Sáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng d

Sáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dSáng kiến kinh nghiệm, SKKN Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng d

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1

1 TÓM TẮT 3

2 GIỚI THIỆU 4

2.1 HIỆN TRẠNG 4

2.2 GIẢI PHÁP THAY THẾ 5

2.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU GẦN ĐÂY 6

2.4 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7

2.5 GIẢ THUYẾT NGHIÊN CỨU 7

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7

3.1 KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU 7

3.2 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU 8

3.3 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU 9

3.3.1 Mục tiêu kiến thức, kĩ năng trong dạy học “Dao động cơ” - vật lí 12 10

3.3.2 Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học 11

3.3.3 Xây dựng các video thí nghiệm cần tiến hành 11

3.3.4 Biên tập video thí nghiệm 16

3.3.5 Sử dụng phần mềm Coach để phân tích các video thí nghiệm đã xây dựng 16

3.4 ĐO LƯỜNG, THU THẬP SỐ LIỆU 23

4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23

4.1 KẾT QUẢ 23

4.2 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 24

4.3 BÀN LUẬN 25

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26

5.1 KẾT LUẬN 26

5.2 KHUYẾN NGHỊ 27

6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

7 PHỤ LỤC 27

SLLT Suy luận lý thuyết

1 TÓM TẮT

Nền giáo dục Việt Nam đang hướng tới đổi mới căn bản và toàn diện

Do đó việc đổi mới phương pháp dạy học làm tăng tính hứng thú, tích cựchoạt động của học sinh để học sinh yêu thích môn học và có kết quả là vấn đềđang được nhiều người quan tâm không chỉ riêng cán bộ, giáo viên, nhữngnhà nghiên cứu giáo dục mà còn là vấn đề xã hội hiện nay Trong quá trìnhđổi mới phương pháp dạy học (PPDH) ở các trường phổ thông hiện nay, bêncạnh đầu tư cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học, ứng dụng công nghệ thôngtin (CNTT) vào dạy học có hiệu quả là một yêu cầu quan trọng của quá trìnhđổi mới PPDH

Vật lí (VL) là một môn khoa học thực nghiệm, vì vậy để bồi dưỡng nănglực sáng tạo, tự lực chiếm lĩnh kiến thức cho học sinh trong dạy học VL thìcách tốt nhất là dạy cho học sinh biết sử dụng các phương pháp nhận thức

VL Trong đó phương pháp thực nghiệm là phương pháp đặc thù của nghiêncứu VL Do đó, việc trang bị, bồi dưỡng cho học sinh năng lực thực nghiệm(NLTN) trong dạy học VL là hết sức cần thiết, điều này giúp cho học sinhnâng cao được chất lượng học tập, tăng sự đam mê với môn học …

Từ một vài lý do nêu trên chúng ta thấy được tầm quan trọng của việcđưa thí nghiệm vào trong dạy học vật lí (DHVL) Tuy nhiên, do sự khó khăn

về cơ sở vật chất, điều kiện thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, trang bị khôngđồng bộ … làm cho việc đưa thí nghiệm vào trong dạy học có thêm một phầnkhó khăn Dù vậy trong thời đại CNTT phát triển mạnh mẽ, những khó khăntrên có thể được giải quyết một cách khá dễ dàng thông qua các phần mềm thínghiệm ảo, phân tích ảnh, video… Qua thời gian nghiên cứu và ứng dụng

CNTT trong dạy học, tôi chọn đề tài nghiên cứu “Sử dụng chức năng phân tích video của phần mềm Coach (gọi tắt là: phần mềm phân tích video Coach) trong dạy học một số thí nghiệm phần “Dao động cơ học - Vật lí 12” nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lí” Sở dĩ tôi chọn phần mềm

phân tích video mà không phải thí nghiệm ảo vì không như thí nghiệm ảo kết

quả mang nhiều tính chủ quan của người viết phần mềm còn thí nghiệm phântích video mang tích khách quan, tương đương với một thí nghiệm thực tế.Hiện nay, phần mềm phân tích video có nhiều nhưng không phải phầnmềm nào cũng có thể sử dụng có hiệu quả Qua kinh nghiệm tôi nhận thấy

Coach 7.0 là một trong nhưng phần mềm đáp ứng tốt được yêu cầu này Khi

tiến hành tổ chức dạy học giáo viên và học sinh thực hiện các thao tác trực

tiếp trên phần mềm ngay trong tiết dạy trên lớp, kết hợp với các phần mềm và

nguồn tài nguyên từ internet nhằm thiết kế và tổ chức dạy học giúp cho họcsinh tiếp thu kiến thức bài học một cách nhẹ nhàng, hiệu quả, kích thích tính tưduy logic, và làm cho bộ não luôn hoạt động Trong quá trình học có sử dụngthí nghiệm giúp các em ghi nhớ kiến thức ngay trên lớp, ít ghi chép, mà kiếnthức lại khắc sâu, hiệu quả

Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã thực hiện trên hai lớp tương đương.Kết quả cho thấy tác động có ảnh hưởng rõ rệt đến kết quả học tập của họcsinh Điểm kiểm tra của lớp thực nghiệm (LTN) có giá trị trung bình là 8,2;điểm kiểm tra của lớp đối chứng (LĐC) là 7,7 Kết quả kiểm chứng T-test cho

thấy p = 0,0051< 0,05 có nghĩa là có sự khác biệt lớn giữa điểm trung bình

của LTN và LĐC Điều đó chứng minh rằng việc đưa phần mềm phân tíchảnh, video vào dạy vật lí đã nâng cao kết quả học tập cho học sinh một cách rõrệt

2 GIỚI THIỆU

2.1 HIỆN TRẠNG

VL là một môn khoa học thực nghiệm, vì vậy việc lồng ghép các thínghiệm (TN) vào trong các bài học VL là một biện pháp quan trọng nhằmnâng cao chất lượng dạy và học, góp phần tích cực trong hoạt động truyềnđạt kiến thức cho HS, bồi dưỡng NLTN cho học sinh Tuy nhiên để tiết họcnào cũng có thí nghiệm là điều khó khăn trong giảng dạy hiện nay, khôngphải trường nào cũng đáp ứng được yêu cầu này do sự khó khăn về cơ sở vậtchất, điều kiện thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, trang bị không đồng bộ Thông

qua kết quả điều tra dựa trên phiếu điều tra của gần 50HS thì có XXX% chorằng sử dụng thí nghiệm trong bài học mang lại hiệu quả cao, tuy nhiên cũng

có XXX% cho rằng việc GV sử dụng thí nghiệm trong dạy học đang ở mứcrất ít, XXX% được hỏi cho rằng hiện tại việc học vẫn còn nặng về việc GVgiảng bài, học sinh chép Học sinh ít được tham gia trao đổi và thảo luận nhưcác giờ có sử dụng TBTN

Vì vậy, việc đổi mới nội dung và phương pháp (PP) trong DHVL phảigắn liền với việc tăng cường sử dụng TN trong quá trình dạy học VL Bêncạnh đó, khối lượng kiến thức trong mỗi bài học lớn đa số trong các bài đều

có TN Ngoài sự khó khăn về thiết bị thí nghiệm, cở sở vật chất thì nhữngthí nghiệm hiện có còn nhiều thí nghiệm mang tính trừu tượng, chưa thể hiện

rõ được vai trò của TNVL Điều đó, đòi hỏi phải có một giải pháp để giảiquyết vấn đề này, một trong những giải pháp đó là việc ứng dụng CNTT vàotrong dạy học thông qua các phần mềm phân tích ảnh, video Việc này giúphọc sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, sâu sắc, tin tưởng vào kiếnthức mà mình chiếm lĩnh được, hơn cả là tạo hứng thú học tập cho học sinhtrong từng bài học Dễ dàng hướng dẫn học sinh có thể tham gia làm thínghiệm, điều này tạo cho học sinh say mê hứng thú, trở nên yêu thích mônhọc VL

Hiện nay có nhiều phần mềm phân tích ảnh, video có thể phục vụ choviệc dạy học như Videopoint, Galileo, Coach… Tuy nhiên qua thực tiễn và

kinh nghiệm tôi chọn sử dụng phần mềm Coach 7.0 Đặc biệt với việc sử

dụng phần mềm này có những ưu điểm nổi bật sau:

- Có thể giảm nhẹ lao động sư phạm giáo viên: Với chương trình đổi mớigiáo dục như hiện nay hầu hết các tiết dạy đều có thí nghiệm, với một số thínghiệm đơn giản, ít dụng cụ thì giáo viên có thể dễ dàng chuẩn bị dụng cụ, dễdàng chuyển từ lớp học này sang lớp học khác Tuy nhiên với một số thínghiệm mà các dụng cụ cồng kềnh, thí nghiệm còn mang tính trừu tượng thìviệc lựa trọn phần mêm làm cho vấn đề trở nên đơn giản

- Tăng hứng thú học tập cho học sinh: Qua thực tế giảng dạy, tôi thấyrằng các bài giảng có thí nghiệm thực tế hoặc thông qua phần mềm đều làmhọc sinh tập trung hơn, hứng thú học tập hơn và tiếp thu bài nhanh hơn đặcbiệt giáo viên không phải thuyết trình giảng giải một cách trừu tượng.

- Kết quả thu được hoàn toàn khách quan, tương đương với kết quả thuđược từ một thí nghiệm thực tế

2.2 GIẢI PHÁP THAY THẾ

Để nâng cao chất lượng học tập, giải quyết được vấn đề thiếu thiết bị thínghiệm, cơ sở vật chất, thí nghiệm còn mang tính trừu tượng… thì giải pháptối ưu được lựa chọn là sử dụng phần mềm phân tích video Coach trong dạyhọc một số TNVL, trong đó có các thí nghiệm “Dao động cơ – vật lí 12”:Giới thiệu và hướng dẫn cho HS cùng thực hiện thí nghiệm Tạo cho học sinhkích thích tư duy, hoạt động của trí não, giúp cho học sinh hứng thú học tập

để nâng cao kết quả môn vật lí

Sử dụng các phần mềm soạn bài giảng điện tử và các phần mềm hỗ trợdạy học khác: Giúp cho học sinh tiếp cận tri thức mới dễ dàng, nắm vững nộidung kiến thức trừu tượng

Tổ chức cho học sinh thảo luận, hoạt động nhóm: Chia lớp thành từngnhóm, phân công nhiệm vụ, từng nhóm lên thực hiện thí nghiệm và xử lý trênmáy tính, thu thập số liệu rút ra nhận xét, kết luận Sau đó hình thành nên kiếnthức dưới sự hướng dẫn định hướng của Giáo viên Với cách học như vậy các

em có thể ghi nhớ kiến thức ngay trên lớp, ghi nhớ lâu, vận dụng tốt vào quátrình giải bài tập cũng như vận dụng tốt vào thực tiễn

Đảm bảo tiến trình dạy học: Giáo viên phải đầu tư về tiếng anh, CNTT:tìm hiểu phần mềm, biết dịch từ tiếng Anh sang tiếng Việt (vì đa số các phầnmềm này đều viết bằng tiếng Anh), biết cài đặt, sử dụng tốt phầm mềm Coach7.0; Powerpoint; Paint; Camtasia … biết kết nối các phần mềm với nhau, giúphọc sinh hứng thú, tiết học có hiệu quả

2.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU GẦN ĐÂY

Đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng CNTT trong dạy học, trong đó cóviệc sử dụng phần mềm phân tích video trong dạy học, tuy nhiên tác giả chưatìm thấy bất cứ đề tài nghiên cứu nào sử dụng phần mềm Coach trong dạy họcTNVL; xong cũng có một số đề tài tương tự như:

- Xây dựng phần mềm phân tích Video và tổ chức hoạt động nhận thứccủa học sinh trong dạy học các quá trình cơ học biến đổi nhanh theo quanđiểm lý luận dạy học hiện đại, Nguyễn Xuân Thành, 2003

- Sử dụng phần mềm videopoint trong dạy học chương “Động học chấtđiểm”, Lê Phước Hải, khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm

- Sử dụng phần mềm Galileo trong bài học “Rơi tự do” nhằm nâng caochất lượng trong dạy học vật lí, Nguyễn Tuấn Đạt, THPT Nghi Lộc III

Các đề tài trên đều đã cho thấy được tác dụng của việc áp dụng phầnmềm phân tích video trong dạy học

2.4 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Sử dụng phần mềm phân tích video Coach trong dạy học một số thínghiệm phần “Dao động cơ học - Vật lí 12” có làm nâng cao chất lượng dạyhọc Vật lí hay không?

2.5 GIẢ THUYẾT NGHIÊN CỨU

Sử dụng phần mềm phân tích video Coach trong dạy học một số thínghiệm phần “Dao động cơ học - Vật lí 12” có làm nâng cao chất lượng dạyhọc Vật lí

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

Khách thể được sử dụng để thực hiện nghiên cứu đề tài là học sinh lớp

12 chuyên Anh và 12 chuyên hóa trường THPT chuyên Nguyễn Chí Thanh vìcác đối tượng này có nhiều thuận lợi cho việc NCKHSPƯD về cả phía đốitượng học sinh và giáo viên

Giáo viên: Giáo viên dạy LTN và giáo viên dạy LĐC đều có thâm niên, kinh

nghiệm và nhiệt tình trong công tác giảng dạy và nghiên cứu

Học sinh: Tôi chọn hai lớp nguyên vẹn: lớp 12 chuyên hóa là LTN và 12

chuyên Anh là LĐC Hai lớp được chọn tham gia nghiên cứu có nhiều điểmtương đồng nhau về tỉ lệ giới tính, dân tộc Cụ thể như sau:

- Về tâm sinh lí: Các học sinh ở hai lớp này có độ tuổi như nhau, tâm lí,hoàn cảnh gia đình như nhau

- Về ý thức học tập, tất cả các em ở hai lớp này đều tích cực, chủ động

- Về thành tích học tập của năm học trước, hai lớp tương đương nhau vềđiểm số của môn học

Bảng 1: Thông tin về học sinh hai lớp

3.2 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

Tiến hành kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm tương đương.

Tôi lấy điểm trung bình của năm học trước đó để so sánh về mức độtương đồng giữa hai đối tượng nghiên cứu

Bảng 2: So sánh điểm trung bình kiểm tra của hai lớp trước tác động

Lớp thực nghiệm

Lớp đối chứng Kiểm tra

trước tác động

Sử dụng kết quả điểm trung bình năm trước đó của hai lớp và nghiên cứu

sử dụng phương pháp kiểm chứng T-test độc lập (p = 0.1223 > 0,05) Kết quảnày không chỉ cho thấy điểm trung bình của cả hai lớp và còn suy ra sự chênhlệch điểm trung bình của 2 lớp thực nghiệm và đối chứng trước tác động làkhông có ý nghĩa Kết luận được kết quả học tập 2 lớp trước tác động là tươngđương nhau

Sau đó giáo viên cho hai lớp làm bài kiểm tra sau khi đã học xongchương “Dao động cơ” và lấy kết quả bài kiểm tra làm bài kiểm tra sau tácđộng Cụ thể:

- Điểm kiểm tra trước tác động: điểm trung bình của năm học trước đó

- Bài kiểm tra sau tác động: giáo viên cho một đề cho hai lớp cùng làm

- Tiến hành kiểm tra và chấm bài

Bảng thiết kế nghiên cứu:

Bảng 3: T-test độc lập

Lớp Kiểm tra

trước tác động Tác động

Kiểm tra sau tác động

Thực nghiệm T1

Dạy học có sử dụng cácthí nghiệm được thựchiện trên phần mềmphân tích video Coack

T3

Đối chứng T2

Dạy học không có sửdụng các thí nghiệmđược thực hiện trên phầnmềm phân tích videoCoack

T4

3.3 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU

* Giáo viên dạy lớp đối chứng: Dạy học theo phương pháp truyền thống,

tức là không đưa các thí nghiệm được thực hiện trên phần mềm Coach vào bàigiảng

* Giáo viên dạy lớp thực nghiệm: Thiết kế bài dạy theo phương pháp có

sử dụng các thí nghiệm được thực hiện trên phần mềm Coach; tổ chức thảoluận và hoạt động nhóm

- Thiết kế bài giảng điện tử theo chuẩn kiến thức kĩ năng, đảm bảo thờigian và tiến trình lên lớp và tổ chức lớp học phù hợp đảm bảo mọi học sinhđều phải làm việc, kích thích tư duy sáng tạo cho trí não hoạt động Giao nhiệm

vụ cho từng nhóm học sinh phải làm việc cụ thể từng nội dung bài học, chuẩn

bị bài cũ, các kiến thức liên quan nhằm giúp cho học sinh tiếp nhận tri thức mớilogic và khoa học

- Thiết kế nội dung: Tóm tắt các kiến thức cần giới thiệu có thể là vănbản, các liên kết đến website, dữ liệu từ nguồn máy tính cá nhân, mạnginternet, các phần mềm hỗ trợ dạy học, tổ chức hoạt động dạy học phải phùhợp với cấu trúc hoạt động và chức năng của bộ não, giúp cho học sinh khaithác tiềm năng vô tận của bộ não

- Giới thiệu cho đồng nghiệp và HS về phần mềm, các trang thông tin vềmôn học, hướng dẫn các em cách tìm tài liệu học tập trên mạng

3.3.1 Mục tiêu kiến thức, kĩ năng trong dạy học “Dao động cơ” - vật lí 12

a Mục tiêu kiến thức

Các mục tiêu theo chuẩn kiến thức, kĩ năng:

- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hòa

- Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha ban đầu là gì

- Nêu được quá trình biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa

- Viết phương trình động lực học và phương trình dao động điều hòa củacon lắc lò xo và con lắc đơn

- Viết được công thức tính chu kì (tần số) dao động điều hòa của con lắc

lò xo và con lắc đơn

- Nêu được dao động tắt dần là gì?

- Nêu được đặc điểm dao động tắt dần.

Theo tôi để phát huy tính tích cực, sáng tạo nâng cao chất lượng học của

HS cần bổ sung mục tiêu kiến thức như sau:

- Nhận dạng được dấu hiệu của sự dao động cơ (sự chuyển động lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng của một số hệ vật)

- Nhớ được dạng toán học của phương trình li độ, vận tốc, gia tốc, công thức chu kì dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn

- Nhớ được biểu thức tính cơ năng của các hệ dao động điều hòa

- Xác định được các đại lượng: li độ, vận tốc, gia tốc, lực, cơ năng

- Nhớ được các đặc điểm của dao động tắt dần

b Mục tiêu kĩ năng

Các mục tiêu theo chuẩn kiến thức, kĩ năng:

- Giải được các bài tập đơn giản về dao động điều hòa của con lắc lò xo

và con lắc đơn

- Xác định được chu kì của con lắc lò xo và con lắc đơn Đo được gia tốctrọng trường bằng thí nghiệm

Theo tôi để phát huy tính tích cực, sáng tạo nâng cao chất lượng học của

HS cần bổ sung mục tiêu kiến thức như sau:

- Thiết kế phương án thí nghiệm kiểm nghiệm được các kết quả từ suyluận lí thuyết

- Tiến hành được thí nghiêm theo phương án đã thiết kế để rút ra các kếtluận

- Đề xuất được nguyên nhân gây tắt dần dao động và thiết kế đượcphương án thí nghiệm cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết

- Làm việc cá nhân tại nhà và làm việc hiệu quả theo nhóm

- Lắp ráp thiết bị thí nghiệm (TBTN), thực hiện thí nghiệm (THTN) hoặc

sử dụng video thí nghiệm có sẵn, thu thập và xử lí số liệu (sử dụng phần mềmCoach), rút ra kết luận từ kết quả thu được

3.3.2 Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học.

Trong dạy học "Dao động cơ - vật lí 12” để phát huy tính tích cực, sángtạo, nâng cao chất lượng học của HS thì cần tiến hành các thí nghiệm sau:

- TN1: Kiểm nghiệm phương trình dao động của con lắc lò xo nằmngang

- TN2: Kiểm nghiệm phương trình dao động của con lắc lò xo thẳngđứng

- TN3: Kiểm nghiệm phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn

- TN4: Kiểm nghiệm biểu thức chu kì dao động của con lắc lò xo

- TN5: Kiểm nghiệm biểu thức chu kì dao động của con lắc đơn

- TN6: Khảo sát dao động tắt dần của con lắc lò xo do lực cản của môitrường

3.3.3 Xây dựng các video thí nghiệm cần tiến hành

Sau đây, tôi xin trình bày về sự cần thiết của việc xây dựng các thí nghiệmcần tiến hành, cách bố trí TN, tiến hành thí nghiệm và ghi hình để có các videoTN

a TN1: Kiểm nghiêm phương trình dao động của con lắc lò xo nằm ngang

* Sự cần thiết: Trên cơ sở suy luận từ định luật 2 Niu-Tơn, với lực tác

dụng lên vật dao động trong trường hợp của con lắc lò xo nằm ngang không

có ma sát là lực đàn hồi của lò xo F = -kx, và HS được thông báo nghiệm củaphương trình vi phân bậc 2: x ''+ω2=0 do hạn chế về kiến thức toán, HS sẽ rút

ra được những kết luận sau:

- Dao động của con lắc lò xo nằm ngang, trong giới hạn đàn hồi là daođộng điều hòa, được biểu thị bằng phương trình x= Acos(ωt+ φ) Đồ thị biểu

diễn sự biến đổi của chu kì dao động x theo thời gian t có dạng hình sin.

- Chu kì dao động điều hòa T của con lắc lò xo nằm ngang được tínhtheo biểu thức T =2 π √(k /m) (chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ dao động)

Các kết luận này có thể được kiểm nghiệm nhờ các TN được tiến hànhsau đó Trong dạy học ở nước ta hiện nay, đã có một số TBTN có thể thựchiện được yêu cầu này Tuy nhiên, việc bố trí thí nghiệm kiểm nghiệm mấtrất nhiều thời gian, bộ TN còn nhiều chi tiết và phải thông qua nhiều khâu để

xử lí kết quả thu được Vì vậy, việc lựa chọn phần mềm Coack để có thể phântích video TN mà HS đã tự làm và tự ghi lại để kiểm nghiệm các kết luận trênmột cách nhanh chóng là cần thiết

* Bố trí thí nghiệm

- TN được bố trí như trong hình

Hình 1: Bố trí thí nghiệm con lắc lò xo nằm ngang

Trong TN gồm các dụng cụ sau: đệm khí (1), vật dao động (2), lò xo (3), thước mẫu (4) và giá cố định trên băng đệm khí (5), kèm theo thiết bị ghi hình (điện thoại, máy quay )

Các dụng cụ này được bố trí như sau:

- Đặt vật dao động ốp khít vào hai mặt bên của băng đệm khí hình lăng trụ tam giác bằng nhựa

- Gắn một đầu của lò xo (3) vào vật dao động (2), còn đầu kia của lò xo(3) được kẹp chặt vào giá trên băng đệm khí (1)

- Máy quay được đặt vuông góc với mặt phẳng chuyển động của vật

- Thước mẫu (4) được đặt cùng phương với phương chuyển động của vật, tại vị trí sao cho máy quay có thể ghi hình rõ nhất

Tiến hành thí nghiệm và ghi hình:

- Cho máy thổi khí hoạt động và kéo vật (2) ra khỏi vị trí cân bằng khoảng 20mm rồi thả nhẹ để vật bắt đầu dao động

- Khi vật đã dao động ổn định (không bị lắc) thì bắt đầu bật thiết bị ghihình

- Sau khi ghi hình được khoảng 5 chu kì dao động của con lắc lò xo nằm ngang thì dừng TN

b TN2+TN5: Kiểm nghiệm phương trình dao động và chu kì dao động của con lắc lò xo thẳng đứng

* Sự cần thiết: Bằng cách sử dụng phương pháp động lực học đã biết,

HS sẽ thấy rằng: tuy vật dao động chịu tác dụng của 2 lực là trọng lực và lựcđàn hồi nhưng do lực tổng hợp tác dụng lên nó vẫn là F = -kx nên con lắc vẫndao động điều hòa và HS cũng đi tới các kết luận như trường hợp con lắc lò

xo nằm ngang Để tránh sự áp đặt thừa nhận các kiến thức đã thu được về daođộng điều hòa của con lắc lò xo thẳng đứng, ta cũng sử dụng phần mềmCoach để phân tích video TN về con lắc lò xo thẳng đứng để kiểm nghiệmphương trình dao động và chu kì dao động của con lắc lò xo thẳng đứng

* Bố trí TN

Hình 2: Thí nghiệm khảo sát phương trình dao động và chu kì con lắc

1 2

3

lò xo treo thẳng đứng

TN được bố trí như trong hình 2 Trong TN gồm các dụng cụ sau: giá

TN và thước đo (1), lò xo (2), vật dao động (3), kèm theo thiết bị ghi hình(điện thoại, máy quay )

Các dụng cụ này được bố trí như sau:

- Gắn một đầu của lò xo (2) vào vật dao động (3), còn đầu kia của lò xođược kẹp chặt vào thanh kim loại trên giá TN (1)

- Máy quay được đặt vuông góc với mặt phẳng chuyển động của vật, ở

vị trí sao cho có thể ghi hình rõ nhất

Tiến hành thí nghiệm và ghi hình:

- Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng xuống dướirồi thả nhẹ

- Khi vật đã dao động ổn định (không bị lắc) thì bắt đầu bật thiết bị ghihình

- Sau khi ghi hình được khoảng 5 chu kì dao động của con lắc lò xothẳng đứng thì dừng TN

- Lặp lại các bước thí nghiệm trên trong trường hợp thay đổi lò xo, thayđổi khối lượng vật dao động

c TN3+ TN6: Kiêm nghiệm phương trình dao động và chu kì dao động của con lắc đơn

* Sự cần thiết: Khi nghiên cứu về dao động của con lắc đơn, giống

như với con lắc lò xo, HS cũng xuất phát từ định luật 2 Niu-tơn và phân tíchcác lực tác dụng lên vật dao động, thực hiện suy luận lí thuyết để đi tới các kiếnthức mới:

- Dao động của con lắc đơn (vật nặng có khối lượng m, có kích thước

nhỏ, được treo ở đầu một sợi dây mềm, không dãn, có độ dài 1 và có khối

lượng không đáng kể) với biên độ góc nhỏ là dao động điều hòa Quy luật daođộng được diễn tả bởi phương trình theo li độ cong s=S0cos ⁡(ωt+φ) hoặc bởi

phương trình theo li độ góc α=α0cos ⁡(ωt +φ).

- Biểu thức chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn: T =2 π√g l

Và để đơn giản trong việc kiểm nghiệm lại các kết quả trên thì theo tôi cũng nên sử dụng phần mềm Coach

* Bố trí TN:

TN được bố trí như trong hình vẽ dưới

Hình 3 Thí nghiệm kiểm nghiệm phương trình dao động điều hòa và chu kì

của con lắc đơn Trong TN gồm các dụng cụ sau: giá TN và thước đo (1), sợi dây không dãn (2), vật dao động (3), kèm theo thiết bị ghi hình (điện thoại, máy quay ).

Các dụng cụ này được bố trí như sau:

- Gắn một đầu của sợi dây không dãn (2) vào vật dao động (3), còn đầukia của sợi dây không dãn được kẹp chặt vào thanh kim loại trên giá TN (1)

- Máy quay được đặt vuông góc với mặt phẳng chuyển động của vật, ở

vị trí sao cho có thể ghi hình rõ nhất

Tiến hành thí nghiệm và ghi hình:

- Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng theo phương ngang một góc nhỏ (<10°) rồi thả nhẹ

1

2

3

- Khi vật đã dao động ổn định (không bị lắc) thì bắt đầu bật thiết bị ghihình.

- Sau khi ghi hình được khoảng 5 chu kì dao động của con lắc đơn thìdừng TN

- Lặp lại các bước thí nghiệm trên trong trường hợp thay đổi chiều dàidây, thay đổi khối lượng vật dao động

3.3.4 Biên tập video thí nghiệm

Sau khi đã có được những video thí nghiệm, sẽ có những bối cảnh thừa,không cần thiết, và một số thông số kĩ thuật của video chưa phù hợp với phần

mềm Coach nên tôi bổ sung thêm phần mềm Camtasia để biên tập lại video

theo yêu cầu Các bước biên tập như sau:

- Cắt lấy video cần thiết (từ lúc vật dao động ổn định đến lúc vật thựchiện khoảng 3-5 chu kì dao động)

- Tách âm thanh trong video vì phần mềm Coach không cần sử dựng âmthanh

- Xuất bản (Export) video sang định dạng file AVI, MP4

3.3.5 Sử dụng phần mềm Coach để phân tích các video thí nghiệm

đã xây dựng

Sau khi tiến hành TN, ghi hình, biên tập và xử lí video, tôi thu thập đượccác video TN phù hợp với yêu cầu của phần mềm Coach và tiến hành phântích video để kiểm nghiệm các giả thuyết

a TN1: kiểm nghiệm phương trình dao động của con lắc lò xo nằm ngang

Hình 4 Thí nghiệm kiểm nghiệm phương trình dao động

con lắc lò xo nằm ngang

Nhìn vào kết quả phân tích chuyển động sau khi Fit hàm của thínghiệm trên ta thấy đồ thị dao động của con lắc lò xo nằm ngang có dạng hìnhsin, phương trình dao động của con lắc lò xo nằm ngang có dạng

A: là biên độ dao động (m), B: vận tốc góc ω (rad/s), C: độ lệch pha ban đầu φ

(rad), D là độ lệch của VTCB khỏi gốc tọa độ

b TN2: Kiểm nghiệm phương trình dao động của con lò xo treo thẳng đứng

Hình 6: Hình ảnh phân tích chuyển động của lò xo treo thẳng đứng

Hình 7: Kết quả phân tích chuyển động của lò xo treo thẳng đứng sau khi Fit

hàm

Nhìn vào kết quả phân tích chuyển động sau khi Fit hàm của thínghiệm trên ta thấy đồ thị dao động của con lắc lò xo thẳng đứng có dạnghình sin, phương trình dao động của con lắc lò xo thẳng đứng có dạng

A: là biên độ dao động (m), B: vận tốc góc ω (rad/s), C: độ lệch pha ban đầu φ

(rad), D là độ lệch của VTCB khỏi gốc tọa độ

c TN3: Kiểm nghiệm phương trình dao động của con lắc đơn

Hình 8: Hình ảnh phân tích chuyển động của con lắc lò xo

Hình 9: Kết quả phân tích chuyển động của con lắc đơn sau khi Fit hàm

Nhìn vào kết quả phân tích chuyển động sau khi Fit hàm của thínghiệm trên ta thấy đồ thị dao động của con lắc đơn có dạng hình sin, phươngtrình dao động của con lắc đơn có dạng s= A sin( Bt +C )+Dphù hợp với kết quả

từ suy luận lý thuyết (SLLT) Trong đó, A: là biên độ dao động (m), B: vậntốc góc ω (rad/s), D là độ lệch của VTCB khỏi gốc tọa độ

d TN4: Kiểm nghiệm biểu thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo

Hình 10: Kết quả phân tích chuyển động của lò xo treo thẳng đứng

sau khi Fit hàm

Ta có, T =2 π√m/k nên ta kiểm nghiệm biểu thức tính chu kì dao độngcủa con lắc lò xo qua biểu thức tính ω

Trong thí nghiệm trên, tôi sử dụng vật dao động có khối lượng m= 60g,

lò xo có độ cứng k = 2,1 N/m

Từ SLLT, ta có công thức tính ω=√k /m Thay các giá trị của m và kvào công thức ta được ω = 5,916 rad/s So sánh với kết quả phân tích từ phần

mềm Coach ω = 5,911 rad/s thì ta thấy hai giá trị này xấp xỉ bằng nhau Điều

này cho thấy biểu thức tính chu kì T là phù hợp

e TN5: Kiểm nghiệm biểu thức tính chu hì dao động của con lắc đơn

Hình 11: Kết quả phân tích chuyển động của con lắc đơn sau khi Fit hàm

Ta có, T =2 π√l/ g nên ta kiểm nghiệm biểu thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo qua biểu thức tính ω

Trong thí nghiệm trên, tôi sử dụng vật dao động có khối lượng m= 60g,dây có chiều dài 1= 60cm, lấy g = 9,85 m/s2

Từ SLLT, ta có công thức tính ω=√g/l Thay giá trị của l vào công

thức ta được ω=4,051rad / s So sánh với kết quả phân tích từ phần mềm Coach

biểu thức tính chu kì T là phù hợp

f TN6: Khảo sát dao động của con lắc lò xo khi chịu lực cản

Hình 12: Hình ảnh phân tích chuyển động của con lắc lò xo khi chịu lực cản

Hình 13: Kết quả sau khi Fit hàm của con lắc lò xo khi chịu lực cản

Nhìn vào các kết quả trên cho thấy, con lắc lò xo dao dông tắt dần khi

có vật cản, biên độ dao động giảm dần theo hàm x= A*exp(-t*B)+C

 Kết luận chung cho các TN:

Để có thể tiến hành thành công các thí nghiệm trên chúng tôi đã lựachọn, cải tiến các dụng cụ thí nghiệm phù hợp, bố trí hợp lí

- Nhờ có video đó không phải thông báo nghiệm của x(t) trong dao

động của con lắc, nhanh chóng thu thập được đồ thị x-t của con lắc từ đónhận được kết quả của TN mà không phải thông báo.

Có nhiều video khác nhau để kiểm nghiệm được các kết luận rút ra từ lí thuyết phù hợp với nhiều phương án mà HS đưa ra

3.4 ĐO LƯỜNG, THU THẬP SỐ LIỆU

Kết quả kiểm tra trước tác động là kết quả điểm trung bình học kì trước

đó của 2 lớp

Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra sau khi học xong nội dung

“Dao động cơ” do 2 giáo viên dạy lớp 12 chuyên hóa và 12 chuyên Anh thamgia thiết kế (xem phần phụ lục) Bài kiểm tra sau tác động gồm 30 câu hỏitrắc nghiệm dạng nhiều lựa chọn

* Tiến hành kiểm tra và chấm bài

Sau khi thực hiện dạy xong các bài học trên tổ chức kiểm tra hai lớpcùng một thời điểm và tiến hành tổ chức chấm điểm theo đáp án đã xây dựng

4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

4.1 KẾT QUẢ

Từ kết quả kiểm tra thu được những số liệu sau:

Bảng 4: Kết quả kiểm tra sau tác động

LỚP THỰC NGHIỆM

LỚP ĐỐI CHỨNG KIỂM TRA