Tổ chức dạy học chương khúc xạ ánh sáng vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG
HỌC
HÀ NỘI 2
BỘĐẠI
GIÁO
DỤCSƯ
VÀ PHẠM
ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN
KIM NGÂN
HỌTHỊ
VÀ TÊN
(Tác giả luận văn)

TỔ CHỨC DẠY
CHƯƠNG
“KHÚC
XẠSĨ
ÁNH SÁNG”
TÊN HỌC
ĐỀ TÀI
LUẬN VĂN
THẠC
– VẬT LÍ 11 THPT PHỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP
Chuyên ngành: ...................................................................................................
THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA
Mã số: ...................................................................................................
BẢN ĐỒ TƯ DUY

Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ
LUẬN VĂN THẠC
.................................................................
MãSĨsố:
60 14 01 11
(Ghi ngành khoa học được cấp học vị)

LUẬN

Người hướng dẫn khoa học: .................................................
(Chức danh
khoa SĨ
học,KHOA
học vị, họHỌC
tên) * GIÁO DỤC
VĂN
THẠC

(*Trước khi nộp, học viên trình để xin chữ ký của người hướng dẫn vào đây)
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ HỒNG VIỆT

HÀ NỘI, ......
(Ghi năm hoàn thành luận văn)

HÀ NỘI, 2015


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng quản lí sau đại học, Ban

chủ nhiệm khoa Vật lí, cùng các thầy cô trong tổ Phương pháp giảng dạy Vật
lí trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập,
nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Thị Hồng Việt đã
tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và
hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo, cùng các em
học sinh trường THPT An Dương, trường THPT Nguyễn Trãi Hải Phòng đã
tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và các
học viên cùng lớp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, luôn ở bên cạnh động viên
và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn
này.
Hà Nội, tháng 6 năm 2015
Tác giả

Nguyễn Thị Kim Ngân


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa
từng được công bố trong bất kì một công trình của các tác giả nào khác. Tôi
cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn
gốc.
Hà Nội, tháng 6 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Kim Ngân

MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA…………………………………………………....
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………...
LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………..
MỤC LỤC…………………………………………………………….
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………………....
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH………………………..
MỞ ĐẦU……………………………………………………………...

1

NỘI DUNG…………………………………………………………...
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC
DẠY HỌC PHỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VỚI
SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY.

7

1.1 Cơ sở lý luận về bản đồ tư duy ………………………………..

7

1.1.1. Khái niệm bản đồ tư duy …………………………………...

7

1.1.2. Cách đọc bản đồ tư duy …………………………………….

8

1.1.3. Cách vẽ bản đồ tư duy ……………………………………...

9

1.1.3.1. Công cụ vẽ bản đồ tư duy ………………………………..

9

1.1.3.2. Các bước vẽ BĐTD ………………………………………

10

1.1.3.3. Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học các loại bài học Vật
lí ở trường phổ thông ……………………………………………...

11

1.2. Phương pháp thực nghiệm ……………………………………

12

1.2.1. Phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí ………….

12

1.2.1.1. Phương pháp thực nghiệm trong khoa học vật lí và chu
trình nhận thức khoa học Vật lí …………………………………...

12


1.2.1.2. Các quan điểm về phương pháp thực nghiệm trong khoa
học Vật lí ………………………………………………………….

16

1.2.2. Cơ sở của phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí

19

1.2.2.1. Mục tiêu dạy học Vật lí …………………………………..

19

1.2.2.2. Sự chuyển hoá của phương pháp khoa học thành phương
pháp dạy học. …………………………………………………….

20

1.2.2.3. Nguyên tắc chu trình trong dạy học ……………………...

21

1.2.2.4. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lí …………

22

1.3. Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm với
sự hỗ trợ của bản đồ tư duy ………………………………………

25

1.4. Thực tiễn về việc tổ chức dạy học theo phương pháp thực
nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD. …………………………………

31

1.4.1. Thực trạng việc dạy học theo phương pháp thực nghiệm với
sự hỗ trợ của bản đồ tư duy ở một số trường trung học phổ thông
trên địa bàn Huyện An Dương Thành phố Hải Phòng. …………...

31

1.4.2. Nguyên nhân của thực trạng ……………………………….

32

Kết luận chương 1 ……………………………………………………

34

Chương 2. XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO PHƯƠNG
PHÁP THỰC NGHIỆM MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “KHÚC
XẠ ÁNH SÁNG” - VẬT LÍ 11 THPT VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA BẢN
ĐỒ TƯ DUY …………………………………………………………

35

2.1. Nghiên cứu nội dung chương trình và xây dựng sơ đồ cấu
trúc logic nội dung chương “ Khúc xạ ánh sáng” -vật lí 11

35

2.1.1. Chuẩn kiến thức- Kỹ năng chương “Khúc xạ ánh sáng” Vật lí 11 THPT ……………………………………………………

35

2.1.2. Xây dựng sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “ Khúc xạ
ánh sáng” Vật lí 11 ………………………………………………..

36

2.1.3. Cải tiến bộ thí nghiệm sử dụng khi dạy một số kiến thức
chương “ Khúc xạ ánh sáng” -Vật lí 11 THPT ……………………

37


2.2. Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “ Khúc
xạ ánh sáng” - Vật lí 11THPT theo phương pháp thực nghiệm với

40

sự hỗ trợ của BĐTD ………………………………………………
2.2.1. Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm
với sự hỗ trợ của BĐTD cho kiến thức “ Khúc xạ ánh sáng”

40

2.2.2. Đề xuất tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm
với sự hỗ trợ của BĐTD cho kiến thức “ Phản xạ toàn phần”

54

Kết luận chương 2 ………………………………………………...

67

Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
………………………………..

68

3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ……………

68

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm …………………………………

68

3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm ……………………………………..

68

3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ………………..

68

3.2.1. Đối tượng thực nghiệm …………………………………….

68

3.2.2. Nội dung thực nghiệm ……………………………………...

68

3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ………………………….

69

3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm …………………………………….

69

3.3.2. Quan sát giờ học ……………………………………………

69

3.3.3. Phân tích diễn biến giờ học thực nghiệm theo tiến trình đã
đề xuất. ……………………………………………………………

70

3.3.3.1. Diễn biến giờ học TNSP kiến thức: “Khúc xạ ánh sáng”

70

3.3.3.2. Diễn biến giờ học TNSP kiến thức: “ Phản xạ toàn phần”

76

3.3.4. Xây dựng tiêu chí đánh giá về rèn luyện PPNTKHVL cho
học sinh ………………………………………..

80

3.4. Đánh giá kết quả TNSP ………………………………………

81


3.4.1. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm về mặt định tính ….

81

3.4.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm về mặt định lượng

83

Kết luận chương 3 ……………………………………………………

88

KẾT LUẬN CHUNG ………………………………………………..

89

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………

91

PHỤ LỤC 1 …………………………………………………………
PHỤ LỤC 2 …………………………………………………………
PHỤ LỤC 3 …………………………………………………………
PHỤ LỤC 4 …………………………………………………………


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

TNKT

Thí nghiệm kiểm tra

PPNTKHVL

Phương pháp nhận thức khoa học Vật lí

PPTN

Phương pháp thực nghiệm

BĐTD

Bản đồ tư duy


DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH, SƠ ĐỒ

Trang

Bảng 3.1. Số liệu học sinh các nhóm TN và ĐC

69

Bảng 3.2. Biểu hiện của viêc rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh

82

Bảng 3.3: Bảng thống kê các điểm số của bài kiểm tra lớp TN

83

Bảng 3.4: Bảng thống kê các điểm số của bài kiểm tra

84

Bảng 3.5. Bảng xếp loại điểm kiểm tra (%)

84

Bảng 3.6. Bảng phân bố tần suất

84

Bảng 3.7. Bảng phân bố tần suất luỹ tích

84

Bảng 3. 8: Bảng tổng hợp các tham số thống kê

86

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ xếp loại kết quả học tập.

84

Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra

85

Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất luỹ tích diểm kiểm tra

85

Hình 1.1 Cấu trúc bản đồ tư duy

7

Hình 1.2. Cách đọc bản đồ tư duy

9

Hinh 1.3. Cách vẽ bản đồ tư duy.

11


Hình 1.4 Chu trình nhận thức sáng tạo theo Einstein
Hình 1.5. Sơ đồ mối quan hệ của các thành phần trong quá trình sáng
tạo khoa học tự nhiên

Hình 1.6 Sơ đồ tiến trình dạy học phỏng theo phương pháp thực
nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy nhằm rèn luyện PPNTKHVL
cho học sinh.
Hình 2.1. Một số hình ảnh về bộ thí nghiệm hiện có của phòng thí
nghiệm các trường học và bộ thí nghiệm cải tiến
Hình 2.5. BĐTD diễn tả nhận xét của HS về các hiện tượng trong các
thí nghiệm

15
16
26
39
44

Hình 2.10. BĐTD nêu những yêu cầu cần tiến hành trong thí nghiệm
kiểm tra quy luật liên hệ giữa góc khúc xạ và góc tới

48

Hình 2.16. Bản đồ tư duy tổng kết bài Khúc xạ ánh sáng.

52

Hình 2.20 . BĐTD diễn tả nhận xét của HS về hiện tượng trong thí
nghiệm
Hình 2.24. BĐTD nêu những yêu cầu cần tiến hành trong thí nghiệm
kiểm tra không nhìn thấy tia khúc xạ khi i>igh

57
60

Hình 2.30. BĐTD tổng kết bài Phản xạ toàn phần

65

Hình 3.1. BĐTD tổng hợp ý kiến dự đoán của các nhóm

71

Hình 3.9. BĐTD tổng hợp ý kiến dự đoán của các nhóm

76

Hình 3.21. Một số hình ảnh thể hiện về rèn luyện PPNTKHVL cho
học sinh

82

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “Khúc xạ ánh sáng” 36


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển không ngừng của khoa học và
công nghệ, để không tụt hậu so với thế giới, sánh vai cùng các cường quốc,
Đảng ta đã đặt sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước là mục tiêu
hàng đầu trong đường lối xây dựng và phát triển của đất nước. Muốn thực
hiện được điều đó chúng ta phải thấy rõ nhân tố quyết định thắng lợi chính là

nguồn nhân lực con người Việt Nam. Do đó vai trò của giáo dục và đào tạo
ngày càng trở nên quan trọng và chất lượng giáo dục ngày càng thu hút được
sự quan tâm của xã hội.
Để nâng cao chất lượng giáo dục thì nghành giáo dục của nước ta cần đổi
mới toàn diện: Về mục tiêu,về nội dung và về phương pháp dạy học. Trong
đó đổi mới PPDH là một khâu quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo
dục.
Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp quan trọng trong
việc dạy các môn khoa học ở trường phổ thông là nghiên cứu và vận dụng
chính phương pháp nghiên cứu của bộ môn khoa học đó vào dạy học sao cho
có thể tổ chức quá trình học tập của học sinh giống như quá trình tìm tòi của
các nhà khoa học. Đối với vật lý học, phương pháp thực nghiệm là một trong
những phương pháp đặc trưng quan trọng nhất.
Vật lý phổ thông cơ bản là môn khoa học thực nghiệm có vai trò quan
trọng trong kĩ thuật và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Những kiến thức
vật lý được xây dựng đa số đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại
bằng thí nghiệm. Để hiểu rõ nội dung, ý nghĩa của những kiến thức đó thì tốt
nhất là cho học sinh tái tạo những kiến thức đó bằng phương pháp mà các nhà
vật lý học đã dùng trong nghiên cứu vật lý.


2

Để quá trình học tập của học sinh trở nên hứng thú, dễ nhớ, dễ học, có thể
phát huy được tối đa tiềm năng của trí tuệ thì không thể không kể đến việc sử
dụng bản đồ tư duy vào dạy học nhằm tìm tòi, đào sâu mở rộng một ý tưởng,
hệ thống hoá một chủ đề hay một mạch kiến thức bằng cách kết hợp việc sử
dụng đồng thời hình ảnh, đường nét, màu sắc chữ viết với sự tư duy tích cực.
Bản đồ tư duy giúp khai phá tiềm năng của bộ não, phát huy tối đa năng lực
sáng tạo, năng lực tư duy của con người.

Tuy nhiên việc dạy học theo phương pháp trên vẫn còn ít được áp dụng.
Các đề tài nghiên cứu theo hướng này còn chưa nhiều. Việc nghiên cứu dạy
học một số kiến thức chương “ Khúc xạ ánh sáng” phỏng theo phương pháp
thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD chưa có đề tài nào nghiên cứu.
Với mong muốn đóng góp một phần vào việc nghiên cứu và tổ chức dạy
học vật lí theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của BĐTD nhằm đưa
học sinh vào vị trí chủ thể nhận thức bằng hoạt động tự lực của mình mà
chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện phương pháp nhận thức khoa học vật lí góp
phần nâng cao chất lượng học tập. Chính vì những lý do trên chúng tôi chọn
đề tài “Tổ chức dạy học chương “Khúc xạ ánh sáng” – Vật lí 11 THPT phỏng
theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy”
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu.
Thế kỉ XVII, Galile là người đi tiên phong trong lĩnh vực sử dụng thực
nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của lí thuyết, và nó là chìa khoá để hình
thành nên nền khoa học thực nghiệm. Galile xây dựng và kiểm tra thành công
nhiều kết quả trong động lực học, cụ thể là định luật quán tính. Bộ môn vật lí
ở các trường phổ thông là một môn khoa học tự nhiên gắn liền với thực
nghiệm, do vậy việc dạy học vật lí phỏng theo con đường nghiên cứu vật lí là
hoàn toàn phù hợp.


3

Thực tế ở Việt Nam, Bộ giáo dục và đào tạo đã đưa phương pháp nghiên
cứu thực nghiệm vào chương trình sách giáo khoa từ chương trình vật lí lớp 6,
có thể kể ra hai bài làm minh chứng cho điều này, đó là bài nghiên cứu về
“Lực – Hai lực cân bằng” hay bài “ Sự nở vì nhiệt của chất rắn”… Tuy nhiên
việc dạy học theo phương pháp này còn ít được áp dụng.
Tony Buzan là tác giả của BĐTD công cụ hỗ trợ tư duy. Sử dụng BĐTD
giúp GV và HS dễ dàng hệ thống các ý tưởng, biểu diễn chúng một cách trực

quan, logic, dễ nhìn, dễ nhớ. Như vậy việc ứng dụng BĐTD vào dạy học sẽ
hứa hẹn thu được kết quả mong đợi.
Qua quá trình tìm hiểu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài đã có một
số luận văn như:
Nguyễn Thị Nguyên(2010), Nghiên cứu sử dụng bản đồ tư duy( Mind
maps) trong dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lí 10 THPT nhằm
góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và bồi dưỡng tư duy cho
học sinh ,Lại Văn Bắc (2013), Hướng dẫn học sinh ôn tập phần “Quang hình
học” Vật lí 11 nâng cao với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và bản đồ tư
duy ,Trần Thị Thanh Mai (2009), Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho
học sinh khi dạy học một số kiến thức thuộc chương “Các định luật bảo toàn”
sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao, Nguyễn Thị Thu Hà (2012), Xây dựng tiến
trình dạy học chương “ Khúc xạ ánh sáng” Vật lí 11 phỏng theo chu trình
nhận thức khoa học vật lí cho học sinh THPT, Nguyễn Thị Hồng Việt ( 1993),
Dạy học một số kiến thức vật lí lớp 10 phổ thông trung học theo chu trình
nhận thức khoa học vật lí, luận án phó tiến sĩ khoa học sư phạm, tâm lí, Hà
Nội.
Như vậy cho đến nay chưa có đề tài nào nghiên cứu về vấn đề “Tổ chức
dạy học chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT phỏng theo phương
pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy”


4

3. Mục đích nghiên cứu của đề tài.
Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Khúc xạ ánh sáng”
– vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản
đồ tư duy, nhằm góp phần rèn luyện phương pháp nhận thức khoa học vật lí
cho học sinh THPT.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

- Đối tượng nghiên cứu: Dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm
với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Nội dung chương trình chương “ Khúc xạ ánh sáng” - Vật lí 11 THPT.
+ Địa bàn nghiên cứu: Huyện An Dương Thành phố Hải Phòng
- Phương pháp giảng dạy phỏng theo phương pháp thực nghiệm.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu dựa trên cơ sở lí luận về bản đồ tư duy, phương pháp thực nghiệm
trong dạy học vật lí, kết hợp với việc nghiên cứu nội dung kiến thức khoa học
về
khúc xạ ánh sáng để xây dựng tiến trình dạy học chương “ Khúc xạ ánh
sáng”- Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ
của bản đồ tư duy, thì có thể góp phần rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh
THPT.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Để đạt được mục đích nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy cần phải thực hiện
nhiệm vụ sau:
6.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về :
- Bản đồ tư duy.
- Phương pháp thực nghiệm ( PPTN trong dạy học Vật lí và PPTN trong
khoa học Vật lí)


5

- Phương pháp nhận thức khoa học vật lí.
6. 2. Điều tra thực trạng việc dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm
với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy tại một số trường THPT trên địa bàn nghiên
cứu.
6. 3. Nghiên cứu nội dung chương trình SGK và xây dựng cấu trúc logic nội

dung chương “ Khúc xạ ánh sáng”- Vật lí 11 THPT.
6. 4. Xây dựng tiến trình dạy học tổng quát chương “ Khúc xạ ánh sáng”Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản
đồ tư duy.
6. 5. Xây dựng tiến trình dạy học phỏng theo phương pháp thực nghiệm với
sự hỗ trợ của bản đồ tư duy một số kiến thức chương “ Khúc xạ ánh sáng”Vật lí 11 THPT
6. 6. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của
đề tài đã nêu ra.
7. Phương pháp nghiên cứu.
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn :
7.2.1. Phương pháp điều tra thực tế
7.2.2. Phương pháp quan sát thực tế.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
7.4. Phương pháp thống kê toán học.
8. Đóng góp của đề tài.
- Góp phần hệ thống hoá cơ sở lý luận về tổ chức dạy học phỏng theo phương
pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy.
- Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “ Khúc xạ ánh sáng”Vật lí 11 THPT phỏng theo phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản
đồ tư duy nhằm rèn luyện PPNTKHVL cho học sinh


6

- Có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và sinh viên các trường sư
phạm.
9. Cấu trúc của luận văn.
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, phần nội dung luận văn
gồm 3 chương.
+ Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức dạy học phỏng theo
phương pháp thực nghiệm với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy.

+ Chương 2. Xây dựng tiến trình dạy học theo phương pháp thực nghiệm
với sự hỗ trợ của bản đồ tư duy một số kiến thức chương " khúc xạ ánh
sáng "- Vật lí 11 THPT
+ Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.


7

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY
HỌC PHỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VỚI SỰ HỖ
TRỢ CỦA BẢN ĐỒ TƯ DUY.
1.1 Cơ sở lý luận về bản đồ tư duy
1.1.1. Khái niệm bản đồ tư duy
Theo Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ: “Bản đồ tư duy (BĐTD)
còn gọi là sơ đồ tư duy, lược đồ tư duy là hình thức ghi chép nhằm tìm tòi đào
sâu, mở rộng một ý tưởng, tóm tắt những ý chính của một nội dung, hệ thống
hoá một chủ đề… Bằng cách kết hợp việc sử dụng hình ảnh, đường nét, màu
sắc, chữ viết với sự tư duy tích cực” [8].

Hình 1.1 Cấu trúc bản đồ tư duy
Kỹ thuật tạo ra loại bản đồ này được gọi là mind mapping và được phát
triển bởi Tony Buzan vào đầu những năm 1970.
BĐTD là một công cụ thể hiện tư duy nền tảng, có thể mô tả nó là một
kỹ thuật hình hoạ với sự kết hợp giữa từ ngữ, hình ảnh, màu sắc, đường nét
phù hợp với cấu trúc hoạt động và chức năng của bộ não giúp cho con người
khai phá tiềm năng vô tận của bộ não. Nó là sự lựa chọn cho trí óc hướng tới
lối suy nghĩ mạch lạc. Tony Buzan là người đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu


8

tìm ra hoạt động của bộ não. Theo Tony Buzan “một hình ảnh có giá trị hơn
cả ngàn từ…” và “ màu sắc cũng có kích thích đến não như hình ảnh. Màu sắc
cũng mang đến cho BĐTD những rung động cộng hưởng, mang lại sức sống
và năng lượng vô tận cho tư duy sáng tạo” [32].
Ở vị trí trung tâm, BĐTD là một hình ảnh hay một từ khoá thể hiện một
ý tưởng hay khái niệm chủ đạo. Từ ý trung tâm hay hình ảnh trung tâm toả ra
các nhánh chính ta gọi là nhánh cấp 1, từ các nhánh chính lại có sự phân
nhánh đến các nhánh gọi là nhánh cấp 2 để nghiên cứu sâu hơn. Cứ thế, sự
phân nhánh lại tiếp tục và khái niệm hay hình ảnh luôn được kết nối với nhau
tạo ra “một bức tranh tổng thể” mô tả về ý trung tâm một cách đầy đủ và rõ
ràng.
Khi sử dụng công cụ BĐTD để ghi chép, người đọc dễ dàng nhận thấy
sự liên kết các ý tưởng dựa trên mối liên hệ của bản thân chúng, vì vậy BĐTD
có thể bao quát được các ý tưởng trên một phạm vi sâu rộng mà một bản liệt
kê ý tưởng thông thường không thể làm được.
1.1.2. Cách đọc bản đồ tư duy
Cấu trúc của BĐTD không xuất phát từ trái sang phải và từ trên xuống
dưới theo kiểu truyền thống. Thay vào đó, BĐTD được vẽ, viết và đọc theo
hướng bắt nguồn từ trung tâm di chuyển ra phía ngoài và sau đó là theo chiều
kim đồng hồ.


9

HÌNH 1.2 Cách đọc bản đồ tư duy
Các mũi tên xung quanh BĐTD ở hình 1.2 chỉ ra cách đọc thông tin
trong bản đồ và các số thứ tự cũng chính là thứ tự ghi và đọc thông tin trong
đó bốn kết cấu chính I, II, III, IV trong BĐTD phía trên được gọi là nhánh
chính [31]. BĐTD này có bốn nhánh chính vì nó có bốn tiêu đề phụ. Số tiêu

đề phụ là số nhánh chính. Đồng thời, các nhánh chính của BĐTD được đọc
theo chiều kim đồng hồ, bắt nguồn từ nhánh I tới nhánh II, rồi nhánh III, và
cuối cùng là nhánh IV [32].
1.1.3. Cách vẽ bản đồ tư duy
1.1.3.1. Công cụ vẽ bản đồ tư duy
Theo Tony Buzan có hai cách vẽ BĐTD: Vẽ bằng tay hoặc bằng phần
mềm máy tính. Nếu vẽ bằng tay thì người học sử dụng bút chì màu, phấn,
tẩy… vẽ trên giấy, bìa, bảng phụ… Nếu vẽ bằng phần mềm máy tính người
học có thể sử dụng các phần mềm bản đồ tư duy như: Bản miễn phí
ConceptDraw Mindmap 5 Professional, Mindjet MindManager Pro7,
FreeMind, MindManager, Buzan’s iMindMap… hoặc bằng chương trình


10

Microsoft Word. Đối với học sinh phổ thông thì vẽ BĐTD bằng tay sẽ dễ
dàng và thiết thực hơn cho việc học.
1.1.3.2. Các bước vẽ BĐTD
Theo Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ BĐTD được lập theo các
bước sau:[8].
 Bước 1: Chọn từ trung tâm (hay còn gọi là từ khoá). Từ trung tâm là
tên của một bài hay một chủ đề hay một nội dung kiến thức cần khai thác. Khi
vẽ học sinh có thể sử dụng hình vẽ, màu sắc mà các em thích để làm nổi bật
chủ đề.
 Bước 2: Vẽ các tiêu đề phụ (nhánh cấp 1). Nội dung của các tiêu đề
phụ chính là các nội dung kiến thức cơ bản của một bài học hoặc một đơn vị
kiến thức nào đó của bài học. Những nội dung kiến thức này sẽ góp phần làm
sáng tỏ nội dung của chủ đề chính ở trung tâm. Học sinh vẽ thêm các tiêu đề
phụ bằng hình ảnh hoặc chữ xung quanh tiêu đề trung tâm, lưu ý cách bố trí
và sử dụng màu sắc. Tiêu đề phụ nên được vẽ theo hướng chéo góc đề nhiều

nhánh phụ khác có thể vẽ toả ra một cách dễ dàng.
 Bước 3: Trong từng tiêu đề phụ, vẽ thêm các ý chính và các chi
tiết hỗ trợ (nhánh cấp 2, 3, …). Sau khi vẽ các tiêu đề phụ, học sinh xác định
những nội dung kiến thức hỗ trợ cho nội dung của các tiêu đề phụ đó rồi tiến
hành vẽ thêm các ý chính và các chi tiết hỗ trợ. Trong khi vẽ học sinh chỉ nên
tận dụng các từ khoá và hình ảnh. Mỗi từ khoá, hình ảnh nên được vẽ trên
một đoạn gấp khúc riêng trên nhánh.
 Bước 4: Hoàn thiện bản đồ tư duy. Học sinh có thể vẽ thêm hình
ảnh và sử dụng màu sắc giúp các ý quan trọng thêm nổi bật, bổ sung thêm các
liên kết cần thiết để thoàn thiện BĐTD. Có thể tóm lược cách vẽ bản đồ tư
duy bằng một BĐTD như sau:


11

Hinh 1.3. Cách vẽ bản đồ tư duy.
1.1.4.3. Sử dụng Bản đồ tư duy trong dạy học các loại bài học Vật lí
ở trường phổ thông.
Theo Trần Đức Vượng, Trần Đình Châu, Đặng Thị Thu Thuỷ, Vương
Thị Phương Hạnh thì bản đồ tư duy có thể và cần thiết được sử dụng như một
công cụ hỗ trợ hoạt động dạy và học trong các bài học Vật lí khác nhau[28]
như bài học xây dựng kiến thức mới, bài học luyện tập giải bài tập vật lí, bài
học thực hành vật lí, bài học ôn tập, tổng kết hệ thống hoá kiến thức. Tuy
nhiên trong luận văn này chúng tôi chỉ đi sâu nghiên cứu sự hỗ trợ của BĐTD
trong loại bài học xây dựng kiến thức mới.
Bài học xây dựng kiến thức mới
Mục đích chính là xây dựng kiến thức mới, xác định đặc tính mới của
đối tượng hoặc các mối quan hệ trong đối tượng đó, hiểu nội dung cơ bản của
kiến thức mới. Sử dụng BĐTD có thể dễ dàng giúp học sinh liên kết và tổ

12

chức tri thức cũng như sự kiện liên quan nhằm tìm ra những đặc tính và mối
quan hệ của các đối tượng trong kiến thức mới.
BĐTD có cấu trúc mở nên mỗi sự đóng góp ý kiến đều có thể hợp nhất
trên bản đồ với sự hợp lí nhất định. Vì vậy tạo cho học sinh động cơ, hứng
thú, nhu cầu tìm tòi kiến thức. Và do quá trình chính bản thân học sinh tham
gia vào xây dụng kiến thức mới sẽ giúp học sinh ghi nhớ lâu hơn những vấn
đề được học.
1.2. Phương pháp thực nghiệm
1.2.1. Phương pháp thực nghiệm trong khoa học Vật lí
1.2.1.1. Phương pháp thực nghiệm trong khoa học vật lí và chu trình
nhận thức khoa học Vật lí
Thời cổ đại, khoa học chưa phân ngành và chưa tách khỏi triết học. Mục
đích của nó là tìm hiểu và giải thích thiên nhiên một cách toàn bộ mà chưa đi
vào từng lĩnh vực, hiện tượng cụ thể. Triết học tự nhiên phát triển theo hai
hướng: Duy vật và duy tâm. Hai trào lưu đó đấu tranh với nhau trong một thời
gian dài khoảng gần 2000 năm, nhưng phương pháp đấu tranh vẫn chỉ là duy
lý và tranh luận nên không phân thắng bại. Mặt khác, thời trung thế kỷ, giáo
hội Gia-tô có một địa vị tối cao trong xã hội Châu Âu. Cho nên, giáo hội đã
dùng uy quyền của mình để chống lại khoa học mỗi khi khoa học chỉ ra một
chân lý mới trái với kinh thánh, thậm trí còn dùng cả bạo lực để ngăn cản
bước tiến của khoa học [17], [22].
Phải đến thế kỷ XVII, Galile mới xây dựng được phương pháp mới –
phương pháp thực nghiệm(PPTN). PPTN rất có hiệu quả trên con đường đi
tìm chân lý, làm cho Vật lí thực sự trở thành một khoa học độc lập, mở đường
giải phóng khoa học, thực hiện cuộc cách mạng khoa học lần thứ nhất. Galile
chống lại phương pháp giáo điều, kinh viện của các học giả thời bấy giờ. Ông

13

chủ trương rằng những cuộc tranh luận suông là vô bổ, không thể dẫn đến
chân lý. Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải
làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên nhiên” chứ không phải hỏi Aristot hoặc kinh
thánh. Lời Aristot và kinh thánh không phải là sự quyết định cuối cùng, phải
“để cho thiên nhiên phán xét mỗi khi con người tranh luận với nhau về thiên
nhiên” [13], [14], [17], [18], [22]. Ông cho rằng: Thiên nhiên tuân theo những
quy luật khách quan của chính bản thân thiên nhiên, chứ không tuân theo ý
muốn của một người nào hay một đấng thần linh nào.
Galile được công nhận là ông tổ của Vật lí thực nghiệm, người sáng lập
ra phương pháp thực nghiệm. Trước kia, Acimet đã chú trọng đến thực
nghiệm và Rôgiơ đã đề cao thực nghiệm, nhưng chưa nêu lên thành một
phương pháp. Galile đã sử dụng thực nghiệm trong Vật lí. Trước một hiện
tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galile bắt đầu bằng quan sát (trong tự nhiên hay
trong các thí nghiệm) để xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra một cách
giải thích lý thuyết có tính chất dự đoán. Từ lý thuyết đó, ông rút ra những kết
luận có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm. Sau đó, ông bố trí thí nghiệm
thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để đạt
được kết quả chính xác tin cậy được. Cuối cùng, ông đối chiếu kết quả thu
được bằng thực nghiệm với lý thuyết ban đầu. Galile nói: “Hãy đo đạc tất cả
những gì đo đạc được và hãy làm cho những cái không đo đạc được trở thành
đo đạc được” và “chỉ có khoa học của những cái đo đạc được mới thực sự là
khoa học”. Đo đạc chính xác và sử dụng toán học để đi đến những kết quả
định lượng, biểu diễn mối quan hệ định lượng, đó là mục tiêu của Galile. Ông
nói: “Cuốn sách thiên nhiên được viết bằng ngôn ngữ toán học”.
Phương pháp của Galile có tính hệ thống, tính khoa học, có chức năng
nhận thức luận, tổng quát hoá về mặt lý thuyết những sự kiện thực nghiệm và
phát hiện ra bản chất của sự vật hiện tượng.

14

PPTN đã thể hiện một quan niệm mới mẻ, sâu sắc về nhận thức tự nhiên,
nhận thức chân lí. Niutơn đã làm rõ quan điểm đó bằng bốn quy tắc sau đây:
Quy tắc 1: Đối với mỗi hiện tượng, không thừa nhận những nguyên
nhân nào khác ngoài những nguyên nhân đủ để giải thích nó. Quy tắc này
khẳng định lý trí của con người trong nhận thức, gạt bỏ luận điểm tôn giáo,
kinh viện, không liên quan đến khoa học.
Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tượng như nhau về cùng một
nguyên nhân. Một nguyên nhân xác định phải gây ra một hệ quả xác định.
Quy tắc này nêu rõ quan hệ nhân quả của các hiện tượng trong tự nhiên.
Quy tắc 3: Tính chất của tất cả các vật có thể đem ra thí nghiệm được,
mà ta không thể làm cho nó tăng lên hoặc giảm xuống thì được coi là tính
chất của mọi vật nói chung. Quy tắc này là sự quy nạp khoa học, cho phép ta
khái quát những trường hợp riêng lẻ để tìm ra những định luận tổng quát.
Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định nào rút ra từ thực nghiệm, bằng phương
pháp quy nạp đều là đúng, chừng nào chưa có những hiện tượng khác giới hạn
hoặc mâu thuẫn với khẳng định đó. Quy tắc này thể hiện quan điểm biện
chứng về tính tương đối và tuyệt đối của chân lí. Nó thừa nhận mỗi chân lí
khoa học đều có thể được chính xác hoá thêm, được hoàn chỉnh thêm từng
bước một, nhưng trong mỗi bước của quá trình nhận thức nó vẫn hoàn toàn có
giá trị khoa học [22].
Về sau các nhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp đó và xây dựng
cho nó ngày một hoàn chỉnh hơn và trở thành một trong các phương pháp
nhận thức quan trọng của Vật lí học.
Qúa trình phát triển và hoàn thiện phương pháp thực nghiệm khoa học
Vật lí đã gợi cho các nhà bác học kết luận về tính chu trình sáng tạo khoa học
tự nhiên.

15

Galile đã chia nó thành bốn giai đoạn:
- Tri giác các hiện tượng, thí nghiệm Vật lí.
- Đi đến các tiên đề, giai đoạn trung tâm của quá trình sáng tạo.
- Phát triển toán học, đưa ra hệ quả.
- Thực nghiệm kiểm tra: Tiêu chuẩn đánh giá phát minh khoa học.
Anhxtanh đã nêu ý chia quá trình đó thành bốn giai đoạn như sau:
- Sự kiện đã biết (E).
- Hệ các tiên đề (A).
- Rút ra các hệ quả từ các tiên đề (S, S1, S2)
- So sánh kết quả đã được khẳng định bằng thực nghiệm với (E).
Hệ tiên đề

A

S

S1

S2

Các hệ
quả logic

E
Các dữ liệu cảm tính trực tiếp

Hình 1.4 Chu trình nhận thức sáng tạo theo Einstein