BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
======

HOÀNG ĐỨC TUYẾN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG
“KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” – VẬT LÍ 11 NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Hà Nội, 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
======

HOÀNG ĐỨC TUYẾN

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG
BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG
“KHÚC XẠ ÁNH SÁNG” – VẬT LÍ 11 NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Văn Biên

nghiên cứu và hoàn thành luậnvăn.
Hà Nội, tháng …. năm 2018
Tác giả

Hoàng Đức Tuyến


iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

STT

Chữ viết đầy đủ

1.

GV

Giáo viên

2.

HS

Học sinh

3.


triển năng lực vật lí vủa học sinh. ..................................................................... 6
1.1.1. Khái niệm năng lực ................................................................................. 6
1.1.2. Phân loại nănglực .................................................................................... 6
1.1.3. Khung năng lực vậtlí ............................................................................... 7
1.1.3.1. Cơ sở xây dựng khung năng lực vật..................................................... 7
1.1.3.2. Khung năng lực vậtlí ............................................................................ 8
1.1.3.3. Phânmứcđộchấtlƣợngchocácchỉsốhànhvinănglựcvậtlý. .................... 12
1.1.4. Bài tập vậtlí ........................................................................................... 14
1.1.4.1. Khái niệm bài tập vậtlí ....................................................................... 14
1.1.4.2. Vai trò của bài tập vật lí trong quá trình dạy học .............................. 14
1.1.4.3. Phân loại bài tập vậtlí ......................................................................... 15
1.1.5. Bài tập vật lí theo định hƣớng phát triển năng lực................................ 16


v

1.1.5.1. Khái niệm về bài tập định hƣớng phát triển năng lực ........................ 16
1.1.5.2. Đặc điểm của bài tập định hƣớng phát triển năng lực ....................... 16
1.1.5.3. Phân loại bài tập định hƣớng phát triển năng lực [10]....................... 16
1.1.5.4. Vai trò của bài tập vật lí định hƣớng phát triển năng lực với sự hình
thành và phát triển năng lực củaHS ............................................................... 17
1.1.5.5. Vai trò của bài tập vật lí định hƣớng phát triển năng lực trong kiểm
tra đánh năng lựcHS ........................................................................................ 18
1.2. Cơ sở thựctiễn .......................................................................................... 18
1.2.1. Mục đích điềutra ................................................................................... 18
1.2.2. Nội dung điềutra .................................................................................... 18
1.2.3. Phƣơng pháp điềutra ............................................................................. 18
1.2.4. Đối tƣợng điều tra ................................................................................. 18
1.2.5. Kết quả điềutra ...................................................................................... 19
1.2.6. Đề xuất biện pháp khắcphục. ................................................................ 20

2.3. Qui trình xây dựng bài tập. ..................................................................... 34
2.4. Phân mức độ năng lực cho mỗi bàitập ..................................................... 35
2.5. Hệ thống bài tập………………………………………………………...35
2.5.1 Bảng tổng hợp hệ thống bài tập theo chuẩn kiến thức kĩ năng và chỉ số
hành vi năng lực vậtlí ...................................................................................... 35
2.5.2. Hệ thống bài tập .................................................................................... 38
TIỂU KẾT CHƢƠNG 2.................................................................................. 57
CHƢONG 3 : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................. 58
3.1. Mục đích thực nghiệm. ............................................................................ 58
3.2. Nội dung thực nghiệm. ............................................................................. 58
3.3. Quy trình thực nghiệm. ............................................................................ 62
3.4. Đối tƣợng thực nghiệm. ........................................................................... 62
3.4.1. Lấy ý kiến chuyên gia. .......................................................................... 62
3.4.2. Thử nghiệm trên HS .............................................................................. 62
3.5. Tiến trình thực nghiệm ............................................................................. 63
3.5.1. Chuẩn bị. ............................................................................................... 63
3.5.2. Lập kế hoạch thực nghiệm sƣphạm ...................................................... 63
3.5.3.1 Lấy ý kiến chuyên gia ......................................................................... 63


vii

3.5.3.2. Thực nghiệm trên HS ......................................................................... 66
3.6. Thuận lợi và khó khăn. ............................................................................. 66
3.6.1. Thuận lợi. .............................................................................................. 66
3.6.2. Khó khăn. .............................................................................................. 66
3.6.2. Khắc phục.............................................................................................. 66
3.7.Kết quả thực nghiệm. ................................................................................ 66
3.7.1. Tiêu chí đánh giá. .................................................................................. 66
3.7.1.1. Lấy ý kiến chuyên gia. ....................................................................... 66

nƣớc đề cập đến nhiều khía cạnh khác nhau của việc đƣa ra và áp dụng
chƣơng trình giáo dục theo định hƣớng phát triển năng lực của ngƣời học.
Các vấn đề đó nhìn nhận chƣơng trình giáo dục theo định hƣớng phát triển
năng lực; kiểm tra, đánh giá năng lực; cho đến phƣơng cách để phát triển tối
ƣu một loại năng lực nào đó; nhƣng vẫn chƣa có nhiều hệ thống bài tập Vật lí
xây dựng theo hƣớng phát triển năng lực đƣợc đƣa ra nhằm phát triển các
năng lực vật lí của ngƣời học. Nhƣ vậy, có thể nói việc xây dựng một hệ
thống bài tập vật lí đáp ứng nhu cầu hình thành và phát triển năng lực ngƣời
học là hết sức cần thiết.
Đã có nhiều tác giả xây dựng hệ thống bài tập chƣơng khúc xạ ánh sángVật lý 11. Tuy nhiên hệ thống bài tập đó xây dựng tƣơng ứng với các thành tố
của năng lực vật lí và chƣa có sự phân mức độ, chất lƣợng cho mỗi bài


2

tập.Muốn đánh giá đƣợc năng lực của học sinh, hệ thống bài tập phải gắn với
từng mức độ của các chỉ số hành vi năng lực, bài tập phải phù hợp với năng
lực của từng học sinh để học sinh giỏi không cảm thấy nhàm chán và học sinh
yếu không cảm thấy tự ti.
Trong chƣơng trình vật lí lớp 11 thì chƣơng “khúc xạ ánh sáng” là nội
dụng quan trọng .Vậy hệ thống bài tập phát triển năng lực của chƣơng “khúc
xạ ánh sáng” là vấn đề rất quan trọng mà chúngtôi hƣớng tới.
Từ những lí do trên tôi lựa chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống
bài tập trong dạy học chƣơng “khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 nhằm phát
triển năng lực vật lí của học sinh”.
2. Mục đích nghiên cứu
Dựa trên khung năng lực vật lí xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập gắn
với từng mức độ chất lƣợng của các chỉ số hành vi năng lực vật lí chƣơng
“khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh.
3. Giả thuyết khoa học

- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm nghiên cứu mức độ hiệu quả và cách
thức sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng. Phân tích kết quả thực nghiệm đã
thu đƣợc để đánh giá tính khả thi của đề tài. Từ đó, nhận xét, đánh giá, đề
xuất sửa đổi, bổ sung và hoàn thiện để áp dụng vào thực tiễn xây dựng hệ
thống bài tập cho toàn bộ chƣơng trình vật lí phổ thông.
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: Là cách thức xây dựng hệ thống bài tập định
hƣớng phát triển năng lực của giáo viên và hoạt động của học sinh trong quá
trình giải bài tập chƣơng “khúc xạ ánh sáng” – vật lí 11
- Phạm vi nghiên cứu: Các nghiên cứu khảo sát đƣợc tiến hành giới hạn
với hệ thống các hệ thống bài tập của một số giáo viên vật lí THPT; các
nghiên cứu thực hành đƣợc nghiên cứu trong phạm vi vật lí 11 của trƣờng
Đông Thụy Anh – Thái Bình


4

- Cách thức xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực môn vật lí; xây
dựng và hƣớng dẫn sử dụng hệ thống bài tập chƣơng “khúc xạ ánh sáng” – vật
lí 11 THPT
6. Phƣơng pháp nghiên cứu.
Để thực hiện nhiệm vụ trên tôi sử dụng phối hợp các phƣơng pháp
nghiên cứu sau:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tìm hiểu các tài liệu về các quan
điểm dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực; lí luận dạy học nói chung,
lí luận dạy học vật lí và bài tập vật lí nói riêng; SGK, chuẩn kiến thức kĩ năng
và các tài liệu liên quan của chƣơng “khúc xạ ánh sáng” – vật lí 11
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra thực trạng việc sử dụng hệ
thống bài tập chƣơng “khúc xạ ánh sáng” – vật lí 11 hiện nay và hiệu quả
của nó trong việc phát triển năng lực học sinh.

“khúc xạ ánh sáng” – vật lí 11
- Với mục đích và nội dung nghiên cứu nhƣ trên, đề tài có thể làm tài
liệu tham khảo cho GV phổ thông, GV vật lí và sinh viên các trƣờng sƣ
phạm; tƣ liệu cho GV và HS trong quá trình dạy và học.


6

CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN VỀ VIỆC
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH
1.1. Cơ sở lí luận về việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nhằm
phát triển năng lực vật lí vủa học sinh.
1.1.1. Khái niệm năng lực
Đã có rất nhiều tài liệu đƣa ra khái niệm về năng lực khác nhauvà sau khi nghiên
cứu các khái niệm nhƣ:

Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ
năng thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả
trong các tình huống đa dạng cuộc sống [4]; Năng lực là khả năng cá nhân
đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong bối
cảnh cụ thể [10]; Năng lực là các khả năng và kĩ năng nhận thức vốn có ở cá
nhân hay có thể học đƣợc,… để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc
sống. Năng lực cũng hàm chứa trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ,
ý chí, và trách nhiệm xã hội đế có thể sử dụng một cách thành công và có
trách nhiệm các giải pháp, … trong những tình huống thay đổi [10]; Năng
lực là một cấu trúc tâm lý của nhân cách phù hợp với những yêu cầu, đòi
hỏi đặc trƣng của từng hoạt động, làm cho hoạt động đạt kết quả cao trong
những điều kiện nhất định. Năng lực gắn liền với hoạt động.Năng lực đƣợc
hình thành và phát triển qua hành động. Năng lực đƣợc tính bằng hiệu quả

thù của môn học đó. Với cách tiếp cận này, ngƣời ta sẽ dựa trên đặc thù nội
dung, phƣơng pháp nhận thức và vai trò của môn học đối với thực tiễn để
đƣa ra hệ thống nănglực..[10].
Với quan điểm trên :
Xây dựng năng lực môn học dựa trên đặc thù của môn học đó. Với cách
tiếp cận này, ngƣời ta sẽ dựa trên đặc thù nội dung, phƣơng pháp nhận thức
và vai trò của môn học đối với thực tiễn để đƣa ra hệ thống nănglực.[2].
1.1.3. Khung năng lực vậtlí
Từ hai quan điểm trên Ở luận văn này, tôi đã dựa vào khung năng lực
vật lí của tác giả PGS-TS Nguyễn Văn Biên với quan điểm thứ hai [2]. Sau
đây tôi sẽ trình bày chi tiết cấu trúc năng lực vậtlí và cách xây dựng nó:
1.1.3.1. Cơ sở xây dựng khung năng lực vậtlí
Dựa vào phƣơng pháp chuyên gia và thực nghiệm để xây dựng khung
năng lực vật lý đƣợc trình bày theo sơ đồ sau:


8

Hình 1.Sơ đồ để xây dựng cấu trúc năng lực [2]
1.1.3.2. Khung năng lực vậtlí
Dựa vào nhận thức của nhà vật lý và của HS vào nội dung của môn
học, tôi đƣa ra định nghĩa về năng lực môn Vật lý: là khả năng tìm ra qui
luật của thế giới tự nhiên nhằm giải quyết các vấn đề trong đời sống, trong
khoa học [2]. Từ đó chia năng lực vật lý thành 3 hợp phần: nghiên cứu lí
thuyết; thực hiện thí nghiệm; trao đổi và bảo vệ kết quả. Mỗi hợp phần
đƣợc thể hiện thông qua chỉ số hành vi theo Bảng1.
Bảng 1: Cấu trúc năng lực vật lí.[2].
Hợp phần
Thành tố
Chi số hành vi

tra bằng
9.- thực hiện đƣợc các suy luận tƣơng tự
thí nghiệm
10.- nhận ra vấn đề có thể khảo sát
Phát hiện ra vấn đề từ 11.- quan sát, nhận ra dấu hiệu chung
tình huống thực tế, từ của lớp các sự vật, hiện tƣợng
thí nghiệm
12.- nhận ra sự mâu thuẫn giữa điều
quan sát
đƣợc với kiến thức, kinh nghiệm sẵn có
Đề xuất giả thuyết

Thiết kế phƣơng án
thí nghiệm

13.- nêu ra đƣợc câu trả lời dự đoán
14.- đƣa ra các căn cứ của các dự đoán
15.- xác định đƣợc mục đích thí nghiệm
16.- xác định đƣợc đại lƣợng cần đo
17.- xác định đƣợc đại lƣợng phụ thuộc
và đại lƣợng độc lập
18.- đề xuất đƣợc cách thay đổi và cách
đo các đại lƣợng trong thí nghiệm
19.- xác định đƣợc các dụng cụ thí
nghiệm cần sử dụng
20.- mô tả đƣợc cách bố trí thí nghiệm


10


giảm thiểu sai số phép đo
33.- xác định đƣợc nhu cầu của cuộc
sống có
Hợp
liên quan tới kiến thức vật lí
phần trao
Đề xuất những 34.- xác định đƣợc nguyên tắc cấu tạo và
đổi và bảo ứng dụng của quy luật nguyên tắc hoạt động của ứngdụng
vệ kết quả vật lí trong đời sống, 35.- đề xuất đƣợc các mô hình vật chất
kĩ thuật
chức
năng của thiết bị để đáp ứng đƣợc yêu
cầuđặt ra


11
Trình bày kết 36.- vẽ đƣợc đồ thị biểu hiện mối
quả đo đạc bằng các quan hệ giữa các đạilƣợng
cách khácnhau

37.- lựa chọn đƣợc cách trình bày số
liệu
44.- nêu đƣợc ƣu điểm và nhƣợc điểm
một cách phù hợp
của
38.- xác định đƣợc thông tin trọng tâm
các ứng dụng kĩ thuật của vật lí
39.- xây dựng đƣợc cách trình bày khác
45.- sử dụng kiến thức vật lí trong
sovới nguồn thông tin ban đầu


1.1.3.3. Phânmứcđộchấtlượngchocácchỉsốhànhvinănglựcvậtlý.
Dựa trên khả năng tự lực của HS, phức tạp của nhiệm vụ, độ hoàn
thiện của hành vi để chia mỗi chỉ số hành vi thành các mức độ chất lƣợng
khác nhau. Đƣợc trình bày trong bảng sau để dánh giá mức độ đạt đƣợc
củachỉsốhànhvicủamộtthànhtốtrongnănglựcvậtlí.
Bảng 2:Rubric về thành tố phân tích và xử lí số liệu và đánh giá kết quả [2]

Các chỉ số

Không có

Chƣa đầy đủ

Cần bổ xung

Đầy đủ

hành vi

(0)

(1)

(2)

(3)

Đọc được sai Không đọc


dụng cụ, kể

số chưa chính tiếp

cả

xác hoặc

tính toán

thiếu

gián
tiếp trên
banmer, đồng
hồ đo điện
dùng kim

Tính được sai Không tính

Tính được sai Tính được sai Sử dụng các

số phép đo

sai số phép

số của một

số phép đo



phù hợp với

cộng)

yêu cầu của
thí nghiệm

Chỉ ra được

Không chỉ ra

Chỉ ra được

Chỉ ra được

Chỉ ra được

các yếu tố

được các yếu

một số

một số

một số

các yếu tố


Loại bỏ

Không loại

Nhận ra một

Nhận ra một

Nhận ra một

những số liệu bỏ những số

số số liệu

số số liệu

số số liệu

nhiễu, suy ra

không bình

không bình

không bình

thường

thường và



biện pháp

biện pháp

giảm sai số

làm giảm sai

biện pháp

giảm sai số

giảm sai số

nhưng chưa

số

giảm sai số

thực tế
Ý nghĩa của việc phân mức độ chỉ số hành vi: [2]
+ Với HS: Thông tin định hƣớng và tự đánh giá cho bản thân.


14

+ Với GV: Để dánh giá quá trình hoạt động của HS, báo cáo thí
nghiệm, phiếu học tập và ra câu hỏi cho HS.

Có nhiều cách thức phân loại bài tập vật lí, tùy theo tiêu chí phân loại
mà các bài tập đƣợc phân thành các loại khác nhau. Sau đây, chúng tôi xét
bài tập vật lý
theohaitiêuchí:dựatheomụcđíchsửdụngvàtheophƣơngthứcgiải.[2].

Bài tập vật lí

Dựa theo phƣơng
thức giải

Dựa theo mục
đích sử dụ ng

Bài tập học
tập

Bàitậpxây
dựngkiến
thức

Bài tập
để đánh
giá

Bàitậpvận
dụng, củng
cố

Đánh giá
trong giờ

Sơ đồ 2: Sơ đồ phân loại bài tập vật lí
* Phân loại bài tập vật lí theo mục đích sửdụng
- Bài tập đánh giá
+ Là bài tập dùng để đánh giá khả năng của HS nhƣ bài thi, bài kiểm tra
trên lớp.
+ Đƣợc chia làm hai loại: Trong giờ học và ngoài giờ học.
- Bài tập họctập
+ Là bài tập dùng để lĩnh hội, củng cố, vận dụng, luyện tập kiến thức đã
học. Bài tập dùng để lĩnh hội kiến thức là bài tập để tìm hiểu kiến thức
mới.Bài tập dùng để củng cố, vận dụng, luyện tập kiến thức đã học là những
bài để HS ôn tập.


16

* Phân loại bài tập vật lí theo phương thức giải
Ngƣời ta sẽ phân ra thành các dạng: bài tập định tính, bài tập định lƣợng,
bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan.
- Bài tập định tính: Có hai loại bài tập định tính là: Giải thích hiện tƣợng
và dự đoán hiện tƣợng.
- Bài tập định lƣợng (bài tập tính toán)
- Bài tập thí nghiệm.
- Bài tập đồ thị .
- Bài tập trắc nghiệm khách quan.
1.1.5. Bài tập vật lí theo định hƣớng phát triển năng lực
1.1.5.1. Khái niệm về bài tập định hướng phát triển năng lực
Là bài tập để hình thành, ohát triẻn năng lực vật lý, cùng với phát triển
năng lực chung cho HS.
1.1.5.2. Đặc điểm của bài tập định hướng phát triển năng lực
- Có mục tiêu rõ ràng. Nhƣ kiến thức, năng lực của HS.