Xây dựng các video thí nghiệm và sử dụng chúng với phần mềm coach trong dạy học chuyển động ném vật lí 10 nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2HOÀNG THU HUYỀN XÂY DỰNG CÁC VIDEO THÍ NGHIỆM VÀ SỬ DỤNG CHÚNG VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC "CHUYỂN ĐỘNG NÉM" - VẬT LÍ 10 NHẰM P

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

HOÀNG THU HUYỀN

XÂY DỰNG CÁC VIDEO THÍ NGHIỆM

VÀ SỬ DỤNG CHÚNG VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC "CHUYỂN ĐỘNG NÉM" - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, SÁNG TẠO

CỦA HỌC SINH

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số : 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Anh Thuấn

HÀ NỘI - 2017

LỜI CẢM ƠN

Tôixin cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS Nguyễn Anh Thuấn,người thầy đã trực tiếp hướng dẫn khoa học, chỉ bảo tận tình và tạo điều kiệntốt nhất giúp tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn

Tôi xin được gửi lời cảm ơn đến Th.s Nguyễn Anh Dũng, học viênNguyễn Văn Tuấn đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu và hoànthiện nội dung này

Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu, các thầy cô và các emhọc sinh lớp 10A trường THPT Lạc Long Quân, huyện Sóc Sơn, TP Hà Nội

đã giúp đỡ, tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp cao học Vật lí k19 đã giúp đỡ tôivàđóng góp nhiều ý kiến trong quá trình thực hiện luận văn

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè vàđồng nghiệp đã luônđộng viên tôi trong suốt thời gian học tậpvừa qua

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Xuân Hòa, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Hoàng Thu Huyền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kếtquả, số liệu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trongbất cứ công trình nào khác Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ choviệc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trongluận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận vănHoàng Thu Huyền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2.Mục đích nghiên cứu của đề tài 2

3 Giả thuyết khoa học của đề tài 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 2

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp của đề tài 4

8 Cấu trúc của luận văn 5

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNGVIDEO THÍ NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 6

1.1 Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí 6

1.1.1 Tính tích cực của học sinh trong học tập vật lí 6

1.1.1.1 Khái niệm về tính tích cực trong học tập 6

1.1.1.2 Biểu hiện của tính tích cực trong học tập vật lí 7

1.1.1.3 Các biện pháp phát huy tính tích cựccủa học sinh

8 1.1.2 Tính sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí 9

1.1.2.1 Khái niệm về tính sáng tạo 9

1.1.2.2 Biểu hiện của tính sáng tạo trong học tập 10

1.1.2.3 Các biện pháp phát huy tính sáng tạo 11

1.1.3 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí 12

1.1.3.1 Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề

12 1.1.3.2 Các giai đoạn của dạy học giải quyết vấn đề 12

1.2 Xây dựng và sử dụng video thí nghiệm với phần mềm Coach trong dạyhọc vật lí 131.2.1 Xây dựng video thí nghiệm để sử dụng với phần mềm Coach 16

1.2.2 Phân tích các video thí nghiệm bởi phần mềm Coach 16

1.2.3 Sử dụng các video thí nghiệm đã xây dựng với phần mềm Coach trongdạy học vật lí 171.3 Kết luận chương 1 19CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG CÁC VIDEO THÍ NGHIỆM VÀ SỬ DỤNGCHÚNG VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC“CHUYỂN ĐỘNGNÉM” – VẬT LÍ 10 212.1 Mục tiêu kiến thức, kĩ năng trong dạy học “chuyển độngném” - Vật lý 10 212.2 Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học “Chuyển động ném” 232.3 Xây dựng các Video thí nghiệm trong dạy học “Chuyển động ném” 232.3.1 Video kiểm nghiệm phương trình quỹ đạo của vật ném ngang là đườngparabol 232.3.2 Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với vận tốc ban đầucủa vật 262.3.3 Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với độ cao ban đầucủa vật 272.3.4 Video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động némngang và thời gian rơi tự do 282.4 Sử dụng phần mềm Coach để phân tích các Video đã thí nghiệm đã xâydựng 292.4.1 Phân tích video kiểm nghiệm phương trình quỹ đạo của vật ném ngang

là đường parabol 29

2.4.2 Phân tích video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với hai

vận tốc ban đầu của vật 30

2.4.3 Phân tích video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với căn bậc hai của độ cao ban đầu của vật 32

2.4.4 Phân tích video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động ném ngang và thời gian rơi tự do của vật 33

2.5 Soạn thảo tiến trình dạy học “Chuyển động ném”- Vật lí 10 34

2.5.1 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Chuyển động ném” – Vật lí 10 35

2.5.2 Ý tưởng sư phạm khi soạn thảo tiến trình 36

2.5.3 Tiến trình dạy học cụ thể 38

2.6 Kết luận chương 2 45

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 47

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 47

3.2 Đối tượngthực nghiệm sư phạm 47

3.3 Nội dung củathực nghiệm sư phạm 47

3.4 Tiến hànhthực nghiệm sư phạm 48

3.5 Tiêu chí đánh giá tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong thực nghiệm sư phạm 53

3.6 Đánh giá tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong thực nghiệm sư phạm

55 3.7 Kết luận chương 3 58

KẾT LUẬN 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Học sinh Hoạt động Thí nghiệmTrung học phổ thôngThực nghiệm sư phạm

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo dạy học GQVĐ 13

Hình 1 2 Giao diện phần mềm Coach 15

Hình 2.1: Thí nghiệm khảo sát quỹ đạo chuyển động của vật ném ngang 24

Hình 2.2 Giao diện của phần mêm Wondershare filmora 25

Hình 2.3 Thí nghiệm khảo sát tầm xa tỉ lệ với vận tốc đầu của vật chuyển động ném ngang 26

Hình 2.4 Thí nghiệm khảo sát tầm xa tỉ lệ với độ cao h của vật chuyển động ném ngang 27

Hình 2.5 Thí nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động ném ngang và thời gian rơi tự do 28

Hình 2.6: Đồ thị tọa độ - thời gian của viên bi chuyển động ném ngang sau khi phân tích video thí nghiệm bởi phần mềm Coach 30

Hình 2.7 Đồ thị tọa độ - thời gian của viên bi chuyển động ném ngang khảo sát sự tỉ lệ của tầm xa và vận tốc v sau khi phân tích video thí nghiệm bởi phần mềm Coach 31

Hình 2.8 Đồ thị tọa độ - thời gian của viên bi chuyển động ném ngang khảo sát sự tỉ lệ của tầm xa và vận tốc 2v sau khi phân tích video thí nghiệm bởi phần mềm Coach 31

Hình 2.9 Đồ thị tọa độ - thời gian của viên bi chuyển động ném ngang khảo sát sự tỉ lệ của tầm xa và độ cao h sau khi phân tích video thí nghiệm bởi phần mềm Coach 32

Hình 2.10 Đồ thị tọa độ - thời gian của viên bi chuyển động ném ngang khảo sát sự tỉ lệ của tầm xa và độ cao2h sau khi phân tích video thí nghiệm bởi phần mềm Coach 32

Hình 2.11 Hai viên bi chạm mặt bàn cùng một thời điểm 33

Hình 2.12.Đồ thị tọa độ - thời gian của viên bi chuyển động ném ngang

khảo sát thời gian rơi của một viên bi rơi tự do và một viên bichuyển động ném ngang sau khi phân tích video thí nghiệmbởi phần mềm Coach 34Hình 3.1 GV tiến hành TN khảo sát quỹ đạo chuyển động của vật ném

ngang 50Hình 3.2 HS thảo luận đề xuất việc phân tích chuyển động cong thành

hai chuyển động thành phần 51Hình 3.3 GV hướng dẫn HS phân tích các video với phần mềm Coach

để kiểm nghiệm tầm xa vật ném ngang tỉ lệ với vận tốc banđầu của vật 52

1

Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiệnđại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năngcủa người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc.Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để ngườihọc tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Chuyển từhọc chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạtđộng xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng côngnghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”[23].

Trước những yêu cầu cấp thiết đó, để phù hợp với hoàn cảnh đất nước tađang trong đà phát triển theo hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa trong điềukiện thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế Để góp phầnvào sự phát triển đó thì cần phải có đội ngũ thanh niên trẻ, có tri thức, có khảnăng làm việc nhóm cũng như độc lập, có tính sáng tạo và đầy chất nhân văn.Ngành giáo dục đã đề ra những yêu cầu đổi mới toàn diện về mục tiêu, nộidung và phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học Để gópphần vào việc đổi mới phương pháp dạy học cho học sinh theo nhằm phát huytính chủ động, tích cực, sáng tạo, tiếp cận định hướng năng lực thìphải có cácphương tiện dạy học phù hợp Đối với các môn khoa họcnói chung, vật lý nóiriêng, thì việcsử dụng các phần mềm ứng dụng công nghệ thôngtinnhằm môphỏng các sự vật, hiện tượng, thí nghiệm,…có vai trò quan trọng trong việcđổi mới phương

pháp tổ chức dạy học ở trường phổ thông Đây là vấn đề vẫn còn rất mới mẻ,nên cần được sự quan tâm, chú ý nghiên cứu chuyên sâu hơn nữa.

Từ trước đến nay vật lí luôn gắn liền với đời sống, kĩ thuật nên việcgiảng dạy bộ môn vật lí ở trường phổ thông thường gắn liền với thực tiễnnhằm vận dụng các kiến thức vật lívào đời sống hàng ngày Để góp phần chonhững thí nghiệm đó thêm phần trực quan, sinh động thì cần cho học sinhquan sát, thực hành thí nghiệm Tuy nhiên, với điều kiện thực tế ở trường phổthông thì việc tiến hành thí nghiệm còn rất khó khăn do không đủ dụng cụ thínghiệm, không đủ thời gian tiến hành nên hiện nay phần mềm Coach có thểtrở thành trợ thủ đắc lực cho người giáo viên trong việc mô phỏng thí nghiệmgiúp học sinh quan sát ngay trên lớp

Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài: “Xây dựng các video thí nghiệm và

sử dụngchúng với phần mềm phân tích video (Coach) trong dạy học“Chuyểnđộng ném” – Vật lí 10 nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh”làm

đề tài nghiên cứucủa mình

2.Mục đích nghiên cứu của đề tài

Xây dựng được các video thínghiệmđáp ứng được các yêu cầu về mặt

kĩ thuật, về mặt sư phạmvà sử dụng chúng với phần mềm Coach trong dạyhọc “Chuyển động ném” – Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đềnhằm pháthuy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

3 Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếuxâydựngđượcvideothí nghiệm đáp ứng được các yêu cầu về mặt kĩthuật, về mặt sư phạm và sử dụng chúng với phần mềm Coach trong dạy học

“Chuyển động ném” – Vật lí 10 theo dạy học giải quyết vấn đềthì sẽ pháthuyđược tính tích cực, sáng tạo của học sinh

4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

Để đạt được mục đích đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học giải quyết vấn đề và việc sử dụngphần mềm nhất là sử dụng phần mềm phân tích video trong dạy học Vật lí.

- Nghiên cứu nội dung chương trình sách giáo khoa chương động lựchọc chất điểm và nội dung “Chuyển độngném”

- Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy bài “Chuyển độngném” với sự hỗtrợ của phần mềm Coach trong dạy học Vật lí

- Xây dựng công cụ đánh giá tính tích cực, sáng tạo của học sinh trongdạy học “Chuyển động ném” – Vật lí 10

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để khẳng định tính khảthi của việc dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm Coach và rút ra kết luận

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là:

- Phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

-Xây dựng các video thí nghiệm, sử dụng chúng với phần mềm Coach.Phạm vi nghiên cứu:

- Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sĩ, chúngtôi chỉ nghiên cứu

xây dựng tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích video theohướng phát huy tính tích cực, sáng tạo cho HS trong nội dung “Chuyển độngném” – Vật lí 10 ở trường THPT Lạc Long Quân trên địa bàn huyện Sóc Sơn– TP Hà Nội

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, chúng tôi sử dụng các phương pháp

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

+ Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học và lí luận DH bộmôn vật lí, các tài liệu về tích cực hóa hoạt động nhận thức, sáng tạo trong

DH môn vật lí

+ Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước cùngvới các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp

DH hiện nay ở trường phổ thông

+ Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ DH của bộ môn vật lí ởtrường THPT hiện nay

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Phương pháp điều tra: Tìm hiểu thực trạng của việc phát huy tính tíchcực nhận thức cho HS với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích video trong dạyhọc vật lí hiện nay ở trường THPT thông qua phiếu điều tra

+ Phương pháp quan sát: Quan sát để thu thập thông tin về sự tích cực,sáng tạo của học sinh trong giờ học và trong các hoạt động

- Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

+Tiến hành xây dựng TN về chuyển động ném trong phòng TN

+ Tiến hành quay video về các thí nghiệm đã làm

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

+Tiến hành thực nghiệm có đối chứng theo kế hoạch Phân tích các kếtquả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm, đối chiếu với mục đíchnghiên cứu và rút ra kết luận của đề tài

- Phương pháp thống kê toán học

+ Sử dụng phương pháp thống kê mô tả để xử lí kết quả thực nghiệm sưphạm và kết quả điều tra, từ đó rút ra những kết luận về sự khác nhau trongkết quả học tập của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm

- Một video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với hai lầnvận tốc của vật.

- Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với độ cao banđầu của vật

- Video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động némngang và thời gian rơi tự do của vật

Soạn thảo được tiến trình dạy học nội dung kiến thức “Chuyển độngném”- Vật lí 10, trong đó có sử dụng các video đã xây dựng với phần mềmCoach theo dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạocủa học sinh

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận văngồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng video thínghiệm nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh

Chương 2: Xây dựng các video thí nghiệm và sử dụng chúng với phầnmềm Coach trong dạy học “Chuyển động ném” – Vật lí 10

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNGVIDEO THÍ NGHIỆM NHẰM PHÁT HUY

TÍNH TÍCH CỰC, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 1.1 Tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí

1.1.1 Tính tích cực của học sinh trong học tập vật lí

1.1.1.1 Khái niệm về tính tích cực trong học tập

Tích cực là một khái niệm khá phức tạp nên có nhiều quan điểm bàn vềvấn đề này

Trong từ điển tiếng Việt: Tính tích cực được hiểu theo hai nghĩa: Một

là chủ động hướng hoạt động nhằm tạo ra những thay đổi, phát triển (tư tưởngtích cực, phương pháp tích cực) Hai là hăng hái, năng nổ với công việc (tíchcực học tập, tích cực làm việc)

Theo Đỗ Hương Trà thì tính tích cực nhận thức là trạng tháihoạt độngcủa HS, đặc trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trongquá trình học tập Tính tích cực nhận thức được biểu thị qua sự nỗ lực của chủthể khi tương tác với đối tượng để giải quyết nhiệm vụ hay vấn đề nào đó[19]

Theo chủ nghĩa duy vật lịch sử, tính tích cực là một phẩm chất vốn cócủa con người trong đời sống xã hội, là một thuộc tính của nhân cách, nó liênquan phụ thuộc vào các thuộc tính khá đặc biệt như thái độ, nhu cầu và động

cơ của chủ thể Tính tích cực luôn gắn với hoạt động của chủ thể nào đó Nónằm trong hoạt động, biểu hiện qua hành động và ảnh hưởng lớn đến kết quảlao động

Theo Ôkôn thì tính tích cực là lòng ham muốn hành động được nảysinh do các động lực thúc đẩy hoạt động, do các quyết định dứt khoát và do ýchí của học sinh

Trong hoạt động nhận thức, tính tích cực biểu hiện ở sự nỗ lực củamỗi cá nhân, biến nhu cầu thành hiện thực Nó làm cho quá trình học tập,tìm tòi, sáng tạo có định hướng, từ đó con người dễ làm chủ và điều khiểncác hoạt động.

1.1.1.2 Biểu hiện của tính tích cực trong học tập vật lí

Tính tích cực trong học tập biểu hiện qua:

- Sự chuyên cần

+ Cần chú trọng đến tính chuyên cần biểu hiện ở sự gắng sức trong hoạtđộng học tập: Có thực hiện nhiệm vụ được giao không? Có chịu khó đọc bài,đọc thêm hay làm thêm các bài khác không?

-Sự hăng hái

+ Hăng hái tham gia vào mọi hình thức của hoạt động học tập thể hiện

ở chỗ giơ tay phát biểu ý kiến, xung phong lên bảng…tích cực tìm kiếm, xử líthông tin và vận dụng chúng giải quyết các nhiệm vụ học tập, thực tiễn cuộcsống, thể hiện trong sự tìm tòi khám phá vấn đề mới bằng phương pháp mới

Sự hăng hái còn thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong tư duy trí tò mòkhoa học, sự sáng tạo trong học tập… Khi xem xét sự hăng hái cần chú ý đếnmặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn bẩm sinh thể hiện trí tò

mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi ở mức độ khác nhau

Có những HS hăng hái là do tò mò chứ không phải có động cơ thực sự

- Sự tự giác

+ Đây là dấu hiệu cơ bản nhất của tính tích cực thể hiện ở việc quantâm đến môn học, tự giác học tập không cần ai nhắc nhở, không bị bắt buộcbởi những tác động bên ngoài (gia đình, bạn bè, xã hội)

-Sự chú ý trong học tập

+ Thể hiện trong việc HS có chú ý nghe giảng, học và làm bài, hứng thútrong học tập Tính tích cực cao sẽ kéo dài thời gian tập trung chú ý học tập

- Sự quyết tâm trong học tập

+ Tính tích cực trong học tập thể hiện trong việc HS có quyết tâm nỗlực vượt qua mọi khó khăn trong học tập không Để xác định mức độ quyếttâm cao hay thấp người ta dựa vào việc trả lời các câu hỏi: Tích cực nhất thờihay thường xuyên, liên tục? Tính tích cực ngày càng tăng hay giảm dần? Cókiên trì vượt khó không?

- Kết quả học tập

+ Tính tích cực thể hiện trong các hoạt động trí tuệ và kết quả học tập:

HS có nhớ tốt những điều đã học không? Có hiểu bài học không? Có thể trìnhbày lại nội dung bài học theo ngôn ngữ riêng không? Có vận dụng được cáckiến thức đã học vào thực tiễn không? Tốc độ học tập có nhanh không?

1.1.1.3 Các biện pháp phát huy tính tích cựccủa học sinh

Thông qua nghiên cứu, các biện pháp nhằm nâng cao tính tích cực nhậnthức của HS trong giờ lên lớp được phản ánh và tổng hợp, có thể tóm tắt nhưsau:

- Đưa nội dung bài học vào đời sống thực tế để HS nhìn thấy lợi ích củaviệc học, thấy cái hay, cái đẹp của kiến thức

- Nội dung dạy học phải mới, nhưng không quá xa lạ với HS Cái mớiphải liên hệ, phát triển từ cái cũ và có khả năng áp dụng trong tương lai Kiếnthức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thỏamãn nhu cầu nhận thức của HS

- GV nên sử dụng các phương pháp dạy học đa dạng: nêu vấn đề, thínghiệm, thựchành, so sánh, tổ chức thảo luận, làm việc độc lập và phối hợpchúng với nhau

Thiết kế mỗi bài học,mỗi sự kiện thành một tình huống để HS tham giagiải quyết, không biến bài học lý thuyết thành một chuỗi câu thuyết giảng,trừu tượng

- GV cần sử dụng các phương tiện dạy học: mô hình, sơ đồ, thí nghiệm,multimedia… nhằm kích thích hứng thú học tập của HS

- GV sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, dạyhọc theo nhóm, tập thể, tổ chức tham quan, làm thí nghiệm, thực hành trongphòng thí nghiệm…tránh sự nhàm chán cho người học.

- GV cần tổ chức cho HS luyện tập, vận dụng kiến thức vào thực tiễntrong các tình huống mới

- GV thường xuyên kiểm tra đánh giá, khen thưởng và kỉ luật kịp thời,đúng mức đối với từng HS

- GV có thể kích thích tính tích cực của HS thông qua thái độ, cách ứng

số hướng cơ bản sau:

+ Nghiên cứu phương pháp nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thứcsáng tạo chứ không dừng lại mức độ tái hiện như hiện nay

+ Phát huy sức mạnh bản chất của người học, mà theo K Mark đó là:trí tuệ, tâm hồn và ý chí Đặc biệt là sức mạnh tâm hồn (hứng thú, xúc cảm )

là điều lâu nay chưa được chú ý đúng mức

+ Phối hợp chặt chẽ và khoa học hơn nữa giữa các thầy giáo, các nhàquản lí, phụ huynh HS để động viên, khích lệ các em HS

1.1.2 Tính sáng tạo của học sinh trong học tập vật lí

1.1.2.1 Khái niệm về tính sáng tạo

“Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩmtinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” (Sáng tạo,Bách khoa toàn thư Liên Xô, tập 42, trang 54)

Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng sáng tạo ra những giá trị mới

về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụngthành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới

Trong khoa học kỹ 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 nhiệm vụ trong bất kỳ lĩnh vực nào của kinh

tế quốc dân, văn hóa, y tế hay quốc phòng mang lại một hiệu quả tích cực

Trong nghiên cứu vật lí, quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồmbốn giai đoạn như ta đã biết, trong đó khó khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo caonhất là giai đoạn từ những sự kiện thực nghiệm khởi đầu đề xuất mô hình giảthuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra

từ mô hình giả thuyết Trong hai giai đoạn này, không có con đường suy luậnlogic mà phải chủ yếu dựa vào trực giác [14]

1.1.2.2 Biểu hiện của tính sáng tạo trong học tập

Giáo viên có thể phát hiện ra các biểu hiện năng lực sáng tạo của họcsinh bằng cách quan sát, theo dõi quá trình học tập Mà những biểu hiện củanăng lực sáng tạo thường là:

- Với cùng một hiện tượng, HS có thể đưa ra nhiều câu hỏi khác nhau

- Hình thành được ý tưởng mới dựa trên các nguồn thông tin đã có

- Có khả năng tư duy, khái quát hóa các công việc để trở thành tiếntrình khi thực hiện một nhiệm vụ học tập nào đó Biết điều chỉnh, vận dụngcác kiến thức đã biết vào tình huống tương tự

- Có hứng thú suy nghĩ, tư duy, đưa ra ý kiến mới, không sợ sai, sợkhác ý kiến chung của mọi người

Những học sinh có các biểu hiện trên sẽ có khả năng tự điều chỉnhnhững sai lầm gặp phải và vận dụng được kiến thức đã học để giải quyết cáctình huống tương tự trong cuộc sống.

1.1.2.3 Các biện pháp phát huy tính sáng tạo

- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thứcmới Tố chức quá trình nhận thức vật lí theo chu trình sáng tạo sẽ giúp chohọc sinh trên con đường hoạt động nhận thức biết được: Chỗ nào có thể suynghĩ dựa trên những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới, giảipháp mới Việc tập trung trí lực vào chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sángtạo có hiệu quả, rèn luyện cho tư duy trực giác biện chứng nhạy bén phongphú Theo quan điểm hoạt động, quá trình vật lí được xây dựng từ dễ đến khó,phù hợp với trình độ học sinh, tận dụng kinh nghiệm sống hàng ngày của họ,tạo điều kiện cho họ có cơ hội đề xuất ra được những ý kiến mới mẻ có ýnghĩa, làm cho họ thấy được hoạt động sáng tạo là hoạt động có thể thực hiệnđược thường xuyên nếu có sự cố gắng nhất định Cần phải tổ chức quá trìnhdạy học theo kiểu giải quyết vấn đề mới có thể rèn luyện cho học sinh nănglực sáng tạo [14]

- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết mới Dự đoán cómột vai trò quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học Việc đưa ra dự đoánthường dựa vào trực giác, ngoài ra còn phải két hợp với kinh nghiệm và kiếnthức về lĩnh vực nghiên cứu Dự đoán khoa học luôn phải dựa trên cơ sở khoahọc, mặc dù cơ sở đó chưa thật chắc chắn

- Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán Để kiểm tra tính đúngđắn, chính xác của giả thuyết thì người nghiên cứu cần phải đưa ra được các

hệ quả để kiểm tra Nghĩa là từ mô hình giả thuyết, phải đưa ra hệ quả có thểkiểm tra được bằng thí nghiệm Vấn đề đòi hỏi sáng tạo ở đây là đề xuất đượcphương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được Để có thể đề ra được một phương

án thí nghiệm kiểm tra, không những phải huy động những kiến thức vật lí đã

có mà còn cả những hiểu biết đã có trong đời sống hàng ngày cũng như trongcác môn học khác

1.1.3 Dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

1.1.3.1 Khái niệm dạy học giải quyết vấn đề

Có nhiều quan niệm cũng như tên gọi khác nhau đối với dạy học giảiquyết vấn đề như: dạy học nêu vấn đề, dạy học nhận biết và giải quyết vấnđềv.v

Một số tác giả đã đưa ra khái niệm vềphương pháp DHGQVĐ:

Theo Đỗ Hương Trà, “Dạy học đặt và giải quyết vấn đề là sự lĩnh hộitri thức diễn ra thông qua việc tổ chức cho học sinh hoạt động đặt và giảiquyết các vấn đề Sau khi giải quyết vấn đề HS sẽ thu được kiến thức mới, kĩ

năng mới, hoặc thái độ tích cực” [19].

Theo Zinaiđa Iacốplépna Rez thì: “Dạy học nêu vấn đề là một hệ thốngcác tình huống có vấn đề liên kết với nhau và phức tạp dần lên mà qua giảiquyết các tình huống đó học sinh với sự giúp đỡ và chỉ đạo của thầy giáo sẽnắm được nội dung của môn học, cách thức học môn đó, và phát triển chomình những đức tính cần thiết để sáng tạo trong khoa học và trong cuộc sống”

Mục tiêu cơ bản của dạy học giải quyết vấn đềlà GV đưa ra tình huống

có vấn đề, yêu cầu HS độc lập giải quyết nhằm rèn luyện năng lực giải quyếtvấn đề Thông qua đó mà HS lĩnh hội được tri thức (tất nhiên trong đó cầnbao gồm khả năng nhận biết, phát hiện vấn đề) DH GQVĐ không phải là mộtPPDH cụ thể mà là một quan điểm dạy học

1.1.3.2 Các giai đoạn của dạy học giải quyết vấn đề

Dạy học GQVĐ là kiểu dạy học dạy học sinh thói quen tìm tòi giảiquyết vấn đề theo cách của các nhà khoa học, không những tạo nhu cầu, hứngthú học tập, giúp HS chiếm lĩnh được kiến thức, mà còn phát triển đượcNLST của HS Phạm Xuân Quế và các tác giả đã sử dụng sơ đồ tiến trình xây

dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát hiện và GQVĐ trong môn Vật lí nhưsau [3]:

1 Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống xuất phát:từ kiến

thức cũ, kinh nghiệm, TN, bài tập, truyện kể lịch sử

2 Phát biểu vấn đề cần giải quyết

3 Giải quyết vấn đề

4 Rút ra kết luận

5 Vận dụng kiến thức mới để giải quyết những nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

Hình 1.1: Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo dạy học GQVĐ

Dạy học GQVĐ có đặc điểm chung, tuy nhiên mỗi loại kiến thức cónhững đặc thù riêng

1.2 Xây dựng và sử dụng video thí nghiệm với phần mềm Coach trong dạy học vật lí

Ở hầu hết các trường học hiện nay, ở tất cả các cấp học đều đã đượctrang bị phòng học bộ môn, các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm hỗ trợ GV, HStrong quá trình dạy và học Tuy nhiên các dụng cụ thí nghiệm được cung cấpnhiều nhưng không đồng bộ, các thiết bị thí nghiệm chất lượng không cao, bị

hư hỏng trong quá trình vận chuyển, bảo quản Bên cạnh đó không có cácthiết bị dự trữ để thay thế khi hư hỏng, thất lạc.Vì thế mà bên cạnh các ưuđiểm của TN truyền thống như trực quan, HS dễ dàng tiếp nhận được thôngtin thì vẫn còn những bất cập như: Mất nhiều thời gian chuẩn bị, kết quả thuđược không phải lúc nào cũng chính xác tuyệt đối Ngoài ra, đối với các thínghiệm diễn ra rất nhanh hoặc rất chậm sẽ gây khó khăn trong việc quan sát

cũng như xử lí số liệu Chính vì vậy, việc phối hợp sử dụng các video quaytrước các thí nghiệm truyền thống với các phần mềm phân tích video và xử líkết quả thí nghiệm là vô cùng cần thiết.

Hiện nay hầu hết các giáo viên đang sử dụng phương tiện công nghệthông tin trong dạy học là soạn giáo án giảng dạy điện tử bằng phần mềm tinhọc Microsoft office PowerPointđãkhắc phục được nhiều bất cập trong quátrình giảng dạy của giáo viên Có thể đưa vào nhiều thông tin liên quanđến bài giảng kết hợp giữa chèn vào một số hình ảnh, màu sắc, âm thanh,video thực tế phù hợp với môn học tạo nên sự đa dạng và phong phú trong bàigiảng của giáo viên, kích thích sự tiếp nhận bài giảng và tư duy tích cực củahọc sinh

Riêng đối với các nội dung kiến thức vật lí là chuyên ngành khoa họcthực nghiệm với nhiều nội dung khá trừu tượng học sinh rất khó khăn trongviệc tiếp nhận kiến thức, cũng như là giáo viên khó diễn tả hết được hiệntượng vật lý chỉ bằng các suy luận lý thuyết Nên rất cần có sự quan sát, phântích hiện tượng một cách trực quan thông qua thí nghiệm Do đó nếu chỉthông qua phần mềm Microsoft office PowerPoint để trình chiếu các slide nộidung bài giảng và chèn thêm tranh ảnh, các đoạn phim về thí nghiệm minhhọa thì cũng chưa đủ Còn có thể sử dụng các phần mềm khác để tạo ra các thínghiệm ảo mà trên thực tế nó khó thực hiện trong phòng thí nghiệm thực,hoặc có nhưng chưa phân tích được hết quá trình xảy ra bên trong hiện tượng.Nếu sử dụng được các thí nghiệm ảo này tích hợp vào các giáo án điện tửphục vụ cho việc giảng dạy môn vật lý sẽ đem lại hiệu quả cao hơn rất nhiều

Hiện nay có rất nhiều các phần mềm phân tích video được ứng dụngtrong dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng như: DIVA, Videopoint,Tracker, Các phần mềm này có cơ chế chung là sử dụng máy quay để ghihình trực tiếp các hiện tượng vật lí rồi thông qua môi trường máy tính cùngvới sự hỗ trợ của các phần mềm này mà nghiên cứu viên có thể thu thập được

số liệu, tính toán, trình bày số liệu dưới dạng bảng khác nhau, từ đó có thể vẽ

và điều chỉnh các đồ thị hàm chuẩn sao cho các đồ thị hàm chuẩn này trùngkhít với đồ thị thực nghiệm Sau khi nghiên cứu thì tôi thấy phần mềm Coach

có nhiều ưu điểm hơn, phục vụ tốt cho việc nghiên cứu

Coach là phần mềm ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực khoa học:Toán học, vật lý, hóa học và kết hợp với nhiều công cụ cần thiết Coach còn làphần mềm duy nhất tích hợp các công cụ, cho phép:

- Thu thập dữ liệu, các phép đo trong và ngoại tuyến

- Dựa vào các video dữ liệu để thực hiện các phép đo kĩ thuật và hìnhảnh, bao gồm chụp và chỉnh sửa các video clip

- Lập mô hình; tạo mới và sử dụng các mô hình số

- Kiểm soát, tạo ra các chương trình để kiểm soát các thiết bị truyềnđộng khác nhau và các hệ thống tự động

- Hoạt ảnh: Tạo ra các hình ảnh hóa để hiểu rõ hơn về ý nghĩa của dữ liệu

- Xử lí các dữ liệu đã thu thập

Hình 1.2 Giao diện phần mềm Coach

Sở dĩ chúng tôi lựa chọn phần mềm Coach vì phần mềm này có những

ưu điểm:

- Phần mềm Coach cài đặt dễ dàng, có hướng dẫn sử dụng chi tiết và cóchữa sẵn một số video mẫu để phân tích chúng Đồng thời, phần mềm Coachcũng cho phép dùng các video do người sử dụng xây dựng để phân tích.

- Phần mềm Coach thao tác khá dễ dàng, có thể lựa chọn các đồ thịmong muốn, có thể fit hàm để rút ra các kết luận về đại lượng cần khảo sát

Từ đó xây dựng được các đồ thị tương ứng và rút ra đặc điểm củachuyển động cần khảo sát

1.2.1 Xây dựng video thí nghiệm để sử dụng với phần mềm Coach

Để xây dựng được video thí nghiệm phù hợp, sử dụng với phần mềmCoach thì cần tiến hành như sau:

- Bước 1: Xác định được video thí nghiệm cần xây dựng

- Bước 2: Chế tạo, cải tiến hoặc trực tiếp sử dụng các dụng cụ có sẵn đểtiến hành thí nghiệm

- Bước 3: Chuẩn bị các dụng cụ hỗ trợ ghi hình: ánh sáng, âm thanh,phông nền, bối cảnh…

- Bước 4: Lựa chọn tốc độ ghi hình ở máy quay cho phù hợp với quátrình cần quan sát

- Bước 5: Biên tập video:

+ Cắt đoạn video cần sử dụng

+ Cắt khung hình video mong muốn để làm nổi bật đối tượng cần quansát, khảo sát

+ Chèn văn bản cần thiết (chú thích…)

+ Loại bỏ âm nhiễu

+ Chèn thêm âm thanh cần thiết

1.2.2 Phân tích các video thí nghiệm bởi phần mềm Coach

Khi sử dụng phần mềm Coach với chức năng phân tích video TN cầnthao tác theo các bước sau:

- Bước 1: Mở giao diện Coach, lựa chọn data video Vào ô open để mở

video cần phân tích

- Bước 2: Chọn ảnh đầu cuối bằng cách kéo chuột vào star frame và

end frame để chọn điểm đầu và điểm cuối của đoạn video cần phân tích.

- Bước 3: Chọn thước chuẩn bằng cách nhấn chuột phải, chọn change

scale setting, chọn độ dài của thước chuẩn trong khung hình, chọn trục tọa độ

phù hợp

- Bước 4: Đánh dấu vị trí vật ở từng khung hình: Nhấn chuột phải, chọn

video point, chọn số điểm cần khảo sát trong khung hình.

- Bước 5: Cho video chạy: Nhấn chuột vào biểu tượng play, nhấn chuột

vào các vị trí của vật trên khung hình

- Bước 6: Nhấn chuột phải, chọn display as a table và display as a

diagram để xuất ra bảng giá trị và đồ thị.

- Bước 7: Nhấn chuột phải vào bảng giá trị, chọn edit table để chọn giá

trị cần hiển thị bằng cách chỉnh sửa đại lượng theo công thức định nghĩa

+ Kết quả thu được là bảng số liệu và đồ thị (x, y, t) của vật

+ So sánh với các đường line mẫu: Nhấn chuột phải vào khung hình đồ

thị, chọn analyze, chọn function fit, chọn line rồi chọn đường đồ thị tương

ứng, ghi lại thông số hàm fit được, rút ra nhận xét và kết luận

1.2.3 Sử dụng các video thí nghiệm đã xây dựng với phần mềm Coach trong dạy học vật lí

Trong quá trình dạy học, sử dụng các video thí nghiệm nhằm phát huytính tích cực, sáng tạo của học sinh

Video thí nghiệm có thể thay thế hoặc bổ sung cho thí nghiệm truyềnthống và video TN có thể được sử dụng ở hầu hết các giai đoạn của dạy họcGQVĐ Nhưng trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu, chúng tôi chỉ sử dụng làthí nghiệm kiểm nghiệm các hệ quả của chuyển động ném trong giai đoạn giảiquyết vấn đề:

- Một video kiểm nghiệm quỹ đạo chuyển động của vật ném ngang làđường parabol.

- Một video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với hai lầnvận tốc của vật

- Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với độ cao banđầu của vật

- Video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động némngang và thời gian rơi tự do của vật

Sở dĩ là vì các hiện tượng vật lí đã được ghi hình lại, sử dụng phầnmềm Coach, người dùng sẽ thu thập được số liệu, tính toán, trình bày số liệudưới dạng khác nhau, vẽ hình và điều chỉnh đồ thị hàm chuẩn sao cho các đồthị hàm chuẩn này trùng khít với đồ thị thực nghiệm

TN tương tác trên màn hình có nhiều ưu điểm hơn so với TN truyền

- Phạm vi nghiên cứu các quá trình vật lí rộng hơn Ngoài nhữngnghiên cứu trong PTN (chuyển động của các vật trên đệm không khí, chuyểnđộng của bi trên máng nghiêng…) thì TN tương tác còn nghiên cứu được cácquá trình, hiện tượng xảy ra trong đời sống hàng ngày (chuyển động ném xiêncủa quả bóng rổ, chuyển động của tên lửa trên bệ phóng…)

- Có thể quan sát một cách dễ dàng tại bất kì thời điểm nào,góc độ nào

và có thể quan sát được nhiều lần

- Thu thập số liệu nhờ các phần mềm nhanh chóng, dễ dàng và có độchính xác cao

- Phân tích, xử lí số liệu đã thu thập và trình bày kết quả một cách dễdàng, chính xác và đẹp

- Vì thu thập số liệu, xử lí số liệu nhanh chóng nên HS có thêm thờigian để tham gia vào các hoạt động quan trọng khác trong quá trình nghiên

cứu: đưa ra giả thuyết, đề xuất phương án TN, kiểm tra giả thuyết, tổng kết,đánh giá, vận dụng kiến thức…

Dù có nhiều ưu điểm hơn TN truyền thống nhưng TN tương tác trênmàn hình vẫn còn có một số nhược điểm sau:

- Trong quá trình nghiên cứu, người học chủ yếu chỉ tham gia tương tácgián tiếp với đối tượng nghiên cứu thông qua máy tính HS không được trựctiếp tham gia quá trình ghi hình hiện tượng vật lí

- Các video ghi hình hiện tượng, quá trình vật lí muốn sử dụng đượcphải được chuyển sang định dạng mà phần mềm yêu cầu

- Nhằm đảm bảo độ chính xác về tỉ lệ giữa các điểm ảnh với khoảngcách thực tế, góc quay…thì cần phải đặc biệt chú ý Ví dụ: Với các quá trìnhchuyển động của vật phải đảm bảo trục ống kính máy quay vuông góc vớimặt phẳng quỹ đạo và phải gắn một thước hoặc thước có độ dài biết trước đểlàm thước đo chuẩn

- Sử dụng các TN tương tác màn hình này, HS không được rèn luyện kĩnăng lắp đặt dụng cụ TN, sử dụng dụng cụ đo, tiến hành TN…

1.3 Kết luận chương 1

Để đạt được các mục tiêu phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của

HS trong giảng dạy vật lí thì GV phải lựa chọn, sử dụng thành thạo, kết hợpkhéo léo, linh hoạt các phương tiện dạy học thích hợp Nhất là việc sử dụnghiệu quả phần mềm dạy học trong các giai đoạn của tiến trình dạy họcGQVĐ Giờ học có sử dụng ứng dụng CNTT, đặc biệt là các thí nghiệm môphỏng, các phần mềm phân tích để thu được kết quả chuẩn sẽ thu hút được sựhứng thú của HS, qua đó tiếp nhận thông tin một cách nhanh chóng Vì vậy,rèn luyện được các kĩ năng quan sát, phán đoán, thực hành và bồi dưỡng nănglực sáng tạo của HS Thực hiện được điều này đòi hỏi GV phải đầu tư thờigian, công sức nhiều hơn Nhưng kết quả thu lại được là sự chính xác, hứngthú cho HS và thành công của giờ dạy

Tôi vận dụng các luận điểm trên và sử dụng phần mềm Coach để dạyhọc “Chuyển động ném” – Vật lí 10 và soạn thảo tiến trình dạy học có sửdụng phần mềm và dạy học theo dạy học GQVĐ Các biểu hiện của tính tíchcực, sáng tạo được tôi sử dụng để thiết kế công cụ đánh giá tính tích cực, sángtạo của HS trong thực nghiệm sư phạm.

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG CÁC VIDEO THÍ NGHIỆM VÀ SỬ DỤNG CHÚNG VỚI PHẦN MỀM COACH TRONG DẠY HỌC“CHUYỂN ĐỘNG NÉM” –

VẬT LÍ 10 2.1 Mục tiêu kiến thức, kĩ năng trong dạy học “chuyển độngném” - Vật

lý 10

Để cụ thể hóa, chi tiết hóa, tường minh hóa các nội dung, căn cứ đểđánh giá chất lượng giáo dục, Bộ GD & ĐT đã ban hành chuẩn kiến thức, kĩnăng đối với từng cấp học Đối với nội dung “Chuyển động ném”- Vật lí 10thì:

- Các mục tiêu theo chuẩn kiến thức:

+ Diễn đạt được các khái niệm: phân tích chuyển động, chuyển độngthành phần, chuyển động tổng hợp

+ Viết được các phương trình của hai chuyển động thành phần của chuyển động ném ngang

+ Nêu được một vài đặc điểm quan trọng của chuyển động ném ngang

- Các mục tiêu theo chuẩn kĩ năng:

+ Chọn được hệ quy chiếu phù hợp để phân tích chuyển động némngang (ném xiên) thành hai chuyển động thành phần

+ Áp dụng định luật II Newton để thiết lập được phương trình cho haichuyển động thành phần của chuyển độngném ngang

+ Tổng hợp hai chuyển động thành phần để thành chuyển động tổnghợp (chuyển động thực)

+ Vẽ được (một cách định tính) quỹ đạo parabol của chuyển động némngang

Theo chúng tôi, để dạy học nội dung này với mục tiêu là phát huy tínhtích cực, sáng tạo của HS thì cần bổ sung các mục tiêu sau:

- Học sinh nhận ra quỹ đạo của chuyển động ném ngang là đường cong

và không giống với bất kì quỹ đạo chuyển động đã học nào

- Đề xuất được việc phân tích chuyển động cong thành hai chuyển độngthành phần là chuyển động thẳng đều theo phương ngang và chuyển động rơi

tự do theo phương thẳng đứng của vật ném ngang

- Lập được phương trình chuyển động của vật ném ngang theo phươngngang và theo phương thẳng đứng

- Từ phương trình chuyển động suy được ra các hệ quả và thiết kếphương án thí nghiệm để kiểm tra các hệ quả:

- TN 1: Video kiểm nghiệm phương trình quỹ đạo của vật ném ngang làđường parabol

- TN 2: Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với vận tốcban đầu của vật

- TN 3: Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với độ caoban đầu của vật

- TN 4: Video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển độngném ngang và thời gian rơi tự do

- Sử dụng phần mềm Coach phân tích các video thí nghiệm để tiếnhành kiểm tra bốn hệ quả trên

- Rút ra kết luận về quy luật chuyển động của vật ném ngang

Từ những mục tiêu đề xuất trên thì chúng tôi nhận thấy cần tập trungvào hai nhiệm vụ: Đề xuất được việc phân tích chuyển động cong thành haichuyển động thành phần và nhiệm vụ từ phương trình chuyển động suy được

ra các hệ quả và thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra các hệ quả Vì hainhiệm vụ này thể hiện rõ được tính sáng tạo của học sinh Vì đây là nhữngmục tiêu quyết định để giải quyết được các mục tiêu ban đầu theo chuẩn kiếnthức đưa ra

2.2 Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học “Chuyển động ném”

Trong dạy học “Chuyển động ném” theo dạy học GQVĐ nhằm pháthuy tính tích cực, sáng tạo của học sinh và dựa vào thực trạng dạy học, trangthiết bị thí nghiệm hiện có thì các video cần được xây dựng như sau:

- TN 1: Video kiểm nghiệm phương trình quỹ đạo của vật ném ngang làđường parabol

- TN 2: Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với vận tốcban đầu của vật

- TN 3: Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với độ caoban đầu của vật

- TN 4: Video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển độngném ngang và thời gian rơi tự do

2.3 Xây dựng các Video thí nghiệm trong dạy học “Chuyển động ném”

Để nghiên cứu vật chuyển động ném ngang, việc tiến hành các TN theohướng TN truyền thống là có thể thực hiện được ngay trên lớp vì: Dụng cụđơn giản, dễ kiếm, thời gian tiến hành nhanh chóng Tuy nhiên quá trình vậtchuyển động ném ngang diễn ra rất nhanh nên để HS trực tiếp quan sát quỹđạo, vị trí vật chạm đất khi thay đổi các thông số là rất khó khăn Vì vậy,chúng tôi cho rằng cần thiết xây dựng các video TN để nghiên cứu vật

“Chuyển động ném” Quá trình xây dựng các video thí nghiệm được chúngtôi thực hiện theo các bước ở mục 1.2.1

2.3.1 Video kiểm nghiệm phương trình quỹ đạo của vật ném ngang là đường parabol

Mục đích: Khảo sát quỹ đạo chuyển động của viên bi chuyển động ném

ngang

Bố trí thí nghiệm: TN được bố trí như hình 2.1

Hình 2.1: Thí nghiệm khảo sát quỹ đạo chuyển động của vật ném ngang

- Máng nghiêng (1) được kê 1 đầu lên giá đỡ (2) từ độ cao h

- Dưới chân của độ cao h có đặt 1 thước thẳng (3) để đo trực tiếp tầm

xa của viên bi

- Máy quay phải được đặt vuông góc với mặt phẳng chuyển động củaviên bi ở máng nghiêng tại vị trí sao cho máy quay ghi hình rõ nét nhất

- Hai đèn chiếu sáng được bố trí 2 bên, lệch 1 góc so với phươngchuyển động của vật

Tiến hành TN và ghi hình:

- Bật máy quay để tiến hành ghi hình

- Thả viên bi từ độ cao nhất định trên máng nghiêng

Biên tập video:

- Sau khi ghi hình và thu thập được các video TN, chúng tôi tiến hành biên tập và xử lí video thông qua phần mềm Wondershare filmora

Hình 2.2 Giao diện của phần mêm Wondershare filmora

Sử dụng phần mềm Wondershare Filmora, tôi tiến hành biên tập, xử lívideo với các thao tác sau:

- Cắt lấy đoạn video cần khảo sát cho phù hợp với yêu cầu video thínghiệm

- Tách âm thanh ra khỏi đoạn video vì trong Coach không sử dụng đến

Phân tích video TN bởi phần mềm Coach:

- Bước 1: Mở giao diện Coach, chọn Data video Vào open, mở videomuốn phân tích

- Bước 2: Chọn ảnh đầu cuối bằng cách kéo chuột vào start frame và

end frame để chọn điểm đầu và điểm cuối của đoạn video cần phân tích.

- Bước 3: Chọn thước chuẩn bằng cách nhấn chuột phải, chọn

changescale setting, chọn độ dài của thước chuẩn trong khung hình, chọn trục

tọa độ phù hợp

- Bước 4: Đánh dấu vị trí vật ở từng khung hình: Nhấn chuột phải, chọn

video point, chọn số điểm cần khảo sát trong khung hình.

- Bước 5: Cho video chạy: nhấn chuột vào biểu tượng play, nhấn chuột

vào các vị trí của vật trên khung hình

- Bước 6: Nhấn chuột phải, chọn display as a table và display as a

diagram để xuất ra bảng giá trị và đồ thị.

- Bước 7: Nhấn chuột phải vào bảng giá trị, chọn edit table để chọn giá

trị cần hiển thị bằng cách chỉnh sửa đại lượng theo công thức định nghĩa

2.3.2 Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với vận tốc ban đầu của vật

Mục đích: khảo sát tầm xa của vật bị ảnh hưởng bởi tốc độ ban đầu.

- Dưới chân của độ cao h có đặt 1 thước thẳng (3) để đo trực tiếp tầm

xa của viên bi

- Máy quay phải được đặt vuông góc với mặt phẳng chuyển động củaviên bi ở máng nghiêng tại vị trí sao cho máy quay ghi hình rõ nét nhất

- Hai đèn chiếu sáng được bố trí 2 bên, lệch 1 góc so với phươngchuyển động của vật.

Tiến hành TN và ghi hình:

- Bật máy quay để ghi hình

- Thả viên bi từ máng nghiêng:

+ Vị trí 1: Từ độ cao h trên máng nghiêng

+ Vị trí 2: Từ độ cao 4h trên máng nghiêng

Ở mỗi vị trí tiến hành 3 lần, ghi hình các lần tiến hành

Biên tập video

- Các thao tác tương tự như mục 2.3.1

2.3.3 Video kiểm nghiệm tầm xa của vật ném ngang tỉ lệ với độ cao ban đầu của vật.

Mục đích: Khảo sát tầm xa của vật bị ảnh hưởng bởi độ cao của điểm

ném

Bố trí TN:

Hình 2.4.Thí nghiệm khảo sát tầm xa tỉ lệ với độ cao h của vật chuyển động

ném ngang

- Máng nghiêng (1) được kê 1 đầu lên giá đỡ (2) từ độ cao h

- Dưới chân của độ cao h có đặt 1 thước thẳng (3) để đo trực tiếp tầm

xa của viên bi

- Máy quay phải được đặt vuông góc với mặt phẳng chuyển động củaviên bi ở máng nghiêng tại vị trí sao cho máy quay ghi hình rõ nét nhất.

- Hai đèn chiếu sáng được bố trí 2 bên, lệch 1 góc so với phươngchuyển động của vật

Tiến hành TN và ghi hình:

- Bật máy quay để ghi hình

- Thả viên bi từ máng nghiêng ở 1 độ cao xác định:

+ Vị trí 1: Khoảng cách từ điểm ném đến sàn nhà là h

+ Vị trí 2: Khoảng cách từ điểm ném đến sàn nhà là 2h

Ở mỗi vị trí tiến hành 3 lần, ghi hình các lần tiến hành

Biên tập video

- Các thao tác tương tự như mục 2.3.1

2.3.4 Video kiểm nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động ném ngang và thời gian rơi tự do.

Mục đích: khảo sát thời gian chuyển động của 1 vật bị ném ngang và

thời gian rơi tự do của 1 vật ở cùng độ cao

Bố trí TN:

Hình 2.5 Thí nghiệm sự bằng nhau của thời gian chuyển động ném ngang và

thời gian rơi tự do