BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ QUỲNH LÊ

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG
NGOẠI KHOÁ PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÝ 11 THPT

Chuyên ngành:

Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

Mã số:

60 14 0111

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN NGỌC LÊ NAM

Huế, Năm 2014

i


i


iii

NỘI DUNG.............................................................................................................
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ
CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ.....................................................
CHƯƠNG 2. SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG TỔ CHỨC...........................
HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ PHẦN QUANG HÌNH HỌC............................
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.........................................................
KẾT LUẬN............................................................................................................

1


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

HĐNK


Trang

Bảng 3.1

Số liệu HS các nhóm TNg và ĐC

68

Bảng 3.2

Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra

71

Bảng 3.3

Bảng phân phối tần suất

71

Bảng 3.4

Bảng phân phối tần suất tích lũy

71

Bảng 3.5

Bảng các tham số thống kê


48

Hình 2.3

Hình minh hoạ TN 7 trong hệ thống TN phần hội thi vật lý

48

Hình 2.4

Hình minh hoạ TN 8 trong hệ thống TN phần hội thi vật lý

49

Hình 2.5

Hình minh hoạ TN 10 trong hệ thống TN phần hội thi vật lý

50

Hình 2.6

Hình minh hoạ TN 12 trong hệ thống TN phần hội thi vật lý

50

Hình 2.7

Hình minh hoạ TN 13 trong hệ thống TN phần hội thi vật lý


Quy trình tổ chức HĐNK vật lý

21

Sơ đồ 1.2

Qui trình sử dụng TN trong tổ chức HĐNK

31

Sơ đồ 2.1

Cấu trúc logic nội dung phần Quang hình học

39

Sơ đồ 2.2

Quy trình xây dựng hệ thống TN sử dụng trong tổ chức
HĐNK

43

Sơ đồ 2.3

Quy trình thiết kế phương án tổ chức HĐNK có sử dụng TN

54

3

có ý nghĩa và vị trí quan trọng đối với việc bồi dưỡng cho HS phương pháp tự học,

4


rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tạo nên hứng thú và niềm tin
học tập cho HS.Tuy nhiên, ở các trường trung học phổ thông (THPT) hiện nay vẫn
chưa coi trọng đúng mức HĐNK. Đặc trưng của bộ môn vật lý là một môn khoa học
thực nghiệm (TNg). Vì vậy đòi hỏi GV vật lí phải tăng cường sử dụng TN trong quá
trình dạy học. Đó là một yếu tố có tính bắt buộc đối với chiến lược đổi mới phương
pháp dạy học vật lý hiện nay. Vì vậy, trong tổ chức HĐNK cần tăng cường sử dụng
hợp lí và hiệu quả các TN nhằm nâng cao hiệu quả quá trình dạy học vật lý ở trường
THPT.
Đặc biệt, phần Quang hình học Vật lý lớp 11 THPT là một phần có rất nhiều
ứng dụng trong cuộc sống và có nhiều hiện tượng vật lý khá gần gũi với các em HS.
Nhưng lượng kiến thức của chương lại khá nhiều, trong thời lượng học ở trên lớp
thì HS khó có thể hiểu sâu rộng về vấn đề này.Vậy GV cần tổ chức các HĐNK cho
HS trong đó có sử dụng các TN vật lý để nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học
phần Quang hình học. Xuất phát từ những yêu cầu và nhận định trên, chúng tôi
chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm trong tổ chức hoạt động ngoại khoá phần
Quang hình học Vật lý 11 THPT” làm luận văn tốt nghiệp cho mình.
2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng được qui trình sử dụng TN vào tổ chức HĐNK và vận dụng được
qui trình đó vào thiết kế một số phương án tổ chức HĐNK trong phần Quang hình
học Vật lý 11 THPT.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được qui trình sử dụng TN vào tổ chức HĐNK đồng thời vận
dụng được qui trình đó vào thiết kế một số phương án NK phần Quang hình học Vật
lý 11 và thực hiện theo các phương án đó thì sẽ phát huy được tính tích cực học tập,
kích thích sự hứng thú và tạo niềm tin cho HS đối với môn Vật lý, góp phần nâng

đã có rất nhiều công trình, đề tài nghiên cứu về những vấn đề này.
PGS.TS Lê Công Triêm đã đề cập đến khái niệm TN ảo, khái niệm mô phỏng
và vai trò của nó trong dạy học vật lý ở bài báo “Sử dụng thí nghiệm mô phỏng và
thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí”.
PGS.TS Lê Văn Giáo với “Thí nghiệm và các phương tiện trực quan trong
dạy học vật lí”; các luận án tiến sĩ của Huỳnh Trọng Dương “Nghiên cứu xây dựng
và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
trong dạy học vật lí ở trường trung học cơ sở”; Đồng Thị Diện với đề tài “Xây dựng
và sử dụng một số thí nghiệm đơn giản trong dạy học kiến thức thuộc phần cơ học

6


lớp 6 theo định hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực tự lực sáng tạo của
học sinh” cũng đề cập khá nhiều đến việc sử dụng TN trong dạy học.
PGS.TS Trần Huy Hoàng thông qua đề tài “Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm
với sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học một số kiến thức Cơ học và Nhiệt học
trung học phổ thông” đã sử dụng máy tính để khai thác các TN dưới dạng mô
phỏng, ảo của phần cơ học, nhiệt học và sử dụng trong dạy học.
Ngoài ra còn có một số luận văn thạc sĩ đề cập đến sử dụng TN trong dạy học
như Nguyễn Đức Phước, Nguyễn Thị Liên…các tác giả đã sử dụng TN theo hướng
tăng cường bài tập TN và TN vật lý ở nhà trong dạy học. Các luận văn của Mai
Khắc Dũng, Trương Công Phi, Nguyễn Thị Hồng Lê, Nguyễn Thị Hoài Thu, Phạm
Thị Mỹ Hạnh, Lương Thị Thanh Thanh, Lê Thị Hạnh...tập trung nghiên cứu khai
thác và sử dụng TN tự tạo theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS
hoặc khắc phục những quan niệm sai lầm của HS trong dạy học vật lý.
Bên cạnh đó, có nhiều nhà nghiên cứu đã quan tâm tìm hiểu đến vấn đề tổ
chức HĐNK cho HS như:
Trong luận văn của Nguyễn Lâm Đức với đề tài “Nghiên cứu xây dựng một số
phương án dạy học ngoại khóa phần Điện học lớp 11 trung học phổ thông”, Đại

GD&ĐT có liên quan đến tiến trình đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận, những tài liệu, ý kiến của các nhà khoa học giáo
dục về vấn sử dụng TN trong tổ chức HĐNK cho HS THPT.
8.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Điều tra, thăm dò ý kiến, trao đổi với cán bộ quản lí, GV bộ môn và HS
của một số trường THPT để nắm bắt về thực trạng sử dụng TN trong tổ chức
HĐNK phần Quang hình học, từ đó đánh giá trình độ nhận thức của HS, phát hiện
các sai lầm, nhu cầu nhận thức từ cuộc sống thực tế của HS.
8.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành TNSP có đối chứng (ĐC) tại trường THPT Nguyễn Huệ, thị xã
Quảng Trị, tỉnh Quảng Trị.
- Kiểm tra đánh giá hiệu quả các phương án đã đề xuất, kiểm tra tính đúng đắn
của giả thuyết khoa học của đề tài.
8.4. Phương pháp thống kê toán học
- Sử dụng phương pháp thống kê toán học để trình bày kết quả TNSP và kiểm
định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm TNg và
ĐC.

8


9. Cấu trúc của luận văn
MỞ ĐẦU
NỘI DUNG
Chương 1. Cơ sở của việc sử dụng thí nghiệm trong tổ chức hoạt động
ngoại khoá
Chương 2. Sử dụng thí nghiệm trong tổ chức hoạt động ngoại khoá phần
Quang hình học
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
KẾT LUẬN

trình hoạt động chung đó, người GV đóng vai trò lãnh đạo, tổ chức, điều khiển hoạt
động nhận thức của HS để giúp HS tự khám phá ra tri thức. Phối hợp với hoạt động
dạy của GV, HS tự giác, tích cực chủ động tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động của
mình nhằm nắm vững tri thức, hình thành kỹ năng, kỹ xảo phát triển năng lực nhận

10


thức, đặc biệt là năng lực tư duy sáng tạo, hình thành cơ sở thế giới quan khoa học
và những phẩm chất đạo đức của con người mới.
Vậy, quá trình dạy học là quá trình hoạt động chung, trong đó dưới sự lãnh
đạo, tổ chức điều khiển của GV, HS tự giác tích cực chủ động tự tổ chức, tự điều
khiển hoạt động nhận thức của mình nhằm đạt được những mục đích dạy học.
Hay nói cách khác, bản chất của hoạt động dạy học chính là việc tổ chức hoạt
động nhận thức cho HS. [22]
1.1.2. Khái niệm hoạt động ngoại khóa
HĐNK là một trong những hoạt động giáo dục quan trọng ở trường phổ thông.
Là các hoạt động nằm ngoài chương trình học chính khoá, thường mang tính chất tự
nguyện hơn là bắt buộc, là một hoạt động không đặt sự giảng dạy của GV lên hàng
đầu mà xem trọng hoạt động tự giác, sự vận dụng sáng tạo của HS. Các HĐNK giúp
cho HS cũng cố, đối chiếu những kiến thức đã được học và giúp các em phát huy
cao độ tích cực, chủ động sáng tạo trong việc tiếp thu tri thức mới. [9]
Do sự hạn chế của thời gian lên lớp trong chương trình chính khoá, đồng thời
với sự gia tăng không ngừng của tri thức đã làm xuất hiện mâu thuẫn giữa nhu cầu
nhận thức của HS với tính kế hoạch của chương trình. Để giải quyết mâu thuẩn này,
người ta tổ chức các HĐNK nhằm tạo điều kiện cho mỗi HS có thể mở rộng đào sâu
kiến thức, tạo hứng thú học tập, phát triển năng lực cá nhân, kích thích thiên hướng
của HS về một mặt hoạt động nào đó.
1.1.3. Đặc điểm của hoạt động ngoại khóa
- HĐNK được thực hiện ngoài giờ học, nó không mang tính bắt buộc, đáp ứng

nâng cao chất lượng giảng dạy vật lý ở trường phổ thông, đặc biệt là rèn luyện năng
lực sáng tạo, hình thành thái độ học tập tích cực. NK vật lý là phương tiện để phát
hiện, phát huy năng lực, năng khiếu của HS, làm tăng hứng thú và thiên hướng của
HS về một hoạt động, kiến thức, lĩnh vực nào đó. NK vật lý có tác dụng cả 3 mặt
của mục tiêu dạy học: giáo dục, giáo dưỡng và giáo dục kĩ thuật tổng hợp. [20]
1.1.4.1. Vai trò về giáo dục
HĐNK vật lý góp phần đào sâu, củng cố các kiến thức đã học cho HS. Thông
qua HĐNK, kiến thức HS sẽ được khắc ghi sâu sắc hơn. HS sẽ vận dụng được các
kiến thức vật lý vào giải quyết các vấn đề trong thực tế, gắn lí thuyết với thực tiễn,
thấy được ứng dụng của các kiến thức trong đời sống và kĩ thuật.

12


Trong giờ học chính khóa, vì điều kiện thời gian hạn hẹp nên có những phần
GV không thể giới thiệu một cách cụ thể được. Những phần này sẽ được bổ sung
thông qua các HĐNK vật lý, kiến thức của HS sẽ được mở rộng, nâng cao.
1.1.4.2. Vai trò về giáo dưỡng
HĐNK góp phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ và
hợp tác trên cơ sở các hoạt động thực tế. Nhất là với cách tổ chức theo từng nhóm
để giải quyết vấn đề đặt ra trong một buổi NK, HS sẽ rèn luyện được thói quen làm
việc theo nhóm, kĩ năng tổ chức, quản lí, điều khiển hoạt động nhóm.
Ngoài ra, trong HĐNK các HS cùng thảo luận, trao đổi, tranh luận và trình bày
ý kiến một cách thoải mái, nâng cao tính hợp tác và chia sẻ giữa các thành viên với
nhau, rèn luyện kĩ năng giao tiếp, kĩ năng sử dụng ngôn ngữ vật lý, kĩ năng trình
bày ý kiến trước đám đông.
NK được tổ chức và thực hiện dựa trên sự tự nguyện, nhiệt tình, tự giác của
HS cùng với sự hỗ trợ của GV sẽ động viên HS nỗ lực tìm tòi, suy nghĩ, giải quyết
các vấn đề đặt ra, kích thích sự hứng thú học tập, lòng ham học hỏi, lôi cuốn sự tự
giác của HS tham gia vào các hoạt động.

sáng tạo và năng khiếu của con người. Tổ chức câu lạc bộ vật lý là điều kiện tốt để
các cá nhân yêu thích vật lý có môi trường phát huy khả năng của mình.
- Đối tượng của câu lạc bộ vật lý là các HS yêu thích vật lý, có thể tổ chức
thành các nhóm ở mỗi lớp và có các hạt nhân của nhóm để lãnh đạo nhóm. Các
thành viên của câu lạc bộ tham gia trên tinh thần tự nguyện. Tuỳ theo điều kiện tổ
chức mà hoạt động của câu lạc bộ có thể tiến hành ở phạm vi toàn trường hoặc các
khối lớp, lớp, tổ, nhóm... Trong đó, hoạt động theo từng khối lớp có thuận lợi là có
sự đồng đều về trình độ và nội dung học tập. Sinh hoạt câu lạc bộ theo tháng hoặc
các khoảng thời gian phù hợp.
Hình thức câu lạc bộ có thể trực tiếp hoặc có thể qua mạng internet. Các chủ
đề được câu lạc bộ đề cập đến rất đa dạng và phong phú, thường thì mỗi buổi sinh
hoạt câu lạc bộ nêu ra và thảo luận một đến hai nội dung, ví dụ:
 Phương pháp giải một dạng bài tập khó
 Tổ chức các buổi thảo luận về các vấn đề của vật lý học
 Tổ chức thi giữa các nhóm tham gia câu lạc bộ
 Tổ chức các buổi giao lưu tìm hiểu kiến thức vật lý

14




Viết báo nội bộ trong phạm vi câu lạc bộ. Kinh phí phục vụ cho hoạt

động của câu lạc bộ có thể do các thành viên đóng góp, ngoài ra có thể tìm kiếm sự
ủng hộ của các tổ chức trong và ngoài nhà trường, đặc biệt là với Đoàn thanh niên
để tạo nhiều thuận lợi trong hoạt động của câu lạc bộ.
1.1.5.3. Hội thi tìm hiểu kiến thức vật lý
- Hội thi là một trong những cách thức hoạt động hấp dẫn, lôi cuốn HS, đạt
hiệu quả cao trong vấn đề giáo dục, rèn luyện và định hướng giá trị cho người tham

dung có thể xoay quanh các vấn đề như:
+ Thực trạng dạy và học vật lý hiện nay, những khó khăn, thuận lợi…
+ Tinh thần vượt khó vươn lên trong học tập.
+ Kinh nghiệm học tập, nghiên cứu môn Vật lý.
+ Những câu chuyện đáng nhớ, những kết quả đạt được trong quá trình
nghiên cứu học tập.
+ Triển vọng tương lai với sự nghiệp vật lý trong nước và trên thế giới.
1.1.6. Quy trình tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lý
Việc xây dựng kế hoạch tổ chức HĐNK cho HS có thể thực hiện theo các
bước sau:
- Bước 1. Lựa chọn chủ đề NK
Căn cứ vào nội dung chương trình, mục tiêu dạy học và tình hình thực tế của
dạy học nội khóa bộ môn, đặc điểm của HS, và điều kiện của GV cũng như của nhà
trường để lựa chọn chủ đề của HĐNK cần tổ chức.
- Bước2. Lập kế hoạch NK
Trong kế hoạch NK phải xây dựng được các nội dung sau:
Xác định mục tiêu giáo dục của hoạt động, gồm có: mục tiêu về kiến thức, kỹ
năng và thái độ.
Xây dựng nội dung của HĐNK dưới dạng những nhiệm vụ học tập cụ thể.
Dự kiến hình thức tổ chức.
Dự kiến những công việc có thể nhờ đến sự giúp đỡ của những lực lượng giáo
dục khác.
Dự kiến thời gian và địa điểm tổ chức.
- Bước 3. Tiến hành HĐNK theo kế hoạch
Luôn theo dõi quá trình HS thực hiện các nhiệm vụ để có thể giúp đỡ kịp thời,
đặc biệt là những tình huống phát sinh ngoài dự kiến, kịp thời điều chỉnh những nội
dung diễn ra không đúng kế hoạch.

16



Tiến hành HĐNK theo kế hoạch

Tổng kết, đánh giá, khen thưởng

Sơ đồ 1.1
1.2. Thí nghiệm trong dạy học
1.2.1. Thí nghiệm vật lý
“TN vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối
tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó
đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu được tri thức
mới.” [16]
1.2.2. Phân loại thí nghiệm
Trong thực tế, tùy thuộc vào mục đích nội dung, tính chất, hình thức tổ chức
TN và một số dấu hiệu khác, người ta có thể phân ra nhiều loại TN khác nhau.
1.2.2.1. Phân loại dựa vào hoạt động giáo viên và học sinh
Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, có hai loại TN thường được sử dụng
đó là: TN biểu diễn và TN HS.
TN biểu diễn là TN do GV tiến hành trên lớp, trong các giờ học nghiên cứu
kiến thức mới, các giờ ôn tập… Căn cứ vào quan điểm của lí luận dạy học, TN biểu
diễn đước phân thành ba loại sau:
- TN mở đầu, là TN dùng để đề xuất vấn đề nghiên cứu, tạo tình huống có vấn
đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập của HS.
- TN nghiên cứu hiện tượng, là TN nhằm xây dựng nên hoặc kiểm chứng lại
kiến thức mới. TN nghiên cứu hiện tượng gồm:

18


+ TN khảo sát: được tiến hành nhằm mục đích đi đến một kết luận, một định

19


hành TN. So với TN trực diện, thì TN thực hành HS phải có sự tự lực làm việc cao
hơn. TN thực hành có thể được tổ chức dưới hình thức: TN thực hành đồng loạt
hoặc TN thực hành cá thể.
+ TN vật lí ở nhà là loại TN do HS hoàn toàn tự lực ở nhà theo nhiệm vụ mà
GV đã giao. TN vật lý ở nhà có thể thực hiện bởi một HS duy nhất hoặc một nhóm
HS với nhau và được tiến hành trong điều kiện không có sự giúp đỡ, hướng dẫn trực
tiếp của GV. Vì vậy, nó đòi hỏi cao tính tự giác, tự lực của HS.
1.2.2.2. Phân loại dựa vào hình thức thí nghiệm
- TN thực: là TN được lắp ráp, xây dựng từ các dụng cụ TN trong thực tế. TN
thực có thể là TN trong phòng thực hành, được chế tạo từ các dụng cụ đắt tiền với
yêu cầu kĩ thuật cao hoặc được tạo ra từ những dụng cụ có sẵn trong cuộc sống
xung quanh, mà việc chế tạo, tiến hành TN không đòi hỏi những yêu cầu kĩ thuật
quá phức tạp, không mất quá nhiều thời gian.
- TN ảo: là TN được xây dựng từ các dụng cụ TN, các đối tượng được tạo ra
TN trên các đối tượng ảo sẽ cho kết quả như trên TN thực. Hay có thể nói TN ảo là
TN vật lý tồn tại thực trong môi trường ảo do máy vi tính tạo ra. Trong TN ảo, các
đối tượng, các thiết bị, các dụng cụ… được sử dụng rất giống với các đối tượng, các
thiết bị, các công cụ… trong thực tế. Nó cung cấp cho người dùng một môi trường
ảo có tính tương tác, cho phép người dùng tiến hành các thao tác TN trên các đối
tượng ảo giống như tương tác với thế giới thực. Chính vì vậy, các TN ảo có thể
được sử dụng một cách có hiệu quả trong dạy học vật lý.
- TN mô phỏng: được hiểu là các TN được xây dựng từ những dụng cụ và đối
tượng mô phỏng trên cơ sở các đối tượng thực. Khi tiến hành TN trên các đối tượng
mô phỏng đó sẽ thu được kết quả phù hợp với các qui luật như TN thực. Do đó, khi
tiến hành TN loại này, HS có thể khám phá được những thuộc tính hay các mối
quan hệ giữa các đối tượng. TN mô phỏng có các đặc trưng là tạo cái nhìn tổng qua
về kiến thức, tiến cận với vấn đề thực tế, tạo ngữ cảnh, thay đổi các biến số và tuân

điểm triết học, xã hội học, chính trị, đạo đức, kinh tế học và khoa học nói chung.
Với bất kỳ ai nó chịu ảnh hưởng bởi:
- Những kiến thức tiếp nhận được.
- Những kinh nghiệm cuộc sống đã trải nghiệm.
TN trong vai trò là một bộ phận quan trọng trong dạy học vật lý, sẽ từng bước
cung cấp và hệ thống hóa tri thức cho người học, qua đó củng cố niềm tin khoa học

21