xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức chương sóng cơ - vật lý 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

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






CAO TIẾN KHOA




XÂY DỰNG, HOÀN THIỆN VÀ SỬ DỤNG
CÁC THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “SÓNG CƠ” - VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH
TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH








LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

Hà Nội - 2014

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



CAO TIẾN KHOA




XÂY DỰNG, HOÀN THIỆN VÀ SỬ DỤNG
CÁC THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƢƠNG “SÓNG CƠ” -VẬT LÍ 12 THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH
TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH



Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp Dạy học Bộ môn Vật lí
Mã số: 62 14 01 11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Phạm Xuân Quế
2. PGS.TS. Nguyễn Văn Khải




Hà Nội - 2014

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong
bất kì một công trình khoa học nào khác.
Tác giả luận án






Cao Tiến Khoa

ii
LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Quản lí
khoa học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lí và Bộ môn Phƣơng pháp dạy học Vật
lí Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Thái
Nguyên và các trƣờng THPT - nơi tiến hành thực nghiệm đề tài Luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Xuân Quế và
PGS. TS Nguyễn Văn Khải đã tận tình hƣớng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả
trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành Luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô trong Khoa Vật lí
Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội đã dành nhiều thời gian góp ý cho tác giả
trong thời gian nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè,
những ngƣời đã giúp đỡ, động viên tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn
thành Luận án này.
Tác giả luận án






Cao Tiến Khoa

iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1.
BCHTW
Ban chấp hành trung ƣơng
2.
DHVL
Dạy học vật lí
3.
ĐHQG
Đại học Quốc gia
4.
ĐHSP
Đại học Sƣ phạm
5.
GV
Giáo viên
6.
HS
Học sinh
7.
KHGD
Khoa học giáo dục
8.
NCVL
Nghiên cứu vật lí
9.
PH&GQVĐ

Phát hiện và giải quyết vấn đề
10.
PTDH
Phƣơng tiện dạy học
11.
QTDH
Quá trình dạy học
12.
SGK
Sách giáo khoa
13.
TBTN
Thiết bị thí nghiệm
14.
TN
Thí nghiệm
15.
TNSP
Thực nghiệm sƣ phạm
16.
THCS
Trung học cơ sở
17.
THPT
Trung học phổ thông



iv
MỤC LỤC

Trang
Trang bìa phụ
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt viii
Danh mục các bảng ix
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ix
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU Ở NƢỚC NGOÀI 6
1.1.1. Các nghiên cứu về vấn đề phát triển tính tích cực, sáng tạo của HS 6
1.1.2. Các nghiên cứu về thiết bị thí nghiệm vật lí dành cho dạy học sóng cơ 8
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC 10
1.2.1. Các nghiên cứu về vấn đề phát triển tính tích cực và sáng tạo của HS 10
1.2.2. Các nghiên cứu về TBTN vật lí trong dạy học sóng cơ 10
Chƣơng 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 13
2.1. PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, NĂNG LỰC SÁNG TẠO 13
2.1.1. Phát huy tính tích cực của học sinh 13
2.1.1.1. Tính tích cực, tính tích cực nhận thức 13
2.1.1.2. Những biểu hiện của tính tích cực của HS trong học tập 13
2.1.1.3. Những tiêu chí đánh giá tính tích cực nhận thức của HS trong giờ học 15
2.1.1.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức 16
2.1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của HS 16
2.1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo 16
2.1.2.2. Các biểu hiện của năng lực sáng tạo 19
2.1.2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo 20
2.1.2.4. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của HS 21
2.2. TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ PHỎNG THEO CON ĐƢỜNG NGHIÊN
CỨU VẬT LÍ 24

2.2.1. Quá trình nhận thức trong khoa học vật lí và trong dạy học vật lí 24
2.2.2. Tổ chức dạy học vật lí phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí 27
2.2.2.1. Cơ sở tâm lí học của việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí 27
2.2.2.2. Tổ chức dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí 28
2.3. VAI TRÕ CỦA THÍ NGHIỆM TRONG QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC VẬT LÍ 35

v
2.3.1. Vai trò của thí nghiệm trong việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một
cách khoa học 35
2.3.1.1. Vai trò của thí nghiệm trong các giai đoạn nhận thức vật lí 35
2.3.1.2. Sự cần thiết sử dụng phối hợp các loại phƣơng tiện dạy học trong
việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một cách khoa học 36
2.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một
cách tích cực sáng tạo 40
2.3.3. Đề xuất hệ thống các biện pháp sử dụng phối hợp thí nghiệm truyền thống
và kĩ thuật số trong việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một cách tích cực,
sáng tạo 42
2.4. THỰC TẾ DẠY HỌC CHƢƠNG “SÓNG CƠ” Ở THPT 47
2.4.1. Mục tiêu cần đạt đƣợc trong dạy học các kiến thức của chƣơng “Sóng cơ” 48
2.4.2. Khảo sát thực trạng dạy học chƣơng “Sóng cơ” ở trƣờng THPT 51
2.4.2.1. Mục đích khảo sát 51
2.4.2.2. Nội dung khảo sát 51
2.4.2.3. Phƣơng pháp điều tra khảo sát 51
2.4.2.4. Kết quả điều tra 52
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 56
Chƣơng 3: XÂY DỰNG, HOÀN THIỆN CÁC THÍ NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “SÓNG CƠ” VẬT
LÍ 12 NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 57
3.1. QUY TRÌNH XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 57

3.1.1. Các yêu cầu chung đối với thiết bị thí nghiệm 57
3.1.1.1. Yêu cầu về mặt khoa học và kĩ thuật 57
3.1.1.2. Yêu cầu về mặt sƣ phạm 57
3.1.1.3. Yêu cầu về kinh tế 58
3.1.1.4. Yêu cầu về thẩm mĩ 58
3.1.1.5. Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm biểu diễn và thực tập 58
3.1.2. Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí 59
3.2. XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRUYỀN
THỐNG VÀ KĨ THUẬT SỐ NHẰM HỖ TRỢ DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN
THỨC CHƢƠNG “SÓNG CƠ” VẬT LÍ 12 59
3.2.1. Xây dựng và hoàn thiện thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng nƣớc 59
3.2.1.1. Thiết bị thí nghiệm nguồn dao động 61
a) Sự cần thiết phải chế tạo TBTN nguồn dao động 61

vi
b) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của TBTN nguồn dao động 62
c) Kết quả thử nghiệm đánh giá 63
d) Đề xuất sử dụng 63
3.2.1.2. Thiết bị thí nghiệm máy phát tần số kép 64
a) Sự cần thiết phải chế tạo TBTN máy phát tần số kép 64
b) Cấu tạo máy phát tần số kép 65
c) Kết quả thử nghiệm và đánh giá 66
d) Đề xuất sử dụng 66
3.2.1.3. Thiết bị thí nghiệm đèn hoạt nghiệm 67
a) Sự cần thiết phải chế tạo đèn hoạt nghiệm 67
b) Cấu tạo của TBTN đèn hoạt nghiệm 70
c) Kết quả thử nghiệm và đánh giá 71
d) Đề xuất sử dụng 71
3.2.1.4. Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng nƣớc 72
3.2.2. Chế tạo thiết bị thí nghiệm khảo sát hiệu ứng Đốpple 79

3.2.2.1. Sự cần thiết phải chế tạo thiết bị thí nghiệm khảo sát định lƣợng hiệu
ứng Đốpple 79
3.2.2.2. Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm khảo sát định lƣợng hiệu ứng
Đốpple 80
3.2.2.3. Thiết kế và chế tạo TBTN 80
3.2.2.4. Kết quả thử nghiệm và đánh giá 83
3.2.2.4. Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm khảo sát định
lƣợng hiện tƣợng Đốpple 84
3.3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ SÓNG CƠ
TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TRUYỀN THỐNG VÀ KĨ
THUẬT SỐ ĐÃ ĐƢỢC XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN 86
3.3.1. Đặc điểm việc xây dựng kiến thức chƣơng “Sóng cơ” 86
3.3.2. Nội dung 1: Sóng dừng 87
3.3.2.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức kiến thức về đặc
điểm của hiện tƣợng sóng dừng 87
3.3.2.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng các kiến thức về đặc điểm
của hiện tƣợng sóng dừng 89
3.3.3.3. Tiến trình dạy học khảo sát đặc điểm của hiện tƣợng sóng dừng 90
3.3.3. Nội dung 2: Giao thoa sóng nƣớc 92
3.3.3.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức các kiến thức về hiện
tƣợng giao thoa sóng nƣớc và điều kiện xảy ra hiện tƣợng giao thoa sóng nƣớc 92

vii
3.3.3.2. Sơ đồ lôgic tiến trình khoa học xây dựng kiến thức “Giao thoa sóng cơ” 97
3.3.4. Nội dung 3: Những đặc trƣng của âm 102
3.3.4.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức kiến thức về Những
đặc trƣng của âm 102
3.3.4.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức theo con đƣờng
thực nghiệm “Những đặc trƣng của âm” 104
3.3.4.3. Tiến trình dạy học xây dựng kiến thức “Những đặc trƣng của âm” 104

3.3.5. Nội dung 4: Hiệu ứng Đốpple 106
3.3.5.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức kiến thức về hiệu
ứng Đốpple 106
3.3.5.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức hiệu ứng Đốpple 108
3.3.5.3. Tiến trình dạy học kiến thức về hiện tƣợng Đốpple 109
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 111
Chƣơng 4: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 113
4.1. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 113
4.1.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 113
4.1.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 113
4.1.3. Thời gian, địa điểm và công tác chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm 114
4.2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 115
4.2.1. Xây dựng các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm 115
4.2.2. Đánh giá định tính 117
4.2.2.1. Nội dung 1: Sóng dừng và các đặc trƣng 117
4.2.2.2. Nội dung 2: Giao thoa sóng cơ 122
4.2.2.3. Nội dung 3: Sóng âm: Những đặc trƣng của âm 127
4.2.2.4. Nội dung 4: Hiệu ứng Đốpple 128
4.2.3. Đánh giá định lƣợng 130
KẾT LUẬN CHƢƠNG 4 135
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 136
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 138
TÀI LIỆU THAM KHẢO 139
PHỤ LỤC P1
Phiếu điều tra P1
Đề kiểm tra thực nghiệm P3
Một số hình ảnh thực nghiệm sƣ phạm P9


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 4.1. Thông tin về lớp thực nghiệm và lớp đối chứng 114
Bảng 4.2a. Các biểu hiện của HS trong giờ dạy Khảo sát đặc điểm của sóng dừng 120
Bảng 4.2b. Các biểu hiện của tính tích cực nhận thức của HS trong giờ học Khảo sát
đặc điểm của sóng dừng 121
Bảng 4.2c. Các biểu hiện của tính sáng tạo của HS trong giờ học Khảo sát đặc điểm
của sóng dừng 122
Bảng 4.2d. Các biểu hiện của HS trong giờ dạy Giao thoa sóng cơ 124
Bảng 4.2đ. Các biểu hiện tính tích cực của HS trong giờ học Giao thoa sóng cơ 125
Bảng 4.2e. Các biểu hiện tính sáng tạo của HS trong giờ học Giao thoa sóng cơ 126
Bảng 4.2f. Các biểu hiện tính tích cực của HS Trong giờ học Sóng âm: Những
đặc trƣng của âm 127
Bảng 4.2g. Các biểu hiện tính tích cực của HS trong giờ học Hiệu ứng Đốpple 129
Bảng 4.3. Bảng ma trận đề kiểm tra phần “Sóng cơ" 131
Bảng 4.4. Thống kê điểm số kiểm tra 131
Bảng 4.4a. Tần suất lũy tích hội tụ lùi (theo số lƣợng) 132
Bảng 4.4b. Tần suất lũy tích hội tụ lùi (theo phần trăm) 132
Bảng 4.4c. Tổng hợp các thông số thông kê 133

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 2.1. Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G. Razumôpxki 24
Hình 3.1 Nguồn sóng sử dụng trong TN giao thoa sóng nƣớc 63
Hình 3.2 Sơ đồ khối cấu tạo của máy phát tần số kép 65
Hình 3.3 Hình ảnh máy phát tần số kép đã đƣợc ghép nối máy tính 67
Hình 3.4 Bộ TN đèn hoạt nghiệm 70
Hình 3.5 Giao diện modul khảo sát độ lệch pha giữa các dao động 73
Hình 3.6 Mô đun M1 80

Hình 3.7 Bộ TN khảo sát hiện tƣợng Đốpple 81
Hình 3.8 Chi tiết khối động lực trong Mô đun M1 81
Hình 3.9 Giao diện phần mềm ghép nối và xử lý số liệu thực nghiệm 83
Đồ thị 4.1. Trường THPT Đại Từ năm học 2010 - 2011 133
Đồ thị 4.2. Trường THPT Đại Từ năm học 2011 - 2012 133
Đồ thị 4.3. Trường THPT Gang Thép năm học 2010 – 2011 133
Đồ thị 4.4. Trường THPT Gang Thép năm học 2011 – 2012 133

1

MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Mục đích, nhiệm vụ cơ bản của giáo dục trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại
hóa ở nƣớc ta là nhằm đào tạo những con ngƣời phát triển toàn diện, năng động và
sáng tạo. Muốn thực hiện đƣợc mục đích, nhiệm vụ cơ bản đó, cần phải giải quyết
một cách đồng bộ hàng loạt vấn đề, trong đó phƣơng pháp giáo dục và đào tạo là
một vấn đề có vị trí đặc biệt quan trọng. Phƣơng pháp giáo dục cần phải hƣớng vào
việc khơi dậy, rèn luyện và phát triển khả năng độc lập, tự lực, sáng tạo của HS, tạo
cho HS những khả năng và cơ hội phát triển, đáp ứng đƣợc những yêu cầu của một
xã hội mà khoa học kĩ thuật đang phát triển nhanh chóng ở trình độ cao, và đang
phải chấp nhận gay gắt về mọi mặt để tồn tại và phát triển trong bối cảnh toàn cầu
hóa hiện nay [6] [70] .
Điều 27, khoản 1 và 4 Luật Giáo dục (2005) ghi rõ: Mục tiêu của giáo dục phổ
thông là giúp HS phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các
kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành
nhân cách con ngƣời Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tƣ cách và trách nhiệm
công dân; chuẩn bị cho HS tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham
gia xây dựng và bảo vệ Tổ quốc.
Giáo dục THPT nhằm giúp HS củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục
THCS, hoàn thiện học vấn phổ thông và có những hiểu biết thông thƣờng về kỹ

thuật và hƣớng nghiệp, có điều kiện phát huy năng lực cá nhân để lựa chọn hƣớng
phát triển, tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung cấp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống
lao động.
Điều 28, khoản 2 yêu cầu về nội dung, phƣơng pháp giáo dục phổ thông:
“Phƣơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,
sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dƣỡng
phƣơng pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập
cho HS”.

2
Hội nghị BCHTƢ Đảng lần thứ 8 khóa XI (2013) đã thông qua Nghị quyết về đổi
mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện
đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trƣờng, định hƣớng xã hội chủ nghĩa và hội nhập
quốc tế. Nghị quyết đã chỉ rõ nhiệm vụ, biện pháp: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ
phƣơng pháp dạy và học theo hƣớng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động,
sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của ngƣời học; khắc phục lối truyền thụ áp
đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích
tự học, tạo cơ sở để ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển
năng lực”[92]
Lí luận dạy học hiện đại chỉ ra rằng: Để đáp ứng đƣợc mục tiêu đề ra về phát
triển năng lực hoạt động (đặc biệt là năng lực sáng tạo) thông qua dạy học, trong
dạy học, HS phải là chủ thể tích cực của quá trình nhận thức, chủ động chiếm lĩnh
kiến thức phỏng theo quá trình nhận thức của các nhà nghiên cứu. Các nghiên cứu
về lí luận dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông cũng chỉ ra nhiều phƣơng pháp dạy học
tích cực có vai trò quan trọng trong việc phát huy tính tích cực nhận thức, năng lực
sáng tạo của HS, trong số đó dạy học PH&GQVĐ là PPDH có hiệu quả cao trong
việc rèn luyện cho HS tƣ duy gần với quá trình nhận thức của nhà khoa học. Mặt
khác, thực nghiệm có vai trò hết sức quan trọng trong NCVL cho nên trong DHVL
phƣơng pháp thực nghiệm cũng đƣợc coi là PPDH cơ bản phát triển tƣ duy, năng

lực sáng tạo của HS. Vì vậy, trong dạy học vật lí, Dạy học PH&GQVĐ cần phối
hợp chặt chẽ với phƣơng pháp thực nghiệm để đạt đƣợc hiệu quả cao trong phát huy
tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS.
Qua tìm hiếu thực tế dạy học môn vật lí ở các trƣờng hiện nay, chúng tôi nhận thấy
việc sử dụng các thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về Sóng cơ (Vật lí 12) còn
có nhƣợc điểm nhƣ: thiếu các thiết bị thí nghiệm để tiến hành các thí nghiệm định
lƣợng cần thiết; chƣa khai thác đúng vai trò của thí nghiệm mô phỏng trong quá trình
hình thành một số kiến thức liên quan đến các quá trình vi mô.
Các nhƣợc điểm đó dẫn đến những hạn chế trong tổ chức dạy học theo hƣớng
phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS ví dụ nhƣ còn có những áp đặt
trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức; có những nội dung kiến thức đƣợc
hình thành chƣa mang tính khoa học cao.

3
Từ các lí do trên, chúng tôi đã chọn vấn đề “Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các
thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” Vật lí 12 theo hƣớng
phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh” làm đề tài
nghiên cứu của luận án.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các TN trong tiến trình dạy học PH&GQVĐ
phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí một số kiến thức về Sóng cơ - vật lí 12,
theo hƣớng phát huy tính tích cực, sáng tạo và góp phần nâng cao kết quả học tập
của HS.
3. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Khách thể nghiên cứu: QTDH một số kiến thức về Sóng cơ - Vật lí 12.
- Đối tƣợng nghiên cứu: Các TN và việc xây dựng, sử dụng chúng trong quá trình
tổ chức dạy học PH&GQVĐ một số kiến thức về Sóng cơ - vật lí 12 phỏng theo con
đƣờng NCVL.
4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu tổ chức quá trình dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật

lí đối với một số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” - Vật lí 12 và xây dựng, hoàn thiện,
sử dụng các TN đáp ứng yêu cầu của việc tổ chức này thì có thể phát huy tính tích
cực, sáng tạo và nâng cao kết quả học tập của HS.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Để đạt đƣợc mục đích, đề tài có các nhiệm vụ nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu lý luận về việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của
HS trong dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL và vị trí của TNVL
trong tiến trình dạy học PH&GQVĐ.
- Nghiên cứu mục tiêu dạy học, nội dung một số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” -
Vật lí 12 từ đó xác định các TN cần xây dựng và sử dụng trong dạy học
PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL.
- Nghiên cứu thực trạng: Phƣơng pháp dạy học, thực trạng TN và việc sử dụng
chúng nhằm xác định các khó khăn mà GV và HS gặp phải trong QTDH
PH&GQVĐ.

4
- Xây dựng và hoàn thiện các TN cần đƣợc sử dụng trong dạy học một số kiến
thức chƣơng “Sóng cơ” đáp ứng yêu cầu việc tổ chức quá trình dạy học
PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL.
- Soạn thảo các tiến trình dạy học PH&GQVĐ có sử dụng TN đã xây dựng và
hoàn thiện, phỏng theo con đƣờng NCVL đối với một số kiến thức về sóng cơ theo
hƣớng phát huy tính tích cực, sáng tạo và nâng cao kết quả học tập của HS.
- Thực nghiệm sƣ phạm đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã soạn
thảo nói chung và của các TN đã xây dựng nói riêng, từ đó, sửa đổi, bổ sung và
hoàn thiện tiến trình dạy học cũng nhƣ các TN. Kết quả TNSP cũng đƣợc dùng làm
cơ sở để bƣớc đầu đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học nói chung và của các TN
nói riêng đối với việc phát triển tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS cũng nhƣ
đánh giá kết quả học tập của HS.
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để hoàn thành các nhiệm vụ, đề tài đã sử dụng phối hợp các phƣơng pháp nghiên

cứu sau:
- Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết
* Nghiên cứu các tài liệu đã đƣợc công bố ở trong và ngoài nƣớc để làm cơ sở lí
luận việc vận dụng phƣơng pháp dạy học PH&GQVĐ, vai trò vị trí của TN trong
phƣơng pháp dạy học này.
* Nghiên cứu các tài liệu, SGK, sách giáo viên, sách bài tập, các sách tham khảo
về dao động và sóng cơ và về các TN sóng cơ.
- Phƣơng pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin về QTDH chƣơng
“Sóng cơ” –Vật lí 12 THPT.
- Phƣơng pháp lấy ý kiến của các chuyên gia, tham khảo các kinh nghiệm của các
GV dạy giỏi, dạy học lâu năm ở các trƣờng THPT.
- Thực nghiệm trong phòng TN, thiết kế chế tạo các TBTN, thử nghiệm các
phƣơng án TN trong phòng TN.
- Thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng phổ thông.
- Phƣơng pháp thống kê toán học, xử lí đánh giá kết quả điều tra và thực nghiệm
sƣ phạm.

5
7. KẾT QUẢ VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN
- Làm rõ nội hàm khái niệm “Dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng
NCVL”. Trên cơ sở đó, xây dựng TBTN để đáp ứng đƣợc các yêu cầu của dạy học
PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL.
- Chế tạo đƣợc 4 TBTN gồm: Máy phát tần số kép, nguồn dao động cơ độc lập;
đèn hoạt nghiệm có điều khiển thời gian sáng tắt; Bộ TBTN ghép nối với máy tính,
khảo sát hiện tƣợng Đốpple sóng âm; nhờ đó, đã xây dựng đƣợc phƣơng án sử dụng
chúng trong dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL đối với một số kiến
thức về sóng cơ ở lớp 12. Trong đó, TBTN máy phát tần số kép và nguồn dao động
cơ độc lập, đƣợc chế tạo dựa trên phƣơng án hoàn toàn mới.
- Triển khai nghiên cứu một số đặc điểm quan trọng của dạy học vật lí phỏng
theo con đƣờng NCVL nhƣ đã nêu trên thông qua việc đề xuất tiến trình khoa học

xây dựng một số kiến thức về Sóng cơ - Vật lí 12. Trong các tiến trình khoa học xây
dựng kiến thức trên cần phải sử dụng các TN mới từ 4 TBTN đã chế tạo cũng nhƣ
sử dụng các TN mô phỏng. Các tiến trình học xây dựng kiến thức và các TBTN mới
đã đƣợc TNSP khẳng định tính khả thi và hiệu quả của chúng đối với việc phát triển
hoạt động học tích cực và sáng tạo, góp phần nâng cao kết quả học tập của HS.
8. CẤU TRÖC LUẬN ÁN
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, Luận án gồm 4 chƣơng
Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chƣơng 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
Chƣơng 3. Xây dựng, hoàn thiện các thí nghiệm và thiết kế tiến trình dạy học một
số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” Vật lí 12 nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của
học sinh
Chƣơng 4. Thực nghiệm sƣ phạm

6

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Mục tiêu của giáo dục là đào tạo con ngƣời Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo
đức, tri thức, sức khỏe, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tƣởng độc lập
dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dƣỡng nhân cách, phẩm chất và năng
lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc.
(Luật Giáo dục – Sửa đổi năm 2010).
Các nghiên cứu tâm lí học và giáo dục học cho thấy rằng, việc dạy học chỉ đạt
hiệu quả, đáp ứng đƣợc các mục tiêu của giáo dục đặt ra nếu ngƣời học luôn đƣợc
tạo điều kiện để phát huy tính tích cực, phát triển năng lực sáng tạo, từ đó ngƣời học
chiếm lĩnh đƣợc kiến thức, phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Đây chính là
những điều quan trọng mà ngƣời học cần đƣợc trang bị trong quá trình học.
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU Ở NƢỚC NGOÀI
1.1.1. Các nghiên cứu về vấn đề phát triển tính tích cực, sáng tạo của HS

Đã có nhiều công trình nghiên cứu để phát triển tính tích cực, tự lực và sáng tạo
của HS trong QTDH nhƣ các nghiên cứu của J.Comenxki (1592 – 1670), J.J.
Rousseau (1712 – 1778) và đặc biệt trong thế kỉ 20, nghiên cứu bởi J.P. Martin với
phƣơng pháp giảng dạy "Lernen durch Lehren LDL" (learning by teaching - học tập
bằng cách giảng dạy), một phƣơng pháp để HS học tập bằng cách giảng dạy các bạn
của mình. Ông là học giả đầu tiên nghiên cứu về chủ đề đó. Trong 30 năm, ông đã
xây dựng một mạng lƣới rộng lớn với hàng ngàn GV và thúc đẩy nó đến một quy
mô lớn. Tất cả GV ở Đức đang đƣợc đào tạo theo phƣơng pháp đó trong quá trình
đào tạo sƣ phạm.
Dewey (1859 – 1952) là ngƣời đề xƣớng “phƣơng pháp dạy học lấy HS làm trung
tâm”. Những nguyên lí giáo dục do J. Dewey khởi xƣớng cho rằng tiến trình giáo
dục phải đƣợc bắt đầu và xây dựng trên những lợi ích của trẻ em, phải cung cấp cơ
hội cho sự tƣơng tác, tƣ duy và hành động, thầy giáo phải là ngƣời hƣớng dẫn và
cộng tác với HS, thay vì là ngƣời đốc công…[63]
Về cơ sở tâm lý học của QTDH, cần kể đến các nghiên cứu thực nghiệm của ba
tác giả lớn là W.M. Wundt (Anh) (xây dựng một khoa tâm lý học mang tính thực

7
chứng, mang tính giải phóng con ngƣời); E.L. Thorndike (Mỹ) (với những đóng góp
nghiên cứu tâm lí học bằng phƣơng pháp thực nghiệm khách quan, cách nghiên cứu
mà cả việc làm và kết quả đều kiểm soát đƣợc một cách khách quan) và đặc biệt là
các nghiên cứu của J. Piaget.
J.Piget đã có các nghiên cứu tâm lí học thay đổi căn bản so với các nghiên cứu
trƣớc đó của W.M. Wundt và E.L. Thorndike, trong đó đối tƣợng nghiên cứu là các
trẻ em phát triển bình thƣờng, với những tìm tòi và suy tƣ xoay quanh sự phát sinh
tri thức ở con ngƣời [63] . Phƣơng pháp nghiên cứu của J. Piaget thừa nhận tính
phát triển tự nhiên của trí khôn của con ngƣời, từ đó đề xuất việc xây dựng một nền
giáo dục thừa nhận cách học theo lối phát triển tự nhiên của trí óc, tri thức A sinh ra
tri thức B, tự tay ngƣời học tìm ra cái A cái B cho chính mình. Tuy nhiên J.Piaget
không phát triển theo hƣớng tự nhiên chủ nghĩa mà nhà sƣ phạm, do nghiên cứu đầy

đủ tâm lý tạo sinh tri thức của con trẻ, sẽ theo yêu cầu của xã hội thời công nghiệp
hoá, để tổ chức ra cả chuỗi việc làm nhằm hƣớng dẫn HS chủ động đến với kiến
thức. Có bàn tay nhà sƣ phạm kiểu mới đó, công việc học – hoặc hệ thống việc làm
trong chuỗi hành động phát sinh tri thức – sẽ diễn ra một cách tiết kiệm, chắc chắn.
Phát triển năng lực sáng tạo của HS trong dạy học đã đƣợc nghiên cứu và thực
nghiệm bởi các nhà sƣ phạm trên cơ sở tâm lí học dạy học, theo các cơ chế tâm lí
đƣợc sắp xếp theo định hƣớng phát triển từ thuyết phản xạ có điều kiện của Pavlov,
thuyết hành vi (Behavorism), với ngƣời đặt nền móng xây dựng là Watson (Mỹ),
với sự phát triển của E.L. Thorndike (1864 – 1949), B.F. Skinner (1904 – 1990) và
nhiều tác giả khác… Thuyết nhận thức (thuyết tri nhận – Congnitivism) ra đời trong
nửa đầu thế kỉ 20 và phát triển mạnh trong nửa sau của thế kỉ 20 với các đại diện
lớn của thuyết này là nhà tâm lí học ngƣời Áo J. Piaget cũng nhƣ các nhà tâm lý học
xô viết nhƣ L.S. Vygotsky, A.N. Leontev… Thuyết kiến tạo (Construcktivism
theory) - học tập là tự tạo tri thức, đƣợc phát triển từ khoảng những năm 60 của thế
kỉ 20 với đại diện tiên phong cũng chính là J. Piaget và L.S. Vygotsky.
Trên cơ sở thành công của tâm lí học, trong giáo dục từ thế kỉ XIX và nhất là từ
đầu thế kỉ XX, nhiều phƣơng pháp dạy học mới gắn liền với sự phát triển tƣ duy và
năng lực sáng tạo của HS đƣợc xuất hiện và đƣa vào thực tế dạy học ở nhiều nƣớc
trên thế giới [16] [29]

8
Muốn phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS trong dạy học, trong dạy
học cần tổ chức cho HS hoạt động nhận thức theo con đƣờng sáng tạo của các nhà
khoa học của bộ môn. Với môn vật lí, việc áp dụng chu trình sáng tạo trong nghiên
cứu vật lí, áp dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học đƣợc chú trọng, điển
hình là các nghiên cứu của V.G. Razumôpxki.
V.G. Razumôpxki đã trình bày sâu sắc cơ sở lí thuyết và thực nghiệm trong tác
phẩm “Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học vật lí”
xuất bản năm 1975 ở Maxcơva [69] . Nội dung chính đƣợc ông nghiên cứu là vận
dụng tính chu trình của sáng tạo vật lí trong QTDH, là một trong những biện pháp

mang lại hiệu quả lớn trong phát triển trí tuệ HS.
Các nghiên cứu trên về phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo đều cho thấy
quan điểm dạy học kiến tạo mà phƣơng pháp dạy học trong đó là dạy học
PH&GQVĐ đóng vai trò quan trọng.
1.1.2. Các nghiên cứu về thiết bị thí nghiệm vật lí dành cho dạy học sóng cơ
Sử dụng cách nghiên cứu qua các catalog của các hãng sản xuất TBTN lớn của
nƣớc ngoài, chúng tôi thu đƣợc kết quả về sự nghiên cứu các TBTN dành cho phần
sóng cơ cụ thể nhƣ sau:
* Hãng Phywe (Đức) [91] đã nghiên cứu và sản xuất TBTN sử dụng cho dạy học
chứng minh các đặc trƣng của sóng cơ nhƣ phản xạ, nhiễu xạ, giao thoa và hiệu ứng
Đốpple trên sản phầm số 11.260-99 với tên gọi “hộp gợn sóng”. Bộ TBTN này
đƣợc sử dụng kết hợp với bộ nguồn dao động tạo sóng (Sản phẩm số 11.260-10).
Bộ TBTN đã thực hiện đƣợc các yêu cầu khảo sát các đặc trƣng cơ bản của sóng
trên mặt nƣớc. Trong bộ TBTN này đƣợc tích hợp đèn hoạt nghiệm giúp làm chậm
quá trình tuần hoàn quan sát đƣợc trên mặt nƣớc. Tổng cộng số TN thực hiện đƣợc
của bộ TBTN là 12 TN (4TN sự truyền và phản xạ sóng nƣớc, 3 TN phần giao thoa
sóng, 3 TN phần khúc xạ sóng nƣớc, 2 TN phần nhiễu xạ sóng nƣớc).
Tuy nhiên, theo thiết kế của bộ TBTN, chỉ sử dụng cách tạo hai nguồn kết hợp
tách ra từ một nguồn. Hai TN phần giao thoa sóng nƣớc chỉ khảo sát giao thoa bởi
hai sóng ngƣợc chiều nhau (TN mã số P1120701) và TN Nhiễu xạ và giao thoa tại
một khe đôi (TN mã số P1121101). Tiến trình TN dựa trên cơ sở tạo ra hiện tƣợng

9
giao thoa trên mặt nƣớc, từ đó bộ TBTN cho phép nghiên cứu các đặc điểm định
tính mà hiện tƣợng giao thoa sóng nƣớc mang lại.
Hãng Phywe đƣa ra thị trƣờng bộ TBTN khảo sát hiệu ứng Đốpple với sản phẩm mã
số P2152415. Bộ TBTN này sử dụng sóng siêu âm cỡ 40kHz để khảo sát sự lệch tần số
khi nguồn âm chuyển động so với máy thu. Số liệu thu thập qua ghép nối với máy tính
bởi card Cobra3 BASIC-UNIT. Ƣu điểm của bộ TBTN này là xe lăn gắn nguồn âm chỉ
cần chuyển động với tốc độ nhỏ cũng ghi nhận đƣợc sự thay đổi tần số trên màn hình

máy tính ghép nối. Nhƣợc điểm của bộ TN này là không cho HS cảm nhận qua việc
nghe đƣợc âm thay đổi về tần số mà chỉ ghi nhận số liệu đo đƣợc hiển thị.
Bộ TBTN khảo sát hiệu ứng Đốpple mã số P6012100 sử dụng nguồn âm gắn với
lò xo, cho dao động, thu âm và xử lí bằng phần mềm xử lí âm thanh trên máy tính.
Với bộ TBTN này, việc khảo sát hiệu ứng Đốpple đƣợc xét trong trƣờng hợp nguồn
chuyển động có gia tốc đƣa lại cho ngƣời nghiên cứu kết quả khảo sát gần với thực
tế (Khảo sát sự thay đổi tần số thu đƣợc theo thời gian). Tuy nhiên chức năng của
TBTN này không phù hợp với tiến trình xây dựng kiến thức ở trƣờng PT hiện nay.
* Hãng Pasco (Mỹ) [90] sản xuất các TBTN sử dụng nghiên cứu sóng cơ cũng
hoàn toàn tƣơng tự nhƣ hãng Phywe, các bộ TBTN tƣơng đƣơng theo các mã sản
phẩm hệ thống hộp gợn sóng: WA-9896 và nguồn dao động WA-9897. Các TBTN
này hoạt động không dựa trên công nghệ kĩ thuật số, do đó việc điều chỉnh các
thông số của từng nguồn sóng một cách độc lập, định lƣợng không nhƣ mong muốn
đáp ứng yêu cầu dạy học phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí.
Điểm chung nhau của các bộ TBTN sử dụng cho phần sóng cơ do các hãng nƣớc
ngoài sản xuất là về nguyên tắc hoạt động, tích hợp nhiều chức năng và có thể thực
hiện nhiều TN, chủ yếu là TN nghiên cứu khảo sát, cần thực hiện với thời gian đủ
dài trong phòng TN. Tuy nhiên, thiết bị thí nghiệm để tiến hành các thí nghiệm
định lƣợng, chính xác cần thiết theo yêu cầu của việc dạy học vật lí nhƣ nghiên
cứu vật lí còn thiếu. Một điểm chung nữa của các bộ TBTN là giá thành khá cao,
khó có thể trang bị rộng rãi cho các trƣờng PT ở Việt Nam.

10
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC
1.2.1. Các nghiên cứu về vấn đề phát triển tính tích cực và sáng tạo của HS
Trong những năm gần đây, ở nƣớc ta đã có nhiều công trình nghiên cứu của các
nhà giáo dục học, lí luận dạy học đề cập tới vấn đề phát triển tính tích cực nhận thức
của HS nhƣ Hà Thế Ngữ [36] , Đặng Vũ Hoạt [19] , Thái Duy Tuyên [71] …
Trong dạy học bộ môn Vật lí, các nghiên cứu phát triển tính tích cực sáng tạo của
HS đƣợc đề cập đầy đủ và cụ thể qua các công trình của các tác giả: Phạm Hữu

Tòng, Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế… Các luận án của
nghiên cứu sinh và cao học triển khai cụ thể những nội dung kiến thức phổ thông
nhƣ Đào Công Nghinh (1995), Trần Văn Nguyệt (1997), Đỗ Hƣơng Trà (1997),
Phạm Thị Ngọc Thắng (2002), Huỳnh Trọng Dƣơng (2007), Nguyễn Anh Thuấn
(2007), Dƣơng Xuân Quý (2011) [33] [34] [67] [59] [60] [49] …
Về cơ bản, lí luận về phát triển tích cực và sáng tạo đã đƣợc xây dựng và đƣợc
vận dụng trong việc tổ chức dạy học tƣơng đối ổn định trong những năm gần đây.
Trong các công trình nêu trên, công trình của tác giả Nguyễn Anh Thuấn đã
nghiên cứu một số TN dạy học phần sóng cơ theo hƣớng phát triển hoạt động nhận
thức tích cực, sáng tạo của HS [60] . Tác giả đã xây dựng tiến trình dạy học
PH&GQVĐ có sử dụng các TN đƣợc thực hiện với các bộ TBTN thiết kết phù hợp
với yêu cầu đặt ra của tiến trình dạy học, tuy nhiên, một số TN chƣa thực hiện đƣợc
trƣớc yêu cầu thực tế dạy học cần có các TN nâng cao tính định lƣợng và khả năng
đáp ứng yêu cầu phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
1.2.2. Các nghiên cứu về TBTN vật lí trong dạy học sóng cơ
Trong lĩnh vực nghiên cứu về PTDH, đã có nhiều công trình của các tác giả trong
nƣớc: Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Đào Công Nghinh, Nguyễn Anh
Thuấn, Nguyễn Doãn Quới [56] [46] [33] [60] … Các tác giả Nguyễn Đức Thâm,
Đào Công Nghinh đã chế tạo đƣợc thiết bị cần rung điện từ để tiến hành thí nghiệm
về hiện tƣợng giao thoa sóng trên mặt nƣớc 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. Tác giả Nguyễn Anh
Thuấn đã đi sâu nghiên cứu quy trình và vận dụng qui trình xây dựng thiết bị thí

11
nghiệm, xây dựng đƣợc 5 thiết bị thí nghiệm (kênh sóng nƣớc, mô hình sóng, thiết
bị thí nghiệm về hiện tƣợng sóng trên các vật đàn hồi, khay sóng nƣớc, nguồn âm
dùng mạch IC) cho phép tiến hành đƣợc các thí nghiệm cần thiết trong tiến trình
dạy học 4 bài học chƣơng sóng cơ học. Tuy nhiên theo yêu cầu dạy học phát triển
năng lực khoa học, sáng tạo cho HS thì cần phải tiếp tục nghiên cứu xây dựng, hoàn

thiện và sử dụng các TN thuộc phần Sóng cơ theo tƣ tƣởng dạy học phỏng theo con
đƣờng NCVL với tính định lƣợng, chính xác cao, đáp ứng đƣợc các yêu cầu đa
dạng của quá trình dạy học.
TBTN đƣợc trang bị tại các trƣờng phổ thông hiện nay cũng nhƣ tất cả TBTN
của các hãng sản xuất thiết bị dạy học lớn trên thế giới nhƣ Phywe, Leybold
(Đức), Pasco (Mỹ) [90] [91] và các cơ sở sản xuất thiết bị trong nƣớc đƣợc thiết
kế đều dựa trên nguyên tắc là cho sẵn hai nguồn sóng đƣợc tách ra từ một nguồn
(để đƣợc hai nguồn cùng pha, cùng tần số) tạo ra hai sóng kết hợp trên mặt nƣớc,
sau đó cho HS quan sát trên hình ảnh chiếu qua hoặc phản xạ thu đƣợc trên màn.
Nhƣợc điểm lớn nhất của nguyên tắc này là ngay từ đầu đã đƣa ra một cách áp đặt
hai nguồn có cùng tần số ( thậm chí còn cùng cả biên độ), do đó vô hình đã áp đặt
ngay điều kiện giao thoa sóng là các sóng có cùng tần số (hai sóng kết hợp). Các
cải tiến bộ thiết bị này mới chỉ dừng lại ở cách chế tạo nguồn kết hợp (chú trọng
về mặt kĩ thuật) mà không chú ý tới việc cần tránh áp đặt nhƣ đã nêu trên, do vậy
vẫn chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu của QTDH phỏng theo con đƣờng NCVL.
Khi tiến hành các TN về sóng cơ (sóng nƣớc, sóng trên dây) trên TBTN hiện có
cũng có những hạn chế nhƣ quá trình dao động diễn ra rất nhanh nên hình ảnh sóng
HS quan sát đƣợc chỉ là hình ảnh lƣu trên võng mạc mà HS không nhận ra đƣợc sự
dao động của các phần tử môi trƣờng khi sóng truyền qua. Chính do giới hạn của
các giác quan của con ngƣời nên các kết luận về đặc điểm của các quá trình sóng
đƣợc rút ra từ con đƣờng suy luận lí thuyết nếu đƣợc quan sát nhờ các thiết bị thí
nghiệm hiện có sẽ không thấy đƣợc hay không chính xác. Nhƣ vậy, kết quả quan sát
trực tiếp nói trên (không có sự hỗ trợ của các TBTN hoặc phƣơng pháp nghiên cứu
khoa học phù hợp nhƣ phƣơng pháp hoạt nghiệm khảo sát các quá trình tuần hoàn
với chu kì rất nhỏ) cũng không thể là căn cứ khẳng định tính chính xác quy luật của

12
hiện tƣợng vật lí. Điều mâu thuẫn này thƣờng không đƣợc giải quyết triệt để, gây
khó khăn cho QTDH phỏng theo con đƣờng NCVL.
Về những thiết bị thí nghiệm hỗ trợ dạy học kiến thức hiệu ứng Đốpple trong âm

học, mới chỉ có các hãng sản xuất thiết bị nhƣ Phywe, Pasco [90] chế tạo nhƣng giá
thành cao, không phù hợp với điều kiện hiện có ở các trƣờng phổ thông. Với tiến
trình xây dựng kiến thức đƣợc thực hiện theo SGK, một vài TN đƣợc đề xuất vẫn
mang nặng tính hàn lâm, đột nhiên đƣợc đƣa ra bởi GV mà không dựa trên cách tiếp
cận kiến thức từ các hiện tƣợng xuất phát từ tự nhiên, nói cách khác, vấn đề xuất
hiện với HS không phải đến từ những trải nghiệm các quá trình, hiện tƣợng trong tự
nhiên mà do sự sắp đặt, tự tạo ra của con ngƣời (GV), mà những sự sắp đặt, tạo ra
này chỉ có thể có sau khi đã khám phá ra hiệu ứng. Hơn nữa, kết quả TN đề xuất do
chƣa làm rõ dấu hiệu bản chất nên có thể mang đến sự ngộ nhận sai lầm về hiện
tƣợng. Ví dụ nhƣ TN quay còi, yêu cầu HS nghe tiếng còi để rút ra có hiệu ứng
Đốpple và tìm câu trả lời giải thích hiện tƣợng.
Với quan điểm tổ chức dạy học sao cho HS đƣợc học vật lí phỏng theo con
đƣờng NCVL trong điều kiện trƣờng phổ thông, do những hạn chế nêu trên của các
TBTN truyền thống, chúng tôi đề ra các nhiệm vụ với các nội dung sau:
- Nghiên cứu chế tạo và sử dụng các TN để tổ chức QTDH các kiến thức cơ bản
giao thoa sóng, sóng dừng, hiệu ứng Đốpple phỏng theo con đƣờng NCVL, mà một
số yêu cầu cần đáp ứng là:
+ tránh những áp đặt trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức,
+ nội dung kiến thức đƣợc hình thành mang tính khoa học cao, với hỗ trợ của
các thiết bị thí nghiệm để tiến hành các thí nghiệm định lƣợng cần thiết
+ khai thác vai trò của thí nghiệm mô phỏng trong quá trình hình thành một số
kiến thức liên quan đến các quá trình vi mô.
Vận dụng tổ chức dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL trong việc
đề xuất tiến trình khoa học xây dựng kiến thức và thiết kế tiến trình dạy học cụ thể
về sóng cơ cho HS lớp 12 theo hƣớng phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS.
Cụ thể các nội dung trên sẽ đƣợc trình bày ở chƣơng 2.

13
Chƣơng 2
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

2.1. PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, NĂNG LỰC SÁNG TẠO
2.1.1. Phát huy tính tích cực của học sinh
2.1.1.1. Tính tích cực, tính tích cực nhận thức
Theo “từ điển giáo dục học” Bùi Hiển (NXB từ điển bách khoa 2001) tính tích
cực là nét tính cách rất quan trọng trong nhân cách thể hiện năng lực làm thay đổi
thực tiễn theo nhu cầu, mục đích của mình trong hoạt động sản xuất, học tập, sáng
tạo, đấu tranh… Tính tích cực là một phẩm chất của con ngƣời trong đời sống xã
hội. Hình thành và phát triển tính tích cực là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của
giáo dục, nhằm đào tạo những con ngƣời năng động, thích ứng và góp phần phát
triển cộng đồng. Tính tích cực là điều kiện, đồng thời là kết quả của sự phát triển
nhân cách trong quá trình giáo dục [14]
Tính tích cực cần phải đƣợc định hƣớng đúng đắn và phải đƣợc giáo dục ngay từ
bé bằng cách tạo ra những tình huống để trẻ em tự tìm ra cách thỏa mãn đòi hỏi, đôi
khi ngƣời lớn có thể mách bảo nhƣng tránh lối làm thay có thể khiến trẻ ỷ lại, thụ
động chờ đợi. Để duy trì tính tích cực, cần có sự theo dõi, đánh giá…
Theo GS-TSKH Thái Duy Tuyên [72] , tính tích cực nhận thức là biểu hiện sự nỗ
lực của chủ thể khi tƣơng tác với đối tƣợng trong quá trình học tập, nghiên cứu; thể
hiện sự nỗ lực của hoạt động trí tuệ, sự huy động ở mức độ nâng cao các chức năng
tâm lí (nhƣ hứng thú, chú ý, ý chí ) nhằm đạt đƣợc mục đích đặt ra với mức độ
nâng cao.
Tính tích cực nhận thức là một thuộc tính bản chất của con ngƣời trong quá trình
tồn tại, tƣơng tác với tự nhiên, xã hội. Trong dạy học, việc phát triển tính tích cực
của HS là điều kiện quan trọng, quyết định đến chất lƣợng kiến thức và việc rèn
luyện năng lực hoạt động của HS.
2.1.1.2. Những biểu hiện của tính tích cực của HS trong học tập
Trong quá trình học tập, tính tích cực của HS đƣợc bộc lộ qua rất nhiều biểu hiện
khác nhau. Dựa trên việc dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL, chúng

14

tôi hệ thống các biểu hiện đó theo 3 giai đoạn và ở mỗi giai đoạn lại có nhiều dấu
hiệu khác nhau [49] [61] . Cụ thể là:
- Giai đoạn phát hiện vấn đề nghiên cứu:
Quan tâm đến vấn đề cần giải quyết.
Nhận thức đƣợc vấn đề trong tình huống đặt ra.
Vui vẻ, thoải mái và tự tin nhận nhiệm vụ.
Sẵn sàng cho việc thực hiện nhiệm vụ.
Tham gia tích cực trong việc phát hiện hiện tƣợng, quá trình vật lí mới.
Xác định vấn đề mới cần nghiên cứu.
Phát biểu vấn đề mới cần nghiên cứu.
- Giai đoạn thực hiện nhiệm vụ, giải quyết vấn đề:
Háo hức thực hiện nhiệm vụ.
Xoay trở, lật đi lật lại vấn đề để tìm giải pháp thực hiện.
Thực hiện giải pháp bằng các thao tác tƣ duy: so sánh, phân tích các dữ kiện,
thông số của bài toán.
Tham gia đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề.
Tham gia xây dựng giả thuyết.
Đề xuất phƣơng án TN, lên kế hoạch tiến hành TN.
Chủ động thực hiện TN theo các phƣơng án, thu thập và xử lí dữ liệu.
Giúp đỡ bạn bè, có thái độ hợp tác cùng thực hiện nhiệm vụ.
Nói ra đƣợc các ý tƣởng cho việc thực hiện nhiệm vụ.
Tham gia trao đổi, tranh luận khi giải quyết vấn đề.
- Giai đoạn tổng kết, trình bày kết quả, vận dụng kiến thức:
Chủ động trình bày, bảo vệ kết quả nghiên cứu.
Tiếp thu ý kiến đóng góp đúng đắn và thay đổi quan điểm sai của bản thân cũng
nhƣ góp ý kiến cho những sai lầm của bạn bè.
Tham gia đề xuất phạm vi áp dụng, liên hệ kiến thức vào thực tiễn.
Các biểu hiện của tính tích cực xét trên các khía cạnh đã nêu sẽ đƣợc chúng tôi sử
dụng để đánh giá hiệu quả của các tiến trình dạy học một số kiến thức chƣơng “sóng
cơ” đối với việc phát triển tính tích cực của HS trong học tập.

15
2.1.1.3. Những tiêu chí đánh giá tính tích cực nhận thức của HS trong giờ học
Ngoài những biểu hiện về tính tích cực đƣợc trình bày ở trên, việc đánh giá tính
tích cực nhận thức của HS trong giờ học trên lớp còn dựa vào các tiêu chí sau:
- Kết quả học tập (Sau một giờ học, một quá trình học)
Điểm số đánh giá kết quả nhận thức
Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức kĩ năng theo 4 mức độ:
1. Sự ghi nhớ (nhớ, tái hiện, nhận biết)
2. Hiểu bài (hiểu vấn đề, có thể trình bày lại các luận điểm của bài bằng ngôn
ngữ riêng)
3. Có khả năng vận dụng, vận dụng tri thức vào các tình huống quen thuộc và
không quen thuộc, giải quyết các vấn đề do thực tế đặt ra.
4. Sáng tạo, có cách giải quyết độc đáo, nghĩ ra cách làm mới.
- Mức độ hoạt động của HS trong giờ học:
1. Thụ động hoàn toàn (ghi chép, lơ đễnh…).
2. Nhận biết không chủ định (không phân biệt đúng sai, luôn đồng ý với GV).
3. Nhận biết có chủ định, (tiếp thu có chọn lọc, ghi theo ý riêng của mình…).
4. Tích cực tìm tòi suy nghĩ tham gia tiếp nhận vấn đề, giải quyết vấn đề và kết
luận vấn đề, vận dụng kiến thức (Lƣợng hóa bằng số % HS phát biểu xây dựng bài)
- Sự tập trung chú ý của HS trong tiến trình bài học:
1. Chú ý giả tạo.
2. Chăm chú theo dõi, quan sát.
3. Hoàn toàn chú ý.
4. Tập trung chú ý cao độ (hăng hái phát biểu, tập trung nghe nhìn, có sự hứng thú…).
- Hứng thú nhận thức của HS:
1. Không thích.
2. Bình thƣờng.
3. Thích.
4. Rất thích.

- Lƣợng thời gian duy trì trạng thái tích cực của HS trong lớp:
1. tối đa 45 phút.