NGHIÊN cứu sử DỤNG PHẦN mềm dạy học NHẰM TÍCH cực hóa HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC của học SINH KHI dạy học KIẾN THỨC PHẦN SÓNG cơ vật lí 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁTRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 4 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH KHI DẠY HỌC KIẾN TH

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 4

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC

CỦA HỌC SINH KHI DẠY HỌC KIẾN THỨC PHẦN SÓNG CƠ - VẬT LÍ 12

Người thực hiện: Nguyễn Thị Thương Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lí

THANH HOÁ, NĂM 2021

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Phương pháp nghiên cứu 2

NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 3

1 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ thông tin trong dạy học vật lí 3

1.1 Sử dụng các sản phẩm Multimedia trong dạy học vật lí 3

1.2 Công nghệ thông tin hỗ trợ mô phỏng hiện tượng vật lí 4

1.3 Công nghệ thông tin hỗ trợ các thí nghiệm vật lí 5

2 Sử dụng phần mềm dạy học trong xây dựng tiến trình dạy học phần “Sóng cơ” - Chương “Sóng cơ và sóng âm” 7

2.1 Nhiệm vụ của chương 7

2.2 Đặc điểm của chương 7

2.3 Mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ” 7

2.4 Lựa chọn một số sản phẩm công nghệ thông tin hỗ trợ quá trình dạy học 8

2.5 Xây dựng tiến trình dạy học các bài trong chương “Sóng cơ” 8

3 Kết quả đạt được 18

3 1 Hoạt động học tập của học sinh 18

3 2 Kết quả học tập của học sinh 18

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 20

1 Kết luận 20

2 Khuyến nghị 20

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong giai đoạn hiện nay Bộ giáo dục đang tích cực đổi mới nền giáo dục nước nhà để theo kịp thế giới Trong giai đoạn này Bộ đã đổi mới rất nhiều chương trình học, cách dạy học, cách ra đề thi

Thực tế cho thấy, ở nhiều trường, phương tiện dạy học còn nhiều hạnchế vì vậy mà việc dạy học vật lí thường chỉ mang tính chất thông báo, táihiện, thiếu tính trực quan, đặc biệt trong dạy học kiến thức về phần sóng cơ –

chương “Sóng cơ và sóng âm”.

Hiện nay, có rất nhiều phần mềm ứng dụng trong dạy học các bộ mônnói chung và các phần mềm chuyên biệt sử dụng trong giảng dạy môn vật lí.Các phần mềm này rất hữu ích cho hỗ trợ giảng dạy theo phương pháp dạyhọc tích cực như các phần mềm: MS PowerPoint, Crocodile physics, môphỏng Java trên Phet… Ta có thể kết hợp sử dụng các phần mềm này mộtcách thích hợp để giúp cho học sinh những cái nhìn sâu sắc và trực quan vềhiện tượng vật lí

Hiện tượng sóng cơ diễn ra nhanh, khó quan sát Với các thiết bị thínghiệm truyền thống khó quan sát và khảo sát đầy đủ các tính chất của sóng

cơ Như vậy, quá trình tổ chức dạy học chương sóng cơ cần sự hỗ trợ củacông nghệ thông tin để giúp học sinh hứng thú học tập, qua đó hiểu rõ hiệntượng vật lí và phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

Xuất phát từ những lý do trên tôi thấy việc “Nghiên cứu sử dụng phầnmềm dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh khi dạyhọc kiến thức sóng cơ - chương “Sóng cơ và sóng âm” - Vật lí 12 là rất cầnthiết

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng một số sản phẩm công nghệ thông tin khi dạy học

nội dung kiến thức “Sóng cơ” trong chương “Sóng cơ và sóng âm ” nhằm

phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

Quá trình chiếm lĩnh kiến thức của học sinh một cách tích cực khi học

nội dung “ Sóng cơ” chương “Sóng cơ và sóng âm” nhờ sự hỗ trợ của công

nghệ thông tin

- Phạm vi nghiên cứu:

Phần mềm dạy học, tổ chức quá trình chiếm lĩnh kiến thức của học sinhmột cách tích cực trong các giai đoạn của quá trình chiếm lĩnh kiến thức

“Sóng cơ”chương “Sóng cơ và sóng âm” lớp 12.

4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tôi đã sử dụng một số phương phápsau:

- Nghiên cứu lý luận sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí

- Nghiên cứu lý luận về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy họcvật lí

- Nghiên cứu thực tiễn việc dạy học chương “Sóng cơ”

- Tham khảo ý kiến của các chuyên gia giáo dục và chuyên gia côngnghệ thông tin

NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ thông tin trong dạy học vật lí

1.1 Sử dụng các sản phẩm Multimedia trong dạy học vật lí

Trong vòng vài năm trở lại đây chúng ta nghe nói rất nhiều đến từmultimedia Vậy, một cách chính xác, multimedia là gì? Multimedia xuất hiệnkèm với nhiều danh từ chung khác: Centre de ressource multimedia (trungtâm tài nguyên đa phương tiện), post de formation multimedia (trạm đào tạo

đa phương tiện), multimedia training (huấn luyện bằng đa phương tiện),multimedia personal computer MDC (máy tính cá nhân với đa phương tiện),digital multimedia system (hệ thống đa phương tiện dạng số ) Trong nộidung đề tài này chúng tôi quan tâm đến khái niệm digital multimedia system.Thông tin multimedia – thông tin được truyền đạt bằng các hệ thống truyền đaphương tiện, gọi tắt là thông tin multimedia có thể thể hiện ở những dạng sauđây: [http://vi.wikipedia.org], Text (văn bản), Graphics (hình họa), Animation(hoạt ảnh), Image (ảnh chụp), Video Audio

Trong dạy học, việc thu nhận thông tin thường có ba hình thái cơ bản:nghe, nhìn, cảm xúc Sự kết hợp ba hình thái này với việc người học xử líthông tin sẽ phát sinh ra ba phong cách học cơ bản: Không gian nhìn, chuỗinghe và xúc giác của cơ thể Người học về phong cách nhìn sẽ nắm bắt thôngtin mới qua sự hình dung toàn bộ khái niệm và trong suy nghĩ, tưởng tượngcủa họ là những hình ảnh không gian Người học theo phương pháp chuỗinghe thì từ móc xích của những gì nghe được họ nghĩ ra từng từ và xử lí theocách nghe của mình và nói chung hiểu theo tiến trình từng bước từng chuỗi.Người học theo xúc giác nắm bắt thông tin qua tiếp xúc và cảm xúc, họ sẽtiếp thu tốt trong sự minh họa hoặc ứng dụng nhiều hơn là những giải thíchbằng lời nói

Ba hình thái trên cho thấy âm thanh, hình ảnh đều có tác dụng tốt trongnhận thức của người học, mỗi hình thái học tập đều dựa vào một kênh thôngtin cơ bản đặc thù của nó

Như chúng ta đã biết, kiến thức vật lí thường gắn liền với các sự vật,hiện tượng trong đời sống hoặc trong khoa học kĩ thuật Việc sử dụngMultimedia trong dạy học vật lí cho phép trình bày các hình ảnh đẹp, trựcquan, cho phép quan sát các hiện tượng vật lí hay các thí nghiệm vật lí không

có điều kiện thực hiện trên lớp học Như vậy, sử dụng các tài liệu điện tử giúphọc sinh hiểu sâu sắc hơn các hiện tượng vật lí, tiếp thu nhanh chóng các kiếnthức vật lí Một vài ví dụ về sử dụng sản phẩm Multimedia trong dạy học vật

lí như:

Khi dạy bài “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ” cho học sinh theo quan sát

video, hình ảnh sóng trong thực tế để học sinh nhận biết chính xác hiện tượngtạo sóng này:

Hình 1.1 Hiện tượng tạo sóng trên mặt nước

1.2 Công nghệ thông tin hỗ trợ mô phỏng hiện tượng vật lí

Việc ứng dụng kĩ thuật mô phỏng trong dạy học đã tạo nên một phương

pháp dạy học hiện đại – đó là dạy về các khía cạnh khác nhau của hiện thựcqua việc bắt chước hoặc sao chép

Bên cạnh đó, trên thực tế không phải thí nghiệm nào cũng có thể tiếnhành trong điều kiện phòng thí nghiệm, hay có những thí nghiệm phải đòi hỏithời gian và kinh phí lớn, nhiều hiện tượng, quá trình vật lí không thể quan sátđược rõ ràng…

Xuất phát từ những vấn đề trên, các thí nghiệm mô phỏng được xâydựng và đưa vào giảng dạy, nhằm hỗ trợ quá trình dạy và học của giáo viên

và học

Việc sử dụng các mô hình đó nhìn chung là thuận lợi trong việc xâydựng kiến thức mới cho học sinh Mô hình đó có thể là đơn giản, đôi khi chưathể hiện được hết ý nghĩa vật lí của hiện tượng cần mô tả, song trong điềukiện giảng dạy đặc biệt khó khăn ở vùng sâu, vùng xa thì việc sử dụng các môhình đó tích cực, phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất và trình độ của họcsinh Điều đặc biệt là các đối tượng học sinh trung bình, yếu lại có một hứngthú khi được chứng kiến các mô hình này, giúp các em tiếp thu bài tốt hơn,nhanh hơn

Ví dụ: Khi dạy bài “Giao thoa sóng” sử dụng mô phỏng Crocodile physics

cho học sinh quan sát hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước:

Hình 1.2 Phần mềm Crocodile mô phỏng hình ảnh giao thoa sóng trên

mặt nước

Với việc sử dụng mô phỏng này, chúng ta có thể tạo ra hai nguồn kếthợp chính xác, hiện tượng được quan sát rõ ràng do quá trình có thể điềuchỉnh diễn ra nhanh hay chậm hơn

1.3 Công nghệ thông tin hỗ trợ các thí nghiệm vật lí

Máy vi tính hỗ trợ các thiết thí nghiệm vật lí được ghép nối với máy vi tính:

Sử dụng máy vi tính hỗ trợ các thí nghiệm vật lí được sử dụng rộng rãi,các kết quả đo được máy tính xử lí và hiển thị kết quả trên phần mềm

Hình 1.3 Hình ảnh thiết bị thí nghiệm được ghép nối với máy tính

Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm ghép nối với máy vi tính về mặt

nguyên tắc

Theo sơ đồ này, việc thu thập các số liệu đo về đối tượng nghiêncứu được đảm nhiệm bởi bộ phận có tên là “bộ cảm biến” Nguyên tắc làmviệc của bộ cảm biến như sau: Trong bộ cảm biến, các tương tác của đối

Máy vi tính cài phần mềm xử lí

số liệu

Màn hình hiển thị Monitor

Đối

tượng

đo

Bộ cảm biến Sensor

Thiết bị ghép tương thích interface

tượng đo lên bộ cảm biến dưới các dạng khác nhau như cơ, nhiệt, điện, quang,từ… đều được chuyển thành tín hiệu điện Mỗi một bộ cảm biến nói chungchỉ có một chức năng hoặc chuyển tín hiệu cơ sang tín hiệu điện hoặc chuyểntín hiệu quang sang tín hiệu điện Vì vậy, ứng với từng phép đo khác nhau

mà người ta phải dùng các bộ cảm biến khác nhau

Sau khi tín hiệu hình thành tại bộ cảm biến, nó sẽ được chuyển tiếp đến

bộ phận tiếp theo là “Thiết bị ghép tương thích” Tại thiết bị này, tín hiệuđược số hóa và chuyển vào máy vi tính để lưu trữ Để tính toán, xử lí số liệunày máy tính cần cài đặt phần mềm (kèm theo thiết bị) Hiện nay, một số thiết

bị ghép tương thích có thể lưu trữ và hiển thị số liệu không cần máy tính

* Các giai đoạn tiến hành thí nghiệm với máy vi tính:

- Tiến hành thí nghiệm để có thể quan sát được hiện tượng, quá trình vật

lí cần nghiên cứu (bằng mắt hay các dụng cụ hỗ trợ)

- Thu thập xử lí số liệu cần đo

- Xử lí số liệu đo (thông qua tính toán, đối chiếu, so sánh) và trình bàykết quả xử lí

- Từ các kết quả xử lí đó, tìm ra (trong thí nghiệm khảo sát) hay chứng tỏ(trong thí nghiệm minh họa) sự tồn tại của các mối quan hệ có tính quy luậttrong hiện tượng, quá trình nghiên cứu

* Các ưu điểm của thí nghiệm hỗ trợ bằng máy tính:

- Có tính trực quan hơn trong việc trình bày số liệu đo, hiển thị kết quả(dưới dạng bảng biểu, đồ thị với các lựa chọn khác nhau làm nổi bật yếu tốquan trọng…)

- Tiết kiệm rất nhiều thời gian đo thu thập số liệu, xử lí số liệu hoàn toàn

* Tuy nhiên phương pháp này cũng có những mặt hạn chế:

- Phương pháp này đòi hỏi phải có phương tiện kĩ thuật hiện đại, đòi hỏikinh phí lớn

- Cần thời gian lắp đặt nhiều

- Trong quá trình dạy học, nếu quá lạm dụng vào CNTT, học sinh dễ dẫn

tới “lười suy nghĩ” bởi các nguồn thông tin có sẵn, lâu ngày tạo ra thói quenxấu trong học tập, đó là thụ động, tạo tâm lý hưởng thụ, giảm tư duy phêphán

2 Sử dụng phần mềm dạy học trong xây dựng tiến trình dạy học phần

“Sóng cơ” - Chương “Sóng cơ và sóng âm”.

2.1 Nhiệm vụ của chương

Chương này có nhiệm vụ nghiên cứu về sóng cơ để từ đó biết đượcsóng cơ là gì và sự tạo thành sóng cơ, quy luật của chuyển động sóng cơ,những hiện tượng đặc trưng của sóng cơ, nghiên cứu chuyển động sóng cónhững ứng dụng quan trong nào trong đời sống và kĩ thuật

2.2 Đặc điểm của chương

Chương này được trình bày sau khi đã học chương “dao động cơ” nêncác khái niệm như dao động cơ, biên độ dao động, chu kì và tần số dao động,pha dao động, pha ban đầu, dạng phương trình dao động điều hòa,… đã đượclàm rõ ở chương “dao động cơ” nên thuận tiện cho việc nghiên cứu Các kiếnthức trong chương này được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn và liên quan rấtnhiều các hiện tượng xảy ra xung quanh chúng ta

2.3 Mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ”

- Trình bày được sóng âm, âm thanh, siêu âm, hạ âm là gì

- Trình bày được cường độ âm, mức cường độ âm là gì và nêu được đơn vị đomức cường độ âm

- Trình bày được mối liên hệ giữa các đặc sinh sinh lí của âm và các đặc trưngvật lí của âm

- Phát biểu được hiệu ứng Đốp-ple là gì và viết được công thức về biến đổitần số của sóng âm trong hiệu ứng này

- Phát biểu được hiện tượng giao thoa của hai sóng là gì

- Trình bày được các điều kiện để có thể xảy ra hiện tượng giao thoa

- Mô tả được hình dạng các vân giao thoa đối với sóng trên mặt chất lỏng

- Trình bày được đặc điểm của sóng dừng và nguyên nhân tạo ra sóng dừng

- Trình bày được điều kiện xuất hiện sóng dừng trên sợi dây

+ Về kĩ năng:

- Viết được phương trình sóng

- Vận dụng được công thức tính mức cường độ âm

- Giải được các bài tập đơn giản về hiệu ứng Đôp-ple

- Thiết lập được công thức xác định vị trí của các điểm có biên độ dao độngcực đại và các điểm có biên độ dao động cực tiểu trong miền giao thoa củahai sóng

- Giải được các bài tập về giao thoa của hai sóng và về sóng dừng trên sợidây

- Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóngdừng

2.4 Lựa chọn một số sản phẩm công nghệ thông tin hỗ trợ quá trình dạy học

2.4.1 Đặc trưng của chương

Trong chương này, có nhiều khái niệm và hiện tượng học sinh khó hínhdung hay quan sát thực tế do các hiện tượng diễn ra nhanh chóng và phức tạp.Nhiều hiện tượng không thể quan sát bằng mắt thường mà phải có sự hỗ trợcủa các phương tiện, thiết bị kĩ thuật hiện đại

2.5 Xây dựng tiến trình dạy học các bài trong chương “Sóng cơ”

Do hạn chế về mặt thời gian, tôi chỉ trình bày tiến trình giảng dạy một số bàimẫu trong chương “Sóng cơ và sóng âm” , trong đó tôi có sử dụng các sảnphẩm CNTT giảng dạy như sau:

( Mục tiêu của từng bài học đã được trình bày ở mục 2.3)

Bài 7 Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

- Máy vi tính và máy chiếu projecter.

1 Ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ

Câu hỏi: Viết công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng

hợp Khi nào hai dao động cùng pha, ngược pha?

2 Giải quyết nhiệm vụ bài học

Đặt vấn đề: Hằng ngày ta thường nghe nói đến sóng nước, sóng âm, sóng

vô tuyến điện Vậy sóng là gì, nó có tính chất gì? Sóng có tác dụng gì, có ýnghĩa đối với đời sống mà sản xuất như thế nào?

Hoạt động 1: Tìm hiểu về hiện tượng sóng, khái niệm sóng, sóng dọc, sóng ngang

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng:

Ném một viên đá xuống nước

+ Mô tả hiện tượng: Khi ném viên đá

xuống mặt nước, trên mặt nước xuất hiện

- Thông báo cho học sinh: Có thể tạo thiết

- Quan sát, thảo luận rút ra nhậnxét

- Quan sát mô phỏng

- Ghi nhận

bị sóng nước trong một thiết bị bằng kính

hình hộp chữ nhật gọi là kênh tạo sóng

+ Nguyên lí hoạt động của “kênh tạo

sóng”

- Kết hợp quan sát thực tiễn và kiến thức

sách giáo khoa, trình bày khái niệm

‘’Sóng cơ’’ ?

- Dựa vào phương dao động của các phần

tử của môi trường so với phương truyền

sóng, người ta chia ra làm hai loại là sóng

ngang và sóng dọc Trình bày khái niệm

- Nếu thả trên mặt nước một chiếc

phao thì chiếc phao sẽ chuyển động

- Đọc khái niệm SGK: “Sóng cơ

là dao động cơ trong một môitrường đàn hồi”

- Nêu định nghĩa:

+ Sóng ngang: Các phần tử củamôi trường dao động theophương vuông góc với phươngtruyền sóng

+ Sóng dọc: Khi các phần tử củamôi trường dao động theophương truyền sóng

VD: Sóng ngang: Sóng trên mặtnước; sóng dọc: Lò xo

- Sẽ có học sinh nhận xét làchiếc phao chuyển động nhấpnhô lên xuống đồng thờichuyển động ra xa

- Quan sát, trả lời C1: quan sátmột vòng lò xo có đánh dấu tathấy nó dao động tại vị trí cũ

- Quan sát, thảo luận nhóm vềquá trình truyền sóng

- Ghi nhận

- Quan sát