Khai thác và sử dụng phần mềm crocodile physics và optics mini trong dạy học phần “quang hình học” – vật lí 11 theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh

I HC NNG
TRNG I HC S PHM
ÔÔ

NGUYN TH THUí AN

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM
CROCODILE PHYSICS VÀ OPTICS MINI TRONG
DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” – VẬT LÍ 11
THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC
CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Đà Nẵng – Năm 2020


I HC NNG
TRNG I HC S PHM
ÔÔ

NGUYN TH THUí AN

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM
CROCODILE PHYSICS VÀ OPTICS MINI TRONG
DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC” – VẬT LÍ 11
THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC
CỦA HỌC SINH

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ mơn Vật lí

Mã số: 8.14.01.11

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ THANH HUY

Đà Nẵng – Năm 2020




III
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Viết tắt

Viết đầy đủ

1

NLTH

Năng lực tự học

2

GV

Giáo viên

3

HS

Học sinh

4

THPT

Trung học phổ thông

5

THCS

Trung học cơ sở

6

CP

Crocodile Physics

7

DH

Dạy học

8

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

9

KNTH

Kĩ năng tự học

10

SGK

Sách giáo khoa

11

TKHT

Thấu kính hội tụ

12

TKPK

Thấu kính phân kì

13

TNg

Thực nghiệm

14

PHT

Phiếu học tập

15

CNTT

Cơng nghệ thông tin


IV
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. I
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... II
DANH MỤC BẢNG ..........................................................................................................IX
DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ .................................................................................. XII
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................................ 1
2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu .................................................................................. 2
3. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................................... 3

4. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................... 3
5. Giả thuyết khoa học ...................................................................................................... 4
6. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 4
7. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................................... 4
7.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận ............................................................................. 4
7.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn ......................................................................... 5
7.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................... 5
8. Kết quả đạt đƣợc ........................................................................................................... 5
9. Cấu trúc của luận văn .................................................................................................... 5
NỘI DUNG........................................................................................................................... 7
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ
DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS VÀ OPTICS MINI TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH ...................... 7
1.1. Tổng quan về năng lực của học sinh .......................................................................... 7
1.1.1. Khái niệm năng lực .............................................................................................. 7
1.1.2. Năng lực chung .................................................................................................... 8
1.1.3. Năng lực chuyên biệt ........................................................................................... 9
1.2. Năng lực tự học của học sinh ................................................................................... 10
1.2.1. Khái niệm năng lực tự học ................................................................................. 10
1.2.2. Biểu hiện của năng lực tự học ........................................................................... 11
1.2.3. Các biện pháp nâng cao năng lực tự học ........................................................... 13
1.3. Năng lực tự học trong dạy học vật lí ........................................................................ 15
1.3.1. Các giai đoạn dạy học phát triển năng lực tự học.............................................. 16
1.3.2. Các thành tố của năng lực tự học ....................................................................... 17
1.4. Giới thiệu phần mềm Crocodile Physics và Optics Mini......................................... 19
1.4.1. Phần mềm Crocodile Physics ............................................................................ 19
1.4.2. Phần mềm Optics Mini ...................................................................................... 25
1.5. Biện pháp sử dụng phần mềm mô phỏng phát triển năng lực tự học của học sinh . 29
1.6. Thực trạng sử dụng phần mềm mơ phỏng trong dạy học vật lí phát triển năng lực tự
học của học sinh .............................................................................................................. 33

1.7. Quy trình tổ chức dạy học phát triển năng lực tự học của học sinh với sự hỗ trợ của
phần mềm mơ phỏng ....................................................................................................... 37
1.7.1. Quy trình thiết kế bài dạy học theo hƣớng phát triển năng lực tự học cho HS
với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics và Optics Mini ................................. 37


V
1.7.2. Tiến trình dạy học theo hƣớng phát triển năng lực tự học cho HS với sự hỗ trợ
của phần mềm mơ phỏng ............................................................................................. 39
1.8. Tiêu chí đánh giá năng lực tự học thông qua sử dụng phần mềm dạy học vật lí..... 40
1.8.1. Một số cơng cụ đánh giá .................................................................................... 40
1.8.1.1. Thang đo năng lực .......................................................................................... 40
1.8.1.2. Các bài tập ...................................................................................................... 41
1.8.2. Một số phƣơng pháp đánh giá năng lực ............................................................ 41
1.8.3. Thiết kế thang đánh giá năng lực tự học của học sinh....................................... 43
1.9. Các chỉ số hành vi của năng lực tự học .................................................................... 44
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ................................................................................................... 49
CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN “QUANG HÌNH HỌC”
HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH LỚP 11 THPT VỚI
SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS VÀ OPTICS MINI .............. 51
2.1 Mục tiêu dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11 ................................................. 51
2.1.1. Cấu trúc nội dung phần “Quang hình học” Vật lí 11......................................... 51
2.1.2. Đặc điểm kiến thức phần “Quang hình học” – Vật lí 11 ................................... 52
2.1.3. Một số thuận lợi và khó khăn trong việc dạy học phát triển năng lực tự học của
học sinh qua dạy học phần “Quang hình học” – Vật lí 11........................................... 52
2.1.3. Phân tích cấu trúc nội dung của phần “Quang hình học” Vật lí 11 có thể phát
triển năng lực tự học của học sinh ............................................................................... 54
2.2. Thiết kế mô phỏng một số thí nghiệm phần Quang hình học với phần mềm
Crocodile Physics và Optics Mini ................................................................................... 55
2.2.1. Ý tƣởng sƣ phạm ............................................................................................... 55

2.2.2. Các bƣớc thiết kế thí nghiệm mơ phỏng trên phần mềm Crocodile Physics và
Optics Mini .................................................................................................................. 56
2.2.3. Các thí nghiệm trong phần “Quang hình học” đƣợc thiết kế bằng phần mềm mô
phỏng ........................................................................................................................... 56
2.2.4. Thiết kế các thí nghiệm theo hƣớng phát triển năng lực tự học của học sinh
trong phần “Quang hình học” vật lí 11 ........................................................................ 57
2.3.5. Tổ chức dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11 với sự hỗ trợ của phần mềm
Crocodile Physics và Optics Mini theo hƣớng phát triển năng lực tự học của học sinh
..................................................................................................................................... 66
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ................................................................................................... 95
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ....................................................................... 97
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ................................................... 97
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm .................................................................. 97
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ........................................................................ 97
3.2. Đối tƣợng, nội dung của thực nghiệm sƣ phạm ....................................................... 98
3.2.1. Đối tƣợng của thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. 98
3.2.2. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm......................................................................... 98
3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ......................................................................... 98
3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm ...................................................................................... 98
3.3.2. Phƣơng pháp tiến hành ...................................................................................... 99


VI
3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. 100
3.4.1. Đánh giá định tính ........................................................................................... 100
3.4.2. Đánh giá định lƣợng ........................................................................................ 102
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ................................................................................................. 115
1. Những kết quả đạt đƣợc của đề tài ............................................................................ 116
3. Kiến nghị ................................................................................................................... 117
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 118

PHỤ LỤC ........................................................................................................................ PL1
PHỤ LỤC 1 ..................................................................................................................... PL2
PHỤ LỤC 2 ..................................................................................................................... PL4
PHỤ LỤC 3 ................................................................................................................... PL10
PHỤ LỤC 4 ................................................................................................................... PL14
PHỤ LỤC 5 ................................................................................................................... PL19




IX

DANH MỤC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng

Trang

1.1

Các giai đoạn của quá trình phát triển năng lực tự học

17

1.2

Các thành tố của năng lực tự học

17

1.3

Những việc HS thƣờng làm trong thời gian rảnh

33

1.4

Lƣợng thời gian học sinh dành cho quá trình tự học

35

1.5

Sử dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học Vật lí

36

1.6

Các chỉ số hành vi và đánh giá chất lƣợng của năng lực tự học

44

2.1

2.2

Các TN phần “Quang hình học” đƣợc thiết kế bằng phần mềm mô
phỏng
Các TN đƣợc thiết kế trong phần “Quang hình học” góp phần đánh giá
NLTH của HS

56

57

3.1

Bảng số liệu HS đƣợc chọn làm mẫu TNSP

98

3.2

Bảng thống kê mức độ phát triển NLTH của HS lớp TN lần 1 và lần 2

102

3.3

Bảng thống kê điểm của 12 học sinh lớp TN lần 1 và lần 2

103

3.4

Bảng thống kê kết quả bài kiểm tra của HS ở tiết TNg lần 1

113

3.5

Bảng thống kê kết quả bài kiểm tra của HS ở tiết TNg lần 2

113

3.6

Kết quả kiểm tra của HS đƣợc xếp theo thang điểm lần TNg 1

113

3.7

Kết quả kiểm tra của HS đƣợc xếp theo thang điểm lần TNg 2

114


X
DANH MỤC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

1.1

Một số hình ảnh, hoạt cảnh của phần mềm Crocodile Physics

19

1.2

Biểu tƣợng của phần mềm Crocodile Physics

20

1.3

Giao diện phần mềm Crocodile Physics

20

1.4

Các biểu tƣợng của file

21

1.5

Các biểu tƣợng làm việc của Edit

21

1.6

Các biểu tƣợng làm việc của View

21

1.7

Các biểu tƣợng làm việc của Scenes

22

1.8

Các biểu tƣợng làm việc của Help

22

1.9

Nơi thiết kế thí nghiệm của phần mềm

23

1.10

Danh sách các cơng cụ hỗ trợ

23

1.11

Nơi chứa các thí nghiệm mô phỏng đã đƣợc tạo sẵn

24

1.12

Giao diện phần mềm Optics Mini

26

1.13

Thanh chứa các dụng cụ quang học

26

1.14

Thanh công cụ

26

1.15

Cách tạo bài toán

26

1.16

Cách tạo bài giải cho bài toán

28


XI
2.1

Giao diện khơng gian thiết kế thí nghiệm của phần mềm CP

63

2.2

Sự tạo ảnh của vật qua TKHT

64

2.3

Thí nghiệm với TKHT của phần mềm OM

65

2.4

Bài toán đƣợc thiết kế từ phần mềm OM

65

2.5

Bài giải đƣợc thiết kế từ phần mềm

66


XII
DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
SƠ ĐỒ
Số hiệu sơ

Tên sơ đồ

Trang

đồ
1.1

Các biểu hiện của năng lực tự học

11

1.2

Các biểu hiện của ngƣời có năng lực tự học

12

1.3

Các bƣớc thiết kế thang đo năng lực

39

1.4

Các bƣớc của tiến trình dạy học theo hƣớng phát triển NLTH

43

của HS
2.1

Cấu trúc nội dung phần “Quang hình học”

51

ĐỒ THỊ
Số hiệu

Tên đồ thị

Trang

3.1

Kết quả đánh giá NLTH của cá nhân HS qua 2 lần thực nghiệm

111

3.2

So sánh thang điểm của TNg lần 1 và lần 2

114

đồ thị


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Tại kỳ họp thứ 7, Quốc hội khóa XIV của nƣớc Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt
Nam đã sửa đổi Luật Giáo dục 2019, trong đó nhấn mạnh “Chƣơng trình giáo dục thể
hiện mục tiêu giáo dục; quy định chuẩn kiến thức, kỹ năng, yêu cầu cần đạt về phẩm chất
và năng lực của ngƣời học”, các yêu cầu về nội dung giáo dục: “phải bảo đảm tính phổ
thơng, cơ bản, tồn diện, hƣớng nghiệp và có hệ thống”, yêu cầu về phƣơng pháp giáo
dục phổ thơng: “phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh phù hợp
với đặc trƣng từng môn học, lớp học và đặc điểm đối tƣợng học sinh; bồi dƣỡng phƣơng
pháp tự học, hứng thú học tập, kỹ năng hợp tác, khả năng tƣ duy độc lập; phát triển toàn
diện phẩm chất và năng lực của ngƣời học; tăng cƣờng ứng dụng công nghệ thơng tin và
truyền thơng vào q trình giáo dục”. Kỳ họp cũng định hƣớng phát triển giáo dục là quốc
sách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dƣỡng nhân tài. Phát triển
giáo dục phải gắn với nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, tiến bộ khoa học. Đặc biệt là

phải tiếp cận với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ thông tin (CNTT). Mỗi giáo
viên và học sinh phải biết vận dụng các phần mềm hiện đại vào trong quá trình giảng dạy
để nâng cao chất lƣợng học tập và phát huy đƣợc tính tích cực trong q trình nhận thức
của học sinh. Do đó, giáo viên cần tích cực đổi mới phƣơng pháp dạy học. Thực hiện việc
nghiên cứu đổi mới phƣơng pháp dạy học nói chung và đối với mơn Vật lí nói riêng nhằm
tăng tính tích cực trong quá trình nhận thức của học sinh trong quá trình học là một nhiệm
vụ không hề đơn giản. Một trong những định hƣớng đổi mới phƣơng pháp giáo dục đƣợc
thực hiện theo định hƣớng tăng cƣờng sử dụng các phƣơng tiện dạy học, thiết bị dạy học
và ứng dụng CNTT. Đặc biệt là việc sử dụng các phần mềm hiện đại của ngành CNTT
trong quá trình dạy học, giúp cho quá trình truyền đạt của giáo viên dễ hiểu hơn cịn học
sinh lĩnh hội kiến thức sâu sắc và tích cực hơn trong quá trình nhận thức kiến thức mới.
Trong thời gian qua, việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy đã trở nên phổ biến và
đạt đƣợc những hiệu quả nhất định. Coi sự đóng góp, hỗ trợ của cơng nghệ thông tin
trong dạy học là cần thiết. Trong nhà trƣờng nhiều bộ mơn đã sử dụng, khai thác có hiệu


2
quả các bài giảng điện tử và các phần mềm hỗ trợ. Q trình giảng dạy bộ mơn vật lí cịn
gặp nhiều khó khăn do có rất nhiều hiện tƣợng vật lí khó gây bất lợi trong q trình dạy
học. Để khắc phục những khó khăn đó, những năm gần đây bộ môn này đã sử dụng rất
nhiều thành tựu khoa học công nghệ vào giảng dạy. Đây là vấn đề mang tính cấp thiết,
ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào quá trình giảng dạy cũng nhƣ học tập càng ngày đƣợc
quan tâm nhiều hơn nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học. Hiện tại, một số các phần mềm
đƣợc ứng dụng trong dạy học vật lí nhƣ: Crocodile Physics, Electronics Workbench,
Physics Simulations, Working Model, Solid work, Optics Mini,…
Có rất nhiều nghiên cứu đã khai thác một số phần mềm và sử dụng trong dạy học
vật lí nhƣ các đề “Sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học thí nghiệm phần
Cơ học chƣơng trình Vật lí lớp 10 nhằm tăng tính tích cực trong q trình nhận thức của
học sinh” của học viên Phùng Thị Hƣơng [5]… Tuy nhiên, việc sử dụng các thí nghiệm
mơ phỏng trong dạy học mơn vật lí ở THPT cịn chƣa rộng rãi do vấn đề khai thác các

phần mềm thí nghiệm cũng nhƣ kết hợp vào giảng dạy cịn gặp nhiều khó khăn, đa số các
đề tài chỉ áp dụng một phần mềm và thiết kế đƣợc các thí nghiệm mơ phỏng trong giới
hạn của phần mềm đó. Mỗi phần mềm có những ƣu điểm và nhƣợc điểm riêng đối với
từng phần của môn vật lí nhƣ phần mềm Optics Mini chỉ dành cho phần Quang hình học,
Working Model chỉ dành cho phần Cơ học, Crocodile Physics dành cho cả phần Cơ học,
Quang hình học và Điện học. Do đó, trong mỗi phần của mơn vật lí, ta có thể khai thác và
sử dụng kết hợp hai hay nhiều phần mềm để thiết kế các bài giảng nhằm phát huy các
năng lực của học sinh.
Chính vì những lí do trên, chúng tơi chọn đề tài “Khai thác và sử dụng phần
mềm Crocodile Physics và Optics Mini trong dạy học phần “Quang hình học” – Vật
lí 11 theo hƣớng phát triển năng lực tự học của học sinh” để nghiên cứu.
2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Trong thời gian qua, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về ứng dụng của phần
mềm Crocodile Physics. Ví dụ nhƣ:


3
+ Đề tài luận văn thạc sĩ “Sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học thí
nghiệm phần Cơ học chƣơng trình Vật lí lớp 10 nhằm tăng tính tích cực trong quá trình
nhận thức của học sinh” của học viên Phùng Thị Hƣơng [5].
+ Đề tài luận văn thạc sĩ “ Phát triển năng lực tự học cho học sinh trong dạy học
chƣơng “Mắt. Các dụng cụ quang” Vật lí 11 cơ bản với sự hỗ trợ của website” của học
viên Nguyễn Thị Bích Phƣợng [8].
+ Đề tài luận văn thạc sĩ “Sử dụng phần mềm mơ phỏng thí nghiệm theo hƣớng
tích cực hóa q trình nhận thức của học sinh trong dạy học một số kiến thức Vật lí 12”
của học viên Nguyễn Tiến Đính [4].
Các cơng trình nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu cách sử dụng các phần
mềm, thiết kế các thí nghiệm mơ phỏng và áp dụng trong giảng dạy một cách truyền
thống mà chƣa phát huy đƣợc các năng lực của học sinh hoặc phát triển năng lực tự học
của học sinh nhƣng lại chƣa có sử hỗ trợ của phần mềm thí nghiệm mơ phỏng. Qua thực

tế cho thấy phần mềm cịn có khả năng đáp ứng đầy đủ các tín năng cần thiết của trong
dạy học vật lí để phát triển năng lực cho học sinh giúp cho học sinh dễ dàng tiếp thu các
định luật, tính chất vật lí mà các để tài trƣớc đây chƣa nghiên cứu.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Đề xuất đƣợc quy trình, biện pháp tổ chức dạy học phát triển năng lực tự học cho
học sinh thông qua việc sử dụng phần mềm Crocodile Physics, Optics Mini và vận dụng
đƣợc vào tổ chức dạy học phần “Quang hình học” Vật lí 11.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục tiêu nghiên cứu đề ra ở trên, nhiệm vụ nghiên cứu cần phải thực
hiện gồm:
- Khai thác các phần mềm thí nghiệm đã có.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận: tài liệu tham khảo, luận văn, luận án,… để đề xuất đƣợc
quy trình, biện pháp tổ chức dạy học trong từng giai đoạn.


4
- Khảo sát thực trạng về việc dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực khi chƣa
sử dụng phần mềm và khi đã sử dụng phần mềm trên.
- Nghiên cứu sử dụng phần Crocodile Physics và Optics Mini trong dạy học vật lí.
- Thiết kế các thí nghiệm, bài tập trong phần “Quang hình học” Vật lí 11 có sử
dụng hai phần mềm trên.
- Thiết kế tiến trình dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực tự học của học
sinh trong phần “Quang hình học” Vật lí 11 có sử dụng hai phần mềm Crocodile Physics
và Optics Mini.
- Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá năng lực tự học của học sinh trong dạy học vật
lí 11.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu đề xuất đƣợc quy trình, biện pháp tổ chức dạy học thông qua việc sử dụng
phần mềm Crocodile Physics, Optics Mini và vận dụng đƣợc vào tổ chức dạy học phần
“Quang hình học” Vật lí 11 thì sẽ phát triển đƣợc năng lực tự học của học sinh và góp

phần nâng cao kết quả học tập của học sinh.
6. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: hiệu quả của việc tổ chức dạy học theo hƣớng phát triển
năng lực tự học của học sinh với việc sử dụng phần mềm Crocodies Physics và Optics
Mini trong phần “Quang hình học” Vật lí 11.
- Phạm vi nghiên cứu: phát triển năng lực tự học phần “Quang hình học” Vật lí 11
cơ bản cho học sinh trƣờng THPT Ơng Ích Khiêm, thành phố Đà Nẵng, năm học 2019 –
2020.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu chƣơng trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và những tài
liệu có liên quan để xác định kiến thức, kĩ năng, thái độ mà học sinh cần nắm vững.


5
- Nghiên cứu mục tiêu chung trong giáo dục, mục tiêu giáo dục của mơn vật lí ở
trƣờng phổ thơng hiện nay.
- Nghiên cứu tài liệu liên quan đến các năng lực của học sinh đặc biệt là năng lực
tự học.
- Nghiên cứu tài liệu về phần mềm Crocodile Physics và Optics Mini sử dụng
trong dạy học Vật lí.
7.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn
- Điều tra thông qua đàm thoại với giáo viên, học sinh để biết đƣợc thực trạng sử
dụng phần mềm dạy học hiện đại trong bộ mơn vật lí ở trƣờng THPT.
- Điều tra thơng qua phiếu thăm dò ý kiến để biết đƣợc sự quan tâm đến việc góp
phần phát triển năng lực của học sinh thơng qua các thí nghiệm mơ phỏng vật lí.
7.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
Tiến hành dạy tiết mẫu theo tiến trình dạy học đã soạn thảo có sử dụng phần mềm
Crocodile Physics và Optics Mini.
8. Kết quả đạt đƣợc

- Hệ thống hóa đƣợc các vấn đề lí luận về việc tổ chức dạy học sử dụng phần mềm
Crocodile physics và Optics Mini phát triển năng lực tự học của học sinh.
- Thiết kế các tiến trình dạy học một số kiến thức trong phần “Quang hình học”
Vật lí 11 có sử dụng phần mềm Crocodile Physics và Optics Mini theo hƣớng phát triển
năng lực tự học của học sinh.
9. Cấu trúc của luận văn
Cấu trúc luận văn gồm:
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
PHẦN 2. NỘI DUNG


6
Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile
Physics và Optics Mini trong dạy học vật lí hƣớng phát triển năng lực tự học của học sinh
Chƣơng 2. Xây dựng và tổ chức dạy học phần “Quang hình học” theo hƣớng phát triển
năng lực tự học của học sinh lớp 11 THPT với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics
và Optics Mini.
Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm
PHẦN 3. KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


7
NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ
DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS VÀ OPTICS MINI TRONG DẠY
HỌC VẬT LÍ HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH

1.1. Tổng quan về năng lực của học sinh

1.1.1. Khái niệm năng lực
Năng lực là một phạm trù từng đƣợc bàn đến trong mọi lĩnh vực của cuộc sống xã
hội.
Đã có nhiều định nghĩa khác nhau về năng lực. Đứng về góc độ tâm lý học, năng
lực trở thành đối tƣợng nghiên cứu chuyên sâu từ thế kỷ XIX, trong các cơng trình thực
nghiệm của F.Ganton năng lực có những biểu hiện nhƣ tính nhạy bén, chắc chắn, sâu sắc
và dễ dàng trong quá trình lĩnh hội một hoạt động mới nào đó. Ngƣời có năng lực là
ngƣời đạt hiệu suất và chất lƣợng hoạt động cao trong các hoàn cảnh khách quan và chủ
quan nhƣ nhau. Năng lực gắn bó chặt chẽ với tính định hƣớng chung của nhân cách.
Từ điển tâm lý học đƣa ra khái niệm, năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm
chất của tâm lý cá nhân, đóng vai trị là điều kiện bên trong tạo thuận lợi cho việc thực
hiện tốt một dạng hoạt động nhất định.
Trong các giáo trình tâm lý học các tác giả cũng đã đƣa ra khá nhiều quan niệm về
năng lực. Trong đó đa số đều quan niệm năng lực là tổ hợp các thuộc tính độc đáo của cá
nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định, đảm bảo cho hoạt động có
kết quả tốt. Năng lực vừa là tiền đề vừa là kết quả của hoạt động, năng lực vừa là điều
kiện cho hoạt động đạt kết quả nhƣng đồng thời năng lực cũng phát triển ngay trong chính
hoạt động ấy. Theo quan điểm của Tâm lý học Mác xít, năng lực của con ngƣời ln gắn
liền với hoạt động của chính họ.
Nhƣ vậy, khi nói đến năng lực thì khơng phải là một thuộc tính tâm lý duy nhất
nào đó (ví dụ nhƣ khả năng tri giác, trí nhớ…) mà là sự tổng hợp các thuộc tính tâm lý cá


8
nhân (sự tổng hợp này không phải phép cộng của các thuộc tính mà là sự thống nhất hữu
cơ, giữa các thuộc tính tâm lý này diễn ra mối quan hệ tƣơng tác qua lại theo một hệ
thống nhất định và trong đó một thuộc tính nổi lên với tƣ cách chủ đạo và những thuộc
tính khác giữ vai trị phụ thuộc) đáp ứng đƣợc những yêu cầu hoạt động và đảm bảo hoạt
động đó đạt đƣợc kết quả mong muốn.
Tóm lại, năng lực có thể định nghĩa nhƣ sau: “Năng lực là khả năng thực hiện

thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến
thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí… năng lực của
cá nhân được đánh giá qua phương thức và khả năng hoạt động của cá nhân đó khi giải
quyết các vấn đề của cuộc sống” [13].
Nhƣ vậy, năng lực khơng mang tính chung chung mà khi nói đến năng lực, bao giờ
ngƣời ta cũng nói về một lĩnh vực cụ thể nào đó nhƣ năng lực tốn học của hoạt động học
tập hay nghiên cứu toán học, năng lực hoạt động chính trị của hoạt động chính trị, năng
lực dạy học của hoạt động giảng dạy… Năng lực của học sinh là một cấu trúc động, có
tính mở, đa thành tố, đa tầng bậc, hàm chứa trong nó không chỉ là kiến thức, kỹ năng mà
cả niềm tin, giá trị, trách nhiệm xã hội… thể hiện ở tính sẵn sàng hành động của các em
trong môi trƣờng học tập phổ thông và những điều kiện thực tế đang thay đổi của xã hội.
1.1.2. Năng lực chung
Tâm lý học chia năng lực thành các dạng khác nhau nhƣ năng lực chung và năng
lực chuyên môn.
Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu hoặc cốt lõi, làm nền tảng cho
mọi hoạt động của con ngƣời trong cuộc sống và lao động nghề nghiệp nhƣng năng lực
nhận thức, năng lƣc trí tuệ, năng lực về ngơn ngữ và tính tốn, năng lực giao tiếp, năng
lực vận động,… Các năng lực này đƣợc hình thành và phát triển dựa trên bản năng di
truyền của con ngƣời, quá trình giáo dục và trải nghiệm trong cuộc sống; đáp ứng yêu cầu
của nhiều loại hình hoạt động khác nhau.


9
Năng lực chung là năng lực cần thiết cho nhiều ngành hoạt động khác nhau nhƣ
năng lực phán xét tƣ duy lao động, năng lực khái quát hoá, năng lực lát tập, năng lực
tƣởng tƣởng.
Qua nghiên cứu, tham khảo kinh nghiệm của các nƣớc phát triển, đối chiếu với yêu
cầu và điều kiện giáo dục trong nƣớc những năm sắp tới, các nhà khoa học giáo dục Việt
Nam đã đề xuất định hƣớng chuẩn đầu ra về phẩm chất và năng lực của chƣơng trình giáo
dục trung học phổ thơng những năm sắp tới, đồng thời phân chia năng lực thành các loại

khác nhau:
- Năng lực tự chủ và tự học
- Năng lực giao tiếp và hợp tác
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
1.1.3. Năng lực chuyên biệt
Năng lực chuyên biệt là năng lực đƣợc hình thành và phát triển trên cơ sở của năng
lực chung theo định hƣớng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, cơng việc
hoặc tình huống, mơi trƣờng đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên biệt, đáp ứng
yêu cầu hạn hẹp hơn của một hoạt động nhƣ toán học, âm nhạc, mỹ thuật, thể thao,…
Năng lực chuyên biệt vừa là mực tiêu, vừa là “đơn vị thao tác” trong các hoạt động
dạy học, giáo dục góp phần hình thành và phát triển năng lực chung.
Năng lực chuyên môn là năng lực đặc trƣng trong lĩnh vực nhất định của xã hội
nhƣ năng lực tổ chức, năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán học... Năng
lực chung và năng lực chun mơn có quan hệ qua lại hữu cơ với nhau, năng lực chung là
cơ sở của năng lực chuyên luôn, nếu chúng càng phát triển thì càng dễ thành đạt đƣợc
năng lực chun mơn. Ngƣợc lại, sự phát triển của năng lực chuyên môn trong những
điều kiện nhất định lại có ảnh hƣởng đối với sự phát triển của năng lực chung. Trong thực
tế mọi hoạt động có kết quả và hiệu quả cao thì mỗi ngƣời đều phải cớ năng lực chung
phát triển ở trình độ cần thiết và có một vài năng lực chun mơn tƣơng ứng với lĩnh vực
cơng việc của mình. Những năng lực cơ bản này không phải là bẩn sinh, mà nó phải đƣợc
giáo dục phát triển và bồi dƣỡng ở con ngƣời. Năng lực của một ngƣời phối hợp trong


10
mọi hoạt động là nhờ khả năng tự điều khiển, tự quản lý, tự điều chỉnh ở lỗi cá nhân đƣợc
hình thành trong quá trình sống và giáo dục của mỗi ngƣời.
1.2. Năng lực tự học của học sinh
1.2.1. Khái niệm năng lực tự học
Trong quá trình nghiên cứu về năng lực tự học của học sinh các tác giả nhƣ: Linda
Leach, Guglielmino, Candy, Taylor, Nguyễn Cảnh Toàn, Thái Duy Tuyên, Trịnh Quốc

Lập, Trần Bá Hoành… đã đƣa ra các định nghĩa về khái niệm năng lực tự học. Nhìn
chung, các tác giả đều thống nhất rằng năng lực tự học không chỉ dừng ở mức độ chủ
động thu nhận kiến thức, có thái độ và kỹ năng phù hợp mà còn nhấn mạnh vào khả năng
vận dụng thực tế. Năng lực tự hoc là khả năng và kỹ xảo học đƣợc của cá thể nhằm giải
quyết các tình huống xác định. Năng lực tự học có đƣợc khơng phải dựa hồn tồn vào
chƣơng trình giáo dục mơn học mà nó đƣợc hình thành từ nhiều lĩnh vực học tập và sự
phát triển tự nhiên về mặt xã hội của con ngƣời. Để chứng minh ngƣời học có năng lực tự
học ở mức độ nào đó, phải tạo cơ hội để họ đƣợc hoạt động nhằm giải quyết vấn đề, tình
huống trong bối cảnh mang tính thực tiễn. Khi đó ngƣời học vừa phải vận dụng kiến thức,
kĩ năng học đƣợc ở nhà trƣờng, vừa phải dùng những kinh nghiệm của bản thân thu đƣợc
từ trải nghiệm bên ngoài nhà trƣờng (gia đình, cộng đồng, xã hội) để hồn thành nhiệm vụ
thì năng lực tự học của ngƣời học đƣợc bộc lộ ra ngoài. Ngƣời nghiên cứu sẽ đánh giá
đƣợc khả năng nhận thức, kĩ năng thực hiện và những giá trị tình cảm của ngƣời học.
Định nghĩa về tự học cũng đƣợc thay đổi theo thời gian tùy thuộc vào bối cảnh nghiên
cứu và trọng tâm nghiên cứu của từng tác giả.
Nhƣng định nghĩa về tự học (self- directed learning) của Malcolm Shepherd
Knowles đƣợc sử dụng nhiều hơn cả trong các nghiên cứu về giáo dục học, đó là “Tự học
là một quá trình mà ngƣời học tự thực hiện các hoạt động học tập, có thể cần hoặc khơng
cần sự hỗ trợ của ngƣời khác, dự đốn đƣợc nhu cầu học tập của bản thân, xác định đƣợc
mục tiêu học tập, phát hiện ra nguồn tài liệu, con ngƣời giúp ích đƣợc cho q trình học
tập, biết lựa chọn và thực hiện chiến lƣợc học tập và đánh giá đƣợc kết quả thực hiện”.


11
1.2.2. Biểu hiện của năng lực tự học
Năng lực tự học là một khái niệm trừu tƣợng và bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố.
Trong nghiên cứu khoa học, để xác định đƣợc sự thay đổi các yếu tố của năng lực tự học
sau một quá trình học tập, các nhà nghiên cứu đã tập trung mô phỏng, xác định những dấu
hiệu của năng lực tự học đƣợc bộc lộ ra ngoài. Đều này đã đƣợc thể hiện trong một số
nghiên cứu dƣới đây:

Candy đã liệt kê 12 biểu hiện của ngƣời có năng lực tự học. Ơng chia thành 2
nhóm để xác định nhóm yếu tố nào sẽ chịu tác động mạnh từ mơi trƣờng học tập. Hai
nhóm đó đƣợc thể hiện rõ ở sơ đồ dƣới đây:
NĂNG LỰC TỰ HỌC

PHƢƠNG
PHÁP

TÍNH
CÁCH

1. Có kĩ năng tìm kiếm
và thu hồi thơng tin

1. Tính kỉ luật
2. Tƣ duy phân tích
3. Có khả năng tự điều
chỉnh
4. Ham hiểu biết
5. Linh hoạt

6. Có năng lực giao tiếp
xã hội
7. Mạo hiểm, sáng tạo
8.Tự tin, tích cực
9. Có khả năng tự học.

Sơ đồ 1.1. Các biểu hiện của năng lực tự học

2. Có kiến thức để thực

hiện các hoạt động học
tập
3. Có năng lực đánh
giá, kĩ năng xử lí thơng
tin và giải quyết vấn đề.