BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
-------------------------------------

MAI Á KY

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY
HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “SÓNG ÁNH SÁNG”
VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO 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
-------------------------------------

MAI Á KY

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY
HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “SÓNG ÁNH SÁNG”
VẬT LÝ 12 NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Cao Tiến Khoa



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................. 3
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................. 3
4. Giả thuyết khoa học .................................................................................. 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 4
6. Các phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................... 4
7. Đóng góp mới của đề tài .......................................................................... 5
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC
THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ ................. 6
1.1. Năng lực thực nghiệm ............................................................................ 6
1.1.1. Khái niệm về năng lực..................................................................... 6
1.1.2. Năng lực chuyên biệt môn vật lý [2] ............................................... 8
1.1.3. Khái niệm năng lực thực nghiệm .................................................. 15
1.1.4 Cấu trúc của năng lực thực nghiệm. ............................................. 16
1.2. Tầm quan trọng của việc bồi dƣỡng NLTN cho HS trong dạy học
vật lý ............................................................................................................ 17
1.3. Các biện pháp bồi dƣỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh ............ 18
1.3.1. Tăng cường sử dụng thí nghiệm trong dạy học ........................... 18
1.3.2. Tổ chức cho học sinh giải thích các hiện tượng trong tự nhiên
và chế tạo dụng cụ thí nghiệm dựa trên các nguyên tắc vật lý ............... 20
1.3.3. Thường xuyên sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy
học ........................................................................................................... 22
1.3.4. Đổi mới cách thức kiểm tra đánh giá theo hướng chú trọng
phát triển năng lực thực nghiệm ............................................................. 22



2.3.1. Các thí nghiệm có sẵn thiết bị trong nhà trường .......................... 39
2.3.2 Thiết kế các thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức phần
“Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT ........................................................... 40
2.4 Thiết kế một số tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm trong
phần “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT ....................................................... 42
Kết luận chƣơng 2 ....................................................................................... 64
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................... 65
3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ........................................................... 65
3.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm ........................................................... 65
3.3. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm ............................................................. 65
3.3.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ................................................... 65
3.3.2. Thời gian thực nghiệm .................................................................. 66
3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm. .............................................. 67
3.4.1. Kết quả thực nghiệm ..................................................................... 67
3.4.2. Đánh giá kết quả ........................................................................... 71
Kết luận chƣơng 3 ....................................................................................... 74
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 78
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

HS

Học sinh


Đối chứng

TB

Trung bình


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Năng lực chuyên biệt môn Vật lí .................................................... 10
Bảng 1.2. Cấp độ các năng lực........................................................................ 13
Bảng 1.3. So sánh đánh giá kiến thức,kĩ năng và đánh giá năng lực.............. 23
Bảng 1.4. Ma trận đánh giá năng lực thực nghiệm của HS ............................ 25
Bảng 3.1. Số liệu HS các mẫu đƣợc chọn để thực nghiệm sƣ phạm ............. 66
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá NLTN ................................................................. 67
Bảng 3.3. Thống kê điểm ............................................................................... 69
Bảng 3.4. Xử lí kết quả để tính các tham số .................................................. 69
Bảng 3.5. Tổng hợp các tham số x , S2, S, V ................................................. 70
Bảng 3.6 Tính tần suất i và tần suất luỹ tích hội tụ lùi


i

i

........................ 70


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Các thành tố của năng lực thực nghiệm ............................................ 9
Hình 2.1: Sơ đồ thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu Tơn............................. 40

nghiệm trong dạy học vật lý là hết sức cần thiết.


2

Vật lý là một khoa học thực nghiệm. Các khái niệm vật lý, các định luật
vật lý đều gắn với thực tế. Trong chƣơng trình vật lý phổ thông, nhiều khái
niệm vật lý và hầu hết các định luật vật lý đƣợc hình thành bằng con đƣờng
thực nghiệm. Thông qua thí nghiệm, ta xây dựng đƣợc những biểu tƣợng cụ
thể về sự vật và hiện tƣợng. Nhƣ vậy, trong quá trình học tập vật lý, HS ngoài
việc suy luận lôgic, các em cần phải biết làm TN để quan sát, thu thập xử lí số
liệu nhằm rút ra kiến thức mới hoặc đối chiếu, kiểm tra lại các hệ quả vật lí đã
có từ các suy luận lôgic. Tuy nhiên, thực tế dạy học lại cho thấy rằng, HS dễ
dàng học thuộc các định nghĩa, nhớ rõ các khái niệm, các định luật, thậm chí
rất thành thạo sử dụng các công thức, thay số dễ dàng để giải quyết nhanh các
bài tập vật lí, HS cũng háo hức với việc làm TN, và cũng có một số HS biết
tên nhiều dụng cụ TN, nhƣng nhiều HS lại bối rối, lúng túng, vụng về khi sử
dụng các thiết bị TN, không hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ
TN. Điều đó chứng tỏ rằng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn hay
năng lực thực nghiệm của HS còn rất hạn chế.
Trong chƣơng trình vật lý 12, Chƣơng “Sóng ánh sáng” là chƣơng mà
các nội dung chủ yếu đƣợc xây dựng từ thực nghiệm,nghiên cứu về các hiện
tƣợng của sự truyền ánh sáng. Vận dụng kiến thức của chƣơng có thể giải
thích đƣợc nhiều hiện tƣợng trong cuộc sống.
Theo sự tìm hiểu của bản thân ,tôi thấy đã có một số đề tài nghiên cứu
liên quan đến phần “Sóng ánh sáng” nhƣ: “Lựa chọn thiết kế tiến trình dạy
học bài tập phần “sóng ánh sáng” (vật lý 12 cơ bản) nhằm phát huy tính tích
cực chủ động cho học sinh THPT miền núi” của Nguyễn Sơn Lâm; “Xây
dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “Sóng ánh sáng” và chƣơng
“Lƣợng tử ánh sáng” Vật lý 12 cơ bản theo hƣớng tích cực hóa hoạt động của

Nếu xây dựng đƣợc các thí nghiệm và sử dụng phù hợp trong dạy hoc
một số kiến thức phần “Sóng ánh sáng” Vật lí 12 THPT thì sẽ góp phần bồi
dƣỡng đƣợc NLTN cho HS.


4

5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dƣỡng năng lực
thực nghiệm cho HS trong dạy học vật lý ở trƣờng THPT.
5.2. Nghiên cứu vai trò của thí nghiệm trong quá trình bồi dƣỡng NLTN
cho HS.
5.3. Xây dựng các thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực hành đồng loạt
và đề xuất qui trình sử dụng chúng trong dạy học một số kiến thức phần
“Sóng ánh sáng” Vật lý 12
5.4. Thực nghiệm sƣ phạm.
6. Các phƣơng pháp nghiên cứu
6.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các văn bản của Nhà nƣớc và của
ngành Giáo dục về đổi mới giáo dục phổ thông.
- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học và các tài liệu liên quan đến
NLTN trong dạy học vật lí.
- Nghiên cứu các sách báo, luận văn, tạp chí chuyên ngành liên quan đến
nội dung kiến thức của đề tài.
- Nghiên cứu chƣơng trình, SGK, sách bài tập, tài liệu tham khảo vật lí 12.
6.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu hoạt động dạy và học của GV và HS trong giờ học vật lí ở
trƣờng THPT qua trao đổi trực tiếp với GV và HS.
- Dùng phiếu điều tra để tìm hiểu thực trạng của việc bồi dƣỡng NLTN
cho HS lớp 12 ở trƣờng THPT.

năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để
hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của
cuộc sống.
Theo tài liệu tâm lí học, năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của
mỗi cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con ngƣời có thể hoàn thành tốt
đẹp một loạt hoạt động nào đó, khắc phục đƣợc những khó khăn nhanh chóng
và dễ dàng hơn những ngƣời khác và đạt kết quả cao.
Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tƣơng
ứng. Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loạt hành động
hẹp, chuyên biệt đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc. Còn năng lực
chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm
vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt
động rộng hơn. Ngƣời có năng lực thực nghiệm thì ngoài việc thực hiện các
phép đo đạc, tính toán còn đề xuất đƣợc giả thuyết, nêu đƣợc phƣơng án TN
kiểm tra, xử lí các số liệu đo lƣờng để rút ra kết quả, giải thích, đánh giá các
kết quả đo đƣợc, rút ra kết luận khái quát.
Nhƣ vậy, dù định nghĩa theo cách nào thì năng lực vẫn gắn liền với khả
năng thực hiện, nghĩa là phải biết hành động, phải làm đƣợc chứ không dừng
lại ở hiểu. Và những hành động này lại gắn với những yêu cầu cụ thể về kiến
thức, kỹ năng, trách nhiệm, thái độ để hoàn thành tốt nhiệm vụ đặt ra 2,9.


7

Đặc điểm của năng lực:
Có sự tác động của một cá nhân cụ thể tới một đối tƣợng cụ thể (kiến
thức, quan hệ xã hội,…) để có một sản phẩm nhất định; do đó có thể phân biệt
ngƣời này với ngƣời khác. Năng lực là một yếu tố cấu thành trong một hoạt
động cụ thể.
Năng lực chỉ tồn tại trong quá trình vận động, phát triển của một hoạt

1.1.2. Năng lực chuyên biệt môn vật lý [2]
Trong dạy học vật lý ở trƣờng THPT năng lực chuyên biệt môn vật lý
đƣợc xác định với các năng lực


Năng lực giải quyết vấn đề



Năng lực hợp tác



Năng lực thực nghiệm



Năng lực quan sát



Năng lực tự học



Năng lực sáng tạo …

Tuy nhiên việc hình thành, phát triển và đánh giá các năng lực này nhƣ
một chỉnh thể là việc làm hết sức khó khăn và đòi hỏi cần có thời gian. Do đó
ta cần tiếp tục chia nhỏ các năng lực trên thành các năng lực thành phần.

Nhóm năng lực thành phần
HS có thể:
- K1: Trình bày đƣợc kiến thức về các hiện
tƣợng, đại lƣợng, định luật, nguyên lí vật lí
cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí
Nhóm NLTP liên quan đến sử
dụng kiến thức vật lí

- K2: Trình bày đƣợc mối quan hệ giữa các
kiến thức vật lí
- K3: Sử dụng đƣợc 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
HS có thể:
- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện
vật lí
- P2: mô tả đƣợc các hiện tƣợng tự nhiên

Nhóm NLTP về phƣơng pháp
(tập trung vào năng lực thực
nghiệm và năng lực mô hình
hóa)

bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật
vật lí trong hiện tƣợng đó
- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí
thông tin từ các nguồn khác nhau để giải
quyết vấn đề trong học tập vật lí

động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ
- X5: Ghi lại đƣợc các kết quả từ các hoạt
động học tập vật lí của mình (nghe giảng,
tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc
nhóm… )
- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động


12

học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm
kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc
nhóm… ) một cách phù hợp
- X7: thảo luận đƣợc kết quả công việc của
mình và những vấn đề liên quan dƣới góc
nhìn vật lí
- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học
tập vật lí
HS có thể
- C1: Xác định đƣợc trình độ hiện có về kiến
thức, kĩ năng , thái độ của cá nhân trong học
tập vật lí
- C2: Lập kế hoạch và thực hiện đƣợc kế
hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí
nhằm nâng cao trình độ bản thân.
- C3: chỉ ra đƣợc vai trò (cơ hội) và hạn chế
Nhóm NLTP liên quan đến cá của các quan điểm vật lí đối trong các
nhân

trƣờng hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài

KII Vận dụng KIII Liên kết và chuyển
kiến thức

tải kiến thức

Tái hiện lại đƣợc - Xác định và - Vận dụng kiến thức
các kiến thức và

sử dụng kiến trong tình huống có

đối tƣợng vật lí cơ thức vật lí

phần mới mẻ

bản

trong tình

- Lựa chọn đƣợc đặc

huống đơn

tính phù hợp

giản
- Sử dụng
phép tƣơng tự
Năng lực về

PI Mô tả lại các


- Sử dụng

- Lựa chọn và áp dụng

các chiến

một cách có mục đích

lƣợc giải bài

và liên kết các phƣơng

pháp thực nghiệm tập
- Lập kế

pháp chuyên môn, bao
gồm cả thí nghiệm đơn


14

hoạch và tiến giản và toán học hóa
hành thí

- Tự chiếm lĩnh kiến

nghiệm đơn

thức

đối tƣợng

có tính toán và hợp lí

mẫu cho trƣớc

bằng ngôn

- Thảo luận về mức độ

theo hƣớng dẫn

ngữ vật lí và giới hạn phù hợp của

- Đặt câu hỏi về

có cấu trúc

đối tƣợng

- Biện giải về

một chủ đề

một đối tƣợng
- Lí giải các
nhận đinh
Năng lực cá thể

CI


những quyết

- Sử dụng các kiến


15

- Phát biểu đƣợc định theo các thức vật lí nhƣ nền
bối cảnh công

khía cạnh đặc tảng quả quá trình

nghệ đơn giản

trƣng của vật đánh giá các đối tƣợng

dƣới nhãn quan

lí

- Xắp xếp các hiện

vật lí

- Phân biệt

tƣợng vào một bối

giữa các bộ