Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học chương sóng cơ học ở lớp 12 trung học phổ thông theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh

Bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học s phạm hà nội


Nguyễn Anh Thuấn





xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm
trong dạy học chơng Sóng cơ học ở lớp 12
Trung học phổ thông theo hớng phát triển
hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh




Chuyên ngành: Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí

Mã số: 62 14 10 02

Tóm tắt Luận án tiến sĩ giáo dục học







Hà nội - 2007




Công trình đợc hoàn thành tại: Tổ Phơng pháp giảng dạy,
Khoa Vật lí, Trờng ĐHSP Hà Nội








Ngời hớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Ngọc Hng
PGS. TS. Phạm Xuân Quế


Phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Văn Khải
Trờng Đại học S phạm - Đại học Thái Nguyên

Phản biện 2: PGS. TS. Tạ Tri Phơng
Trờng Đại học S phạm Hà Nội 2


Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Thị Hồng Việt
Nhà xuất bản Giáo dục




Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án
cấp nhà nớc họp tại Trờng ĐHSP Hà Nội
vào hồi giờ ngày tháng năm 2007.



Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Th viện Quốc gia
- Th viện Trờng ĐHSP Hà Nội


Danh mục công trình của tác giả

1. Nguyễn Anh Thuấn. Thiết kế, chế tạo kênh sóng nớc để sử
dụng trong dạy học phần Sóng cơ học - Âm học ở lớp 12 trung học
phổ thông, Tạp chí giáo dục, số 83, chuyên đề Quý I/2004, tr. 38-
39,34.
2. Nguyễn Anh Thuấn. Cải tiến thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng
nớc để tổ chức dạy học hiện tợng giao thoa sóng cơ học theo tiến

trình dạy học giải quyết vấn đề, Tạp chí khoa học, Đại học S phạm
Hà Nội, số 3/2004, tr. 83-87. Tạp chí tóm tắt tài liệu và khoa học
công nghệ Việt Nam số 11/2004, tr. 40.
3. Nguyễn Anh Thuấn. Xây dựng tiến trình giải quyết vấn đề trong
dạy học hiện tợng Sóng dừng - Vật lí 12 trung học phổ thông, Tạp
chí giáo dục, số 90, chuyên đề Quý II/2004, tr. 31-32.
4. Nguyễn Anh Thuấn. Chế tạo và sử dụng nguồn âm dùng mạch
IC để nâng cao chất lợng bài dạy về các đặc tính của âm (Vật lí lớp
12), Tạp chí giáo dục, số 98, tháng 10/2004, tr. 29-31.
5. Nguyễn Anh Thuấn. Chế tạo và sử dụng mô hình sóng trong
dạy học khái niệm sóng cơ học ở lớp 12 trung học phổ thông, Tạp chí
khoa học, Đại học S phạm Hà Nội, số 6/2004, tr. 52-55.
6. Nguyễn Anh Thuấn. Xây dựng tiến trình giải quyết vấn đề trong
dạy học bài Hiệu ứng Đốplơ (Vật lí 12 thí điểm, Ban Khoa học tự
nhiên), Tạp chí giáo dục, số 117, tháng 7/2005, tr. 33-34.



1
Mở đầu
Hiện nay, khối lợng các thông tin mà xã hội thu đợc tăng lên rất
nhanh chóng và khoa học đã thực sự trở thành một lực lợng vật chất
để phát triển sản xuất. Tình hình trên đòi hỏi phải đổi mới mạnh mẽ,
toàn diện và đồng bộ nền giáo dục, trong đó đổi mới về phơng pháp
dạy học có tầm quan trọng đặc biệt.
Nhà trờng phổ thông không chỉ trang bị cho học sinh những kiến
thức, kĩ năng loài ngời đã tích lũy đợc, mà còn phải định hớng cho
sự phát triển của học sinh bằng cách tạo ra những điều kiện để học
sinh phân tích sâu sắc các hiện tợng, rèn luyện kĩ năng làm việc tự
lực, kĩ năng tự học.

Hội nghị BCH TW ĐCS VN lần thứ t khóa VII đã khẳng định:
Đổi mới phơng pháp dạy và học ở tất cả các cấp, các bậc học áp
dụng những phơng pháp giáo dục hiện đại để bồi dỡng cho học
sinh năng lực t duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề.
Hội nghị BCH TW ĐCS VN lần thứ hai khóa VIII lại nhấn mạnh:
Đổi mới mạnh mẽ phơng pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối
truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp t duy sáng tạo của ngời
học. Từng bớc áp dụng các biện pháp tiên tiến và phơng tiện hiện
đại vào quá trình dạy - học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự
nghiên cứu cho học sinh.
Nh vậy, dạy học hiện nay phải là dạy học sinh giải quyết vấn đề,
phơng pháp dạy học phải phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học
để học sinh có thể tham gia vào hoạt động sáng tạo tìm tòi giải quyết
vấn đề. Vì vậy, phải nghiên cứu vận dụng các quan điểm lí luận dạy
học hiện đại để soạn thảo và TNSP ở trờng phổ thông tiến trình dạy
học các bài học đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực, phát triển
năng lực sáng tạo của học sinh. Song song với điều đó là việc nghiên
cứu để xây dựng và sử dụng các phơng tiện dạy học nhằm hỗ trợ
hoạt động giải quyết vấn đề của học sinh ở mỗi bài học cụ thể. Các
phơng tiện dạy học có thể sử dụng trong dạy học vật lí là đa dạng và
phong phú. Trong các loại phơng tiện dạy học đó, các thiết bị thí
nghiệm dùng cho thí nghiệm của giáo viên và thí nghiệm của học
sinh đứng ở vị trí hàng đầu, thể hiện đặc thù của vật lí là một môn
khoa học thực nghiệm.

2
Đáng tiếc rằng, trong dạy học vật lí hiện nay các giáo viên chỉ sử
dụng phơng pháp thuyết trình nhằm thông báo nội dung hoặc đi sâu
giải thích, dạy theo kiểu thầy đọc, trò chép. Phần lớn thiết bị thí
nghiệm ở các trờng phổ thông còn rất ít, thiếu trầm trọng ở các vùng

nông thôn, vùng sâu, vùng xa. Các trờng đợc trang bị khá đầy đủ
thiết bị thì cũng không đồng bộ và cũng không đáp ứng đợc các yêu
cầu của việc sử dụng chúng làm phơng tiện để tổ chức hoạt động
nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh.
Việc dạy học chơng Sóng cơ học ở lớp 12 THPT cũng không
thoát khỏi tình trạng chung dạy học vật lí ở trờng phổ thông. Khi
dạy học về sóng cơ học, giáo viên chỉ dừng lại ở việc lấy ví dụ mô tả
một số hiện tợng sóng trong thiên nhiên, sau đó tiến hành suy luận lí
thuyết để giải thích hoặc thông báo về đặc điểm của các quá trình
truyền sóng, tổng hợp sóng. Nếu có làm thí nghiệm thì giáo viên chỉ
tiến hành thí nghiệm có tính chất minh hoạ, thờng chỉ là thí nghiệm
sóng dừng trên dây đàn hồi. Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy
học chơng Sóng cơ học cha đợc giáo viên làm đầy đủ. Nguyên
nhân dẫn đến thực trạng này một mặt là do giáo viên cha chú ý hoặc
cha biết vận dụng lí luận dạy học giải quyết vấn đề vào quá trình
dạy học các kiến thức cụ thể, mặt khác dù có muốn thì họ cũng không
thực hiện đợc do không có thiết bị thí nghiệm hoặc các thiết bị thí
nghiệm không đáp ứng đợc các yêu cầu để có thể tổ chức dạy học
phần này theo hớng phát triển tính tích cực, sáng tạo của học sinh.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo, hoàn thiện các
thiết bị thí nghiệm đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa học - kĩ thuật và
về mặt s phạm đối với thiết bị thí nghiệm và nghiên cứu sử dụng
chúng trong dạy học các kiến thức về sóng cơ học theo quan điểm lí
luận dạy học hiện đại là một đòi hỏi cấp thiết.
Xuất phát từ những điều trình bày ở trên, chúng tôi chọn vấn đề:
Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học chơng
Sóng cơ học ở lớp 12 THPT theo hớng phát triển hoạt động nhận
thức tích cực, sáng tạo của học sinh làm đề tài nghiên cứu của mình.
1. Mục đích nghiên cứu của đề ti
Xây dựng (chế tạo và hoàn thiện) một số thiết bị thí nghiệm và

soạn thảo tiến trình dạy học các bài học của chơng Sóng cơ học ở

3
lớp 12 THPT, trong đó có sử dụng những thiết bị thí nghiệm đã xây
dựng theo hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo và
nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh.
2. Đối tợng nghiên cứu của đề ti
- Nội dung và phơng pháp dạy học các kiến thức trong chơng
Sóng cơ học ở lớp 12 THPT.
- Mối quan hệ giữa thiết bị thí nghiệm với quá trình lĩnh hội tri
thức trong quá trình dạy học chơng Sóng cơ học ở lớp 12 THPT.
3. Giả thuyết khoa học của đề ti
Nếu xây dựng (chế tạo và hoàn thiện) đợc các thiết bị thí nghiệm
đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa học - kĩ thuật và về mặt s phạm đối
với thiết bị thí nghiệm và sử dụng chúng trong tiến trình dạy học đợc
soạn thảo theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại thì có thể phát huy
đợc tính tích cực, phát triển đợc năng lực sáng tạo và góp phần
nâng cao đợc chất lợng kiến thức của học sinh về Sóng cơ học.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề ti
Để đạt đợc mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu
sau:
- Nghiên cứu lí luận dạy học hiện đại về việc tổ chức hoạt động
nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí, nhất là
lí luận về dạy học giải quyết vấn đề và qui trình xây dựng, sử dụng
các thiết bị thí nghiệm trong quá trình dạy học các kiến thức vật lí
theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại.
- Xác định nội dung các kiến thức, kĩ năng mà học sinh cần nắm
vững khi học chơng Sóng cơ học. Từ đó, xác định những thí
nghiệm cần tiến hành trong dạy học các kiến thức thuộc chơng này.
- Nghiên cứu thực tế dạy học chơng Sóng cơ học ở lớp 12

thuộc một số trờng THPT nhằm tìm hiểu tình hình dạy học chơng
này, trong đó có thực trạng thiết bị thí nghiệm ở trờng phổ thông. Từ
đó, xác định đợc các thiết bị thí nghiệm cần chế tạo, hoàn thiện.
Đồng thời, việc nghiên cứu thực tế dạy học cũng còn nhằm phát hiện
những khó khăn, sai lầm phổ biến của học sinh trong quá trình học
tập và nguyên nhân của chúng.
- Xây dựng (chế tạo và hoàn thiện) một số thiết bị thí nghiệm để

4
sử dụng trong quá trình dạy học các kiến thức về Sóng cơ học, đáp
ứng các yêu cầu về mặt khoa học - kĩ thuật và về mặt s phạm đối với
thiết bị thí nghiệm.
- Soạn thảo tiến trình dạy học 4 bài học trong chơng này, trong
đó có sử dụng những thiết bị thí nghiệm đã xây dựng theo tiến trình
dạy học giải quyết vấn đề nhằm góp phần phát triển tính tích cực,
sáng tạo và nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh.
- TNSP tiến trình dạy học đã soạn thảo nhằm đánh giá tính khả thi
của tiến trình dạy học nói chung và của các thiết bị thí nghiệm đã xây
dựng nói riêng để từ đó, bổ sung, sửa đổi, hoàn thiện tiến trình dạy
học, tiếp tục hoàn thiện các thiết bị thí nghiệm. TNSP cũng nhằm sơ
bộ đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học, của các thiết bị thí
nghiệm đối với việc phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng
tạo, nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh trong quá trình học
tập.
5. Phơng pháp nghiên cứu của đề ti
- Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học hiện đại, chơng trình,
sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu chuyên khảo về sóng cơ
học, các tài liệu về thiết bị thí nghiệm có thể đợc sử dụng trong dạy
học sóng cơ học ở lớp 12 THPT.
- Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về việc thiết kế, chế tạo và

hoàn thiện một số thiết bị thí nghiệm.
- Điều tra thực tế dạy học chơng Sóng cơ học, trong đó có thực
trạng thiết bị thí nghiệm ở một số trờng THPT.
- Phơng pháp TNSP đợc tiến hành trên các lớp thực nghiệm và
so sánh với các lớp đối chứng.
- Phơng pháp thống kê toán học đợc sử dụng trong quá trình xử
lí các số liệu thực nghiệm.
6. Những đóng góp mới của luận án
- Đề xuất đợc qui trình xây dựng và sử dụng các thiết bị thí
nghiệm trong quá trình dạy học các kiến thức vật lí theo quan điểm lí
luận dạy học hiện đại.
- Xây dựng đợc 5 thiết bị thí nghiệm để sử dụng trong dạy học
chơng Sóng cơ học, trong đó có 2 thiết bị thí nghiệm đợc chế tạo
mới và 3 thiết bị thí nghiệm đợc hoàn thiện. Cả 5 thiết bị này đã

5
đợc các tác giả đa vào nội dung SGK thí điểm lớp 12 (bộ 1), 3 thiết
bị thí nghiệm đã đợc Hội đồng duyệt mẫu Bộ Giáo dục và Đào tạo
duyệt, đa vào sản xuất và cung cấp cho tất cả các trờng THPT dạy
thí điểm SGK vật lí theo cả 2 bộ sách. Cả 5 thiết bị này đã đợc đa
vào sử dụng trong các đợt bồi dỡng giáo viên dạy chơng trình, SGK
thí điểm lớp 12 vào tháng 8 năm 2005 và tháng 8 năm 2006.
- Vận dụng qui trình xây dựng và sử dụng các thiết bị thí nghiệm
đã đề xuất, thiết kế tiến trình dạy học cụ thể 4 bài học của chơng
Sóng cơ học theo hớng phát huy tính tích cực, sáng tạo của học
sinh.
7. Cấu trúc của luận án
Cấu trúc của luận án bao gồm 3 chơng, mở đầu, kết luận, tài liệu
tham khảo và phụ lục.
- Chơng 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng thiết bị thí

nghiệm trong dạy học vật lí ở trờng phổ thông.
- Chơng 2: Xây dựng các thiết bị thí nghiệm và soạn thảo tiến
trình dạy học các bài học của chơng Sóng cơ học ở lớp 12 THPT.
- Chơng 3: TNSP.
Chơng 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng v sử dụng
thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trờng
phổ thông
1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Vấn đề phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học
sinh trong dạy học đợc các nhà khoa học trên thế giới nói đến từ rất
lâu.
Từ thời cổ đại, các nhà s phạm tiền bối nh Khổng Tử, Aristot
đã từng nói đến tầm quan trọng to lớn của việc phát huy tính tích cực,
chủ động của học sinh và đã nêu lên nhiều biện pháp phát huy tính
tích cực nhận thức của học sinh.
Trong thế kỉ 20, các nhà giáo dục Đông, Tây đều tìm kiếm con
đờng tích cực hóa hoạt động dạy học. Trong quá trình tìm tòi các
phơng pháp dạy học tích cực, nhiều nhà khoa học đã đề xuất về
phơng pháp Dạy học nêu vấn đề. Theo I.Lecne: Trên quan điểm
giáo dục, dạy học nêu vấn đề là phơng pháp dạy học trong đó học

6
sinh tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn
đề và các bài toán có vấn đề đã đợc xây dựng theo nội dung tài liệu
học trong chơng trình. Còn V.Ôcôn viết: Chúng tôi hiểu dạy học
nêu vấn đề dới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động nh tổ
chức các tình huống có vấn đề, biểu đạt (nêu ra) các vấn đề (tập cho
học sinh quen dần để tự làm lấy công việc này) chú ý giúp đỡ học
sinh những điều kiện cần thiết để giải quyết vấn đề và cuối cùng lãnh
đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố các kiến thức đã tiếp thu đợc.

Nghệ thuật của giáo viên biểu hiện nhiều hơn cả trong việc tổ chức
các tình huống có vấn đề. Có thể thấy rằng, dạy học nêu vấn đề
đòi hỏi phải thực hiện một số bớc nhất định trong quá trình nêu vấn
đề. Những bớc đó là: xây dựng tình huống có vấn đề, phân tích tình
huống để dẫn học sinh tới chỗ nhận ra cái bản chất của những khó
khăn và hình thành nên một vấn đề. Một yếu tố quan trọng thứ hai là
để học sinh tự lực nghiên cứu giải quyết vấn đề dới sự giúp đỡ của
giáo viên. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu chỉ tập trung phân tích kĩ
giai đoạn xây dựng bài toán có vấn đề, trong khi đó chỉ đề xuất chung
tới các mức độ khác nhau của dạy học nêu vấn đề, thiếu đi sâu vào
quá trình tổ chức, hớng dẫn cho học sinh tự lực giải quyết vấn đề,
nhất là các vấn đề cụ thể. Nguyễn Bá Kim cho rằng: Về dạy học giải
quyết vấn đề, nhiều tài liệu hiện nay chỉ nói tới việc phát hiện và nêu
vấn đề. Nh vậy là cha đầy đủ. Học trò còn phải tham gia vào quá
trình giải quyết vấn đề nữa.
ở Việt Nam, các nhà lí luận dạy học cũng đã viết nhiều về tính
tích cực nhận thức nh Đặng Vũ Hoạt, Hà Thế Ngữ, Nguyễn Ngọc
Quang, Thái Duy Tuyên Những năm gần đây, việc áp dụng chu
trình sáng tạo trong nghiên cứu vật lí vào quá trình dạy học vật lí ở
trờng phổ thông lại đợc nghiên cứu một cách cụ thể, đầy đủ hơn,
đợc thể hiện trong các công trình nghiên cứu của các tác giả nh
Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Ngọc Hng, Phạm
Xuân Quế, Lê Thị Oanh
Tác giả Nguyễn Đức Thâm đã trình bày chiến lợc Dạy học bằng
hoạt động, thông qua hoạt động của học sinh tại Hội nghị tập huấn
phơng pháp dạy học vật lí phổ thông 10/2000. Theo chiến lợc này,
quá trình đào tạo biến thành quá trình tự đào tạo. Phơng pháp dạy

7
học mới đồng thời chuyển đổi vai trò của giáo viên từ giảng giải minh

họa sang việc tạo động cơ, giúp học sinh tự đào tạo, tự đánh giá kết
quả học tập và tự điều chỉnh. Báo cáo cũng đề cập tới những hành
động, những thao tác cụ thể, chủ yếu của giáo viên và học sinh trong
quá trình dạy học vật lí. Trong số những hành động của giáo viên, tác
giả có đề cập đến các hành động xây dựng tình huống có vấn đề để
tạo động cơ, hứng thú học tập cho học sinh; hành động tập cho học
sinh làm quen với các phơng pháp nhận thức vật lí, đặc biệt là
phơng pháp thực nghiệm.
Trong bài giảng chuyên đề cho lớp cao học tại trờng Đại học S
phạm Hà Nội, tác giả Phạm Hữu Tòng đã trình bày Chiến lợc dạy
học giải quyết vấn đề: tổ chức, định hớng hoạt động tìm tòi sáng tạo
giải quyết vấn đề và t duy khoa học của học sinh. Những luận điểm
cơ bản của chiến lợc đó là: Trong dạy học môn khoa học, giáo viên
cần tổ chức những tình huống trong đó xuất hiện vấn đề cần giải
quyết mà học sinh tự thấy mình có khả năng tham gia giải quyết và
do đó sẽ suy nghĩ đa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải
quyết thích hợp; Hoạt động nhận thức khoa học của học sinh cần
đợc định hớng phù hợp với tiến trình xây dựng tri thức vật lí: Đề
xuất vấn đề - suy đoán giải pháp và và khảo sát lí thuyết và/hoặc thực
nghiệm - kiểm tra, vận dụng kết quả; Cần sử dụng những quan niệm
vốn có của học sinh vào việc xây dựng tình huống có vấn đề và định
hớng hoạt động giải quyết vấn đề một cách hữu hiệu; Sự học tập,
xây dựng kiến thức khoa học của học sinh sẽ đợc tạo thuận lợi và có
hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi, tranh luận với những bạn học.
Trong thời gian gần đây, đã có một số luận án tiến sĩ, luận văn cao
học và khóa luận sinh viên của các tác giả Đào Công Nghinh, Trần
Văn Nguyệt, Phạm Thị Ngọc Thắng, Ngô Quang Sơn cũng nghiên
cứu chế tạo, hoàn thiện các thiết bị thí nghiệm để tổ chức hoạt động
nhận thức tích cực, sáng tạo của học sinh trong việc giảng dạy một số
kiến thức vật lí cụ thể ở trờng phổ thông. Tuy nhiên, quá trình tìm

hiểu việc nghiên cứu về dạy học Sóng cơ học ở Việt Nam cho thấy:
- Về mặt nghiên cứu việc tổ chức hoạt động dạy học phát triển tính
tích cực, sáng tạo của học sinh: Cho đến nay, chỉ có công trình nghiên
cứu của tác giả Ngô Quang Sơn bàn về việc nâng cao chất lợng dạy

8
học phần dao động và sóng lớp 12 cho đối tợng học viên lớn tuổi tại
các trung tâm giáo dục thờng xuyên, cha có công trình khoa học
nào nghiên cứu việc tổ chức hoạt động dạy học phát triển tính tích
cực, sáng tạo của học sinh THPT trong quá trình học tập chơng này.
- Về mặt nghiên cứu thiết bị thí nghiệm để sử dụng trong dạy học
chơng Sóng cơ học: Các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Đào Công
Nghinh đã chế tạo đợc thiết bị cần rung điện từ để tiến hành thí
nghiệm về hiện tợng giao thoa sóng trên mặt nớc và thí nghiệm về
sóng dừng trên dây đàn hồi. Các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Ngô
Quang Sơn đã chế tạo một số thiết bị thí nghiệm đơn giản: cần rung
đơn giản, mô hình sóng ngang. Một số trờng đại học đã nhập một số
thiết bị đắt tiền nh các thiết bị thí nghiệm của Đức, Inđônêxia, Mĩ
Nhng những thiết bị thí nghiệm này đều không cho phép tiến hành
thí nghiệm nghiên cứu sự tổng hợp hai sóng cùng tần số nhng lệch
pha nhau và cha tạo điều kiện cho việc quan sát chính xác hiện
tợng sóng dừng (ví dụ: khi quan sát hiện tợng sóng dừng trên sợi
dây đàn hồi, nhiều học sinh cho rằng: dọc theo chiều dài của sợi dây,
có những chỗ phồng lên và có những chỗ thắt lại). Cho tới nay,
đã có một số công trình nghiên cứu ở nớc ngoài của các tác giả Hà
Văn Hùng, H J. Wilke đề cập tới việc chế tạo thiết bị nghiên cứu
hiện tợng lan truyền và tổng hợp sóng cơ học. Tuy nhiên, cơ cấu tạo
sóng ở thiết bị này còn phức tạp, đòi hỏi dụng cụ chuyên dụng, kích
thớc của thiết bị cồng kềnh và cha thuận lợi cho việc sử dụng trong
dạy học.

1.2. Dạy học vật lí theo hớng phát triển hoạt động nhận
thức tích cực, sáng tạo của học sinh
1.2.1. Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh
Để nâng cao chất lợng và hiệu quả dạy học, chúng tôi đã nghiên
cứu khái niệm tính tích cực nhận thức, những biểu hiện của tính tích
cực nhận thức và các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của
học sinh.
1.2.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh
Trong quá trình dạy học, để phát triển năng lực sáng tạo của học
sinh, chúng tôi đã tìm hiểu khái niệm năng lực sáng tạo, những biểu
hiện của năng lực sáng tạo và các biện pháp hình thành và phát triển

9
năng lực sáng tạo của học sinh.
1.2.3. Tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của học
sinh trong dạy học vật lí
Cơ sở lí thuyết của việc phát
triển khả năng sáng tạo của học
sinh trong quá trình dạy học vật lí
là sự hiểu biết những qui luật của
sự sáng tạo khoa học tự nhiên. Nhiều nhà khoa học đã trình bày quá
trình sáng tạo khoa học dới dạng chu trình gồm bốn giai đoạn chính
(Hình 1).
Theo tác giả Phạm Hữu Tòng, có thể minh hoạ tiến trình xây dựng
và bảo vệ tri thức khoa học
bằng sơ đồ hình 2.
Trong quá trình dạy học,
theo chúng tôi, có thể minh hoạ
tiến trình giải quyết vấn đề khi
xây dựng, kiểm nghiệm hoặc

ứng dụng một kiến thức cụ thể
bằng sơ đồ hình 3.
Trong quá trình dạy học,
muốn thành công trong việc tổ
chức hoạt động nhận thức của
học sinh phỏng theo hoạt động
của các nhà khoa học, chúng ta
cần phải xem xét kĩ sự khác

Hình 1. Chu trình sáng tạo khoa học
H
ình 3.
S
ơ đồ tiến trình giải quyết vấn đ
ề

khi xây dựng một kiến thức cụ th
ể
Giải quyết vấn đề (theo một trong hai
con đờng):
- Bằng con đờng lí thuyết, thiết kế và
tiến hành thí nghiệm kiểm tra.
- Bằng con đờng thực nghiệm.
Vấn đề
(đòi hỏi tìm kiếm
xây dựng kiến thức)
Điều kiện cần sử dụng
để đi tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra
Kết luận/Nhận định
Hình 2. Sơ đồ tiến trình xây dựng,

bảo vệ tri thức mới trong
nghiên cứu khoa học

10
biệt giữa quá trình hoạt động của học sinh trong học tập và quá trình
sáng tạo của các nhà khoa học. Sự khác biệt này bao gồm những vấn
đề liên quan đến đặc điểm của học sinh và những điều kiện làm việc
của họ: về nội dung kiến thức, về thời gian và về phơng tiện làm
việc.
Dựa theo những cách mà các nhà bác học thờng dùng để giải
quyết các vấn đề khoa học kĩ thuật, có thể có những kiểu hớng dẫn
học sinh giải quyết vấn đề sau: hớng dẫn tìm tòi qui về kiến thức đã
biết, phơng pháp đã biết; hớng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần;
hớng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.
1.3. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lí
1.3.1. Vai trò của thí nghiệm trong nghiên cứu vật lí
Muốn rút ra đợc những tính chất bản chất, những mối quan hệ
khách quan, phổ biến giữa các hiện tợng thì phải thực hiện hai hoạt
động song song xen kẽ, đó là: làm thí nghiệm quan sát các dấu hiệu
cụ thể bên ngoài của hiện tợng và thực hiện các phép suy luận trong
đầu để tìm ra những mối quan hệ trừu tợng ẩn giấu bên trong.
1.3.2. Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học truyền thống
Trong dạy học truyền thống, thí nghiệm có vai trò nh sau:
- Thí nghiệm là phơng tiện trực quan giúp cho học sinh dễ hiểu
những kiến thức vật lí trừu tợng.
- Thí nghiệm là nguồn trực tiếp của tri thức.
- Thí nghiệm giúp rèn luyện kĩ năng thực hành cho học sinh.
1.3.3. Vai trò của thí nghiệm vật lí theo lí luận dạy học hiện đại
Theo lí luận dạy học hiện đại, thí nghiệm có vai trò quan trọng đối
với hoạt động nhận thức của học sinh.

- Thí nghiệm là phơng tiện để làm xuất hiện vấn đề cần phải
nghiên cứu, kích thích sự tìm tòi suy nghĩ của học sinh.
- Thí nghiệm là phơng tiện hỗ trợ việc xây dựng giả thuyết.
- Thí nghiệm là phơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của giả
thuyết.
- Thí nghiệm là phơng tiện để pháp triển hoạt động nhận thức
tích cực, sáng tạo của học sinh.

11
- Thí nghiệm là phơng tiện đảm bảo sự phù hợp giữa lí thuyết và
thực hành (giữa lí luận và thực tiễn).
1.4. Qui trình xây dựng v sử dụng thiết bị thí nghiệm
trong dạy học vật lí
1.4.1. Qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí
Việc xây dựng các thiết bị thí nghiệm bao gồm các quá trình thiết
kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm mới, cải tiến, hoàn thiện các thiết bị thí
nghiệm đã có sao cho chúng thoả mãn đợc các yêu cầu về mặt khoa
học - kĩ thuật và yêu cầu về mặt s phạm đối với các thiết bị thí
nghiệm. Các yêu cầu này bao gồm:
1.4.1.1. Yêu cầu về mặt khoa học kĩ thuật
- Tạo ra hiện tợng rõ ràng, điều khiển đợc các yếu tố tác động.
- Các số liệu thu thập đợc từ thí nghiệm đảm bảo độ chính xác
chấp nhận đợc ở trờng phổ thông.
- Chất lợng vật liệu dùng để chế tạo thiết bị thí nghiệm phải đảm
bảo tuổi thọ cao và độ bền chắc.
- Quá trình chế tạo thiết bị thí nghiệm cần áp dụng các thành tựu
công nghệ chế tạo mới của khoa học kĩ thuật.
1.4.1.2. Yêu cầu về mặt s phạm
- Các thiết bị thí nghiệm cần đơn giản: số chi tiết không nhiều, cấu
tạo gọn, ít hỏng, dễ sửa chữa, dễ dàng vận chuyển và bảo quản.

- Cần thiết kế, chế tạo các bộ thí nghiệm vật lí sao cho có thể làm
đợc nhiều thí nghiệm không chỉ ở một chơng, một phần mà còn
những phần khác nhau của chơng trình vật lí.
- Thời gian chuẩn bị các thí nghiệm không đòi hỏi nhiều, dễ dàng
tập hợp, thay đổi các chi tiết, thao tác bằng tay không phức tạp, có thể
lắp ráp từng bớc và chắc chắn.
- Các thiết bị thí nghiệm có thể đợc sử dụng ở nhiều giai đoạn
của quá trình dạy học: tạo tình huống có vấn đề, hình thành kiến thức
mới, củng cố và vận dụng kiến thức.
- Các thiết bị thí nghiệm phải hỗ trợ đợc quá trình nhận thức tích
cực, sáng tạo của học sinh.
- Các thiết bị thí nghiệm phải đảm bảo các yêu cầu mĩ thuật: các

12
đờng nét, hình khối cân xứng, khối lợng không quá nặng, màu sắc
làm nổi bật đợc các chi tiết quan trọng. Riêng đối với các thiết bị thí
nghiệm biểu diễn cần có kích thớc đủ lớn, các bộ phận trong thiết bị
phải đợc bố trí sao cho học sinh toàn lớp quan sát đợc diễn biến
của hiện tợng diễn ra trong thí nghiệm.
1.4.1.3. Qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm trong dạy học
Theo chúng tôi, quá trình xây dựng các thiết bị thí nghiệm có thể
đợc tiến hành theo các giai đoạn sau:
- Xác định nội dung các kiến thức, kĩ năng mà học sinh cần có
đợc trong quá trình học tập.
- Xác định các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học nội dung
này.
- Tìm hiểu tình hình thực tiễn về các thiết bị thí nghiệm để xác
định đợc hiện nay đã có những thiết bị thí nghiệm nào cho phép tiến
hành các thí nghiệm đã xác định? việc tiến hành các thí nghiệm với
những thiết bị thí nghiệm này có những u điểm, nhợc điểm gì? có

đáp ứng đợc các yêu cầu đã nêu ở trên không, nhất là yêu cầu đối
với việc dạy học phát triển tính tích cực, sáng tạo của học sinh.
Giai đoạn nghiên cứu này đi tới kết luận: một số thiết bị thí
nghiệm đã có sẵn và đáp ứng đợc các yêu cầu đối với thiết bị thí
nghiệm; cũng đã có một số thiết bị thí nghiệm, nhng việc sử dụng
các thiết bị thí nghiệm này cha phát huy đợc vai trò của chúng đối
với hoạt động nhận thức của học sinh, cần cải tiến, hoàn thiện; không
có thiết bị thí nghiệm nào để tiến hành một số thí nghiệm đã xác định
ở trên.
- Đối với trờng hợp cần nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện các thiết
bị thí nghiệm có sẵn (nhng cha đáp ứng tốt yêu cầu dạy học) và
nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị thí nghiệm mới thì trong cả
hai trờng hợp, các thiết bị thí nghiệm đợc chế tạo mới hoặc đợc
cải tiến, hoàn thiện phải đảm bảo đợc các yêu cầu về mặt khoa học
kĩ - thuật và yêu cầu về mặt s phạm.
- Sản xuất thử thiết bị thí nghiệm. Phân tích, đánh giá thiết bị thí
nghiệm này để điều chỉnh thiết kế sao cho thiết bị có thể đạt đợc tối
đa các yêu cầu về mặt khoa học - kĩ thuật và yêu cầu về mặt s phạm.

13
- Đa thiết bị thí nghiệm đã sản xuất vào dạy TNSP để tiếp tục xác
định những khó khăn, hạn chế trong quá trình sử dụng nhằm bổ sung,
hoàn thiện thiết bị thí nghiệm.
- Sản xuất thiết bị mẫu, soạn tài liệu hớng dẫn, trình Bộ Giáo dục
và Đào tạo duyệt để có thể sản xuất hàng loạt và trang bị cho các
trờng phổ thông.
1.4.2. Qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí
1.4.2.1. Yêu cầu của việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí
- Xác định rõ lôgic của tiến trình dạy học, trong đó việc sử dụng
thí nghiệm phải là một bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, nhằm

giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức.
- Xác định rõ các thiết bị thí nghiệm cần sử dụng, sơ đồ bố trí
chúng, tiến trình thí nghiệm. Không xem nhẹ các dụng cụ thí nghiệm
đơn giản.
- Đảm bảo cho học sinh ý thức đợc rõ ràng và tham gia tích cực
vào tất cả các giai đoạn thí nghiệm.
- Thử nghiệm kĩ lỡng mỗi thí nghiệm trớc giờ học, đảm bảo thí
nghiệm phải thành công.
- Việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm
phải tuân theo các qui tắc an toàn.
1.4.2.2. Qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí
Chúng tôi đã trình bày các bớc sử dụng thiết bị thí nghiệm trong
từng giai đoạn của quá trình dạy học:
- Giai đoạn 1: Thiết bị thí nghiệm đợc sử dụng làm xuất hiện vấn
đề cần nghiên cứu
- Giai đoạn 2: Thiết bị thí nghiệm đợc sử dụng để hỗ trợ việc đề
xuất giả thuyết của học sinh
- Giai đoạn 3: Thiết bị thí nghiệm đợc sử dụng để kiểm tra giả
thuyết hoặc kiểm tra hệ quả đợc suy ra từ giả thuyết
- Giai đoạn 4: Thiết bị thí nghiệm đợc sử dụng trong giai đoạn
vận dụng kiến thức
Chơng 2: Xây dựng các thiết bị thí nghiệm v Soạn
thảo tiến trình dạy học các bi học của chơng

14
Sóng cơ học ở lớp 12 THPT
2.1. Nội dung kiến thức, kĩ năng v các thí nghiệm trong
chơng Sóng cơ học
Chúng tôi đã trình bày nội dung kiến thức, kĩ năng và các thí
nghiệm cần tiến hành trong quá trình dạy học chơng Sóng cơ học

ở lớp 12 trung học phổ thông.
2.2. Tình hình dạy học chơng Sóng cơ học ở một số
trờng THPT
- Phần lớn các bài học đều đợc giáo viên giảng dạy tuân theo
lôgic đã đợc trình bày trong sách giáo khoa với phơng pháp chủ
yếu là thuyết trình, giảng giải.
- Phơng pháp học của học sinh chủ yếu là học thuộc lòng. Học
sinh rất thụ động, ít động não và họ cũng không đợc tạo điều kiện để
tích cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức.
- Không có thiết bị thí nghiệm hoặc thiếu thiết bị thí nghiệm để có
thể tiến hành các thí nghiệm cần thiết.
2.3. Xây dựng các thiết bị thí nghiệm để sử dụng trong dạy
học chơng Sóng cơ học
Chúng tôi trình bày các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng theo cùng
một cấu trúc: sự cần thiết phải xây dựng thiết bị thí nghiệm, cấu tạo
và nguyên tắc hoạt động của thiết
bị, những thí nghiệm có thể tiến
hành với thiết bị và những lu ý
để thí nghiệm thành công.
2.3.1. Kênh sóng nớc (Hình 4)
Thiết bị kênh sóng nớc đã tạo
đợc các sóng nớc có dạng hình
sin, biên độ dao động lớn (1-2
cm), tần số dao động thấp (1-
2Hz), bớc sóng khá dài (10-
20cm) và vận tốc truyền sóng nhỏ (10-20cm/s). Các sóng nớc tạo
thành đợc quan sát trên mặt cắt thẳng đứng. Các phần tử nớc dao
động chậm đã cho phép thấy rõ hình dạng sóng nớc tại mỗi thời
điểm.

Hình 4. Kênh sóng nớc

15
2.3.2. Mô hình sóng ngang (Hình
5 - trang 15)
Mô hình sóng ngang không
những tạo ra sóng hình sin lan
truyền rất chậm mà còn cho phép
giữ nguyên khoảng cách giữa các
phần tử dao động khi thay đổi lực liên kết giữa chúng.
2.3.3. Thiết bị thí nghiệm về hiện tợng sóng trên các vật đàn hồi
Chúng tôi đã chế tạo nguồn dao động dùng cho thiết bị thí nghiệm
về sóng dừng ngang (nguồn sóng ngang) và nguồn dao động dùng
cho thiết bị thí nghiệm về sóng dừng dọc
(nguồn sóng dọc) để từ đó tiến hành đợc
các thí nghiệm về sự truyền sóng, phản xạ
sóng, sóng dừng đối với sóng ngang và sóng dọc trên lò xo nhựa, lò
xo thép, dây cao su và lá thép (Hình 6,
hình 7).
2.3.4. Khay sóng nớc (Hình 8)
Thiết bị khay sóng nớc cho phép tạo
ra trên mặt nớc hai sóng kết hợp có tần
số và biên độ thay đổi đợc một cách dễ
dàng, từ đó có thể tạo ra hiện tợng giao
thoa rõ nét của hai sóng trên mặt nớc với
các tần số khác nhau. Mặt khác, thiết bị
này cũng cho phép nghiên cứu các quá
trình lan truyền, phản xạ, khúc xạ, nhiễu
xạ của sóng tròn, của sóng thẳng và hiệu

Hình 5. Mô hình sóng ngang

Hình 7. Nguồn sóng dọc

Hình 6. Nguồn sóng ngang

Hình 8. Khay sóng nớc

Hình 9. Nguồn âm dùng
mạch IC


16
ứng Đốplơ đối với sóng nớc.
2.3.5. Nguồn âm dùng mạch IC
Nguồn âm dùng mạch IC (Hình 9) có thể phát ra sóng âm có các
tần số 440Hz, 660Hz hoặc 880Hz, dạng xung có thể là hình sin,
vuông hoặc tam giác. Biên độ sóng âm do nguồn này phát ra có thể
thay đổi dễ dàng. Tất cả các linh kiện (pin, mạch điện tử, loa, các
công tắc điều khiển) đợc lắp đặt gọn trong một hộp nhỏ có kích
thớc khoảng 6x6x7cm.
2.4. Soạn thảo tiến trình dạy học các bi học của chơng
Sóng cơ học, trong đó có sử dụng các thí nghiệm với
những thiết bị thí nghiệm đ xây dựng
2.4.1. Lôgic hình thành các kiến thức trong chơng
Cấu trúc của chơng trình, SGK hiện nay cha làm nổi bật đợc
đặc điểm âm là sóng cơ
học, mặc dù học sinh có
thể sử dụng các kiến thức
về âm đã biết ở lớp 7 và về

sóng đã biết ở các tiết học
trớc để đề xuất giả thuyết
Âm đợc phát ra từ 2
nguồn, khi giao nhau cũng
có thể xảy ra hiện tợng
giao thoa và có thể đề xuất
phơng án thí nghiệm kiểm
tra giả thuyết này. Vì vậy,
chúng tôi đã thay đổi lôgic
hình thành các kiến thức
của chơng này (Hình 10).
2.4.2. Soạn thảo tiến trình dạy học các bài học trong chơng
Sóng cơ học
Chúng tôi soạn thảo tiến trình dạy học các bài học của chơng này
theo định hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của
học sinh, gồm các bài:
- Hiện tợng sóng trong cơ học

Hình 10. Lôgic hình thành các kiến thức
trong chơng Sóng cơ học
đợc đề xuất
Các đại lợng
đặc trng
của sóng cơ học

Giao thoa sóng

Sóng dừng
Giao thoa âm,
sóng âm và các

đặc tính của âm

Cộng hởng âm

Sóng cơ học

17
- Giao thoa sóng
- Sóng dừng
- Sóng âm
Dới đây là một ví dụ trình bày sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng
kiến thức và ý tởng s phạm khi soạn thảo bài Giao thoa sóng.
2.4.3. Tiết 2: Giao thoa sóng
2.4.3.1. Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức (Hình 11)
2.4.3.2. í tởng s phạm khi soạn thảo bài học
Sóng nớc là hiện tợng phổ biến trong thiên nhiên và gần gũi với
Hình11. Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức
- Lập phơng trình xác định hai dao động đợc truyền từ hai
nguồn
1
S
và
2
S
đến M sau một thời gian t.
- Xác định hiệu số pha của hai dao động truyền tới M.
- Viết công thức tính biên độ của dao động tổng hợp ở M.
- Xác định biên độ ở M khi hai dao động truyền tới M là cùng
pha, ngợc pha.
- Nhận xét về sự xắp xếp của các điểm dao dộng với biên độ cực

đại, cực tiểu.
- Tiến hành thí nghiệm quan sát sự xắp xếp các vân giao thoa
trên mặt nớc và thí nghiệm tổng hợp hai sóng cùng pha, ngợc
pha.
Dùng lí thuyết về tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phơng, cùng
tần số để xác định biên độ của sóng tổng hợp. Thiết kế phơng án thí
nghiệm kiểm tra kết luận rút ra từ lí thuyết.
- Các điểm dao động với biên độ cực đại (hoặc cực tiểu) tạo thành những
đờng cong cố định (đờng cong hypebol).
- Tại những điểm hai sóng cùng pha thì biên độ sóng tổng hợp gấp đôi.
- Tại những điểm hai sóng ngợc pha thì biên độ sóng tổng hợp bằng không.
Ta đã biết rằng, khi có một sóng lan truyền trên mặt nớc sẽ làm xuất hiện
những gợn lồi xen kẽ với những gợn lõm. Nếu có hai sóng cùng đồng
thời lan truyền trên mặt nớc thì hiện tợng diễn ra có gì khác biệt? Để cho
đơn giản, ta sẽ xét hai sóng có cùng biên độ, cùng tần số và cùng pha.
Hiện tợng giao nhau của hai sóng cùng biên
độ, cùng tần số và cùng pha có đặc điểm gì?

18
kinh nghiệm của học sinh. Do vậy, giáo viên đặt vấn đề: Ta đã biết
rằng, khi có một sóng lan truyền trên mặt nớc sẽ làm xuất hiện
những gợn lồi xen kẽ với những gợn lõm. Nếu có hai sóng cùng
đồng thời lan truyền trên mặt nớc thì hiện tợng diễn ra có gì khác
biệt? Để cho đơn giản, ta sẽ xét hai sóng có cùng biên độ, cùng tần số
và cùng pha.
Tuy nhiên, trong thực tế cuộc sống của học sinh, việc quan sát
thấy hiện tợng giao thoa sóng là rất khó xảy ra. Vì vậy, giáo viên
định hớng cho học sinh lựa chọn việc khảo sát lí thuyết để rút ra các
đặc điểm của hiện tợng.
Giáo viên hớng dẫn học sinh lập phơng trình dao động tại một

điểm do từng nguồn sóng gây ra để từ đó, xác định đợc biên độ của
sóng tổng hợp tại điểm đó. Các kết luận rút ra từ lí thuyết bao gồm:
- Tại những điểm hai sóng thành phần cùng pha thì biên độ của
sóng tổng hợp cực đại (gấp đôi biên độ mỗi sóng thành phần). Các
điểm này có hiệu đờng đi bằng số nguyên lần bớc sóng:
21
ddk=.
- Tại những điểm hai sóng thành phần ngợc pha thì biên độ sóng
tổng hợp bằng không. Các điểm này có hiệu đờng đi bằng số bán
nguyên lần bớc sóng:
21
dd(k1/2)=+
.
- Tập hợp các điểm biên độ cực đại là một họ đờng hypebol. Tập
hợp các điểm không dao động cũng là một họ đờng hypebol xen kẽ
với các đờng hypebol ở trên.
Nhằm giúp học sinh xây dựng phơng án thí nghiệm để kiểm tra
các kết luận rút ra từ suy luận lí thuyết, giáo viên gợi ý học sinh tìm
cách tạo ra hai sóng nớc cùng tần số, cùng biên độ và cùng pha.
Cuối bài học trớc, giáo viên đã giao cho học sinh chuẩn bị phơng
án tạo ra hai sóng nớc cùng tần số, lan truyền đồng thời trên mặt
nớc. Vì vậy, học sinh có thể đề xuất: ném đồng thời hai viên đá
xuống nớc; dùng hai ngón tay tác động liên tục lên mặt nớc; gắn
một dây thép hình chữ U vào đầu một thanh đàn hồi, đặt hai đầu dây
thép chữ U chạm vào mặt nớc rồi dùng tay gẩy để thanh đàn hồi dao
động. Giáo viên phân tích nhợc điểm của các phơng án này: các
sóng tạo ra có tần số không ổn định hoặc biên độ của sóng tắt rất

19
nhanh. Để khắc phục những nhợc điểm này, giáo viên đa ra phơng

án thí nghiệm dùng cần rung giao thoa sóng nớc. Sau đó, giáo viên
tổ chức cho các nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm giao thoa sóng
nớc (giáo viên đã chuẩn bị trớc thiết bị tạo vân giao thoa sóng nớc
đơn giản cho các nhóm học sinh). Học sinh quan sát mặt nớc thấy
xuất hiện các đờng cong (hypebol).
Tuy nhiên, thí nghiệm này không kiểm tra đợc hai đặc điểm: tại
những điểm hai sóng thành phần cùng pha thì biên độ của sóng tổng
hợp cực đại (gấp đôi biên độ mỗi sóng thành phần) và tại những điểm
hai sóng thành phần ngợc pha thì biên độ sóng tổng hợp bằng
không. Học sinh đã biết cách sử dụng thiết bị kênh sóng để tạo ra một
sóng nớc lan truyền. Vì vậy, giáo viên cho học sinh đề xuất cách
điều chỉnh cơ cấu tạo sóng của kênh sóng nớc để tạo ra hai sóng
cùng pha, ngợc pha. Sau đó, giáo viên tiến hành thí nghiệm tổng hợp
hai sóng cùng pha, ngợc pha. Học sinh quan sát hiện tợng diễn ra
đúng nh kết luận rút ra từ lí thuyết.
Cuối cùng, giáo viên xác nhận các kết quả về đặc điểm của hiện
tợng giao thoa, giáo viên hớng dẫn học sinh tìm điều kiện để có
giao thoa và thông báo cho học sinh ý nghĩa của hiện tợng giao thoa
khi nghiên cứu các quá trình sóng có bản chất khác nhau.
Chơng 3: Thực nghiệm s phạm
3.1. Mục đích, đối tợng v phơng pháp TNSP
3.1.1. Mục đích TNSP
TNSP nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài: nếu xây dựng
(chế tạo và hoàn thiện) đợc các thiết bị thí nghiệm đáp ứng các yêu
cầu về mặt khoa học - kĩ thuật và về mặt s phạm đối với thiết bị thí
nghiệm và sử dụng chúng trong tiến trình dạy học đợc soạn thảo
theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại thì có thể phát huy đợc tính
tích cực, phát triển đợc năng lực sáng tạo và góp phần nâng cao đợc
chất lợng kiến thức của học sinh về Sóng cơ học.
3.1.2. Đối tợng TNSP

Đối tợng của TNSP là học sinh lớp 12 THPT trong tiến trình dạy
học cụ thể 4 bài học của chơng Sóng cơ học.
Ngoài ra, trong TNSP, chúng tôi cũng tổ chức để các giáo viên

20
làm quen và tiến hành các thí nghiệm sẽ sử dụng trong bài học.
Thông qua đó, chúng tôi đáng giá kĩ năng cũng nh mức độ hứng thú
của các giáo viên đối với việc sử dụng các thí nghiệm này, động thời
cũng thu nhận những thông tin phản hồi từ phía giáo viên nhằm bớc
đầu chỉnh lí và hoàn thiện các thiết bị thí nghiệm này.
3.1.3. Phơng pháp TNSP
ở từng vòng TNSP và tại mỗi trờng, chúng tôi đều chọn hình
thức TNSP song song: lớp thực nghiệm dạy theo tiến trình dạy học đã
soạn thảo có sử dụng các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng, còn lớp đối
chứng dạy theo tiến trình giáo viên đã dự định. Chúng tôi đã tham dự
tất cả các giờ dạy thực nghiệm và đối chứng, quan sát, ghi chép mọi
hoạt động của giáo viên và học sinh trong từng tiết học, thờng xuyên
trao đổi với giáo viên trong tổ chuyên môn để rút kinh nghiệm, trao
đổi với học sinh để kiểm tra thêm những nhận định của mình. Cuối
mỗi đợt TNSP, chúng tôi đều tổ chức kiểm tra cùng một đề ở cả hai
lớp thực nghiệm và đối chứng. Sau khi đã thu thập đầy đủ số liệu,
chúng tôi xử lí, phân tích, đánh giá kết quả của các bài kiểm tra bằng
phơng pháp thống kê mô tả và thống kê kiểm định.
3.1.4. Công tác chuẩn bị cho TNSP
Tìm hiểu thực tế dạy học ở các trờng thực nghiệm.
Chuẩn bị đề bài của bài kiểm tra khảo sát trớc TNSP và bài kiểm
tra đánh giá sau TNSP.
Chọn mẫu TNSP sao cho kết quả học tập môn vật lí của học sinh
và số học sinh của lớp thực nghiệm so với lớp đối chứng là tơng
đơng.

Trớc khi TNSP, chúng tôi gặp gỡ, trao đổi, thống nhất kế hoạch
TNSP với Ban Giám hiệu nhà trờng và các giáo viên trong Tổ Vật lí.
Đồng thời, chúng tôi cũng tập huấn về việc sử dụng thiết bị thí
nghiệm trong TNSP cho các giáo viên đợc phân công giảng dạy ở
lớp thực nghiệm.
Xây dựng các thiết bị thí nghiệm và soạn thảo tiến trình 4 bài học
của chơng Sóng cơ học ở lớp 12 THPT.

21
3.2. Phân tích v đánh giá kết quả thực ngiệm s phạm
3.2.1. Các tiêu chí đánh giá kết quả TNSP
Chúng tôi đánh giá kết quả TNSP qua các mặt:
- Tính khả thi của các thiết bị thí nghiệm.
- Tính khả thi của tiến trình dạy học đã soạn thảo đợc.
- Hiệu quả của việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm trong tiến trình
dạy học giải quyết vấn đề đối việc phát huy tính tích cực, phát triển
năng lực sáng tạo của học sinh.
- Chất lợng kiến thức của học sinh.
3.2.2. Phân tích diễn biến của các giờ học trong TNSP
Chúng tôi lần lợt đánh giá kết quả của nhóm các lớp thực nghiệm
và đối chứng qua diễn biến từng bài học cụ thể theo các tiêu chí đã
nêu. Trên cơ sở đó, rút ra những u điểm cần phát huy và những
nhợc điểm cần khắc phục, đặc biệt là bổ sung, hoàn thiện các thiết
bị thí nghiệm và tiến trình dạy học đã soạn thảo.
3.2.3. Hiệu quả của tiến trình dạy học các bài đã soạn thảo đối
với việc phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo và
nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh
3.2.3.1. Hiệu quả của tiến trình dạy học các bài đã soạn thảo đối với
việc nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh
Chúng tôi lần lợt tính và lập các bảng thống kê điểm số; thống kê

% học sinh đạt từ điểm xi trở xuống; các tham số thống kê. Căn cứ
vào số liệu kết quả thu đợc, chúng tôi dùng đồ thị để biểu diễn kết
quả của nhóm thực nghiệm và đối chứng trong mỗi vòng thực
nghiệm.
Từ bảng tổng hợp các tham số thống kê, đồ thị các đờng luỹ tích
và kết quả của các phép tính thống kê đã cho phép chúng tôi rút ra kết
luận: tỉ lệ về chất lợng kiểm tra của các lớp thực nghiệm cao hơn các
lớp đối chứng.
3.2.3.2. Hiệu quả của tiến trình dạy học các bài đã soạn thảo đối với
việc phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

22
Chúng tôi đã xem xét sự phát triển tính tích cực, sáng tạo của học
sinh qua từng bài học cụ thể trong quá trình TNSP. Các kết quả nhận
xét, đánh giá sơ bộ đã cho thấy:
- Học sinh lớp thực nghiệm ngày càng tiến bộ trong việc phát biểu
dự đoán và đề xuất các phơng án thí nghiệm kiểm tra dự đoán này. ở
bài cuối chơng, học sinh đã sử dụng từ ngữ chính xác hơn trong việc
mô tả, giải thích, đề xuất các phơng án thí nghiệm kiểm tra.
- Các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng đã tạo điều kiện cho giáo
viên tổ chức, hớng dẫn học sinh tích cực tham gia vào quá trình xây
dựng kiến thức: đa học sinh vào tình huống có vấn đề; hỗ trợ học
sinh đề xuất đợc dự đoán có căn cứ; tạo điều kiện để học sinh đề
xuất đợc phơng án thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm kiểm tra
dự đoán hoặc kiểm tra hệ quả rút ra từ dự đoán.
Trên cơ sở phân tích, nhận xét, đánh giá trong và sau quá trình
TNSP đã cho phép chúng tôi nhận định: việc xây dựng các thiết bị thí
nghiệm đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa học - kĩ thuật và về mặt s
phạm đối với thiết bị thí nghiệm và sử dụng chúng trong tiến trình
dạy học đợc soạn thảo theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại đã

phát huy đợc tính tích cực, phát triển đợc năng lực sáng tạo và góp
phần nâng cao đợc chất lợng kiến thức của học sinh.
Kết luận v kiến nghị
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã giải quyết đợc các vấn
đề sau đây:
- Trên cơ sở nghiên cứu bản chất hoạt động dạy và hoạt động học,
xác định các yêu cầu của việc xây dựng, sử dụng thiết bị thí nghiệm,
chúng tôi đã đề xuất đợc qui trình xây dựng các thiết bị thí nghiệm
và qui trình tổ chức, hớng dẫn của giáo viên trong việc sử dụng các
thiết bị thí nghiệm trong từng giai đoạn của quá trình dạy học.
- Điều tra tình hình dạy học chơng Sóng cơ học ở một số
trờng THPT của tỉnh Lào Cai, tỉnh Lai Châu để tìm hiểu các phơng
pháp dạy của giáo viên, phơng pháp học của học sinh, những khó
khăn, sai lầm của học sinh, đặc biệt là thực trạng thiết bị thí nghiệm

23
và việc sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học phần sóng cơ học ở
lớp 12 THPT.
- Vận dụng qui trình xây dựng thiết bị thí nghiệm đã đề xuất,
chúng tôi đã xây dựng đợc 5 thiết bị thí nghiệm (kênh sóng nớc,
mô hình sóng, thiết bị thí nghiệm về hiện tợng sóng trên các vật đàn
hồi, khay sóng nớc, nguồn âm dùng mạch IC) cho phép tiến hành
đợc các thí nghiệm cần thiết, đáp ứng đợc các yêu cầu về mặt khoa
học - kĩ thuật và về mặt phơng pháp dạy học.
- Trên cơ sở vận dụng lí luận hiện đại về tổ chức quá trình dạy học
vật lí, qui trình sử dụng thiết bị thí nghiệm đã đề xuất, xác định nội
dung các kiến thức, kĩ năng, các thí nghiệm cần tiến hành, phân tích
kết quả điều tra về tình hình dạy học chơng Sóng cơ học, chúng
tôi đã soạn thảo tiến trình dạy học 4 bài học trong chơng trong đó có
sử dụng các thiết bị thí nghiệm đã xây dựng. Các tiến trình dạy học

này đã khai thác tiềm năng của các thiết bị thí nghiệm đối với việc
phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo và nâng cao chất
lợng kiến thức của học sinh.
- Tiến trình dạy học 4 bài học của chơng Sóng cơ học đã đợc
đa vào dạy TNSP ở 3 trờng phổ thông của tỉnh Lào Cai. Kết quả
TNSP đã cho phép rút ra đợc những kết luận về hiệu quả của tiến
trình dạy học và hiệu quả của thiết bị thí nghiệm đối với việc kích
thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực, phát triển năng lực
sáng tạo và nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh.
Với kết quả nh trên, đề tài đã đạt đợc mục đích đề ra và khẳng
định đợc giả thuyết ban đầu: việc xây dựng (chế tạo và hoàn thiện)
đợc các thiết bị thí nghiệm đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa học - kĩ
thuật và về mặt s phạm đối với thiết bị thí nghiệm và sử dụng chúng
trong tiến trình dạy học đợc soạn thảo theo quan điểm lí luận dạy
học hiện đại đã phát huy đợc tính tích cực, phát triển đợc năng lực
sáng tạo và góp phần nâng cao đợc chất lợng kiến thức của học
sinh về Sóng cơ học.
Quá trình nghiên cứu đề tài của chúng tôi cũng cho thấy: việc tổ