ánh sáng và Lƣợng tử ánh sáng .

IV. Giả thuyết khoa học

Nếu giáo viên sử dụng hợp lí các biện pháp dạy học phù hợp với đặc điểm và

quá trình tƣ duy trong dạy học các thuyết vật lí cho học sinh thì học sinh có năng

lực tƣ duy tốt hơn.

V. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về dạy và học.

- Nghiên cứu lí luận về phát triển tƣ duy cho học sinh trong quá trình dạy học.

- Nghiên cứu đặc điểm và việc hình thành các thuyết vật lý.

- Nghiên cứu các biện pháp phát triển tƣ duy cho học sinh khi dạy các thuyết vật lí.

- Nghiên cứu chƣơng: Sóng ánh sáng và Lƣợng tử ánh sáng trong vật lí 12 nâng

cao nhằm xác định nội dung của thuyết, ứng dụng của thuyết. Thiết lập sơ đồ logic.

- Điều tra thực tế việc dạy và học các thuyết ở một số trƣờng THPT.

- Soạn thảo nội dung và thiết kế tiến trình dạy học một số thuyết trong

chƣơng: Sóng ánh sáng và Lƣợng tử ánh sáng nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển tƣ

duy cho học sinh THPT.

- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm theo hƣớng đề tài đã nêu ra.

VI. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận.

- Điều tra thực tế và tổng kết kinh nghiệm.

- Thực nghiệm sƣ phạm theo hƣớng đề tài đã đề ra.

VII. Ý nghĩa khoa học và đóng góp của đề tài.

- Góp phần làm rõ cơ sở lí luận về hoạ t độ ng dạ y họ c và việ c phá t triể n tƣ duy họ c

sinh. Đề xuấ t đƣợ c các biện pháp hình thành các thuyết vật lý nhằm phát triển tƣ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

duy học sinh THPT.

- Kết quả đề tài có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên dạy môn vật lý

ở trƣờng THPT.

VIII. Cấu trúc của luận văn. Gồm: phần mở đầu, kết luận và ba chƣơng.

Chương 1: Cơ sở lý luận chung.

Chương 2: Xây dựng tiến trình dạy học các thuyết về ánh sáng (vật lí 12 nâng

cao) theo hƣớng phát triển năng lực tƣ duy cho học sinh.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Chương 3: Thực nghiệm sƣ phạm

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHUNG

1.1. Lí luận tổ chức hoạt động dạy học.

1.1.1. Quá trình nhận thức và sự lĩnh hội kiến thức.

Khoa học vật lí nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc

tính và qui luật khách quan của các sự vật hiện tƣợng trong tự nhiên. Vấn đề then

chốt đầu tiên phải đặt ra cho ngƣời nghiên cứu là: Làm thế nào để tìm ra chân lí,

làm thế nào để biết rằng những điều mà nhà nghiên cứu tìm ra là đúng chân lí khách

quan?

V.I.Lenin đã khái quát hóa những thành tựu của rất nhiều nhà khoa học trên

con đƣờng đi tìm chân lí, nhiều khi phải trải qua những cuộc đấu tranh gian khổ,

quyết liệt và đã chỉ ra: "Từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng, rồi từ tƣ duy

trừu tƣợng trở về thực tiễn, đó là con đƣờng biện chứng của sự nhận thức chân lí,

của sự nhận thức hiện thực khách quan".

Mô hình giả định trừu tƣợng Các hệ quả lôgic

Những sự kiện khởi đầu Thí nghệm kiểm tra

Hình 1.1 Chu trình sáng tạo khoa học theo Razumôpxki

Nếu kết quả thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì mô hình giả thuyết

đƣợc xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lí. Nếu kết quả thực nghiệm không

phù hợp với dự đoán lí thuyết thì phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại hoặc thay đổi.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Mô hình trừu tƣợng đƣợc xác nhận trở thành nguồn tri thức mới tiếp tục đƣợc dùng

để suy ra những hệ quả mới hoặc để giải thích những sự kiện thực nghiệm mới phát

hiện.

Quá trình nhận thức vật lí chi tiết đƣợc diễn ra qua sơ đồ:

Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Hệ quả Định luật Lí thuyết Thực tiễn.

Chu trình và sơ đồ trên mô tả toàn bộ quá trình nhận thức vật lí.

Nhƣ vậy, con đƣờng đi tìm chân lí xuất phát từ thực tiễn và cuối cùng trở lại

thực tiễn, lấy thực tiễn làm chân lí. Những tính chất và qui luật vận động của thế

giới vật chất tồn tại khách quan, không phụ thuộc vào ý muốn của con ngƣời.

Những kiến thức khoa học mà con ngƣời xây dựng nên để phản ánh, mô tả những

tính chất, những qui luật đó của tự nhiên lại là những sáng tạo tự do của con ngƣời.

Sự lĩnh hội kiến thức trong quá trình dạy học vật lí có thể xảy ra theo con

đƣờng học sinh trực tiếp tiếp xúc với những đối tƣợng thực và theo con đƣờng nhờ

sự giúp đỡ của giáo viên. Học sinh thu đƣợc những kiến thức từ nhận thức xã hội.

Trong quá trình dạy học giáo viên sử dụng cả hai con đƣờng đó.[27]

1.1.2. Bản chất của hoạt động học vật lí.

Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con ngƣời nhằm tiếp thu những

tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài ngƣời đã tích lũy đƣợc, đồng thời phát triển

những phẩm chất năng lực của ngƣời học. Việc tiếp thu những tri thức, kĩ năng,

kinh nghiệm nhằm sử dụng chúng trong hoạt động thực tiễn của mình. Cách tốt nhất

để hiểu là làm và để nắm vững đƣợc những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm là ngƣời

học tái tạo ra chúng. Nhƣ vậy, ngƣời học không phải là tiếp thu một cách thụ động

dƣới dạng đã đúc kết một cách cô đọng, chuyển trực tiếp từ giáo viên, từ sách vở,

tài liệu vào óc mà phải thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà tái tạo lại chúng.

Một bên là động cơ, mục đích, phƣơng tiện, điều kiện. Bên kia là hoạt động,

hành động, thao tác. Động cơ học tập kích thích sự tự giác tích cực, thúc đẩy sự

hình thành và duy trì phát triển hoạt động học, đƣa kết quả cuối cùng là thỏa mãn

đƣợc lòng khao khát mong ƣớc của ngƣời học.

Muốn thỏa mãn động cơ ấy phải thực hiện lần lƣợt những hành động để đạt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đƣợc những mục đích cụ thể. Cuối cùng, mỗi hành động đƣợc thực hiện bằng nhiều

thao tác sắp xếp theo một trình tự xác định, ứng với mỗi thao tác trong những điều

kiện cụ thể là những phƣơng tiện, công cụ thích hợp. [22]

Động cơ Hoạt động

Mục đích Hành động

Thao tác

Phƣơng tiện, điều kiện

Hình 1.2 Cấu trúc tâm lí của hoạt động

Nhƣ vậy, quá trình học tập có nhiều tính chất giống nhƣ quá trình nhận thức

khoa học và có thể coi là một hình thức đặc biệt của quá trình nhận thức, nó tuân

theo các quy luật và cấu trúc của quá trình nhận thức sáng tạo khoa học. Giáo viên

phải rèn luyện cho học sinh sử dụng rộng rãi các thao tác tƣ duy gồm cả tƣ duy

lôgic và tƣ duy sáng tạo (dựa vào trực giác).

Xuất phát từ luận điểm trên đây, chúng ta thấy việc dạy học không phải là

việc chuyển đơn giản các kiến thức từ thầy sang trò, mà là sự tổ chức một cách có

kế hoạch của thầy cho học sinh xâm nhập (về mặt ý thức) vào bản chất của các sự

vật, các hiện tƣợng cần nghiên cứu. Bởi thế, một kiểu dạy học tốt hiện nay phải là

một kiểu dạy học đảm bảo cho quá trình học tập của HS diễn ra phù hợp với quá

trình nhận thức sáng tạo. [25]

Hoạt động nhận thức của con ngƣời chỉ thực sự bắt đầu khi con ngƣời gặp

phải mâu thuẫn: Một bên là trình độ hiểu biết đang có, một bên là nhiệm vụ mới

phải giải quyết mà những kiến thức kĩ năng đã có không đủ để giải quyết vấn đề.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Khi giải quyết đƣợc mâu thuẫn nhận thức thì cũng thu đƣợc kiến thức mới, phƣơng

pháp mới, kĩ năng mới. Dạy học là hoạt động chuyên biệt trong đó ngƣời giáo viên

giữ vai trò hƣớng dẫn tổ chức để học sinh hoạt động chiếm lĩnh những kinh nghiệm,

tri thức, kĩ năng mà loài ngƣời đã tích lũy đƣợc. Nhƣ vậy, hoạt động học tập của HS

thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức. Quá trình học tập sẽ là quá trình

liên tiếp giải quyết các vấn đề. I. F. Kharlamôp đã trích nêu ý kiến của V. Ôcôn

trong cuốn sách của mình : "Vấn đề nhận thức đặc trƣng ở chỗ nó đƣa HS ra ngoài

giới hạn của những kiến thức vốn có của các em", và nhƣ V. Ôcôn đã nói, "Nó bao

hàm một cái gì chƣa biết đòi hỏi phải có tìm tòi sáng tạo, có hoạt động tƣ duy và

nhanh trí đáng kể". [9]

1.1.3. Bản chất của hoạt động dạy vật lí.

Mục đích của hoạt động dạy là làm cho học sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức, kĩ

năng, kinh nghiệm xã hội, đồng thời hình thành sự phát triển phẩm chất và năng lực.

Hoạt động dạy của giáo viên là tổ chức, hƣớng dẫn, tạo diều kiện cho học sinh

thực hiện thành công các hành động nhận thức vật lí để cho học sinh tái tạo lại kiến

thức, kinh nghiệm xã hội, biến chúng thành vốn liếng của mình đồng thời làm biến

đổi bản thân học sinh, hình thành và phát triển những phẩm chất năng lực của họ.

Để thực hiện tốt mục đích trên thì giáo viên cần phải nghiên cứu hoạt động

học, căn cứ vào đặc điểm của hoạt động học của mỗi đối tƣợng cụ thể để định ra

những hành động dạy thích hợp, trƣớc hết là những hành động để tạo ra những điều

kiện thuận lợi giúp học sinh thực hiện tốt các hành động học tập. Hành động chủ

yếu của giáo viên trong dạy học vật lí là:

+ Xây dựng tình huống có vấn đề: Tạo mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ,

hứng thú đi tìm cái mới, kích thích học sinh hăng hái, tự giác hoạt động, tạo ra

không khí lớp học thuận lợi ủng hộ những cuộc phát biểu trao đổi ý kiến thảo luận

về những kết quả thực hiện hành động học tập của học sinh.

+ Lựa chọn một logic nội dung bài học thích hợp: Phân chia bài học thành

những vấn đề nhỏ, phù hợp với trình độ xuất phát của học học sinh, xác định hệ

thống những hành động học tập mà học sinh có thể thực hiện đƣợc với sự cố gắng

vừa sức. Mà nội dung kiến thức vật lí ở trƣờng phổ thông không phải nguyên dạng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

kiến thức vật lí trong khoa học ở dạng đầy đủ nhất, hiện đại nhất mà đã đƣợc biến

đổi đi, trình bày dƣới dạng đơn giản hơn, phù hợp với trình độ học sinh. Do đó,

những hành động cần thiết để tái tạo lại những kiến thức đó cũng phải phù hợp với

trình độ học sinh.

+ Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản, một số

hành động nhận thức phổ biến: Xây dựng tình huống có vấn đề để tạo ra hứng thú

ban đầu.

+ Cho học sinh làm quen với phương pháp thực nghiệm và phương pháp

mô hình.

+ Hướng dẫn, tạo điều kiện để học sinh phát biểu, trao đổi, tranh luận về

các kết quả hành động của mình, động viên, khuyến khích kịp thời.

+ Lựa chọn và cung cấp cho học sinh những phương tiện, công cụ cần thiết

để thực hiện các hành động.[23]

1.1.4. Chức năng của dạy trong hệ tƣơng tác dạy học.

Muốn đạt đƣợc chất lƣợng hiệu quả cao trong sự vận hành của hệ tƣơng tác

dạy học gồm ngƣời dạy, ngƣời học và tƣ liệu hoạt động dạy học thì giáo viên cần tổ

chức, kiểm tra, định hƣớng hành động của học sinh theo một chiến lƣợc hợp lí sao

cho học sinh tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho mình và năng lực trí tuệ và

Định hƣớng

nhân cách toàn diện của học sinh từng bƣớc phát triển.

Liên hệ ngƣợc

Thích ứng

Liên hệ ngƣợc

Tổ chức

Cung cấp tƣ liệu tạo tình huống

Giáo viên Học sinh

Tƣ liệu Hoạt động dạy học

Môi trƣờng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 1.3 Hệ tƣơng tác dạy học

Hành động của giáo viên với tƣ liệu hoạt động dạy học là sự tổ chức tƣ liệu

và qua đó cung cấp tƣ liệu và tạo tình huống cho hoạt động học của học sinh. Tác

động trực tiếp của giáo viên tới học sinh là sự tự định hƣớng của giáo viên đối với

hành động của học sinh với tƣ liệu, là sự định hƣớng của giáo viên với sự tƣơng tác

trao đổi giữa học sinh với nhau và qua đó đồng thời định hƣớng cả sự cung cấp

những thông tin liên hệ ngƣợc từ phía học sinh cho giáo viên. Đó là những thông tin

cần thiết cho sự tổ chức và định hƣớng của giáo viên đối với hành động của học

sinh. Hành động của học sinh với tƣ liệu hoạt động dạy học là sự thích ứng của học

sinh với tình huống học tập đồng thời là hành động chiếm lĩnh, xây dựng tri thức

cho bản thân mình và sự tƣơng tác đó của học sinh với tƣ liệu đem lại cho giáo viên

những thông tin liên hệ ngƣợc cần thiết cho sự chỉ đạo của giáo viên với học sinh.

Tƣơng tác trực tiếp giữa các học sinh với nhau và giữa học sinh với giáo viên là sự

trao đổi, tranh luận giữa các cá nhân với nhau nhờ đó từng cá nhân học sinh tranh

thủ sự hỗ trợ xã hội từ phía giáo viên và tập thể học sinh trong quá trình chiếm lĩnh,

xây dựng tri thức. [20]

1.1.5. Nhiệm vụ của dạy học vật lí ở trƣờng trung học phổ thông

Vật lý học nghiên cứu các hình thức vận động cơ bản nhất của vật chất

nên là cơ sở cho tất cả các khoa học tự nhiên, đặc biệt là Hoá và Sinh. Vật lý học

cũng là cơ sở lý thuyết của việc chế tạo tất cả các máy và thiết bị dùng trong đời

sống và sản xuất. Nó chuẩn bị cho học sinh những kiến thức và kỹ năng cần thiết

để sau này học tiếp các ngành khoa học và kỹ thuật của các trƣờng đại học hoặc

trung học chuyên nghiệp.

Dạy học vật lý có nhiệm vụ góp phần tích cực vào việc thực hiện mục tiêu

của trƣờng THPT. Nhiệm vụ cụ thể của dạy học vật lí là:

1. Cung cấp cho học sinh những kiến vật lý phổ thông, cơ bản, hệ thống,

hiện đại và có ý nghĩa thực tiễn:

2. Phát triển năng lực tƣ duy của học sinh

3. Góp phần xây dựng cho học sinh thế giới quan duy vật biện chứng, rèn

luyện cho họ những phẩm chất cần thiết của ngƣời lao động mới, giáo dục tinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thần yêu nƣớc, tinh thần quốc tế vô sản.

4. Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp

Nhƣ vậy phát triển năng lực tƣ duy của học sinh là một trong các nhiệm

vụ của dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông. [22]

1.2. Cơ sở lý luận của việc phát triển tƣ duy học sinh.

Tƣ duy có tầm quan trọng đặc biệt. Theo Pascal: "Tƣ duy tạo nên sự cao cả

của con ngƣời" hay "Tƣ duy là hạt giống của hành động" (Emerson), "Tƣ duy là

một tia sáng giữa đêm tối. Nhƣng chính tia sáng ấy là tất cả" (H.Poincare). "Dạy

học không phải rót kiến thức vào một chiếc thùng rỗng mà thắp sáng lên những

ngọn lửa" (Ngạn ngữ cổ Hi Lạp)...

Lâu nay ngƣời ta quan tâm nhiều đến việc dạy tƣ duy cho học sinh, nhƣng ít

lí giải tại sao phải dạy tƣ duy. Dạy ngƣời học tƣ duy là làm cho họ những kĩ năng tƣ

duy hiệu quả hơn, có ý thức phê phán, logic, sáng tạo và sâu sắc hơn. Nói cách

khác, dạy cho ngƣời học có kiến thức đủ để tƣ duy tốt.

Tƣ duy tốt là khi ngƣời ta vận dụng các cứ liệu một cách khéo léo và công

tâm. Các ý kiến đƣợc tổ chức nhất quán và logic. Phân biệt rõ ràng giữa những kết

luận có giá trị và kết luận vô giá trị. Rút lại kết luận khi chƣa đủ cứ liệu xác đáng.

Nắm đƣợc sự khác nhau giữa lý tính và cảm tính. Dự kiến các kết quả có thể và lựa

chọn. Nắm đƣợc ý tƣởng mức độ thuyết phục. Coi trọng giá trị thông tin, biết tìm

kiếm thông tin. Thấy đƣợc những tƣơng đồng và khả năng tiềm ẩn. Có khả năng tự

học, có hứng thú tự học.

Chúng ta phải rèn luyện học sinh thành những ngƣời biết tƣ duy tốt vì:

- Học sinh phải đƣợc trang bị đủ kiến thức để giành các cơ hội trong học tập, để

đƣợc thừa nhận và trọng đãi trong thế giới ngày nay. Nói đúng hơn, là ngƣời học sẽ

có điều kiện tốt hơn để thành công.

- Tƣ duy tốt sẽ là điều kiện tiên quyết giúp học sinh trở thành những công dân tốt.

Khả năng tƣ duy có phê phán của công dân giúp tạo nên những quyết định thông

minh đối với những vấn đề xã hội.

- Nếu có khả năng tƣ duy tốt, ngƣời ta sẽ luôn điều chỉnh để có trạng thái tâm lí tốt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trạng thái tâm lí tốt giúp ngƣời ta có thái độ tích cực đối với cuộc sống, sống nhiệt

tình, thiện cảm với ngƣời khác. Khi có những bất đồng, ngƣời biết suy nghĩ sẽ cảm

thấy đau khổ hơn, từ đó có tinh thần khắc phục những xung đột bằng mọi giá.

- Chúng ta luôn mong muốn học sinh trở thành những ngƣời có đầu óc tƣ duy tốt vì

lí do tồn tại. Cuộc sống của chúng ta luôn đối mặt với quá nhiều với những vấn đề

phức tạp, thách thức khả năng của chúng ta. Trở ngại chủ yếu làm hạn chế sự tiến

bộ lại chính là thái độ phi lý của con ngƣời. Con ngƣời đủ thông minh để tồn tại và

cũng đủ thông minh để hủy diệt, vì vậy cần có bộ óc tỉnh táo hơn.

Vì những lí do trên, chúng ta cần phải có trách nhiệm dạy các kĩ năng tƣ duy

để nâng cao năng lực tƣ duy cho ngƣời học, cho dù năng lực này phục vụ cho cá

nhân hay cộng đồng và thế giới rộng lớn hơn. Tƣ duy luôn là trung tâm của đặc tính

con ngƣời, không phát triển tiềm năng này có nghĩa là tự tƣớc bỏ tính nhân văn. [4]

1.2.1. Khái niệm tƣ duy.

Các nhà tâm lý học Mác - xít, trên cơ sở của chủ nghĩa duy vật biện chúng,

đã khẳng định: Tƣ duy là sản phẩm cao cấp của một dạng vật chất hữu cơ có tổ

chức cao, đó là bộ não của con ngƣời. Trong quá trình phản ánh hiện thực khách

quan bằng những khái niệm, phán đoán... tƣ duy bao giờ cũng có mối liên hệ nhất

định với một hình thức hoạt động của vật chất, với sự hoạt động của não ngƣời.

Thông qua hoạt động thực tiễn, thế giới tự nhiên tác động vào các giác quan tạo ra

cảm giác, tri giác và biểu tƣợng là cơ sở ban đầu của tƣ duy. Tƣ duy khái quát

những thu nhận của cảm giác bằng những khái niệm và những phạm trù khoa học,

mang lại cho chúng ta những quan điểm rộng hơn, sâu hơn những cảm giác trực

tiếp. Nhờ trừu tƣợng hoá mà tƣ duy đã chỉ ra đƣợc những mối liên hệ, quan hệ của

rất nhiều sự vật, hiện tƣợng, nêu ra đƣợc những khái niệm, những phạm trù, những

quy luật phản ánh các mối liên hệ, quan hệ của rất nhiều sự vật, hiện tƣợng, nêu ra

đƣợc những khái niệm, những phạm trù, những quy luật phản ánh các mối liên hệ,

quan hệ nội tại của các sự vật, hiện tƣợng đó. Và chỉ có khái quát về lý luận mói

cho phép tƣ duy của con ngƣời tìm ra bản chất của các sự vật, hiện tƣợng và các

quy luật phát triển của chúng.

Theo V.I. Lê nin, tƣ duy là sự phản ánh thế giới tự nhiên sâu sắc hơn, trung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thành hơn, đầy đủ hơn, đi sâu một cách vô hạn, tiến gần đến chân lý khách quan

hơn. "Tƣ duy của ngƣời ta - đi sâu một cách vô hạn, từ giả tƣởng tới bản chất, từ

bản chất cấp một, nếu có thể nhƣ vậy, đến bản chất cấp hai... đến vô hạn" [15]. Từ

đây, chúng ta có thể hiểu tƣ duy đƣợc phân chia thành các khâu, các hoạt động. Mà

trong các khâu này, mỗi một hành động tƣ duy sẽ làm biến đổi mối quan hệ của chủ

thể với khách thể, kích thích sự diễn biến của tình huống có vấn đề đều kích thích

sự chuyển biến tiếp theo của quá trình tƣ duy.

Tác giả cho rằng, tƣ duy khác hẳn với tri giác ở chỗ tƣ duy không chỉ thực

hiện đƣợc những bƣớc nhƣ đã xảy ra ở tri giác, là tách các phần riêng lẻ của sự vật,

mà còn cố gắng hiểu các phần đó có quan hệ với nhau nhƣ thế nào. Tƣ duy phản ánh

bản chất của sự vật và đó là hình thức phản ánh hiện thực cao nhất. Với việc xem tƣ

duy nhƣ là quá trình phân tích, tổng hợp... Nguyễn Đình Trãi cho rằng: Tƣ duy là quá

trình phân tích, tổng hợp, khái quát những tài liệu đã thu đƣợc qua nhận thức cảm

tính, nhận thức kinh nghiệm để rút ra cái chung, cái bản chất của sự vật. [21]

Với tƣ cách là quá trình nhận thức, tập thể tác giả: Trần Minh Đức, Nguyễn

Quang Uẩn, Ngô Công Hoàn, Hoàng Mộc Lan, coi "Tƣ duy là một quá trình nhận

thức, phản ánh những thuộc tính của bản chất, những mối liên hệ và quan hệ có tính

quy luật của sự vật hiện tƣợng mà trƣớc đó ta chƣa biết” .[7]

Phân tích một số quan niệm về tƣ duy nhƣ trên để có thể hiểu sâu thêm định

nghĩa của tƣ duy: Tƣ duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự

vật hiện tƣợng thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng,

những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận

dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu đƣợc vào những dấu hiệu cụ thể, dự

đoán đƣợc những thuộc tính, hiện tƣợng, quan hệ mới.

1.2.2. Những đặc điểm của tƣ duy.

- Thứ nhất, tƣ duy là dạng hoạt động tri thức diễn ra trong ý thức con ngƣời,

có nguồn gốc thực tiễn. Dạng hoạt động này có cơ cấu gồm các hành động và thao

tác của trí óc. Những hành động và thao tác trí óc có nguồn gốc từ những hành động

và thao tác thực tiễn trong lao động. Tƣ duy phản ánh hiện thực khách quan vào

trong óc. Nhƣ vậy, tƣ duy có những quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, sử

dụng những tài liệu cảm tính, những kinh nghiệm thực tế, những cơ sở trực quan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sinh động.

- Thứ hai, tƣ duy là một dạng nhận thức nảy sinh khi có những hệ thống tri

thức làm tiền đề. Các tri thức tiền đề đều đƣợc đem lại bởi nhận thức, nhƣng để

đƣợc đƣa vào quá trình tƣ duy nào đó, chúng phải có nội dung hoạt động và phù

hợp với logic hoạt động của lao động. Tƣ duy sản sinh ra tri thức dựa trên hệ tri

thức có trƣớc làm tiền đề và do vậy, nó là dạng nhận thức gián tiếp. Không có hệ tri

thức làm tiền đề, chỉ có thể có nhận thức mà chƣa có tƣ duy. Đây là mối quan hệ

chặt chẽ giữa kiến thức và tƣ duy trong dạy học.

Tƣ duy phản ánh các bản chất chung cho nhiều sự vật hiện tƣợng, đồng thời

đã trừu xuất khỏi những sự vật, hiện tƣợng đó. Tƣ duy có tính trừu tƣợng và khái

quát. Nhờ tính chất trừu tƣợng và khái quát, tu duy có thể cho phép ta đi sâu vào

bản chất và mở rộng phạm vi nhận thức ra cả những sự vật hiện tƣợng cụ thể mới

mà trƣớc đây ta chƣa biết.

- Thứ ba, tƣ duy đòi hỏi các công cụ nhƣ khái niệm, phán đoán, suy lý… và

các phƣơng tiện nhất định. Tƣ duy còn đòi hỏi các phƣơng tiện để cố định lại (nói

một cách tƣơng đối), khách quan hoá và truyền bá tri thức. Chính các tín hiệu, dấu

hiệu và ngôn ngữ là những phƣơng tiện của tƣ duy con ngƣời, trong đó ngôn ngữ là

phƣơng tiện phổ biến và hữu hiệu nhất. Ngôn ngữ tham gia vào các quá trình tƣ duy

với tƣ cách là cái chứa đựng các nghĩa biểu đạt cho sự vật mà thoạt đầu, có hình thái

vật chất bên ngoài với chức năng phát âm thông báo, về sau chức năng này giảm

dần và chuyển thành lời nói bên trong, có chức năng chuyên chở các ý nghĩ. Nhƣ

vậy tư duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ: Ngôn ngữ là phƣơng tiện, là hình thức

biểu đạt của tƣ duy.

- Thứ tƣ, tƣ duy xuất hiện khi mà trong cuộc sống, con ngƣời vấp phải những

vấn đề nào đó. Tƣ duy không diễn ra nếu con ngƣời không vấp phải những vấn đề

trong cuộc sống của họ và với tƣ cách là hoạt động tri thức, tƣ duy không thể không

có đối tƣợng. Khi có một vấn đề thực tiễn hay nhận thức mà với những tri thức cũ

hay cách làm cũ, con ngƣời không giải quyết đƣợc hoặc giải quyết không có hiệu

quả thì quá trình tƣ duy diễn ra với tƣ cách là sự huy động khối tri thức mà họ đã

lĩnh hội đƣợc để tìm ra các giải pháp mới. Quá trình tƣ duy chỉ diễn ra khi xuất hiện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vấn đề, nhƣng đòi hỏi chủ thể phải ý thức rõ ràng đƣợc vấn đề và tiếp nhận nó nhƣ

một mâu thuẫn cần phải hành động để giải quyết. Theo X L. Rubinstêin, tƣ duy

thƣờng bắt đầu từ một vấn đề hay một câu hỏi, từ sự ngạc nhiên, sự thắc mắc hay từ

một mâu thuẫn nào đó lôi cuốn cá nhân vào hoạt động tƣ duy. Những vấn đề đó

đƣợc ông gọi là tình huống có vấn đề. Để một vấn đề trở thành tình huống có vấn đề

của tƣ duy, đòi hỏi chủ thể phải có nhu cầu, mong muốn giải quyết vấn đề đó. Mặt

khác, chủ thể cũng phải có tri thức cần thiết có liên quan thì việc giải quyết vấn đề

mới có thể diễn ra, quá trình tƣ duy mới đƣợc diễn ra. Đây là cơ sở của dạy học nêu

vấn đề đang đƣợc áp dụng rộng rãi trong giờ học.

- Thứ năm, tƣ duy là một chức năng của não ngƣời và với tƣ cách này, nó là

một quá trình tự nhiên, song mặt khác, tƣ duy cũng không tồn tại bên ngoài xã hội,

bên ngoài khối kiến thức và các phƣơng thức hoạt động mà loài ngƣời đã sáng tạo

ra và tích luỹ đƣợc. Mỗi con ngƣời cụ thể trở thành chủ thể tƣ duy không chỉ vì họ

có bộ não, mà quan trọng hơn là vì, trong quan hệ xã hội - giao tiếp, họ nắm đƣợc

ngôn ngữ và thông qua ngôn ngữ, họ lĩnh hội đƣợc các tri thức, các công cụ, các

thao tác logic do loài ngƣời sáng tạo ra. Và do vậy, tƣ duy là một chức năng của bộ

não ngƣời có tính xã hội - lịch sử, là một sản phẩm của lịch sử xã hội. [22]

1.2.3. Các giai đoạn của một quá trình tƣ duy

Quá trình tƣ duy đƣợc phân chia thành các giai đoạn cụ thể, các giai đoạn

này đƣợc diễn ra một cách hết sức nhanh, thậm chí nhƣ sự tự động hoá. Đặc biệt,

trong các giai đoạn này, các thao tác tƣ duy đều đƣợc diễn ra một cách tự động.

“Tƣ duy nhƣ một quá trình và tƣ duy nhƣ một hoạt động - đó là hai khía cạnh

của cùng một hiện tƣợng. Hoạt động tƣ duy bao giờ cũng đồng thời là quá trình tƣ

duy và quá trình tƣ duy về một khía cạnh nào đó chính là bản thân hoạt động ấy hay

nhƣ một thành phần của nó”. [19]

Với cách tiếp cận này, ta thấy, các quá trình tƣ duy của con ngƣời đƣợc diễn

ra ở các giai đoạn:

- Xác định đƣợc vấn đề và biểu đạt nó thành nhiệm vụ tƣ duy.

- Huy động trí thức, vốn kinh nghiệm liên quan đến vấn đề, làm xuất hiện

các mối liên tƣởng, gạt bỏ những cái không cần thiết, hình thành giả thuyết về cách

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

giải quyết vấn đề đó.

- Kiểm tra giả thuyết về cách giải quyết vấn đề, nếu giả thuyết đúng thì tiến

hành giải quyết vấn đề, nếu giả thuyết sai thì phủ định nó để hình thành giả thuyết mới.

Tƣ duy là một chức năng của bộ não ngƣời có tính xã hội - lịch sử, là một

sản phẩm của lịch sử xã hội. Tƣ duy là dạng hoạt động tri thức diễn ra trong ý thức

con ngƣời,có nguồn gốc thực tiễn. Dạng hoạt động này có cơ cấu gồm các hành

động và thao tác của trí óc có nguồn gốc từ những hành động và thao tác thực tiễn

trong lao động.

Các thao tác trí óc trong quá trình tƣ duy, ta gọi là các thao tác tƣ duy nhƣ

phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tƣợng hoá và khái quát hoá...

- Thao tác phân tích: Phân tích là quá trình con ngƣời dùng trí óc để tách các sự vật

hiện tƣợng, trong quá trình hình thành mặt này hay mặt kia, thuộc tính này hay thuộc

tính kia để nhận thức từng mặt hay từng thuộc tính của sự vật và hiện tƣợng. Đây là

việc phân tích trong trí óc đối tƣợng nhận thức thành các bộ phận thành phần.

- Thao tác tổng hợp: Tổng hợp là quá trình con ngƣời dùng trí óc để hợp nhất các thành

phần của sự vật hiện tƣợng qua phân tích thành một chỉnh thể.

Phân tích và tổng hợp là hai quá trình ngƣợc nhau nhƣng thống nhất với

nhau, đan xen lẫn nhau, sự phân tích đƣợc tiến hành theo hƣớng của tổng hợp. Còn

tổng hợp đƣợc thực hiện theo kết quả của phân tích. Phân tích và tổng hợp giúp ta

hiểu sự vật và hiện tƣợng đầy đủ và sâu sắc hơn. Thao tác phân tích và tổng hợp là

hai thao tác cơ bản của hoạt động trí tuệ và đƣợc chứa đựng trong mọi thao tác trí

tuệ khác.

- Thao tác so sánh: So sánh là dùng trí óc đặt các đối tƣợng cần so sánh nhƣ sự vật,

hiện tƣợng, quá trình cạnh nhau để xác định cái giống nhau, cái khác nhau, cái tƣơng

tự giữa chúng. So sánh có vai trò rất quan trọng trong quá trình nhận thức, so sánh là

cơ sở của mọi hiểu biết và tƣ duy.

Sự so sánh có thể xảy ra ở những mức độ khác nhau: Có thể là so sánh toàn

phần hoặc so sánh trong một giới hạn nào đó. Vì vậy, khi so sánh ngƣời ta phải xác

định tiêu chuẩn để so sánh. Đây là điều GV phải chú ý khi yêu cầu HS so sánh trong

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

giờ học vật lý.

- Thao tác trừu tƣợng hoá: Thao tác trừu tƣợng hoá là con ngƣời dùng trí óc

để gạt bỏ những liên hệ, những yếu tố, những thuộc tính thứ yếu, thuộc tính không

cần thiết, căn bản. Trừu tƣợng hoá là sự nhấn mạnh các đặc điểm bản chất theo một

quan niệm nhất định.

- Thao tác khái quát hoá: Khái quát hoá là sự tổng hợp các đặc điểm chung

của một loại sự vật hiện tƣợng. Vì thuộc tính chung có thể là bản chất và cũng có

thể là không bản chất. Nhƣng khái quát hoá bao giờ cũng là sự tổng kết các đặc

điểm chung bản chất theo một quan điểm nhất định. Vì vậy giữa trừu tƣợng hoá và

khái quát hoá có quan hệ chặt chẽ với nhau. Trừu tƣợng hoá tạo điều kiện cho khái

quát hoá còn trong khái quát hoá các thuộc tính bản chất đƣợc nhấn mạnh thêm.

Trong thực tế nhiều khi khó tách bạch hai thao tác này.[22]

1.2.4. Các loại tƣ duy.

Có nhiều cách phân biệt tƣ duy, dựa theo những dấu hiệu khác nhau. Trong

dạy học vật lí, ngƣời ta quan tâm đến những loại tƣ duy chủ yếu sau:

1.2.4.1. Tƣ duy kinh nghiệm

Tƣ duy kinh nghiệm là một giai đoạn tất yếu của nhận thức lý tính, nó có vai

trò quan trọng trong hoạt động nhận thức và thực tiễn của con ngƣời.

Tƣ duy kinh nghiệm là một giai đoạn của nhận thức lý tính, mà trong đó ngƣời ta

rút ra những tri thức về sự vật, hiện tƣợng khách quan, chủ yếu, thông qua con

đƣờng khái quát, quy nạp những tài liệu kinh nghiệm. Tƣ duy kinh nghiệm đƣợc

hình thành một cách trực tiếp trong quá trình hoạt động thực tiễn của chủ thể nhằm

mục đích cải biến khách thể. Nó thƣờng phản ánh những thuộc tính, tính chất của

các đối tƣợng có tác động trực tiếp tới chủ thể. Đối tƣợng phản ánh của nó là những

thuộc tính, tính chất của khách thể hiện thực; ngƣợc lại, đối tƣợng của tƣ duy lý

luận là những khách thể trừu tƣợng. Sự khác nhau về mặt đối tƣợng đƣợc xem là

dấu hiệu căn bản để phân biệt hai giai đoạn kinh nghiệm và lý luận trong nhận thức.

Tƣ duy kinh nghiệm hƣớng tới giải quyết những nhiệm vụ trƣớc mắt, cụ thể

đang đặt ra; phát hiện và giải quyết vấn đề một cách trực tiếp. Tƣ duy kinh nghiệm

còn đóng vai trò kết nối giữa lý luận và thực tiễn, thu hẹp khoảng cách giữa lý luận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

và thực tiễn. Ngoài chức năng tiếp nhận, cung cấp những dữ liệu của đối tƣợng

nhận thức làm tiền đề cho tƣ duy lý luận khái quát hóa và hệ thống hóa, tƣ duy kinh

nghiệm còn tham gia vào quá trình hiện thực hóa các kết quả nhận thức trong hoạt

động thực tiễn cải tạo hiện thực của con ngƣời.

Do yếu về tính duy lý, tƣ duy kinh nghiệm thƣờng mang tính định tính nhiều

hơn định lƣợng, thiếu chính xác hơn tƣ duy lý luận. Đồng thời, do ít có khả năng

phân tích, phê phán và tự phê phán, ngƣời tƣ duy kinh nghiệm thƣờng suy nghĩ đơn

giản, máy móc, thụ động, ít sáng tạo. Vì vậy ngƣời ta còn coi tƣ duy kinh nghiệm là

một tƣ duy dựa trên kinh nghiệm cảm tính và sử dụng phƣơng pháp "thử và sai".

Chủ thể phát hiện một nhiệm vụ nào đó, thử mò mẫm thực hiện một số thao tác,

hành động nào đó, ngẫu nhiên gặp một trƣờng hợp thành công, sau đó lặp lại đúng

nhƣ thế mà không biết nguyên nhân vì sao.

Chính vì vậy, trong dạy học giáo viên cần khai thác thác tối đa những kinh

nghiệm học sinh thu đƣợc trong đời sống để nhận ra vấn đề cần giải quyết, đƣa ra

các giả thuyết khoa học và tìm ra các giải pháp kiểm tra giả thuyết đó. Đồng thời

giáo viên cần yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức đế giải thích các hiện tƣợng, giải

các bài tập thực tế để gắn kết những lí thuyết trìu tƣợng với với những vấn đề cụ thể

của cuộc sống.[22]

1.2.4.2. Tƣ duy lí luận.

Tƣ duy lí luận là loại tƣ duy giải quyết nhiệm vụ đƣợc đề ra dựa trên sử dụng

những khái niệm trừu tƣợng, những tri thức lí luận. Đặc trƣng của loại tƣ duy này là:

- Không dừng lại ở kinh nghiệm rời rạc mà luôn hƣớng tới xây dựng quy tắc,

quy luật chung ngày một sâu rộng hơn.

- Tự định hƣớng hành động, suy nghĩ về cách thức hành động trƣớc khi

hành động.

- Luôn sử dụng những tri thức khái quát đã có để lí giải, dự đoán những sự

vật hiện tƣợng cụ thể.

- Luôn lật đi, lật lại vấn đề để đạt sự nhất quán về mặt lí luận, xác định đƣợc

phạm vi ứng dụng của mỗi lí thuyết.

Tƣ duy lí luận rất cần thiết cho hoạt động nhận thức và phải rèn luyện lâu dài

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mới có đƣợc. Nhờ có tƣ duy lí luận, con ngƣời mới có thể đi sâu vào bản chất của

sự vật hiện tƣợng, phát hiện đƣợc quy luật vận động của chúng và sử dụng những tri

thức khái quát đó để cải tạo bản thân và làm biến đổi thế giới tự nhiên, phục vụ lợi

ích của mình.[22]

1.2.4.3. Tƣ duy logic.

Tƣ duy logic là tƣ duy tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học

một cách chặt chẽ, chính xác, không phạm phải sai lầm trong các lập luận, biết phát

hiện ra các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức đƣợc đúng đắn chân lí khách quan.

Logic học là một khoa học nghiên cứu những tƣ tƣởng của con ngƣời về mặt

hình thức logic của chúng và xây dựng những quy tắc, quy luật mà việc tuân theo

chúng là điều kiện cần để đạt tới chân lí trong quá trình suy luận. Con ngƣời bằng

kinh nghiệm của mình đã suy nghĩ theo những quy luật nhất định rất lâu trƣớc khi

các quy luật này đƣợc khoa học logic khám phá ra. Những quy luật của logic học

mà mỗi ngƣời sử dụng trong quá trình hoạt động tƣ duy không phải là con ngƣời tự

ý tái tạo ra mà là sự phản ánh những mối liên hệ và quan hệ khách quan của các sự

vật hiện tƣợng quanh ta. Bởi thế, dù chƣa biết logic học nhƣng con ngƣời bằng kinh

nghiệm sống của mình đã có thể trao đổi tƣ tƣởng với nhau, thông hiểu nhau và

thống nhất đƣợc với nhau trong một số lập luận, phán đoán. Tuy nhiên, điều đó chỉ

xảy ra trong một số trƣờng hợp đơn giản, còn khi gặp trƣờng hợp phức tạp thì khó

có thể thông hiểu lẫn nhau hoặc khó phân biệt đúng hay sai, nếu nhƣ không nắm

vững và vận dụng đúng đắn những quy tắc, quy luật logic học.

Nhƣng đối với những ngƣời làm việc trong đời sống tri thức thì tƣ duy logic

đòi hỏi phải có trình độ cao hơn. Những ngƣời làm khoa học bắt buộc phải có tƣ

duy logic ở tầm không mắc lỗi logic và phân tích đƣợc về mặt logic học. Nếu mắc

lỗi logic thì không làm đƣợc khoa học. Vấn đề và giả vấn đề mà lẫn lộn thì thật

nguy hiểm. Không biết lúc đó ngƣời ta sẽ phán đoán và suy lý ra những gì.

Tuy nhiên, đối với học sinh ở trƣờng phổ thông không thể dạy cho họ logic

học để sau đó họ mới vận dụng các quy tắc và quy luật logic để suy nghĩ, lập luận.

Trái lại, ta có thể thông qua việc giải quyết những nhiệm vụ cụ thể mà tích lũy dần

kinh nghiệm và đến một lúc nào đó sẽ tự tổng kết thành những quy tắc đơn giản

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thƣờng dùng.

Tƣ duy logic đƣợc sử dụng trong mọi lĩnh vực hoạt động nhận thức, cho nên

phải thƣờng xuyên rèn luyện cho học sinh.[22]

1.2.4.4. Tƣ duy khoa học

Tƣ duy khoa học là giai đoạn cao, trình độ cao của quá trình nhận thức, đƣợc

thực hiện thông qua một hệ thống các thao tác tƣ duy nhất định của các nhà khoa

học (hoặc những ngƣời đang sử dụng các tri thức khoa học và vận dụng đúng đắn

những yêu cầu của tƣ duy khoa học) với sự giúp đỡ của một hệ thống “công cụ" tƣ

duy khoa học (nhƣ các ngôn ngữ và hình thức của tƣ duy khoa học) nhằm "nhào

nặn các tri thức tiền đề, xây dựng thành những tri thức khoa học mới, dƣới dạng

những khái niệm, phán đoán, suy luận mới hoặc giả thuyết, lý thuyết, lý luận khoa

học mới, phản ánh các khách thể nhận thức một các chính xác hơn, đầy đủ hơn, sáu

sắc hơn, chân thực hơn.

Quá trình phát triển của tƣ duy khoa học có thể chia thành ba giai đoạn chủ

yếu: tƣ duy khoa học thời cổ đại tƣ duy khoa học giai đoạn từ thời Phục Hƣng cho

đến hết thế kỷ XIX và tƣ duy khoa học hiện đại từ đầu thế kỷ XX đến nay.

Tƣ duy khoa học hiện đại đã ra đời từ cuối thế kỷ XIX, song khoa học hiện

đại chỉ thực sự ra đời khi xuất hiện cuộc cách mạng vĩ đại trong khoa học tự nhiên

đầu thế kỷ XX, mở đầu là thuyết lƣợng tử của Plank (1900) đến thuyết tƣơng đối

của Anhxtanh (1879-1955) và đặc biệt là cơ học lƣợng tử đƣợc xây dựng bởi Bohn,

Heisenberg và nhiều ngƣời khác, trong những năm 20. Các lý thuyết khoa học vĩ đại

này đã làm thay đồi căn bản lối suy nghĩ về tự nhiên, hình thành nên một phong

cách tƣ duy khoa học mới, khác hẳn phong cách tƣ duy khoa học cổ điển. Phong

cách này ngày càng đƣợc định hình rõ nét và ảnh hƣởng mạnh mẽ đến tất cả các

ngành khoa học. Ngày nay, nó đƣợc gọi là phong cách tƣ duy khoa học hiện đại.

Biểu hiện đầu tiên của phong cách tƣ duy khoa học hiện đại là tính chƣa

hoàn tất, chƣa đóng kín của các quan niệm khoa học mới. Đó là sự từ bỏ các định đề

tuyệt đối, "vĩnh cửu” và "cuối cùng" của tƣ duy khoa học cổ điển thay thế chúng

bằng những nguyên lý, lý tƣởng, quan niệm, sơ đồ khoa học mới rộng rãi hơn, tổng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

quát hơn nhiều, nhƣng không phải là cuối cùng, vĩnh cửu và bất biến. Tính chƣa

đóng kín này đảm bảo cho tri thức khoa học hiện đại và nói chung là toàn bộ tƣ duy

khoa học hiện đại luôn luôn đƣợc đổi mới, đƣợc bổ sung, chính xác hóa và đầy đủ

thêm mãi.

Thứ hai, phong cách tƣ duy xác suất, một phong cách tƣ duy không chỉ thịnh

hành trong vật lý học mà còn thịnh hành trong hầu hết các khoa học, từ khoa học tự

nhiên đến khoa học xã hội - nhân văn... Bởi vì, khoa học ngày nay đã tiến sâu vào

một thế giới mới. Trong thế giới đầy biến động của các biến cố này, chỉ có các quan

hệ xác suất của các biến cố là đƣợc xác định (đó là các quy luật thống kê), chứ

không phải các biến cố đƣợc xác định. Phong cách tƣ duy xác suất còn thể hiện

trong các xu hƣớng phát triển không đơn trị, cũng nhƣ trong tính bất định của hiệu

quả các nghiên cứu khoa học, nhất là khoa học cơ bản.

Thứ ba, phong cách tƣ duy khoa học hiện đại còn thể hiện trong tính khác

thƣờng, tính "nghịch lý" của cách suy nghĩ mới, quan niệm mới. Sự phát triển của

khoa học hiện đại liên quan với những điều khác thƣờng. Chính thông qua việc

đƣơng đầu và giải quyết các nghịch lý này mà khoa học hiện đại đã có những bƣớc

phát triển nhảy vọt, có tính cách mạng, làm cho nó phát triển với tốc độ nhanh chƣa

từng có so với trƣớc thế kỷ XX.

Thứ tƣ, tƣ duy khoa học giờ đây ngày càng mang tính thực nghiệm. Những

sơ đồ thực nghiệm với các gƣơng chiếu, các chùm tia sáng và các cabin thang máy,

với sự hỗ trợ của các linh kiện điện tử, các tế bào quang điện, các máy gia tốc hạt,

các thiết bị không gian và vũ trụ, đặc biệt là nhờ các máy tính điện tử, thực nghiệm

đã biến đổi về chất, về nguyên tắc. Thực nghiệm hiện đại đã đƣợc tự động hoá

mạnh mẽ, điều đó dẫn tới chỗ rút ngắn rất nhiều thời gian tiến hành các chu trình

đổi và xử lý các kết quả thực nghiệm. Điều đó cũng có nghĩa là ngoài việc cải tạo

các hình thức thực nghiệm truyền thống, khoa học hiện đại còn thiết lập đƣợc những

hình thức thực nghiệm mới về nguyên tắc nhƣ thí nghiệm tƣởng tƣợng, thực nghiệm

mô hình và đặc biệt là các thực nghiệm mô hình trên máy tính điện tử, thực nghiệm

toán học.

Thứ năm, toán học hoá, tức quá trình xâm nhập của phƣơng pháp nghiên cứu

toán học vào các khoa học khác là một nét đặc biệt của phong cách tƣ duy khoa học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hiện đại.

Thứ sáu, một khía cạnh khác cũng rất đặc trƣng của tƣ duy khoa học hiện đại

là tính dự báo khoa học. Thiếu những dự báo sẽ không thể phán quyết các khuynh

hƣớng hiện đại của khoa học. Trong khoa học hiện đại, giả thiết là điều kiện cho sự

tiến bộ của những tri thức thiết thực, những giả thiết và dự báo này sẽ nâng cao tiềm

lực tri thức của khoa học. Hơn nữa "trƣớc đây ngƣời ta muốn biết tƣơng lai để biết

điều gì không tránh khỏi sẽ đến. Hiện nay ngƣời ta muốn biết tƣơng lai để có thề

thay đổi tƣơng lai".

Cuối cùng, tính chất tồng hợp của phong cách hiện đại trong tƣ duy khoa học

là đặc trƣng quan trọng nhất, bao trùm nhất.

Từ những nét đặc trƣng nêu trên mà tƣ duy khoa học hiện đại có đƣợc một

phong cách mềm dẻo, năng động và linh hoạt, giúp cho nó từ bỏ những gì quen

thuộc, cứng nhắc trong các quan điểm , quan niệm, sơ đồ bất biến, "vĩnh cửu” và

"cuối cùng" của tƣ duy khoa học cổ điển. Trong điều kiện có đƣợc thông tin nhiều

chiều, nhanh chóng và đầy đủ hơn, tính mềm dẻo của tƣ duy khoa học hiện đại càng

đƣợc tăng cƣờng, giúp cho nó tiến sâu hơn vào những bản chất sâu xa, phức tạp của

hiện thực khách quan, với những kết quả ngày càng bất định, bất ngờ, song lại có

một ý nghĩa động lực cao hơn rất nhiều so với tƣ duy khoa học cổ điển. [22]

1.2.4.5. Tƣ duy vật lí.

Tƣ duy vật lí là sự quan sát các hiện tƣợng vật lí, phân tích một hiện tƣợng

phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ

và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặt định tính và mặt định

lƣợng của các hiện tƣợng và các đại lƣợng vật lí, dự đoán các hệ quả mới từ các lí

thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu đƣợc vào thực tiễn.

Các hiện tƣợng vật lí trong tự nhiên rất phức tạp, những định luật chi phối

chúng lại rất đơn giản vì mỗi hiện tƣợng bị nhiều yếu tố tác động chồng chéo lên

nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ quan sát đƣợc kết quả tổng hợp cuối cùng. Bởi

vậy, muốn nhận thức đƣợc những đặc tính bản chất và quy luật của tự nhiên thì việc

đầu tiên là phải phân tích đƣợc hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận, những

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố, tốt

nhất là một nguyên nhân, một yếu tố. Nhƣ thế, ta mới xác lập đƣợc những mối quan

hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lƣợng giữa các đại lƣợng vật lí dùng

để đo lƣờng những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tƣợng. Muốn biết những kết

luận khái quát thu đƣợc có thể phản ánh đúng thực tế khách quan không, ta phải

kiểm tra lại trong thực tiễn. Để làm việc đó, ta phải xuất phát từ những kết luận khái

quát, suy ra những hệ quả, dự doán những hiện tƣợng mới có thể quan sát đƣợc

trong thực tiễn. Nếu thí nghiệm xác nhận hiện tƣợng mới đúng nhƣ dự đoán thì kết

quả khái quát ban đầu mới đƣợc xác nhận là chân lí. Việc áp dụng những kiến thức

vật lí khái quát vào thực tiễn tạo điều kiện cho con ngƣời cải tạo thực tiễn, làm cho

các hiện tƣợng vật lí xẩy ra theo hƣớng có lợi cho con ngƣời, thỏa mãn đƣợc nhu

cầu ngày càng tăng của con ngƣời. Tƣ duy vật lí luôn gắn chặt với các hiện tƣợng,

các định luật vật lí và các phƣơng pháp nghiên cứu vật lí. Tƣ duy vật lí là một bộ

phận của tƣ duy khoa học.[22]

1.2.5. Các biện pháp phát triển tƣ duy của học sinh. [22]

* Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh.

Nhƣ trên đã phân tích, tƣ duy là quá trình tâm lí, diễn ra trong óc học sinh.

Tƣ duy chỉ thực sự có hiệu quả khi học sinh tự giác mang hết sức mình để thực hiện

và bắt đầu khi trong đầu học sinh xuất hiện những câu hỏi mà chƣa có lời giải đáp

ngay, khi học sinh gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức

mới phải gải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ để giải quyết

nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới. Lúc đó, học sinh

vừa ở trạng thái tâm lí hơi căng thẳng, vừa hƣng phấn khao khát vƣợt qua đƣợc khó

khăn, giải quyết đƣợc mâu thuẫn, đạt đƣợc một trình độ cao hơn trên con đƣờng

nhận thức. Ta nói học sinh đặt vào "tình huống có vấn đề".

Có thể tạo ra nhu cầu, hứng thú bằng cách kích thích bên ngoài nhƣ khen

thƣởng, sự ngƣỡng mộ của bạn bè, gia đình, sự hứa hẹn một tƣơng lai tƣơi đẹp, thực

tế, xây dựng quê hƣơng đất nƣớc...Nhƣng sự kích thích này không đƣợc thƣờng

xuyên, bền vững và phụ thuộc nhiều vào hoàn cảnh của mỗi học sinh.

Nhu cầu hứng thú có thể nảy sinh ngay trong quá trình học tập, nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

một môn học, một bài học khi học sinh đứng trƣớc những tình huống nhận thức.

- Những tình huống điển hình hay gặp trong dạy học vật lí là:

+ Tình huống phát triển: Học sinh đứng trƣớc một vấn đề chỉ mới đƣợc giải

quyết một phần, một bộ phận, một phạm vi hẹp, cần phải đƣợc tiếp tục phát triển,

hoàn chỉnh, mở rộng sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. Phát triển hoàn thiện

vốn kiến thức của mình luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ. Nhƣ Risa Fayman nói,

đó cũng là con đƣờng phát triển của khoa học. Quá trình phát triển, hoàn thiện vốn

kiến thức sẽ đem lại kết quả mới nhƣng trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng

những kiến thức, kĩ năng và phƣơng pháp đã biết cho đến lúc gặp mâu thuẫn không

thể giải quyết đƣợc bằng vốn hiểu biết cũ.

+ Tình huống lựa chọn: Học sinh đứng trƣớc một vấn đề có mang một số

dấu hiệu quen thuộc có liên quan đến những kiến thức hoặc nhiều phƣơng pháp giải

quyết đã biết, nhƣng chƣa biết chắc chắn có thể dùng kiến thức nào hoặc phƣơng

pháp nào sẽ mang lại kết quả chắc chắn. Học sinh cần phải lựa chọn, thậm chí còn

phải làm thử mới biết đƣợc cách nào đem lại kết quả nhƣ mong muốn.

+ Tình huống bế tắc: Học sinh đứng trƣớc một hiện tƣợng vẫn thƣờng thấy

nhƣng không hiểu vì sao, vẫn coi nhƣ một điều bí mật của tự nhiên. Bây giờ, học

sinh đƣợc giao nhiệm vụ phải tìm hiểu nguyên nhân, lí giải rõ ràng nhƣng chƣa biết

dựa vào đâu.

+ Tình huống ngạc nhiên bất ngờ: Học sinh đứng trƣớc một hiện tƣợng xẩy

ra theo một chiều hƣớng trái với suy nghĩ thông thƣờng, do đó kích thích tính tò

mò, lôi cuốn sự chú ý của học sinh tìm cách lí giải, phải bổ sung hoàn chỉnh hoặc

phải thay đổi quan niệm cũ sai lầm của mình.

+ Tình huống lạ: Học sinh đứng trƣớc một tình huống lạ có những nét đặc

biệt lôi cuốn sự chú ý và học sinh chƣa thấy bao giờ.

* Tăng cƣờng sử dụng các phƣơng tiện trực quan trong dạy học.

Tƣ duy là dạng hoạt động tri thức diễn ra trong ý thức con ngƣời, có nguồn

gốc thực tiễn. Tƣ duy phản ánh hiện thực khách quan vào trong óc. Tƣ duy có

những quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính, sử dụng những tài liệu cảm tính,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

những kinh nghiệm thực tế, những cơ sở trực quan sinh động. Vì vậy trong dạy học

giáo viên phải tăng cƣờng sử dụng đồ dùng dạy học để cung cấp tài liệu cảm tính

làm cơ sở cho nhận thức lí tính của học sinh.

* Xây dựng một logic nội dung phù hợp với đối tƣợng học sinh.

Sau khi chọn một yêu cầu thích hợp với nội dung khoa học, cần phải lựa

chọn một con đƣờng hình thành thích hợp. Theo quan điểm hoạt động, dạy học là

liên tiếp tổ chức cho học sinh tự lực hoạt động để giải quyết vấn đề, qua đó mà

chiếm lĩnh kiến thức. Bởi vậy, giáo viên cần phải phân chia một vấn đề lớn thành

một chuỗi những vấn đề nhỏ hơn mà học sinh có thể tự lực giải quyết đƣợc với sự

hƣớng dẫn cần thiết của giáo viên. Trong chuỗi các vấn đề nhỏ ấy, có những vấn đề

học sinh có thể vận dụng kiến thức, phƣơng pháp đã biết để giải quyết và cũng có cả

những vấn đề phải đòi hỏi kiến thức mới, phƣơng pháp mới. Trong chƣơng trình và

sách giáo khoa hiện nay, đã đƣa ra một logic trình bày kiến thức phù hợp với trình

độ chung của đa số học sinh trong cả nƣớc. Tuy nhiên, đối với mỗi đối tƣợng học

sinh cụ thể ở từng vùng, từng trƣờng, từng lớp giáo viên vẫn có thể và cần thiết tự

hoạch định ra một con đƣờng thích hợp với những nét riêng phù hợp với học sinh

của mình để có thể đƣa họ đến một mục tiêu đã quy định trong chƣơng trình chung.

Xét về mặt này thì công việc của ngƣời giáo viên luôn luôn đòi hỏi một sự sáng tạo.

* Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tƣ duy, những hoạt

động nhận thức phổ biến trong học tập vật lí.

Trong quá trình nhận thức vật lí, học sinh phải luôn luôn thực hiện các thao

tác chân tay, các thao tác tƣ duy và các hoạt động nhận thức.

Để cho học sinh có thể tự lực hoạt động nhận thức có kết quả và hoạt động

với tốc độ ngày càng nhanh thì giáo viên luôn luôn phải có kế hoạch rèn luyện cho

học sinh. Những thao tác tƣ duy lại diễn ra trong đầu học sinh, nên giáo viên không

thể quan sát đƣợc mà uốn nắn trực tiếp. Mặt khác, học sinh cũng không thể quan sát

đƣợc hành động trí tuệ của giáo viên mà bắt chƣớc. Bởi vậy, giáo viên có thể sử

dụng những cơ sở định hƣớng sau để giúp học sinh có thể tự lực thực hiện những

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thao tác tƣ duy đó.

- Giáo viên tổ chức quá trình học tập sao cho ở từng giai đoạn, xuất hiện

những tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tƣ duy và hành động

nhận thức mới có thể giải quyết đƣợc vấn đề và hoàn thành đƣợc nhiệm vụ học tập.

- Giáo viên đƣa ra những câu hỏi để định hƣớng cho học sinh những thao tác

tƣ duy hay phƣơng pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp.

- Giáo viên phân tích câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai trong khi thực

hiện các thao tác tƣ duy và hƣớng dẫn cách sửa chữa.

- Giáo viên giúp học sinh khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện các suy luận

logic dƣới dạng những quy tắc đơn giản.

* Tập dƣợt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phƣơng pháp nhận

thức của vật lí.

Để rèn luyện tƣ duy vật lí cho học sinh thì tốt nhất là tập dƣợt cho học sinh

giải quyết những nhiệm vụ nhận thức bằng chính những phƣơng pháp của các nhà

vật lí. Việc hiểu và vận dụng đƣợc một phƣơng pháp khoa học là một điều khó khăn

hơn cả việc tiếp thu một định luật vật lí cụ thể. Việc dạy cho học sinh phƣơng pháp

nhận thức khoa học tách rời khỏi quá trình nghiên cứu chính môn học đó là rất ít

hiệu quả. Trong chƣơng trình hƣớng dẫn học sinh tự lực hoạt động để tái tạo kiến

thức vật lí, giáo viên làm cho học sinh hiểu nội dung của các phƣơng pháp vật lí và

sử dụng các phƣơng pháp này ở những mức độ thích hợp, tùy theo trình độ của học

sinh và điều kiện của nhà trƣờng. Sau một lần áp dụng phƣơng pháp nhận thức cụ

thể, giáo viên có thể giúp học sinh khái quát hóa thành một trình tự các giai đoạn

của mỗi phƣơng pháp, dùng làm cơ sở định hƣớng tổng quát cho hoạt động nhận

thức vật lí của học sinh. Các phƣơng pháp chủ yếu thƣờng đƣợc sử dụng trong

nghiên cứu vật lí là phƣơng pháp quy nạp, phƣơng pháp diễn dịch, phƣơng pháp

thực nghiệm, phƣơng pháp mô hình hoá, phƣơng pháp tƣơng tự.

* Rèn luyện ngôn ngữ vật lí cho học sinh.

Ngôn ngữ là hình thức biểu hiện của tƣ duy. Mỗi khái niệm vật lí đƣợc biểu

đạt bằng một từ, mỗi định nghĩa, định luật vật lí đƣợc phát biểu bằng một mệnh đề,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mối suy luận gồm nhiều phán đoán liên tiếp. Tuy kiến thức vật lí rất đa dạng nhƣng

những cách phát biểu các định nghĩa, quy tắc, định luật vật lí cũng có những hình

thức chung nhất định, giáo viên có thể chú ý rèn luyện cho học sinh quen dần.

Để mô tả một loạt các hiện tƣợng, cần những thuật ngữ diễn tả những dấu

hiệu đặc trƣng của loại hiện tƣợng đó.

KẾT LUẬN CHƢƠNG I

Từ những phân tích trên, chúng tôi có thể tóm tắt chƣơng I nhƣ sau:

Muốn phát triển tƣ duy cho học sinh trong học tập phải chú ý thực hiện các vấn đề :

- Giáo viên đặt học sinh vào "tình huống có vấn đề" để lôi cuốn học sinh

làm cho học sinh có hứng thú học tập, kích thích tính tò mò, lòng ham hiểu biết

của học sinh.

- Lựa chọn một con đƣờng thích hợp với nội dung bài dạy, với trình độ của

học sinh để học sinh có thể tự lực giải quyết vấn đề.

- Giáo viên luôn luôn có kế hoạch rèn luyện cho học sinh để cho học sinh có

thể tự lực thực hiện các thao tác tƣ duy nhƣ giáo viên tổ chức quá trình học tập ở

từng giai đoạn, đặt ra những câu hỏi định hƣớng cho học sinh rồi giáo viên phân

tích câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai và cách sửa chữa. Cuối cùng giúp cho

học sinh biết khái quát kinh nghiệm.

- Tạo điều kiện cho học sinh thực hiện các thao tác tƣ duy trong quá trình

hoạt động nhận thức bằng các phƣơng pháp vật lí.

- Rèn luyện ngôn ngữ cho học sinh thông qua các hiện tƣợng vật lí, quá trình

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vật lí, các khái niệm, định nghĩa, định luật,…

Chương 2

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC THUYẾT VỀ ÁNH

SÁNG (vật lí 12 nâng cao) THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

TƢ DUY CHO HỌC SINH

2.1. Mộ t số vấ n đề về thuyế t vậ t lí .

2.1.1. Khái niệm thuyết vật lí.

Thuyết vật lí là một hệ thống những tƣ tƣởng, định luật, lí thuyết đƣợc diễn

đạt bởi các nguyên lí hay phƣơng trình toán học và phản ánh bản chất của một lĩnh

vực nhất định của hiện tƣợng vật lí. Các định luật lí thuyết phản ánh sự trừu tƣợng

cao, sự lí tƣởng hóa các phƣơng trình và hiện tƣợng vật lí ở mức tổng quát và sâu

sắc. [11]

2.1.2. Cấu trúc của thuyết vật lí.

* Cơ sở của thuyết vật lí:

Sự ra đời của một thuyết vật lí thƣờng đƣợc bắt đầu từ khi xuất hiện những

sự kiện mới không giải thích đƣợc bằng hệ thống lí thuyết cũ. Những sự kiện mới

đó xuất hiện một cách rời rạc, ít ỏi, đặc biệt là chúng mâu thuẫn với đặc điểm của

thuyết cũ đã biết. Mâu thuẫn này đƣợc các nhà bác học phân tích, kiểm tra kĩ lƣỡng

và bổ sung những sự kiện mới nữa. Những sự kiện mới này đƣợc sắp xếp tạo thành

cơ sở vững chắc cho sự ra đời của một thuyết mới. Đó là cơ sở thực nghiệm của

thuyết. Thành phần cơ bản nhất của cơ sở thực nghiệm là những thí nghiệm nền

tảng, trong đó bộc lộ rõ sự mâu thuẫn giữa hiện tƣợng mới và lí thuyết cũ. Bên cạnh

cơ sở thực nghiệm, còn có cơ sở kinh nghiệm của thuyết. Đó là những kinh nghiệm

mà ngƣời nghiên cứu đã tích lũy đƣợc trong khi làm việc, sử dụng những tƣ tƣởng,

quan niệm, ý kiến, kĩ thuật có liên quan đến thuyết cũ. Cơ sở thực nghiệm và cơ sở

kinh nghiệm đó buộc ta phải từ bỏ hệ thống lí thuyết cũ, đồng thời cũng tạo ra khả

năng chín muồi để đƣa ra một thuyết mới thay thế cho thuyết cũ.

Những sự kiện thực nghiệm mới phải đƣợc mô tả bằng những khái niệm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mới, những định luật thực nghiệm mới, cần phải thực hiện những phép đo các đại

lƣợng vật lí mới. Những phép đo các đại lƣợng mới đó cũng là một phần của cơ sở

thuyết vì nó cho phép ta đối chiếu lí thuyết với thực tế.

Thông thƣờng, để giải thích những định luật thực nghiệm, ngƣời ta đƣa ra

những mô hình lí tƣởng nhƣ mô hình cấu trúc vật chất hay mô hình chức năng.

Những mô hình này có những tính chất cơ bản giống vật thật, chúng vận động theo

những qui luật của vật thật. Nhờ những mô hình lí tƣởng mà ta có thể dự đoán đƣợc

một số tính chất, hiện tƣợng mới.

Nhƣ vậy, cơ sở của một thuyết vật lí gồm: Cơ sở thực nghiệm, cơ sở kinh

nghiệm, các khái niệm, định luật thực nghiệm, các mô hình lí tƣởng nhƣ mô hình

cấu trúc, mô hình chức năng. [16]

* Hạt nhân của thuyết vật lí:

Hạt nhân của thuyết vật lí là thành phần quan trọng nhất của một thuyết vật

lí. Nhờ hạt nhân này, ngƣời ta có thể giải thích đƣợc trọn vẹn những hiện tƣợng mới

nằm trong cơ sở của thuyết và còn dự đoán đƣợc, giải thích đƣợc một lớp hiện

tƣợng rộng rãi hơn mà ta gọi là những hệ quả của thuyết. Hạt nhân của thuyết gồm:

Những tƣ tƣởng cơ bản, những định luật, nguyên lí cơ bản, những phƣơng trình cơ

bản, những hằng số cơ bản.

Tƣ tƣởng cơ bản của thuyết là những phán đoán chung nhất, tổng quát nhất

về bản chất bên trong của các hiện tƣợng. Nó cho phép ta giải thích đƣợc cơ chế của

hiện tƣợng, cấu trúc của sự vật. Nó giúp ta xây dựng đƣợc mô hình của sự vật, hiện

tƣợng. Tƣ tƣởng cơ bản của thuyết chi phối toàn bộ quá trình xây dựng thuyết. Nó

làm cho thuyết mới một màu sắc đặc biệt, khác hẳn các thuyết cũ. Có thể coi tƣ

tƣởng cơ bản nhƣ một trụ cột của thuyết. Các định luật cơ bản là những định luật

biểu thị mối liên hệ giữa các hiện tƣợng mới chủ yếu nằm trong cơ sở của thuyết.

Các định luật này đƣợc diễn tả dƣới dạng các phƣơng trình toán học liên kết các đại

lƣợng vật lí mới với nhau.

Các phƣơng trình cơ bản của thuyết có thể xem nhƣ những mô hình toán học

của thuyết. Trong các phƣơng trình cơ bản của thuyết vật lí, thƣờng chứa những

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hằng số cơ bản nhƣ vận tốc ánh sáng c, lƣợng tử tác dụng h, điện tích của electron e,

hằng số hấp dẫn G, hằng số Bôndơman k... Việc đƣa ra những hằng số cơ bản này

vào một thuyết vật lí là thể hiện cụ thể việc vận dụng tƣ tƣởng cơ bản của nó vào

thực tế.[16]

* Những hệ quả của thuyết:

Những hệ quả của thuyết là tất cả những hiện tƣợng mà thuyết có thể giải

thích đƣợc, những định luật mới suy ra từ những định luật cơ bản của thuyết, những

giả thuyết khoa học mới xây dựng đƣợc, những hiện tƣợng mới dự đoán đƣợc. Các

thuyết vật lí phải có khả năng làm cho nhận thức của ta rộng hơn, sâu hơn, bản chất

hơn, bao hàm một lớp hiện tƣợng lớn hơn nhiều so với những cơ sở của thuyết. Từ

hạt nhân của thuyết, muốn suy ra đƣợc những hệ quả, ta phải thực hiện các phép suy

luận logic và những suy luận toán học. Nhờ những suy luận toán học này mà các

thuyết vật lí không những tiên đoán đƣợc mặt định tính mà cả mặt định lƣợng của

hiện tƣợng.[16]

HẠT NHÂN + Tƣ tƣởng cơ bản + Định luật cơ bản + Mô hình toán học + Các hằng số cơ bản

CƠ SỞ HỆ QUẢ

-Các hiện tƣợng mới - Các định luật mới - Các ngành học mới - Các lý thuyết vật lý mới - Bức tranh vật lý mới

- Cơ sở kinh nghiệm - Cơ sở thực nghiệm - Các định luật thực nghiệm - Các khái niệm cơ bản - Các đại lƣợng vật lý và các quy tắc đo Vật lý tƣởng hóa-Mô hình cấu trúc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

H2.1. Sơ đồ cấu trúc của một thuyết vật lí

2.1.3. Vai trò của thuyết vật lí.

Thuyết vật lí phản ánh sự trừu tƣợng hóa và khái hóa rất cao các quá trình và

hiện tƣợng của thế giới tự nhiên. Thuyết vật lí xuất phát từ thực tiễn khoa học, đƣợc

hình thành trên cơ sở khái quát hóa rất nhiều các sự kiện thực nghiệm, các khái

niệm, các định luật, giả thuyết khoa học, các đối tƣợng vật lí đƣợc lí tƣởng hóa, các

mô hình vật chất... Thực chất vừa là nơi xuất phát, vừa là nơi kiểm nghiệm thuyết

vật lí. Vậy thuyết vật lí có tác dụng rất lớn trong việc mở rộng phạm vi nhận thức

của học sinh, tạo điều kiện giải thích các hiện tƣợng vật lí, kích thích hứng thú học

tập và phát triển năng lực trí tuệ.

Thuyết vật lí có tính chất chung, phản ánh bản chất, nguyên nhân sâu xa qui

định mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tƣợng trong sự vận động, biến đổi của

chúng. Thuyết vật lí đã gắn các kiến thức vật lí lại thành một hệ thống chặt chẽ.

Trong từng thời kì, các học thuyết vật lí cho phép ta hình dung đƣợc thế giới vật

chất một cách tổng quát. Thời các thuyết của Galile, Niuton đã hình thành bức tranh

cơ học cổ điển, các thuyết thời Macxoen, nêu ra bức tranh điện động lực và với hệ

thống lí thuyết của Anhxtanh- Planxk-Bo đã hình thành bức tranh lƣợng tử và

trƣờng về thế giới vật chất.

Thuyết vật lí có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự phát triển của vật lí học.

Nó không chỉ giúp giải thích các hiện tƣợng mà còn cho phép tiên đoán đƣợc nhiều

hệ quả, dự đoán đƣợc nhiều hiện tƣợng mới. Thuyết vật lí góp phần làm phong phú

vốn tri thức của loài ngƣời và thúc đẩy khoa học ngày càng phát triển.[11]

2.1.4. Đặc điểm của thuyết vật lí.[22]

2.1.4.1. Tính thực tiễn.

Các thuyết vật lí dù có tính chất lí thuyết, tính khái quát cao đến đâu chăng

nữa, bao giờ cũng đƣợc xây dựng trên một cơ sở thực nghiệm nhất định. Mặt khác,

một thuyết vật lí chỉ có giá trị khi từ thuyết đó có thể rút ra đƣợc những hệ quả phù

hợp với thực tiễn, đƣợc kiểm tra bằng thí nghiệm .

2.1.4.2. Tính trừu tƣợng.

Các thuyết vật lí tuy đƣợc xây dựng trên cơ sở thực nghiệm nhƣng chúng là

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sự khái quát hóa, sự lí tƣởng hóa các kết quả của những thí nghiệm thực. Chính nhờ

sự lí tƣởng hóa, trừu tƣợng hóa cao độ nhƣ vậy, các thuyết mới đi đƣợc vào bản

chất bên trong của sự vật, hiện tƣợng. Cũng chính vì thế mà ta không thể cảm nhận

đƣợc các thuyết vật lí trực tiếp bằng các giác quan.

2.1.4.3. Tính hệ thống.

Một thuyết vật lí không phải là phán đoán riêng lẻ mà là một hệ thống những

quan điểm tƣ tƣởng, những qui tắc định luật quan hệ chặt chẽ với nhau, phát triển

ngày một sâu sắc, bao gồm đƣợc nhiều lĩnh vực hiện tƣợng hơn, từ một thuyết hẹp

đi đến thuyết rộng hơn và thống nhất nhiều thuyết lại với nhau.

2.1.4.4. Tính khái quát.

Một thuyết vật lí bao gồm hệ thống những luận đề đủ để giải thích đƣợc một

lớp những hiện tƣợng nhất định. Những luận đề này bổ sung lẫn nhau, không mâu

thuẫn với nhau, tạo thành một hệ thống nhất quán phản ánh đúng chu trình nhận

thức chân lí khoa học: Đi từ thực tế khách quan đến tƣ duy trừu tƣợng rồi lại từ tƣ

duy trừu tƣợng trở về thực tiễn

2.1.5. Chức năng của thuyết vật lí: Mỗi thuyết vật lí có ba chức năng chính: Chức

năng giải thích, chức năng tiên đoán, chức năng phƣơng pháp luận.

Giải thích một hiện tƣợng bằng một thuyết vật lí là quá trình thiết lập một hệ

thống nhận thức khoa học về cơ chế của hiện tƣợng bằng con đƣờng suy diễn logic

từ những định luật và nguyên lí cơ bản của thuyết. Giải thích các hiện tƣợng vật lí

gồm có giải thích bản chất và giải thích toán học.

Sự giải thích bản chất là sự giải thích hiện tƣợng bằng cách nêu lên mối liên

hệ bên trong của sự vật. Không nên đồng nhất sự giải thích bản chất với sự giải

thích định tính vì có khi trong sự giải thích định tính, ta không đi sâu vào bản chất

của hiện tƣợng.

Sự giải thích toán học là sự giải thích hiện tƣợng bằng một mô hình toán học.

Đó là việc thiết lập những hệ thức toán học, xuất phát từ hạt nhân của thuyết, phù

hợp với kết quả đo đạc về hiện tƣợng cần ngiên cứu.

Chức năng tiên đoán là một chức năng rất to lớn của các thuyết khoa học.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nhờ thuyết khoa học, ta có thể dự đoán một cách chính xác những hiện tƣợng và

những định luật của tự nhiên, trƣớc khi phát hiện đƣợc chúng trong thực tế. Sự đúng

đắn của những tiên đoán lí thuyết là một bằng chứng xác nhận sự đúng đắn của bản

thân thuyết. Những tiên đoán lí thuyết có cơ sở vững chắc hơn những giả thuyết

khoa học, vì chúng đƣợc rút ra từ thuyết bằng những suy diễn logic chặt chẽ. Chính

vì vậy mà trong lịch sử khoa học đã có rất nhiều tiên đoán lí thuyết chính xác không

những về mặt định tính mà cả về mặt định lƣợng.

Các thuyết vật lí không những cung cấp cho ta cơ sở để hiểu các hiện tƣợng

vật lí mà còn giúp ta tìm đƣợc con đƣờng dẫn đến những nhận thức mới. Vì vậy,

các thuyết vật lí có chức năng phƣơng pháp luận to lớn.[16]

2.2. Phƣơng pháp dạy học các thuyết vật lý gó p phầ n phá t triể n tƣ duy họ c sinh.

2.2.1. Con đƣờng hình thành các thuyết vật lí.

Trong khoa học, sự hình thành một thuyết vật lí là một quá trình lâu dài và

phức tạp, bao gồm tất cả các giai đoạn của chu trình nhận thức khoa học. Quá trình

này có thể không liên tục về mặt lịch sử vì phải trải qua những cuộc đấu tranh quyết

liệt giữa tƣ tƣởng cơ bản mới với tƣ tƣởng cũ. Quá trình này gồm các giai đoạn điển

hình:

Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Định luật Thuyết Hệ quả Thực tiễn.

Trong dạy học, do điều kiện thời gian và sự hạn chế về trình độ tƣ duy của

học sinh nên không có khả năng để cho học sinh tự lực thực hiện tất cả các giai

đoạn trên khi nghiên cứu một thuyết vật lí. Nhƣng nếu ta chỉ thông báo cho học sinh

nội dung "Hạt nhân của thuyết" thì học sinh cũng không thể hiểu đƣợc vai trò, tác

dụng của thuyết đó trong khoa học và trong thực tiễn, càng không thể phát triển,

nâng cao đƣợc năng lực nhận thức của học sinh. Bởi vậy, cần phải cho học sinh

hiểu đƣợc những yếu tố cơ bản trong cả ba thành phần cấu trúc của thuyết.[22] Mặt

khác nhƣ đã phân tích ở chƣơng I, để góp phần phát triển năng lực tƣ duy của học

sinh trong giờ học, giáo viên phải tạo cho học sinh hứng thú trong học tập, phải vận

dụng các hiểu biết vốn có của học sinh để các em nhận ra vấn đề và tích cực tham

gia giải quyết vấn đề đã đặt ra. Giáo viên phải tận dụng mọi cơ hội để rèn luyện các

thao tác tƣ duy, rèn luyện ngôn ngữ cho học sinh. Giáo viên cần tăng cƣờng sử dụng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thiết bi dạy học để tạo ra các cơ sở cho sự nhận thức lí tính của học sinh

2.2.1.1. Tìm hiểu những cơ sở của thuyết

Chỉ khi học sinh hiểu đƣợc cơ sở của thuyết thì họ mới hiểu đƣợc thuyết mới

phải ra đời để giải quyết vấn đề gì. Tốt nhất là cho học sinh quan sát những thí

nghiệm cơ bản và yêu cầu học sinh giải thích hiện tƣợng xảy ra trong thí nghiệm đó

bằng những kiến thức đã có. Sự bế tắc trong việc giải thích này đòi hỏi phải xây

dựng một thuyết mới. Tuy nhiên, những thí nghiệm cơ bản dùng làm cơ sở cho một

thuyết nhiều khi rất khó thực hiện trong nhà trƣờng phổ thông, giáo viên có thể

dùng phƣơng pháp kể truyện lịch sử hoặc mô tả tƣơng đối tỉ mỉ thí nghiệm và kết

quả thu đƣợc.[22]

2.2.1.2. Xây dựng hạt nhân của thuyết

Hạt nhân của mỗi thuyết vật lí nhiều khi rất phong phú và sâu sắc, không thể

trong một bài, một chƣơng hoặc một phần của chƣơng trình vật lí mà hiểu đƣợc.

Bƣớc đầu, chỉ có thể nêu ra những điều cơ bản, định tính. Về sau, khi có điều kiện

sẽ bổ sung, hoàn chỉnh thêm. Việc đƣa ra thuyết mới phải dựa trên sự phân tích

những sự kiện thực nghiệm trong phần cơ sở của thuyết. Tuy nhiên, việc đề ra

thuyết mới có thể giải thích thành công những sự kiện mới đòi hỏi một sự sáng tạo

mới ở trình độ cao. Trong nhiều trƣờng hợp, học sinh không có khả năng thực hiện

tự lực, giáo viên có thể trình bày cách suy nghĩ và cách lập luận của mình. Trƣớc

hết là tƣ tƣởng mới, quan niệm mới, còn những công thức định lƣợng, những

phƣơng trình toán học có thể bổ sung sau này khi có điều kiện. Ta cũng có thể căn

cứ vào quan sát cơ sở thực nghiệm để đƣa ra quan niệm.

Tóm lại, trong dạy học có nhiều điểm trong hạt nhân của thuyết chƣa thể xây

dựng hoàn chỉnh mà chỉ là bƣớc đầu, chủ yếu là định tính. Để học sinh có thể tin

đƣợc sự đúng đắn của những hạt nhân của thuyết, giáo viên cần chú ý đến việc vận

dụng linh hoạt những hạt nhân đó để suy ra các hệ quả ở giai đoạn sau.[22]

2.2.1.3. Vận dụng hạt nhân của thuyết

Vận dụng hạt nhân của thuyết để giải thích những sự kiện thực nghiệm trong

cơ sở của thuyết là bƣớc đầu làm cho học sinh tin tƣởng ở sự đúng đắn của thuyết,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhƣng chƣa đầy đủ. Giáo viên cần tận dụng những trƣờng hợp có thể đƣợc để suy ra

các hệ quả khác. Do sự hạn chế về trình độ toán học của học sinh nên nhiều khi chỉ

có thể suy ra các hệ quả định tính hay bán định lƣợng. Tuy vậy, điều đó cũng rất bổ

ích để học sinh hiểu rõ ý nghĩa thực tế của các thuyết trừu tƣợng, đồng thời cũng tạo

điều kiện để học sinh phát triển khả năng suy luận diễn dịch.[22]

2.2.1.4. Vận dụng các phƣơng pháp dạy học khi dạy học các thuyết vật lí nhằm

phát triển tƣ duy của học sinh

Nhƣ chúng tôi đã phân tích ở chƣơng I, muốn phát triển tƣ duy cho học sinh

cần: - Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh.

- Tăng cƣờng sử dụng các phƣơng tiện trực quan trong dạy học.

- Xây dựng một logic nội dung phù hợp với đối tƣợng học sinh.

- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tƣ duy, những hoạt

động nhận thức phổ biến trong học tập vật lí.

- Tập dƣợt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phƣơng pháp nhận

thức của vật lí.

- Rèn luyện ngôn ngữ vật lí cho học sinh.

Đồng thời chúng tôi cũng đã trình bày, việc dạy học một thuyết vật li đƣợc

thực hiện theo ba giai đoạn: Tìm hiểu những cơ sở của thuyết, xây dựng hạt nhân

của thuyết, vận dụng hạt nhân của thuyết.

Việc thực hiện các biện pháp phát triển tƣ duy học sinh nhƣ trên khi dạy các

thuyết vật lí đƣợc giáo viên thực hiện thông qua việc tổ chức các hoạt động nhận

thức và vận dụng phù hợp các phƣơng pháp dạy học trong giờ học.

* Phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại

Phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại trong đó giáo viên đặt ra những câu hỏi để

học sinh trả lời, hoặc có thể tranh luận với nhau và với cả giáo viên, qua đó học sinh

lĩnh hội đƣợc nội dung bài học. Với phƣơng pháp này, nội dung cần truyền thụ đƣợc

thể hiện bởi một hệ thống câu trả lời của học sinh, dƣới sự gợi mở bởi các câu hỏi

do giáo viên đề xuất.

Mục đích phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại là nâng cao chất lƣợng của giờ

học bằng cách tăng cƣờng hình thức hỏi đáp, đàm thoại giữa giáo viên và học sinh,

rèn luyện cho học sinh bản lĩnh tự tin, khả năng diễn đạt một vấn đề trƣớc tập thể

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

lớp học.

Ƣu điểm: Giáo viên theo sát đƣợc học sinh, biết đƣợc suy nghĩ, hành động

của học sinh để kịp thời giúp đỡ.

Nhƣợc điểm: Giáo viên chỉ đối thoại với một số ít học sinh đại diện của

nhóm, số còn lại chỉ nghe và suy nghĩ ý kiến của bạn để đƣa ra nhận xét. Dàn ý đối

thoại của giáo viên chƣa đƣợc học sinh chuẩn bị trƣớc nên dễ dẫn đến lúng túng, dụt

dè, thiếu tự tin.[6]

* Phần mềm mô phỏng.

Không phải quá trình nào xảy ra trong tự nhiên cũng dễ quan sát. Nhƣ

chuyển động của ánh sáng ta không thể quan sát bằng mắt thƣờng đƣợc, để xác định

các đại lƣợng cần thiết là rất khó khăn trong việc nghiên cứu để tìm ra quy luật của

chúng. Một trong các giải pháp có thể hỗ trợ cho việc nghiên cứu các quá trình có

hiệu quả hơn là sử dụng máy tính để mô phỏng các quá trình.

Ví dụ: Các thí nghiệm về tia X không thể làm thí nghiệm mặc dù thí

nghiệm rất cơ bản, do thiết bị thí nghiệm cần sử dụng cồng kềnh, phức tạp, đắt tiền

không an toàn. Giáo viên sử dụng thiết bị mô phỏng ống tia catot và sự phát hiện

tia X, thiết bị mô phỏng cách tạo tia X và ống culitgio.

Mục đích sử dụng phần mềm mô phỏng là giúp cho học sinh thu nhận thế

giới tự nhiên vào lớp học, xóa bỏ không gian hạn hẹp trong lớp học và về thời gian

của lớp học. Cho phép quan sát với tốc độ mong muốn hoặc có thể dừng các hình

ảnh nhờ vậy mà học sinh quan sát đƣợc rõ ràng các hiện tƣợng, các quá trình đƣợc

phóng đại một cách tối ƣu, làm cho học sinh có những biểu tƣợng đúng đắn về

chúng. Làm tăng tính trực quan và hiệu quả cảm xúc khi tri giác các đối tƣợng và

hiện tƣợng vật lí.

Trƣớc khi cho học sinh quan sát phần mềm mô phỏng, để định hƣớng sự chú

ý của học sinh vào nội dung cơ bản, giáo viên đặt câu hỏi cho học sinh cần phải

hoàn thành sau khi xem song.

Sau khi xem song, giáo viên cho học sinh thảo luận theo nhóm để đƣa ra câu

trả lời, nếu cần thiết giáo viên đƣa ra những gợi ý nhỏ. Hiệu quả sử dụng phần mềm

mô phỏng đƣợc đánh giá thông qua câu trả lời của học sinh. Phƣơng pháp dạy học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

theo hƣớng tích cực hóa trong học tập của học sinh.[17]

* Phƣơng pháp dạy học đặt và giải quyết vấn đề.

Có nhiều định nghĩa về dạy học giải quyết vấn đề, nhƣng I.F.Kharlamop đã

phát biểu đầy đủ nhất: "Dạy học giải quyết vấn đề là sự tổ chức quá trình dạy học

bao gồm việc tạo ra tình huống có vấn đề trong giờ học, kích thích học sinh nhu cầu

giải quyết vấn đề nảy sinh, lôi cuốn các em vào hoạt động nhận thức nhằm nắm

vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo mới, phát triển tính tích cực trí tuệ và hình thành

năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới".

Qua định nghĩa cho thấy với phƣơng pháp dạy học giải quyết vấn đề, học

sinh không chỉ chiếm lĩnh đƣợc tri thức mới mà quan trọng hơn là học sinh còn học

đƣợc cách chiếm lĩnh tri thức đó, tức là học đƣợc phƣơng pháp học. Vì vậy, dạy học

giải quyết vấn đề rèn luyện cho học sinh năng lực sáng tạo, biết đặt và giải quyết

vấn đề, biến quá trình học thụ động thành quá trình học chủ động, tích cực.

Dạy học đặt và giải quyết vấn đề đã đƣợc đề cập tới trong vài chục năm gần

đây. Mặc dù không phải vấn đề mới song điều cần nhấn mạnh là dạy học đặt và giải

quyết vấn đề không chỉ thuộc phạm trù phƣơng pháp dạy học mà còn thông qua đó

tập dƣợt cho học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề, góp phần tạo nên một mục tiêu

giáo dục, bảo đảm cho con ngƣời thích ứng đƣợc với sự phát triển của xã hội hiện

đại. Trong giáo dục, cần phải tập dƣợt cho học sinh biết phát hiện vấn đề, tự mình

đặt ra để giải quyết một cách hợp lí những vấn đề đặt ra.

Kiểu dạy học đặt và giải quyết vấn đề là kiểu dạy học mà giáo viên tạo ra

những tình huống có vấn đề, điều khiển học sinh phát hiện vấn đề, hoạt động tự giác

và tích cực để giải quyết vấn đề và thông qua đó mà lĩnh hội tri thức, kỹ năng và đạt

đƣợc những mục đích học tập khác.

Dạy học đặt và giải quyết vấn đề cần chú ý những điểm sau:

- Một vấn đề đƣợc biểu thị bởi một hệ thống những vấn đề và câu hỏi thỏa các điều

kiện sau:

+ Học sinh chƣa giải đáp đƣợc câu hỏi hoặc chƣa thực hiện đƣợc hành động.

+ Học sinh chƣa đƣợc học một khái niệm, định luật, thuyết nào để giải đáp câu hỏi.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Thế nào là tình huống có vấn đề:

+ Tồn tại một vấn đề.

+ Gợi nhu cầu nhận thức: Học sinh phải cảm thấy cần thiết, thấy có nhu cầu, hứng

thú và mong muốn giải quyết vấn đề đó.

+ Gây niềm tin ở khả năng học sinh, làm cho học sinh thấy tuy chƣa có lời giải ngay

nhƣng đã có một số kiến thức, kĩ năng liên quan đến vấn đề đặt ra và nếu tich cực

suy nghĩ thì có nhiều hy vọng giải quyết đƣợc vấn đề đó.

- Cách tạo tình huống có vấn đề: Cấu trúc một bài học hay một phần trong bài học

theo dạy học đặt và giải quyết vấn đề thƣờng nhƣ sau:

* Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức

- Tạo tình huống có vấn đề.

- Phát hiện, nhận dạng vấn đề nảy sinh.

- Phát triển vấn đề cần giải quyết.

* Giải quyết vấn đề đặt ra

- Đề xuất cách giải quyết

- Lập kế hoạch giải quyết.

- Thực hiện kế hoạch giải quyết.

* Kết luận

- Thảo luận kết quả và đánh giá.

- Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết nêu ra.

- Phát biểu kết luận.

- Đề xuất vấn đề mới.

Nhiều nghiên cứu cho thấy trong dạy học đặt và giải quyết vấn đề có thể

phân biệt bốn mức trình độ:

Mức 1: Giáo viên tạo tình huống có vấn đề, gợi mở và dẫn dắt học sinh phân

tích tình huống đó, làm xuất hiện nhu cầu giải quyết tình huống ở học sinh, còn toàn

bộ quá trình giải quyết tình huống là do giáo viên thực hiện. Giáo viên rút ra kết luận.

Mức 2: Giáo viên tạo tình huống có vấn đề, gợi mở và dẫn dắt học sinh phân

tích tình huống đó, làm xuất hiện nhu cầu giải quyết tình huống ở học sinh, đồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thời định hƣớng và tổ chức cho học sinh giải quyết tình huống. Học sinh lập kế

hoạch giải quyết vấn đề dƣới sự dẫn dắt của giáo viên. Giáo viên và học sinh rút ra

kết luận.

Mức 3: Giáo viên tạo tình huống có vấn đề còn học sinh đề xuất các giả

thuyết và lựa chọn giải pháp. Học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề với sự giúp

đỡ của giáo viên khi cần. Giáo viên và học sinh cùng rút ra kết luận.

Mức 4: Giáo viên cung cấp thông tin làm nảy sinh tình huống có vấn đề ở

học sinh, học sinh phát biểu vấn đề, lập kế hoạch giải quyết, tự nghiên cứu, tìm tòi

cách giải quyết vấn đề để chiếm lĩnh kiến thức. Giáo viên và học sinh cùng rút ra

kết luận. .

Qua thực tiễn dạy học cho thấy, phần lớn giáo viên đã sử dụng dạy học giải

quyết vấn đề ở mức 2, trong một số trƣờng hợp đã đạt đƣợc ở mức 3 và mức 4. [6]

* Phƣơng pháp thực nghiệm

Phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý là một phƣơng pháp nghiên

cứu trong dạy học, thực chất là sự tổ chức hoạt động tìm tòi sáng tạo của học sinh

theo các bƣớc tƣơng tự nhƣ các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm trong quá

trình sáng tạo khoa học.

Các bƣớc của phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý nhƣ sau:

1. Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu: Dựa vào kinh nghiệm trong cuộc sống

hàng ngày của học sinh (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, giáo viên hƣớng dẫn học

sinh nêu lên vấn đề cần nghiên cứu, tạo điều kiện cho học sinh đề ra giả thuyết.

2. Hƣớng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán, đƣa ra giả thuyết, tiến hành đàm

thoại để chọn lọc những giả thuyết phù hợp và loại bỏ những giả thuyết không có

căn cứ.

3. Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra: Từ giả thuyết giáo viên hƣớng

dẫn học sinh sử dụng suy luận lôgíc hay suy luận toán học để rút ra một hệ quả, dự

đoán hiện tƣợng có thể xẩy ra trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lƣợng

vật lý.

4. Giáo viên gợi ý, tạo điều kiện để học sinh tham gia đề xuất phƣơng án thí

nghiệm, và kế hoạch thực hiện. Tiến hành thí nghiệm (giáo viên biểu diễn hoặc hƣớng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dẫn học sinh tiến hành, hƣớng dẫn học sinh quan sát và ghi nhận kết quả thí nghiệm).

5. Giáo viên hƣớng dẫn học sinh nhận xét, phân tích kết quả thu đƣợc và rút

ra kết luận tƣơng ứng với kiến thức cần hình thành.

Để thực hiện tốt các bƣớc của phƣơng pháp thực nghiệm khi giảng dạy vật lý

cần chú ý những điểm sau:

- Vấn đề xuất hiện khi đã có một số hiểu hết về các sự vật hay hiện tƣợng vật

lý nhƣng chƣa đầy đủ. Điều đặc trƣng ở đây là nhận ra những lỗ hổng trong kiến thức

của học sinh 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 đƣợc nhờ các quy tắc đã biết không phải vấn đề theo nghĩa này.

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

phân biệt giả thuyết với một kết luận đƣợc suy ra một cách lôgic từ một điều chân

thật đã biết. Kết luận này không phải là giả thuyết và trong trƣờng hợp này cũng

không còn vấn đề đòi hỏi phải đƣa ra giả thuyết nữa. Dấu hiệu đặc trƣng của giả

thuyết là: Tính xác thực lúc đầu của nó chƣa hoàn toàn sáng tỏ, chỉ là có thể chứ

chƣa phải là chắc chắn. Giả thuyết đƣa ra phải có khả năng giải thích, dự đoán hiện

tƣợng. Từ điều đƣợc coi là giả thuyết, ngƣời ta có thể giải thích hiện tƣợng đã biết

và tiên đoán hiện tƣợng có thể xẩy ra.

- Bƣớc đề xuất giả thuyết là một khâu rất quan trọng vì nó đòi hỏi tƣ duy trực

giác sáng tạo của học sinh. Vì vậy, giáo viên cần có sự chỉ đạo công phu để hƣớng

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 tƣởng mà giáo viên không

tính trƣớc đƣợc, 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 đƣa ra những câu trả lời thiếu chính xác, sai và đôi khi hoàn toàn bất ngờ. Cần

phải hƣớng những kiến thức của học sinh vào việc phát hiện những liên hệ bên

trong của sự vật, hiện tƣợng. Giáo viên phải chuẩn bị 2 hay nhiều phƣơng 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 hƣớng vấn đề, nêu lên hoặc phỏng đoán hoặc giả thuyết một cách

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sáng tạo.

- Trong bƣớc bốn, sau khi đã đề xuất đƣợc phƣơng án thí nghiệm và bắt đầu

thí nghiệm, học sinh cần 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.

- Khi phân tích và sử lý kết quả thí nghiệm, học sinh cần xác định độ tin cậy

của kết quả. Có trƣờng hợp kết quả thí nghiệm không phù hợp với điều dự đoán từ

giả thuyết thì cần lƣu 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.

Nhƣ vậy phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học có sự tham gia tích cực

của học sinh với vai trò nhƣ những "nhà nghiên cứu" khoa học. Học sinh phải đƣợc

tham gia một cách chủ động, tích cực dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên. Điều đó

hoàn toàn phù hợp với tâm lý của học sinh, muốn đƣợc tự mình "phát minh" những

vấn đề mới lạ (tất nhiên chỉ mới lạ với học sinh). Việc thực hiện thí nghiệm theo các

bƣớc trên thực chất cũng là việc vận dụng phƣơng pháp dạy học đặt và giải quyết

vấn đề trong dạy học vật lí đồng thời cũng bao hàm các giai đoạn của việc dạy học

các thuyết vật lí.[2]

2.2.2. Phƣơng phá p hình thành các thuyết về ánh sáng trong dạ y họ c .

2.2.2.1.Thuyết điện từ ánh sáng của Maxwell [22]

* Tìm hiểu cơ sở của thuyết điện từ ánh sáng

- Cơ sở tƣ tƣởng: Cơ sở tƣ tƣởng của thuyết điện từ ánh sáng là quan niệm về

một mối liên hệ mật thiết giữa các hiện tƣợng điện, từ và quang học.

- Vận tốc của sóng điện từ và vận tốc ánh sáng: Dựa trên sự tƣơng tự cơ điện

Maxwell đã xây dựng các phƣơng trình của trƣờng điện từ, từ công thức trên ông đã

đi đến công thức: trong đó là hằng số điện môi, là độ từ thẩm của môi

trƣờng, c là hằng số.

Năm 1873, Maxwell công bố một công trình lớn: "Luận về điện học và từ

học". Trong công trình này, ông trình bày chi tiết thuyết điện từ ánh sáng. Ông

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khẳng định rằng vận tốc ánh sáng trong một môi trƣờng đƣợc quyết định bởi các

hằng số và của môi trƣờng đó. Ông cho rằng hệ thức này có thể kiểm nghiệm

đƣợc bằng thực nghiệm và đây chính là một "hòn đá thử vàng" của thuyết điện từ

ánh sáng.

Đối với một môi trƣờng thì và là những hằng số, trong khi đó vận tốc

ánh sáng lại phụ thuộc vào bƣớc sóng ánh sáng. Để giải quyết mâu thuẫn này,

Maxwell cho rằng và thu đƣợc đối với các trƣờng tĩnh. Công thức trên chỉ

đƣợc thỏa mãn với những ánh sáng có bƣớc sóng khá lớn. Dự đoán này đƣợc xác

nhận là đúng khi ta nghiên cứu các tia hồng ngoại. Maxwell thay các số liệu ,

và v của parafin vào công thức trên thì đƣợc vánh sáng vđiện từ . Ông coi đây là một

bằng chứng thực nghiệm khác của thuyết điện từ ánh sáng.

- Tính chất ngang của sóng ánh sáng và sóng điện từ:

- Hiệu ứng Faraday và hiệu ứng Kerr.

- Thang sóng điện từ.

Việc xây dựng thành công thang sóng điện từ là một cơ sở thực nghiệm rất

quan trọng của thuyết điện từ ánh sáng. Tức là, đã chứng minh bằng thực nghiệm có

sự biến đổi liên tục về bƣớc sóng của các sóng điện từ, do đó, có sự biến đổi liên tục

về tính chất của chúng.

* Xây dựng hạt nhân của thuyết điện từ ánh sáng

- Tƣ tƣởng cơ bản của thuyết điện từ ánh sáng là quan niệm về sự thống nhất

giữa các hiện tƣợng điện từ và hiện tƣợng quang học. Thuyết điện từ ánh sáng là

một phần quan trọng của bức tranh điện từ về thế giới. Trong thuyết điện từ ánh

sáng ngƣời ta đã giải đáp đƣợc câu hỏi về bản chất của ánh sáng: Ánh sáng là một

loại sóng điện từ, nó là một thực thể vật lí.

- Những định luật cơ bản và phƣơng trình cơ bản của thuyết điện từ ánh sáng

- Mô hình sóng điện từ ánh sáng: Khối lƣợng của trƣờng điện từ liên hệ với

năng lƣợng bằng hệ thức Einstein: E = mc2.

Sóng ánh sáng có một đặc điểm rất quan trọng: Trong chân không, đối với

bất kì hệ quy chiếu quán tính nào, cũng chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động với

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vận tốc

c = 3.108m/s.

Nhƣ vậy, việc phát hiện ra bản chất vật chất của ánh sáng cũng đồng thời là

việc phát hiện ra thuyết tƣơng đối.

* Vận dụng hạt nhân của thuyết điện từ ánh sáng

Thuyết điện từ ánh sáng cho ta thấy cơ chế của sự truyền ánh sáng trong

chân không và trong các môi trƣờng. Nó cho phép ta bƣớc đầu đề cập đến cơ chế

của sự phát sáng của nguồn sáng.

- Lý thuyết tổng quát về nhiễu xạ ánh sáng của Summerfeld

Năm 1894, Summerfeld dựa vào thuyết điện từ ánh sáng, đã xây dựng một lí

thuyết chặt chẽ về hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng. Ông đã chứng minh đƣợc nguyên

lý Huyghens- Fresnel cho những kết quả khá đúng trong trƣờng hợp góc nhiễu xạ

không lớn.

- Thuyết điện từ ánh sáng với quang học phân tử

Dựa vào hệ thức cơ bản , ngƣời ta đã tìm đƣợc công thức cơ bản

của các hiện tƣợng tán sắc và tán xạ ánh sáng.

Trong thuyết electron cổ điển, công thức tán sắc thu đƣợc do nghiên cứu

tƣơng tác giữa điện trƣờng trong ánh sáng tới với các quang electron của môi

trƣờng. Hiện tƣợng tán sắc thể hiện vĩ mô sự phụ thuộc biên độ dao động cƣỡng bức

của quang electron vào tần số ánh sáng kích thích. Trong sự tán sắc ánh sáng, cƣờng

độ và sự phân cực của sóng điện từ do các tâm tán xạ của môi trƣờng gây ra. Kết

quả đã đƣợc giải thích đầy đủ tính chất phân cực của ánh sáng tán xạ và bƣớc sóng

ánh sáng tán xạ và thu đƣợc giản đồ chỉ thị tán xạ phù hợp với thực tế.

2.2.2.2.Thuyết phôtôn ánh sáng

* Tìm hiểu cơ sở của thuyết phôtôn ánh sáng: Cơ sở trực tiếp của thuyết

phôtôn ánh sáng là các thí nghiệm về hiện tƣợng quang điện.

- Hiện tƣợng quang điện

Năm 1888, hiện tƣợng quang điện đã đƣợc Stoletov nghiên cứu cẩn thận.

Ông đã thiết lập đƣợc nhiều định luật quan trọng của hiện tƣợng này.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Ta đặc biệt chú ý đến các định luật sau:

+ Mỗi kim loại có một giới hạn quang điện nhất định. Ánh sáng có bƣớc

sóng lớn hơn giới hạn quang điện sẽ không có khả năng gây ra hiện tƣợng quang

điện ở kim loại đó.

+ Hiệu điện thế hãm của hiện tƣợng quang điện chỉ phụ thuộc bƣớc sóng ánh

sáng kích thích và bản chất của kim loại bị chiếu sáng mà không phụ thuộc cƣờng

độ ánh sáng kích thích. Hiệu điện thế hãm là một hiệu điện thế đặt ngƣợc làm sao

cho hiện tƣợng quang điện vừa đúng bị tắt. Giả sử mỗi electron khi bị bật ra khỏi mặt kim loại có một động năng ban đầu là mv2/2. Muốn cho nó không bay đƣợc từ

bản âm đến bản dƣơng, cần phải đặt một hiệu điện thế hãm là Vh sao cho:

. Hiện tƣợng quang điện xảy ra gần nhƣ tức khắc ngay sau khi cực âm

bị chiếu sáng.Vì vậy, hiện tƣợng quang điện đã bắt ta phải tìm một cách giải thích

khác ngoài lý thuyết cổ điển.

- Giả thuyết lƣợng tử của Planck: Ông tìm đƣợc biểu thức của năng suất

phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối là: .

Planck thu đƣợc biểu thức: trong đó h là một hằng số, có giá trị

, là năng lƣợng tối thiểu do một dao động tử điều hòa phát ra.

Nên là lƣợng tử năng lƣợng và giả thuyết của Planck là giả thuyết lƣợng tử.

Lúc đầu, ngƣời ta chỉ coi thuyết của Planck nhƣ một giả thuyết dùng để giải

thích các định luật phát xạ của vật đen tuyệt đối. Nhƣng giả thuyết đó đã giải thích

thành công nhiều hiện tƣợng mà vật lí học cổ điển đã phải bó tay.

Năm 1905, Einstein đã vận dụng thành công giả thuyết Planck để giải thích

các định luật quang điện.

Năm 1907, cũng chính Einstein đã áp dụng giả thuyết Planck để giải thích

thành công sự phụ thuộc tỷ nhiệt chất rắn vào nhiệt độ ở những nhiệt độ thấp. [22]

* Xây dựng hạt nhân của thuyết phôtôn ánh sáng.

- Tƣ tƣởng cơ bản của thuyết phôtôn ánh sáng: Thuyết phôtôn ánh sáng là sự

phát triển của giả thuyết Planck cho trƣờng hợp hấp thụ ánh sáng hay cho hiện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tƣợng tƣơng tác của ánh sáng với môi trƣờng.

Giả thuyết Planck không hề phủ nhận thuyết điện từ ánh sáng. Những khái

niệm cơ bản về điện từ trƣờng, về sự phát xạ của các lƣỡng cực...vẫn đƣợc sử dụng.

Planck chỉ bổ sung một đặc tính rất quan trọng của sự phát xạ của các nguyên tử,

tính chất lƣợng tử.

Einstein dùng giả thuyết Planck để viết một phƣơng trình rất đơn giản về

hiện tƣợng quang điện: Phƣơng trình Einstein giải thích đƣợc đầy

đủ tất cả các định luật quang điện.

- Định luật cơ bản của thuyết phôtôn ánh sáng

Khi cơ học lƣợng tử chƣa ra đời, thuyết phôtôn ánh sáng chƣa có cấu trúc

chặt chẽ và nó chỉ là thuyết bán thực nghiệm. Trong thuyết này, trƣờng sáng vẫn

đƣợc mô tả bằng hệ phƣơng trình Maxwell, chƣa có sự tƣơng thích giữa hai quan

niệm sóng và hạt ánh sáng.

Hai quan điểm sóng và hạt chỉ thực sự thống nhất với nhau sau khi thiết lập

hệ thức bất định của Heisenberg. Hệ thức này buộc ta phải thay đổi những quan

niệm cổ điển về sóng và hạt. Đặc biệt, nó bắt ta phải từ bỏ quyết định luận cổ điển

để thừa nhận cách giải thích thống kê.

- Mô hình phôtôn ánh sáng: Mỗi phôtôn có năng lƣợng xác định là hf. Đối

với bất kì hệ quy chiếu quán tính nào và ngay cả trong khoảng cách giữa các ion trong một mạng tinh thể, phôtôn luôn chuyển động với vận tốc: c = 3.108m/s, không

thay đổi đƣợc. Do đó mỗi phôtôn có một xung lƣợng là hf/c. Khối lƣợng của phôtôn

đƣợc xác định: trong đó là khối lƣợng nghỉ của phôtôn và v là vận

tốc của nó. Nếu v = c thì = 0 khối lƣợng nghỉ của phôtôn luôn bằng 0. Nói cách khác, phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động với vận tốc c, phôtôn không có điện tích. - Lƣỡng tính sóng hạt của ánh sáng, mô hình ánh sáng.

Bản chất ánh sáng là bản chất điện từ. Trƣờng sáng là trƣờng điện từ. Trƣờng

điện từ vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Dùng mô hình bó sóng và đoàn

sóng để mô tả phôtôn. Mô hình đẹp nhất của phôtôn là các mô hình toán học, trong

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đó chứa đựng cả những đặc trƣng sóng và hạt của phôtôn. Mô hình ánh sáng tuy rất

phức tạp, nhƣng vẫn còn thô thiển. Chúng chƣa giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng tế

vi nhƣ sự sinh cặp, hủy cặp. Chính vì vậy mà cho đến cuối đời mình, Einstein vẫn

còn viết: "Cho đến nay, tôi vẫn còn tiếp tục suy nghĩ xem ánh sáng là gì?".[22]

* Vận dụng hạt nhân của thuyết phôtôn ánh sáng.

- Thí nghiệm Millikan và hằng số Planck: Phƣơng trình Einstein về hiện

tƣợng quang điện:

- Hiệu ứng Compton: Năm 1923, khi nghiên cứu sự tán xạ của các tia X trên

các chất, Compton phát hiện ra sự tăng của bƣớc sóng các tia X tán xạ. Đó là hiệu

ứng Compton.

- Các tác dụng quang hóa: Các phản ứng hóa học xảy ra dƣới tác dụng của

ánh sáng đã đƣợc nghiên cứu năm 1782, nhƣng không thiết lập đƣợc những định

luật định lƣợng chính xác về hiện tƣợng này.

- Hiện tƣợng phát quang: Các hiện tƣợng và định luật phát quang của các

chất khí, chất lỏng và chất rắn cũng là những lĩnh vực áp dụng thành công của

thuyết photon ánh sáng. Ngoài sự đóng góp của thuyết photon ánh sáng, phải kể đến

sự đóng góp rất to lớn của các thuyết về cấu trúc của các chất khí, lỏng và rắn.

- Thuyết photon ánh sáng với cơ học lƣợng tử: Năm 1924, De Broglie đã đƣa

ra giả thuyết về sự tồn tại tính chất sóng của các hạt dựa trên lƣỡng tính sóng hạt

của ánh sáng và sự tƣơng tự cơ, quang. Ý kiến cơ bản của ông: Các hạt vật chất

cũng có đồng thời cả tính chất sóng lẫn tính chất hạt. Mỗi hạt có khối lƣợng nghỉ m0 sẽ có năng lƣợng E = m0c2. Mỗi hạt ứng với một sóng có tần số f, xác định bởi hệ thức: hf = E = m0c2. Giả thuyết của ông là cơ sở của một môn học mới rất quan

trọng đó là cơ học lƣợng tử.[22]

2.3. Phân tích đặc điể m , thƣ̣ c trạ ng dạ y họ c cá c thuyế t trong chƣơng : “Sóng

ánh sáng” và “Lƣợng tử ánh sáng” vậ t lí lớ p 12 nâng cao.

2.3.1. Đặc điểm của chƣơng sóng ánh sáng.

2.3.1.1. Kiến thức chương:

Theo phân phối chƣơng trình của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, số tiết học dành

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cho chƣơng là 14 tiết trong đó có 9 tiết lí thyết, 2 tiết thực hành, 3 tiết bài tập. Số

bài học của chƣơng là 8 bài trong đó 6 bài lí thuyết, 1 bài tập và 1 bài thực hành. Cụ

thể gồm các bài sau: - Tán sắc ánh sáng

- Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng.

- Khoảng vân. Bƣớc sóng và màu sắc ánh sáng.

- Bài tập về giao thoa ánh sáng.

- Máy quang phổ. Các loại quang phổ.

- Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại.

- Tia X. Thuyết điện từ ánh sáng. Thang sóng điện từ.

- Thực hành: Xác định bƣớc sóng ánh sáng.

2.3.1.2. Mục tiêu của chương.

* Về kiến thức

- Mô tả đƣợc hiện tƣợng tán sắc ánh sáng qua lăng kính và nêu đƣợc hiện

tƣợng tán sắc là gì.

- Nêu đƣợc mỗi ánh sáng đơn sắc có một bƣớc sóng xác định trong chân

không.

- Nêu đƣợc hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng là gì.

- Trình bày đƣợc một thí nghiệm về sự giao thoa ánh sáng và nêu đƣợc điều

kiện để xảy ra hiện tƣợng giao thoa ánh sáng.

- Nêu đƣợc vân sáng, vân tối là kết quả của sự giao thoa ánh sáng.

- Nêu đƣợc điều kiện để có cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa ở một điểm.

- Viết đƣợc công thức tính khoảng vân.

- Nêu đƣợc hiện tƣợng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất

sóng và nêu đƣợc tƣ tƣởng cơ bản của thuyết điện từ ánh sáng.

- Trình bày đƣợc nguyên tắc cấu tạo của máy quang phổ lăng kính và nêu

đƣợc tác dụng của từng bộ phận của máy quang phổ.

- Nêu đƣợc quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ, quang phổ vạch hấp

thụ là gì, các đặc điểm chính và những ứng dụng chính của mỗi loại quang phổ.

- Nêu đƣợc phép phân tích quang phổ là gì.

- Nêu đƣợc bản chất, cách phát, các đặc điểm và công dụng của tia hồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ngoại, tia tử ngoại, tia X.

- Kể đƣợc tên của các vùng sóng điện từ kế tiếp nhau trong thang sóng điện

từ theo bƣớc sóng. [18]

* Kĩ năng

- Giải đƣợc các bài tập về hiện tƣợng giao thoa ánh sáng.

- Xác định đƣợc bƣớc sóng ánh sáng theo phƣơng pháp giao thoa bằng thí nghiệm.

- Quan sát các hiện tƣợng và các quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời

sống hàng ngày, trong các thí nghiệm, điều tra, sƣu tầm, tra cứu tài liệu từ các

nguồn khác nhau để thu thập các thông tin cần thiết cho việc học tập.

- Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, tiến hành các thí nghiệm.

- Phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu đƣợc để rút ra kết luận, đề ra

các dự đoán đơn giản về mối quan hệ hay bản chất các hiện tƣợng hoặc các quá

trình vật lí, cũng nhƣ đề xuất phƣơng án thí nghiệm đã kiểm tra dự đoán đã nêu ra.

- Vận dụng kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tƣợng và quá trình vật lí.

- Sử dụng các thuật ngữ vật lí, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng,

chính xác những hiểu biết.[18]

* Thái độ

- Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng với những

đóng góp của vật lí học cho sự tiến bộ của khoa học và đối với các công lao của các

nhà khoa học. Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính

xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập, cũng nhƣ trong việc vận dụng các

hiểu biết đã đạt đƣợc.

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều

kiện sống, học tập cũng nhƣ để bảo vệ và giữ gìn môi trƣờng sống tự nhiên.[18]

2.3.1.3. Phân tích nội dung kiến thức chương

Ánh sáng là gì? Đó là một câu hỏi đƣợc con ngƣời đặt ra từ xa xƣa. Tuy

nhiên, những giả thuyết có tính khoa học đầu tiên về bản chất ánh sáng chỉ đƣợc

đƣa ra khi các nhà khoa học bắt tay nghiên cứu về nguyên lí và định luật của sự

truyền ánh sáng.

Thuyết đầu tiên là thuyết hạt ánh sáng của Newton cho rằng dòng ánh sáng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

là dòng hạt rất nhỏ tuân theo cơ học Newton. Thuyết hạt ánh sáng tuy có thể giải

thích đƣợc các định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng. Nhƣng gặp nhiều khó khăn

trong việc giải thích nhiều hiện tƣợng quang học nhƣ: Hiện tƣợng tán sắc ánh sáng,

hiện tƣợng giao thoa ánh sáng,...

Đồng thời với thuyết hạt ánh sáng là thuyết sóng ánh sáng. Huyghens là

ngƣời đầu tiên diễn đạt tƣờng minh nội dung của thuyết sóng ánh sáng. Theo thuyết

này, ánh sáng là sóng truyền trong một môi trường đàn hồi trong suốt ete. Thuyết

sóng cũng giải thích đƣợc thỏa đáng các định luật cơ bản của quang hình học. Ngoài

ra, còn giải thích đƣợc khá dễ dàng các hiện tƣợng giao thoa ánh sáng và lƣỡng

chiết. Tuy nhiên, không đo đƣợc vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trƣờng.

Sang thế kỉ thứ 19, thuyết sóng đƣợc khẳng định hoàn toàn nhờ công trình

nghiên cứu lí thuyết và thực nghiệm đồ sộ của Fresnel về hiện tƣợng giao thoa,

nhiễu xạ và phân cực ánh sáng, đặc biệt đo đƣợc trực tiếp vận tốc truyền ánh sáng

trong nƣớc của Fuco. Sau đó Maxwel đã đƣa ra thuyết điện từ ánh sáng: Ánh sáng

là một loại sóng điện từ có bước sóng ngắn lan truyền trong không gian.

Từ thuyết điện từ ánh sáng, Maxwel đã thiết lập đƣợc mối liên hệ giữa tính

chất điện từ với tính chất quang của môi trƣờng. Tiếp theo, Lo-ren-xơ đã chứng tỏ

đƣợc sự phụ thuộc của vào tần số f của ánh sáng. Nhờ đó, ông đã giải thích đƣợc

sự tán sắc ánh sáng. Một trong những ứng dụng quan trọng của hiện tƣợng tán sắc

ánh sáng trong các lăng kính là để phân tích ánh sáng trong các máy quang phổ.

Nhờ máy quang phổ ngƣời ta đã nghiên cứu đƣợc quang phổ của ánh sáng do các

nguồn sáng khác nhau phát ra, và cả ánh sáng do các chất khác nhau hấp thụ. Quang

phổ có bảy màu cầu vồng, mà mắt ta trông thấy đƣợc chỉ trải ra từ bƣớc sóng 0,4

đến 0,75 và chỉ là một phần rất nhỏ của quang phổ ánh sáng Mặt Trời và

của phổ sóng điện từ nói chung. Phổ ánh sáng trông thấy gồm có quang phổ liên

tục, quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ. Ngoài phổ ánh sáng trông

thấy, về cả hai phía, bằng thực nghiệm ngƣời ta đã phát hiện ra các miền không

trông thấy của quang phổ. Một số bức xạ không trông thấy mà học sinh đƣợc

nghiên cứu về nguồn phát, tính chất và công dụng của chúng trong chƣơng này đó

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

là tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia X.

Từ những sóng điện từ dùng trong thông tin liên lạc đến tia hồng ngoại, ánh

sáng trông thấy, tia tử ngoại, tia tử ngoại, tia X, ngoài ra học sinh sẽ đƣợc nghiên

cứu tia gamma,... Những sóng điện từ đó có bƣớc sóng khác nhau, nhƣ các sóng vô

tuyến có bƣớc sóng rất dài, cuối cùng là tia gamma có bƣớc sóng cực ngắn. Do

bƣớc sóng khác nhau nên tính chất của chúng cũng khác nhau. Các tia có bƣớc sóng

càng ngắn thì có tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát

quang các chất và dễ ion không khí nhƣ tia X, tia gamma. Còn các tia có bƣớc sóng

càng dài, càng dễ quan sát hiện tƣợng giao thoa. Với những cách tạo ra sóng rất

khác nhau nhƣng bản chất chỉ là một và giữa chúng không có một ranh giới nào thật

rõ rệt. Dựa vào đó ngƣời ta đã sắp xếp và phân loại các sóng điện từ theo thứ tự

bƣớc sóng giảm dần hay theo thứ tự tần số tăng dần gọi là thang sóng điện từ. Việc

xây dựng thành công thang sóng điện từ là một cơ sở thực nghiệm rất quan trọng

của thuyết điện từ ánh sáng. Xây dựng thang sóng điện từ có nghĩa là chứng minh

bằng thực nghiệm sự thay đổi liên tục về bƣớc sóng của sóng điện từ. Muốn vậy,

phải nối liền các vùng phổ liên tục cạch nhau.

Năm 1894, Sommerfed dựa vào thuyết điện từ ánh sáng đã xây dựng một lý

thuyết chặt chẽ về hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng. Hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng chỉ

có thể giải thích đƣợc nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng, lỗ nhỏ đƣợc chiếu

sáng có vai trò nhƣ một nguồn phát sóng ánh sáng.

Năm 1801 nhà vật lí Y-âng đã thực hiện thí nghiệm về giao thoa ánh sáng,

khẳng định giả thuyết về sóng ánh sáng. Để giải thích đƣợc hiện tƣợng giao thoa

ánh sáng ta phải thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Hiện tƣợng giao thoa là một

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.

2.3.1.4. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương.

Thuyết điện từ ánh sáng

Hiện tƣợng tán sắc ánh sáng Hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng Hiện tƣợng giao thoa ánh sáng

Máy quang phổ

Quang phổ không nhìn thấy Quang phổ nhìn thấy

Tia X QP liên tục Tia hồng ngoại Tia tử ngoại QP vạch phát xạ QP vạch hấp thụ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Thang sóng điện từ

2.3.2. Đặc điểm của chƣơng lƣợng tử ánh sáng.

2.3.2.1. Kiến thức chương:

Theo phân phối chƣơng trình của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo, số tiết học dành

cho chƣơng là 12 tiết trong đó có 8 tiết lí thyết, 3 tiết bài tập, 1 tiết kiểm tra. Số bài học

của chƣơng là 7 bài trong đó 6 bài lí thuyết và 1 bài tập. Cụ thể gồm các bài sau:

- Hiện tƣợng quang điện ngoài. Các định luật quang điện.

- Thuyết lƣợng tử ánh sáng. Lƣỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

- Bài tập về hiện tƣợng quang điện.

- Hiện tƣợng quang điện trong. Quang điện trở và pin quang điện.

- Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ vạch của nguyên tử hiđro.

- Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật.

- Sự phát quang. Sơ lƣợc về laze.

2.3.2.2. Mục tiêu của chương.

* Kiến thức

- Trình bày đƣợc thí nghiệm Héc về hiện tƣợng quang điện ngoài và nêu

đƣợc hiện tƣợng quang điện ngoài là gì.

- Phát biểu đƣợc ba định luật quang điện.

- Nêu đƣợc nội dung cơ bản của thuyết lƣợng tử ánh sáng và viết đƣợc công

thức Anh-xtanh về hiện tƣợng quang điện ngoài.

- Nêu đƣợc ánh sáng có lƣỡng tính sóng - hạt.

- Nêu đƣợc hiện tƣợng quang dẫn là gì và giải thích đƣợc hiện tƣợng này

bằng thuyết lƣợng tử ánh sáng.

- Nêu đƣợc hiện tƣợng quang điện trong là gì và một số đặc điểm cơ bản của

hiện tƣợng này.

- Nêu đƣợc quang điện trở là gì.

- Nêu đƣợc pin quang điện là gì, nguyên tắc cấu tạo và giải thích quá trình

tạo thành hiệu điện thế giữa hai cực của pin quang điện.

- Nêu đƣợc hiện tƣợng hấp thụ ánh sáng là gì và phát biểu đƣợc định luật hấp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thụ ánh sáng.

- Nêu đƣợc quang phổ hấp thụ của một chất là gì, các đặc điểm, công dụng

của quang phổ hấp thụ và cách thu quang phổ đó.

- Nêu đƣợc phản xạ lọc lựa là gì.

- Phát biểu đƣợc định luật Stốc về sự phát quang.

- Mô tả đƣợc các dãy quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô và nêu đƣợc cơ

chế tạo thành các dãy quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ của nguyên tử này.

- Nêu đƣợc laze là gì và một số ứng dụng của laze.[14]

* Kĩ năng

- Vận dụng đƣợc thuyết lƣợng tử ánh sáng để giải thích ba định luật quang điện.

- Giải đƣợc các bài tập về hiện tƣợng quang điện.

- Giải thích đƣợc tại sao các vật có màu sắc khác nhau.

- Giải đƣợc các bài tập về tính bƣớc sóng các vạch quang phổ của nguyên

tử hiđrô.

Quan sát các hiện tƣợng và các quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời sống

hàng ngày, trong các thí nghiệm, điều tra, sƣu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn

khác nhau để thu thập các thông tin cần thiết cho việc học tập.

- Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, tiến hành các thí nghiệm.

- Phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu đƣợc để rút ra kết luận, đề ra

các dự đoán đơn giản về mối quan hệ hay bản chất các hiện tƣợng hoặc các quá

trình vật lí, cũng nhƣ đề xuất phƣơng án thí nghiệm đã kiểm tra dự đoán đã nêu ra.

- Vận dụng kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tƣợng và quá trình vật lí.

- Sử dụng các thuật ngữ vật lí, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng,

chính xác những hiểu biết.[14]

* Thái độ

- Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng với những

đóng góp của vật lí học cho sự tiến bộ của khoa học và đối với các công lao của các

nhà khoa học.

- Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác

và có tinh thần hợp tác trong việc học tập, cũng nhƣ trong việc áp dụng các hiểu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

biết đã đạt đƣợc.

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều

kiện sống, học tập cũng nhƣ để bảo.

2.3.2.3. Phân tích nội dung kiến thức chƣơng

Ánh sáng là sóng điện từ. Năng lƣợng ánh sáng đƣợc truyền đi liên tục theo

sóng ánh sáng và tỉ lệ với cƣờng độ sóng. Nhƣ vậy, dù ánh sáng rọi tới kim loại có

bƣớc sóng nhƣ thế nào đi nữa, nhƣng miễn có cƣờng độ lớn thì nó cũng cung cấp

cho electron nhiều năng lƣợng và nó sẽ giải phóng đƣợc electron khỏi kim loại. Vì

thế thuyết điện từ về ánh sáng không thể giải thích nổi tại sao có giới hạn quang

điện cũng nhƣ không thể giải thích nổi tại sao động năng cực đại của các electron

quang điện lại không phụ thuộc vào cƣờng độ của chùm sáng. Thuyết điện từ ánh

sáng đã không giải thích đƣợc các định luật quang điện.

Đó là những bất lực của thuyết điện từ ánh sáng trong việc giải thích hiện

tƣợng quang điện. Để giải quyết khó khăn này, thuyết lƣợng tử ánh sáng đã ra đời,

góp phần đƣa vật lí phát triển thêm một bƣớc quan trọng trong việc hình thành các

ngành vật lí hiện đại.

Năm 1900, nhà vật lí Planck đã đề xƣớng giả thuyết về lƣợng tử năng lƣợng

nhằm giải thích sự phát xạ và hấp thụ bức xạ của các vật đặc biệt là các vật bức xạ

nhiệt. Giả thuyết của Planck đã đƣợc kiểm nghiệm qua nhiều thực nghiệm là đúng

và là một cơ sở của thuyết lƣợng tử ánh sáng.

Phát triển lí thuyết lƣợng tử bức xạ của Planck, năm 1905, Einstein đã nêu

lên thuyết lƣợng tử ánh sáng nhằm giải thích hiện tƣợng quang điện.

Hiệu ứng quang điện ngoài là sự giải phóng electron khỏi bề mặt của một vật

dƣới tác dụng của ánh sáng. Xảy ra ở vật rắn, lỏng và khí. Các kết quả thực nghiệm

về hiện tƣợng quang điện đƣợc thể hiện trong ba định luật quang điện. Định luật

quang điện thứ nhất nêu lên điều kiện để xảy ra hiện tƣợng quang điện. Định luật

quang điện thứ hai đƣợc ứng dụng trong các máy đo ánh sáng. Khi đo cƣờng độ

dòng quang điện, suy ra đƣợc cƣờng độ chùm sáng cần đo. Định luật quang điện thứ

ba nói lên sự phụ thuộc của động năng ban đầu cực đại của quang electron.

Hiệu ứng quang điện ngoài đƣợc dùng để chế tạo các tế bào quang điện, ống

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhân quang điện...Tế bào quang điện là dụng cụ rất chính xác và thực tế không có

quán tính nhƣng cồng kềnh và dễ vỡ nên ứng dụng bị hạn chế. Trong trắc quang,

trong nghiên cứu khoa học, nghiên cứu vũ trụ, ngƣời ta thƣờng dùng các dụng cụ

quang điện bán dẫn hay còn gọi là quang điện trong. Dựa trên hiệu ứng quang điện

trong, ngƣời ta chế tạo các dụng cụ nhƣ quang điện trở và in quang điện...

Năm 1913, khi vận dụng thuyết lƣợng tử để giải thích sự tạo thành quang

phổ của nguyên tố đơn giản nhất là hidro. Bo đã bổ sung vào mẫu hành tinh nguyên

tử của Rơ-dơ-pho hai giả thuyết về sau đƣợc gọi là các tiên đề của Bo. Tiên đề về

trạng thái dừng và tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lƣợng của nguyên tử. Thành

công quan trọng của mẫu nguyên tử Bo là giải thích đầy đủ quang phổ vạch của

hidro và các ion tƣơng tự hidro. Nhƣng thuyết Bo đã không giải thích đƣợc nguyên

tử He có đủ hai electron, chƣa nói gì đến các nguyên tử có nhiều electron hơn.

Dùng thuyết lƣợng tử ánh sáng ta có thể giải thích đƣợc đặc điểm của sự phát

quang là bƣớc sóng của ánh sáng phát quang dài hơn bƣớc sóng của ánh sáng kích

thích. Có hai loại phát quang: Sự huỳnh quang và sự lân quang. Các loại hiện tƣợng

phát quang có rất nhiều ứng dụng trong khoa học, kĩ thuật và đời sống nhƣ đèn

tuýp, màn hình của dao động kí điện tử, tivi, máy tính, sơn phát quang trên các biển

báo giao thông,...

Năm 1958, Baxop và Prokhorop, Savalop va Taunx đã dựa vào thuyết lƣợng

tử ánh sáng, nghiên cứu độc lập với nhau và đã chế tạo thành công Laze đầu tiên.

Laze là một loại nguồn sáng mới, có tính chất đặc biệt khác hẳn với nguồn sáng

thông thƣờng. Nên nó đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

2.3.2.4. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương.

Thuyết lƣợng tử ánh sáng

HT quang điện ngoài HT quang điện trong Mẫu nguyên tử Bo Sự phát quang Laze

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Quang điện trở Sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử Hidro Pin quang điện

2.3.3. Thƣ̣ c trạ ng dạ y họ c cá c thuyế t trong chƣơng : Sóng ánh sáng và Lƣợng

tử ánh sáng trong vật lí 12 nâng cao.

2.3.3.1. Mục đích

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi điều tra, khảo sát thực trạng

dạy học các thuyết ánh sáng với mục đích:

- Tìm hiểu việc sử dụng các phƣơng pháp dạy học của giáo viên khi dạy các

thuyết ánh sáng, các phƣơng tiện dạy học hiện đại hỗ trợ hoạt động dạy học của

giáo viên THPT nhƣ việc sử dụng CNTT trong dạy học vật lí.

- Trên cơ sở điều tra thực tế, phân tích hạn chế, khó khăn để tìm ra nguyên nhân,

biện pháp khắc phục nhằm phát triển tƣ duy của học sinh qua các thuyết ánh sáng.

2.3.3.2. Phƣơng pháp

Để đạt đƣợc mục đích nói trên, chúng tôi đã sử dụng các phƣơng pháp:

- Trao đổi với lãnh đạo nhà trƣờng, tổ trƣởng tổ chuyên môn, tham quan các

phòng dạy giáo án điện tử.

- Điều tra qua giáo viên: Trao đổi trực tiếp, dùng phiếu điều tra, hỏi ý kiến,

xem giáo án, dự giờ.

- Điều tra qua học sinh: Trao đổi trực tiếp, dùng phiếu điều tra.

2.3.3.3 Kết quả điều tra

Chúng tôi đã thực hiện điều tra, trao đổi với giáo viên và học sinh lớp 12

THPT ở các trƣờng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và Yên Bái: Trƣờng THPT

Lƣơng Phú Thái Nguyên, trƣờng PT Vùng cao Việt Bắc Thái Nguyên , trƣờng

THPT Lê Quí Đôn Yên Bái. Căn cứ vào thông tin thu nhận đƣợc qua điều tra,

chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây:

* Về điều kiện cơ sở vật chất, thiết bị dạy học

Hiện nay, Sở GD và ĐT các trƣờng THPT đã đầu tƣ nhiều vào cơ sở vật

chất, trang thiết bị dạy học cho nên điều kiện dạy học khá thuận lợi. Phòng học đảm

bảo chất lƣợng, hầu nhƣ các trƣờng đều có phòng học chuyên môn, phòng học giáo

án điện tử, phòng thí nghiệm. Qua trao đổi với lãnh đạo của một số trƣờng, chúng

tôi nhận thấy các thiết bị dạy học hiện đại nhƣ máy vi tính, máy chiếu Projector,

máy chiếu camera, một số phần mềm dạy học,… đã đƣợc trang bị. Lãnh đạo các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhà trƣờng đều khuyến khích giáo viên sử dụng công nghệ thông tin và sƣu tầm

những thông tin để phục vụ cho bài giảng, phổ biến cho đồng nghiệp các phần mềm

dạy học, phim học tập, đồng thời các trƣờng cũng đang tiếp tục xây dựng, bố trí

tăng cƣờng các phòng học sử dụng công nghệ thông tin.

* Đối với giáo viên:

- Thuyết ánh sáng mang tính trừu tƣợng, tổng hợp kiến thức cao nên để dạy

hay phần này giáo viên cần phải đầu tƣ thời gian, đầu tƣ trí tuệ cho bài dạy. Phần

lớn giáo viên chủ yếu dạy theo sách giáo khoa, hầu nhƣ là sử dụng phƣơng pháp

truyền thống: Nhƣ là phƣơng pháp thuyết trình kết hợp với đàm thoại, chƣa nảy

sinh đƣợc tình huống có vấn đề cho HS. Cách đặt câu hỏi chƣa có chất lƣợng: ví dụ

nhƣ đƣa ra các câu hỏi chƣa hợp lí, thƣờng quá đơn giản hoặc quá khó, nhiều câu

hỏi chƣa định hƣớng đƣợc sƣ phát triển tƣ duy cho HS… Do đó chƣa phát huy đƣợc

tính tích cực, tự lực nhận thức để giải quyết vấn đề cơ bản của bài học.

- Hầu hết các giáo viên Vật lí ở THPT đã có sự tìm hiểu và vận dụng

phƣơng pháp dạy học mới, nhƣ đàm thoại, phát hiện và giải quyết vấn đề, tổ chức

hoạt động nhóm, … Tuy nhiên, năng lực sƣ phạm của mỗi giáo viên là khác nhau

nên kết quả đem lại cũng khác nhau.

- Việc sử dụng các phƣơng tiện dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí vẫn

đang còn là vấn đề cần đƣợc quan tâm. 25% giáo viên đƣợc hỏi ý kiến cho trả lời

“chƣa bao giờ sử dụng các phƣơng tiện kĩ thuật hiện đại”. Khoảng 20% giáo viên đã

sử dụng thành thạo và sử dụng thƣờng xuyên các thiết bị nhƣ máy vi tính, máy

chiếu Projector, máy chiếu camera, phần mềm dạy học… Số còn lại cũng đã biết sử

dụng các phƣơng tiện trên nhƣng chỉ dùng chủ yếu trong các giờ thao giảng, thi

giáo viên giỏi. Mặc dù vậy, tất cả giáo viên đƣợc hỏi đều ý thức đƣợc rằng việc sử

dụng phƣơng tiện hiện đại vào dạy học Vật lí là rất hữu ích.

Đó là tình hình dạy học của giáo viên đối với môn vật lí nói chung. Với phần

kiến thức thuyết ánh sáng thì phƣơng pháp dạy học chủ yếu của giáo viên vẫn là

truyền thụ kiến thức một chiều, trong đó hình thức hoạt động chủ yếu của giáo viên

vẫn là thông báo, giảng giải nhấn mạnh nội dung quan trọng để học sinh ghi nhớ.

Trong giờ dạy cũng có một số giáo viên tìm cách tích cực hoá hoạt động nhận thức

của học sinh với những câu hỏi phát vấn, yêu cầu học sinh suy nghĩ giải quyết,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhƣng phần lớn những câu hỏi đó ít đòi hỏi ở học sinh sự phân tích, suy luận, tìm

tòi mà chủ yếu yêu cầu học sinh sự tái hiện thông thƣờng nên chƣa phát triển đƣợc

tƣ duy của học sinh trong quá trình học tập.

Phần lớn giáo viên khi dạy các kiến thức phần này đều không có thí nghiệm

ảo mà chỉ mô tả thí nghiệm bằng lời nói và hình vẽ. Thi thoảng giáo viên cũng đƣa

ra thí nghiệm ảo nhƣng chủ yếu đƣợc sử dụng trong những đợt thao giảng.

* Đối với học sinh: (thống kê trên tổng số 300 học sinh đƣợc hỏi ý kiến)

- Về hứng thú học tập môn Vật lí: Chỉ có khoảng 25% học sinh thích học môn

Vật lí, thích tìm hiểu ý nghĩa của các kiến thức Vật lí và vận dụng vào thực tiễn

cuộc sống. Khoảng 30% học sinh cho rằng vật lí là môn học trừu tƣợng, khó hiểu,

học là do bắt buộc dẫn đến là học sinh không hứng thú học tập, không yêu thích

môn Vật lí và chƣa bao giờ quan tâm đến việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Số

còn lại chỉ coi môn Vật lí là môn học bình thƣờng, thỉnh thoảng mới để ý tới tính

ứng dụng thực tiễn của các kiến thức Vật lí đƣợc học.

- Về năng lực tự lực học tập: 20% học sinh tự đánh giá khả năng tự học của

mình ở mức khá hoặc tốt, đó chính là những học sinh thích học môn Vật lí và học

khá giỏi bộ môn này. 55% học sinh đánh giá mình có khả năng tự lực học tập ở mức

trung bình, thể hiện việc chuẩn bị bài ở nhà của các em chỉ là học lí thuyết và làm

các bài tập (dễ và trung bình) của bài đã học. Số còn lại tự đánh giá lực học yếu, ở

nhà các em chỉ học thuộc lòng lí thuyết và làm những bài tập dễ đƣợc giao.

- Về việc học tập với sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học hiện đại: 55% học

sinh thích đƣợc học các giờ học sử dụng phƣơng tiện dạy học hiện đại vì dễ hiểu bài

và tạo hứng thú. Khoảng 10% học sinh không thích học trong các giờ học giáo án

điện tử vì thấy dễ bị phân tán, tốc độ quá nhanh và cũng chẳng thấy có gì hơn các

giờ học bình thƣờng. 35% còn lại đánh giá các giờ học giáo án điện tử ở mức độ

bình thƣờng.

2.3.3.4. Những nguyên nhân cơ bản và biện pháp khắc phục

* Về phía giáo viên:

- Nguyên nhân: Một số giáo viên vẫn còn nặng về truyền tải nội dung kiến

thức mà chƣa chú trọng đến việc dạy học gắn liền với cuộc sống, giáo dục kĩ thuật

tổng hợp cho học sinh. Trong việc sử dụng công nghệ thông tin vào dạy học đòi hỏi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sự đầu tƣ cả trí tuệ, sức lực và thời gian, chính vì thế nhiều giáo viên có tâm lí ngại

vất vả. Thêm nữa, số phòng học sử dụng công nghệ thông tin chƣa nhiều trong khi

số giáo viên cần dùng các phòng học này lại đông nên có khi giáo viên chuẩn bị bài

mà không có phòng để dạy dẫn đến giảm hứng thú.

Hầu hết giáo viên chƣa áp dụng đƣợc CNTT vào dạy học nói chung và sử

dụng các PMDH nói riêng, điều này có liên quan trực tiếp vào cơ sở vật chất nhƣng

một phần không nhỏ đó chính là trình độ về CNTT của GV.

* Về phía học sinh:

- Nguyên nhân: Các em chƣa có hiểu biết đúng đắn về vai trò của bộ môn Vật

lí trong thực tiễn cuộc sống, chƣa có phƣơng pháp học tập đúng đắn. Hiện nay một

số nguyên nhân khá cơ bản tác động mạnh đến sự hình thành nhân cách của học

sinh đó là tác động của xã hội, gia đình, sự phát triển ồ ạt không có sự kiểm soát của

các quán điện tử, Internet. Các yếu tố này làm phân tán mạnh mẽ tƣ tƣởng của học

sinh, nhất là học sinh THPT. Nguyên nhân chủ yếu học sinh kém hứng thú trong

học Vật lí đƣợc các giáo viên chỉ ra đó là: Do học sinh chƣa nắm vững kiến thức

nên việc tổng hợp kiến thức còn hạn chế, chƣa thấy rõ đƣợc các ý nghĩa thực tiễn

của các kiến thức Vật lí trong đời sống, do có thói quen ỷ lại, lƣời suy nghĩ, do các

tác động tâm lí của gia đình, xã hội. Ngoài ra, còn do giáo viên chƣa có phƣơng

pháp dạy học hợp lí.

2.4. Thiết kế phƣơng án dạy học một số bài cụ thể .

* Ý tưởng sư phạm

Thuyết vật lí phản ánh sự trừu tƣợng hóa và khái quát hóa rất cao các quá trình

và hiện tƣợng của thế giới tự nhiên. Chính vì vậy trong khoa học, để hình thành nên

một thuyết vật lí cần một quá trình lâu dài và phức tạp. Quá trình này có thể không

liên tục về mặt lịch sử vì phải trải qua nhiều cuộc đấu tranh quyết liệt giữa tƣ tƣởng

cơ bản mới với tƣ tƣởng cũ. Quá trình này gồm các giai đoạn điển hình:

Thực tiễn Vấn đề Giả thuyết Định luật Thuyết Hệ quả Thực tiễn.

Nhƣng trong dạy học, do điều kiện thời gian, sự hạn chế về trình độ tƣ duy,

hạn chế về toán học của học sinh nên học sinh không thể tự lực thực hiện tất cả các

giai đoạn trên khi nghiên cứu một thuyết vật lí. Nếu ta chỉ thông báo cho học sinh

nội dung "Hạt nhân của thuyết" thì học sinh cũng không thể hiểu đƣợc vai trò, tác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dụng của thuyết đó trong khoa học và trong thực tiễn, càng không thể phát triển,

nâng cao đƣợc năng lực nhận thức của học sinh. Bởi vậy, cần phải cho học sinh

hiểu đƣợc những yếu tố cơ bản trong cả ba thành phần cấu trúc của thuyết chặt chẽ.

Chỉ khi học sinh hiểu đƣợc cơ sở của thuyết thì họ mới hiểu đƣợc thuyết mới

phải ra đời để giải quyết vấn đề gì. Chính vì vậy, giáo viên giúp cho học sinh tìm

hiểu cơ sở của thuyết bằng cách hƣớng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa lại

những kiến thức đã học có liên quan. Ngoài ra để làm tăng sự hứng thú học tập,

giáo viên cho học sinh quan sát một số phần mềm mô phỏng.

Hạt nhân của thuyết ánh sáng rất phong phú và sâu sắc, không thể trong một

bài mà học sinh hiểu đƣợc, mà nó trải rộng qua các chƣơng trƣớc và kiến thức phần

quang học của chƣơng trình vật lí. Để đƣa ra hạt nhân của thuyết chúng tôi đã sử

dụng một số phƣơng pháp dạy học chủ yếu nhƣ: Đặt và giải quyết vấn đề, phƣơng

pháp đàm thoại, phƣơng pháp mô hình... Nội dung hạt nhân của thuyết ánh sáng

bƣớc đầu chỉ là định tính. Để học sinh tin vào sự đúng đắn của hạt nhân của thuyết,

chúng tôi đã vận dụng linh hoạt những hạt nhân đó để suy ra các hệ quả của thuyết.

Sau đó vận dụng hạt nhân của thuyết để giải thích những sự kiện thực nghiệm trong

cơ sở của thuyết. Điều đó sẽ làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa thực tế của thuyết,

đồng thời cũng tạo điều kiện để học sinh phát triển khả năng suy luận diễn dịch.

2.4.1. Phƣơng án dạy học kiến thức bài 41. Tia X. Thuyết điện từ ánh sáng.

Thang sóng điện từ.

Bài 41. TIA X. THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG. THANG SÓNG

ĐIỆN TỪ

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

- Hiểu đƣợc bản chất tia X, nguyên tắc tạo ra tia X, các tính chất và công dụng của nó.

- Hiểu đƣợc thuyết điện từ ánh sáng.

- Hình dung đƣợc một cách khái quát thang sóng điện từ.[14]

2. Kỹ năng

- Điều tra, sƣu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập các thông tin

cần thiết về tia X và thuyết điện từ ánh sáng.

- Vận dụng nội dung của thuyết để giải thích một số hiện tƣợng đơn giản.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Tổng hợp kiến thức đã học để đƣa ra thuyết điện từ ánh sáng, thang sóng điện từ.

3. Thái độ

- Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng với những

đóng góp của vật lí học cho sự tiến bộ của khoa học và đối với các công lao của các

nhà khoa học.

- Có thái độ khách quan, trung thực, có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác

và có tinh thần hợp tác trong việc học tập, cũng nhƣ trong việc vận dụng các hiểu

biết đã đạt đƣợc.

- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều

kiện sống, học tập cũng nhƣ để bảo vệ và giữ gìn môi trƣờng sống tự nhiên.

- Có tính tích cực, có khả năng làm việc tự lực, chủ động chiếm lĩnh kiến thức.

II. Chuẩn bị

1. Chuẩn bị của giáo viên

- Bài giảng trình chiếu powerpoint.

- Mô hình ống Rơnghen, một số hình ảnh chụp X quang, tìm khuyết tật của

xe và bình hoa, thang sóng điện từ...

- Phần mềm ứng dụng công nghệ thông tin: Thí nghiệm mô phỏng ống cu-lit-giơ,

tia X qua điện trƣờng và từ trƣờng, tia X tác động vào không khí giữa hai bản cực của tụ

điện đang tích điện và tia X kích thích phát huy ánh sáng của một số chất.

- Sách tham khảo: Chuyện kể về các nhà bác học phát hiện ra tia X và thuyết

điện từ ánh sáng...

- Phiếu học tập 1.(Phụ lục 5)

2. Chuẩn bị của học sinh

- Ôn tập về tia catot, hiện tƣợng khúc xạ ánh sáng đã đƣợc học ở lớp 11.

- Ôn định nghĩa, tính chất, đặc điểm của sóng điện từ. Định nghĩa, tính chất

của điện từ trƣờng.

- Nghiên cứu thuyết sóng ánh sáng của Huyghen và Frenen.

- Ôn tập về nguồn phát, định nghĩa, tính chất, công dụng của tia hồng ngoại,

tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, sóng vô tuyến điện.

III. Tiến trình dạy học

1. Kiến thức

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Tia X: Cách tạo ra tia X. Bản chất. Tính chất. Công dụng.

- Thuyết điện từ về ánh sáng.

- Nhìn tổng quan về sóng điện từ. Thang sóng điện từ.

2. Sơ đồ logic tiến trình xây dựng kiến thức

- Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ trƣờng. - Ánh sáng có tính chất sóng. - Bức xạ nhìn thấy; bức xạ không nhìn thấy nhƣ: Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, sóng vô tuyến điện đều có tác dụng nhiệt, nhƣng bƣớc sóng khác nhau.

Vậy bản chất ánh sáng là gì?

- Dựa vào sự tƣơng tự giữa tính chất của sóng điện từ và của ánh sáng. - Phát triển thuyết sóng ánh sáng.

* Tia X: - Định nghĩa: Là sóng điện từ có bƣớc sóng từ 10-11m đến 10-8m. -Cách tạo ra tia X: Ống tia Ronghen. -Tính chất của tia X: Khả năng đâm xuyên, tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí, tác dụng làm phát quang nhiều chất, gây hiện tƣợng quang điện ở hầu hết kim loại, tác dụng sinh lí mạnh. -Công dụng: Trong y học: chiếu điện, chụp điện, chuẩn đoán bệnh. Trong công nghiệp: Tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể. Trong ngành hàng không: Kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay. Phòng thí nghiệm: Nghiên cứu thành phần và cấu trúc của vật rắn. * Thuyết điện từ ánh sáng: + Nội dung: Ánh sáng là sóng điện từ có bƣớc sóng rất ngắn, lan truyền trong không gian + Hệ quả: Mối liên hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trƣờng:

= n với

* Nhìn tổng quát về sóng điện từ. Thang sóng điện từ. Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma. Đều có bản chất là sóng điện từ và giữa chúng không có ranh giới rõ rệt. Tần số, bƣớc sóng khác nhau nên tính chất khác nhau. Thang sóng điện từ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Ánh sáng là sóng điện từ có bƣớc sóng rất ngắn (so với sóng vô tuyến điện) lan truyền trong không gian.

3. Tiến trình dạy học bài: "Tia X. Thuyết điện từ ánh sáng. Thang sóng điện từ".

* Kiểm tra bài cũ:

GV: Phát phiếu học tập 1 cho học sinh. Yêu cầu học sinh trả lời trên phiếu học tập,

kết hợp gọi học sinh lên bảng trình bày. Giáo viên nhấn mạnh kiến thức về bản chất,

nguồn phát, tính chất, ứng dụng của tia hồng ngoại, tia tử ngoại.

* Đặt vấn đề

GV: Các hình ảnh này đƣợc chụp bằng cách nào?

HS: Thảo luận, chỉ ra đƣợc: Các hình ảnh đó đƣợc chụp bằng X quang.

GV: Tại sao có thể sử dụng tia X để chụp ảnh các cơ quan trong cơ thể ngƣời?

HS: Thảo luận đƣa ra ý kiến của nhóm.

GV: Để trả lời chính xác câu hỏi này chúng ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.

Vậy tia X là gì? Liệu có bản chất giống tia hồng ngoại và tử ngoại không?

1. Tia X

GV: Trƣớc hết các em hãy cho biết tia x là gì? HS: Thảo luận chỉ ra đƣợc: Tia bức xạ có bƣớc sóng từ 108 đến 1011 m

GV: Làm thế nào để tạo ra tia X? Các em hãy đọc ý a) trang 210 SGK

a. Cách tạo ra tia X

HS: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, thảo luận nhóm trả lời câu hỏi.

GV: Bây giờ các em quan sát sơ đồ ống Cơ ruc xơ và cho biết ống Cơ ruc xơ đƣợc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cấu tạo và hoạt động nhƣ thế nào?

HS: Quan sát, thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc cấu tạo, tác dụng của từng dụng cụ và

nêu nguyên tắc hoạt động.

GV: Nhận xét, kết luận: Năm 1895, nhà bác học Rơnghen, ngƣời Đức nhận thấy:

Khi cho chùm tia catot (chùm electron có vận tốc lớn) đập vào miếng kim loại có

nguyên tử lƣợng lớn nhƣ bạch kim hay vonfam từ đó phát ra một bức xạ không nhìn

thấy đƣợc. Bức xạ này đi xuyên qua thành thủy tinh ra ngoài và có thể làm phát

quang một số chất hoặc làm đen phim ảnh. Bức xạ này gọi là tia Rơnghen hay tia

X. Để hiểu rõ hơn cách tạo ra tia X các em hãy quan sát tiếp sơ đồ sau.

HS: Quan sát, thảo luận nhóm chỉ ra cấu tạo, tác dụng của từng dụng cụ và nêu

nguyên tắc hoạt động.

GV: Nhận xét và kết luận. Tại sao phải đặt hiệu điện thế giữa A và K khoảng vài

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vạn vôn?

HS: Thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc: Để cho chùm electron có vận tốc tốc lớn.

GV: Nhận xét, kết luận. Tại sao đối catot phải làm bằng kim loại có nguyên tử

lƣợng lớn?

HS: Thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc: Để chắn dòng tia catot.

GV: Nhận xét, kết luận. Tại sao ở phía dƣới ống phát ra tia X ngƣời ta thƣờng đặt

một số chất có khả năng phát quang hoặc phim ảnh?

HS: Thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc: Để phát hiện tia X.

GV: Khi ống Rơnghen hoạt động, đối âm cực bị nóng lên rất mạnh. Nên trong các

ống Rơnghen hoạt động, ngƣời ta phải làm nguội đối âm cực bằng một dòng nƣớc

chảy trong lòng của nó.

GV: Tại sao ngƣời ta dùng sợi dây kim loại xoắn nung nóng làm catot?

HS: Thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc: Làm thế để tăng dòng electron trong tia âm cực.

GV: Vậy trong ống Cu lit tia X đƣợc tạo ra nhƣ thế nào? HS: Quan sát, thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc: Các electron bay ra từ dây nung FF '

chuyển động trong điện trƣờng mạnh đến đập vào A làm A phát ra tia X.

GV: Làm thế nào để thay đổi cƣờng độ của chùm tia X?

HS: Thảo luận nhóm đƣa ra câu trả lời: Thay đổi con chạy của biến thế.

GV: Vậy tia X là gì, có là chùm hạt mang điện không? Có cách nào để kiểm tra

đƣợc điều đó?

HS: Thảo luận nhóm đƣa ra câu trả lời.

GV: Sau khi học sinh thảo luận giáo viên cung cấp thêm thông tin.

Các em hãy quan sát 2 sơ đồ thí nghiệm sau và cho biết nhận xét.

+

-

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

N

S

HS: Quan sát và thảo luận nhóm chỉ ra đƣợc: Khi cho tia X đi qua điện trƣờng và từ

trƣờng mạnh mà không bị lệch hƣớng chứng tỏ tia X không phải là chùm hạt mang điện.

GV: Vậy tia X là gì?

b. Định nghĩa

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét, kết luận: Tia X là một bức xạ không nhìn thấy có bƣớc sóng ngắn

m đến 10-11

hơn cả bƣớc sóng của tia tử ngoại. Ngƣời ta đã tìm đƣợc cách đo bƣớc sóng của tia X và thấy nó nằm trong khoảng 10-8

Tia X có những tính chất gì?

c. Tính chất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Nêu cách chụp của từng bức ảnh.

HS: Quan sát, thảo luận đƣa ra câu trả lời. Hình ảnh bên trái chụp bằng ánh sáng

nhìn thấy. Hình ảnh bên phải chụp bằng tia X.

GV: Vì sao với hai cách chụp với các bức xạ khác nhau lại cho kết quả khác nhau?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

Hình ảnh bên trái chụp bằng ánh sáng nhìn thấy khi qua vật cản thì bị hấp thụ

hay phản xạ. Hình ảnh bên phải chụp bằng tia X gặp vật cản có thể xuyên qua vật

cản.

GV: Tia X có tính chất gì?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét, kết luận: Tia X có khả năng đâm xuyên. Nó truyền qua đƣợc

những vật chắn sáng thông thƣờng nhƣ giấy, bìa, gỗ. Nó đi qua kim loại khó khăn

hơn. Kim loại có khối lƣợng riêng càng lớn thì khả năng cản tia X càng mạnh.

Chẳng hạn, tia X xuyên qua dễ dàng một tấm nhôm dày vài cm, nhƣng lại bị lớp chì

dày vài mm cản lại. Vì vậy, chì đƣợc dùng làm các màn chắn bảo vệ trong kỹ thuật

Rơnghen.

GV: Thí nghiệm này chứng tỏ tia X có tính chất gì?

HS: Quan sát, thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét, kết luận: Tia X có khả năng ion hóa các chất khí.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Thí nghiệm này chứng tỏ tia X có tính chất gì?

HS: Quan sát, thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét, kết luận: Tia Rơnghen làm phát quang một số chất, có thể gây

ra hiện tƣợng quang điện ở hầu hết kim loại.

GV: Có nên cho tia X tác dụng lâu lên cơ thể ngƣời không?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời. Không nên vì tia X có tác dụng sinh lí mạnh.

GV: Vậy tia X có những tính chất nào?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Hãy so sánh tính chất của tia X và tia tử ngoại?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét, kết luận: Vậy tia X có đầy đủ các tính chất của tia tử ngoại. Đó là

một bằng chứng về sự thống nhất về bản chất giữa hai loại tia này.

GV: Với những tính chất trên thì tia X đƣợc ứng dụng nhƣ thế nào trong đời sống?

d. Công dụng

GV: Trong y học và trong công nghiệp ngƣời ta đã sử dụng tính chất nào?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét, kết luận: Nhờ có khả năng đâm xuyên mạnh mà tia X đƣợc dùng

trong y học để chiếu điện, chuẩn đoán bệnh. Trong công nghiệp để dò các lỗ hổng

khuyết tật nằm bên trong các sản phẩm đúc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HS: Quan sát hình ảnh tìm khuyết tật của ô tô, của lọ hoa.

Ngoài ra nhờ có tác dụng mạnh lên phim ảnh mà tia X đƣợc dùng trong y

học để chụp điện.

GV: Nhờ có tác dụng sinh lí mà tia X đƣợc ứng dụng nhƣ thế nào?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời. Tia X dùng để chữa ung thƣ nông gần ngoài da.

GV: Nhờ tính chất làm ion hóa các chất khí của tia X mà ngƣời ta làm các máy đo

liều lƣợng tia X.

GV: Trong hàng không ngƣời ta sử dụng tia X để làm gì?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi. Kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay.

GV: Trong phòng thí nghiệm ngƣời ta sử dụng tia X để làm gì?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi. Nghiên cứu thành phần và cấu trúc của vật rắn.

GV: Vậy tia X có những công dụng nào?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

2. Thuyết điện từ về ánh sáng

* Nội dung của thuyết:

GV: Các em đã đƣợc học sóng điện từ, hãy định nghĩa sóng điện từ?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời. Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ

trƣờng. (điện từ trƣờng là điện trƣờng biến thiên và từ trƣờng biến thiên trong một

trƣờng thống nhất, cùng tồn tại trong không gian).

GV: Sóng điện từ có những tính chất nào?

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

- Sóng điện từ là sóng ngang có vận tốc rất lớn v = 3.108m/s.

- Trong quá trình lan truyền, sóng điện từ mang năng lƣợng.

- Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ.

- Tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ.

- Sóng điện từ truyền đi trong mọi môi trƣờng và cả trong chân không.

GV: Căn cứ vào đâu để chứng tỏ rằng ánh sáng có tính chất sóng?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV. Nhận xét và kêt luận. Dựa vào hiện tƣợng nhiễu xạ và hiện tƣợng giao thoa của

ánh sáng Huyghen và Frenen đã đƣa ra thuyết về tính chất sóng của ánh sáng .

GV: Hãy cho biết sự giống và khác nhau giữa sóng ánh sáng và sóng điện từ?

HS: Suy nghĩ

GV: Hãy điền các thông tin về bƣớc sóng và tần số của các miền sóng vô tuyến

điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại vào bảng sau?

Miền sóng điện từ Bƣớc sóng (m) Tần số (Hz)

Sóng vô tuyến điện

Tia hồng ngoại

Ánh sáng nhìn thấy

Tia tử ngoại

HS: Thảo luận sau đó điền các thông tin về bƣớc sóng và tần số của các miền sóng

điện từ vào bảng.

Miền sóng điện từ Bƣớc sóng (m) Tần số (Hz)

Sóng vô tuyến điện

Tia hồng ngoại

Ánh sáng nhìn thấy

Tia tử ngoại

GV: Từ đó các em thấy, sự giống và khác nhau giữa sóng ánh sáng và sóng điện từ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhƣ thế nào?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Ánh sáng có các tính chất tƣơng tự nhƣ sóng điện từ, chỉ khác nhau về bƣớc

sóng. Vậy ánh sáng có phải là sóng điện từ không?

GV: Đƣa ra thuyết sóng ánh sáng của Huyghen- Frenen.

- Thế kỉ 17, Huyghen đƣa ra thuyết sóng ánh sáng: Ánh sáng là sóng truyền

trong một môi trƣờng trong suốt đặc biệt mà ta giả định là có tồn tại và tên nó là ete.

- Trong một thời gian dài nhƣng thuyết này vẫn chƣa đƣợc khẳng định. Đến

cuối thế kỉ 19 thuyết sóng đƣợc khẳng định nhờ công trình nghiên cứu lí thuyết và

thực nghiệm đồ sộ của Frenen về hiện tƣợng giao thoa, nhiễu xạ và phân cực ánh

sáng đo đƣợc trực tiếp vận tốc truyền ánh sáng trong nƣớc của Fuco.

Khó khăn về môi trƣờng truyền ánh sáng không giải quyết đƣợc.

- Đến đầu thế kỉ 20, thuyết tƣơng đối ra đời đã bác bỏ hoàn toàn sự tồn tại

của ete và khẳng định bản thân sóng điện từ là một môi trƣờng vật chất.

Nhƣ vậy, thuyết sóng chƣa thể đƣợc coi là có cơ sở khoa học vững chắc

chừng nào chƣa hiểu rõ bản chất của các dao động sóng.

GV: Vào năm 1860, Mắc-xoen đã dựa vào sự tƣơng tự giữa các tính chất của sóng

điện từ và sóng ánh sáng, phát triển thuyết sóng ánh sáng của Huy-ghen và Fre-nen,

nêu ra giả thuyết mới về bản chất ánh sáng.

GV: Vậy bản chất của ánh sáng là gì?

HS: Thảo luận đƣa ra câu trả lời.

GV: Nhận xét và kết luận: Ánh sáng là sóng điện từ có bƣớc sóng rất ngắn (so

với sóng vô tuyến điện), lan truyền trong không gian.

GV: Từ thuyết điện từ ánh sáng, Mắc-xoen đã thiết lập mối liên hệ giữa tính chất

điện từ với tính chất quang của môi trƣờng

* Mối liên hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trƣờng

GV: Cho biết tính chất quang của môi trƣờng?

HS: Nếu ánh sáng truyền trong môi trƣờng có chiết xuất là n thì vận tốc truyền ánh

sáng là v. n = c/ v

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Cho biết tính chất điện từ?

HS: Từ trƣờng biến thiên theo thời gian làm xuất hiện điện trƣờng xoáy, ngƣợc lại

điện trƣờng biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trƣờng.

GV: Từ hệ phƣơng trình Mắc-xoen, ta đƣợc hệ phƣơng trình cho ( là

vecto cƣờng độ điện trƣờng, là vecto cƣờng độ từ trƣờng). Sau khi biến đổi và

giải hệ phƣơng trình vi phân cấp 2 ta thu đƣợc hệ thức . Vậy điện từ

trƣờng biến đổi theo thời gian, lan truyền trong môi trƣờng với tốc độ

. Với chính là chiết suất của môi trƣờng. Sự lan truyền

điện từ trƣờng biến đổi theo thời gian tạo thành sóng điện từ.

GV: Các em hiểu gì về các đại lƣợng trong biểu thức?

HS: c là tốc độ ánh sáng trong chân không, v là vận tốc ánh sáng trong môi trƣờng

có hằng số điện môi và độ từ thẩm .

GV: Đối với một môi trƣờng thì và thay đổi nhƣ thế nào?

HS: Thảo luận trả lời: Đối với một môi trƣờng thì và là những hằng số.

GV: Từ hệ thức trên, cho nhận xét về sự phụ thuộc của vận tốc ánh sáng với bƣớc

sóng ánh sáng trong một môi trƣờng?

HS: Thảo luận trả lời: Nhƣ vậy vận tốc ánh sáng trong một môi trƣờng không phụ

thuộc vào bƣớc sóng ánh sáng.

GV: Ở lớp 11 các em đã đƣợc học, vận tốc ánh sáng phụ thuộc nhƣ thế nào với

bƣớc sóng ánh sáng trong một môi trƣờng?

HS: Thảo luận trả lời: Vận tốc ánh sáng trong một môi trƣờng không phụ thuộc vào

bƣớc sóng ánh sáng.

GV: So sánh hai kết luận trên?

HS: Thảo luận trả lời: Chúng mâu thuẫn với nhau.

GV: Chính vì vậy, mà thuyết điện từ ánh sáng không giải thích nổi hiện tƣợng tán

sắc ánh sáng. Mặc dù không phụ thuộc vào bƣớc sóng ánh sáng nhƣng thuyết

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

điện từ ánh sáng vẫn đúng đắn. Để giải thích đƣợc hiện tƣợng này, Lorenxo đƣa ra

thuyết electron về cấu tạo chất. Theo thuyết này hằng số điện môi của môi trƣờng

phụ thuộc vào tần số của ánh sáng tới. .

GV: Thuyết electron của Lorenxo cũng nhƣ thuyết điện từ ánh sáng của Mắc-xoen

mặc dù đã giải thích đƣợc nhiều hiện tƣợng, nhƣng không giải thích đƣợc hiện

tƣợng có liên quan đến sự tƣơng tác của ánh sáng với môi trƣờng, đặc biệt là sự

phân bố năng lƣợng bức xạ theo bƣớc sóng. Để khắc phục những khó khăn tồn tại

đó, Planck đƣa ra giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng. Sau đó đƣợc Anh-xtanh phát triển

lên một bƣớc và đề xuất thuyết lƣợng tử ánh sáng. Thuyết này các em sẽ đƣợc học ở

chƣơng sau.

3. Nhìn tổng quát về sóng điện từ. Thang sóng điện từ.

GV: Hãy kể tên các loại sóng điện từ đã đƣợc học?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi.

GV: Hãy so sánh bản chất của tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại

và sóng vô tuyến?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi. Có chung bản chất là sóng điện từ.

Chúng đều không mang điện và đều không bị lệch đƣờng trong điện trƣờng

và từ trƣờng. Chúng đều là sóng ngang.

GV: Chúng ta cần điền thêm thông tin nào vào bảng trên.

HS: Thảo luận sau đó điền các thông tin về bƣớc sóng và tần số của các miền sóng

điện từ vào bảng.

Miền sóng điện từ Bƣớc sóng (m) Tần số (Hz)

Sóng vô tuyến điện

Tia hồng ngoại

Ánh sáng nhìn thấy

Tia tử ngoại

Tia X

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Điểm khác nhau cơ bản giữa các miền sóng điện từ trên là gì?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi. Bƣớc sóng và tần số khác nhau.

GV: Do có sự khác nhau về bƣớc sóng và tần số nên tính chất vật lí của sóng điện

từ khác nhau. Nó đƣợc thể hiện nhƣ thế nào?

GV: Các tia có bƣớc sóng càng ngắn ( tia X) thì càng thể hiện rõ tính chất gì?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi: dễ đâm xuyên, tác dụng lên kính ảnh, làm phát huỳnh

quang các chất và ion hóa không khí.

GV: Các tia có bƣớc sóng càng dài thì càng thể hiện rõ tính chất gì?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi: dễ giao thoa và nhiễu xạ. Tính chất sóng ngang của

chúng càng dễ quan sát.

GV: Ngoài ra trong sự phân rã của các hạt nhân nguyên tử đều phát ra sóng điện từ

có bƣớc sóng cực ngắn. Sóng này gọi là tia gamma. Tia gamma các em sẽ đƣợc học

ở chƣơng sau. Giáo viên kết luận về bảng thang sóng điện từ.

Miền sóng điện từ Bƣớc sóng (m) Tần số (Hz)

Sóng vô tuyến điện

Tia hồng ngoại

Ánh sáng nhìn thấy

Tia tử ngoại

Tia X

Tia gamma dƣới 10-11 trên 3.1019

GV: Nêu nguồn phát, cách tạo ra từng loại sóng điện từ?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi.

GV: Nhận xét và kết luận về thang sóng điện từ. Hƣớng dẫn học sinh xem bảng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thang sóng điện từ.

* Củng cố

GV: Phát phiếu học tập 2 cho nhóm học sinh.

* Về nhà: Học bài, trả lời các câu hỏi trong sách giáo khoa và bài tập. Đọc bài đọc

thêm.

* Nhận xét giờ học: Ý thức xây dựng bài, ý thức làm việc của các nhóm, ý thức

chuẩn bị bài...

2.4.2. Phƣơng án dạy học kiến thức bài 44. Thuyết lƣợng tử ánh sáng. Lƣỡng

tính sóng- hạt của ánh sáng.

Bài 44. THUYẾT LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG. LƢỠNG TÍNH SÓNG

HẠT CỦA ÁNH SÁNG.

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

- Nêu đƣợc nội dung cơ bản của giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Planck

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

và thuyết lƣợng tử ánh sáng của Anh-xtanh.

- Viết đƣợc công thức Anh-xtanh về hiện tƣợng quang điện ngoài.

- Nêu đƣợc ánh sáng có lƣỡng tính sóng hạt.

2. Kỹ năng

- Vận dụng đƣợc thuyết lƣợng tử ánh sáng để giải thích ba định luật quang điện.

- Vận dụng công thức của Anh-xtanh và các công thức về quang điện để giải bài tập

về quang điện.

3. Thái độ

- Có hứng thú, yêu thích học tập bộ môn vật lí.

- Có tinh thần đoàn kết, có thái độ hợp tác trong học tập, giúp đỡ lẫn nhau trong quá

trình học tập. Có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, có tinh thần trách nhiệm, khách quan,

trung thực. Tích cực, có khả năng làm việc tự lực, chủ động chiếm lĩnh kiến thức.

II. Chuẩn bị

1. Chuẩn bị của giáo viên

- Một số thí nghiệm ảo nhƣ hiện tƣợng quang điện, năng lƣợng của chùm phôtôn tỉ

lệ với số phôtôn, electron trong mạng tinh thể.

- Một số hình ảnh trình chiếu PowerPoin nhƣ sóng hạt của ánh sáng, nhiễu xạ, giao

thoa, cầu vồng, hiện tƣợng quang điện, sự thể hiện tính chất sóng, hạt của ánh sáng.

- Phiếu học tập, giáo án...

2. Chuẩn bị của học sinh

- Ôn khái niện công, động năng, định luật bảo toàn năng lƣợng.

- Ôn lại bài hiện tƣợng quang điện ngoài. Các định luật quang điện.

- Ôn lại các khái niệm về hạt và sóng, thuyết điện từ ánh sáng.

- Sử dụng thuyết điện từ ánh sáng để giải thích hiện tƣợng quang điện.

III. Tiến trình dạy học

1. Kiến thức: Thuyết lƣợng tử ánh sáng; Giải thích các định luật quang điện; Lƣỡng

tính sóng hạt của ánh sáng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2. Sơ đồ logic tiến trình xây dựng kiến thức

- Ánh sáng là sóng điện từ có bƣớc sóng ngắn lan truyền trong không gian. - Hiện tƣợng quang điện là hiện tƣợng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại. - Nội dung ba định luật quang điện: + Điều kiện để xảy hiện tƣợng quang điện:

+ Đối với mỗi chùm sáng thích hợp thì

của quang elecron

Sử dụng thuyết điện từ ánh sáng giải thích hiện tƣợng quang điện?

- Giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Planck: Lƣợng năng lƣợng mà mỗi lần một nguyên tử, phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và gọi là lƣợng tử năng lƣợng - Thuyết lƣợng tử AS của Anh-xtanh. + Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn. Mỗi phôtôn có năng lƣợng xác định

. Cƣờng độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một giây.

+ Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ phôtôn. + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108m/s trong chân không.

- Công thức Anh-xtanh về hiện tƣợng quang điện:

- Phát triển giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Planck. - Đƣa ra thuyết lƣợng tử ánh sáng của Anh-xtanh. - Sử dụng công thức Anh-xtanh về hiện tƣợng quang điện.

- Thuyết lƣợng tử của Anh-xtanh. + Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn. Mỗi phôtôn có năng lƣợng xác định

. Cƣờng độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một giây.

+ Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ phôtôn. + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108m/s trong chân không.

- Công thức Anh-xtanh về hiện tƣợng quang điện:

Ánh sáng có lƣỡng tính sóng hạt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Ánh sáng có lƣỡng tính sóng hạt.

3. Tiến trình dạy học bài: "Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng- hạt của

ánh sáng".

* Kiểm tra bài cũ

Câu 1. Phát biểu các định luật quang điện?

Định luật quang điện thứ 1. Hiện tƣợng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng

kích thích chiếu vào kim loại có bƣớc sóng nhỏ hơn hoặc bằng bƣớc sóng giới hạn

quang điện của kim loại đó.

Định luật quang điện thứ 2. Đối với mỗi ánh sáng thích hợp, cƣờng độ dòng

quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cƣờng độ của chùm sáng kích thích.

Định luật quang điện thứ 3. Động năng ban đầu cực đại của quang electron

không phụ thuộc cƣờng độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc bƣớc sóng

ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.

GV: Kiểm chứng

HS: Quan sát

GV: Ánh sáng màu nào gây ra hiện tƣợng quang điện? Nhận xét gì về số electron

bật ra khỏi kim loại khi cƣờng độ thay đổi?

HS: Ánh sáng đỏ có cƣờng độ mạnh nhƣng bƣớc sóng không thích hợp thì không

gây ra hiện tƣợng quang điện.

Ánh sáng tím chỉ cần có cƣờng độ rất yếu nhƣng bƣớc sóng thích hợp thì

gây ra hiện tƣợng quang điện. Nếu cƣờng độ càng lớn thì số electron bật ra khỏi

kim loại càng nhiều.

* Đặt vấn đề

Câu 2. Hãy dùng thuyết sóng điện từ về ánh sáng để giải thích hiện tượng quang

điện?

HS: Theo thuyết sóng, khi ánh sáng chiếu vào mặt catot, điện trƣờng biến thiên

trong sóng ánh sáng sẽ làm cho các electron trong kim loại dao động.

Cƣờng độ của chùm sáng kích thích càng lớn, thì điện trƣờng đó càng mạnh

và làm cho các electron dao động càng mạnh. Đến một mức độ nào đó thì các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

electron sẽ bị bật ra, tạo thành dòng quang điện.

Vậy bất kì chùm sáng nào cũng có thể gây ra hiện tƣợng quang điện, miễn là

nó có cƣờng độ đủ lớn và động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phải

phụ thuộc vào cƣờng độ của chùm sáng kích thích.

Điều này trái với thực nghiệm.

GV: Nhận xét và kết luận: Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích đƣợc

hiện tƣợng quang điện. Các định luật quang điện có thể đƣợc giải thích nhƣ thế

nào? Bên cạnh tính chất sóng, ánh sáng còn có tính chất nào không? Tại sao chỉ có

ánh sáng có bƣớc sóng thích hợp mới gây ra hiện tƣợng quang điện? Đây là những

vấn đề mà trong một thời gian dài các nhà bác học không trả lời đƣợc.

Để giải thích đƣợc các định luật quang điện, trên cơ sở giả thuyết của Planck

, Anh-xtanh đã đƣa ra giả thuyết về bản chất hạt của ánh sáng. Chúng ta sẽ lần lƣợt

nghiên cứu giả thuyết của Planck và thuyết lƣợng tử ánh sáng của Anh-xtanh

GV: Hãy cho biết cơ sở thực nghiệm trực tiếp và cơ sở lí thuyết quan trọng của

thuyết lƣợng tử ánh sáng là gì?

HS: Thảo luận chỉ ra đƣợc: Cơ sở thực nghiệm trực tiếp của thuyết lƣợng tử ánh

sáng là các thí nghiệm về hiện tƣợng quang điện.

Cơ sở lí thuyết quan trọng của thuyết lƣợng tử ánh sáng là giả thuyết lƣợng tử

năng lƣợng của Plăng.

GV: Vậy thuyết lƣợng tử ánh sáng có nội dung nhƣ thế nào?

1. Thuyết lƣợng tử ánh sáng

GV: Trƣớc khi tìm hiểu nội dung thuyết lƣợng tử ánh sáng ta sẽ nghiên cứu cơ sở

lí thuyết quan trọng của thuyết lƣợng tử ánh sáng là giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng

của Plăng.

a. Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng

GV: Giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Plăng có nội dung nhƣ thế nào? Các em

hãy nghiên cứu nội dung giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Plăng ở trong SGK.

HS: Nghiên cứu sách giáo khoa và nhắc lại trƣớc lớp.

GV: Sự sáng tạo của Plăng kì diệu ở chỗ nào?

HS: Thảo luận và chỉ ra: Năng lƣợng mang tính gián đoạn và ông tìm ra đƣợc biểu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thức của lƣợng tử năng lƣợng .

GV: Nêu nội dung giả thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Plăng?

HS: Nêu nội dung của giả thuyết trong sách giáo khoa.

GV: Nhấn mạnh và kết luận giả thuyết: Những nguyên tử hay phân tử vật chất hấp

thụ hay bức xạ năng lượng thành từng phần riêng biệt, gián đoạn. Mỗi phần mang

một năng lượng hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng, có độ lớn: .

f : là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra. h: hằng số Planck được xác định bằng thực nghiệm. h = 6,625.10-34J.

GV: Các em hiểu nhƣ thế nào về lƣợng tử năng lƣợng?

HS: Thảo luận chỉ ra đƣợc: Đó là lƣợng rất nhỏ, ta không thể chia nhỏ một lƣợng tử

năng lƣợng thành những phần nhỏ hơn đƣợc. Lƣợng tử năng lƣợng có ý nghĩa là

năng lƣợng tối thiểu do một dao động tử điều hòa phát ra. Lƣợng tử năng lƣợng

phụ thuộc vào tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay đƣợc phát ra. Tức là tần số của

ánh sáng bị hấp thụ hay đƣợc phát ra càng lớn thì lƣợng tử năng lƣợng sẽ càng lớn.

GV: Vận dụng hãy xác định lƣợng tử năng lƣợng ứng với ánh sáng tím

HS: Thảo luận và tính toán đƣợc lƣợng tử năng lƣợng

GV: Giả thuyết của Planck đã giải thích thành công nhiều hiện tƣợng mà vật lí học

cổ điển đã phải bó tay, là một cơ sở lí thuyết rất quan trọng của thuyết photon ánh

sáng. Năm 1905, Anh-xtanh đã vận dụng thành công giả thuyết của Planck để giải

thích các định luật quang điện. Ông đã phát triển giả thuyết của Planck lên một

bƣớc và đề xuất thuyết lƣợng tử ánh sáng.

b. Thuyết lượng tử ánh sáng.( thuyết Phôtôn)

GV : Yêu cầu học sinh nghiên cứu nội dung của thuyết lƣợng tử ánh sáng

HS : Nghiên cứu nội dung của thuyết lƣợng tử ánh sáng trong sách.

GV : Đối với ánh sáng, một lƣợng tử năng lƣợng còn đƣợc gọi là gì?

HS: Thảo luận và trả lời: Đối với ánh sáng, một lƣợng tử năng lƣợng còn đƣợc gọi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

là 1 phôtôn.

GV: Phôtôn tồn tại ở trạng thái nào? Tốc độ của phôtôn có giá trị bao nhiêu?

HS: Phôtôn tồn tại ở trạng thái chuyển động. Tốc độ của phôtôn xấp xỉ bằng vận tốc

ánh sáng?

GV: Anh-xtanh coi chùm sáng nhƣ một chùm hạt và gọi mỗi hạt là 1 phôtôn, mỗi

phôtôn ứng với một lƣợng tử ánh sáng. Nêu nội dung của thuyết lƣợng tử ánh sáng?

HS : Trả lời câu hỏi.

GV: Nhận xét và kết luận:

, Icđsáng

+ Ánh sáng là hạt phôtôn. Năng lƣợng của một phôtôn là Nphoton

+ Phân tử, nguyên tử, electron hấp thụ và phát xạ đƣợc phôtôn. + Phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s.

GV: Theo quan niệm cổ điển thì chùm sáng đƣợc hiểu nhƣ thế nào?

HS: Thảo luận chỉ ra đƣợc: Chùm sáng đƣợc xem là liên tục, lƣợng năng lƣợng mà

mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hoặc phát xạ không có giá trị xác định.

GV: Điều này có mâu thuẫn với tính chất lƣợng tử của ánh sáng không ?

HS: Thảo luận chỉ ra đƣợc: Mỗi lƣợng tử ánh sáng là rất nhỏ. Nên mỗi chùm sáng

dù yếu đến đâu cũng chứa một số rất lớn lƣợng tử ánh sáng. Do đó ta cảm giác

chùm sáng là liên tục.

GV : Nhận xét quan hệ giữa năng lƣợng phôtôn và bƣớc sóng, giá trị của một

phôtôn?

HS: Thảo luận và trả lời: năng lƣợng phôtôn tỉ lệ nghịch với bƣớc sóng, giá trị của

một phôtôn là rất lớn.

GV: Kết luận: Các phôtôn có tần số khác nhau thì có năng lƣợng khác nhau. Các

phôtôn có cùng tần số thì có cùng năng lƣợng. Không phụ thuộc vào khoảng cách

xa gần nguồn phát. Nhƣng càng xa nguồn sáng, thì cƣờng độ sáng thay đổi nhƣ thế

nào? Tại sao?

HS: Thảo luận và trả lời: Càng xa nguồn sáng, thì cƣờng độ sáng càng giảm vì mật

độ phôtôn giảm do một số phôtôn bị hấp thụ.

GV: Theo quan điểm Anh-xtanh, một tia sáng khi va chạm vào một vật hấp thụ ánh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sáng thì số lƣợng phôtôn đến sẽ giảm đi, cho nên cƣờng độ ánh sáng sẽ giảm vì có

một số phôtôn đã tách khỏi tia sáng. Sự hấp thụ ánh sáng hoàn toàn khi mà toàn bộ

số lƣợng phôtôn tới đều tách ra khỏi tia sáng.

GV: Giáo viên minh họa bằng thí nghiệm ảo. Khi thay đổi cƣờng độ chùm sáng thì

số phôtôn thay đổi nhƣ thế nào?

HS: Quan sát và chỉ ra đƣợc: cƣờng độ chùm sáng càng lớn thì số phôtôn càng

nhiều, năng lƣợng chùm sáng tỉ lệ số phôtôn và phôtôn bay dọc theo tia sáng.

GV: Một bóng đèn pin mỗi giây phát ra bao nhiêu phôtôn? Tại sao vậy?

HS : Thảo luận và trả lời: Một bóng đèn pin mỗi giây phát ra rất nhiều phôtôn. Do

rất nhiều phân tử, nguyên tử, electron phát ra.

GV: Chính vì lí do đó ta nhìn thấy chùm sáng là liên tục.

Trong chùm sáng màu đỏ có mấy loại phôtôn? Tại sao?

HS : Thảo luận và trả lời: Có vô số loại phôtôn. Vì bƣớc sóng của chùm sáng màu

đỏ nằm trong dải từ .

GV: Vận dụng thuyết lƣợng tử ánh sáng để giải thích các định luật quang điện.

2. Giải thích các định luật quang điện

a. Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện

GV: Theo Anh-xtanh, trong hiện tƣợng quang điện có sự hấp thụ hoàn toàn phôtôn

chiếu tới. Mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lƣợng của nó cho 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

electron. Chiếu video và yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi sau?

HS: Quan sát và thảo luận trả lời câu hỏi: Do có lực liên kết giữa các electron với

nút mạng tinh thể.

GV: Khi phôtôn chiếu vào mặt kim loại thì hiện tƣợng gì sẽ xảy ra?

HS: Thảo luận phán đoán hiện tƣợng xảy ra.

GV: Cho học sinh quan sát video và trả lời câu hỏi sau.

HS: Quan sát và thảo luận trả lời câu hỏi. Năng lƣợng của phôtôn mà electron hấp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thụ đƣợc dùng vào ba mục đích.

+ Cung cấp cho electron một công thoát A, để electron thắng đƣợc lực liên kết với

mạng tinh thể và thoát ra khỏi bề mặt kim loại.

+ Truyền cho electron một động năng ban đầu.

+ Truyền một phần năng lƣợng cho mạng tinh thể.

GV: Nếu electron nằm ngay trên lớp bề mặt kim loại thì năng lƣợng của phôtôn

đƣợc dùng vào mục đích nào?

HS: Thảo luận và trả lời: Năng lƣợng truyền cho mạng tinh thể bằng không vì lúc

này electron thoát ra ngay ra khỏi kim loại. Động năng ban đầu của electron có giá

trị cực đại.

GV: Hãy sử dụng định luật bảo toàn năng lƣợng viết biểu thức?

HS: Thảo luận và viết biểu thức, giải thích các đại lƣợng trong biểu thức:

GV: Nhận xét và kết luận: Công thoát , là giới hạn quang điện của

kim loại. Động năng ban đầu cực đại . Năng lƣợng của phôtôn

. Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện phụ thuộc vào

các yếu tố nào?

HS: Thảo luận và trả lời: + Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện

chỉ phụ thuộc vào tần số của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại dùng làm

catot mà không phụ thuộc vào cƣờng độ của chùm sáng kích thích. (đây là nội dung

định luật quang điện thứ 3) = hf - A

+ Nếu năng lƣợng của phôtôn nhỏ hơn công thoát thì nó không thể làm cho electron

bật ra khỏi catot và hiện tƣợng quang điện không xảy ra.

GV: Giải thích tại sao các electron nằm trong khối kim loại lại có động năng ban

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đầu nhỏ hơn ?

HS: Thảo luận và trả lời: Đối với các electron nằm ở các lớp sâu bên trong kim loại

thì trƣớc khi đến bề mặt kim loại, chúng đã va chạm với các ion của kim loại và mất

một phần năng lƣợng, nên động năng ban đầu của chúng nhỏ hơn .

GV: Sử dụng công thức Anh-xtanh hãy giải thích định luật quang điện thứ nhất và

thứ hai?

b. Giải thích các định luật quang điện

- Định luật thứ nhất:

HS: Thảo luận và trả lời ra giấy trong, sau đó đại diện nhóm lên trình bày. Để hiện

tƣợng quang điện xảy ra thì:

GV: Cho nhóm khác nhận xét, bổ sung và giáo viên kết luận.

- Định luật thứ 2:

Hs: Thảo luận và trả lời ra giấy trong, sau đó đại diện nhóm lên trình bày.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Cho nhóm khác nhận xét, bổ sung và giáo viên kết luận.

- Định luật thứ 3:

GV: Vận dụng công thức Anh-xtanh, hãy giải thích định luật quang điện thứ 3?

HS: Thảo luận và trả lời ra giấy trong, sau đó đại diện nhóm lên trình bày.

Từ công thức Anh-xtanh ta có:

Vậy

GV: Cho nhóm khác nhận xét, bổ sung và giáo viên kết luận.

Ánh sáng là sóng hay hạt?

3. Lƣỡng tính sóng - hạt của ánh sáng.

a. Lƣỡng tính sóng - hạt của ánh sáng.

GV: Sóng và hạt có đặc điểm gì khác biệt nhau?

HS: Lấy ví dụ chuyển động của một vật:

Chuyển động của sóng cơ:

Sau đó so sánh.

GV: Ánh sáng có phải là sóng không? Tính chất sóng của ánh sáng giúp ta giải

thích đƣợc các hiện tƣợng gì đã học?

HS: Thảo luận và trả lời. Tính chất sóng của ánh sáng giúp ta giải thích đƣợc các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hiện tƣợng giao thoa, nhiễu xạ. Ánh sáng là sóng điện từ.

GV: Ánh sáng có phải là hạt không? Tính chất hạt của ánh sáng giúp ta giải thích

đƣợc các hiện tƣợng gì đã học?

HS: Thảo luận và trả lời. Tính chất hạt của ánh sáng giúp ta giải thích đƣợc hiện

tƣợng quang điện. Chùm sáng là một chùm các phôtôn.

GV: Kết luận: Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt.

Vậy tính chất sóng, tính chất hạt của ánh sáng đƣợc thể hiện nhƣ thế nào?

b. Sự thể hiện tính chất sóng, tính chất hạt của ánh sáng.

GV : Trong mỗi hiện tƣợng quang học, ánh sáng thể hiện tính chất sóng, hạt nhƣ

thế nào?

HS : Thảo luận trả lời câu hỏi: Tính chất sóng thể hiện rõ thì tính chất hạt lại mờ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhạt và ngƣợc lại.

GV: Xét về mặt bƣớc sóng thì khi nào phải thừa nhận ánh sáng là sóng, khi nào

phải thừa nhận ánh sáng là các hạt phôtôn?

HS: Thảo luận trả lời câu hỏi:

+ Sóng điện từ có bƣớc sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lƣợng càng lớn

thì tính chất hạt thể hiện càng rõ, còn tính chất sóng mờ nhạt.

+ Ngƣợc lại. Sóng điện từ có bƣớc sóng càng dài, phôtôn ứng với nó có năng lƣợng

càng nhỏ thì tính chất hạt mờ nhạt, còn tính chất sóng thể hiện càng rõ.

* Củng cố

GV: Phát phiếu học tập 3 cho nhóm học sinh.

* Về nhà: Học bài, trả lời các câu hỏi trong sách giáo khoa và bài tập. Đọc

trƣớc bài 45.

* Nhận xét giờ học: Ý thức xây dựng bài, ý thức làm việc của các nhóm, ý

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thức chuẩn bị bài...

KẾT LUẬN CHƢƠNG II

Với mục đích của đề tài phát triển tƣ duy cho học sinh khi dạy thuyết ánh

sáng, chúng tôi đã dựa trên cơ sở lí luận đã đƣợc trình bày ở chƣơng 1. Thuyết ánh

sáng mang tính chất trừu tƣợng, khó quan sát, không có điều kiện làm thí nghiệm ở

phổ thông nên phƣơng pháp dạy học chủ đạo là phƣơng pháp dạy học nêu và giải

quyết vấn đề, phƣơng pháp đàm thoại, thuyết trình, phƣơng pháp mô hình. Để tạo

sự hứng thú học tập cho học sinh chúng tôi đã kết hợp hài hòa, hợp lí các phƣơng

pháp trên. Trong mỗi bài học, chúng tôi đều yêu cầu học sinh ôn tập, hệ thống hóa

những kiến thức có liên quan trƣớc khi lĩnh hội kiến thức mới. Để cho học sinh hiểu

đƣợc hạt nhân của thuyết, chúng tôi cho học sinh tìm hiểu cơ sở của thuyết sau đó

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cho học sinh vận dụng hạt nhân của thuyết để giải thích một số hiện tƣợng vật lí.

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.1. MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP CỦA THỰC

NGHIỆM SƢ PHẠM (TNSP)

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm

Thực nghiệm sƣ phạm nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, kiểm tra

tính khả thi, mức độ phù hợp của các giải pháp đã lựa chọn nhằm phát triển tƣ duy

của học sinh, qua đó nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học.

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nhiệm sƣ phạm

- Lên kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm.

- Chọn cơ sở TNSP, điều tra, khảo sát cơ bản về đặc điểm và tình hình dạy

học ở ba trƣờng chọn làm TNSP, chọn các lớp thực nghiệm (TN) và đối chứng

(ĐC), chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác thực

nghiệm sƣ phạm.

- Trao đổi, thống nhất với giáo viên cộng tác dạy thực nghiệm về phƣơng

pháp, nội dung thực nghiệm.

- Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm.

- Kiểm tra, thu thập thông tin sau đó xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm,

đánh giá theo các tiêu chí từ đó nhận xét và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài.

3.1.3 Đối tƣợng và cơ sở TNSP

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sƣ phạm với đối tƣợng học sinh lớp 12

THPT ở 3 trƣờng THPT với các lớp thực nghiệm và đối chứng nhƣ sau:

1) Trƣờng THPT Lƣơng Phú – Phú Bình – Thái Nguyên.

2) Trƣờng PT Vùng Cao Việt Bắc - Thái Nguyên.

3) Trƣờng THPT Lê Quý Đôn – Trấn Yên - Yên Bái.

* Chất lƣợng ở các lớp TN và ĐC trƣớc TNSP

Để đảm bảo tính khách quan, chúng tôi đã lựa chọn các lớp mũi nhọn học theo

chƣơng trình nâng cao. Trong mỗi lớp thực nghiệm và đối chứng, chúng tôi đã chọn

ra 40, 42 học sinh để đảm bảo sự tƣơng đƣơng về chất lƣợng ban đầu (căn cứ vào

điểm thi khảo sát chất lƣợng bộ môn đầu năm). Cụ thể chất lƣợng của các nhóm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thực nghiệm và đối chứng nhƣ sau:

Bảng 3.1: Đặc điểm chất lƣợng bộ môn của các lớp TN và ĐC

trƣớc TNSP

Lớp Trƣờng THPT

Lƣơng Phú Số HS 40 40 Kết quả khảo sát chất lƣợng đầu năm Trung bình sô HS % 55,0 50,0 Khá, giỏi số HS % 32,5 35,0 Yếu, kém số HS % 12,5 15,0 22 20 13 14 5 6 TN:12A3 ĐC:12A5

40 40 19 17 47,5 42,5 19 20 47,5 50,0 2 3 5,0 7,5 TN: 12A1 ĐC: 12A2 Trƣờng PT Vùng Cao Việt Bắc

Lê Quý Đôn 42 42 14 15 33,3 35,7 21 22 50,0 52,4 7 5 16,7 11,9 TN:12A1 ĐC:12A2

3.1.4 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm

- TNSP đƣợc thực hiện song song giữa các lớp TN và ĐC:

+ Ở lớp thực nghiệm: Giáo viên cộng tác dạy theo phƣơng án dạy học đã

soạn thảo trong các giáo án mà ngƣời thực hiện đề tài đƣa ra và đảm bảo đầy đủ các

phƣơng tiện dạy học cần thiết.

+ Ở lớp đối chứng: Giáo viên cộng tác dạy theo cách mà họ vẫn thƣờng sử

dụng ( Thuyết trình kết hợp một phần với đàm thoại, ít sử dụng phƣơng tiện dạy

học…).

- Dự giờ, quan sát hoạt động dạy và học của GV và HS trên lớp, trao đổi với giáo

viên cộng tác, phân tích và xử lí số liệu thu đƣợc trong quá trình TNSP một cách

khách quan, khoa học.

- Tổ chức cho lớp đối chứng và lớp thực nghiệm cùng làm bài kiểm tra với cùng

một nội dung do ngƣời thực hiện đề tài chuẩn bị, trong cùng thời gian làm bài để

đánh giá kết quả học tập.

- Trao đổi với học sinh sau mỗi tiết học nhằm rút ra những kết luận về đề tài

nghiên cứu.

3.1.5. Ƣớc lƣợng các đại lƣợng đặc trƣng cho TNSP

Việc đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm dựa trên một số tiêu chí cần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đánh giá nhƣ sau:

a. Về mặt định tính:

- Các biểu hiện hứng thú trong quá trình học tập, tiếp nhận nhiệm vụ học tập

của học sinh: Không khí lớp học sôi nổi, học sinh hăng hái tham gia các hoạt động

học tập do giáo viên tổ chức, tích cực tham gia thảo luận, tranh luận có hiệu quả.

- Tính tích cực, chủ động, tự lực học tập của học sinh, cụ thể:

 Số học sinh trả lời đúng các câu hỏi ôn tập, củng cố kiến thức.

 Số học sinh nắm đƣợc đầy đủ nội dung chính trong bài học và vận dụng

đƣợc nội dung của thuyết để giải thích một số hiện tƣợng đơn giản.

 Số học sinh biết sử dụng các thao tác tƣ duy, nhận ra vấn đề, đƣa ra đƣợc

những giả thuyết và diễn đạt rõ ràng giả thuyết của mình, kiểm tra hệ quả

của giả thuyết và rút ra kết luận.

b. Về mặt định lượng:

Để định lƣợng sự phát triển tƣ duy trong học tập của học sinh, chúng tôi căn

cứ vào kết quả cụ thể của các bài kiểm tra đƣợc thực hiện đồng bộ trên các lớp thực

nghiệm và các lớp đối chứng để đánh giá. Nội dung của các bài kiểm tra bao gồm

cả các câu hỏi trắc nghiệm khách quan và những bài tập vận dụng hoặc vận dụng

sáng tạo các kiến thức, kĩ năng đã đƣợc rèn luyện trong giờ học.

3.1.6. Cách đánh giá, xếp loại

* Các bài kiểm ta của học sinh đƣợc chúng tôi đánh giá theo thang điểm 10

và phân loại nhƣ sau:

+ Loại giỏi: Điểm 9, 10. + Loại khá: Điểm 7, 8.

+ Loại trung bình: Điểm 5, 6. + Loại yếu: Điểm 3, 4.

+ Loại kém: Điểm 0, 1, 2.

Căn cứ vào kết quả bài kiểm tra của học sinh, việc đánh giá đƣợc tiến hành

bằng cách sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học, phân tích và xử lí kết quả thu

đƣợc. Từ đó cho phép đánh giá chất lƣợng và hiệu quả dạy học, qua đó kiểm tra giả

thiết khoa học của đề tài.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

* Việc xử lí và phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm gồm các bƣớc:

- Lập bảng điểm các lớp thực nghiệm và đối chứng, tính %, tính điểm trung bình

(TN), (ĐC) để so sánh kết quả giữa phƣơng pháp dạy học thƣờng dùng của giáo

viên và phƣơng pháp dạy học với sự hỗ trợ tích cực của các phƣơng tiện dạy học

hiện đại.

- Lập bảng phân phối tần suất, vẽ đƣờng biểu diễn sự phân phối tần suất của nhóm

thực nghiệm và nhóm đối chứng qua mỗi lần kiểm tra để so sánh kết quả.

- Lập bảng tóm tắt các tham số thống kê theo các công thức:

 Điểm trung bình: ;

 Phƣơng sai: D(X) = ; D(Y) =

 Độ lệch quân phƣơng (độ lệch chuẩn): (X) = ; (Y) =

 Hệ số biến thiên: V(X) = ; V(Y) =

 Hệ số Student tính toán:

Trong đó: Xi là các giá trị điểm của nhóm TN.

Yi là các giá trị điểm của nhóm ĐC.

n là tổng số học sinh đƣợc kiểm tra.

ni là số học sinh đạt điểm Xi (Yi) ở nhóm TN (ĐC).

- Lập bảng xếp loại học tập theo 5 mức: Kém, yếu, trung bình, khá, giỏi.

- Vẽ biểu đồ xếp loại để so sánh kết quả học tập giữa nhóm TN và ĐC.

3.2. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

- Việc giảng dạy các bài thực nghiệm đƣợc bố trí theo đúng thời khoá biểu và

đúng phân phối chƣơng trình để đảm bảo tính khách quan.

- Chọn lớp TN và ĐC có đặc điểm và chất lƣợng học tập tƣơng đƣơng nhau.

- GV cộng tác cùng dạy cả hai lớp TN và ĐC.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Kiểm tra hai lớp TN và ĐC cùng nội dung và thời gian, không thông báo trƣớc.

Các giáo viên cộng tác TNSP:

Nguyễn Huy Thái: Giáo viên Vật lí -Trƣờng THPT Lƣơng Phú.

Bùi Thúy Hạnh : Giáo viên Vật lí - Trƣờng PT Vùng Cao Việt Bắc.

Hoàng Thị Tuấn: Giáo viên Vật lí - Trƣờng THPT Lê Quý Đôn.

Ngƣời thực hiện đề tài đi dự giờ ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ở cả ba

trƣờng. Sau mỗi giờ dạy, chúng tôi tổ chức cho học sinh các nhóm thực nghiệm và

đối chứng làm bài kiểm tra, giáo viên cộng tác thực hiện chấm. Sau khi thực hiện

xong các giờ thực nghiệm, chúng tôi đã trao đổi và rút kinh nghiệm cùng với các

giáo viên cộng tác.

3.3. KẾT QUẢ VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ TNSP

3.3.1 Các kết quả về mặt định tính của việc phát triển tƣ duy của học sinh

Qua việc trực tiếp dự giờ các tiết thực nghiệm và đối chứng, chúng tôi nhận thấy:

- Việc sử dụng các phƣơng tiện dạy học hiện đại hỗ trợ cho việc tổ chức các

hình thức học tập đã thu hút sự tập trung, chú ý của học sinh. Học sinh rất hăng hái

tham gia xây dựng bài và tham gia có hiệu quả, từng hoạt động học tập của học sinh

có sự tổ chức của giáo viên. So với giờ học ở lớp đối chứng thì giờ học ở lớp thực

nghiệm sôi nổi, hào hứng hơn rất nhiều.

- Trong hoạt động dạy thuyết ánh sáng, nhờ có sự mô phỏng các hiện tƣợng

mà học sinh có sự định hƣớng tƣ duy nhanh hơn và chính xác hơn.

Tuy nhiên, học sinh vẫn còn hơi lúng túng trong việc tổ chức hoạt động nhóm.

Khi học sinh trình bày phƣơng án trả lời bằng hình thức trình chiếu phần trình bày

trên máy chiếu vật thể và diễn giải, các em chƣa mạnh dạn, tự tin, phần chuẩn bị

trên giấy mang tính chất của bài viết nháp nên chƣa thể hiện tính lôgic của bài giải.

Đánh giá chung cho hai giáo án học theo phƣơng án dạy học mà ngƣời thực

hiện đề tài đƣa ra là: Cả hai tiết học cơ bản đều hoàn thành mục tiêu đề ra, nhiều

học sinh biết sử dụng các thao tác tƣ duy, nhận ra vấn đề, đƣa ra đƣợc những giả

thuyết và diễn đạt đƣợc giả thuyết của mình, biết kiểm tra hệ quả của giả thuyết và

rút ra kết luận. Các tiết học tạo động cơ, hứng thú tìm tòi cho học sinh và phát triển

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tƣ duy cho học sinh.

3.3.2 Kết quả định lƣợng

Sau khi các giáo viên chấm bài kiểm tra, kết quả thu đƣợc nhƣ sau:

3.3.2.1 Kết quả bài kiểm tra lần 1 (Sau giờ học: Tia X. Thuyết điện từ ánh

sáng. Thang sóng điện từ.)

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1

Điểm

Trường Nhóm 3 0 1 2 5 6 4 7 8 9 10

1 THPT Lƣơng TN 0 0 0 8 9 2 9 7 3 1

Phú 3 0 0 1 ĐC 10 8 3 7 6 2 0

0 PT Vùng Cao TN 0 0 0 8 9 1 7 10 3 2

Việt Bắc 3 0 0 1 ĐC 10 10 2 7 3 3 1

2 THPT 0 0 0 TN 10 9 3 9 7 1 1

Lê Quý Đôn 3 0 0 2 ĐC 11 8 2 8 7 1 0

 Giá trị của điểm trung bình nhóm TN: = 6,52

 Giá trị của điểm trung bình nhóm ĐC: = 5,90

Bảng 3.3: Xếp loại kiểm tra lần 1

Điểm

Nhóm Số HS

TB Kém Yếu Khá Giỏi

53 122 0 9 49 11

100% 0 7,4% 43% 40% 9,6%

122 4 16 57 38 7

ĐC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

100% 3,4% 13,1% 46,7% 31,1% 5,7%

Biểu đồ 3.1

Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất lần 1

Điểm TN ĐC TN (Xi) ĐC (Yi)

Xi (Yi) ni ni )2 )2 i ni(Xi - ni(Yi - i

0 0.000 0 0 0.000 0.000 0.000

1 0.000 0 0 0.000 0.000 0.000

2 0.000 4 0 0.000 70.224 0.033

3 0.025 9 3 31.688 91.585 0.074

4 0.049 7 6 30.375 33.573 0.057

5 0.213 31 26 40.625 43.899 0.254

6 0.221 26 27 1.688 0.939 0.213

7 0.205 22 25 14.063 14.434 0.180

8 0.197 16 24 73.500 52.418 0.131

9 0.057 6 7 52.938 47.377 0.049

10 0.033 1 4 56.250 14.516 0.008

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

 1.000 122 1.000 122 301.125 368.964

Đồ thị 3.1

*Tính các tham số thống kê lần 1:

- Phƣơng sai: D(X) = 2,468 ; D(Y) = 3,024

- Độ lệch quân phƣơng: (X) = 1,571 ; (Y) = 1,739

- Hệ số biến thiên: V(X) = 24,10% ; V(Y) = 29,47%

- Hệ số Student tính toán: ttt = 2,92

Tra bảng phân phối Student, có t(n, ) = t(122, 0,01) = 2,58.

So sánh giữa kết quả thực nghiệm và số liệu trong bảng lí thuyết với độ tin cậy

 = 0,99. Điều này chứng tỏ sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình là thực chất.

3.3.2.2 Kết quả bài kiểm tra lần 2 (Sau giờ học: Thuyết lƣợng tử ánh sáng. Lƣỡng

tính sóng hạt của ánh sáng)

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2

Điểm

Trường Nhóm 0 1 2 3 5 6 4 7 8 9 10

THPT TN 0 0 0 1 8 9 2 8 8 3 1

Lƣơng Phú ĐC 0 0 1 3 9 8 3 7 6 2 1

PT Vùng Cao TN 0 0 0 0 8 9 1 7 8 5 2

Việt Bắc ĐC 0 0 2 3 10 10 1 7 3 3 1

THPT TN 0 0 0 2 8 9 3 9 8 2 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Lê Quý Đôn ĐC 0 0 3 2 10 8 2 8 7 1 1

 Giá trị của điểm trung bình nhóm TN: = 6,60

 Giá trị của điểm trung bình nhóm ĐC: = 5,96

Bảng 3.6: Xếp loại kiểm tra lần 2

Điểm

Nhóm Số HS

TB Kém Yếu Khá Giỏi

51 122 0 9 48 14

100% 0 7,4% 41,8% 39,3% 11,5%

122 6 14 55 38 9

ĐC

100% 4,9% 11,5% 45,1% 31,1% 7,4%

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Biểu đồ 3.2

Bảng 3.7: Bảng phân phối tần suất lần 2

Điểm TN ĐC TN (Xi) ĐC (Yi)

Xi (Yi) ni ni )2 )2 i ni(Xi - ni(Yi - i

0 0.000 0 0 0.000 0.000 0.000

1 0.000 0 0 0.000 0.000 0.000

2 0.000 6 0 0.049 0.000 105.337

3 0.025 8 3 0.066 31.688 81.409

4 0.049 6 6 0.049 30.375 28.777

5 0.197 29 24 0.238 37.500 41.067

6 0.221 26 27 0.213 1.688 0.939

7 0.197 22 24 0.180 13.500 14.434

8 0.197 16 24 0.131 73.500 52.418

9 0.082 6 10 0.049 75.625 47.377

10 0.033 3 4 0.025 56.250 43.548

 1.000 122 1.000 122 320.125 415.304

Đồ thị 3.2

 Tính các tham số thống kê lần 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Phƣơng sai: D(X) = 2,624 ; D(Y) = 3,404

100

- Độ lệch quân phƣơng (độ lệch chuẩn): (X) = 1,62 ; (Y) = 1,84

- Hệ số biến thiên: V(X) = 24,55% ; V(Y) = 30,87%

- Hệ số Student tính toán: ttt = 2,88

Tra bảng phân phối Student, ta có : t(122, 0,01) = 2,58. So sánh giữa kết quả thực

nghiệm và số liệu trong bảng ta thấy kết quả thực nghiệm cho hệ số Student có giá

trị lớn hơn. Điều đó chứng tỏ sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình là thực chất.

Bảng 3.8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra

Số HS D V(%) t  = Bài

TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN LT

1 122 122 6,52 5,90 2,468 3,024 1,571 1,739 24,10 29,47 2,92 2,58

2 122 122 6,6 5,96 2,624 3,404 1,62 1,84 24,55 30,87 2,88 2,58

Nhận xét: Qua kết quả tổng hợp ở bảng 3.8 cho thấy:

- Giá trị điểm trung bình của lớp thực nghiệm luôn lớn hơn điểm trung bình ở

lớp đối chứng. Đồng thời giá trị điểm trung bình tăng dần trong các lần kiểm tra.

- Đối với lớp thực nghiệm, số học sinh đạt mức điểm khá giỏi luôn nhiều hơn

so với số học sinh đạt mức điểm này ở lớp đối chứng.

- Các đƣờng biểu diễn sự phân phối tần suất ở các lần kiểm tra của nhóm TN

luôn dịch chuyển về bên phải theo chiểu tăng của điểm số Xi so với lớp đối chứng.

Điều đó chứng tỏ chất lƣợng học tập của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC.

- Các tham số thống kê: phƣơng sai (D), độ lệch chuẩn (), hệ số biến thiên

(V), hệ số Student (t) biểu thị độ phân tán và độ tin cậy của kết quả thực nghiệm

đảm bảo để đánh giá mục tiêu đề ra của đề tài.

- Hệ số Student khi tính toán từ kết quả thực nghiệm luôn lớn hơn so với kết

quả trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99%. Sự khác biệt này khẳng định sự khác

nhau về chất lƣợng học tập của nhóm TN với nhóm ĐC là thực chất chứ không phải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

là ngẫu nhiên.

101

3.4. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

Qua việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến các giờ học thực nghiệm,

trao đổi với giáo viên, học sinh cộng tác trong đợt thực nghiệm, thu thập, phân tích

và xử lí số liệu qua các bài kiểm tra, chúng tôi có những nhận định sau đây:

1. Về mặt định tính: Sự phát triển tƣ duy ở nhóm thực nghiệm cao hơn hẳn so

với nhóm đối chứng. Số học sinh biết sử dụng các thao tác tƣ duy, nhận ra vấn đề,

đƣa ra đƣợc những giả thuyết và diễn đạt rõ ràng giả thuyết của mình, kiểm tra hệ

quả của giả thuyết và rút ra kết luận.

2. Về chất lƣợng học tập: Qua kết quả phân tích từ các bài kiểm tra cho thấy

chất lƣợng của nhóm thực nghiệm tăng rõ rệt so với nhóm đối chứng.

3. Việc phối hợp các phƣơng pháp và phƣơng tiện dạy học hiện đại ở mức độ

nhƣ đề tài đƣa ra là phù hợp với năng lực phổ biến hiện có của giáo viên ở các

trƣờng phổ thông và điều kiện cơ sở vật chất của các nhà trƣờng và kích thích sự

phát triển toàn diện năng lực của học sinh.

Từ những nhận định trên, chúng tôi cho rằng phƣơng án đổi mới phƣơng pháp

dạy học mà đề tài thực hiện có tính khả thi và có thể phát triển, nhân rộng không chỉ

trong dạy học thuyết ánh sáng Vật lí 12 mà có thể coi đó là phƣơng án chung vận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dụng cho việc dạy học các thuyết Vật lí và cả các môn học khác.

102

KẾT LUẬN CHƢƠNG III

Trên cơ sở phân tích số liệu điều tra và xử lý kết quả TNSP bằng phƣơng pháp

thống kê toán học có thể rút ra một số kết luận sau:

+ Lựa chọn một số phƣơng pháp dạy học khi dạy thuyết ánh sáng đã đạt hiệu

quả cao, kích thích hứng thú, phát triển tƣ duy cho học sinh.

+ Tiến trình các bài soạn thảo phù hợp với trình độ nhận thức của HS và với

thời gian hạn hẹp của tiết học. Kết quả thu đƣợc trong quá trình TNSP là chân thực

khách quan.

+ Hệ thống câu hỏi định hƣớng phù hợp với lôgic hình thành kiến thức. Qua

việc tổ chức các tình huống học tập và đƣa ra các câu hỏi phát vấn cùng với sự định

hƣớng hoạt động học tập của GV nhằm tạo cơ hội để HS tham gia vào các quá trình

tìm tòi, giải quyết vấn đề, tạo động cơ thúc đẩy hoạt động nhận thức tích cực, tự lực

của HS dẫn đến chất lƣợng nắm vững kiến thức của HS đƣợc nâng lên.

+ Trong quá trình học tập HS đƣợc tham gia xây dựng bài, rút ra kết luận,

đƣợc trao đổi, tranh luận, diễn đạt suy nghĩ của mình thông qua sự trả lời các câu

hỏi trƣớc các bạn và GV. Từ đó tạo hứng thú, kích thích tích cực, tự lực học tập của

HS. Đồng thời qua đó GV kiểm soát đƣợc hoạt động nhận thức của HS, kịp thời

uốn nắn, khắc phục khó khăn và sai lầm của HS.

Kết quả TNSP chứng tỏ đề tài có tính khả thi, phù hợp với đặc điểm nhận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thức của HS, giả thuyết khoa học của đề tài là đúng đắn.

103

KẾT LUẬN CHUNG

* Qua quá trình nghiên cứu đề tài, với mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của

đề tài cho thấy việc phát triển tƣ duy học sinh khi dạy các thuyết về ánh sáng là cần

thiết. Đề tài đã đề cập tới những vấn đề sau.

- Cơ sở lý luận của tƣ duy, của thuyết điện từ ánh sáng và thuyết lƣợng tử

ánh sáng.

- Đánh giá, phân tích nội dung chƣơng trình, hình thức và phƣơng tiện đƣợc

sử dụng khi dạy các thuyết về ánh sáng.

- Đề xuất các giải pháp nâng cao chất lƣợng học tập của HS khi học các

thuyết.

- Nội dung kiến thức, kỹ năng cần hình thành ở HS sau khi học các thuyết về

ánh sáng (vật lí 12 – nâng cao).

- Thiết kế tiến trình dạy học, phƣơng án dạy học thuyết điện từ ánh sáng và

thuyết lƣợng tử ánh sáng nhằm phát triển tƣ duy cho học sinh. Để phát triển tƣ duy

cho học sinh chúng tôi đã phối hợp các phƣơng pháp dạy học đặc biệt là phƣơng

pháp dạy học nêu vấn đề và sử dụng thí nghiệm mô phỏng…

* Đề tài đã đạt đƣợc các kết quả nghiên cứu sau

- Về mặt lý luận:

+ Đã hệ thống hoá cơ sở lý luận theo quan điểm của lý luận dạy học hiện đại,

phù hợp với thực tế vận dụng của GV phổ thông.

+ Đã thiết kế tiến trình dạy học các thuyết về ánh sáng phù hợp với thực tế

dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông.

- Về mặt thực tiễn:

+ Đã nghiên cứu và đánh giá thực trạng việc dạy học các thuyết về ánh sáng

ở một số trƣờng THPT.

+ Quá trình TNSP đã mang tính khả thi của tiến trình dạy học đã soạn thảo.

Do đó việc vận dụng các phƣơng pháp dạy học và các biện pháp phát triển tƣ duy

cho học sinh trong từng thuyết vật lý đã đem lại hứng thú cho HS, năng lực vận

dụng kiến thức của HS không những đƣợc nâng cao mà còn thực hiện tốt các mặt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

giáo dục khác trong nhiệm vụ và mục tiêu của dạy học vật lý.

104

* Qua nghiên cứu đề tài, chúng tôi có một số đề xuất, kiến nghị:

Căn cứ vào kết quả nghiên cứu của đề tài, để phát huy, áp dụng kết quả của

đề tài vào thực tiễn phục vụ việc dạy học ở các trƣờng THPT, chúng tôi có những

kiến nghị nhƣ sau:

+ Tăng cƣờng trang thiết bị các phƣơng tiện kỹ thuật dạy học hiện đại cho các

trƣờng THPT.

+ Xây dựng hệ thống phòng bộ môn, đảm bảo điều kiện về trang thiết bị cho dạy

học ở nhiều loại hình khác nhau.

+ Tăng cƣờng hƣớng dẫn giáo viên sử dụng phƣơng tiện kỹ thuật dạy học hiện đại

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

và khai thác tối đa nguồn tài liệu phong phú trên mạng Internet.

105

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Dƣơng Trọng Bái - Vũ Quang, Tài liệu sách giáo khoa chuyên vật lí, vật lí 12-

tập 1. NXBGD.

[2]. Tô Văn Bình (2009). Giáo trình thí nghiệm vật lí THPT.

[3]. Tô Văn Bình (2009). Giáo trình phân tích chương trình vật lí phổ thông. Thái

Nguyên.

[4]. Bộ giáo dục và đào tạo, Dự án VIỆT - BỈ ( 2000). Dạy các kỹ năng tư duy. Hà

Nội.

[5]. Bộ giáo dục và đào tạo, Vụ đại học (1995). Trắc nghiệm và đo lường cơ bản

trong giáo dục. Hà Nội.

[6]. Dự án Việt Bỉ. Áp dụng dạy và học tích cực trong môn toán học. NXBĐHSP

Hà Nội.

[7]. Đại học Quốc gia Hà Nội (1996), Tâm lý học đại cương, NXB Giáo dục.

[8]. Huỳnh Huệ (1992). Quang học. NXBGD.

[9]. Kharlamôp (1998), Phát huy tính tích cực học tập của học của học sinh như thế

nào?, NXB Giáo dục, Hà Nội.

[10]. Nguyễn Văn Khải. Kiểm tra, đánh giá và vận dụng trong dạy học vật lí.

[11]. Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai ( 2007). Lý luận dạy học

vật lí ở trường phổ thông. NXB.

[12]. Vũ Thanh Khiết, Vũ Đình Túy. Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT,

tập 5. Quang học. NXBGD.

[13]. Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hƣng,

Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Thiết, Vũ Đình Túy, Phạm Quý Tƣ. Vật lí 12

nâng cao. NXBGD.

[14]. Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hƣng,

Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Thiết, Vũ Đình Túy, Phạm Quý Tƣ. Vật lí 12

nâng cao sách giáo viên. NXBGD.

[15]. V.I.Lenin (1977). Bút ký triết học. NXB sự thật. Hà Nội.

[16]. Vũ Quang, Nguyễn Đức Minh, Bùi Gia Thịnh (1980). Một số thuyết vật lí trong

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

chương trình phổ thông. NXBGD.

106

[17]. Phạm Xuân Quế. Ứng dụng công nghệ thông tin trong tổ chức hoạt động nhận

thức vật lí tích cực, chủ động và sáng tạo. NXB ĐHSP.

[18]. Nguyễn Trọng Sửu. Hướng dẫn thực hiện chương trình sách giáo khoa lớp 12

môn vật lí. NXBGD.

[19]. Tâm lý học Liên Xô (1978), NXB Tiến bộ.

[20]. Phạm Hữu Tòng (2009), Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học vật lí. Hà

Nội.

[21]. Nguyễn Đình Trãi (2001) Năng lực tư duy lý luận cho cán bộ giảng dạy lý luận

Mác - Lênin ở các trường chính trị tỉnh, Luận án tiến sỹ triết học.

[22]. Trƣờng ĐHSP Hà Nội (2002). Phương pháp dạy học môn vật lí.

[23]. Thái Duy Tuyên (1999), Những vấn đề dạy học, những vấn đề cơ bản của giáo

dục học hiện đại. NXBGD.

[24]. Phạm Quý Tƣ- Dƣơng Trọng Bái- Vũ Thanh Khiết-Nguyễn Đức Thâm (1998),

Tài liệu sách giáo khoa thí điểm vật lí 12, ban khoa học tự nhiên. NXBGD.

[25]. Văn kiện đại hội VIII Đảng cộng sản Việt nam, NXB Chính trị Quốc gia, Hà

Nội.

[26]. Viện hàn lâm khoa học giáo dục Liên Xô, Viện hàn lâm khoa học giáo dục

CHDC Đức (1983). Phương pháp giảng dạy vật lí trong các trường phổ thông

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ở Liên Xô và cộng hòa dân chủ Đức tập 1. NXBGD.

107

PHỤ LỤC 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN MẪU: PV – B08-03

TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM

PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ THPT

Về việc dạy phần thuyết ánh sáng

(Phiếu chỉ phục vụ nghiên cứu khoa học không có mục đích đánh giá giáo viên)

1. Thông tin cá nhân:

Họ và tên: .......................................................Nam/Nữ , Tuổi: ............

Trƣờng THPT......................................................................................

Số năm giảng dạy Vật lí ở trƣờng THPT: ..................

2. Nội dung phỏng vấn:

Câu 1. Đồng chí thường sử dụng các PPDH nào khi dạy thuyết vật lí:

+ Đà m thoạ i + DH nêu vấ n đề

+ Thuyế t trì nh + DH theo nhó m

+ Làm việc với SGK

Các PP khác………………………………………………..

Câu 2: Đồng chí đã sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại nào dưới đây

trong giờ dạy thuyết Vật lí ? (Thường xuyên: (+), đôi khi: (-), không sử dụng: (o) )

- Máy vi tính và máy chiếu Projector

- Máy chiếu vật thể (camera)

- Phần mềm dạy học

- Phim học tập

Câu 3: Đồng chí nhận thấy thái độ của học sinh trong giờ dạy thuyết Vật lí như

thế nào? ( Đồng ý: (+); Không đồng ý: (o); Có thể: (-))

- Rất hăng hái, hứng thú

- Bình thƣờng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Không hăng hái

108

Câu 4. Đồng chí có yêu cầ u HS ôn tậ p cá c kiế n thứ c đã họ c đượ c sử dụ ng

nhiề u trong bà i họ c mớ i không? Có hướng dẫn HS chuẩn bị cho việc học bài mới

không?

- Ôn tậ p kiế n thƣ́ c có liên quan:

+ Thƣờ ng xuyên + Thi thoả ng + Hầ u nhƣ không

- Hƣớ ng dẫ n chuẩ n bị bà i mớ i:

+ Thƣờ ng xuyên + Thi thoả ng + Hầ u nhƣ không

Câu 5. Theo đồng chí, nguyên nhân nào dẫn đến học sinh thiếu hứng thú

trong các giờ học thuyết? ( Đồng ý: (+); Không đồng ý: (o); Có thể: (-))

- Do học sinh chƣa nắm vững kiến thức

- Do khả năng tổng hợp kiến thức còn hạn chế

- Do học sinh chƣa thấy đƣợc ý nghĩa của các kiến thức trong đời sống

- Do thói quen ỷ lại, lƣời suy nghĩ

- Do giáo viên chƣa có phƣơng pháp hợp lí

- Do các yếu tố tác động khác (gia đình, xã hội ...)

Câu 6. Đồng chí đánh giá thế nào về việc sử dụng các phương tiện dạy học

hiện đại trong dạy học thuyết vật lí?( Đồng ý: (+); Không đồng ý: (o); Có thể: (-)

- Có thể tạo hứng thú cho học sinh trong giờ học

- Phát triển đƣợc tƣ duy cho học sinh

- Tiết kiệm đƣợc thời gian khi lên lớp

- Giáo viên vất vả mà lại không cho hiệu quả cao

Câu 7. Đồng chí đánh giá như thế nào về mức độ vận dụng kiến thức của học

sinh khi học thuyết ánh sáng hiện nay?

Tốt [ ] Khá [ ] Trung bình [ ] Yếu [ ]

Câu 8. Theo đồng chí, thái độ của học sinh khi học thuyết ánh sáng?

Thích học [ ] Bình thƣờng [ ] Không thích [ ]

Câu 9. Điều kiện và mức độ sử dụng về phương tiện dạy học hiện đại của trường

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đồng chí như thế nào?

109

.......................................................................................................................................

Những ý kiến khác và đề xuất của đồng chí đối với các cấp quản lí:

.......................................................................................................................................

Câu 10. Theo kinh nghiệm, đồng chí thấy những khó khăn của GV khi dạy

thuyết ánh sáng là gì?

..................................................................................................................................

Câu 11. Trong giờ dạy vật lí, đồng chí phát triển tư duy cho học sinh bằng những

biện pháp nào?

………………………………………………………………………………...............

.......................................................................................................................................

Câu 12. Theo kinh nghiệm của đồng chí, để phát triển tư duy cho học sinh nên

dạy học phần này như thế nào?

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………… …………..……….

Ngày ..... tháng ........ năm 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Xin chân thành cảm ơn sự hợp tác, giúp đỡ của các đồng chí!

110

PHỤ LỤC 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN MẪU: PV – B08-03

TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM

PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH THPT

(Phiếu chỉ phục vụ nghiên cứu khoa học không có mục đích đánh giá học sinh,

mong các em trả lời đúng sự thật. Xin cám ơn!)

1. Thông tin cá nhân:

Họ và tên: ......................................................... Nam: Nữ:

Lớp 12...... Trƣờng THPT..................................................

2. Nội dung phỏng vấn: Em hãy điền dấu (+) vào các ô vuông mà em cho là

thích hợp để trả lời mỗi câu hỏi dƣới đây.

Câu 1. Em có thích học môn Vật lí không?

Rất thích Bình thƣờng Không thích

Câu 2. Em có thường tìm hiểu ý nghĩa của các kiến thức Vật lí được học đối với

cuộc sống không?

Thƣờng xuyên Thỉnh thoảng Chƣa bao giờ

Câu 3. Em cho rằng khả năng tự học môn Vật lí như thế nào?

Tốt Khá Trung bình Yếu

Câu 4. Đối với bộ môn Vật lí, việc chuẩn bị bài trước khi đến lớp của em như thế nào?

Chỉ học lí thuyết của bài cũ Học lí thuyết và làm bài tập của bài đã học

Chỉ làm bài tập đƣợc giao về nhà Vừa học bài cũ, vừa đọc trƣớc bài mới

Câu 5. Em có thích các giờ học có sử dụng các thiết bị dạy học hiện đại (máy vi

tính, máy chiếu, phần mềm, phim học tập ...) không?

Rất thích Hơi thích Bình thƣờng Khôngthích

Câu 6: Khi học tập có sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học trên, em thấy mức

độ hiểu bài như thế nào?

Rất dễ hiểu bài Cũng hơn khi không sử dụng thiết bị một chút

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bình thƣờng Dễ bị phân tán bởi các hình ảnh, hiệu ứng hoạt hình

111

Câu 7. Em thường học vật lí theo cách nào ?

+ Học theo SGK

+ Học theo vở ghi

+ Học hiểu, kết hợp tham khảo tài liệu

+ Học thông qua giải bài tập

+ Học kết hợp vở ghi với SGK

+ Học thuộc lòng

+ Học theo cách riêng

Câu 8. Em đã được tiếp cận với các bài học có sử dụng máy vi tính và phần mềm

dạy học chưa?

+ Đã đƣợc học. + Chƣa đƣợc học.

Câu 9 . Mục đích học môn vật lý của em là gì?

- Là môn học bắt buộc: [ ] - Kiến thức vật lý cần cho cuộc sống : [ ]

- Học để thi tốt nghiệp: [ ] - Học để thi đại học: [ ]

Ý kiến khác của em: ……………………………………………………

Câu 10. Em thường xuyên sử dụng hình thức học tập nào để nâng cao kiến thức?

Tự học: [ ] Học nhóm: [ ] Tự học kết hợp trao đổi nhóm: [ ]

Câu 11. Em hãy bày tỏ thái độ của mình khi học bài thuyết điện từ ánh sáng và

thuyết lượng tử ánh sáng.

- Rất hứng thú: [ ] - Có hứng thú: [ ]

- Bình thƣờng: [ ] - Không thích: [ ]

Câu 12. Sau khi học xong học bài thuyết điện từ ánh sáng và thuyết lượng tử

ánh sáng, em tự đánh giá năng lực vận dụng kiến thức của mình ở mức độ?

Tốt : [ ] Khá: [ ] Trung bình: [ ] Yếu: [ ]

Câu 13 . Ý kiến đóng góp của em về dạy và học môn vật lý:

………………………………………………………………………………...

………………………………………………………………………………..

Ngày ..... tháng ........ năm 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Xin chân thành cảm ơn!

112

PHỤ LỤC 3

BÀI KIỂM TRA LẦN 1

(Thời gian 15 phút)

Câu 1. Trong việc chiếu và chụp ảnh nội tạng bằng tia X, ngƣời ta phải hết sức

tránh tác dụng nào dƣới đây của tia X?

A. Khả năng đâm xuyên. B. Làm đen kính ảnh.

C. Làm phát quang một số chất. D. Hủy diệt tế bào.

Câu 2. Tia nào sau đây khó quan sát hiện tƣợng giao thoa nhất?

A. Tia hồng ngoại B. Tia tử ngoại C. Tia X D. Ánh sáng nhìn

thấy.

Câu 3. Tia nào sau đây không do các vật bị nung nóng phát ra?

A. Ánh sáng nhìn thấy B. Tia hồng ngoại C. Tia tử ngoại D. Tia

X Câu 4. Cơ thể ngƣời ở nhiệt độ 370C phát ra bức xạ nào trong các loại bức xạ sau?

A. Tia hồng ngoại B. Tia tử ngoại C. Tia X D. Ánh sáng nhìn

thấy.

Câu 5. Có thể nhận biết tia X bằng:

B. Tế bào quang điện A. Chụp ảnh

D. Tất cả các câu trên đều đúng. C. Màn huỳnh quang

Câu 6. Chọn kết luận đúng. Tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X

và tia gamma đều là

A. sóng vô tuyến, có bƣớc sóng khác nhau.

B. sóng cơ học, có bƣớc sóng khác nhau.

C. sóng ánh sáng, có bƣớc sóng giống nhau.

D. sóng điện từ có tần số khác nhau.

Câu 7. Chọn câu trả lời không đúng.

A. Tia X đƣợc phát hiện bởi nhà bác học Rownghen.

B. Tia X có năng lƣợng lớn vì có bƣớc sóng lớn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

C. Tia X không bị lệch trong điện trƣờng và trong từ trƣờng.

113

D. Tia X là sóng điện từ

Câu 8. Chọn đáp án đúng. Tia X có bƣớc sóng 0,25 nm, so với tia tử ngoại bƣớc

sóng 0,3 thì có tần số cao gấp

A. 120 lần B. 12 000 lần C. 12 lần D. 1200 lần

Câu 9. Điều nào sau đây là sai khi so sánh ti X và tia tử ngoại?

A. Tia X có bƣớc sóng dài hơn so với tia tử ngoại.

B. Cùng bản chất là sóng điện từ.

C. Đều có tác dụng lên kính ảnh.

D. Có khả năng gây phát quang cho một số chất

Câu 10. Phát biểu nào sau đây là đúng?

Tính chất quan trọng nhất của tia X, phân biệt nó với các bức xạ điện từ khác

(không kể tia gamma) là

A. tác dụng mạnh lên kính ảnh. B. khả năng ion hóa các chất khí.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

C. tác dụng làm phát quang nhiều chất. D. khả năng xuyên qua vải, gỗ,..

114

PHỤ LỤC 4

BÀI KIỂM TRA LẦN 2

(Thời gian 15 phút)

Câu 1. Nếu trong một môi trƣờng, ta biết đƣợc bƣớc sóng của lƣợng tử năng lƣợng

ánh sáng hf bằng , thì chiết suất tuyệt đối của môi trƣờng trong suốt đó bằng bao

nhiêu?

A. B. C. D.

Câu 2. Công thoát electron của một kim loại là A, giới hạn quang điện là . Khi

chiếu vào bề mặt kim loại đó bức xạ có bƣớc sóng là thì động năng ban

đầu cực đại của electron quang điện bằng

A. B. 2A C. A/2 D. A

Câu 3. Chọn câu trả lời không đúng. Các hiện tƣợng liên quan đến tính chất lƣợng

tử của ánh sáng là:

A. Hiện tƣợng quang điện B. Sự phát quang của các chất

C. Hiện tƣợng tán sắc ánh sáng D. Tính đâm xuyên

Câu 4. Vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron khi bứt khỏi kim loại phụ

thuộc vào.

A. Kim loại dùng làm catot

B. Số phôtôn chiếu đến catot trong một giây

C. Bƣớc sóng của bức xạ tới

D. Kim loại dùng làm catot và bƣớc sóng của bức xạ tới.

Câu 5. Chọn câu trả lời không đúng

A. Anhxtanh cho rằng ánh sáng gồm những hạt riêng biệt gọi là phôtôn

B. Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền hoàn toàn năng lƣợng của nó cho một electron

C. Các định luật quang điện hoàn toàn phù hợp với tính chất sóng ánh sáng

D. Thuyết lƣợng tử do Planck đề xƣớng.

Câu 6. Chọn câu đúng. Công thoát của electron của kim loại là:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

A. Năng lƣợng tối thiểu để ion hóa nguyên tử kim loại

115

B. Năng lƣợng tối thiểu để bứt nguyên tử ra khỏi kim loại

C. Năng lƣợng cần thiết để bứt electron

D. Năng lƣợng của phôtôn cung cấp cho nguyên tử kim loại.

Câu 7. Ánh sáng truyền đi, các lƣợng tử năng lƣợng

A. không thay đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách nguồn sáng xa hay gần.

B. thay đổi, phụ thuộc vào khoảng cách nguồn sáng xa hay gần.

C. thay đổi tùy theo ánh sáng truyền trong môi trƣờng nào.

D. không thay đổi khi ánh sáng truyền trong chân không.

Câu 8. Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào:

A. Tần số của ánh sáng kích thích. B. Bản chất của kim loại.

C. Bƣớc sóng của ánh sáng kích thích. D. Cƣờng độ của ánh sáng kích thích.

Câu 9. Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 . Công thoát của electron khỏi

đồng là.

A. 4,14 eV B. 3,9 eV C. 4,5 eV D. 3 eV

Câu 10. Công thức Anhxtanh về hiện tƣợng quang điện là

A. B.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

C. D.

116

PHỤ LỤC 5

PHIẾU HỌC TẬP

Phiếu học tập 1

Câu 1. Chọn câu phát biểu sai về tia tử ngoại.

A. Tia tử ngoại có khả năng ion hóa không khí.

B. Tia tử ngoại tác dụng mạnh lên kính ảnh.

C. Tia tử ngoại là bức xạ điện từ không nhìn thấy, có bƣớc sóng lớn hơn 0,4 .

D. Tia tử ngoại dùng chữa bệnh còi xƣơng, diệt khuẩn.

Câu 2. Tia tử ngoại không có tác dụng nào sau đây?

A. Tác dụng quang điện.

B. Tác dụng chiếu sáng.

C. Tác dụng kích thích sự phát quang.

D. Tác dụng sinh lí.

Câu 3. Chọn câu phát biểu sai về tia hồng ngoại.

A.Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt.

B. Tia hồng ngoại làm ion hóa chất khí.

C. Tia hồng ngoại tác dụng lên kính ảnh.

D. Tia hồng ngoại do mọi vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trƣờng phát ra.

Câu 4. Căn cứ vào đâu ta khẳng định đƣợc tia hồng ngoại, tia tử ngoại cùng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

bản chất với ánh sáng thông thƣờng?

117

Phiếu học tập 2

Câu 1. Tia X là:

A. Dòng hạt mang điện tích.

B. Sóng điện từ có bƣớc sóng rất ngắn.

C. Sóng điện từ có bƣớc sóng dài.

D. Bức xạ nhìn thấy đƣợc.

Câu 2. Tia X đƣợc ứng dụng trong máy chiếu X quang dựa vào các tính chất

nào?

A. Có khả năng đâm xuyên mạnh.

B. Hủy hoại tế bào, làm ion hóa chất khí.

C. Tác dụng mạnh lên phim ảnh.

D. Cả A và C.

Phiếu học tập 3

Câu 1. Chọn câu sai. Các hiện tƣợng liên quan đến tính chất lƣợng tử của ánh

sáng là:

A. Hiện tƣợng quang điện. B. Sự phát quang của các chất.

C. Hiện tƣợng tán sắc ánh sáng. D. Tính đâm xuyên.

Câu 2. Chiếu một bức xạ đơn sắc có bƣớc sóng 0,5 vào một tế bào quang

điện là 0,66 . Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là?

A. 2,5.105m/s B. 3,7.105m/s C. 4,6.105m/s D. 5,2.105m/s

Câu 3. Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lƣợng

A. của mọi phôtôn đều bằng nhau.

B. của một phôtôn bằng một lƣợng tử năng lƣợng.

C. giảm dần, khi phôtôn càng rời xa nguồn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

D. của phôtôn không phụ thuộc bƣớc sóng.

Luận văn thạc sỹ khoa học giáo dục: Xây dựng tiến trình dạy học các thuyết về ánh sáng (Vật lí 12 nâng cao) theo hướng phát triển năng lực tư duy cho học sinh

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC THUYẾT

VỀ ÁNH SÁNG (VẬT LÍ 12 NÂNG CAO) THEO HƢỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC THUYẾT

VỀ ÁNH SÁNG (VẬT LÍ 12 NÂNG CAO) THEO HƢỚNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CHO HỌC SINH

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHUNG

Chương 2

XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC THUYẾT VỀ ÁNH

SÁNG (vật lí 12 nâng cao) THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

TƢ DUY CHO HỌC SINH

2.1. Mộ t số vấ n đề về thuyế t vậ t lí .

Bài 41. TIA X. THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG. THANG SÓNG

ĐIỆN TỪ

* Kiểm tra bài cũ:

+

-

N

S

CHƢƠNG III: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

KẾT LUẬN CHUNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Có thể bạn quan tâm

Hoàn thiện hệ thống pháp lý cho sự phát triển hệ sinh thái khởi nghiệp sáng tạo trong trường đại học

Quy trình thiết kế và thử nghiệm một số bản đồ nổi hỗ trợ dạy học Lịch sử và Địa lí cho học sinh khiếm thị

Giải pháp phát huy tính chủ động, tích cực lĩnh hội tri thức của sinh viên Trường Đại học Duy Tân

Thân giáo trong Phật giáo dưới góc nhìn Lý thuyết học tập xã hội và hình mẫu người thầy trong xã hội hiện đại

Nghiên cứu nội dung giảng dạy văn hóa Hàn Quốc cho sinh viên ngành tiếng Hàn dựa trên nghiên cứu của Kim Jinho

Khảo sát động cơ học tập của sinh viên Điều dưỡng tại Trường Đại học Duy Tân

Giảng dạy pháp luật quyền tác giả trong các trường đại học Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Quản lý hoạt động phát triển nhận thức cho trẻ mẫu giáo ở các trường mầm non, huyện Hoàng Su Phì, tỉnh Hà Giang

Biện pháp quản lý hoạt động tự học của học sinh ở các trường trung học cơ sở huyện Chương Mỹ, Thành phố Hà Nội

Tham gia chương trình Erasmus+ quy trình đăng ký và kinh nghiệm từ thực tiễn

Giải pháp mở ngành mới nhằm tăng sức hút tuyển sinh tại trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh

Kinh nghiệm áp dụng phương pháp lồng ghép kỹ năng giải quyết vấn đề vào giảng dạy pháp luật đại cương tạo trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh

Giải pháp nâng cao năng lực số của giảng viên trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh trong bối cảnh chuyển đổi số giáo dục

Nâng cao hiệu quả công tác nắm bắt chính trị, tư tưởng cho sinh viên trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh thông qua hoạt động đối thoại đa chiều

Định hướng kiểm định chất lượng CTĐT tại trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh theo Thông tư 04/2025/TT-BGDĐT

Cơ sở lí thuyết và ứng dụng hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong dạy học Vật lí bậc trung học phổ thông

Sử dụng phần mềm Azota vào kiểm tra đánh giá thường xuyên trong dạy học đọc hiểu văn bản

The Impact of ChatGPT and AI on Higher Education in Vietnam

Thực trạng và giải pháp nâng cao hiệu quả giảng dạy cho giáo viên Mĩ thuật bậc trung học cơ sở tại thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai hiện nay

Các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định đi làm thêm trong thời gian học tập của sinh viên Khoa Kinh tế, Trường Đại học Đồng Nai

Tài liêu mới

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng thuật toán thích nghi và học tăng cường cấu trúc Actor - Critic điều khiển bám quỹ đạo cho robot di động đa hướng mecanum

Luận án Tiến sĩ: Cơ cấu bệnh tim mạch và chất lượng cuộc sống của người cao tuổi mắc suy tim, rung nhĩ điều trị tại Bệnh viện Thống Nhất, thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin cho quá trình học liên kết dựa trên mật mã

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Phát triển năng lực đánh giá công nghệ cho học sinh trong dạy học môn Công nghệ 11 ở trường trung học phổ thông

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phân loại chi cầu diệp – Bulbophyllum Thouars (Orchidaceae) ở vùng Tây Nguyên bằng phương pháp hình thái và phân tử

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đặc điểm phân bố và dinh dưỡng của các loài lưỡng cư ở Vườn Quốc gia Bến En và Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnh Thanh Hóa

Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp luật dẫn và điều khiển cho một lớp tên lửa đối hải trên cơ sở ứng dụng mạng nơ ron và hệ mờ

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp hệ điều khiển góc Pitch tua bin gió trong điều kiện có nhiễu tác động

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hóa học lipid của hai loài san hô thủy tức Millepora dichotoma và Millepora platyphylla ở Việt Nam

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu kiểm soát phân phối công suất kéo trên cầu chủ động của ô tô con bằng ABS

Luận án Tiến sĩ: Ứng dụng phản ứng Domino vào tổng hợp các dẫn xuất Podophyllotoxin, Pyrimidine và đánh giá hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học của cây chùm ngây (Moringa oleifera)

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng ức chế ăn mòn cho thép của cao chiết xuất từ cây Lộc vừng thuộc họ Lecythidaceae

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật