Sử dụng phần mểm tracker trong dạy học các định luật niu tơn vật lí 10

Hiện nay, ở các trưởng Trung học phổ thông đều được trang bị phòngmáy, phòng đa năng, kết nối mạng Internet và tin học được giảng dạy chínhthức, tạo cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin cho

NGUYỄN THỊ THU HƯỜNG

NGUYỄN THỊ THU HƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC sĩ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ANH THUẤN

HÀ NỘI, 2016

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Sau đạihọc, Khoa Vật lí truờng Đại học Su phạm Hà Nội 2.

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Anh Thuấn.Thầy đã tận tình hướng dẫn ừong suốt quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thànhluận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô và các em học sinhlớp 10A3 trường THPT Yển Khê - Thanh Ba - Phú Thọ đã tạo điều kiện thuậnlợi, đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, người thân, bạn bè,đồng nghiệp đã dành tình cảm, động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian dài họctập, nghiên cứu, thực nghiệm và hoàn thành luận văn này

Phú Thọ, tháng 6 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Hường

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu ừong luận văn này

là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoanrằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và cácthông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Hường

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học 3

4

Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Đóng góp của đề tài 4

8 Cấu trúc luận văn 4

CHƯƠNG 1 Cơ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC sử DỤNG PHẦN MỀM TRACKER THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH cực, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 5

1.1 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí 5

1.1.1

Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề 5

1.1.2 Các giai đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức Vật lí theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề 5

1.1.3 Sơ đồ dạy học GQVĐ theo con đường lí thuyết và thực nghiệm 8

1.2 Phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học Vật lí 13

1.2.1 Phát huy tính tích cực của học sinh trong dạy học Vật lí 13

1.2.2 Phát huy tính sáng tạo của học sinh trong dạy học Vật lí 15

1.3

Sử dụng phần mềm trong dạy học Vật lí 18

1.3.1 Sử dụng phần mềm ữong dạy học Vật lí 18

1.3.2 Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học Vật lí 21

1.4 Kết luận chương 1 25

CHƯƠNG 2 SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER TRONG DẠY HỌC 27

2.2

Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học Các định luật Niu-tơn 28

2.2.1 Thí nghiệm khảo sát “Định luật II Niu-tơn” 28

2.2.2 Thí nghiệm khảo sát “Định luật III Niu-tơn” 28

2.3 Xây dựng các video thí nghiệm càn tiến hành 28

2.3.1 Thí nghiệm khảo sát “Định luật II Niu-tơn” 28

2.3.2 Thí nghiệm khảo sát “Định luật III Niu-tơn” 31

2.4 Biên tập, xử lí video thí nghiệm 32

2.5 Sử dụng phần mềm Tracker để phân tích các video thí nghiệm đã xây dựng 33

2.5.1 Thí nghiệm khảo sát “Định luật II Niu-tơn” 33

2.5.2 Thí nghiệm khảo sát “Định luật III Niu-tơn” 41

2.6 Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng phần mềm Tracker 46

2.6.1 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật II Niu-tơn” 46

2.6.2 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật III Niu-tơn” 58

2.7 Kết luận chương 2 68

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 69

3.1.1 Mục đích 69

3.1.2 Nhiệm vụ 69

3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 69

3.3 Nội dung của thực nghiệm sư phạm 70

3.4 Tiêu chí đánh giá tính tích cực, sáng tạo của học sinh 70

3.4.1 Các tiêu chí đánh giá ứng với từng mục đích đánh giá 70

3.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 72

3.5.1 Diễn biến giờ học thực nghiệm kiến thức “Định luật II Niu-tơn” 72

3.5.2 Diễn biến giờ học thực nghiệm kiến thức “Định luật III Niu-tơn” 80

3.7.1

Đánh giá tính tích cực của HS 86

3.7.2

Đánh giá tính sáng tạo của HS 86

3.8 Kết luận chương 3 87

KẾT LUẬN 90

1 Các kết quả của luận văn 90

2 Hướng phát triển của luận văn 90

3 Một số đề xuất, kiến nghị 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

và đào tạo đã trở thành nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia trên thếgiới Các nhà sư phạm đều nhận thấy rằng việc ứng dụng công nghệ thông tinvào đổi mới phương pháp dạy học đã đem lại nhiều hiệu quả”.

Tại Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII chỉ

rõ “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyềnthụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước

áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trinh dạyhọc ”

Trong Luật giáo dục năm 2005 chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thôngphải phát huy tính tự giác, tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh ”

Chỉ thị số 29 của Bộ Giáo dục và đào tạo ngày 30/7/2001/CT giai đoạn

2001 - 2005 nêu rõ “Công nghệ thông tin là phương tiện để tiến tới một xã hộihóa học tập” nhưng “giáo dục và đào tạo phải đóng vai trò quan trọng bậc nhấtthúc đẩy sự phát triển của công nghệ thông tin”

Trong chiến lược phát triển Giáo dục và đào tạo đến năm 2010 của Bộgiáo dục và đào tạo đã yêu cầu ngành Giáo dục phải từng bước phát triển giáodục dựa trên công nghệ thông tin vì công nghệ thông tin và đa phương tiện sẽtạo ra những thay đổi lớn trong hệ thống giáo dục, trong chuyển tải nội dungchương trình đến người học, thúc đẩy cuộc cách mạng về phương pháp dạy và

Thực hiện sự chỉ đạo này, ngành giáo dục đã và đang thực hiện việc đổimới rất mạnh mẽ về nội dung và phương pháp dạy học ở cấp Trung học phổthông Hiện nay, ở các trưởng Trung học phổ thông đều được trang bị phòngmáy, phòng đa năng, kết nối mạng Internet và tin học được giảng dạy chínhthức, tạo cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin cho giáo viên sử dụng trong quátrình dạy học của mình.

Đối với bộ môn Vật lí có nhiều phương pháp, phương tiện dạy học đểphát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh Trong đó có thể kể đếnviệc sử dụng phần mềm dạy học, một trong số những phàn mềm mang lại hiệuquả cao, phân tích, đo đạc được một số đại lượng của những hiện tượng thực tế

mà dùng thí nghiệm bình thường rất khó thiết kế đó là phần mềm phân tíchvideo Tracker

Trong chương trình Vật lí 10 THPT hiện nay kiến thức chương “Động lựchọc” không phải kiến thức quá khó, học sinh hoàn toàn có thể tìm hiểu giảiquyết vấn đề một cách chủ động khi các em được quan sát hiện tượng Cụ thểđối với các hiện tượng liên quan đến Các định luật Niu-tơn trong thực tế, việccác em quan sát để rút ra kết luận một cách định tính là rất dễ dàng Nhưng để

đi đến kết luận về định lượng thì việc thiết kế thí nghiệm gặp nhiều khó khăn

Vì vậy, sử dụng phàn mềm phân tích video trong dạy học Các định luật Niu-tơn

là hoàn toàn phù hợp

Hiện nay, cũng có nhiều tác giả nghiên cứu xây dựng phần mềm dạy học

để giảng dạy như: Nguyễn Xuân Thành, Trịnh Hoàng Nhân, Nguyễn MinhDũng Tuy nhiên việc lựa chọn phần mềm dạy học như thế nào cho phù họpvới các bài dạy, với các đối tượng học sinh để phát huy tính tích cực, sáng tạocủa học sinh

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Sử dụng phànmềm Tracker trong dạy học Các định luật Niu-tơn - Vật lí 10” cho luận vănthạc sĩ của mình.

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng các video thí nghiệm và sử dụng phàn mềm Tracker với cácvideo ta đã xây dựng trong dạy học Các định luật Niu-tơn - Vật lí 10 nhằm pháthuy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng các video thí nghiệm và sử dụng phần mềm Tracker với cácvideo thí nghiệm đã xây dựng trong dạy học Các định luật Niu-tơn - Vật lí 10theo dạy học giải quyết vấn đề thì sẽ phát huy tính tích cực, sáng tạo của họcsinh

4 Đổi tượng nghiền cứu và phạm vỉ nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Việc sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học Vật lí

- Hoạt động dạy và học các định luật Niu-tơn trong đó có sử dụng phànmềm phân tích video

4.2 Phạm vỉ nghiên cứu:

- Khai thác, sử dụng phần mềm Tracker ừong dạy học Vật lí

- Phạm vi kiến thức về các định luật Niu-tơn

- Phạm vi thực nghiệm sư phạm: trường THPT Yển Khê

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học giải quyết vấn đề

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng phần mềm nhất là phần mềmTracker trong dạy học Vật lí

- Tìm hiểu hiện trạng việc sử dụng phần mềm trong dạy học Vật lí ở một

số trường THPT

- Nghiên cứu kiến thức, kĩ năng các thí nghiệm cần tiến hành trong dạyhọc Các định luật Niu-tơn.

- Nghiên cứu sử dụng phần mềm Tracker

- Xây dụng các video thí nghiệm về Các định luật Niu-tơn

- Soạn thảo tiến trình dạy học Các định luật Niu-tơn dùng phần mềmTracker để xây dụng theo dạy học giải quyết vấn đề

- Thực nghiệm su phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phuơng pháp nghiên cứu lí luận

- Phuơng pháp lấy ý kiến chuyên gia

Niu Sử dụng phàn mềm Tracker phân tích các video thí nghiệm đã xâydụng

- Soạn thảo đuợc tiến trình dạy học định luật II, định luật III Niu-tơn códùng phần mềm Tracker với các video thí nghiệm đã xây dựng theo kiểu dạyhọc giải quyết vấn đề nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

8 Cấu trúc luân văn

Chuông 1: Cơ sở lí luận của việc sử dụng phần mềm Tracker theo huớngphát huy tính tích cục, sáng tạo của học sinh ừong dạy học Vật lí

Chuơng 2: Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học Các định luật tơn-Vật lí 10

Niu-Chuơng 3: Thục nghiệm su phạm

CHƯƠNG 1

Cơ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC sử DỤNG PHẦN MỀM TRACKER

HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí

1.1.1 Khái niệm về dạy học giải quyết vẩn đề

Định nghĩa (V.Ôkôn Những cơ sở của việc dạy học nêu vấn đề NXBGD 1976): Dạy học giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất là toàn bộ cáchành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, biểu đạt (nêu ra) các vấn đề(tập cho học sinh quen dàn để tự làm lấy công việc này), chú ý giúp đỡ cho họcsinh những điều cần thiết để giải quyết vấn đề, kiểm tra các cách giải quyết đó

-và cuối cùng lãnh đạo quá trình hệ thống hóa -và củng cố các kiến thức đã tiếpthu được

Dạy học giải quyết vấn đề là kiểu dạy học dạy học sinh thói quen tìm tòigiải quyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhu cầu,hứng thú học tập, giúp học sinh chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triểnđược năng lực của học sinh

1.1.2 Các giai đoạn của tiến trình xây dụng kiến thức Vật lỉ theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề

- Khái niệm “vấn đề”

+ Dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà học sinh khôngthể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn,nghĩa là 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 học sinh thu nhận được kiến thức, kĩnăng, cách thức hành động mới

+ 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, chứkhông phải là câu hỏi chỉ đơn thuần yêu càu nhớ lại những kiến thức đã có

- Khái niệm “tình huống có vấn đề”

Tình huống trong đó xuất hiện vấn đề cần giải quyết mà học sinh có nhucầu mong muốn giải quyết, tự thấy mình có khả năng tham gia giải quyết và do

đó sẽ suy nghĩ đưa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải quyết thíchhọp

quyết vấn đề.

a) Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết

Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề Từ cái đã biết vànhiệm vụ cần giải quyết, nảy sinh nhu cầu về cái còn chưa biết, về một cáchgiải quyết không có sẵn nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được

b) Giai đoạn 2: Phát biểu vẩn đề cần giải quyết

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh phát biểu vấn đề cần giảiquyết (nêu câu hỏi cần trả lời, mà câu trả lời cho câu hỏi nêu ra chính là nộidung kiến thức vật kí mới cần xây dựng)

c) Giai đoạn 3: Giải quyết vấn đề

Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề: Với sự định hướng của giáo viên,học sinh trao đổi, thảo luận suy đoán giải pháp giải quyết

Thực hiện giải pháp đã suy đoán: Khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo sát thựcnghiệm: Học sinh vận hành mô hình (kiến thức đã biết, giả thuyết) rút ra kếtluận lôgic về cái cần tìm; thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm,thu lượm và xử lí các dữ liệu cần thiết, rút ra kết luận về cái càn tìm

d) Giai đoạn 4: Rút ra kết luận

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh xem xét sự phù hợp giữa kếtluận 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 quảtìm được Kết luận đã tìm được trở thành kiến thức vật lí 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 hiện thí nghiệm đã đảm bảo các điều kiện của thínghiệm thì xem lại quá trình vận hành mô hình xuất phát Nếu quá trình vậnhành mô hình không mắc sai lầm thì sẽ dẫn tới phải bổ sung, sửa đổi mô hìnhxuất phát, thậm chí phải xây dựng mô hình mới Mô hình mới thường khái quáthơn mô hình trước, xem mô hình trước như là trường hợp riêng, trường họpgiới hạn của nó Điều này cũng có nghĩa là chỉ ra phạm vi áp dụng của mô hìnhxuất phát lúc đàu

Giáo viên chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa kiến thức Vật lí mới

e) Giai đoạn 5: Vận dụng kiến thức Vật li mới để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Trên cơ sở vận dụng kiến thức Vật lí mới đã thu được để giải thích, tiênđoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, lại đi tớichỉ ra phạm vi áp dụng của kiến thức Vật lí đã xây dựng được và dẫn tới xâydựng những mô hình mới (các kiến thức Vật lí mới) Như vậy:

- Thí nghiệm trong quá trình xây dựng kiến thức Vật lí như đã nêu thểhiện mối liên hệ biện chứng giữa hành động lí thuyết và hành động thựcnghiệm, giữa suy diễn và quy nạp, giữa tư duy lôgic và tư duy trực giác

- Trong dạy học Vật lí, việc thiết lập được sơ đồ khái quát tiến trình xâydựng kiến thức Vật lí theo kiểu dạy học giải quyết vấn đề là cần thiết cho việc

xác định mục tiêu dạy học và soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học cụ thểkiến thức mới (thiết kế việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động học củahọc sinh đối với kiến thức cần dạy).

Hình 1.1 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức Vật lí theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vẩn đề

1.1.3 Sơ đồ dạy học GQVĐ theo con đường lí thuyết và thực nghiệm

a) Sơ đồ dạy học giải quyết vẩn đề theo con đường lỉ thuyết Các giai đoạn

của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu dạy học giải quyết vấn đề được thể hiện qua sơ đồ hình 1.2

* Nếu kết quả TN phù họp với kết quả đã tìm được nhờ suy luận lí thuyết thì kết quả này trở thành kiến thứcmới.

* Nếu kết quả TN không phù họp với kết quả đã tìm được từ suy luận lí thuyết thì cần kiểm tra lại quá trình

TN và quá trình suy luận từ các kiến thức đã biết Nếu quá trình TN đã đảm bảo điều kiện mà TN cần tuân thủ

và quá trình suy luận không mắc sai lầm thì kết quả TN đòi hỏi phải đề xuất giả thuyết Quá trình kiểm tra tínhđúng đắn của giả thuyết này sau đó sẽ dẫn tới kiến thức mới bổ sung, sửa đổi những kiến thức đã vận dụng lúcđàu làm tiền đề cho suy luận lí thuyết

Những kiến thức vận dụng lúc đầu này nhiều khi là trường họp riêng, trường hợp giới hạn của kiến thức mới.Qua đó, phạm vi áp dụng các kiến thức đã vận dụng lúc đàu được chỉ ra

Hình 1.2 Sơ đồ khải quát tiến trình xây dựng kiến thức theo

con đường lí thuyết của kiểu dạy học GQVĐ

Từ Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường lí thuyết của kiểu

dạy học GQVĐ, ta thấy:

- Tính tích cực nhận thức và năng lực sáng tạo của HS được phát triển ở giai đoạn 1 nếu HS tự phát hiệnđược VĐ cần giải quyết Ở giai đoạn 3, năng lực sáng tạo của HS được phát triển một cách tối đa thông quacác hoạt động: Suy đoán giải pháp GQVĐ, thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm nghiệm kết quả đã thu đượcnhờ suy luận lí thuyết hoặc hệ quả của nó

- Để suy đoán giải pháp GQVĐ và thực hiện giải pháp đã suy đoán để tìm ra được kết quả, HS phải lựachọn được trong vốn kiến thức của mình những kiến thức cần vận dụng, xác định được cách thức vận dụngcác kiến

- Kiến thức được tìm ra nhờ suy luận lí thuyết từ những kiến thức đã biếtnhìn chung là chính xác Tuy nhiên, kiểm nghiệm kiến thức đã tìm ra từ suy luận

lí thuyết nhờ TN không những giúp HS tin tưởng vào tính chân thực của kiếnthức, mà còn phát triển tính tích cực nhận thức và năng lực sáng tạo của HSthông qua hàng loạt các hoạt động như: suy luận logic từ kết quả ra hệ quả kiểmnghiệm được nhờ TN, thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm kết quả đã thuđược từ suy luận lí thuyết hoặc hệ quả của nó (cần những dụng cụ nào, bố tríchúng ra sao, tiến hành TN như thế nào, thu thập những dữ liệu TN định tính vàđịnh lượng nào, xử lí các dữ liệu TN này như thế nào)

b)Sơ đồ dạy học giải quyết vấn đề theo con đường thực nghiệm Các giai

đoạn của tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường thực nghiệm của kiểu dạyhọc GQVĐ được thể hiện qua sơ đồ hình 1.3:

Hình 1.3 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường thực nghiệm của kiểu dạy học GQVĐ

Từ sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo con đường thực nghiệm của kiểu dạy học GQVĐ, ta thấy:

- Tính tích cực nhận thức và năng lực sáng tạo của HS được phát triểnthông qua các hoạt động: phát hiện VĐ càn giải quyết, đề xuất giả thuyết, kiểm

ừa tính đúng đắn của giả thuyết nhờ TN

- Đứng trước VĐ càn giải quyết, HS dựa vào kỉnh nghiệm, sự tương tự,mối liên hệ nhân quả, sự thuận nghịch của nhiều quá trình, phép ngoại suy, cácmối liên hệ định lượng thường gặp để đề xuất giả thuyết Tuy nhiên, theochúng tôi, nếu dựa vào các cách đề xuất giả thuyết này mà HS vẫn không xâydựng được giả thuyết thì GV hoặc các nhóm HS cần phải tiến hành TN hỗ trợ

để giúp HS có thể đề xuất được giả thuyết

Ví dụ: HS đứng trước VĐ cần giải quyết: “Độ lớn của lực từ tác dụng lênđoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường phụ thuộc vào yếu tố nào vàphụ thuộc như thế nào vào các yếu tố đó?”, dựa vào kiến thức đã biết về sự phụthuộc của phương, chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện vàophương, chiều của dòng điện chạy ừong đoạn dây dẫn thì HS có thể đề xuấtđược giả thuyết: độ lớn F của lực từ phụ thuộc vào độ lớn I của cường độ dòngđiện Nhưng “độ lớn của lực từ phụ thuộc như thế nào vào độ lớn của cường độdòng điện” thì HS không thể đề xuất được Lúc này, GV hoặc nhóm HS cànphải tiến hành nhanh một TN để hỗ trợ cho HS đề xuất được giả thuyết: F ~ I[2]

1.2 Phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học Vật lí

1.2.1 Phát huy tỉnh tích cực của học sinh trong dạy học Vật lí

a) Khái niệm tỉnh tích cực

Tính tích cực là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác vớiđối tượng, biểu thị sự cường độ vận động của chủ thể khi thực hiện một nhiệm

vụ, giải quyết một vấn đề nào đó Sự nỗ lực diễn ra ừên các mặt: sinh lí, tâm lí,

xã hội Tính tích cực chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như: Nhu cầu, động

cơ, hứng thú [12]

Tính tích cực nhận thức là tính tích cực xét trong điều kiện, phạm vi củaquá trình dạy học, chủ yếu được áp dụng ừong quá trình nhận thức của học sinh[11].

Như vậy, tính tích cực nhận thức là khái niệm biểu thị sự nỗ lực của chủthể khi tương tác với đối tượng trong quá trình học tập, nghiên cứu nhằm đạtđược mục đích đề ra là chiếm lĩnh thông tin để làm thay đổi và phát triển nănglực con người

b) Các biểu hiện tỉnh tích cực của học sinh

- Giáo viên muốn phát hiện được học sinh có tích cực hay không, cầndựa vào một số dấu hiệu sau đây:

+ Các em có chú ý học tập hay không?

+ Có hăng hái tham gia vào các hoạt động học tập không (thể hiện ở hànhđộng giơ tay phát biểu ý kiến, thảo luận nhóm, ghi chép )

+ Có hoàn thành những nhiệm vụ được giao hay không

+ Có ghi nhớ tốt những điều đã học không

+ Có thể trình bày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng hay không.+ Có vận dụng được những kiến thức đã học vào thực tiễn không

+ Tự giác học tập hay bị bắt buộc bởi những tác động bên ngoài

+ Thực hiện nhiệm vụ của giáo viên ở mức độ tối thiểu hay tối đa

+ Tích cực nhất thời hay thường xuyên

+ Có kiên trì vượt khó hay không

c) Biện pháp phát huy tỉnh tích cực của học sinh

- Nói lên ý nghĩa lí thuyết, ý nghĩa thực tiễn và tầm quan trọng của vấn

đề sẽ nghiên cứu

- Nội dung dạy học phải mới, nhưng cái mới ở đây không phải quá xa lạvới học sinh, cái mới phải liên hệ và phát triển từ cái cũ Kiến thức phải có tínhthực tiễn, gàn gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hằng ngày, thỏa mãn nhu cầunhận thức của học sinh

- Phải dùng các phương pháp, hình thức dạy học đa dạng: Nêu vấn đề vàgiải quyết vấn đề, đàm thoại, thuyết giảng, trò chơi

- Kiến thức phải được trình bày ừong dạng động, phát triển và mâu thuẫnvới nhau Những vấn đề quan trọng, các hiện tượng then chốt có lúc cần diễn ramột cách đột ngột, bất ngờ

- Sử dụng một cách họp lí các phương tiện dạy học trong quá trình tổchức hoạt động nhận thức của học sinh

- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học phong phú: Cá nhân, nhóm, tậpthể, tham quan, làm việc trong phòng thí nghiệm,

- Luyện tập dưới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn,vào các tình huống mới

- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa giáo viên với họcsinh, động viên, khen thưởng của thầy cô và bạn bè khi có thành tích tốt [7]

1.2.2 Phát huy tính sáng tạo của học sinh trong dạy học Vật lí

a) Khái niệm tỉnh sáng tạo

Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinhthần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị

Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về tinh thần, vậtchất, tìm ra kiến thức mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công

những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới Như vậy, sản phẩm của sự sáng tạokhông thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận lôgic hay bắt chước làmtheo.

Trong khoa học kĩ thuật, khi xem xét những phát kiến, phát minh, người

ta dựa theo tiêu chuẩn sau đây:

Được thừa nhận là một phát kiến, nếu nó là một sự xác lập những quyluật, những thuộc tính, những hiện tượng chưa biết trước đây, tồn tại một cáchkhách quan của thế giới vật chất Được thừa nhận là một phát minh, nếu đó làmột cách giải quyết mới mẻ một nhiên vụ ừong bất kì lĩnh vực nào của kinh tếquốc dân, văn hóa, y tế hay quốc phòng mang lại một hiệu quả tích cực

Vấn đề bản chất tâm lí học của trực giác là vấn đề cơ chế giải quyết cácnhiệm vụ nhận thức mà không thể thực hiện được bằng con đường suy luậnloogic Đó là trường họp mà chủ thể nhận thức không có đủ tri thức cần thiếtchio việc biến cải tình huống dần dàn để cuối cùng đi đến giải quyết đượcnhiệm vụ Ở đây, bắt buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mớichưa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự

Tư duy trực giác khác với tư duy biện giải loogic là ở chỗ những bước đicủa nó không thể hiện rõ một trình tự tất yếu chặt chẽ, việc giải quyết vấn đề lạigiống như một phỏng đoán đòi hỏi có một căn cứ logic

Neu tri thức biện giải được đạt tới bằng con đường suy luận logic liên tục,liên tiếp, mà ừong đó mỗi một tư tưởng tiếp theo đều xuất phát một cách lôgic

từ cái trước, phụ thuộc vào cái trước là tiền đề cho cái tiếp theo, thì tư duy trựcgiác thu nhận được một cách nhảy vọt, một cách trực tiếp, các giai đoạn của nókhông thể hiện một cách minh bạch và người suy nghĩ không thể hiện ngay ralàm thế nào mà họ đi đến cái quyết định đó, con đường đó vẫn còn chưa nhậnthức được, phải sau này mới xác lập được cơ sở lôgic của phỏng đoán trực giácđó

Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn hiểu biết của chủthể Trong bất cứ lĩnh vực nào, các thành thạo và kiến thức sâu rộng thì càngnhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương ắn để lựachọn, càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển.

Vì vậy, khổng thể rèn luyện năng lực sáng tạo tách rời, độc lập với họctập kiến thức về một lĩnh vực nào đó

Hoạt động sáng tạo của nhà khoa học là tìm ra những phát minh mà nhânloại chưa một ai biết, còn hoạt động sáng tạo đối với học sinh mang ý nghĩa làmột hoạt động tập dượt sáng tạo, sáng tạo lại Điều quan trọng cần đạt đượckhông phải là những sản phẩm sáng tạo mà là khả năng sáng tạo của họ Kiếnthức học sinh sáng tạo ra sau này sẽ quên đi vì không được dùng đến, còn nănglực sáng tạo của họ thì sẽ luôn được sử dụng trong hoạt động thực tiễn sau này[7]

b) Các biểu hiện tính sáng tạo của học sinh

- Khả năng tự lực chuyển các kiến thức cũ, vốn hiểu biết của mình sangmột tình huống Vật lí mới cần giải quyết

- Phát huy được những chức năng mới ở đối tượng quen biết (chức năngmới ở đây có thể chỉ mới đối với sự hiểu biết của học sinh)

- Nhanh chóng nhận ra cấu trúc, kết cấu đối tượng đang nghiên cứu

- Đưa ra một hay nhiều phương án giải quyết trước một vấn đề đặt ra

- Đề xuất ý kiến riêng, cách lí giải riêng khác với ý kiến đã biết về mộthiện tượng, một nguyên tắc hay một quá trinh nào đó mà không lệ thuộc vào ýkiến của giáo viên, của bạn bè cíăng như không sợ sai

- Nêu được ý tưởng bổ sung, cải tiến các thiết bị thí nghiệm đã có hay đềxuất các phương án thí nghiệm mới

- Vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống bắt gặp bất ngờtrong thực tế

- Trong quá trình nhận thức, học sinh tự kiểm tra đánh giá điều chỉnh mộtcách nhanh chóng những sai làm gặp phải.

c) Các biện pháp phát huy tính sáng tạo của học sinh

- Tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo gắn liền với quá trình xây dụngkiến thức mới

- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết

+ Dựa vào liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có

+ Dựa trên sự tương tự

+ Dựa ừên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữachúng có mối quan hệ nhân quả

+ Dựa trên nhận xét về hai hiện tượng luôn biến đổi đồng thời, cùng tănghoặc cùng giảm mà dựa 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 sangmột lĩnh vực khác

+ Dựa trên sự dự đoán về mối quan hệ định lượng

- Luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm kiểm ừa dự đoán [7]

1.3 Sử dụng phần mềm trong dạy học Vật lí

1.3.1 Sử dụng phần mềm trong dạy học Vật lí

a) Các loại phần mềm và chức năng của chúng

Phàn mềm được sử dụng trong máy vi tính là các chương trình hệ thống,chương trình tiện ích và chương trình ứng dụng được diễn đạt theo ngôn ngữ

mà máy tính có thể đọc được

Phần mềm hệ thống là tất cả các phần mêm được sử dụng để điều hành vàbảo trì một hệ máy vi tính, bao gồm hệ điều hành và các chương trình tiện ích -phân biệt với các chương trình ứng dụng Thuộc về phần mềm hệ thống

có thể là chương trình cơ sở Các chương trình cơ sở được nạp cố định trong bộnhớ chỉ đọc ra của máy vi tính, hoặc ở một nơi khác nào đó trong mạng điệnmáy vi tính, như các chip BIOS của các máy tính tương thích IBM chẳng hạn.Người sử dụng không thể thay đổi gì trong nội dung phàn mềm này Các hệđiều hành được sử dụng trong các máy vi tính hiện nay có thể kể ra là: DOS,Windows, Macintosh v.v.

Phần mềm ứng dụng là các chương trình nhằm thực hiện các công việc cụthể xử lí từ, quản lí dữ liệu, vẽ hình, tính toán, Khác với phàn mềm hệ thốngdùng để duy trì và tổ chức hệ máy tính, và các chương trình tiện ích nhằm trợgiúp cho người sử dụng trong việc duy trì và tổ chức hệ đó Phần mềm ứngdụng được sản xuất ra rất nhiều Mỗi một lĩnh vực nghiên cứu, hoạt động cómột hoặc nhiều chương trình ứng dụng khác nhau

Hiện nay, nhiều cơ sở ừong nước ta đã và đang nghiên cứu viết ra cácphần mềm ứng dụng để sử dụng trong các ngành kinh tế quốc dân Trong dạyhọc nói chung và trong dạy học Vật lí nói riêng, đã có các phàn mềm về ôn tập,kiểm tra đánh giá hoặc mô phỏng Mặc dù phần mềm ở Việt Nam có nhiềuđiều kiện phát triển, song các phần mềm ừong lĩnh vực dạy học còn đang ừonggiai đoạn thử nghiệm và chưa được sử dụng rộng rãi [7]

b) Sử dụng máy vi tỉnh trong dạy học

Do có những tính năng mới và ưu việt nên ừong khoảng ba, bốn mươinăm gàn đây, máy vi tính đã được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của

xã hội như: kinh tế, quốc phòng, nghiên cứu khoa học Trong lĩnh vực giáodục, người ta cũng đã và đang nghiên cứu sử dụng máy vi tính trong dạy học.Nhờ chức năng có thể tạo nên, lưu trữ và hiển thị lại một khối lượng thôngtin vô cùng lớn dưới dạng văn bản, hình ảnh và âm thanh nên máy vi tính được

sử dụng để hỗ ừợ giáo viên trong việc minh họa các hiện tượng, quá trình tựnhiên cần nghiên cứu Tất cả các văn bản, hình ảnh hay âm thanh

càn minh hòa cho bài học đểu có thể được chọn lọc, sắp xếp trong máy vi tính

và được trình bày nhanh chóng với chất lượng cao theo một trình tự tùy ý ưonggiờ học (không mất thời gian ghi chép, vẽ lại) Máy vi tính thể hiện tính ưu việtcủa nó hon hẳn các phưong tiện dạy học khác còn ở chỗ: Ngay tức khắc, theo ýmuốn của giáo viên, nó có thể phóng to, thu nhỏ, làm chậm, làm nhanh, dừnglại quá trình đang xảy ra hay chuyển sang nghiên cứu quá trình khác

Nhiều phần mềm đã xây dựng nhằm hỗ ừợ cho việc tự học, tự ôn tập củahọc sinh, trong đó các yếu tố kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực, tự lực,sáng tạo của học sinh được hết sức chú trọng Việc kiểm ưa, đánh giá với hỗ ượcủa máy vi tính cũng đã và đang được thử nghiệm ưong lĩnh vực dạy học, đểđảm bảo được tính khách quan, chính xác cao của công việc kiểm ưa, đánh giá.Nhiều phần mềm tự kiểm ưa, đánh giá đã đảm bảo thực hiện các mối liên hệngược ưong quá trình dạy học

Bên cạnh đó, máy vi tính còn sử dụng trong việc mô phỏng, mô hình hóacác hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu Nhờ các phàn mềm về đồ họa (nhưTurbo Pascal ) hay phần mềm thiết kế (ưong Cumputer Aided Design, viết tắt

là CAD), ta có thể mô phỏng các hiện tượng, quá trình nghiên cứu thông quacác dấu hiệu, mối quan hệ có tính bản chất của đối tượng đó để tạo điều kiệnthuận lợi cho quá trình nhận thức của học sinh Tương tự như thế, nhờ máy vitính, ta có thể xây dựng mô hình về các đối tượng nghiên cứu, giúp cho việcnhận thức đối tượng đó thuận lợi hơn Đặc biệt là nhờ máy vi tính và các phầnmềm, ta có thể xây dựng và quan sát mô hình tĩnh hay mô hình động ở các góc

độ khác nhau, ưong không gian một, hai hay ba chiều, với đủ loại màu sắc khácnhau ưong tự nhiên

Do có khả năng tạo nên, lưu trữ, hiển thị, truy nhập cũng như ưao đổi cácnội dung bất kì với khối lượng thông tin khổng lồ dưới dạng văn bản, hình

ảnh và âm thanh nên máy vi tính ngày nay được kết nối với mạng Internet vàđược sử dụng như một trong các phưcmg tiện dạy học trên mạng Internet [7].

c) Sử dụng máy vi tỉnh trong dạy học Vật lí

Bên cạnh các lĩnh vực sử dụng thường thấy trong các môn học khác như:học, ôn tập bằng máy, kiểm tra, đánh giá bằng máy, xử lí và tính toán các kếtquả bằng máy máy vi tính còn được sử dụng chủ yếu trong dạy học Vật lí ởcác lĩnh vực quan trọng sau:

- Mô phỏng các đối tượng Vật lí càn nghiên cứu

- Hỗ trợ trong việc xây dựng các mô hình

- Hỗ trợ cho việc phân tích băng video ghi các quá trình Vật lí thực

Do máy vi tính là thiết bị đa phương tiện có thể ghép nối với các thiết bịhiện đại khác trong nghiên cứu Vật lí và có tính năng hết sức ưu việt trong việcthu thập dữ liệu, xử lí dữ liệu cũng như trình bày các kết quả xử lí một cách tựđộng và cực kì nhanh chóng, chính xác, đẹp đẽ nên nó đã được sử dụng rấtthành công ừong các lĩnh vực nêu trên, góp phần giải quyết những khó khăn màcác phương tiện dạy học trước nó chưa giải quyết được ữọn vẹn [7]

1.3.2 Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học Vật lí

a) Phần mềm phân tích video trong dạy học Vật lí

Hiện nay, ừên thế giới có nhiều phần mềm phân tích video ứng dụngtrong dạy học Vật lí như: Videopoint, Tracker, Galileo, Coach, DIVA,

Các hiện tượng Vật lí được ghi hình Thông qua môi trường máy tính, với

sự hỗ trợ của phần mềm máy tính người học có thể thu thập số liệu, tính toán,trình bày số liệu dưới các dạng khác nhau, vẽ và điều chỉnh các đồ thị hàmchuẩn sao cho các đồ thị hàm chuẩn này trùng khít với đồ thị thực nghiệm.Đối tượng được nghiên cứu là các hiện tượng, quá trình Vật lí thực đượcghi lại (quay hoặc chụp lại) dưới dạng gốc và đưa vào máy tính, bằng công cụ

phần mềm máy tính, qua đó người học sẽ thao tác trên màn hình để tưomg tácvới đối tượng nghiên cứu, làm biến đổi đối tượng nghiên cứu đó theo các mụcđích, trình tự nghiên cứu riêng của mình và nhận được các kết quả tương ứng.

So với TN truyền thống, TN tương tác hên màn hình có những ưu điểmsau:

- Phạm vi các quá trình Vật lí được nghiên cứu rộng hơn TN tương táctrên màn hình không chỉ cho phép nghiên cứu các quá trình, hiện tượng Vật líthực được tạo ra trong phòng TN (ví dụ: chuyển động thẳng của xe lăn trênmáng, chuyển động tròn của vật nhỏ ) mà còn cho phép nghiên cứu các quátrình, hiện tượng xảy ra trong cuộc sống hàng ngày (ví dụ: các loại chuyểnđộng trong mặt phẳng như chuyển động ném xiên của quả bóng rổ, chuyểnđộng tròn của xe khi vào cua, chuyển động của vận động viên nhảy xa, chuyểnđộng của máy bay, chuyển động của tên lửa trên bệ phóng )

- Các quá trình Vật lí thực có thể dễ dàng được quan sát tại bất kì thờiđiểm nào, góc độ nào và quan sát được nhiều lần trên màn hình với các mụcđích khác nhau

- Chỉ nghiên cứu một quá trình, hiện tượng duy nhất để thu thập được các

dữ liệu cần thiết cho việc nghiên cứu

- Việc thu thập số liệu nhờ phần mềm là dễ dàng, nhanh chóng và tươngđối chính xác

- Việc phân tích, xử lí số liệu thu thập được cũng như việc trình bày kếtquả xử lí là dễ dàng, nhanh chóng, tương đối chính xác, đẹp

- Vì việc thu thập và xử lí số liệu mất ít thời gian nên HS có nhiều cơ hội,điều kiện để tham gia vào các hoạt động quan trọng khác trong quá trình nghiêncứu chuyển động như đưa ra giả thuyết, đề xuất phương án, kiểm tra giảthuyết [4]

Mặc dù có khá nhiều ưu điểm, song so với thí nghiệm truyền thống, thínghiệm tương tác trên màn hình vẫn tồn tại một số nhược điểm như:

- Phần lớn, những hình ảnh của quá trình, hiện tượng Vật lí được ghi lạibởi người khác Trong quá trình học tập trên lớp, người học chủ yếu chỉ thamgia tương tác gián tiếp với đối tượng nghiên cứu thông qua máy vi tính để thunhận và xử lí thông tin từ đối tượng nghiên cứu mà không có điều kiện để thamgia quá trình ghi lại hiện tượng Vật lí.

- Các băng ghi hình các hiện tượng, quá trình Vật lí trong trường hợp này,muốn sử dụng được phải quay được bởi máy ảnh số hoặc máy quay video số vàsau đó các video cần chuyển sang định dạng mà phàn mềm yêu càu

- Đe đảm bảo độ chính xác, góc quay, tỉ lệ xích giữa những điểm ảnh sovới khoảng cách thực ừong thực tế cần phải đặc biệt lưu ý Ví dụ, đối vớinhững quá trình là các chuyển động của vật trong mặt phẳng thì để đảm bảo sốliệu thu được là chính xác, trục của ống kính máy quay phải vuông góc với mặtphẳng quỹ đạo và ừong mỗi chuyển động được quay nhất thiết phải gắn vàotrong đó một vật hay thước có độ dài biết trước để làm thước đo chuẩn Nếu

GV có điều kiện tổ chức ghi lại những chuyển động thực tế thì việc này chỉ cóthể được thực hiện ngoài giờ lên lớp và nằm trong nhiệm vụ học tập ở nhà củaHS

- Với việc sử dụng thí nghiệm này, HS không có cơ hội rèn luyện các kĩnăng liên quan đến việc lắp đặt, tiến hành thí nghiệm, sử dụng các dụng cụ đo

b) Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học Vật lí

Tracker là gì?

Tracker là một phần mềm phân tích video và mô hình hóa công cụ miễnphíđược xây dựng trên khung Java Nóđược thiết kếđể sử dụng trong giảng dạyVật lí [14]

Hình 1.4 Giao diện của phần mềm tracker

Hiện nay, trên thế giới có nhiều phần mềm phân tích video ứng dụngtrong dạy học Vật lí như: Videopoint, Tracker, Galileo, Coach, DIVA, Chủngtôi lựa chọn sử dụng phần mềm Tracker vì phần mềm này có những ưu điểmsau:

- Tracker chứa rất nhiều các tính năng giống như trong các chương tnnhthương mại được mô tả trước đây, nhưng nó có thể được tải về và cài đặt miễnphí

- Khi sử dụng Tracker người dùng "đánh dấu" các khung hình video, thiếtlập gốc đến vị trí mong muốn, và hiệu chỉnh video cho các giá trị đo thực tế.Tracker sau đó tính giá trị chuyển động, xây dựng đồ thị, và rút ra quỹ đạo, vậntốc và vectơ gia tốc

- Các trang Web Tracker chứa các liên kết đến các hướng dẫn và một sốvideo clip đã có sẵn để phân tích chúng

- Ngoài ra Tracker còn được hỗ trợ trong việc phân tích quang phổ

Các tính năng của Tracker hiện không có sẵn trong các chương trình phântích video khác [15]

- Phần mềm phân tích video là một phương tiện dạy học hiện đại, cónhiều ưu điểm, và nhiều thế mạnh như khả năng thu thập được nhiều số liệu, xử

lí thông tin nhanh, lưu trữ và hiển thị thông tin dễ dàng, nó có khả năng thựchiện các chức năng của úa trình dạy học Tuy nhiên phần mềm này cũng khôngthể thay thế toàn bộ các thết bị dạy học khác mà nó chỉ hỗ ừợ GV trong quátrình dạy học

- Khi sử dụng phần mềm này cần phải xuất phát từ các yêu cầu sư phạm

cụ thể của quá trình dạy học Để đạt hiệu quả GV cần phải lựa chọn kiến thứcdạy phù họp với phần mềm này

- Trong nhà trường HS được xem như là trung tâm Quá trình dạy học tậptrung chủ yếu vào HS, làm cho HS trở thành chủ thể đích thực của quá trìnhnhận thức Đe làm được như vậy chúng ta cần đổi mới mạnh mẽ về nội dung vàphương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạocủa HS

Các luận điểm trên sẽ được chúng tôi vận dụng để xây dựng thiết bị TNCác định luật Niu-tơn dùng phàn mềm phân tích video Tracker trong chương

2 và soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng phần mềm này theo kiểu dạy họcGQVĐ Các biểu hiện tích cực, sáng tạo được chúng tôi sử dụng để thiết kếcông cụ đánh giá tính tích cực, sáng tạo của HS trong thực nghiệm sư phạm.

CHƯƠNG 2

SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER TRONG DẠY HỌC

CÁC ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN - YẬT LÍ 10

2.1 Mục tiêu kiến thức kĩ năng trong dạy học các định luật Niu-tơn

- Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết hệ thức của định luật này

- Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực ừong một số ví dụ cụ thể

- Đề xuất được giả thuyết về mối quan hệ giữa a, F, m

- Đề xuất được giả thuyết về mối quan hệ giữa 2 lực tương tác

- Thiết kế được phương án TN khảo sát a ~ F khi m không đổi

- Thiết kế được phương án TN khảo sát a ~ — khi F không đổi.

2.2 Các thí nghiêm cần tiến hành trong day hoc Các đỉnh luât Nỉu-ton

Trong dạy học các định luật Niu-tơn, để dạy học theo kiểu dạy học

GQVĐ cần tiến hành các TN sau:

2.2.1 Thỉ nghiêm khảo sát “Đinh luât II Niu-tơn”

- Khảo sát giả thuyết ã cùng hướng với F

- Khảo sát giả thuyết a~F khi khối lượng m của vật không đổi.

' 1

- Khảo sát giả thuyêt a ~ — khi lực tác dụng F không đôi.

m 2.2.2 Thí nghiêm khảo sát “Đinh luât III Niu-tơn”

Khảo sát giả thuyết 1’^ = -ĩ BA cìm tiến hành các TN:

+ Tương tác giữa hai vật đứng yên có khối lượng mi = m2 + Tương tác giữa hai vật đứng yên có khối lượng ni! = 2m2 + Tương tác giữa hai vật đứng yên có khối lượng mi = 3m2 Sau đây chúng tôi xin trình bày tiến trình xây dựng, biên tập, xử lí video TN

2.3 Xây dựng các vỉdeo thí nghiệm cần tiến hành

Hiện nay ở các trường THPT đã được trang bị một số thiết bị TN thườngdùng trong dạy học Định luật II, Định luật III Niu-tơn như: Bộ TN cần rung, bộ

TN dùng cổng quang, bộ TN dùng cảm biến, đối với định luật III Niu-tơn còn

có bộ TN dùng lực kế Tuy nhiên, ở các trường THPT hiện nay chưa có cácvideo TN để có thể sử dụng với phần mềm phân tích video trong dạy học Địnhluật II, Định luật III Niu-tơn Vì vậy, chúng tôi đã xây dựng các video TN vềĐịnh luật II, Định luật III Niu-tơn cụ thể như sau:

2.3.1 Thí nghiệm khảo sát “Định luật IINiu-tơn”

Sau đây chúng tôi trình bày việc bố trí dụng cụ, tiến hành và ghi hình TN khảo sát Định luật II Niu-tơn

* TN1: Khảo sát mối quan hệ a~ F khỉ m không đối

Hình 2.1 TN khảo sát mối quan hệ a~ F khi m không đổi

- Vật cần khảo sát có khối lượng là (mxe + 3m) không đổi

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

vị trí sao cho máy quay có thể ghi hình rõ nét nhất

- Trên máng thép đã có ghi sẵn thước đo độ dài nên ta không cần bố trí thêm thước đo khác

- Hai đèn chiếu sáng được bố trí 2 bên, lệch một góc 45° so với phưomg chuyển động của vật

Tiến hành thí nghiệm và ghi hình.

- Bật máy quay để bắt đầu tiến hành ghi hình

- Thả gia trọng m cho xe chuyển động, khi đó lực tác dụng lên vật: Fl =mg

- Thay đổi vị trí các gia ừọng bằng cách làn lượt lấy các gia trọng ở xemóc vào đầu kia của sợi dây, khi đó lực tác dụng lần lượt là: F2 = 2mg; F3 =3mg Rồi tiến hành ghi hình với từng trường họp

* TN2: Khảo sát mối quan hệ a~— khi F không đổi

- Móc gia trọng (3) vào đầu sợi dây còn lại

- Khối lượng của xe mxe = 162,lg; của gia trọng m = 50g

Khối lượng vật cần khảo sát là mi = (mxe + m)

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

vị trí sao cho máy quay có thể ghi hình rõ nét nhất

- Trên máng thép đã có ghi sẵn thước đo độ dài nên ta không cần bố trí thêm thước đo khác.

- Hai đèn chiếu sáng được bố trí 2 bên, lệch một góc 45° so với phương chuyển động của vật

Tiến hành thỉ nghiệm.

- Bật máy quay để bắt đàu tiến hành ghi hình

- Thả gia trọng cho xe chuyển động, khi đó lực tác dụng lên vật là Fi =mg

- Giữ nguyên gia họng m ở đầu dây, móc thêm các gia trọng vào xe sao cho khối lượng của hệ vật cần khảo sát lần lượt là m2 = (mxe + 2m), m3 = (mxe + 3m)

- Lần lượt tiến hành ghi hình với các trường họp trên

khảo sát Định luật III Niu-tơn

Hình 2.3 TN tương tác giữa hai xe lãn

Bổ trí thỉ nghiệm.

- Hai xe (1) có khối lượng bằng nhau ni! = m2 = m = 179,7g được đặt trênmáng thép (2) nằm ngang, ma sát giữa xe và máng thép không đáng kể

- Hai xe được nối với nhau bằng 1 sợi chỉ (sợi chỉ có khối lượng không đáng kể) Lò xo (3) giữa hai xe ở trạng thái nén.

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

vị trí sao cho máy quay có thể ghi hình rõ nét nhất

- Trên máng thép đã có ghi sẵn thước đo độ dài nên ta không cần bố trí thêm thước đo khác

- Hai đèn chiếu sáng được bố trí 2 bên, lệch một góc 45° so với phương chuyển động của vật

Tiến hành thí nghiệm và ghi hình.

- Bật máy quay để bắt đầu tiến hành ghi hình

- Dùng ngọn lửa đốt sợi chỉ, lò xo đang ở ừạng thái nén lập tức bị dãn ra tác dụng lực vào hai xe làm cho chúng chuyển động

- Lần lượt thêm các gia trọng vào xe sao cho xe 1 có khối lượng lần lượt

là mi = 2m; mi = 3m Xe 2 có khối lượng không đổi m2 = m

- Làm tương tự làn 1 và tiến hành ghi hình

2.4 Biên tập, xử lí vỉdeo thí nghiệm

Sau khi ghi hình và thu thập được các video thí nghiệm, chúng tôi tiến hành biên tập và xử lí video thông qua phần mềm Wondershare Video Editor

Hình 2.4 Giao diện của phần mềm Wondershare Vỉdeo Editor