Sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chương “sóng ánh sáng” vật lý 12 trung học phổ thông (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
––––

TRẦN VĂN TUẤN

S
ƯƠ

“

”

12 – TRUNG

Demo Version - Select.Pdf SDK
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN VẬT
LÝ
MÃ SỐ: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. LÊ VĂN GIÁO

HUẾ, NĂM 2014
1


LỜI CAM ĐOAN

ơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
ác số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực,
chưa từng cơng bố trong bất kì một cơng trình nào khác.

ác giả

Trần Văn Tuấn

Demo Version - Select.Pdf SDK

2


Lời cảm ơn
Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin chân
thành cảm ơn:
Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong khoa ật lí
trường Đại học sư phạm uế.
Ban giám hiệu cùng ác thầy cơ trong tổ ật lí
trường ao đẳng nghề số 8. Đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận
văn tốt nghiệp.
ập thể lớp ao học ật lí K21 đã giúp đỡ, đóng
Demo Version - Select.Pdf SDK
góp nhiều ý kiến trong quá trình học tập và thực hiện
luận văn.
Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến
.
ê
ăn iáo là người đã trực tiếp góp ý và hướng dẫn, tận

tình chỉ bảo để tơi có thể hồn thành luận văn tốt nghiệp
này.
uối cùng tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình,
bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viện tơi trong
suốt q trình học tập và hồn thnàh luận văn.
Huế, tháng 4 năm 2014
Tác giả luận văn
Trần Văn Tuấn

3
iii


MỤC LỤC
rang phụ bìa ........................................................................................................... i
ời cam đoan........................................................................................................... ii
ời cảm ơn ............................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... 7
MỞ ĐẦU........................................................................................................ 8
1. ý do chọn đề tài......................................................................................... 8
2. ịch sử vấn đề nghiên cứu ........................................................................... 9
3.

ục tiêu nghiên cứu của đề tài ................................................................. 10

4. iả thuyết khoa học .................................................................................. 10
5. hiệm vụ nghiên cứu đề tài ....................................................................... 11
6. hương pháp nghiên cứu ........................................................................... 11
7. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 11
8. hạm vi, giới hạn nghiên cứu .................................................................... 11

9. ấu trúc của luận văn ................................................................................ 11
NỘI DUNG .................................................................................................. 13

Demo
Version
Select.Pdf
SDK SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM
CHƯƠNG
1: CƠ
SỞ LÝ- LUẬN
CỦA VIỆC
TRONG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH VỚI SỰ
HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ..................................................... 13
1.1. ổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý ............. 13
1.1.1. oạt động nhận thức........................................................................ 13
1.1.2. ổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học giải quyết
vấn đề ................................................................................................................ 15
1.2. ai trị của thí nghiệm trong tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh . 18
1.2.1. hí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức ...................... 18
1.2.2. hí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức.... 19
1.2.3. hí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức vào thực tiễn 20
1.3. hí nghiệm với sự hỗ trợ cơng nghệ thông tin ........................................ 21
1.3.1. Khái niệm công nghệ thông tin ........................................................ 21
1.3.2. hững khó khăn khi sử dụng thí nghiệm trong tổ chức hoạt động
nhận thức học sinh ............................................................................................. 22
4


1.3.3. Khả năng hỗ trợ

của

....................................................... 23

1.3.4. ự hỗ trợ của

đối với

...................................................... 25

1.3.4.1. Xây dựng

mơ phỏng và

ảo ............................................ 25

1.3.4.2. hí nghiệm kết nối với máy vi tính ........................................... 30
1.3.4.3. ăng cường tính trực quan của
1.4. ử dụng

với sự hỗ trợ của

nhờ

.......................... 33

trong tổ chức hoạt động nhận thức

cho hs .................................................................................................................... 34
1.5. Kết luận chương 1 .................................................................................. 35

CHƯƠNG 2: KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ
TRỢ CỦA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG
NHẬN THỨC CHO HỌC SINH ........................................................................ 37
2.1. ội dung kiến thức chương “ óng ánh sáng” ật lý 12 THPT ............... 37
2.1.1. Đặc điểm ......................................................................................... 37
2.1.2. ội dung kiến thức .......................................................................... 37
2.1.3. hững khó khăn khi dạy học chương “ óng ánh sáng” ật lý 12 THPT..... 38
2.1.4. Khả năng hỗ trợ thí nghiệm của

trong

chương “ óng ánh

- Select.Pdf
SDK
sáng” ậtDemo
lý 12 Version
mơi phần
cho vd ............................................................
39
2.1.4.1. ăng cường tính trực quan của các thí nghiệm .......................... 39
2.1.4.2. Xây dựng và sử dụng các
2.1.4.3. hép nối

mô phỏng,

ảo........................ 39

với máy vi tính .................................................... 40

2.2. Quy trình khai thác sử dụng

với sự hỗ trợ của

2.3. Khai thác, xây dựng và sử dụng

trong dạy học vật lý.... 40

với sự hỗ trợ của

................. 41

2.3.1. hí nghiệm về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng ................................... 41
2.3.2. hí nghiệm về hiện tượng giao thoa ánh sáng .................................. 42
2.3.3. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức vật lý cụ thể ............................. 43
2.4. iến trình dạy học một số kiểu bài trong chương “ óng ánh sáng” ật lý
12 THPT ............................................................................................................... 45
2.4.1. iến trình dạy học bài “ án sắc ánh sáng” (Vật lý lớp 12 cơ bản).... 45
1.

ục tiêu bài học ................................................................................ 45

2. huẩn bị của giáo viên và học sinh .................................................... 45
3. ơ đồ tiến trình dạy học ..................................................................... 45
5


4. oạt động dạy học cụ thể .................................................................. 46
2.4.2. iến trình dạy học bài “ iao thoa ánh sáng” (Vật lý lớp 12 cơ bản) 49
1.

ục tiêu bài học ................................................................................ 49

2. huẩn bị của giáo viên và học sinh .................................................... 50
3. ơ đồ tiến trình dạy học ..................................................................... 51
4. oạt động dạy học cụ thể .................................................................. 53
2.4.3. iến trình dạy học bài “ áy quang phổ” (Vật lý lớp 12 cơ bản) ...... 58
1.

ục tiêu bài học ................................................................................ 58

2. huẩn bị của giáo viên và học sinh .................................................... 58
3. ơ đồ tiến trình dạy học ..................................................................... 59
4. oạt động dạy học cụ thể .................................................................. 60
2.5. Kết luận chương 2 .................................................................................. 64
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................... 66
3.1.

ục đích của thực nghiệm sư phạm ....................................................... 66

3.2. hương pháp thực nghiệm sư phạm ........................................................ 66
3.2.1. họn mẫu thực nghiệm và khảo sát định lượng ............................... 66

Version
Select.Pdf SDK
3.2.2.Demo
Quan sát
giờ học -..............................................................................
66
3.3. Đối tượng và phạm vi thực nghiệm sư phạm .......................................... 67

3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................. 67
3.4.1. Đánh giá định tính ........................................................................... 67
3.4.2. Đánh giá định lượng ........................................................................ 68
3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê ......................................................... 72
3.5. Kết luận chương 3 .................................................................................. 73
KẾT LUẬN ................................................................................................. 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 75

6


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
iết tắt

:

iết đầy đủ

CNTT

:

ông nghệ thông tin

DH

:

ạy học

Đ

:

Đối chứng

GV

:

iáo viên

HS

:

ọc sinh

Đ

:

oạt động nhận thức

PPDH

:

hương pháp dạy học

QTDH

:

Q trình dạy học

SGK

:

ách giáo khoa

THPT

:

rung học phổ thơng

TN

:

hí nghiệm

TNg

:

hực nghiệm

Demo TNSP
Version - Select.Pdf
SDK
:
hực
nghiệm sư phạm

7


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đất nước ta đang trên con đường cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất, địi hỏi
cần phải có nguồn nhân lực chất lượng cao có đủ phẩm chất và năng lực đáp ứng
được yêu cầu của sự phát triển.

hính điều đó đã đặt ra cho ngành

iáo dục một

nhiệm vụ hết sức nặng nề đó là đào tạo ra nguồn nhân lực mạnh đáp ứng cho công
cuộc phát triển hiện nay của đất nước. Để thực hiện được nhiệm vụ này, ngành iáo
dục đã không ngừng nỗ lực, cố gắng và trong những năm gần đây đã và đang đẩy
mạnh việc đổi mới giáo dục với sự quan tâm và chỉ đạo quyết liệt của cả hệ thống
chính trị từ trung ương đến địa phương.
ội nghị lần thứ 6 Ban hấp hành Trung ương Đảng khoá 11 đã đưa ra kết
luận số 51-K / W ngày 29/10/2012 về Đề án “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo
dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh
tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế”.[1]
Quán triệt những chủ trương chính sách của Đảng về đổi mới giáo dục, nhằm

khắc phục những yếu kém, bất cập làm ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả giáo

Demo
Select.Pdf
SDKiáo dục và Đào tạo đã ban hành
dục và đào tạo
trongVersion
thời gian -tới,
Bộ trưởng Bộ
Quyết định số1215/QĐ-B

Đ (ngày 04 tháng 4 năm 2013) về hương trình hành

động của ngành iáo dục thực hiện hiến lược phát triển giáo dục iệt am 20112020. TrongChương trình hành động của ngành

iáo dục đã chỉ rõ: “Đổi mới nội

dung, phư ng pháp dạy h c, thi, ki m tra và đánh giá ch t ư ng giáo dục
rong xu thế đổi mới giáo dục hiện nay CNTT (
tính đóng một vai trị rất quan trọng.

hực tiễn cho thấy

), truyền thông và máy
và truyền thơng

ngày càng thâm nhập sâu và rộng, có tác động mạnh mẽ đến giáo dục.
gần đây, nghiên cứu về ứng dụng

. [2]

hững năm

trong dạy học diễn ra vô cùng sôi động và

đã đạt được nhiều kết quả có ý nghĩa về mặt lý luận và thực tiễn. rong dạy học vật
lý, xu hướng khai thác và ứng dụng

nói chung và máy vi tính nói riêng cũng

được nhiều nhà khoa học và đông đảo GV quan tâm. Bằng chứng là nhiều đề tài
khoa học, nhiều luận án tiến sĩ và luận văn thạc sĩ đã tiến hành theo hướng này.
hững nghiên cứu trên cùng rất nhiều những sản phẩm

do các chuyên gia,

GV, sinh viên thiết kế đã làm phong phú kho tư liệu điện tử phục vụ dạy học.
8

iệc


khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tư liệu này vào dạy học có thể góp phần nâng
cao chất lượng dạy học vật lý ở trường trung học phổ thơng.
ật lý học là một khoa học thực nghiệm, vì vậy dạy học vật lý thí nghiệm
(

) là một khâu quan trọng giúp HS tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn. uy nhiên

trong thực tiễn dạy học vật lý khi sử dụng TN, có một số vấn đề đặt ra là:

ột số

khó thực hiện trong khơng gian lớp học, những thiết bị TN có kích thước q
lớn, q trình diễn ra TN quá nhanh nên
được khắc phục nếu có sự hỗ trợ của

khó quan sát, ...
.

hững vấn đề này sẽ

hững tiềm năng của

đến sự hỗ trợ trong việc khai thác và sử dụng

đã mang

vào dạy học vật lý, cũng như

trong việc tăng cường tính trực quan của bài học. Điều đó, góp phần nâng cao hiệu
quả dạy học ở trường phổ thơng.
khả năng hỗ trợ của

ì vậy, việc nghiên cứu

nhằm khai thác

trong dạy học vật lý nói chung, cho

nói riêng đang

rất được quan tâm.
hương “ óng ánh sáng” thuộc chương trình vật lý trung học phổ thơng
(

) có một số

khó thực hiện trong thực tế hoặc khó quan sát tiến trình.

vậy, tổ chức hoạt động nhận thức cho

ì

khi dạy học phần này gặp phải một số khó

Demo
Version - để
Select.Pdf
SDK
khăn nhất định.
ử dụng
hỗ trợ
khi
dạy học phần này có thể giải quyết
những khó khăn trên và mang lại hiệu quả sư phạm cao hơn.
ới những lý do nêu trên chúng tôi đã chọn và nghiên cứu đề tài: “Sử dụng
thí nghiệm với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chương “
nh s ng” v t

ng

12 - r ng học h thông”.

2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
hững năm gần đây việc nghiên cứu ứng dụng
chung và máy vi tính trong hỗ trợ
nước, các tác giả như
guyễn Xuân hành,

trong dạy học nói

vật lý nói riêng phát triển rất mạnh. Ở trong

guyễn Quang

ạc,

han

ia

nh

ũ,

ai

ăn

ương Đình hắng, hạm Xn Quế, ê ơng riêm,

rinh,
rần

uy

ồng...đã có nhiều nghiên cứu và cơng bố nhiều bài báo khoa học về vấn đề

này.

hững nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ phần lớn cơ sở lý luận của ứng dụng
trong dạy học vật lý. Đồng thời, các nghiên cứu đó cũng đề xuất những

phương án, quy trình khai thác những ứng dụng

vào dạy học vật lý. ác tác

giả hạm Xuân Quế, han ia nh ũ tập trung vào mảng xây dựng các phần mềm
9


dạy học, các

mô phỏng,

ảo. ác giả ê ông riêm,

làm sáng tỏ lý luận của ứng dụng

guyễn Quang ạc đã

trong dạy học vật lý.

ác giả

ai

ăn

rinh nghiên cứu sử dụng máy vi tính và các phương tiện dạy học hiện đại vào quá
trình dạy học. ác giả

ương Đình hắng nghiên cứu sử dụng máy vi tính và hệ

thống multimedia trong dạy học vật lý ở trường trung học cơ sở. ác giả

guyễn

Xuân hành nghiên cứu sử dụng máy vi tính và phần mềm chun dụng để phân
tích video. ác giả rần

uy

ồng nghiên cứu sử dụng

vi tính trong dạy học một số kiến thức phần ơ và
mình, tác giả rần

uy

với sự hỗ trợ của máy

hiệt. rong luận án tiến sĩ của

oàng đã hệ thống hóa cơ sở lý luận của việc sử dụng

với sự hỗ trợ của máy vi tính trong dạy học vật lý, làm sáng tỏ khái niệm TN ảo, TN
mô phỏng, đồng thời đề xuất tiến trình dạy học một số kiến thức phần

ơ,

hiệt

theo chiến lược dạy học giải quyết vấn đề.
ề phần Quang học, tác giả
thác và sử dụng

guyễn

ũ

inh đã nghiên cứu vấn đề khai

trong đề tài “Nghiên cứu khắc phục quan niệm sai ầm của h c

sinh về một số khái niệm trong dạy h c phần Quang h c vật ý phổ thơng qua việc
sử dụng thí nghiệm”. rong khi đó tác giả

à Quốc Khánh cũng rất quan tâm đến

Version
- Select.Pdf
SDK
việc sử dụngDemo
trong
phần Quang
học, vì vậy
tác giả đã thực hiện đề tài nghiên
cứu “Khai thác và sử dụng TN mô phỏng trong dạy học phần Quang lý lớp 12 nâng
cao”.
hư vậy, mặc dù đã có nhiều đề tài nghiên cứu sử dụng

và máy vi

tính trong dạy học vật lý cũng như nghiên cứu quá trình tổ chức dạy học chương
“ óng ánh sáng”, tuy nhiên chưa thấy tác giả nào nghiên cứu sử dụng
trợ của

trong tổ chức hoạt động nhận thức cho

ánh sáng”

với sự hỗ

khi dạy học chương “ óng

ật lý 12 THPT.

3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đề xuất các biện pháp sử dụng TN với sự hỗ trợ của

và sử dụng nó

trong dạy học chương “ óng ánh sáng” Vật lý 12 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
ếu đề xuất được các biện pháp khai thác, sử dụng

có sự hỗ trợ của

CNTT và sử dụng vào việc tổ chức dạy học sẽ kích thích hứng thú học tập của
qua đó nâng cao hiệu quả dạy học vật lý ở trường phổ thông.
10


5. Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài
- ghiên cứu cơ sở lý luận của việc sử dụng

với sự hỗ trợ của

;

- ghiên cứu đặc điểm nội chương “ óng ánh sáng” ật lý 12 THPT;
-

ghiên cứu khả năng hỗ trợ của

đối với

trong chương “ óng ánh

sáng” ật lý 12 THPT;
- hiết kế tiến trình dạy học một số bài chương “ óng ánh sáng”
THPT có sử dụng

với sự hỗ trợ của

ật lý 12

;

- TNSP để kiểm tra giả thuyết và rút ra các kết luận cần thiết.
6. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu đã vạch ra ở trên, các phương pháp
nghiên cứu được dùng là:
- hương pháp nghiên cứu lý thuyết nhằm hệ thống hóa, khái quát hóa cơ sở
lý luận của tổ chức hoạt động nhận thức cho

với sự hỗ trợ của

trong các

TN;
- hương pháp điều tra, phỏng vấn nhằm điều tra những khó khăn gặp phải
trong dạy học chương óng ánh sáng ật lý 12 THPT.

Demo
- Select.Pdf
- hương
phápVersion

TNSP nhằm
kiểm chứngSDK
giả thuyết khoa học;
- hương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu thu thập được từ TNSP.
7. Đối tượng nghiên cứu
oạt động dạy học vật lý chương “ óng ánh sáng”
sử dụng TN có sự hỗ trợ của

ật lý 12 THPT với việc

.

8. Phạm vi, giới hạn nghiên cứu
iới hạn: chương “ óng ánh sáng” trong chương trình vật lý 12 THPT.
hạm vi: TNSP một số trường trên địa bàn tỉnh Đồng ai.
9. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm các phần sau:
ở đầu
ội dung
hương 1. ơ sở lý luận về tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh với sự
hỗ trợ của CNTT trong TN

11


hương 2. ử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của CNTT trong tổ chức hoạt
động nhận thức cho học sinh
hương 3. hực nghiệm sư phạm
Kết luận
ài liệu tham khảo

hụ lục

Demo Version - Select.Pdf SDK

12