ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

MÔNG THỊ NHUNG

TỔ CHỨC DẠY CHƯƠNG “KHÚC XẠ ÁNH SÁNG”
- VẬT LÝ 11 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TÔ VĂN BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình đề tài nghiên cứu này là của tôi, do
chính tôi viết, nghiên cứu và hoàn thành chưa được công bố ở đâu trên bất
kì tạp chí nào.
Thái Nguyên, tháng 9 năm 2016
Tác giả luận văn

Mông Thị Nhung

i


LỜI CẢM ƠN

1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 3
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu................................................................. 4
4. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 4
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 4
6. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 4
7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 5
8. Đóng góp của đề tài ......................................................................................... 5
9. Bố cục của luận văn ......................................................................................... 5
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ...... 6

1.1. Năng lực........................................................................................................ 6
1.1.1. Khái niệm năng lực.................................................................................... 6
1.1.2. Sự hình thành và phát triển năng lực ......................................................... 6
1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý .......................................... 9
1.2. Năng lực thực nghiệm ................................................................................ 16
1.2.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm. ....................................................... 16
1.2.2. Các thành tố của năng lực thực nghiệm .................................................. 16
1.3. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực thực nghiệm cho
học sinh .................................................................................................. 19
iii


1.3.1. Làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu............................................................ 19
1.3.2. Hướng dẫn học sinh đề xuất phỏng đoán (giả thuyết)............................. 19
1.3.3. Rút ra hệ quả từ giả thuyết cần kiểm tra ................................................. 20
1.3.4. Đề xuất phương án thí nghiệm và kế hoạch thực hiện ............................ 20
1.3.5. Nhận xét và rút ra kết luận .................................................................... 21
1.3.6. Một số chú ý ............................................................................................ 22

3.3.3. Phương pháp TNSP ................................................................................. 51
3.4. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ................................ 52
3.4.1. Các tiêu chí đánh giá ............................................................................... 52
3.4.2. Việc xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm. [2] ......................... 53
3.5. Kết quả của thực nghiệm sư phạm ............................................................. 54
3.5.1. Đánh giá sự hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm ................... 54
3.5.2. Kết quả định lượng .................................................................................. 57
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ................................................................................... 65
KẾT LUẬN CHUNG ......................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 68
PHỤ LỤC ...............................................................................................................

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ĐHSP

: Đại học Sư phạm

ĐHTN

: Đại học Thái Nguyên

GV

: Giáo viên

HS

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ
các năng lực chung [3, tr.46-48].......................................................... 9
Bảng 1.2: Năng lực chuyên biệt môn vật lý. [3, tr. 50-52]................................ 12
Bảng 1.3: Các cấp độ năng lực. [3, tr.52-54] .................................................... 14
Bảng 1.4: Số liệu đo quãng đường và thời gian của chuyển động rơi tự do ..... 18
Bảng 1.5: Ma trận đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh ...................... 23
Bảng 2.1: Kết quả góc tới i và góc khúc xạ r khi tia sáng truyền qua khối
bán trụ ................................................................................................ 36
Bảng 2.2: Kết quả tính sini, sinr và sini/sinr ..................................................... 38
Bảng 2.3: Kết quả sự truyền của tia sáng vào môi trường chiết quang kém hơn .......... 45
Bảng 3.1: Chất lượng học tập môn vật lý lớp thực nghiệm và lớp đối chứng .......... 51
Bảng 3.2: Thang xếp loại điểm kiểm tra ........................................................... 52
Bảng 3.3: Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của nhóm lớp thực
nghiệm trong quá trình lên lớp .......................................................... 55
Bảng 3.4: Kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của nhóm lớp đối
chứng và nhóm lớp thực nghiệm qua bài tập thực hành ................... 56
Bảng 3.5: Thống kê các loại điểm của bài kiểm tra .......................................... 58
Bảng 3.6: Kết quả xếp loại điểm kiểm tra ....................................................... 58
Bảng 3.7: Phân phối tần suất điểm kiểm tra ...................................................... 59
Bảng 3.8: Lũy tích điểm kiểm tra của hai nhóm ............................................... 60
Bảng 3.9: Kết quả các thông số thống kê của bài kiểm tra ............................... 62

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1: Bộ thí nghiệm rơi tự do - vật lý 10 ................................................... 18
Hình 2. 1: Sơ đồ cấu trúc chương khúc xạ ánh sáng. ........................................ 30
Hình 2. 2: Dụng cụ thí nghiệm giảng dạy bài khúc xạ ánh sáng. ...................... 32

Đảng và Nhà nước luôn khẳng định quan điểm coi con người là trung
tâm của sự phát triển, của công cuộc xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Hiện nay,
trong điều kiện đẩy mạnh công nghiệp hoá và hội nhập quốc tế, phát triển nhân
lực được coi là một trong ba khâu đột phá của chiến lược chuyển đổi mô hình
phát triển kinh tế xã hội của đất nước; đồng thời, phát triển nhân lực trở thành
nền tảng phát triển bền vững và tăng lợi thế cạnh tranh quốc gia.
Để có nguồn năng lực đảm bảo yêu cầu hội nhập, phát triển đất nước,
Đảng và Nhà nước ta đã đưa ra 4 giải pháp phát triển nguồn nhân lực giai đoạn
2015 - 2020. Trong 4 giải pháp đó có giải pháp đổi mới Giáo dục và Đào tạo,
đây là giải pháp then chốt, giải pháp chủ yếu để phát triển nhân lực Việt Nam
trong giai đoạn từ nay đến 2020 và những thời kỳ tiếp theo.
Nghị quyết số 29NQ/TƯ ngày 04/11/2013 của Hội nghị Trung ương 8
khoá XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu
công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã
hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế nói rõ: Về mục tiêu giáo dục phổ thông: “
Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân,
phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh.
Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền
thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành,
1


vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến
khích học tập suốt đời. Về nhiệm vụ, giải pháp: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ
phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động,
sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ
áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến
khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng,
phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học
tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy

phương tiện của hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh tìm kiếm, thu
nhận và kiểm tra các kiến thức khoa học cần thiết. Việc sử dụng thí nghiệm trong
dạy học vật lý là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất
lượng dạy học, góp phần rèn luyện hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng
tạo của học sinh. Thông qua thí nghiệm, HS có thể tác động có chủ định, có hệ
thống vào các đối tượng của hiện thực khách quan, qua đó học sinh có thể thu
nhận được tri thức mới, giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, đặc biệt là kĩ
năng, kĩ xảo thực hành, củng cố niềm tin khoa học, hình thành thế giới quan
duy vật biện chứng.
Là giáo viên đang dạy học ở tỉnh miền núi - Cao Bằng, tôi nhận thấy, đa
số học sinh THPT miền núi sinh sống trong vùng có điểu kiện kinh tế - xã hội
và cơ sở vật chất còn nhiều khó khăn, việc hình thành và phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh còn nhiều hạn chế và chưa được chú trọng. Do đó ở
đa số các em năng lực thực nghiệm chưa được hình thành, hoặc có hình thành
nhưng không được hệ thống và phát triển.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu:
Tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11 nhằm phát triển
năng lực thực nghiệm cho học sinh THPT.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu về tổ chức dạy chương “khúc xạ ánh sáng” - Vật lý 11
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh trung học phổ thông. Qua

3


đó giúp học sinh hình thành, phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên
biệt trong học tập môn Vật lý, nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Việc phát triển năng lực thực nghiệm thông qua thí nghiệm vật lý trong
trường phổ thông.

7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Nghiên cứu thực tiễn thông qua điều tra, quan sát, trao đổi với học sinh,
giáo viên về thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh THPT.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm tiến trình dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11
(cơ bản) có sử dụng thí nghiệm để hình thành và phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh THPT.
Sử dụng phương pháp thống kê trong nghiên cứu khoa học giáo dục để
xử lý kết quả thực nghiệm thu được.
8. Đóng góp của đề tài
- Góp phần củng cố, hệ thống hóa cơ sở lý luận về phát triển năng lực
thực nghiệm cho học sinh phổ thông miền núi.
- Xây dựng phương pháp hình thành và phát triển năng lực thực nghiệm
cho học sinh thông qua thí nghiệm.
- Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên dạy bộ
môn Vật lý ở các trường trung học phổ thông.
9. Bố cục của luận văn
Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh trong quá trình dạy học vật lý.
Chương II: Tổ chức dạy học chương “khúc xạ ánh sáng” - vật lý 11
nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh miền núi.
Chương III: Thực nghiệm sư phạm.

5


Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội.
( />1.1.2.1. Yếu tố sinh học
Di truyền có vai trò quan trọng trong sự hình thành năng lực. Di truyền là
sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã có ở cha mẹ, là sự truyền lại từ
cha mẹ đến con cái những đặc điểm và những phẩm chất nhất định đã được ghi
lại trong hệ thống gen. Những đặc điểm về giải phẫu sinh lí, nhất là về hệ thần
kinh cao cấp của con người được gọi là “tư chất”. Di truyền tạo ra những điều
kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có kết qủa trong lĩnh vực nhất định.
Tuy nhiên, di truyền không thể qui định những giới hạn tiến bộ của xã hội loài
người nói chung và của từng người nói riêng.
1.1.2.2. Yếu tố hoạt động của chủ thể
Như đã nói ở trên, năng lực không có sẵn trong con người. Con người
bằng hoạt động của chính mình mà chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạt động
của các thế hệ đi trước, biến thành năng lực của chính mình. Rất nhiều nhà
khoa học, nghệ sĩ hoạt động rất thành công trong một lĩnh vực nào đó, một
phần rất quan trọng là do đã tiếp thu được những kinh nghiệm sáng tạo của biết
bao thế hệ đi trước. Nhiều nhà khoa học lỗi lạc đều cho rằng thiên tài chín
mươi chín phần trăm là do lao động, chỉ có một phần trăm là do bẩm sinh ví
như Thomas Edison nói “thiên tài một phần trăm là cảm hứng và chín mươi
chín phần trăm là mồ hôi”. Tuỳ theo đặc điểm của loại hình hoạt động của con
người mà các yếu tố bẩm sinh có thể phát triển mạnh theo hướng này hay
hướng khác hoặc có thể bị thui chột đi. Như vậy, hoạt động của chủ thể có ý
nghĩa quyết định đối với việc hình thành năng lực.
7


1.1.2.3. Yếu tố môi trường xã hội
Môi trường xã hội là hệ thống các quan hệ chính trị, kinh tế, tư tưởng,…
được thiết lập trong xã hội. Những bộ phận của môi trường thường có tác động
mạnh mẽ đến con người là gia đình, trường học, bạn bè, người xung quanh, cơ

1.1.3. Các năng lực chuyên biệt trong bộ môn vật lý
Có nhiều quan điểm xây dựng chuẩn các năng lực chuyên biệt trong dạy
học từng môn. Ở đây chúng tôi trình bày hai quan điểm xây đựng các năng lực
chuyên biệt trong dạy học vật lý .
1.1.3.1. Xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực chung
Năng lực chung là các năng lực mà toàn bộ quá trình giáo dục ở trường
phổ thông đều phải hướng tới để hình thành ở HS. Từng môn học sẽ xác định
sự thể hiện cụ thể của các năng lực chung ở trong môn học của mình.
Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt trong môn vật lý được cụ thể hóa từ
các năng lực chung [3, tr.46-48]
Stt

Năng lực
chung

Năng lực trong môn Vật lí

Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân:
1

Năng
học

lực

tự - Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế
hoạch có hiệu quả
- Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của
các ứng dụng kĩ thuật
- Đánh giá được mức độ chính xác nguồn thông tin

đường

thực đã đặt ra.

nghiệm

hay - Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng

còn gọi là năng suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm.
lực

thực - Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được

nghiệm)
3

- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được

Năng lực sáng - Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả
tạo

thuyết (hoặc dự đoán)
- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu
- Giải được bài tập sáng tạo
- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề một cách
tối ưu

4

Năng

Stt

Năng lực trong môn Vật lí

chung

Nhóm năng lực công cụ (Các năng lực này sẽ được hình thành trong quá trình hình
thành các năng lực ở trên)
7

Năng lực sử dụng - Sử dụng một số phần mềm chuyên dụng (maple,
công nghệ thông tin coachs…) để mô hình hóa quá trình vật lí
và

truyền

thông - Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô tả đối tượng

(ICT)
8

vật lí

Năng lực sử dụng - Sử dụng ngôn ngữ vật lí, ngôn ngữ toán học để diễn
ngôn ngữ

tả quy luật vật lí
- Sử dụng bảng biểu, đồ thị để diễn tả quy luật vật lí
- Đọc hiểu được đồ thị, bảng biểu


từng thành tố hoặc đồng thời nhiều thành tố của năng lực, tuy nhiên để việc đánh
giá được chính xác và có độ tin cậy cao, ta đánh giá càng ít thành tố càng tốt.
Sau khi phân chia năng lực thành các thành phần như vậy, ta tổng hợp
được nhóm các năng lực thành phần cần phải hình thành và phát triển trong
môn Vật lí nói chung và ở cấp THCS nói riêng, theo bảng 1.2.
Bảng 1.2: Năng lực chuyên biệt môn vật lý. [3, tr. 50-52]
Nhóm năng lực

Năng lực thành phần trong môn Vật lí

thành phần
Nhóm NLTP

HS có thể:

liên quan đến

- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định

sử dụng kiến

luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

thức vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí
- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ
học tập
- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp,
đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn


thức vật lí
12


Nhóm năng lực

Năng lực thành phần trong môn Vật lí

thành phần

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong
học tập vật lí.
- P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí
- P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm
tra được.
- P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử
lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét.
- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng
đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
Nhóm NLTP

HS có thể

trao đổi thông

- X1: trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí

tin


-

cá nhân

độ của cá nhân trong học tập vật lí
-

C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng , thái
C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế

hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân.
-

C3: chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm

vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài
môn Vật lí
-

C4: so sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải

pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường
-

C5: sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức

độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của
các công nghệ hiện đại
-



thức

tải kiến thức

thức

Tái hiện lại được
các

kiến

thứcvà

đối tượng vật lí cơ
bản

- Xác định và sử dụng

- Vận dụng kiến thức

kiến thức vật lí trong

trong tình huống có

tình huống đơn giản.

phần mới mẻ.

- Sử

mô hình
hóa)

PI Mô tả lại các
phương
pháp
chuyên biệt
- Áp dụng, mô tả
các phương pháp
vật lí, đặc biệt là
phương pháp thực
nghiệm.

PII Sử dụng các
phương pháp chuyên
biệt
- Sử dụng các chiến
lược giải bài tập.
- Lập kế hoạch và
tiến hành thí nghiệm
đơn giản.
- Mở rộng kiến thức
theo hướng dẫn.

PIII Lựa chọn và vận
dụng các phương pháp
chuyên biệt để giải
quyết vấn đề
- Lựa chọn và áp dụng
một cách có mục đích


XIII Tự lựa chọn cách
diễn tả và sử dụng
- Lựa chọn, vận dụng
và phản hồi các hình
thức diễn tả một cách
có tính toán và hợp lí.
- Thảo luận về mức
độ giới hạn mù hợp
của một chủ đề.

Năng lực cá
thể

CI
- Áp dụng sự
đánh giá có sẵn.
- Nhận thấy tác
động của kiến thức
vật lý.
- Phát biểu được
bối cảnh công
nghệ
đơn giản
dưới nhãn quan vật
lý.

CII
- Bình luận những
đánh giá đã có.

hệ mật thiết với các năng lực khác. Nhiều thành tố của năng lực thực nghiệm
cũng là các thành tố của các năng lực khác, đặc biêt là năng lực giải quyết vấn
đề, năng lực sáng tạo. Rèn luyện năng lực thực nghiệm cho học sinh sẽ góp
phần quan trong vào việc rèn luyện nhiều năng lực cho học sinh trong dạy học
vật lý.
1.2. Năng lực thực nghiệm
1.2.1. Khái niệm về năng lực thực nghiệm
Năng lực thực nghiệm là năng lực thuộc nhóm năng lực về phương pháp.
Từ khái niệm năng lực và khái niệm thực nghiệm, có thể định nghĩa: Năng lực
thực nghiệm của học sinh là khả năng vận dụng phương pháp thực nghiệm
trong dạy học vật lý để giải quyết nhiệm vụ học tập một cách có hiệu quả nhất.
Năng lực thực nghiệm vật lí là một trong những năng lực chuyên biệt của bộ
môn vật lí. Năng lực thực nghiệm vật lí có thể hiểu là khả năng vận dụng các
kiến thức, thái độ, kỹ năng thực nghiệm trong lĩnh vực vật lí để giải quyết các
vấn đề đặt ra trong giờ học và trong thực tiễn. Trong dạy học vật lý ở trường
phổ thông, bồi dưỡng NLTN cho HS là việc hết sức cần thiết. [9], [12], [14]
1.2.2. Các thành tố của năng lực thực nghiệm
1.2.2.1. Nhân ra vấn đề cần nghiên cứu
Dựa vào kinh nghiệm trong cuộc sống hàng ngày (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, dưới sự chỉ đạo của giáo viên, học sinh nêu ra vấn đề cần
nghiên cứu. Cụ thể là:
- Huy động được các kiến thức vật lí liên quan đến vấn đề cần khảo sát.

16