ỨNG DỤNG WEEBLY RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TỰ HỌC TRONG DẠY HỌC VỀ KHOA HỌC ÁNH SÁNG (VẬT LÝ 12)

Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

MỤC LỤC
Lời cảm ơn ……………………………………………………………………….. 3
A. PHẦN MỞ ĐẦU ……………………………………………………………. 4
1. Lý do chọn đề tài ………………………………………………………………. 5
2. Lịch sử vấn đề …………………………………………………………………. 6
3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu ……………………………………………. 6
3.1. Mục đích nghiên cứu …………………………………………….…………. 6
3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu ………………………………………………………. 6
4. Phương pháp nghiên cứu …………………………………………….………. 6
5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ………………………………………………. 6
5.1. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………………. 6
5.2. Phạm vi nghiên cứu …………………………………………………………. 6
6. Cấu trúc đề tài …………………………………………………………………. 6
B. PHẦN NỘI DUNG ………………………………………………….………. 7
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ………………….………. 7
1. Cơ sở lý luận …………………………………………………………………. 7
1.1. Đổi mới giáo dục toàn diện và xu hướng ứng dụng CNTT trong dạy học … 7
1.2. Dạy học phát triển năng lực và năng lực tự học ……………………………. 9
1.2.1. Dạy học phát triển năng lực ………………………………………………. 9
1.2.1.1. Khái niệm về năng lực …………………………………………………. 9
1.2.1.2. Đặc điểm của năng lực …………………………………………………. 9
1.2.1.3. Phân loại năng lực …………………………………………………….. 10
1.2.1.4. Dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực … 10
1.2.2. Năng lực tự học là gì? ……………………………………………………. 11
1.2.3. Vai trò của tự học ………………………………………………………. 11
1.2.4. Các hình thức tự học ……………………………………………………. 12
1.3. Weebly và khả năng rèn luyện năng lực tự học …………………………… 13
2. Cơ sở thực tiễn ………………………………………………………………. 14
2.1. Thực trạng dạy học Vật lý và ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý …… 14

2.2. Thực trạng về năng lực tự học của học sinh trong dạy học vật lý …….…. 14
2.3. Thực trạng dạy học về khoa học ánh sáng …………………………….… 16
2.3.1. Khái quát về khoa học ánh sáng ở chương trình THPT …………….… 16
2.3.1.1. Ánh sáng là gì? ………………………………………………………… 16
2.3.1.2. Vận tốc ánh sáng ……………………………………………………… 17
2.3.1.3. Tầm quan trọng của khoa học ánh sáng đối với đời sống …………… 19
1


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

2.3.2. Thực trạng dạy học về khoa học ánh sáng ở chương trình THPT ……. 27
CHƯƠNG II: QUY TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP ……………………………… 28
1. Quy trình tạo lập 1 trang web miễn phí trên Weebly ……………………… 28
2. Đề xuất cách thức chia sẻ, phản hồi, làm bài tập, kiếm tra đánh giá, mở rộng
kiến thức trên trang web ……………………………………………………….. 30
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM VÀ KHUYẾN NGHỊ ……….…….……. 32
1. Sản phẩm demo ……………………………………………………….……. 32
2. Thực nghiệm …………………………………………………………………. 37
3. Khuyến nghị …………………………………………………………………. 37
3.1. Với nhà trường ……………………………………………………………. 37
3.2. Với giáo viên ………………………………………………………………. 37
3.3. Với học sinh ………………………………………………………………. 38
3.4. Với phụ huynh ……………………………………………………………. 38
C. PHẦN KẾT LUẬN …………………………………………………………. 39
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………..……. 40

2

Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, chúng em đã
nhận được sự quan tâm, động viên cũng như hỗ trợ, giúp đỡ từ nhiều thầy cô,các
cơ quan, tổ chức. Nghiên cứu khoa học cũng được hoàn thành dựa trên sự tham
khảo, học tập kinh nghiệm từ các kết quả nghiên cứu liên quan, các sách, báo
chuyên ngành của nhiều tác giả ở các trường Đại học, các tổ chức nghiên cứu,…
Đặc biệt là sự hợp tác của cán bộ giáo viên, sự giúp đỡ, tạo điều kiện về vật chất,
tinh thần từ phía gia đình và bạn bè.
Trước hết, chúng em xin gửi lời cám ơn trân thành đến Thầy Tôn Quang
Cường, Cô Lê Thanh Huyền – những người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học đã
dành nhiều thời gian, công sức hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện
nghiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học.
Chúng em xin cám ơn Ban giám hiệu trường Đại học Giáo dục cùng toàn
thể các thầy cô giáo trong trường đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu,
giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tuy có nhiều cố gắng, nhưng trong đề tài nghiên cứu khoa học này không
tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong quý thầy cô, các chuyên gia,
những người quan tâm đến đề tài, gia đình và bạn bè có những ý kiến đóng góp,
giúp đỡ để đề tài được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa chúng em xin trân thành cám ơn!
Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2018
Nhóm tác giả

3


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

A. PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Chúng ta đang sống trong một thời đại mới, thời đại phát triển rực rỡ của
CNTT. CNTT đã ở một bước phát triển cao đó là số hóa tất cả các dữ liệu thông
tin, luân chuyển mạnh mẽ và kết nối tất cả chúng ta lại với nhau. Mọi loại thông
tin, số liệu âm thanh, hình ảnh có thể được đưa về dạng kỹ thuật số để bất kỳ máy
tính nào cũng có thể lưu trữ, xử lý và chuyển tiếp cho nhiều người. Những công cụ
và sự kết nối của thời đại kỹ thuật số cho phép chúng ta dễ dàng thu thập, chia sẻ
thông tin và hành động trên cơ sở những thông tin này theo phương thức hoàn toàn
mới, kéo theo hàng loạt sự thay đổi về các quan niệm, các tập tục, các thói quen
truyền thống, và thậm chí cả cách nhìn các giá trị trong cuộc sống. CNTT đến với
từng người dân, từng người quản lý, nhà khoa học, người nông dân, bà nội trợ, học
sinh tiểu học….Không có lĩnh vực nào, không có nơi nào không có mặt của CNTT.
Trong lĩnh vực Giáo dục, đào tạo việc ứng dụng CNTT đã góp phần nâng cao chất
lượng dạy và học ở các cấp, các bậc học, mở rộng thêm nhiều loại hình đào tạo
như đào tạo từ xa, phối hợp liên kết giữa các trường, các Quốc gia với nhau đang
nhằm đưa chất lượng giáo dục của nước ta ngang bằng với các nước trong khu vực
và trên thế giới.
Trong nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn
diện giáo dục và đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và
học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng
kiến thức, kỹ năng của người 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 người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Chuyển
từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt
động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ
thông tin và truyền thông trong dạy và học”. Để thực hiện tốt mục tiêu về đổi mới
căn bản, toàn diện GD&ĐT theo Nghị quyết số 29-NQ/TW, cần có nhận thức đúng
về bản chất của đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực
người học và một số biện pháp đổi mới phương pháp dạy học theo hướng này.

Đổi mới phương tiện dạy học là một trong những vấn đề có vai trò quan
trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học, nhằm tăng cường tính trực quan và
thí nghiệm, thực hành trong dạy học. Hiện nay, việc trang bị các phương tiện dạy
học mới cho các trường phổ thông từng bước được tăng cường. Tuy nhiên các
phương tiện dạy học tự làm của giáo viên luôn có ý nghĩa quan trọng, cần được
4


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

phát huy. Đa phương tiện và công nghệ thông tin vừa là nội dung dạy học vừa là
phương tiện dạy học trong dạy học hiện đại. Bên cạnh việc sử dụng đa phương tiện
như một phương tiện trình diễn, cần tăng cường sử dụng các phần mềm dạy học
cũng như các phương pháp dạy học sử dụng mạng điện tử (E-Learning), mạng
trường học kết nối.
Ngoài những lí do trên, một trong những nguyên nhân chủ quan dẫn đến
các khó khăn là khả năng tự học của học sinh hiện nay vẫn chưa tốt, ảnh hưởng rất
nhiều đến quá trình học tập. Việc các em hoàn thành bài tập về nhà hay chuẩn bị
bài trước khi đến lớp chỉ mang tính chất đối phó với giáo viên. Điều này gây ảnh
hưởng rất lớn đến thành quả học tập của các em. Từ đó đòi hỏi ở người giáo viên
cần có sự định hướng nhiều hơn để giúp các em học sinh làm chủ được kiến thức
và phát huy được khả năng của bản thân.
Hơn nữa, bộ môn Vật lý hiện nay đóng vai trò rất quan trọng trong sự
nghiệp phát triển của đất nước, vì vậy việc lồng ghép CNTT vào trong các bài vật
lý là một biện pháp vô cùng quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, góp
phần tích cực trong việc truyền đạt kiến thức tới đa dạng và rộng khắp cho các học
sinh ở nhiều nơi, nhiều vùng miền.
Việc đổi mới phương pháp trong dạy học vật lý cần phải tăng cường sử
dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý, khối lượng kiến thức mỗi bài lại tăng lên và
bài nào cũng cần tới thí nghiệm. Nếu như chúng ta tiếp tục dạy học theo phương

pháp truyền thống sẽ không đủ thời gian bên cạnh đó không phải cơ sở giáo dục
nào cũng đáp ứng được, mỗi tiết học kéo dài 45 phút và nghỉ 5-10 phút nên không
thể đáp ứng yêu cầu bài học trong sách giáo khoa vì vậy việc ứng dụng công nghệ
thông tin trong dạy học là vô cùng quan trọng, giúp học sinh tiếp thu bài vở một
cách nhanh chóng và tạo nhiều hứng thú cho học sinh qua bài học.
Từ những lí do đã nêu, nhóm chúng tôi đã chọn đề tài “ỨNG DỤNG
WEEBLY RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TỰ HỌC TRONG DẠY HỌC VỀ KHOA
HỌC ÁNH SÁNG (VẬT LÝ 12)” nhằm nâng cao chất lượng dạy học đồng thời
rèn luyện cho học sinh kĩ năng tự học – một kĩ năng không thể thiếu trong cuộc
sống của các em.
2. Lịch sử vấn đề
Ngày nay, sự bùng nổ thông tin và sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công
nghệ đã đặt ra cho nền giáo dục Việt Nam những thách thức mới. Việc ứng dụng
công nghệ thông tin vào giảng dạy trở thành vấn đề sống còn đối với nước ta nói
riêng và với mọi quốc gia trên thế giới nói chung.
5


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

− Trong quá trình học của học sinh, tự học chiếm một vai trò khá quan trọng,
tuy nhiên việc tự học của học sinh vẫn chưa được quan tâm đúng mức.
− Weebly là một trong những hệ thống xuất bản website khá phổ biến hiện
nay. Với những chức năng hơn hẳn một số hệ thống xuất bản website có tính phí
khác, việc ứng dụng Weebly để thiết kế website hỗ trợ quá trình dạy và học của
giáo viên và học sinh sẽ đem lại những kết quả khả quan và sẽ phát triển năng lực
giải quyết vấn đề, kích thích hứng thú học tập của học sinh..
3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu cách xây dựng trang web thông qua Weebly giúp tìm hiểu kiến thức về

khoa học sóng ánh sáng.
3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
-Tìm hiểu cách xây dựng tranh web thông qua Weebly
-Tìm hiểu tài liệu về khoa học sóng ánh sáng.
4. Phương pháp nghiên cứu
-Nghiên cứu tài liệu.
-Nghiên cứu lý luận.
-Nghiên cứu thực tiễn.
5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
Kiến thức khoa học và chương trình vật lý phổ thông về khoa học sóng ánh sáng Vật lý 12.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Sử dụng phần mềm webly xây dựng kiến thức về khoa học, hệ thống bài tập và
nghiên cứu chuyên sâu cho học sinh.
6. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận
văn được trình bày trong 3 chương.
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn
Chương 2: Quy trình và giải pháp
Chương 3: Thực nghiệm và khuyến nghị

6


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

B. PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1. Cơ sở lý luận
1.1. Đổi mới giáo dục toàn diện và xu hướng ứng dụng CNTT trong dạy học

Những người làm phần mềm đánh dấu sự thay đổi về chất bằng các phiên bản. 1.0
là phiên bản chính thức đầu tiên, 1.1 là hơi khác đi một tý, 2.0 là khác cơ bản phiên
bản 1. Cứ thế, phiên bản được nối dài ra. Giờ việc này cũng quen thuộc, nên nhiều
thứ cũng được gắn phiên bản không khác gì phần mềm, trong đó có các cuộc cách
mạng công nghiệp cách mạng công nghiệp. Thay vì nói cách mạng công nghiệp lần
thứ nhất người ta nói Industry 1.0, hoặc viết tắt I1.0 cho gọn.
Mỗi một cuộc cách mạng công nghiệp là một lần thay đổi căn bản. I1.0 - cuộc cách
mạng công nghiệp lần thứ nhất - gắn với sự ra đời của động cơ hơi nước và cơ giới
hóa giải phóng sức người. I2.0 có sự xuất hiện của điện và sản xuất hàng loạt. I3.0
gắn với công nghệ thông tin và tự động hóa sản xuất. I4.0 là sự lên ngôi của những
công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu, trạng thái số hóa và thông minh hóa các
ứng dụng công nghệ thông tin.
Sau mỗi cuộc cách mạng công nghiệp, xã hội biến chuyển sâu sắc. Từ xã hội nông
nghiệp sang công nghiệp, rồi đến xã hội tri thức, và sẽ sang xã hội sáng tạo. Những
cuộc cách mạng này đều diễn ra ở phương Tây, nhưng nó lại đang ám ảnh không
chỉ các nhà kinh tế, các nhà chính trị mà bắt đầu động tới các nhà giáo dục. Chúng
ta bắt đầu hỏi giáo dục 4.0 là gì và tại sao nó lại quan trọng?
Có vẻ như không có một sự thống nhất dứt khoát về những cuộc cách mạng giáo
dục giống như cách mạng công nghiệp ở quy mô toàn thế giới. Nhưng ở phạm vi
cục bộ thì có thể đã có những lần thay đổi lớn rõ rệt trong cách mà hệ thống giáo
dục vận hành.

Trí tuệ nhân tạo sẽ thay đổi phương pháp dạy và học.
7


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Một báo cáo của hãng tư vấn Ernts & Young mang tên “Leapfrogging to Education
4.0” đưa ra một cách “gắn chấm” đối với giáo dục đại học ở phương Tây. Theo đó,

Education 1.0 bắt đầu được đánh dấu cùng với I1.0. Cách mạng công nghiệp dẫn
đến nhu cầu lượng người đi học tăng lên, nhà nước chính thức tham gia vào công
cuộc giáo dục quốc dân. Trước đó, số lượng người đi học giới hạn ở tầng lớp tinh
hoa, và giáo dục còn thuộc trách nhiệm của các tổ chức tôn giáo là chính.
Education 2.0 xuất hiện khi số lượng lớn trường đại học ra đời, gắn với việc phát
triển vượt bậc của công nghệ in ấn và xuất bản. Thời kỳ này đại học chủ yếu giảng
dạy và nghiên cứu, và vẫn chưa phổ biến cho số đông.
Education 3.0 đánh dấu sự xuất hiện ngày càng nhiều và đa dạng của công nghệ
trong lớp học. Đầu thế kỷ 21 này, người ta có thể thấy nhiều lớp học không còn
bảng phấn, mà thay vào đó là máy tính cá nhân, phương tiện giảng dạy tương tác.
Lớp học đã đa dạng hóa, giáo dục trở nên phổ cập.
Giáo dục, từ 1.0 đến 3.0 vẫn quan tâm nhiều hơn đến việc dạy. Thay vì cầm cuốn
sách để đọc chép, thì phát bài giảng trên TV, hoặc ngày nay là đưa bài giảng lên
YouTube. Nửa cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỉ 21 chứng kiến những cải cách giáo dục
theo đường lối “lấy học trò làm trung tâm”, sự tập trung bắt đầu chuyển từ việc
“dạy” sang việc “học”. Các lớp học đã tương tác nhiều hơn, hoạt động nhiều hơn,
học sinh đã tích cực chủ động nhiều hơn. Nhưng do nhiều nguyên nhân về chi phí,
sư phạm, hạn chế về công nghệ nên lớp học vẫn theo dạng một thầy nhiều trò,
chung một chương trình.
Giáo dục 4.0 sẽ hướng sự tập trung đến việc học cá nhân hóa triệt để hơn. Với sự
ra đời của hàng loạt nội dung học tập số hóa, sinh viên có thể lựa chọn nội dung
học tập cho phù hợp với mục tiêu của mình. Các hệ thống học tập số hóa cũng giúp
việc đánh giá có tính thích ứng hơn, cung cấp phản hồi về hiệu quả học tập cùng
với gợi ý cho các nội dung học tập tiếp theo.
Trí tuệ nhân tạo được đưa vào sẽ giúp thông tin học tập được tổng hợp, phân tích
và đưa ra các gợi ý hữu ích cho người học và người dạy. Mỗi sinh viên sẽ có một
lộ trình học tập riêng không giống ai. Nhà giáo sẽ dịch chuyển vai trò, từ người
thuyết giảng là chính sang nhiệm vụ hỗ trợ học tập và huấn luyện (coach) là chính,
giúp người học phát triển năng lực hữu ích phục vụ mục tiêu học tập của từng
người.

Các công nghệ thực tế ảo sẽ giúp người học được trải nghiệm và rèn luyện kỹ năng
tốt hơn trước. Trong một tương lai không xa, nền giáo dục 4.0 sẽ hiện thực hóa
8


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

mong ước mỗi người một chương trình, nền giáo dục cho một người (Education of
One) giống ngày nay người ta hay nói về thị trường một người (Market of One).
Giống như những lần cách mạng trước, I4.0 sẽ không bắt đầu ở Việt Nam. Nhưng
lần này thì sẽ khác hơn một chút, vì thế giới ngày nay đã kết nối chặt chẽ. Phạm vi
tác động của I4.0 đối với chúng ta nhanh và trực tiếp hơn. Quá nửa dân số của
chúng ta đã có Internet. Chúng ta có điều kiện để tiếp cận Education 4.0 nhanh
hơn.
Thực tế, nhiều đơn vị làm giáo dục tại Việt Nam đã chủ động tiếp cận với các làn
sóng công nghệ giáo dục mới rất nhanh chóng, để triển khai đào tạo dựa trên các
khóa học MOOC, đưa AI và VR vào xây dựng hệ thống học tập, hoặc triển khai
các hệ thống học tập số hóa thông minh. Nhiều đơn vị nhanh nhạy đã có thể xây
dựng các hệ thống giáo dục 4.0 của riêng mình.
Liệu xu hướng Education 4.0 này có thể loang ra quy mô lớn để đóng góp vào sự
thay đổi của cả một quốc gia hay không? Nhiều người có thể sẽ bi quan khi nhìn
ngược lại lịch sử giáo dục nước nhà thời gian gần đây. Nhưng các cuộc cách mạng
có một lý lẽ khác, nó làm thay đổi thế giới, dù thế giới có thích hay không. Việc
lựa chọn thái độ tiếp cận với I4.0 hay E4.0 có thể tạo ra sự khác biệt lớn.
1.2. Dạy học phát triển năng lực và năng lực tự học
1.2.1. Dạy học phát triển năng lực
1.2.1.1. Khái niệm về năng lực
Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và
hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa
dạng của cuộc sống

1.2.1.2 Đặc điểm của năng lực
- Có sự tác động của một cá nhân cụ thể tới một đối tượng cụ thể (kiến thức, quan
hệ xã hội, …) để có một sản phẩm nhất định; do đó có thể phân biệt người này với
người khác.
- Năng lực là một yếu tố cấu thành trong một hoạt động cụ thể. Năng lực chỉ tồn
tại trong quá trình vận động, phát triển của một hoạt động cụ thể. Vì vậy, năng lực
vừa là mục tiêu, vừa là kết quả hoạt động.
- Đề cập tới xu thế đạt được một kết quả nào đó của một công việc cụ thể, do một
con người cụ thể thực hiện (năng lực học tập, năng lực tư duy, năng lực tự quản lý
bản thân, … Vậy không tồn tại năng lực chung chung.

9


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

1.2.1.3 Phân loại năng lực
- Năng lực chung: Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu hoặc cốt
lõi… làm nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong cuộc sống và lao động
nghề nghiệp. Một số năng lực cốt lõi của học sinh THCS: Năng lực tự học: năng
lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực tự quản lý, năng lực giao tiếp,
năng lực hợp tác, năng lực sử dụng CNTT và TT, năng lực sử dụng ngôn ngữ ,
năng lực tính toán
- Năng lực chuyên biệt: Là những năng lực được hình thành và phát triển trên cơ
sở các năng lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình
hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết cho những
hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu hạn hẹp hơn của một hoạt động như Toán
học, Âm nhạc, Mĩ thuật, Thể thao, Địa lí,…Một số năng lực chuyên biệt môn địa
lí: Năng lực tư duy tổng hợp theo lãnh thổ, năng lực học tập tại thực địa, năng lực
sử dụng bản đồ, năng lực sử dụng số liệu thống kê, năng lực sử dụng ảnh, hình vẽ,

video clip, mô hình...
1.2.1.4. Dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực
Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển
toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lý luận gắn với
thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội
Chương trình dạy học truyền thống được xem là chương trình giáo dục định
hướng nội dung, định hướng đầu vào. Chú trọng vào việc truyền thụ kiến thức,
trang bị cho người học hệ thống tri thức khoa học khách quan về nhiều lĩnh vực
khác nhau.
Chương trình giáo dục định hướng năng lực dạy học định hướng kết quả đầu ra
nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học:
* Về nội dung:
- Học nội dung chuyên môn → có năng lực chuyên môn: Có tri thức chuyên môn
để ứng dụng vận dụng trong học tập và cuộc sống.
- Học phương pháp chiến lược → có năng lực phương pháp: lập kế hoạch học tập,
làm việc có phương pháp học tập, thu thập thông tin đánh giá.
- Học giao tiếp xã hội → có năng lực xã hội: hợp tác nhóm học cách ứng xử, có
tinh thần trách nhiệm khả năng giải quyết trong các mối quan hệ hợp tác.
- Học tự trải nghiệm đánh giá → có năng lực nhân cách: Tự đánh giá để hình
thành các chuẩn mực giá trị đạo đức.
10


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

* Chuẩn đầu ra:
- Phẩm chất: Yêu gia đình quê hương đất nước, nhân ái, khoan dung, trung thực …
- Năng lực chung: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo,
…
- Năng lực chuyên biệt

1.2.2. Năng lực tự học là gì?
Tác giả Nguyễn Kỳ ở Tạp chí Nghiên cứu giáo dục số 7/ 1998 cũng bàn về
khái niệm tự học: “Tự học là người học tích cực chủ động, tự mình tìm ra tri thức
kinh nghiệm bằng hành động của mình, tự thể hiện mình. Tự học là tự đặt mình
vào tình huống học, vào vị trí nghiên cứu, xử lí các tình huống, giải quyết các vấn
đề, thử nghiệm các giải pháp…Tự học thuộc quá trình cá nhân hóa việc học”.
Trong bài phát biểu tại hội thảo Nâng cao chất lượng dạy học tổ chức vào
tháng 11 năm 2005 tại Đại học Huế, GS Trần Phương cho rằng: “ Học bao giờ và
lúc nào cũng chủ yếu là tự học, tức là biến kiến thức khoa học tích lũy từ nhiều thế
hệ của nhân loại thành kiến thức của mình, tự cải tạo tư duy của mình và rèn luyện
cho mình kĩ năng thực hành những tri thức ấy”.
Từ những quan niệm trên đây có thể nhận thấy rằng, khái niệm tự học luôn
đi cùng, gắn bó chặt chẽ với khái niệm tự thân. Tri thức, kinh nghiệm, kĩ năng của
mỗi cá nhân chỉ được hình thành bền vững và phát huy hiệu quả thông qua các
hoạt động tự thân ấy. Để có được, đạt tới sự hoàn thiện thì mỗi học sinh phải tự
thân tiếp nhận tri thức từ nhiều nguồn; Tự thân rèn luyện các kĩ năng; Tự thân bồi
dưỡng tâm hồn của mình ở mọi nơi mọi lúc.
1.2.3. Vai trò của tự học
- Tự học là mục tiêu cơ bản của quá trình dạy học:
Từ lâu các nhà sư phạm đã nhận thức rõ ý nghĩa của phương pháp dạy tự
học. Trong quá trình hoạt động dạy học giáo viên không chỉ dừng lại ở việc truyền
thụ những tri thức có sẵn, chỉ cần yêu cầu học sinh ghi nhớ mà quan trọng hơn là
phải định hướng, tổ chức cho học sinh tự mình khám phá ra những qui luật, thuộc
tính mới của các vấn đề khoa học. Giúp học sinh không chỉ nắm bắt được tri thức
mà còn biết cách tìm đến những tri thức ấy. Thực tiễn cũng như phương pháp dạy
học hiện đại còn xác định rõ: càng học lên cao thì tự học càng cần được coi trọng,
nói tới phương pháp dạy học thì cốt lõi chính là dạy tự học. Phương pháp tự học là
cầu nối giữa học tập và nghiên cứu khoa học. Muốn thành công trên bước đường
học tập và nghiên cứu thì phải có khả năng phát hiện và tự giải quyết những vấn đề
mà cuộc sống, khoa học đặt ra.

11


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

- Bồi dưỡng năng lực tự học là phương cách tốt nhất để tạo ra động lực
mạnh mẽ cho quá trình học tập:
Một trong những phẩm chất quan trọng của mỗi cá nhân là tính tích cực, sự
chủ động sáng tạo trong mọi hoàn cảnh.Và, một trong những nhiệm vụ quan trọng
của giáo dục là hình thành phẩm chất đó cho người học. Bởi từ đó nền giáo dục
mới mong đào tạo ra những lớp người năng động, sáng tạo, thích ứng với mọi thị
trường lao động, góp phần phát triển cộng đồng. Có thể xem tính tích cực (hình
thành từ năng lực tự học) như một điều kiện, kết quả của sự phát triển nhân cách
thế hệ trẻ trong xã hội hiện đại. Trong đó hoạt động tự học là những biểu hiện sự
gắng sức cao về nhiều mặt của từng cá nhân người học trong quá trình nhận thức
thông qua sự hưng phấn tích cực. Mà hưng phấn chính là tiền đề cho mọi hứng thú
trong học tập. Có hứng thú người học mới có được sự tự giác say mê tìm tòi nghiên
cứu khám phá. Hứng thú là động lực dẫn tới tự giác. Tính tích cực của con người
chỉ được hình thành trên cơ sở sự phối hợp ngẫu nhiên giữa hứng thú với tự giác.
Nó bảo đảm cho sự định hình tính độc lập trong học tập.
- Tự học giúp cho mọi người có thể chủ động học tập suốt đời, học tập để
khẳng định năng lực phẩm chất và để cống hiến. Tự học giúp con người thích ứng
với mọi biến cố của sự phát triển kinh tế - xã hội. Bằng con đường tự học mỗi cá
nhân sẽ không cảm thấy bị lạc hậu so với thời cuộc, thích ứng và bắt nhịp nhanh
với những tình huống mới lạ mà cuộc sống hiện đại mang đến, kể cả những thách
thức to lớn từ môi trường nghề nghiệp. Nếu rèn luyện cho người học có được
phương pháp, kĩ năng tự học, biết linh hoạt vận dụng những điều đã học vào thực
tiễn thì sẽ tạo cho họ lòng ham học, nhờ đó kết quả học tập sẽ ngày càng được
nâng cao.
Với những lí do nêu trên có thể nhận thấy, nếu xây dựng được phương pháp

tự học, đặc biệt là sự tự giác, ý chí tích cực chủ động sáng tạo sẽ khơi dậy năng lực
tiềm tàng, tạo ra động lực nội sinh to lớn cho học sinh.
1.2.4. Các hình thức tự học
Hoạt động tự học diễn ra dưới nhiều hình thức và mức độ khác nhau:
- Tự học hoàn toàn (không có giáo viên): thông qua tài liệu, qua tìm hiểu
thực tế, học kinh nghiệm của người khác. Học sinh gặp nhiều khó khăn do có
nhiều lỗ hổng kiến thức, các em khó thu xếp tiến độ, kế hoạch tự học, không tự
đánh giá được kết quả tự học của mình... Từ đó học sinh dễ chán nản và không tiếp
tục tự học .
12


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

- Tự học trong một giai đoạn của quá trình học tập: thí dụ như học bài hay
làm bài tập ở nhà (khâu vận dụng kiến thức) là công việc thường xuyên của học
sinh phổ thông. Để giúp các em có thể tự học ở nhà, giáo viên cần tăng cường kiểm
tra, đánh giá kết quả học bài, làm bài tập ở nhà của các em.
- Tự học qua tài liệu hướng dẫn: Trong tài liệu trình bày cả nội dung, cách
xây dựng kiến thức, cách kiểm tra kết quả sau mỗi phần, nếu chưa đạt thì chỉ dẫn
cách tra cứu, bổ sung, làm lại cho đến khi đạt được (thí dụ học theo các phần mềm
trên máy tính). Song nếu chỉ dùng tài liệu tự học thì học sinh cũng có thể gặp khó
khăn và không biết hỏi ai.
- Tự lực thực hiện một số hoạt động học dưới sự hướng dẫn chặt chẽ của
giáo viên ở lớp : Với hình thức này cũng đem lại kết quả nhất định. Song nếu học
sinh vẫn sử dụng SGK như hiện nay thì họ cũng gặp khó khăn khi tiến hành tự học
vì thiếu sự hướng dẫn về phương pháp học.
Qua việc nghiên cứu các hình thức tự học ở trên thấy rằng mỗi hình thức tự
học có những mặt ưu điểm và nhược điểm nhất định. Để nhằm khắc phục được
những nhược điểm của các hình thức tự học đã có này chúng em đề xuất một hình

thức tự học khác: Tự học qua phương tiện truyền thông (học qua website)
1.3. Weebly và khả năng rèn luyện năng lực tự học
Có rất nhiều cách hiểu khác nhau về định nghĩa đào tạo online, nhưng cách
hiểu cơ bản đó là một phương thức phân phối các tài liệu, nội dung học tập dựa
trên các công cụ điện tử hiện đại như: điện thoại, máy tính thông qua mạng
internet. Trong đó, nội dung tài liệu học tập có thể được cập nhật từ các website
trường học trực tuyến và các ứng dụng di động khác. Đặc điểm vượt trội của đào
tạo qua mạng đó chính là tính tương tác cao và đa dạng giữa giảng viên và người
học. Theo tính năng đó, giảng viên và người học có thể trao đổi trực tiếp với nhau
thông qua các ứng dụng: chat, email, diễn đàn, hội thảo trực tuyến,…
Ngoài học chính khóa trên trường cùng với học thêm hay học phụ đạo thì tự
học là việc rất quan trọng của tất cả các bạn học sinh. Tuy nhiên với lượng kiến
thức tràn lan, đầy rẫy trên các trang mạng xã hội, các nhóm học tập, việc lựa chọn
cho mình nguồn cung cấp bổ sung kiến thức là rất cần thiết.
Với một website thông thường, nó sẽ bao gồm các thành phần sau:
- Giao diện (Front-end): Là những gì chúng ta thấy nó hiển thị ra bên ngoài
như bố cục, màu sắc của website. Phần này chúng ta gọi là giao diện và nó được
xếp vào loại Front-end của một website.
13


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

- Mã nguồn xử lý (Backend): Giống như một cỗ máy, để nó hoạt động được
như những gì chúng ta thấy thì phải có một hệ thống bên trong để xử lý. Ví dụ khi
vào website bạn ấn nút đăng ký, làm sao hệ thống có thể lưu trữ các thông tin của
bạn lại thì sẽ do các mã nguồn xử lý.
- Cơ sở dữ liệu (Database): Với các website hiện nay thì sẽ có một phần
không thể thiếu gọi là cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu sẽ lưu lại dữ liệu mềm của
website đó như dữ liệu bài viết, nội dung trên website, hay các thiết lập,…Còn mã

nguồn chỉ lưu trữ các tập tin của mã nguồn, tập tin hình ảnh.
Như vậy để xây dựng được một website, chúng ta phải làm 3 phần này với
độ phức tạp cao và yêu cầu bảo mật khắt khe. Thế nhưng với sự hỗ trợ của Weebly,
công việc này đã được làm sẵn và chúng ta chỉ việc sử dụng.
2. Cơ sở thực tiễn
2.1. Thực trạng dạy học Vật lý và ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý
Trong quá trình học tập và tìm hiểu, nhóm nghiên cứu đã có những nhận định về
khó khăn trong việc dạy- học thí nghiệm:
- Các trường đa phần chưa chú trọng, thực sự quan tâm đến những bài dạy thực
hành, thí nghiệm. một phần cũng vì cách học cách thi từ lâu là làm lý thuyết trên
giấy, và nhà trường chưa đủ kinh phí để tạo ra môi trường thí nghiệm.
- Giáo viên ở các trường phổ thông tuy có kiến thức nhưng đa phần về mặt lý
thuyết, chưa có kĩ năng về thực hành nhiều
- Những tiết thí nghiệm lại bị đưa vào những bài không nằm trong chương trình thi
Giáo viên thực hiện thí nghiệm đa phần chỉ biểu diễn mà không khai thác hết được
những kiến thức
- Các bài thí nghiệm đa phần là lấy từ báo cáo thí nghiệm theo nhóm nên năng lực
không đồng đều, và có nhiều phần làm sơ sài
- Học sinh không quan tâm đến các bài thí nghiệm , khó khăn trong việc tìm kiếm
tài liệu về các bài thí nghiệm, chưa có kĩ năng thực hành
2.2. Thực trạng về năng lực tự học của học sinh trong dạy học vật lý.
Chương trình Vật lí trung học phổ thông ở nước ta hiện nay (thể hiện thông qua nội
dung sách giáo khoa của các lớp 10, 11 và 12) bao gồm nhiều phần khác nhau như
cơ học, nhiệt học, điện học (điện một chiều, điện xoay chiều và dao động điện từ),
quang học (quang hình, các dụng cụ quang học và quang lí), vật lí phân tử và hạt
nhân. Mỗi phần được thể hiện bằng nhiều đơn vị kiến thức khác nhau, tương ứng
với các cách tiếp cận kiến thức khác nhau.
14

Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Những tưởng rằng, với một khối lượng kiến thức đồ sộ như vậy, thực tế cuộc sống
của các em sẽ vô cùng phong phú, các em hoàn toàn có khả năng làm chủ được
kiến thức của mình, việc vận dụng kiến thức của các em trong đời sống thức tế ở
chính gia đình của mình, việc giải thích những hiện tượng xảy ra hàng ngày xung
quanh các em chỉ là “vấn đề đơn giản” ... Nhưng điều đó đã không diễn ra trên
thực tế như những gì chúng ta mong đợi.
Sau khi học xong chương trình vật lí lớp 10, nhiều học sinh còn ngỡ ngàng khi cầm
chiếc đồng hồ bấm giây trên tay, các em không biết phải điều chỉnh thế nào, thậm
chí nhiều em còn chưa biết cả tác dụng của nó. “Phát hiện” này thật bất ngờ khi tác
giả của nó là một số giáo viên thể dục khi sử dụng loại đồng hồ này trong một tiết
dạy thể dục!
Với kiến thức về các dạng chuyển động, các lực cơ học, ở trên lớp các em có thể
viết một cách đầy đủ và chính xác các phương trình của chuyển động thẳng đều,
chuyển động thẳng biến đổi đều, đọc đúng những định nghĩa về vận tốc, gia tốc,
các khái niệm về chuyển động cong, chuyển động tròn đều, các định luật Niutơn ...
Thế nhưng, với những câu hỏi đại loại như: “Lấy thêm một số thí dụ trong thực tế
về chuyển động thẳng đều, về chuyển động nhanh dần, về chuyển động chậm dần”,
cũng thực sự làm cho các em lúng túng. Nhiều học sinh còn không thể giải thích
được những hiện tượng rần gần gũi với đời sống: Tại sao khi đi xe máy dưới trời
mưa, ta lại có cảm giác những giọt nước mưa không rơi theo phương phẳng đứng
mà theo phương xiên (trong điều kiện không có gió), hắt cả vào mặt, vào mắt của
ta? hay tại sao những vận động viên đua xe máy phải nghiêng xe nhiều đến vậy khi
phải qua những chỗ đường vòng?...
Các kiến thức vật lí về tĩnh học lẽ ra phải là một trong các cơ sở tốt nhất để các em
vận dụng vào thực tiễn, nhưng điều đó dường như vẫn còn “xa vời” đối với các
em. Quan sát người thợ sửa xe ô tô dùng một chiếc ống nước dài khoảng nửa mét
tròng vào cán của chiếc cờlê rồi cầm ở đầu bên kia mà mở một chiếc ốc để lấy
bánh xe ôtô ra ngoài, chắc hẳn vẫn còn là một “điều lạ” đối với một bộ phận học

sinh hiện nay! Tương tự như thế, chắc hẳn kiến thức về các các định luật bảo toàn
đối với học sinh phổ thông hiện nay có lẽ vẫn chỉ là nội dung các định luật, cách
giải các bài tập, ... chúng còn “nằm yên” một cách khiêm tốn trên những trang vở,
chúng tôi có cảm giác vẫn còn thiếu một cái gì đó để có thể “đánh thức” chúng
dậy, làm cho chúng trở thành một trong những hành trang tốt trong cuộc sống của
mỗi học sinh.
15


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Đối với học sinh lớp 11 và lớp 12, kiến thức vật lí mà các em lĩnh hội được trên
lớp học ngày càng nhiều, nội dung ngày càng phong phú cả về chiều rộng lẫn chiều
sâu. Với chương trình hiện nay, chẳng hạn phần lí thuyết về điện học (cả điện xoay
chiều lẫn điện một chiều) kết hợp với những yêu cầu bắt buộc của các bài thí
nghiệm thực hành, theo chúng tôi là tương đối hợp lí, đáp ứng được nhiều yêu cầu
thực tiễn. Thế nhưng trên thực tế, liệu có bao nhiêu vị phụ huynh dám giao cho con
mình tự đi mua một đoạn dây chì để thay cho đoạn dây chì đã bị đứt ở nhà? Bao
nhiêu em có thể tự mình lắp được bộ đèn nêôn (gồm bóng đèn, tăng phô, chuột)? ...
Với các em, việc đấu nối được một chiếc công tắc đèn bàn sao cho khi bật phía nọ
thì đèn sáng, bật phía kia thì đèn tắt, có lẽ đó cũng đã là một kì công rồi. Những
điều đó thật đáng để chúng ta suy ngẫm.
Chúng tôi cũng đã trao đổi vấn đề này với nhiều đồng nghiệp ở một số địa phương
khác nhau, hầu như họ cũng có nhận định như vậy, thậm chí nhiều giáo viên giảng
dạy ở khu vực nông thôn, miền núi cho biết thực trạng trên còn có thể xấu hơn.
Trăn trở với thực trạng đáng buồn trên, chúng tôi đã thử đi tìm đâu là những
nguyên nhân cơ bản của vấn đề và những nguyên nhân ấy bộc lộ dưới những hình
thức nào?
2.3. Thực trạng dạy học về khoa học ánh sáng
2.3.1. Khái quát về khoa học ánh sáng ở chương trình THPT

2.3.1.1. Ánh sáng là gì?
Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong
vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường của con người (tức là từ khoảng
380 nm đến 700 nm). Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả
như những đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra
còn được gọi là ánh nắng (hay còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng
đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím); ánh sáng Mặt Trăng mà con người thấy
được gọi là ánh trăng thực tế là ánh sáng do mặttrời chiếu tới Mặt Trăng phản xạ đi
tới mắt người; do đèn tạo ra còn được gọi là ánh đèn; do các loài vật phát ra gọi
là ánh sáng sinh học. Ánh sáng có tốc độ rất nhanh, điều này dễ hiểu khi trời mưa,
ta thấy cái chớp xong rồi một lúc mới nghe tiếng sấm

16


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Bảng phân chia các bức xạ sóng điện từ/ánh sáng
Tên

Bước sóng

Tần số (Hz)

Năng
lượng photon (eV)

Tia gamma

≤ 0,01 nm

≥ 30 Ehz

124 keV - 300+ GeV

Tia X

0,01 nm - 10 nm

30 EHz - 30 PHz

124 eV - 124 keV

Tia tử ngoại

10 nm - 380 nm

30 PHz - 790 THz 3.3 eV - 124 eV

Ánh sáng nhìn
380 nm-700 nm
thấy

790 THz - 430
1.7 eV - 3.3 eV
THz

Tia hồng ngoại

700 nm - 1 mm

430
THz
300 GHz

-

Vi ba

1 mm - 1 met

300 GHz
300 MHz

-

1.24 meV - 1.7 eV
1.7 eV - 1.24 meV

1 mm
300 GHz - 3 Hz
12.4 feV - 1.24 meV
100000 km
Ánh sáng lạnh" là ánh sáng có bước sóng tập trung gần vùng quang phổ tím. "Ánh
sáng nóng" là ánh sáng có bước sóng nằm gần vùng đỏ. Ánh sáng có quang
phổ trải đều từ đỏ đến tím là ánh sáng trắng; còn ánh sáng có bước sóng tập trung
tại vùng quang phổ rất hẹp gọi là "ánh sáng đơn sắc".
2.3.1.2. Vận tốc ánh sáng
Tốc độ ánh sáng (một cách tổng quát hơn, tốc độ lan truyền của bức xạ điện từ)
trong chân không, ký hiệu là c, là một hằng số vật lý cơ bản quan trọng trong nhiều

lĩnh vực vật lý. Nó có giá trị chính xác bằng 299.792.458 mét trên giây, bởi vì đơn
vị độ dài mét được định nghĩa lại dựa theo hằng số này và giây tiêu
chuẩn.Theo thuyết tương đối hẹp, c là tốc độ cực đại mà mọi năng lượng, vật chất,
và thông tin trong Vũ trụ có thể đạt được. Nó là tốc độ cho mọi hạt phi khối
lượngliên kết với các trường vật lý (bao gồm bức xạ điện từ như photon ánh sáng)
lan truyền trong chân không. Nó cũng là tốc độ truyền của hấp dẫn (như sóng hấp
dẫn) được tiên đoán bởi các lý thuyết hiện tại. Những hạt và sóng truyền với vận
tốc c không kể chuyển động của nguồn hay của hệ quy chiếu quán tính của người
quan sát. Trong thuyết tương đối, c có liên hệ với không gian và thời gian, và do
vậy nó xuất hiện trong phương trình nổi tiếng sự tương đương khối lượng-năng
lượng E = mc2 .

Radio

17


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Vận tốc của ánh sáng khi nó lan truyền qua vật liệu trong suốt, như thủy
tinh hoặc không khí, nhỏ hơn c. Tỉ số giữa c và vận tốc v của ánh sáng truyền qua
vận liệu gọi là chỉ số chiết suất n của vật liệu (n = c / v). Ví dụ, đối với ánh sáng
khả kiến chiết suất của thủy tinh có giá trị khoảng 1,5, có nghĩa là ánh sáng truyền
qua thủy tinh với vận tốc c / 1,5 ≈ 200000 km/s; chiết suất của không khí cho ánh
sáng khả kiến bằng 1,0003, do vậy tốc độ trong không khí của ánh sáng chậm
hơn 90 km/s so với c.
Trong thực hành hàng ngày, ánh sáng có thể coi là lan truyền "tức thì", nhưng đối
với khoảng cách lớn và phép đo rất nhạy sự hữu hạn của tốc độ ánh sáng có thể
nhận biết được. Ví dụ, trong các video về những cơn bão có tia sét trong khí quyển
Trái Đất chụp từ Trạm vũ trụ Quốc tế ISS, hình ảnh tia sáng chạy dài từ ánh chớp

có thể nhận thấy được, và cho phép các nhà khoa học ước lượng tốc độ ánh sáng
bằng cách phân tích các khung hình về vị trí của đầu sóng (wavefront) tia sáng.
Điều này không hề ngạc nhiên, do thời gian ánh sáng đi một vòng quanh chu vi
Trái Đất vào cỡ 140 milli giây. Hiện tượng thời gian trễ này cũng chính là nguyên
nhân trong cộng hưởng Schumann. Trong liên lạc truyền tín hiệu thông tin đến các
tàu không gian, thời gian mất khoảng từ vài phút đến hàng giờ cho tín hiệu đến
được Trái Đất và ngược lại. Ánh sáng phát ra từ những ngôi sao đến được chúng ta
mất thời gian nhiều năm, cho phép các nhà thiên văn nghiên cứu được lịch sử của
vũ trụ bằng cách quan sát những thiên thể ở rất xa. Tốc độ hữu hạn của ánh sáng
cũng đặt ra giới hạn lý thuyết cho tốc độ tính toán của máy tính, do thông tin dưới
dạng bit truyền bằng tín hiệu điện trong máy tính giữa các bộ vi xử lý. Cuối cùng,
tốc độ ánh sáng có thể được kết hợp với thời gian chuyến bay (time of flight) nhằm
đo lường các khoảng cách lớn với độ chính xác cao.
Tốc độ ánh sáng trong chân không ký hiệu là c. Ký hiệu c bắt nguồn từ chữ
"constant" (hằng số) trong hệ thống đơn vị đo vật lý, và c cũng bắt nguồn từ chữ
Latin "[celeritas], có nghĩa là "nhanh nhẹn" hay "tốc độ". (Chữ C hoa trong đơn
vị SI ký hiệu cho đơn vị coulomb của điện tích.) Ban đầu, ký hiệu V được dùng cho
tốc độ ánh sáng, do James Clerk Maxwell sử dụng năm 1865. Năm 1856, Wilhelm
Eduard Weber và Rudolf Kohlrausch đã sử dụng c cho một hằng số khác mà sau
này được chỉ ra nó bằng căn 2 lần tốc độ ánh sáng trong chân không. Năm
1894, Paul Drude định nghĩa lại c theo cách sử dụng hiện đại. Einstein ban đầu
cũng sử dụng V trong bài báo về thuyết tương đối hẹp năm 1905, nhưng vào năm
1907 ông chuyển sang sử dụng c, và bắt đầu từ đó nó trở thành một ký hiệu tiêu
chuẩn cho tốc độ ánh sáng. Đôi khi c được sử dụng cho tốc độ sóng trong môi
18


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

trường vật liệu bất kỳ, và c0 là ký hiệu cho tốc độ ánh sáng trong chân không. Ký

hiệu với chỉ số dưới, như được sử dụng trong các văn bản chính của hệ SI, có cùng
dạng như đối với các hằng số liên hệ với nó: bao gồm μ0 cho hằng số từ môi hoặc
hằng số từ, ε0 cho hằng số điện môi hoặc hằng số điện, và Z0 cho trở kháng chân
không. Bài viết này sử dụng c cho cả tốc độ ánh sáng trong chân không.
Trong hệ SI, mét được định nghĩa là khoảng cách ánh sáng lan truyền trong chân
không với thời gian bằng 1/299792458 của một giây. Định nghĩa này cố định giá trị
của tốc độ ánh sáng trong chân không chính xác bằng 299792458 m/s. Là một
hằng số vật lý có thứ nguyên, giá trị số của c có thể khác nhau trong một vài hệ
đơn vị. Trong những ngành của vật lý mà c xuất hiện, như trong thuyết tương đối,
các nhà vật lý thường sử dụng hệ đo đơn vị tự nhiên hoặc hệ đơn vị hình học
mà c = 1. Và khi sử dụng những hệ đo này, c không còn xuất hiện trong các
phương trình vật lý nữa do giá trị của nó bằng 1 không ảnh hưởng đến kết quả các
đại lượng khác.
2.3.1.3. Tầm quan trọng của khoa học ánh sáng đối với đời sống
Ánh sáng nói chung và khoa học về sóng ánh sáng nói riêng có mặt trong đời sống
hàng ngày. Hệ thống thị giác có mặt ở khắp nơi trong ngành hưởng lợi từ việc
đeo kính sinh học cho thấy vai trò trung tâm của quang học như là khoa học của
một trong năm giác quan. Nhiều người đeo kính mắt hoặc kính áp tròng, và quang
học được áp dụng để đưa ra nhiều hàng hóa tiêu dùng chất lượng như máy ảnh.
Cầu vồng và ảnh mờ ảo (mirage) là các ví dụ cho hiện tượng quang học. Thông tin
quang là nền tảng cho các công nghệ Internet và truyền thông

19


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Mắt người

Mô hình mắt người.

Các đặc điểm đề cập đến trong đoạn này là 3. cơ mi, 6. đồng tử, 8. giác mạc,
10.thủy tinh thể, 22. dây thần kinh thị giác, 26. điểm vàng (fovea), 30. võng mạc.
Một trong những chức năng của mắt người là tập trung ánh sáng lên một lớp các tế
bào nhận kích thích ánh sáng gọi là võng mạc, lớp lót nằm phía trong cầu mắt. Sự
tập trung được thực hiện bởi một loạt các môi trường trong suốt. Ánh sáng đi vào
mắt đi qua môi trường đầu tiên là giác mạc, nó mang lại nhiều công suất quang học
của mắt. Ánh sáng tiếp tục đi qua một chất lỏng nằm ngay phía sau giác mạc—
khoang phía trước (anterior chamber), rồi đi qua đồng tử. Tiếp đó ánh sáng đi qua
thủy tinh thể, cho phép tập trung thêm ánh sáng và điều chỉnh khả năng nhìn gần
hay xa của mắt. Sau đó ánh sáng đi qua chất lỏng chứa chủ yếu trong cầu mắt
là thủy dịch (vitreous humour), rồi tới võng mạc. Các tế bào nằm phần lớn trong
võng mạc nằm ngay sau mắt, ngoại trừ vị trí có dây thần kinh thị giác; hay chính
là điểm mù.
Có hai loại tế bào nhận kích thích ánh áng, đó là tế bào hình nón và tế bào hình
que, chúng có độ nhạy khác nhau đối với các loại ánh sáng khác nhau. Tế bào hình
que nhạy đối với cường độ ánh sáng trong phạm vi rộng của tần số, do vậy chịu
trách nhiệm đối với thị giác đen và trắng (nhìn ban đêm). Tế bào hình que không
có tại điểm vàng, vùng võng mạc chịu trách nhiệm cho thị giác trung tâm, và
không đáp ứng được đối với sự thay đổi về không gian và thời gian của ánh sáng
như tế bào hình nó. Tuy nhiên, số lượng tế bào hình que nhiều hơn 20 lần tế bào
hình nón trong võng mạc bởi vì tế bào hình que phân bố trên phạm vi rộng hơn.
20


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Nhờ phân bố rộng hơn, tế bào hình que chịu trách nhiệm cho thị giác ngoại biên
(peripheral vision).
Ngược lại, các tế bào hình nón ít nhạy sáng hơn, nhưng chúng nhạy chủ yếu đối
với ba loại dải tần số ánh sáng khác nhau và do đó có chức năng cảm nhận màu

sắc và độ chói (photopic vision). Tế bào hình nón tập trung chủ yếu ở điểm vàng
và rất nhạy với độ tinh của màu sắc do đó chúng cho phép phân biệt không gian tốt
hơn so với tế bào hình que. Vì tế bào hình nón không nhạy đối với ánh sáng mờ tối
bằng tế bào hình que, phần lớn khả năng nhìn ban đêm là ở tế bào hình que. Mặt
khác, do các tế bào hình nón tập trung ở điểm vàng, thị giác trung tâm (bao gồm
khả năng nhìn để đọc, để thấy các chi tiết nhỏ như xâu kim, hoặc kiểm tra vật thể)
là do các tế bào hình nón.
Cơ mi bao xung quanh thủy tinh thể cho phép sự tập trung ánh sáng của mắt có thể
điều chỉnh được, hay quá trình điều tiết. Điểm gần và điểm xa xác định khoảng
cách gần nhất và xa nhất từ mắt mà ảnh một vật thể hiện rõ nét trên võng mạc. Đối
với một người có khả năng nhìn thông thường, điểm xa nằm ở vô tận. Vị trí của
điểm gần phụ thuộc vào khả năng cơ mi có thể làm tăng độ cong của thủy tinh thể,
và độ đàn hồi của thủy tinh thể ảnh hưởng bởi tuổi tác. Các bác sĩ chuyên khoa mắt
(optometrist), nhà khoa học nhãn khoa (ophthalmologist), và nhà quang học
thường coi một điểm gần là điểm nằm gần hơn khoảng cách mà mắt có thể đọc một
cách bình thường—xấp xỉ bằng 25 cm. A
Thị lực có thể giải thích nhờ các nguyên lý quang học. Khi con người trở lên già
đi, thủy tinh thể trở lên kém đàn hồi và điểm gần dần lùi xa khỏi mắt, một tật gọi
là lão thị. Tương tự, những người mắc chứng viễn thị không thể giảm tiêu cự của
thủy tinh thể cho phép thu được ảnh các vật ở gần trên võng mạc của họ. Ngược
lại, những người không thể làm tăng tiêu cự thủy tinh thể đủ để ảnh của các vật ở
xa tập trung rõ tại võng mạc hay họ mắc chứng cận thị và điểm xa có khoảng cách
hữu hạn hơn là khoảng cách vô hạn đối với mắt bình thường. Một tật khác đó
là loạn thị khi giác mạc không có dạng cầu nhưng bị cong nhiều hơn về một
hướng. Điều này khiến cho những vật có bề ngang lớn bị tập trung trên nhiều phần
khác nhau của võng mạc so với những vật có kích thước ngang hẹp, và kết quả là
ảnh của vật bị méo mó.
Những tật về mắt kể trên có thể khắc phục bằng cách sử dụng dụng cụ thấu kính
hiệu chỉnh (corrective lens). Đối với viễn thị và lão thị, kính mắt dạng thấu kính
hội tụ giúp điểm gần nằm gần hơn về mắt trong khi thấu kính phân kỳ giúp mắt cận

thị đưa điểm xa trở thành điểm nằm ở vô tận.
21


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Người loạn thị được đeo kính có bề mặt hình trụ giúp bù lại sự không đồng đều
của sự phân bố tia sáng trên võng mạc. Công suất quang học của kính hiệu chỉnh
được đo bằng đi ốp (diopter), giá trị bằng nghịch đảo của tiêu cự đo theo đơn vị
mét; với giá trị dương tương ứng với thấu kính hội tụ và giá trị âm tương ứng với
thấu kính phân kỳ. Đối với kính dùng cho người loạn thị, có ba thông số cho mắt
kính: một cho công suất hình cầu, một cho công suất hình trụ, và một cho góc của
hướng loạn thị.
Hiệu ứng thị giác

Ảo ảnh Ponzo miêu tả hai đường thẳng song song dường như hội tụ tại vô cực.
Ảo ảnh quang học (còn gọi là ảo ảnh thị giác) là một đặc điểm do nhận thức của thị
giác về hình ảnh khác so với đối tượng thực. Thông tin thu nhận bởi mắt được
chuyển thành các tín hiệu về não bộ xử lý để cho cảm nhận về vật được quan sát.
Có nhiều hiện tượng tạo ra ảo ảnh quang học bao gồm hiệu ứng vật lý tạo ra ảnh
khác so với vật thực, hoặc hiệu ứng thần kinh và sinh lý tác động bởi mắt và
não/hệ thần kinh (như độ sáng, màu sắc, chuyển động, nằm nghiêng, quay tròn), và
ảo ảnh nhận thức khi não dựa trên các thông tin từ mắt đưa ra kết luận không nhận
thức được.
Ảo ảnh nhận thức cũng bao gồm kết quả từ việc không nhận thức được sự áp dụng
sai các nguyên lý quang học. Ví dụ, phòng Ames, ảo ảnh Hering, MüllerLyer, Orbison, Ponzo, Sander, và ảo ảnh Wundt tất cả dựa trên cảm nhận về khoảng
cách khi vẽ ra các đường hội tụ hay phân kỳ, theo cách giống với các tia sáng song
song (hoặc thực sự là các đường thẳng song song) hiện lên như đang hội tụ tại một
điểm nằm ở vô tận trong hình ảnh phối cảnh hai chiều. Hiệu ứng này cũng giải
thích cho nghịch lý nổi tiếng là ảo ảnh Mặt Trăng khi Mặt Trăng dường như trông

to hơn khi nó ở gần chân trời so với khi nó ở thiên đỉnh. Ptolemy đã sai khi giải
thích ảo ảnh này là do sự khúc xạ khí quyển khi ông miêu tả hiện tượng này trong
cuốn Optics.
22


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Những kiểu ảo ảnh khác áp dụng thủ thuật các mảnh bị phá vỡ để đánh lừa cảm
nhận về sự đối xứng hoặc sự bất đối xứng của vật thể. Ví như ảo ảnh tường
café, Ehrenstein,ảo ảnh xoắn ốc Fraser, ảo ảnh Poggendorff, và ảo ảnh Zöllner. Có
một sự liên quan, nhưng không chỉ là ảo ảnh, đó là cấu trúc lặp đi lặp lại hoặc
chồng chập của các thành phần. Ví dụ các dải mỏng trong suốt xếp thành hình cấu
trúc lưới như mẫu moiré, trong khi các phần trong suốt tuần hoàn kết hợp lại tạo
thành các đường hoặc cung tối như đường moiré.
Dụng cụ quang học

Minh họa nhiều dụng cụ quang học khác nhau trong cuốn Cyclopaedia năm 1728.
Các thấu kính đơn lẻ có nhiều ứng dụng khác nhau như thấu kính máy ảnh, thấu
kính hiệu chỉnh, và kính lúp trong khi các gương đơn sử dụng như gương
parabol và gương chiếu hậu. Bằng cách kết hợp một số loại gương, lăng kính, và
thấu kính tạo ra tổ hợp dụng cụ quang học cho phép mở rộng khả năng của từng
dụng cụ. Ví dụ, kính tiềm vọng đơn giản chỉ bao gồm hai gương phẳng sắp thẳng
hàng cho phép quan sát tránh khỏi vật cản trở. Những dụng cụ quang học nổi tiếng
23


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

nhất trong khoa học là kính hiển vi quang học và kính thiên văn quang học mà cả

hai được người Hà Lan phát minh ra vào cuối thế kỷ 16.
Những kính hiển vi đầu tiên chi có hai thấu kính: một vật kính và một thị kính. Vật
kính được làm với tiêu cự rất ngắn có chức năng phóng đại ảnh của vật trong khi
nói chung thị kính có tiêu cự lớn hơn. Điều này giúp cho thị kính tạo thêm ảnh
phóng đại khi ảnh qua vật kính nằm gần vật được quan sát. Ngoài ra kính hiển vi
cần thêm một nguồn chiếu sáng do ảnh phóng đại thường bị mờ do định luật bảo
toàn năng lượng và sự phân tán chùm sáng ra một bề mặt diện tích lớn hơn. Kính
hiển vi hiện đại, hay kính hiển vi tổ hợp có nhiều thấu kính kết hợp với nhau
(thường là bốn) để tối ưu hóa chức năng và nâng cao sự ổn định của ảnh. Một biến
thể khác của kính hiển vi, kính hiển vi so sánh, dùng để nhìn vào vật dưới những
góc khác nhau và tạo ra ống nhòm lập thể cho ảnh 3 chiều của vật.
Ngày nay có rất nhiều loại kính hiển vi khác nhau, dựa trên những nguyên lý của
cơ học lượng tử cho phép có độ phân giải vượt qua giới hạn phân giải quang học.
Kính thiên văn đầu tiên, gọi là kính thiên văn khúc xạ cũng chỉ bao gồm một vật
kính và thị kính. Ngược lại so với kính hiển vi, vật kính của kính thiên văn được
thiết kế có tiêu cự lớn để tránh được quang sai. Vật kính tập trung hình ảnh của
một vật ở xa tại tiêu điểm của nó mà được điều chỉnh sao cho nó nằm tại tiêu điểm
của thị kính có tiêu cự ngắn hơn. Mục đích chính của kính thiên văn là tập trung
càng nhiều ánh sáng đến từ vật thể ở xa càng tốt và điều này xác định bởi độ lớn
của vật kính. Do vậy, kính thiên văn thường được thể hiện bằng đường kính của vật
kính hơn là độ phóng đại của nó do độ phóng đại có thể thay đổi nhờ cách thay thị
kính. Bởi vì độ phóng đại của kính thiên văn khúc xạ bằng tiêu cự của vật kính
chia cho tiêu cự của thị kính, thị kính càng có tiêu cự nhỏ thì càng cho độ phóng
đại lớn, mặc dù nó cũng có giới hạn riêng.
Vì sản xuất ra thấu kính đường kính lớn khó hơn nhiều so với chế tạo gương lớn,
hầu hết kính thiên văn hiện đại ngày nay là kính thiên văn phản xạ, tức là kính
thiên văn có gương cong lớn chứ không phải là thấu kính. Và tương tự, kính thiên
văn phản xạ càng có đường kính gương chính lớn thì càng thu nhận được nhiều
ánh sáng và độ phóng đại vẫn bằng tiêu cự của gương chính chia cho tiêu cự của
thị kính. Các kính thiên văn hiện đại được bố trí nhiều gương chính và gương phụ

cũng như các thiết bị cảm biến đo lường hơn là thị kính nằm tại tiêu điểm của thiết
bị (như CCD).

24


Ứng dụng Weebly rèn luyện năng lực tự học trong dạy học về Khoa học ánh sáng (Vật lý 12)

Nhiếp ảnh

Ảnh chụp với độ mở f/32

Lĩnh vực quang học của nhiếp ảnh bao gồm thấu kính máy ảnh và môi trường trên
đó bức xạ điện từ được ghi lại, có thể là tấm âm bản, phim âm bản hay CCD.
Nhiếp ảnh gia phải xét đến quy luật tương hỗ của máy ảnh và thời gian chụp mà có
liên hệ sau
-Độ phơi sáng ∝ Diện tích độ mở × Thời gian phơi sáng × Độ sáng cảnh chụpb
-Nghĩa là, độ mở càng nhỏ (cho độ sâu/mức tập trung của ảnh hơn), ánh sáng đến
càng ít, do vậy thời gian phơi sáng phải tăng lên (dẫn đến khả năng ảnh bị nhòe
nếu có chuyển động). Ví dụ của luật tương hỗ đó là quy tắc f/16 chụp trong ngày
nắng đưa ra ước lượng thô cho các thiết lập cần thiết để có độ phơi sáng thông
thường chụp vào ban ngày.

25