Bồi dưỡng năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh trong dạy học phần Quang hình học vật lí 11 Trung học phổ thông

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-----------------------------

NGUYỄN VĂN NGHĨA

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số: 9140111

Thừa Thiên Huế, 2022

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-----------------------------

NGUYỄN VĂN NGHĨA

BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số: 9140111

Người hướng dẫn khoa học :

PGS.TS. LÊ CÔNG TRIÊM

TS. PHAN GIA ANH VŨ

TS. QUÁCH NGUYỄN BẢO NGUYÊN

Thừa Thiên Huế, 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu là khách quan, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.

Thừa Thiên Huế, ngày … tháng … năm 2022 Tác giả luận án

Nguyễn Văn Nghĩa

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Huế; Ban Đào tạo và công tác sinh viên, Đại học Huế; Ban Giám hiệu; Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm và quý Thầy giáo, Cô giáo khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cố NGƯT. PGS.TS. Lê Công Triêm - Người đã giúp đỡ tôi tận tình trong việc xây dựng ý tưởng, đặt nền móng khoa học đầu tiên cho toàn bộ luận án.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Phan Gia Anh Vũ và TS. Quách Nguyễn Bảo Nguyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và triển khai thực hiện luận án.

Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu, giáo viên và học sinh các trường PT Thực hành Sư phạm Đồng Nai, trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh - Tỉnh Đồng Nai đã nhiệt tình phối hợp, giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra và thực nghiệm sư phạm.

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, các bạn bè đồng nghiệp - những người đã luôn động viên, giúp đỡ về mọi mặt để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu của mình.

Thừa Thiên Huế, ngày … tháng … năm 2022 Tác giả luận án

Nguyễn Văn Nghĩa

MỤC LỤC

TRANG PHỤ BÌA i

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN viii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ TRONG LUẬN ÁN ix

DANH MỤC ĐỒ THỊ TRONG LUẬN ÁN ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH TRONG LUẬN ÁN ix

DANH MỤC SƠ ĐỒ TRONG LUẬN ÁN ix

MỞ ĐẦU 1

1. Lí do chọn đề tài 1

2. Mục tiêu nghiên cứu 3

3. Giả thuyết khoa học 3

4. Nhiệm vụ nghiên cứu 3

5. Đối tượng nghiên cứu 4

6. Phạm vi nghiên cứu 4

7. Phương pháp nghiên cứu 4

8. Những đóng góp của luận án 5

9. Cấu trúc luận án 5

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1. Những nghiên cứu về năng lực và năng lực thực hành thí nghiệm ở nước ngoài 6

1.2. Những nghiên cứu về năng lực và năng lực thực hành thí nghiệm ở trong nước 12

1.3. Kết luận chương 1 25

Chương 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 27

2.1. Năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh trong dạy học Vật lí 27

2.1.1. Khái niệm và cấu trúc của năng lực 27

2.1.2. Khái niệm Năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh 31

2.1.3. Cấu trúc năng lực thực hành thí nghiệm 32

2.1.4. Đánh giá Năng lực thực hành thí nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí 35

2.2. Điều tra thực trạng của việc bồi dưỡng Năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí 43

2.2.1. Mục đích điều tra 44

2.2.2. Đối tượng điều tra 44

2.2.3. Phương pháp điều tra 44

2.2.4. Kết quả điều tra 44

2.3. Các biện pháp bồi dưỡng Năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí 49

2.3.1. Biện pháp 1 50

2.3.2. Biện pháp 2 62

2.3.3. Biện pháp 3 64

2.3.4. Biện pháp 4 71

2.4. Quy trình bồi dưỡng năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí 73

2.4.1. Giai đoạn 1 73

2.4.2. Giai đoạn 2 75

2.4.3. Giai đoạn 3 76

2.5. Kết luận chương 2 77

Chương 3. TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO HƯỚNG BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CHO HỌC SINH PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 80

3.1. Phân tích nội dung phần Quang hình học Vật lí 11 trung học phổ thông 80

3.1.1. Đặc điểm về nội dung và cấu trúc của phần Quang hình học 80

3.1.2. Những thuận lợi và khó khăn của phần Quang hình học đối với việc bồi dưỡng Năng lực thực hành thí nghiệm 82

3.2. Phân tích bài học và định hướng sử dụng các biện pháp bồi dưỡng Năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh trong dạy học phần Quang hình học Vật lí 11 trung học phổ thông 83

3.2.1. Đối với chương “Khúc xạ ánh sáng” 83

3.2.2. Đối với chương “Mắt. Các dụng cụ quang” 87

3.3. Thiết kế một số tiến trình dạy học phần Quang hình học, Vật lí lớp 11 theo hướng bồi dưỡng Năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh 94

3.3.1. Bài 26. Khúc xạ ánh sáng 95

3.3.2. Bài 27. Hiện tượng phản xạ toàn phần 109

3.4. Kết luận chương 3 125

Chương 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 127

4.1. Thực nghiệm sư phạm lần 1 127

4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm lần 1 127

4.1.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm lần 1 127

4.1.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm lần 1 128

4.1.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 1 129

4.2. Thực nghiệm sư phạm lần 2 132

4.2.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm lần 2 132

4.2.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm lần 2 132

4.2.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm lần 2 133

4.2.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm lần 2 134

4.3. Kết luận chương 4 162

KẾT LUẬN 163

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG CÔNG BỐ 166

TÀI LIỆU THAM KHẢO 168

PHỤ LỤC 1 ..............................................................................................................P1

PHỤ LỤC 2. Kế hoạch dạy học một số bài theo hướng bồi dưỡng Năng lực thực hành thí nghiệm cho học sinh trong dạy học phần quang hình học vật lí lớp 11 THPT........P6 PHỤ LỤC 3. Phiếu quan sát giờ dạy .....................................................................P51 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TỪ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM..................................P64

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Viết đầy đủ	Viết tắt
1.	Dạy học	DH
2.	Đối chứng	ĐC
3.	Đánh giá	ĐG
4.	Giáo viên	GV
5.	Hành vi	HV
6.	Học sinh	HS
7.	Khúc xạ ánh sáng	KXAS
8.	Kỹ năng	KN
9.	Năng lực	NL
10.	Năng lực thực hành	NLTH
11.	Năng lực thực hành thí nghiệm	NLTHTN
12.	Năng lực thực nghiệm	NLTNg
13.	Nghiên cứu	NC
14.	Phản xạ toàn phần	PXTP
15.	Sách giáo khoa	SGK
16.	Thấu kính hội tụ	TKHT
17.	Thấu kính phân kì	TKPK
18.	Thí nghiệm	TN
19.	Thực nghiệm sư phạm	TNSP
20.	Thực nghiệm	TNg
21.	Trung học phổ thông	THPT
22.	Vật lí	VL