Bài Tập nghiên cứu khoa học (khoa vật lý)

Xin cảm ơn thầy Phan Đình Bá tổ trưởng tổ Vật Lý – Tin Học đã tạo điều kiện để em được tiếp xúc trò chuyện với quý thầy cô trong tổ và tìm hiểu thực trạng sử dụng giáo án điện tử của các

LỜI CẢM ƠN

Lời cảm ơn đầu tiên, em xin chân thành gởi đến thầy Nguyễn Ngọc Minh là người giảng dạy bộ môn ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy Vật Lý THPT và cũng là người trực tiếp hướng dẫn tận tình để em hoàn thành bài tập nghiên cứu khoa học này Xin cảm ơn cô Hà Thị Vân Hậu là giáo viên hướng dẫn thực tập giảng dạy đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ em thu thập thông tin Xin cảm ơn thầy Phan Đình Bá tổ trưởng tổ Vật Lý – Tin Học đã tạo điều kiện để em được tiếp xúc trò chuyện với quý thầy cô trong tổ và tìm hiểu thực trạng sử dụng giáo án điện tử của các thầy cô Đồng cảm ơn ban giám hiệu trường THPT Số 1 Tuy Phước , quý thầy cô trong tổ Vật Lý – Tin Học, tập thể lớp 11A1, 11A2, 11A3, 11A4 đã giúp đỡ, tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài

Quy Nhơn, Tháng 3 Năm 2009 Sinh viên thực hiện đề tài Nguyễn Quang Vũ

MỤC LỤC

PHẦN : TRANG

A, MỞ ĐẦU

B, NỘI DUNG ĐỀ TÀI

II, THỰC TRẠNG VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT SỐ 1

III, TÌM HIỂU VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY PHẦN ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC

A – MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiê ̣n nay bô ̣ Giáo Du ̣c và Đào Ta ̣o đang thực hiê ̣n viê ̣c đổi mới cả về nô ̣i dung lẫn phương pháp trong mo ̣i cấp ho ̣c, nghành ho ̣c bên cạnh đó viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông tin trong da ̣y ho ̣c cũng được chú tro ̣ng hơn nhiều Vâ ̣t lý ho ̣c là mô ̣t môn khoa ho ̣c thực nghiê ̣m vì vâ ̣y trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t lý viê ̣c làm thí nghiê ̣m có vai trò vô cùng quan tro ̣ng Viê ̣c tiến hành các thí nghiê ̣m biểu diễn và thí nghiê ̣m khảo sát trên lớp sẽ làm tăng tính trực quan, thực tế và còn cường sự hứng thú ho ̣c tâ ̣p của ho ̣c sinh Trong thực tế, hầu hết các giáo viên đều muốn đưa các thí nghiê ̣m vào trong các tiết ho ̣c nhằm mu ̣c đích nâng cao chất lượng da ̣y ho ̣c Tuy nhiên có rất nhiều khó khăn khi giáo viên tiến hành thí nghiê ̣n biểu diễn trực tiếp trên lớp, chẳn ha ̣n như không có đủ thời gian, thiếu thốn về trang thiết bi ̣ hoă ̣c các thí nghiê ̣m tiến hành trong các điều kiê ̣n đă ̣c biê ̣t Riêng đối với viê ̣c giảng da ̣y vâ ̣t lý trong phần Điê ̣n

ho ̣c - Điê ̣n từ ho ̣c, lớp 11 nâng cao THPT, yêu cầu giáo viên phải tiến hành nhiều thí nghiê ̣m về điê ̣n và từ mới đảm bảo được chất lượng da ̣y ho ̣c Trong điều kiê ̣n thiếu thiết bi ̣ thí nghiê ̣m hoặc thiết bị không đồng bộ thì viê ̣c ứng

du ̣ng công nghê ̣ thông tin với các phần mềm mô phỏng, phần mềm lắp ráp và cha ̣y mô phỏng các thí nghiê ̣m điê ̣n sẽ hỗ trợ rất tốt cho giáo viên nhằm nâng cao chất lươ ̣ng da ̣y ho ̣c Đứng trước tình hình như vâ ̣y, em xin đề xuất đề tài nghiên cứu TÌM HIỂU VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÝ PHẦN ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ LỚP 11 (sách nâng cao) Ở TRƯỜNG THPT SỐ 1 TUY PHƯỚC – BÌNH ĐI ̣NH Trong đề tài này em xin trình bày những nghiên cứu về viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông tin trong giảng da ̣y vâ ̣t lý phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ ho ̣c trong khuôn khổ trường THPT số 1 Tuy Phước nhằm tìm hiểu và đề xuất giải pháp về viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông trong giảng da ̣y phần này Với mong muốn giảm thiểu tình tra ̣ng da ̣y chay, dạy theo lối truyền thống và nhằm làm tăng thêm tính trực quancủa hiện tượng, tăng sự hứng thú của ho ̣c sinh, em cũng xin đưa vào phần đóng góp cho đề tài đó chính là phương pháp thiết kế mô ̣t số thí nghiê ̣m ảo trong phần điê ̣n ho ̣c bằng phần mềm Crocodile Physics 605

II ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này chính là viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông tin trong giảng da ̣y vâ ̣t lý phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ ho ̣c thuô ̣c chương trình vâ ̣t lý lớp 11 – (sách nâng cao)

- Khách thể gồm hai đối tượng chính :

+Các giáo viên trong tổ Vật lý – Tin Học trường THPT số 1 Tuy Phước +Học sinh các lớp 11A1, 11A2, 11A3, 11A4 trường THPT số 1 Tuy Phước

III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mục đích chính của đề tài là tìm hiểu viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông tin trong giảng da ̣y vâ ̣t lý phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ ho ̣c thuô ̣c chương trình vâ ̣t lý lớp 11 – nâng cao của các giáo viên vật lý ở trường THPT số 1 Tuy Phước, Thông qua đó tìm hiểu những ưu nhược điểm, thuận lợi, khó khăn và một số kinh nghiệm khi ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy vật lý Từ đó tìm ra hướng khắc phục các khó khăn, tối ưu hóa việc ứng dụng công nghệ thông tin và đề xuất ý kiến cho trường phổ thông

IV NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu về cơ sở lý luận việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy vật lý, tham khảo các tài liệu, các đề tài về ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy vật lý

- Tìm hiểu thực trạng sử dụng giáo án điện tử của giáo viên trong phần điện học – điện từ học và những khó khăn của giáo viên trong quá trình giảng dạy

- Nghiên cứu các phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo, thiết kế một số thí

nghiệm ảo sử dụng trong giảng dạy phần điện học – điện từ học

V PHẠM VI NGHIÊN CỨU.

- Đề tài được thực hiện trong phạm vi trường THPT số 1 Tuy Phước

VI THỜI GIAN THỰC HIỆN

- Đề tài được thực hiện trong thời gian 2 tháng đầu học kỳ 2 của năm học VII PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp chính sử dụng trong đề tài này chính là phương pháp điều tra, thống kê: điều tra tìm hiểu tình hình việc giảng dạy vậy lý có ứng dụng công nghệ thông tin, và tìm hiểu kỹ đối với phần điện học – điện từ học

- Đối với khách thể là giáo viên thì phương pháp chính là trò chuyện, thăm

dò ý kiến, Tìm hiểu những khó khăn, những kinh nghiệm của giáo viên trong việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy vật lý phần điện học – điện

từ học

- Đối với học sinh, phương pháp chính là điều tra , thăm dò ý kiến, sự phản hồi từ phía học sinh khi học phần điện học – điện từ học

I CƠ SỞ LÝ LUẬN

1 Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học

Trong dạy học, người ta sử dụng nhiều công cụ hỗ trợ như tranh ảnh, các đoạn phim và máy phát hình, các mô hình trong đó máy vi tính được coi là công cụ hiện đại và mạnh mẽ nhất Những năm gần đây, Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học được chú trọng hơn nhiều, quy mô và chất lượng công nghệ cũng phát triển nhanh chóng Nhờ chức năng thiết kế các bài giảng với giao diện đẹp, gây được sự chú ý, sự tập trung ở người học, máy vi tính được xem như là công cụ đắc lực hỗ trợ cho việc học tập, nghiên cứu , giảng dạy

- Với sự hỗ trợ của máy tính , Giáo viên có thể chuyển tải cho học sinh một lượng thông tin khá lớn , các hình ảnh mô tả , các đoạn phim biểu diễn thí nghiệm thực , các hiện tượng , sự kiện một cách nhanh chóng , dễ dàng

- Bằng nhiều phần mềm khác nhau , ta có thể tạo ra và biểu diễn các sự kiện, các thí nghiệm, các phản ứng hóa học khi không có điều kiện thực hiện các thí nghiệm này Đó chính là việc mô phỏng, mô hình hóa các hiện tượng, quá trình cần nghiên cứu

- Máy tính còn là công cụ để học sinh tự ôn tập, kiểm tra kiến thức đã học

2 Vai trò của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy vật lý ở

trường THPT

Trong giảng dạy vật lý, Việc ứng dụng công nghệ thông tin đã phát huy thế mạnh của nó, cụ thể nó có nhũng ứng dụng sau :

- Ta ̣o ra các bài giảng với lượng thông tin đầy đủ, có thể đưa vào bài giảng các hình ảnh, thí nghiê ̣m

- Mô phỏng các đối tượng cần nghiên cứu mô ̣t cách trực quan, sinh đô ̣ng

- Hỗ trợ thiết kế các thí nghiệm ảo : máy tính giúp ta tiến hành rất nhiều thí nghiệm vật lý trong điều kiện thiếu thốn trang thiết bị, hoặc tiến hành các thí nghiệm mang tính chất nguy hiểm

- Hỗ trợ trình chiếu các đoạn phim mô tả quá trình thực tế : trong điều kiện chúng ta phải lặp lại các quá trình này nhiều lần hoặc các quá trình ít khi xảy

ra hay xảy ra chậm

3 Sử dụng thí nghiệm ảo trong giảng dạy vật lý

Hiê ̣n nay viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông tin trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t lý đã phát triển rất nhanh Viê ̣c ứng du ̣ng không còn đơn thuần ở da ̣ng trình chiếu các hình ảnh , thông tin mà còn thực hiê ̣n nhiều công viê ̣c phức ta ̣p khác như tiến hành các thí nghiê ̣m, thu thâ ̣p số liê ̣u ta go ̣i chung các thí nghiê ̣m trên máy tính là các thí nghiê ̣m ảo Các thí nghiê ̣m ảo tuy không trực quan, thực tế như các thí nghiê ̣m biểu diễn thực trên lớp nhưng nó cũng có rất nhiều ưu điểm Ưu điểm lớn nhất và được coi như thế ma ̣nh của thí nghiê ̣m ảo là ít tốn kém về trang thiết bi ̣, thời gian thao tác nhanh, chính xác, có thể tiến hành các thí nghiê ̣m trong điều kiê ̣n đă ̣c biê ̣t Thí nghiệm ảo là công cụ rất tốt trong giảng dạy vật lý tuy nhiên viê ̣c thiết kế và sử du ̣ng các thí nghiê ̣m cần phải thỏa mãn một số yêu cầu sau :

+ Cần phải hợp lý, phù hợp với kịch bản sư phạm

+ Cần tập trung làm rõ, nổi bật trọng tâm của thí nghiệm

+ Tạo điều kiện để học sinh giao tiếp, tương tác với thí nghiệm

+ Phải có sự phù hợp giữa ảo và thực

II THỰC TRẠNG VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT SỐ 1 TUY

PHƯỚC.

1 Cơ sở vật chất phục vụ cho việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học tại trường THPT Số 1 Tuy Phước

Trường THPT Số 1 Tuy Phước được thành lập từ năm 1967 , là một trường

có bề dày truyền thống và thành tích học tập Trường đã được từ rất sớm và rất đầy đủ các trang thiết bị , phòng thí nghiệm vật lý , hóa học

Riêng đối với các trang thiết bị ứng dụng công nghệ thông tin gồm có :

+ Phòng học đa chức năng : 3 phòng

- Máy chiếu (Projecter): 2 máy

- Màn hình khổ lớn 58” : 2 cái, có chức năng tương tự như màn chiếu

- phòng thực hành tin học : 2 phòng

2, Thực trạng việc sử dụng máy vi tính, giáo án điện tử của giáo viên

Với sự chỉ đạo của hiệu trưởng và các tổ trưởng tổ chuyên môn, cùng với

hệ thống trang thiết bị đầy đủ, hầu hết các giáo viên trường THPT Số1 Tuy Phước đã thực hiện việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy, đặc biệt là các bộ môn Vật lý, Hóa học, Sinh học, Văn, Địa

- Mỗi giáo viên thực hiện ít nhất 2 giáo án điện tử trong một học kỳ

- Trong các tiết thao giảng có dự giờ ,hầu hết giáo viên đều sử dụng giáo án điện tử

- Hầu hết các giáo viên đều chủ động trong việc soạn giáo án điện tử, giữa

các giáo viên có sự trao đổi phương pháp và kinh nghiệm

- Số lượng giáo viên sử dụng bài giảng điện tử và số tiết học cũng được tăng

lên tuy nhiên chất lượng bài giảng vẫn còn hạn chế Qua tìm hiểu cho thấy, hầu hết các giáo án điện tử còn nghèo về thông tin, không thoát khỏi sách giáo khoa, chưa đưa được nhiều các hình ảnh, mô phỏng , các thí nghiệm vào bài giảng Về cách sử dụng giáo án điện tử cũng chưa thật sự nhuần nhuyễn

3 Thực trạng việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lý

-100% giáo viên vật lý trong trường hoàn thành số tiết dạy bằng giáo án điện

tử theo sự chỉ đạo của hiệu trưởng

- Hầu hết các tiết thao giảng có dự giờ, các giáo viên vật lý đều sử dụng giáo

án điện tử và các công cụ hỗ trợ khác

- Các giáo án điện tử được soạn rất kỹ, nhiều hình ảnh, đoạn phim được đưa vào để nâng cao chất lượng và sự phong phú của bài giảng

- Tuy nhiên các giáo án điện tử vẫn còn nhiều hạn chế như : ít sử dụng các thí nghiệm ảo hay mô phỏng, phần lớn là sử dụng các hiệu ứng của Powerpoint

để mô phỏng và làm thí nghiệm thay vì sử dụng các phần mềm chuyên thiết

kế thí nghiệm vật lý Vì vậy các thí nghiệm trong bài giảng còn thô sơ, chưa sinh động và phong phú

4 Mức độ hiểu và hứng thú học tập của học sinh

Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lý đã mang lại hiệu quả rất cao Qua tìm hiểu , kết quả cụ thể như sau :

- 90% học sinh cho rằng mình hiểu bài hơn khi học với bài giảng điện tử

- Đa số học sinh cảm thấy hứng thú học tập hơn khi học với bài giảng điện tử

- Các hình ảnh, ảnh động, đoạn phim giúp cho học sinh hiểu rõ hiện tượng vật lý

II TÌM HIỂU VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY PHẦN ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC LỚP 11 (sách nâng cao) TRƯỜNG THPT SỐ 1 TUY PHƯỚC.

1 Thực trạng việc sử dụng máy vi tính, giáo án điện tử của giáo viên trong phần điện học – điện từ học

Trong phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ ho ̣c, các giáo viên vâ ̣t lý trường THPT Số 1 Tuy Phước có sử du ̣ng giáo án điê ̣n tử nhưng số lượng và chất lượng vẫn còn

ha ̣n chế

- Hầu hết giáo viên đều cho ̣n giải pháp là tiến hành thí nghiê ̣m biều diễn trên lớp nên không thể đưa được nhiều thí nghiê ̣m vào phần này, đă ̣c biê ̣t là các

- đối với các giáo án điê ̣n tử, giáo viên vẫn không thể đưa vào các thí nghiê ̣m, mà chỉ đưa vào hình vẽ

- Thực tra ̣ng trên cho thấy rằng phần lớn các giáo viên chưa tìm hiểu và ứng

du ̣ng các phần mềm hỗ trợ thiết kế thí nghiê ̣m, đă ̣c biê ̣t là thí nghiê ̣m điê ̣n trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t lý

2, Một số thí nghiệm, mô phỏng được đưa vào trong giảng dạy phần điện–từ của giáo viên vâ ̣t lý trường THPT số 1 Tuy Phước

1 Hiện tượng nhiễm điện do tiếp xúc và do hưởng ứng Bài 2 Lê Đồng Minh Mô phỏng bằng powerpoint

2 Hiện tượng cực dương tan Bài 19 Bùi Tuấn Anh Mô phỏng bằng powerpoint

3 Ống phóng điện tử Bài 21 Bùi Tuấn Anh Hình vẽ

4 Tương tác giữa nam châm với nam châm Bài 26 Phan Đình Bá Mô phỏng bằng powerpoint

5 Tương tác giữa 2 dòng điện Bài 26 Phan Đình Bá Mô phỏng bằng powerpoint

6 Đường sức từ Bài 26 Phan Đình Bá Mô phỏng bằng powerpoint

7 Tương tác giữa 2 dòng điện thẳng song song Bài 31 Phan Đình Bá Mô phỏng bằng powerpoint

8 Chuyển động của electron trong từ trường Bài 32 Huỳnh Xuân Cẩm Hình vẽ

9 Sự lái chùm tia trong ống

Huỳnh Xuân

10 Hiện tượng cảm ứng điện

Hình động , powerpoint

11 Chiều của dòng điện cảm

Mô phỏng bằng powerpoint 12

Suất điện động cảm ứng

trong đoạn dây dẫn thẳng

chuyển động trong

Bài 39 Hà Thi ̣ Vân

Hâ ̣u

Mô phỏng bằng powerpoint Nhận xét :

- Hầu hết các thí nghiê ̣m được đưa vào bài giảng được thực hiê ̣n bằng hình

thức mô phỏng bằng cách kết hợp nhiều hiê ̣u ứng powerpoint

- Đa số các giáo viên chưa tìm hiểu và sử du ̣ng các phần mềm thiết kế thí

nghiê ̣m điê ̣n để ta ̣o ra các thí nghiê ̣m ảo đưa vào bài giảng

IV ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP.

Phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ ho ̣c có rất nhiều thí nghiê ̣m cần được đưa vào bài giảng , đă ̣c biê ̣t là phần điê ̣n ho ̣c Nếu thiết kế mô ̣t giáo án điê ̣n tử, chúng ta cần tìm cách đưa các thí nghiê ̣m này vào Chính vì vâ ̣y tôi xin đề ra mô ̣t giải pháp để nâng cao chất lượng giáo án điê ̣n tử trong phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ

ho ̣c là :

- Giáo viên cần tìm hiểu và sử du ̣ng các phần mềm thiết kế thí nghiê ̣m ảo về điê ̣n

- Hiê ̣n nay có các phần mềm chuyên thiết kế thí nghiê ̣m ảo sử du ̣ng trong da ̣y

ho ̣c vâ ̣t lý như

Crocodile Physic: thiết kế thí nghiê ̣m vâ ̣t lý các phần cơ ho ̣c, điê ̣n ho ̣c,

quang ho ̣c, sóng Phần mềm này được đánh giá cao nhất trong các phần mềm thiết kết thí nghiê ̣m ảo Đi ̣a chỉ : http://www.crocodile-clips.com/

Electronics workbench: thiết kết thí nghiê ̣m điê ̣n Địa chỉ :

www.electronicsworkbench.com/

Electricity Lab : phòng thí nghiê ̣m ảo về điê ̣n Đi ̣a chỉ :

http://thuvienvatly.com/

Proteus : mô phỏng ma ̣ch điê ̣n tử Đi ̣a chỉ: www.dientuvietnam.net

Violet : thiết kế bài giảng điê ̣n tử, hỗ trợ thiết kế thí nghiê ̣m điê ̣n Đi ̣a chỉ :

http://violet.vn/

V, KẾT LUẬN

Như vâ ̣y, qua viê ̣c tìm hiều thực tra ̣ng ứng du ̣ng tin ho ̣c trong giảng da ̣y vâ ̣t lý phần điê ̣n ho ̣c – điê ̣n từ ho ̣c thuô ̣c chương trình vâ ̣t lý lớp 11 (sách nâng cao) ở trường THPT Số 1 Tuy Phước – Bình Đi ̣nh cho thấy viê ̣c thiết kế các giáo án điê ̣n tử trong phần này chưa được chú tro ̣ng về thí nghiê ̣m Giải pháp

đă ̣t ra là sử du ̣ng các thí nghiê ̣m ảo bằng các phần mềm hỗ trợ Đề tài này hoàn thành với mong muốn nâng cao chất lượng da ̣y và ho ̣c vâ ̣t lý ở trường THPT và cũng là những bước đầu trong quá trình nghiên cứu khoa ho ̣c giáo

du ̣c, chắc chắn sẽ có những thiếu sót Kính mong Giáo viên hướng dẫn, BCN Khoa góp ý để em rút kinh nghiê ̣m cho quá trình nghiên cứu khoa ho ̣c giáo

du ̣c sau này Em xin chân thành cảm ơn