Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi tính trong dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ Vật lí 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUỆ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUỆ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN

XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2015

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUỆ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN

XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGHÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung

HÀ NỘI – 2015

3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới các thầy, cô giảng viên Khoa Sư phạm, Khoa các khoa học giáo dục, phòng Sau Đại học Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia

Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài này

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô trong Ban giám hiệu trường THPT Hồng Hà - Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Đặc biệt, em xin trận trọng cảm ơn TS Phạm Kim Chung đã tận tình hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Hà nội - 2015

Học Viên

Nguyễn Thị Phương Nhuệ

4

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNTT

CSVT

DH

DHVL

HS

TBTN

TNSP

TNTH

TNVL

TNVLPT

THPT MTĐT

PTDH

SGK

SP

VL

Công nghệ thông tin

Cơ sở vật chất Dạy học Dạy học Vật lí Học sinh Thiết bị thí nghiệm Thực nghiệm sư phạm Thí nghiệm thực hành Thí nghiệm Vật lí Thí nghiệm Vật lí phổ thông Trung học phổ thông

Máy tính điện tử Phương tiện dạy học Sách giáo khoa

Sư phạm Vật lí

5

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho học sinh THPT trong dạy học vật lí……… 22 Bảng 1.2 Thống kê phiếu khảo sát học sinh THPT Hồng Hà……… 28 Bảng 2.1 Danh mục các thiết bị thí nghiệm 39 Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm ……… 63 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số báo cáo sau khi tiến hành thí nghiệm 64 Bảng 3.3 Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống………… .65

6

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Mạch dao động LC……… 31

Hình 2.2 Dạng đồ thị của biên độ dao động trong dao động điện từ tắt dần……… 32

Hình 2.3 Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……… ……… 33

Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn sự biễn đổi của UC và IC giữa hai đầu bản tụ theo thời gian……… 34

Hình 2.5 Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm……… 34

Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của UL và IL giữa hai đầu cuộn cảm thuần theo thời gian……… 35

Hình 2.7 Bộ dụng cụ thí nghiệm Vật lí phần điện, từ và dao động 38

Hình 2.8 Mạch tạo dao động điện từ LC……… 40

Hình 2.9 Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC……… 41

Hình 2.10 Mạch dao động LC có thêm điện trở R……… 42

Hình 2.11 Bố trí mạch tạo dao động điện từ tắt dần……… 44

Hình 2.12 Hình ảnh dao động điện từ tắt dần trên màn hình phần mềm Soundcard Oszilloscope……… …… 45

Hình 2.13 Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……… 46

Hình 2.14 Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm……….… 46

Hình 2.15 Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC……….……… 50

Hình 2.16 Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……….……… 53

Hình 2.17.Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm……… 53

7

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Kết quả báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm…….64 Biểu đồ 3.2 Đồ thị các đường tần suất lũy tích……….……… … 65

8

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1.Lý do nghiên cứu……… 10

2.Mục đích nghiên cứu……… 11

3.Nhiệm vụ nghiên cứu……… 11

4.Khách thể và đối tượng nghiên cứu… ……… 11

5.Vấn đề nghiên cứu ……… 12

6.Giả thiết khoa học… ……… 12

7.Giới hạn phạm vi nghiên cứu……… 12

8.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài……… 12

9.Phương pháp nghiên cứu……… 13

10.Cấu trúc luận văn……… 13

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1.Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm thí nghiệm Vật lí ………… 14

1.1.1.Thí nghiệm Vật lí ……… 14

1.1.2.Đặc điểm thí nghiệm Vật lí ……… 14

1.2.Vai trò thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông 15 1.2.1.Vai trò thí nghiệm trong DHVL ở trường phổ thông theo quan điểm của lý luận nhận thức……… 15

1.2.2.Vai trò thí nghiệm trong DH VL ở trường phổ thông theo quan điểm của lý luận dạy học ……… 16

1.3.Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thông trong dạy học Vật lí 19

1.3.1.Khái niệm kĩ năng 19

1.3.2.Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thông trong dạy học Vật lí 20

1.4 Thí nghiệm biểu diễn và những yêu cầu cơ bản khi sử dụng 25

1.5 Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông……… 27

1.5.1.Mục đích tìm hiểu……… 27

1.5.2 Nội dung tìm hiểu……… 27

1.5.3 Phương pháp tìm hiểu……… 27

1.5.4 Kết quả tìm hiểu……… 28

1.6 Kết luận chương 1……… 30

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ – VẬT LÍ 12 2.1 Phân tích nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12 .……… 31

2.1.1 Nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ 31 2.1.2 Xác định mục tiêu các bài học 36

9

2.2 Xây dựng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần

Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12… 37

2.2.1 Ý tưởng xây dựng thí nghiệm……… 38

2.2.2 Xây dựng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ……… 38

2.3 Tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính trong phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12 48

2.4 Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính trong phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12 49

2.5 Kết luận chương 2 54

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm……… 55

3.2 Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm………… 55

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm……… 55

3.2.2 Phương thức thực nghiệm sư phạm……… 55

3.3 Thực nghiệm sư phạm……… 57

3.4 Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP… 57

3.5 Phân tích định lượng……… 63

3.6 Hiệu quả của biện pháp đã đề xuất……… 68

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ……… 69

Tài liệu tham khảo……… 72

Phụ lục ……… 76

10

MỞ ĐẦU

1 Lý do nghiên cứu

Đối với môn vật lí bậc THPT, quan điểm xây dựng chương trình là coi trọng phương pháp thực nghiệm Yêu cầu rèn luyện cho học sinh những kĩ năng như quan sát hiện tượng vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hoặc trong các thí nghiệm, sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, biết lắp ráp

và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản, thu thập và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra

Do các thiết bị thí nghiệm đắt tiền, cồng kềnh, tốn nhiều thời gian chuẩn bị dụng cụ, việc tiến hành thí nghiệm có nhiều khó khăn cho giáo viên trong dạy học Một số bộ thí nghiệm phần Điện học được thiết kế với bảng mạch lắp sẵn có ưu điểm dễ thao tác tiến hành thí nghiệm và đảm bảo thí nghiệm thành công, tuy nhiên do các bảng mạch và thiết bị nhỏ chỉ phù hợp với các thí nghiệm thực hành của học sinh, việc tiến hành thí nghiệm biểu diễn của giáo viên là hạn chế

Để đáp ứng việc giảng dạy chương trình vật lí ở Trung học phổ thông, việc nghiên cứu, chế tạo bộ thí nghiệm Vật lí bằng các vật liệu rẻ tiền, tiết kiệm, dễ sử dụng trong dạy học, đồng thời nghiên cứu kết hợp thí nghiệm thật

và các phần mềm trên máy tính nhằm nâng cao hiệu quả của các thí nghiệm

Có khả năng thiết kế, lắp ráp các mạch điện linh hoạt, dễ thao tác, thực hiện được nhiều thí nghiệm phần Điện học trong môn Vật lí ở bậc THPT (lớp 11

và lớp 12) các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên trên mặt bảng từ, đảm bảo học sinh dễ quan sát, giáo viên dễ tiến hành thí nghiệm nhanh và chính xác là cần thiết

Với những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12”

11

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

1 Allan C Ornstein, Thomas J.Lasley (1990) Các chiến lược để dạy học

có hiệu quả (Bản gốc Strategies for Effective teaching, New York; Bản

Tiếng Việt do ĐHQG HN dịch và lưu hành nội bộ)

2 Bộ Giáo dục và Đào tạo (2006) Chương trình giáo dục phổ thông, môn

Vật lí NXB Giáo dục, Hà Nội

3 Bộ Giáo dục và Đào tạo (2006) Sách giáo khoa Vật lí 10 (cơ bản và

nâng cao) NXB Giáo dục, Hà Nội

4 Bộ Giáo dục và Đào tạo (2007) Tài liệu Bồi dưỡng Giáo viên thực hiện

chương trình, sách giáo khoa lớp 11 THPT

5 Bùi Hiền, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quỳnh, Vũ Văn Tảo (2001)

Từ điển giáo dục học NXB Từ điển Bách khoa, Hà Nội

6 Bùi Thu Hà (2000) Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm Vật lí cho học sinh

trung học cơ sở Thông báo khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 3/2000

7 Đào Xuân Hinh (2007) Một số ví dụ về việc sử dụng thí nghiệm trong

dạy học Vật lí Tạp chí khoa học giáo dục số 27, tháng 12 năm 2007

8 Lê Văn Hồng, Lê Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thàng (2001) Tâm lý học lứa

tuổi và tâm lý học sư phạm NXB ĐHQGHN

9 Mathew Pisciouneri (2008) Đánh giá hiệu quả phương thức giảng dạy

đại học - Quan điểm của Việt Nam và của Australia Hội thảo Quốc tế do

Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Tây Nguyên và Đại học Monash, Australia tổ chức vào tháng 3/2008

10 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003)

Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông NXB ĐHSP Hà Nội

11 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng(2001) Tổ chức hoạt động nhận

12

thức cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, Nxb

ĐHQGHN, Hà Nội

12 Nguyễn Văn Đồng (2004) Tâm lý học phát triển NXB Chính trị Quốc

gia, Hà Nội

13 Patricia, H Miler (2003) Các học thuyết về Tâm lý học phát triển (lược

dịch: Vũ Thị Chín) NXB Văn hóa- Thông tin, Hà Nội

14 Phạm Hữu Tòng (2001) Lý luận dạy học Vật lí ở trường trung học NXB

GD, Hà Nội

15 Phạm Hữu Tòng (2004) Dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông

theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học NXB SP, Hà Nội

16 Rudof Batliner (2002) Sổ tay phương pháp luận dạy học của Chương

trình Hỗ trợ LNXH NXB Bản đồ, Hà Nội

17 Tạ Tri Phương (2001) Giáo trình phương pháp giảng dạy Vật lí phổ

thông- phần thực hành thí nghiệm Vật lí , ĐHSP Hà Nội 2

18 Trần Thùy Hương, Tạ Tri Phương (2007) Một số biện pháp có khả

năng nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Vật lí của trường sư phạm

Tạp chí khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số 3/2007

19 Viện Vật lí kỹ thuật (2006) Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị Vật lí 10

20 Vũ Văn Dụ (2007) Nâng cao chất lượng bồi dưỡng giáo viên phổ thông

về sử dụng thiết bị giáo dục Tạp chí KHGD số 19, tháng 4 năm 2007

21 Wieland Muller (2007) Tài liệu hội thảo chuyên đề: Các phương pháp

dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông Khoa Vật lí ,

ĐHSP Hà Nội, 4/2009

13

Tiếng Anh

22 A.V Brioukhanov (1967) India physics secondary shool science

teaching project new delhi Unesco, Pari, January 1967

23 Australian Vice-Chanellors’ Committee (2005) Universities and their

Students: Principles for the Provision of Education by Australian Universities

24 Avi Hofstein, Vincent N Lunetta (2003) The laboratory in Science

Eduaction: Foundation for the twenty-Fisrt Century Wiley Periodicals,

Inc USA

25 B VanGundy (2005) 101 Activities for teaching Creativity and Problem

solving Copyright © 2005 by John Wiley & Sons, Inc Published by

Pfeiffer An Imprint of Wiley USA

26 C Glava , A E Glava, and M Bocoş (2000) Formative potential of

virtual instrumentation learning tools for lower secondary school students acquisition of abstract concepts in Science education UNESCO - World

Educational Report

27 Carl J Wenning (2004) Contrasting Cookbook with Inquiry-Oriented

Labs Physics Teacher Education Program, Illinois State University

http://www.phy.ilstu.edu/

28 Carl J.Wenning Assessing Inquiry skill as a component of scientific

literacy (2000) Physics teacher education Coordinator, Illinoise State

University, Nomal, IL, 61790-4560

29 Chris Chiaverina, and Michael Vollmer (2005) Learning physics from

the experiments http://www.girep2005.fmf.uni-lj.si/

14

30 Dave Pushkin (2001) Teacher Training: A reference handbook

Contemporary education Issues ABC Clio, Inc, Offord, England

31 Dimitris Psillos, Hans Niedderer (2002).Teaching and learning in the

science laboratory Springer