Lựa chọn và phối hợp các phương pháp dạy học tích cực nhằm tăng cường tính tích cực nhận thức của học sinh khi dạy một số kiến thức về "sóng ánh sáng"

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---------------------------------------------- LÊ THỊ THU NGÂN LỰA CHỌN VÀ PHỐI HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TÍCH CỰC NHẰM TĂNG CƯỜNG TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH KHI DẠY MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ "SÓNG ÁNH SÁNG" (VẬT LÝ 12 NÂNG CAO) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---------------------------------------------- LÊ THỊ THU NGÂN LỰA CHỌN VÀ PHỐI HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TÍCH CỰC NHẰM TĂNG CƯỜNG TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH KHI DẠY MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ "SÓNG ÁNH SÁNG" (VẬT LÝ 12 NÂNG CAO) Chuyên ngành: Phương pháp giảng dạy Vật lý Mã số: 05.07.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI THÁI NGUYÊN - 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em . Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Phó giáo sư -Tiến sĩ Nguyễn Văn Khải đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình em trong suốt quá trình thực hiện bản luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô phản biện đã đọc và cho những nhận xét quý báu đối với bản luận văn này. Nhân dịp này em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Vật lý trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, các thầy cô giáo trường THPT Chu Văn An, trường THPT Sông Kông, trường THPT Ngô Quyền cùng gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1. BT Bài tập 2. CNGD Công nghệ giáo dục 3. CNTT Công nghệ thông tin 4. DH Dạy học 5. ĐC Đối chứng 6. GQVĐ Giải quyết vấn đề 7. GTAS Giao thoa ánh sáng 8. GV Giáo viên 9. HS Học sinh 10. KT Kiểm tra 11. LK Lăng kính 12. MH Mô hình 13. MQP Máy quang phổ 14. NXAS Nhiễu xạ ánh sáng 15. PP Phương pháp 16. PPDH Phương pháp dạy học 17. PPMH Phương pháp mô hình 18. PT Phổ thông 19. QN Quan niệm 20. QPLT Quang phổ liên tục 21. SBT Sách bài tập 22. SGK Sách giáo khoa 23. STK Sách tham khảo 24. THPT Trung học phổ thông 25. TKHT Thấu kính hội tụ 26. TN Thực nghiệm 27. T/N Thí nghiệm 28. TNSP Thực nghiệm sư phạm 29. TTC Tính tích cực 30. TTCNT Tính tích cực nhận thức 31. TSAS Tán sắc ánh sáng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 MỤC LỤC Mở đầu ................................................................................................................................... 10 I. Lý do ch ọn đề tài ............................................................................................................... 10 II. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................................... 11 III. Đ ối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 11 IV. Nhi ệm vụ của đề tài ....................................................................................................... 12 V. Giả thuyết khoa học ........................................................................................................ 12 VI. Phương pháp nghiên c ứu .............................................................................................. 12 VII. Đóng góp c ủa luận văn ................................................................................................ 13 VIII. C ấu trúc của luận văn ................................................................................................. 13 Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc lựa chọn và phối hợp các phương pháp d ạy học tích cực khi dạy học Vật lý ở trường THPT .............. 14 1.1. T ổng quan về vấn đề nghiên cứu ................................................................................ 14 1.2. Lý lu ận về phương pháp dạy học ................................................................................ 15 1.2.1. Khái ni ệm về phương pháp dạy học ........................................................................ 15 1.2.2. Xu th ế phát triển của phương pháp dạy học ............................................................ 16 1.2.3. Ảnh hưởng của phương pháp khoa học đối với phương pháp dạy học ............... 21 1.2.4. Nh ững phương pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông hiện nay ...................... 23 1.2.5. Các phương pháp d ạy học có khả năng tích cực hoá hoạt động nhận thức Vật lý của học sinh ...................................................................................................... 25 1.3. V ấn đề lựa chọn và phối hợp các PPDH tích cực trong dạy học Vật lý ................. 39 1.3.1. Phân tích ưu như ợc điểm của các phương pháp dạy học ....................................... 39 1.3.2. Cơ s ở lựa chọn phương pháp dạy học ..................................................................... 40 1.3.3. Qui trình l ựa chọn và phối hợp các phương pháp dạy học .................................... 42 1.4. Tìm hi ểu thực trạng dạy và học Vật lý ở trường trung học phổ thông .................... 44 1.4.1. M ục đích ..................................................................................................................... 44 1.4.2. Phương pháp t ìm hiểu thực tế dạy và học ............................................................... 44 1.4.3. Bi ện pháp khắc phục khó khăn trong việc dạy - học Vật lý .................................. 48 Kết luận chương I Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Chương II Xây d ựng tiến trình dạy học một số kiến thức về “Sóng ánh sáng" (SGK Vật lý 12 nâng cao) 2.1. Phân tích n ội dung kiến thức, kĩ năng và thái độ cần hình thành ở học sinh khi dạy học các ki ến thức về " Sóng ánh sáng " ........................................................................... 50 2.1.1. Đặc điểm các kiến thức về " Sóng ánh sáng" trong chương trình Vật lý PT ....... 50 2.1.2. Phân tích logic hình thành và phát tri ển các kiến thức về " Sóng ánh sáng " ...... 51 2.1.3. M ức độ yêu cầu nội dung kiến thức, kĩ năng học sinh cần nắm vững và thái độ cần hình thành ở học sinh khi dạy học các kiến thức về " Sóng ánh sáng " ................ 52 2.2. Tìm hi ểu thực tế dạy học một số kiến thức về " Sóng ánh sáng " ........................... 54 2.2.1. M ục đích điều tra ....................................................................................................... 54 2.2.2. Phương pháp và n ội dung điều tra ............................................................................ 55 2.2.3. K ết quả điều tra .......................................................................................................... 55 2.3. Lựa chọn và phối hợp các phương pháp dạy học tích cực, xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức về " Sóng ánh sáng" ...................................................................... 61 2.3.1. Nh ững định hướng chung của tiến trình xây dựng phương án dạy học một bài cụ thể theo hư ớng nghiên cứu của đề tài .............................................................................. 61 2.3.2. Thi ết kế tiến trình dạy học bài 1 " Tán sắc ánh sáng " ........................................... 63 2.3.3. Thi ết kế tiến trình dạy học bài 2: " Giao thoa ánh sáng - Nhiễu xạ ánh sáng " .. 75 2.3.4. Thi ết kế tiến trình dạy học bài 3 " Máy quang phổ - Các lo ại quang phổ ". ........ 89 Kết luận chương II ............................................................................................................ 98 Chương III: Thực nghiệm sư phạm ............................................................................... 99 3.1. M ục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ............................................................ 99 3.1.1. M ục đích của thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 99 3.1.2. Nhi ệm vụ của thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 99 3.2. Đ ối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................... 99 3.2.1. Đ ối tượng của thực nghiệm sư phạm ...................................................................... 99 3.2.2. Phương pháp th ực nghiệm sư phạm ....................................................................... 100 3.3. Kh ống chế của các tác động bên ngoài ảnh hưởng đến kết quả TNSP ................... 101 3.4. Chu ẩn bị cho thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 101 3.4.1. Ch ọn lớp thực nghiệm và đ ối chứng ........................................................................ 101 3.4.2. Các bài th ực nghiệm sư phạm .................................................................................. 101 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 3.5. Giáo viên c ộng tác thực nghiệm sư phạm ................................................................. 102 3.6. Phương pháp đánh giá k ết quả thực nghiệm sư phạm .............................................. 102 3.6.1. Căn c ứ để đánh giá ..................................................................................................... 102 3.6.2. Đánh giá và x ếp loại .................................................................................................. 103 3.7. Ti ến trình dạy học thực nghiệm sư phạm .................................................................. 103 3.7.1. L ịch giảng dạy thực nghiệm ..................................................................................... 104 3.7.2. Di ễn biến thực nghiệm sư phạm ............................................................................. 104 3.7.3. K ết quả và xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 109 3.8. Đánh giá chung v ề thực nghiệm sư phạm. ................................................................. 127 Kết luận chương III ........................................................................................................... 129 Kết luận chung .................................................................................................................... 130 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 MỞ ĐẦU I. LÝ DO CH ỌN ĐỀ TÀI Bước vào thế kỷ 21 - thế kỷ mà tri thức và kĩ năng của con người được coi như là yếu tố quyết định sự phát triển xã hội. Trong xã hội tương lai - xã hội dựa vào tri thức, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người thông minh, có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và tính nhân văn. " Giáo dục phải là ở hàng đầu và đóng vai trò chủ chốt trong phát triển xã hội tương lai ". Nghị quyết hội nghị lần thứ tư Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VII về tiếp tục đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo đã nhận định: " Con người được đào tạo thường thiếu năng động, chậm thích nghi với nền kinh tế xã hội đang đổi mới ". Từ đó đã nêu rõ một trong những quan điểm chỉ đạo để đổi mới sự nghiệp giáo dục là phải: " Phát triển giáo dục nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, đào tạo những con người có kiến thức văn hoá khoa học, có kỹ năng nghề nghiệp, lao động tự chủ, sáng tạo và có tính kỷ luật, giàu lòng nhân ái, yêu nước, yêu CNXH, sống lành mạnh, đáp ứng nhu cầu phát triển đất nước những năm 90 và chuẩn bị cho tương lai ". [24] Để thực hiện được những mục tiêu trên, đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) trong giáo dục đào tạo là một trong những nhiệm vụ cấp bách mà Đảng và nhà nước ta quan tâm. Nghị quyết Ban chấp hành Trung ương II khoá VIII chỉ rõ phải “Đổi mới PPDH, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến, phương ti ện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh...” Định hướng trên đây đã được pháp chế trong luật giáo dục điều 24.2 “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”. [22] (Luật giáo dục năm 2005). Vấn đề đặt ra đối với các trường học là cần không ngừng đổi mới về nội dung và PPDH. Giáo dục phải gắn chặt với yêu cầu phát triển của đất nước, phù hợp với xu thế thời đại. Song nền giáo dục nước ta trong giai đoạn vừa qua chưa đáp ứng được điều đó. Trong ki ểm điểm việc thực hiện nghị quyết Trung ương II khoá VIII đã chỉ rõ những yếu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 kém và nguyên nhân: “Hoạt động học tập trong các nhà trường ở mọi cấp học chủ yếu vẫn là hướng vào mục đích khoa cử, chưa quan tâm làm cho người dạy, người học, người quản lý coi trọng thực hiện mục đích học tập đúng đắn. Phương pháp giáo dục nặng về áp đặt thường khuyến khích tiếp thu một cách máy móc, chưa khuyến khích sự năng động, sáng tạo của người học...” Qua tìm hiểu và thực tế giảng dạy ở trường phổ thông (PT) cho thấy: Sự đổi mới PPDH ở trường phổ thông đang được tiến hành, phát tri ển tương đối nhanh ở các trường thuộc khu vực thành phố, song chuy ển biến còn chậm ở các trường miền núi, vùng sâu. Qua tìm hiểu một số luận văn đã nghiên cứu về vấn đề này, tôi thấy cần bổ sung thêm phần vận dụng công nghệ thông tin, khai thác các thí nghi ệm (T/N) ảo và khai thác trên Internet vào giảng dạy. Cần hướng dẫn học sinh (HS) làm một số T/N đơn giản và tổ chức HS tham quan thực tế. Nhằm khắc phục phần nào còn hạn chế, phát huy tính tích cực trong việc dạy học (DH) bộ môn Vật lý cho học sinh THPT, việc phân tích các PPDH, chỉ ra cách lựa chọn, phối hợp các PPDH một cách phù hợp trong mỗi giờ dạy nhằm phát huy, nâng cao kh ả năng nhận thức của HS trở thành một yêu cầu cấp bách đối với giáo viên (GV) Vật lý THPT. ở nước ta đã có nhiều công trình, đề tài nghiên cứu về PPDH Vật lý và đổi mới PPDH Vật lý ở các phần khác nhau của chương trình Vật lý PT nhưng vấn đề lựa chọn và kết hợp các PPDH tích cực trong việc giảng dạy một số kiến thức về Sóng ánh sáng nằm trong chương trình lớp 12 THPT nâng cao thì hầu như chưa có đề tài nào đề cập đến. Vì vậy tôi chọn vấn đề: "Lựa chọn và phối hợp các phương pháp dạy học tích cực nhằm tăng cường tính tích cực nhận thức của học sinh khi dạy một số kiến thức về Sóng ánh sáng chương tr ình lớp 12 nâng cao" làm đề tài nghiên cứu. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và thực tiễn vận dụng các PPDH, tìm kiếm phương án kết hợp các PPDH Vật lý nhằm phát huy tính tích cực nhận thức (TTCNT) của HS. Góp phần nâng cao chất lượng DH các kiến thức về "Sóng ánh sáng" chương tr ình lớp 12 THPT. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Quá trình d ạy học Vật lý ở trường phổ thông. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 IV. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu lý luận và thực tiễn việc vận dụng các PPDH Vật lý ở trường PT. Việc sử dụng, kết hợp các PPDH có khả năng nâng cao TTCNT của HS trong quá trình DH. 2. Khảo sát thực trạng dạy và học Vật lý hiện nay ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.Tìm hiểu những khó khăn của GV và HS, nguyên nhân d ẫn đến các khó khăn đó đ ể tìm cách khắc phục. Khai thác được vốn hiểu biết, những quan niệm (QN) và kiến thức sẵn có của HS trong quá trình DH. 3. Thiết kế 3 giáo án trong chương " Sóng ánh sáng " theo hướng phối hợp các PPDH tích c ực đã nêu ở trên. 4. Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm xác định mức độ phù hợp, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc lựa chọn, sử dụng kết hợp các PPDH tích cực trong tiến trình DH đã soạn thảo đối với việc nâng cao tính tích cực nhận thức của HS, nhằm nâng cao chất lượng DH một số kiến thức về " Sóng ánh sáng ". V. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu lựa chọn và phối hợp các PPDH tích cực một cách hợp lý linh hoạt, phù hợp với trình độ nhận thức của HS thì sẽ nâng cao được chất lượng và hiệu quả DH các kiến thức về " Sóng ánh sáng " VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU 1. Nghiên c ứu lý luận: - Các văn kiện của Đảng và nhà nước, của Bộ giáo dục và đào tạo có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu. - Các sách, bài báo v ề khoa học Vật lý phục vụ cho đề tài. - Các sách, bài báo v ề giáo dục học môn Vật lý, về tâm lý học, giáo dục học phục vụ cho đề tài. - Các công trình nghiên c ứu các vấn đề có liên quan trực tiếp đến đề tài (các luận văn, các chuyên đ ề). 2. Quan sát: Chủ yếu là dự giờ, quan sát vi ệc dạy của GV và việc học của HS trong quá trình DH Vật lý. 3. Thực nghiệm sư phạm: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 - Biên so ạn giáo án, trao đổi với GV dạy thực nghiệm (TN). - Tiến hành dạy thực nghiệm (So sánh các l ớp TN và các lớp đối chứng (ĐC). - Đánh giá hi ệu quả sư phạm của việc dạy - học theo hướng đã nghiên cứu. VII. ĐÓNG GÓP C ỦA LUẬN VĂN 1. Góp phần cụ thể hóa lý luận vào thực tiễn việc kết hợp các PPDH tích cực trong d ạy học Vật lý nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của HS ở trường THPT hiện nay. 2. Lập được sơ đồ biểu đạt tiến trình xây dựng kiến thức khoa học một số kiến thức về " Sóng ánh sáng " (SGK Vật lý 12 nâng cao) phù hợp với trình độ của học sinh. 3. Bổ sung tài liệu tham khảo cho GV Vật lý THPT, sinh viên các trư ờng đại học sư phạm và Cao đẳng sư phạm về tiến trình DH một số kiến thức về " Sóng ánh sáng " theo hướng phát huy tính tích cực (TTC), tự chủ của HS; góp phần đổi mới PPDH, nâng cao chất lượng DH môn Vật lý ở các trường THPT. VIII. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, phần tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm ba chương: Chương I : Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc lựa chọn và phối hợp các PPDH tích cực khi dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Chương II: Xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức về " Sóng ánh sáng " (SGK Vật lý 12 nâng cao). Chương III: Thực nghiệm sư phạm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 Chương I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN VÀ PHỐI HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC TÍCH CỰC KHI DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU * Những nghiên cứu về phương pháp dạy học Các PPDH hiểu theo nghĩa rộng là chung cho các môn học trong nhà trường PT, chúng là đối tượng nghiên cứu của lí luận DH. Nhiệm vụ của lí luận DH bộ môn, trong số đó có lí luận DH Vật lý, là nghiên cứu áp dụng các PPDH chung đã được nghiên cứu trong lý luận DH vào thực tiễn của môn học cụ thể, có tính đến các đặc điểm nội dung và phương pháp khoa học đặc trưng cho khoa học tương ứng. Do tầm quan trọng của nó đối với sự phát triển của các vấn đề lý thuyết và thực tiễn sư phạm, PPDH luôn luôn là trung tâm chú ý c ủa các nhà giáo dục các nước. Nhưng cho đến nay PPDH vẫn là một hiện tượng sư phạm nhiều quan điểm. Các khái niệm, phạm trù, cách phân lo ại, xu thế phát triển cũng như nhiều vấn đề khác của PPDH còn là những vấn đề đang được tranh luận, chưa có ý kiến thống nhất. Lịch sử phát triển về bản chất và cấu trúc của phương pháp dạy học Nhìn lại những thành quả đã đạt được, đặc biệt trong mấy chục năm gần đây, trong vi ệc nghiên cứu PPDH là hết sức cần thiết. Nhưng do tính chất rộng lớn của nó mà việc giới thiệu lịch sử vấn đề cũng chỉ có giới hạn trong phạm vi kinh nghiệm Liên Xô, nơi mà trư ớc đây vấn đề PPDH đã được tổ chức nghiên cứu m