PHÁT TRIỂN ĐỘI NGŨ GIÁO VIÊN TẠI TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ NGUYỄN ĐĂNG ĐẠO, THÀNH PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH THEO CHUẨN NGHỀ NGHIỆP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN TRUNG THÀNH

CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
TRONG DẠY HỌC "HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA ÁNH SÁNG.
MÀU SẮC CÁC VẬT" - VẬT LÍ 12 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN TRUNG THÀNH

CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
TRONG DẠY HỌC "HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA ÁNH SÁNG.
MÀU SẮC CÁC VẬT" - VẬT LÍ 12 THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Anh Thuấn

HÀ NỘI - 2018


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Ban
giám hiệu; Phòng Đào tạo Sau đại học; Ban Chủ nhiệm và quý Thầy, Cô giáo
Khoa Sư phạm Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tác giả xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo Tổ Vật
lí, trường THPT Long Châu Sa, Thị trấn Lâm Thao, huyện Lâm Thao, tỉnh
Phú Thọ đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong
quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn tận tình
chu đáo của TS. Nguyễn Anh Thuấn trong suốt thời gian nghiên cứu và thực
hiện luận văn.
Cuối cùng, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân,
bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình học tập và
thực hiện đề tài.
Hà Nội, 20 tháng 5 năm 2018
TÁC GIẢ

Nguyễn Trung Thành

i


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Thứ tự

Các chữ viết tắt

Các chữ viết đủ

1

DH

Dạy học

2

DHVL

Dạy học vật lí

3

ĐG

Đánh giá

4

GD

Giáo dục

5

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

6

GV

Giáo viên

7

HS

Học sinh

8

KQHT

Kết quả học tập

9

KT

Kiểm tra

10

KTĐG

Kiểm tra đánh giá

11

PP

Phương pháp

12

PPDH

Phương pháp dạy học

13

TN

Thí nghiệm

14

THPT

Trung học phổ thông

15

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

16

VĐ

Vấn đề

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Bảng cấu trúc của năng lực sáng tạo .............................................. 7
Bảng 2.2.a. Kết quả thí nghiệm định tính về phản xạ lọc lựa ánh sáng khi
chiếu ánh sáng trắng, xanh, tím và đỏ vào vật màu trắng, xanh và đen ......... 42
Bảng 2.2.b. Kết quả thí nghiệm định tính khi chiếu các ánh sáng trắng, xanh,
tím, đỏ vào vật trắng, vàng và đen ................................................................ 45
Bảng 3.1. Số liệu HS lớp thực nghiệm và đối chứng .................................... 56
Bảng 3.2: Kết quả mức độ NLST HS đạt được ............................................. 57
Bảng 3.3. Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra lần 1 ....................... 60
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra lần 1 ............................. 60
Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra lần 1 ................ 61
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số thống kê của bài kiểm tra lần 1 .......... 62
Bảng 3.7. Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra lần 2 ....................... 62
Bảng 3.8. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra lần 2 ............................. 63
Bảng 3.9. Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra lần 2 ................ 63
Bảng 3.10. Bảng tổng hợp các tham số thống kê của bài kiểm tra lần 2 ........ 63
Bảng 3.11. Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra lần 3 ..................... 64
Bảng 3.12. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra lần 3 ........................... 65
Bảng 3.13. Bảng phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra lần 3 .............. 65

Bảng 3.14. Bảng tổng hợp các tham số thống kê của bài kiểm tra lần 3 ........ 66
Bảng 3.15. Tổng hợp các thông số thống kê qua ba bài kiểm tra TNSP ........ 66

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1.Chu trình sáng tạo khoa học ............................................................. 8
Hình 1.2. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu DHPH và
GQVĐ .......................................................................................................... 12
Hình 1.3. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí
thuyết của kiểu DHPH và GQVĐ ................................................................. 15
Hình 1.4. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường thực
nghiệm của kiểu DHPH và GQVĐ ............................................................... 17
Hình 2.1. Hình ảnh thí nghiệm môi trường hấp thụ sánh sáng ...................... 29
Hình 2.2. TBTN về " Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật " ..... 32
Hình 2.3. Đo cường độ sáng I0 tại vị trí của cảm biến sát với nguồn sáng
(d=0) ............................................................................................................ 34
Hình 2.4. Một số kết quả của thí nghiệm đo cường độ sáng I 0 ứng với các giá
trị d khác nhau .............................................................................................. 35
Hình 2.5. Ảnh chụp thí nghiệm ánh sáng không bị môi trường hấp thụ ........ 37
Hình 2.6. Ảnh chụp thí nghiệm môi trường hấp thụ lọc lựa ánh sáng ........... 38
Hình 2.7. Ảnh chụp thí nghiệm môi trường hấp thụ hoàn toàn ánh sáng ....... 39
Hình 2.8. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng trắng vào giấy màu trắng,
xanh, đen ...................................................................................................... 40
Hình 2.9. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng tím vào giấy màu trắng,
xanh, đen ...................................................................................................... 41
Hình 2.10. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng xanh vào giấy màu trắng,
xanh, đen ...................................................................................................... 41
Hình 2.11. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng đỏ vào giấy màu trắng,

xanh, đen ...................................................................................................... 42
Hình 2.12. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng trắng vào giấy màu trắng,
vàng, đen ...................................................................................................... 43
Hình 2.13. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng tím vào giấy màu trắng,
vàng, đen ...................................................................................................... 43
iv


Hình 2.14. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng xanh vào giấy màu trắng,
vàng, đen ...................................................................................................... 44
Hình 2.15. Ảnh chụp thí nghiệm chiếu ánh sáng đỏ vào giấy màu trắng,
vàng, đen ...................................................................................................... 44
Hình 2.16. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức sự phụ thuộc của cường độ
sáng vào quãng đường ánh sáng truyền trong môi trường hấp thụ ................ 46

v


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm TN và ĐC của bài kiểm tra
lần 1 ............................................................................................................. 60
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra lần 1 ..................... 61
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra lần 1 ........ 61
Biều đồ 3.4. Biểu đồ phân bố điểm của hai nhóm TN và ĐC của bài kiểm tra
lần 2 ............................................................................................................. 62
Biểu đồ 3.5. Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra lần 2 ..................... 63
Biểu đồ 3.6. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra lần 2 ........ 63
Biều đồ 3.7. Biều đồ phân bố điểm của hai nhóm TN và ĐC của bài kiểm tra
lần 3 ............................................................................................................. 64
Biểu đồ 3.8. Biểu đồ phân phối tần suất của bài kiểm tra lần 3 ..................... 65

Biểu đồ 3.9. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của bài kiểm tra lần 3 ........ 65

vi


MỤC LỤC
Lời cảm ơn ...................................................................................................... i
Danh mục các chữ viết tắt .............................................................................. ii
Danh mục bảng ............................................................................................. iii
Danh mục các hình ........................................................................................ iv
Danh mục các biểu đồ ................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC CHẾ TẠO
VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG ......................................................................... 5
1.1. Năng lực sáng tạo .................................................................................... 5
1.1.1. Khái niệm năng lực .............................................................................. 5
1.1.2. Khái niệm năng lực sáng tạo ................................................................. 6
1.1.3. Cấu trúc của năng lực sáng tạo ............................................................. 7
1.1.4.Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo vật lí cho học sinh trong dạy
học vật lí ........................................................................................................ 7
1.1.5. Các giai đoạn của tiến trình dạy học theo kiểu DHPH và GQVĐ ....... 11
1.2. Xây dựng và sử dụng TBTN trong dạy học Vật lí.................................. 18
1.2.1. Xây dựng TBTN trong dạy học vật lí ................................................. 18
1.2.2. Sử dụng TBTN trong dạy học vật lí .................................................... 19
1.3. Thực trạng dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các
vật" - Vật lí 12 ở trường THPT ..................................................................... 24
1.3.1. Mục đích điều tra ................................................................................ 24
1.3.2. Nội dụng và phương pháp điều tra ...................................................... 25

1.3.3. Kết quả điều tra .................................................................................. 25
Kết luận chương 1 ........................................................................................ 27

vii


Chƣơng 2. CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY
HỌC"HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA ÁNH SÁNG. MÀU SẮC
CÁC VẬT" - VẬT LÍ 12 ............................................................................ 28
2.1. Mục tiêu dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật"
- Vật lí 12 ..................................................................................................... 28
2.2. Cơ sở lý thuyết về "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật" ... 28
2.2.1. Hiện tượng hấp thụ ánh sáng .............................................................. 28
2.2.2. Giải thích theo quan điểm cổ điển....................................................... 29
2.2.3. Định luật Bouguer về sự hấp thụ ánh sáng .......................................... 30
2.2.4. Màu sắc các vật .................................................................................. 30
2.3. Chế tạo TBTN về "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các
vật" - Vật lí 12 .............................................................................................. 31
2.3.1. Sự cần thiết phải chế tạo TBTN về "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh
sáng. Màu sắc các vật" - Vật lí 12 ................................................................ 31
2.3.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị thí nghiệm về "Hấp thụ và
phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật"- Vật lí 12 .................................. 31
2.3.3. Thí nghiệm xác định hệ số hấp thụ ánh sáng ....................................... 33
2.3.4. Thí nghiệm định tính về hấp thụ lọc lựa ánh sáng ............................... 36
2.3.5. Thí nghiệm định tính về phản xạ lọc lựa ánh sáng .............................. 39
2.4. Soạn thảo tiến trình dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc
các vật" - Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh........... 46
2.4.1. Tiến trình xây dựng kiến thức ............................................................. 46
2.4.2. Tiến trình dạy học cụ thể .................................................................... 47
2.5. Tiêu chí đánh giá NLST của học sinh trong học tập "Hấp thụ và phản xạ

lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật" - Vật lí 12 .............................................. 50
Kết luận chương 2 ........................................................................................ 52
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................. 54
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp của thực nghiệm sư phạm . 54
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ................................................... 54
viii


3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................... 54
3.1.3. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm .................................................. 55
3.2. Các giai đoạn thực nghiệm sư phạm ...................................................... 55
3.2.1. Công tác chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm ...................................... 55
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ......................................................... 56
3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................... 56
3.3.1. Diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm .......................................... 56
3.3.2. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ........................................... 67
Kết luận chương 3 ........................................................................................ 69
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................. 70
1. Kết luận .................................................................................................... 70
2. Khuyến nghị ............................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 72
PHỤ LỤC.................................................................................................... 74

ix


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển của xã hội, trong những năm gần đây
mục tiêu giáo dục của Việt Nam đã chuyển từ mục tiêu cung cấp kiến thức là

chủ yếu sang hình thành và phát triển những năng lực cần thiết cho HS. Giáo
dục phổ thông nước ta đang từng bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp
cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm
đến việc HS học được cái gì đến chỗ quan tâm HS vận dụng được cái gì qua
việc học. Nói cách khác, giáo dục phải giúp người học chiếm lĩnh cả kiến
thức, kỹ năng và vận dụng được vào trong thực tiễn cuộc sống chứ không đơn
thuần là nắm bắt lí thuyết.
Vật lí ở trường phổ thông chủ yếu là Vật lí thực nghiệm. Trong chương
trình vật lí phổ thông, nhiều hiện tượng, khái niệm, định luật vật lí được hình
thành bằng con đường thực nghiệm. Thông qua thí nghiệm, ta xây dựng được
những biểu tượng cụ thể về sự vật và hiện tượng, làm nổi bật bản chất, quy
luật của hiện tượng, quá trình. Như vậy trong học tập vật lí, HS ngoài việc suy
luận lôgic, các em cần phải biết để quan sát, làm TN, thu thập xử lí số liệu
nhằm rút ra kiến thức mới hoặc đối chiếu, kiểm tra lại các hệ quả vật lí đã có
từ các suy luận lôgic. Tuy nhiên, thực tế dạy học lại cho thấy rằng, HS dễ
dàng học thuộc các định nghĩa, nhớ rõ các khái niệm, các định luật, thậm chí
rất thành thạo sử dụng các công thức, thay số dễ dàng để giải quyết nhanh các
bài tập vật lí, HS cũng háo hức với việc làm TN, và cũng có một số HS biết
tên nhiều dụng cụ TN, nhưng nhiều HS lại vô cùng bối rối, lúng túng, vụng về
khi sử dụng các TBTN, không hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ
TN. Điều đó chứng tỏ rằng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn hay
NLST của HS còn nhiều hạn chế. Việc phát triển NLST cho HS không thể
một sớm một chiều, mà cần có thời gian, cần sự hỗ trợ của phương tiện kĩ
thuật, trong đó không thể thiếu thiết bị thí nghiệm. Thực tế việc trang bị các
1


bộ thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thổng nói chung còn nhiều bất cập, chưa
đầy đủ, độ chính xác, độ bền chưa cao.
Trong chương trình Vật lí 12, "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu

sắc các vật" có nội dung khó vì rất trừu tượng nếu chỉ mô tả hiện tượng bằng
lời mà không thông qua thí nghiệm đồng thời là kiến thức đặc biệt nhất của
chương với những ứng dụng phong phú, quan trọng trong kỹ thuật, trong cuộc
sống. Nội dung kiến thức của bài này rất phù hợp để dạy học theo hướng tiếp
cận năng lực, để từ đó nâng cao năng lực sáng tạo cho học sinh.Song khó
khăn đặt ra là các thiết bị thí nghiệm để dạy học bài này hiện chưa được trang
bị ở trường phổ thông.
Từ những lí do trên, tác giả đã chọn đề tài: "Chế tạo và sử dụng thiết bị thí
nghiệm trong dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật"
- Vật lí 12 theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh".
2. Mục đích nghiên cứu
Chế tạo và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học "Hấp thụ và phản xạ
lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật" - Vật lí 12 theo dạy học giải quyết vấn đề
theo hướng phát triển NLST của học sinh.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa
ánh sáng. Màu sắc các vật" - Vật lí 12 và NLST của HS.
- Phạm vi nghiên cứu: Nội dung dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh
sáng. Màu sắc các vật" theo hướng phát triển NLST của HS.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu chế tạo TBTN đáp ứng các yêu cầu về mặt khoa học kĩ thuật, về mặt
khoa học sư phạm và sử dụng chúng trong dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc
lựa ánh sáng. Màu sắc các vật" - Vật lí 12 theo dạy học giải quyết vấn đề thì
sẽ phát triển được NLST của học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển NLST cho HS
trong dạy học vật lí ở trường THPT.
2

- Nghiên cứu quy trình thiết kế, chế tạo TBTN. Từ đó thiết kế, chế tạo
TBTN cho dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật" Vật lí 12.
- Nghiên cứu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm và thực trạng
của việc sử dụng TBTN trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông.
- Nghiên cứu nội dung, chương trình "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng.
Màu sắc các vật" - Vật lí 12.
- Thiết kế tiến trình dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu
sắc các vật" - Vật lí 12 với sự hỗ trợ của TBTN theo hướng phát triển NLST
của HS.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính hiệu quả của đề tài.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học và các tài liêu liên quan đến
NLST trong dạy học vật lí.
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các văn bản của Nhà nước và của
ngành Giáo dục về đổi mới giáo dục phổ thông.
- Nghiên cứu các sách báo, luận văn, tạp chí chuyên ngành liên quan đến
nội dung kiến thức của đề tài.
- Nghiên cứu chương trình, SGK, sách bài tập, tài liệu tham khảo vật lí 12.
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu hoạt động dạy và học của GV và HS trong giờ học vật lí ở
trường THPT qua trao đổi trực tiếp với GV và HS.
- Dùng phiếu điều tra để tìm hiểu thực trạng của việc sử dụng TBTN để
phát triển NLST cho HS lớp 12 ở trường THPT.
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành giảng dạy thực nghiệm ở lớp 12 trường THPT.
- Quan sát, kiểm tra, đánh giá hoạt động học tập của HS trong quá trình
thực nghiệm.
3

6.4. Phương pháp thống kê toán học
Xử lí số liệu điều tra và kết quả TNSP bằng công cụ thống kê toán học.
7. Đóng góp của đề tài
- Thiết kế, chế tạo được 1 TBTN để dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa
ánh sáng. Màu sắc các vật"- Vật lí 12 cho phép tiến hành được 3 thí nghiệm
về hấp thụ lọc lựa ánh sáng, lọc lựa ánh sáng,màu sắc các vật.
- Soạn thảo tiến trình dạy học "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu
sắc các vật" theo hướng phát triển NLST của HS.
- Đánh giá được sự phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập
"Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật"- Vật lí 12.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, phần nội
dung của luận văn gồm 3 chương:
Chương 1.Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc chế tạo và sử dụng thiết bị thí
nghiệm theo hướng phát triển NLST của HS trong dạy học vật lí ở trường phổ
thông
Chương 2.Chế tạo và sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học "Hấp thụ
và phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật" - Vật lí 12
Chương 3.Thực nghiệm sư phạm

4


CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC CHẾ TẠO VÀ
SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG
1.1. Năng lực sáng tạo

1.1.1. Khái niệm năng lực
Năng lực (Capacite-Pháp, Capacity – Anh): Là một sự kết hợp linh hoạt và
độc đáo của nhiều đặc điểm tâm lý của một người, tạo thành những điều kiện
chủ quan thuận lợi giúp cho người đó tiếp thu dễ dàng, tập dượt nhanh chóng
và hoạt động hiệu quả trong một lĩnh vực nào đó.
Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu
tố: Tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động, trách nhiệm
đạo đức.
Một cách khác, có thể hiểu năng lực là khả năng và kĩ xảo học được hay có
sẵn của một cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định cũng như sự sẵn
sàng về động cơ, xã hội… và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề
một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt.
Có bốn yếu tố cấu thành năng lực hành động, đó là: năng lực chuyên môn,
năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể.
1. Năng lực chuyên môn: Khả năng thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn
cũng nhưđánh giá kết quả một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về
mặt chuyên môn.
2. Năng lực phương pháp: Khả năng thực hiện những hoạt động có kế
hoạch, có tính định hướng mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và các
vấn đề đặt ra… Trọng tâm là phương pháp nhận thức, xử lí, đánh giá, truyền
thụ và giới thiệu.
3. Năng lực xã hội: Khả năng đạt được mục đích trong những tình huống
xã hội hoặc những nhiệm vụ khác nhau với sự cộng tác với các thành viên
khác. Trọng tâm là:
5


+ Đánh giá được ý thức trách nhiệm của bản thân và của người khác. Đề
cao ý thức tự chịu trách nhiệm, tự tổ chức của cá thể.
Khả năng thực hiện các hoạt động xã hội, khả năng cộng tác, biết giải

quyết các xung đột trong hoạt động nhóm và hoạt động tập thể.
4. Năng lực cá thể: Khả năng xác định, suy nghĩ và đánh giá được những
cơ hội phát triển cũng như những giới hạn của mình.
Phát triển được năng khiếu cá nhân, xây dựng được kế hoạch cho cuộc
sống riêng, đưa được các kế hoạch thành thực tế.
Những quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ chi phối các hành vi
ứng xử.
Tóm lại, năng lực là những khả năng. Kĩ xảo học được hay sẵn có của cá
nhân nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động
cơ, xã hội…và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có
trách nghiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt bằng những
phương tiện, biện pháp, cách thức phù hợp.
1.1.2. Khái niệm năng lực sáng tạo
Theo tâm lí học, năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, điểm hội tụ
của nhiều yếu tố: Tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, tính sẵn sàng hành
động…
Theo lí luận dạy học, năng lực là hệ thống các khả năng thực hiện có hiệu
quả, có trách nhiệm các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, VĐ thuộc các
lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trong những tình huống khác nhau
trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm và sẵn sàng hành động.
Người có năng lực về mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong quá trình
công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và
dễ dàng hơn những người khác.
Theo từ điển tiếng Việt: “Sáng tạo là nghĩ ra và làm ra giá trị vật chất hoặc
tinh thần”.
Theo Bách khoa toàn thư Liên Xô: “Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết
quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa
xã hội, có giá trị”.
6

Vậy, theo chúng tôi: Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị
mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận
dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. Đối với với nhà
bác học, cái mới đối với xã hội. Còn đối với HS, cái mới đó chủ yếu là đối với
bản thân mình.
1.1.3. Cấu trúc của năng lực sáng tạo
Bảng 1.1: Bảng cấu trúc của năng lực sáng tạo
Tiếp nhận vấn đề cần giải quyết
Phát biểu vấn đề dựa trên quan sát và
Mức 2
hướng dẫn của GV
Mức 3
Tự lực phát biểu vấn đề qua quan sát
Mức 1
Tiếp nhận phương án TN
Thiết kế phương án TN dưới sự hướng
Tiêu chí 2: Thiết
Mức 2
dẫn của GV
kế đƣợc phƣơng
án TN
Mức 3
Tự lực xây dựng phương án TN
Mức 1
Bắt chước
Tiến hành TN dưới sự hướng dẫn của
Tiêu chí 3: Thực
Mức 2
GV

hiện TN kiểm tra
Mức 3
Tự lực tiến hành TN
Mức 1
Đề xuất nhưng không khả thi
Tiêu chí 4: Đề
Đề xuất được phương án khả thi dưới
xuất đƣợc
Mức 2
sự hướng GV.
phƣơng án bổ
sung, cải tiến các
Đề xuất được phương án khả thi và tối
Mức 3
TBTN
ưu nhất
Cấu trúc của năng lực sáng tạo ở trên bảng trên được chúng tôi sử dụng
Tiêu chí 1:
Đề xuất vấn đề
nghiên cứu

Mức 1

làm tiêu chí đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo, trong đó có
sử dụng TBTN đã chế tạo đối với việc phát triển năng lực sáng tạo của học
sinh trong học tập kiến thức vật lí bài "Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sáng.
Màu sắc các vật"- Vật lí 12.
1.1.4. Các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo vật lí cho học sinh
trong dạy học vật lí
Để phát triển năng lực sáng tạo của HS, trong dạy học vật lí cần sử dụng

các biện pháp sau đây:

7


- Tổ chức nội dung kiến thức vật lí trong dạy học phỏng theo chu trình
sáng tạo khoa học:
+ Chu trình sáng tạo khoa
học được trình bày khái quát
như hình 1.1: từ sự khái quát
hoá các sự kiện, đề xuất VĐ
đi đến xây dựng mô hình –
giả định trừu tượng của hiện

Mô hình - giả
thuyết trừu

Các hệ quả
lôgíc

tượng
trừu tượng

Các sự kiện
xuất phát

Thực nghiệm

tượng, từ mô hình rút ra các
hệ quả lí thuyết và kiểm tra

Hình 1.1.Chu trình sáng tạo khoa học

chúng bằng thực nghiệm. Nếu sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với lí
thuyết, thì phải xem lại lí thuyết, chỉnh lí lại hoặc thay đổi. Mô hình trừu
tượng mới trở thành nguồn tri thức mới. Sự kiểm tra bằng thực nghiệm những
hệ quả mới rút ra từ nó lại đòi hỏi phải thiết kế những máy móc tương ứng và
bằng cách đó, làm giàu thêm khoa học những kiến thức mới.
+ Trong dạy học vật lí, GV tổ chức các hoạt động nhận thức của HS phỏng
theo chu trình sáng tạo gồm bốn giai đoạn, trong đó khó khăn nhất, đòi hỏi sự
sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ sự khái quát hoá các sự kiện, đề xuất VĐ, đi
đến xây dựng mô hình – giả định trừu tượng của hiện tượng và giai đoạn đưa
ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình trừu tượng.
- Luyện tập đề xuất giả thuyết:
+Trong nghiên cứu vật lí, các nhà khoa học cho rằng: việc xây dựng giả
thuyết dựa trên sự khái quát hoá những sự kiện thực nghiệm, kinh nghiệm
cảm tính. Tuy nhiên, sự khái quát hoá đó không phải là một phép quy nạp đơn
giản, hình thức mà nó chứa đựng một yếu tố mới, không có sẵn trong các sự
kiện dùng làm cơ sở. Dự đoán không phải tuỳ tiện mà luôn phải có một cơ sở
nào đó, tuy chưa thật chắc chắn.
+ Trong dạy học vật lí, giả thuyết mà HS đề xuất là những dự đoán có căn
cứ, có lí lẻ, có vẻ hợp lí nhưng chưa thật chắc chắn. Dựa vào các cách mà các
8


nhà vật lí xây dựng giả thuyết, trong quá trình tổ chức các hoạt động nhận
thức của HS, GV có thể rèn luyện cho HS xây dựng giả thuyết bằng các cách
sau đây: Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có; dựa trên sự tương
tự; dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa
chúng có quan hệ nhân quả; dựa trên nhận xét thấy hai hiện tượng luôn luôn

biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân
quả giữa chúng; dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình;
dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một
lĩnh vực khác; dự đoán về mối quan hệ định lượng thường gặp trong vật lí
như tỉ lệ thuận, tỉ lệ nghịch, hàm số bậc nhất…
- Luyện tập đề xuất phương án TN kiểm nghiệm kết quả đã tìm được từ suy
luận lí thuyết hoặc kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết.
+ Trong nghiên cứu vật lí, một giả thuyết thường rất trừu tượng, không thể
kiểm tra trực tiếp được. Muốn kiểm tra xem giả thuyết đó có phù hợp với thực
tế không, ta phải xem dự giả thuyết đó biểu hiện trong thực tế như thế nào, có
những dấu hiệu nào có thể quan sát được. Điều đó có nghĩa là từ một giả
thuyết ta phải suy ra một số hệ quả có thể quan sát được, đo được trong thực
tế, sau đó tiến hành các TN để xem các hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù
hợp với kết quả TN không. Hệ quả suy ra được phải khác với những sự kiện
ban đầu dùng làm cơ sở để đề xuất giả thuyết thì mới có ý nghĩa. Quá trình rút
ra hệ quả thường sử dụng phép suy luận lôgíc. Sự sáng tạo ở đây là đề xuất
được phương án TN để kiểm tra hệ quả đã rút ra được.
+ Khi sử dụng kiểu DHPH và GQVĐ theo con đường thực nghiệm, GV
cần rèn luyện cho HS luyện tập cách thiết kế phương án TN để kiểm tra tính
đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả của nó. HS cần xác định được những
dụng cụ TN nào cần sử dụng, bố trí chúng ra sao, tiến hành TN như thế nào,
thu thập những dữ liệu TN định tính và định lượng nào, xử lí các dữ liệu TN
này như thế nào.
+ Để phù hợp với con đường nhận thức của nhà vật lí, trước hết xem các
9


kiết thức đã biết có giúp giải quyết được VĐ không? Nghĩa là trước hết nghĩ
tới con đường suy luận lí thuyết từ các kiến thức đã biết để tìm câu trả lời. Nếu
không được, mới nghĩ tới đề xuất giả thuyết, nghĩa là GQVĐ bằng con đường

thực nghiệm.
+ Trong chương trình vật lí phổ thông, một số kiến thức được rút ra bằng
phép suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã được xác nhận nhìn chung là
chính xác. Tuy nhiên, để thể hiện tính chất thực nghiệm của khoa học vật lí,
làm tăng sự tin tưởng của HS vào tính chân thực của kiến thức thu được và
quan trọng hơn nữa là làm phát triển tính tích cực nhận thức và năng lực sáng
tạo của HS, GV cần rèn luyện cho HS thiết kế phương án TN để kiểm
nghiệmtính đúng đắn của các kết luận đã được rút ra từ suy luận lôgic đó.
Việc kiểm nghiệm tính đúng đắn của kết luận rút ra bằng con đường suy luận
lí thuyết từ các kiến thức đã biết còn là cần thiết. Bởi vì không phải kết luận
nào kết quả TN cũng cho thấy sự phù hợp với các kiến thức đã sử dụng, đi tới
phạm vi áp dụng của các kiết thức này, đòi hỏi phải xây dựng một mô hình
trừu tượng mới.
- Giải bài tập sáng tạo:
+ Các biện pháp nêu trên được dùng để rèn luyện năng lực sáng tạo của
HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới. Ngoài ra, trong dạy học vật lí,
người ta còn xây dựng những loại bài tập để phát triển năng lực sáng tạo của
HS và được gọi là bài tập sáng tạo. Khi giải các bài tập này, ngoài việc phải
vận dụng một số kiến thức đã học thì bắt buộc phải có những ý kiến độc lập
mới mẻ, không thể suy ra một cách lôgic từ những kiến thức đã học.
+ Có hai loại bài tập sáng tạo là bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế. Loại
thứ nhất đòi hỏi trả lời câu hỏi: “Vì sao?” và loại thứ hai trả lời câu hỏi: “Làm
thế nào?”. Dạng bài tập sáng tạo có thể rất khác nhau. Chúng có thể là câu
hỏi, bài tập định tính, định lượng và bài tập TN. Đặc biệt có hiệu quả cao
trong việc phát triển tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS là những bài
tập sáng tạo mà tính đúng đắn của lời giải có thể kiểm tra bằng TN.
10


1.1.5. Các giai đoạn của tiến trình dạy học theo kiểu dạy học phát hiện

và giải quyết vấn đề
* Dạy học giải quyết vấn đề
Theo quan điểm lí luận nhận thức, hoạt động nhận thức của con người chỉ
bắt đầu khi con người gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhiệm vụ phải giải
quyết với một bên là trình độ hiểu biết, kinh nghiệm đang có. Để giải quyết
được nhiệm vụ nhận thức mới thì phải xây dựng kiến thức mới, kĩ năng mới,
phương pháp mới, phương tiện mới. Như vậy, hoạt động nhận thức của HS
trong học tập thực chất là hoạt động GQVĐ nhận thức.
- Khái niệm VĐ
+VĐ dùng để chỉ một khó khăn, nhiệm vụ nhận thức mà HS không thể giải
quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nghĩa
là không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần để giải quyết, mà phải tìm tòi
sáng tạo để giải quyết và khi giải quyết được thì HS thu nhận được kiến thức,
kĩ năng, cách thức hành động mới.
+ VĐ chứa đựng câu hỏi nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi
mà câu trả lời là một cái mới phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng được, chứ
không phải là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại những kiến thức đã có.
- Khái niệm tình huống có VĐ:
+Tình huống có VĐ là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một khó
khăn, HS ý thức được VĐ, mong muốn GQVĐ đó và cảm thấy với khả năng
của mình thì hi vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào việc GQVĐ đó.
Như vậy, tình huống đó kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS.
+Tổ chức tình huống có VĐ thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức
được VĐ cần giải quyết, có nhu cầu và hứng thú GQVĐ. Trong dạy học vật
lí, để tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS, GV
cần đưa HS vào các tình huống có VĐ như: tình huống phát triển; tình huống
lựa chọn; tình huống bế tắc; tình huống ngạc nhiên, bất ngờ; tình huống lạ.
- Khái niệm DHPH và GQVĐ: Theo V.Ôkôn: DHPH và GQVĐ dưới dạng
11

chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có VĐ, biểu
đạt (nêu ra) các VĐ (tập cho HS quen dần để tự làm lấy công việc này), chú ý
giúp đỡ cho HS những điều cần thiết để GQVĐ, kiểm tra các cách giải quyết
đó và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hoá và củng cố các kiến thức đã
tiếp thu được.
Phỏng theo tiến trình xây dựng kiến thức trong nghiên cứu khoa học, tiến
trình xây dựng kiến thức theo kiểu DHPH và GQVĐ gồm 4 giai đoạn được
thể hiện qua sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức hình 1.2:
1. Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết từ tình huống (điều kiện) xuất phát: từ
kiến thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử…

2. Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)

3. Giải quyết vấn đề
- Suy đoán giải pháp GQVĐ: nhờ con đường lí thuyết / hoặc con đường thực
nghiệm
- Thực hiện giải pháp đã suy đoán

4. Rút ra kết luận (kiến thức mới)

Hình 1.2. Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức
theo kiểu DHPH và GQVĐ
- Giai đoạn 1: Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết
GV giao cho HS một nhiệm vụ có tiềm ẩn VĐ. Từ cái đã biết và nhiệm vụ
cần giải quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cách giải quyết
không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được.
- Giai đoạn 2: Phát biểu VĐ cần giải quyết (câu hỏi cần trả lời)
Dưới sự hướng dẫn của GV, HS phát biểu VĐ cần giải quyết (nêu câu hỏi
cần trả lời, mà câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nội dung kiến thức mới cần

12


xây dựng).
- Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề
+ Suy đoán giải pháp GQVĐ
Với sự định hướng của GV, HS trao đổi, thảo luận suy đoán giải pháp
GQVĐ: lựa chọn hoặc đề xuất mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết) có thể
vận hành được để đi tới cái cần tìm.
+ Thực hiện giải pháp đã suy đoán: nhờ con đường lí thuyết/ hoặc con
đường thực nghiệm.
HS vận hành mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết), rút ra kết luận logic
về cái cần tìm; thiết kế phương án TN, tiến hành TN, thu thập và xử lí kết quả
TN, rút ra kết luận về cái cần tìm.
- Giai đoạn 4: Rút ra kết luận
Dưới sự hướng dẫn của GV, HS xem xét sự phù hợp giữa kết luận có
được nhờ suy luận lí thuyết (mô hình hệ quả lôgic) với kết luận có được từ
các dữ liệu thực nghiệm (mô hình xác nhận).
+ Khi có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì quy nạp chấp nhận kết quả
tìm được. Kết luận đã tìm được trở thành kiến thức mới.
+ Khi không có sự phù hợp giữa hai kết luận này thì:
• Xem quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện của TN chưa.
• Nếu quá trình thực thi TN đã đảm bảo các điều kiện của TN thì xem lại
quá trình vận hành mô hình xuất phát. Nếu quá trình vận hành mô hình không
mắc phải sai lầm thì sẽ dẫn tới phải bổ sung, sửa đổi mô hình xuất phát, thậm
chí phải xây dựng mô hình mới. Mô hình mới thường khái quát hơn mô hình
trước, xem mô hình trước như là trường hợp riêng, trường hợp giới hạn của
nó. Điều này cũng có nghĩa là chỉ ra phạm vi áp dụng của mô hình xuất phát
lúc đầu.
GV chính xác hoá, bổ sung, thể chế hoá kiến thức mới.

- Trên cơ sở vận dụng kiến thức mới đã thu được để giải thích, tiên đoán
các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tới
13


phạm vi áp dụng của kiến thức đã xây dựng được và dẫn tới xây dựng những
mô hình mới (các kiến thức mới).
Tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu DHPH và GQVĐ diễn ra theo một
trong hai con đường: Con đường lí thuyết và con đường thực nghiệm.
a) Tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu DHPH
và GQVĐ
- Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết
của kiểu DHPH và GQVĐ được thể hiện qua sơ đồ hình 1.3:

14