Luận văn thạc sĩ VNU UEd 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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGHÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung HÀ NỘI – 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới thầy, cô giảng viên Khoa Sư phạm, Khoa khoa học giáo dục, phòng Sau Đại học Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội quan tâm giúp đỡ suốt thời gian học tập thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô Ban giám hiệu trường THPT Hồng Hà - Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực đề tài Đặc biệt, em xin trận trọng cảm ơn TS Phạm Kim Chung tận tình hướng dẫn em thực đề tài Hà nội - 2015 Học Viên Nguyễn Thị Phương Nhuệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin CSVT Cơ sở vật chất DH Dạy học DHVL Dạy học Vật lí HS Học sinh TBTN Thiết bị thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TNTH Thí nghiệm thực hành TNVL Thí nghiệm Vật lí TNVLPT Thí nghiệm Vật lí phổ thơng THPT Trung học phổ thơng MTĐT Máy tính điện tử PTDH Phương tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SP Sư phạm VL Vật lí LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng kĩ thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh THPT dạy học vật lí………………………………………… 22 Bảng 1.2 Thống kê phiếu khảo sát học sinh THPT Hồng Hà…………… 28 Bảng 2.1 Danh mục thiết bị thí nghiệm 39 Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số báo cáo chuẩn bị trước tiến hành thí nghiệm ……………………………………… 63 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số báo cáo sau tiến hành thí nghiệm 64 Bảng 3.3 Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống………… .65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Mạch dao động LC…………………………………………… 31 Hình 2.2 Dạng đồ thị biên độ dao động dao động điện từ tắt dần……………………………………………………………………… 32 Hình 2.3 Mạch điện xoay chiều có tụ điện……… ………………… 33 Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn biễn đổi UC IC hai đầu tụ theo thời gian………………………………………………………… 34 Hình 2.5 Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm……………………… 34 Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn biến đổi UL IL hai đầu cuộn cảm theo thời gian……………………………………………… 35 Hình 2.7 Bộ dụng cụ thí nghiệm Vật lí phần điện, từ 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 hình phần mềm Soundcard Oszilloscope………………………………………… …… 45 Hình 2.13 Mạch điện xoay chiều có tụ điện……………………… 46 Hình 2.14 Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm………………….… 46 Hình 2.15 Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC……………….……… 50 Hình 2.16 Mạch điện xoay chiều có tụ điện……………….……… 53 Hình 2.17.Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm……………………… 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Kết báo cáo chuẩn bị trước tiến hành thí nghiệm…….64 Biểu đồ 3.2 Đồ thị đường tần suất lũy tích……….……………… … 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Lý nghiên cứu……………………………………………………… 2.Mục đích nghiên cứu…………………………………………………… 3.Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………………………………… 4.Khách thể đối tượng nghiên cứu… ………………………………… 5.Vấn đề nghiên cứu …………………………………………………… 6.Giả thiết khoa học… …………………………………………………… 7.Giới hạn phạm vi nghiên cứu………………………………………… 8.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài………………………… 9.Phương pháp nghiên cứu……………………………………………… 10.Cấu trúc luận văn……………………………………………………… CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1.Thí nghiệm Vật lí đặc điểm thí nghiệm Vật lí ………… 1.1.1.Thí nghiệm Vật lí ………………………………………………… 1.1.2.Đặc điểm thí nghiệm Vật lí …………………………………… 1.2.Vai trị thí nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thơng 1.2.1.Vai trị thí nghiệm DHVL trường phổ thông theo quan điểm lý luận nhận thức……………………………………………… 1.2.2.Vai trị thí nghiệm DH VL trường phổ thông theo quan điểm lý luận dạy học ………………………………… 1.3.Hệ thống kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh phổ thơng dạy học Vật lí 1.3.1.Khái niệm kĩ 1.3.2.Kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh phổ thơng dạy học Vật lí 1.4 Thí nghiệm biểu diễn yêu cầu sử dụng 1.5 Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thông……………………… 1.5.1.Mục đích tìm hiểu………………………………… 1.5.2 Nội dung tìm hiểu………………………………………………… 1.5.3 Phương pháp tìm hiểu……………………………………………… 1.5.4 Kết tìm hiểu…………………………………………………… 1.6 Kết luận chương 1……………………………… CHƢƠNG XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY 10 11 11 11 12 12 12 12 13 13 14 14 14 15 15 16 19 19 20 25 27 27 27 27 28 30 TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ – VẬT LÍ 12 2.1 Phân tích nội dung phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 …………………………………………… 31 2.1.1 Nội dung phần Dòng điện xoay chiều dao động điện từ 2.1.2 Xác định mục tiêu học 31 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.2 Xây dựng số thí nghiệm kết nối máy tính dạy học phần Dịng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12… 2.2.1 Ý tưởng xây dựng thí nghiệm…………………… 2.2.2 Xây dựng số thí nghiệm kết nối máy tính dạy học phần Dòng điện xoay chiều dao động điện từ…………………… 2.3 Tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính phần Dịng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 2.4 Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 2.5 Kết luận chương CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm……… 37 38 38 48 49 54 55 3.2 Đối tượng phương thức thực nghiệm sư phạm………… 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………… 55 55 3.2.2 Phương thức thực nghiệm sư phạm…………… 55 3.3 Thực nghiệm sư phạm………………………………………………… 3.4 Phân tích định tính diễn biến học trình TNSP… 3.5 Phân tích định lượng………………………………………………… 3.6 Hiệu biện pháp đề xuất……………… KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ……………………… Tài liệu tham khảo………………………………………………………… Phụ lục …………………………………………………………………… 57 57 63 68 69 72 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Lý nghiên cứu Đối với mơn vật lí bậc THPT, quan điểm xây dựng chương trình coi trọng phương pháp thực nghiệm Yêu cầu rèn luyện cho học sinh kĩ quan sát tượng vật lí tự nhiên, đời sống thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo phổ biến vật lí, biết lắp ráp tiến hành thí nghiệm vật lí đơn giản, thu thập xử lí thơng tin thu để rút kết luận, đề dự đoán đơn giản mối quan hệ hay chất tượng q trình vật lí, đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đốn đề Do 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 dạy học Một số thí nghiệm phần Điện học thiết kế với bảng mạch lắp sẵn có ưu điểm dễ thao tác tiến hành thí nghiệm đảm bảo thí nghiệm thành cơng, nhiên bảng mạch thiết bị nhỏ phù hợp với thí nghiệm thực hành học sinh, việc tiến hành thí nghiệm biểu diễn giáo viên hạn chế Để đáp ứng việc giảng dạy chương trình vật lí Trung học phổ thơng, việc nghiên cứu, chế tạo thí nghiệm Vật lí vật liệu rẻ tiền, tiết kiệm, dễ sử dụng dạy học, đồng thời nghiên cứu kết hợp thí nghiệm thật phần mềm máy tính nhằm nâng cao hiệu thí nghiệm Có khả thiết kế, lắp ráp mạch điện linh hoạt, dễ thao tác, thực nhiều thí nghiệm phần Điện học mơn Vật lí bậc THPT (lớp 11 lớp 12) thí nghiệm biểu diễn giáo viên mặt bảng từ, đảm bảo học sinh dễ quan sát, giáo viên dễ tiến hành thí nghiệm nhanh xác cần thiết Với lý trên, 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” 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC MẦU BÁO CÁO CHUẨN BỊ TRƢỚC KHI THỰC HÀNH Họ tên : ……………………………………… Lớp : ……………………………………… Trường : ……………………………………… Nghiên cứu sách giáo khoa Vật lí 12, tài liệu tham khảo Hãy hoàn thành báo cáo theo nội dung Mục đích của thí nghiệm là gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Nêu sở lý thuyết của thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Những đại lượng cần xác định là gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những dụng cụ thí nghiệm cần có là gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Thiết kế thí nghiệm nào?(vẽ sơ đồ thí nghiệm) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Tiến hành thí nghiệm nào?(liệt kê bước) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phương án thu thập số liệu nào?(kẻ bảng số liệu) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Phương án xử lí số liệu nào? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những yếu tố ảnh hưởng đến độ xác của phép đo là gì? Khắc phục nào? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10.Cần làm để đảm bảo an toàn thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 11.Đề xuất (câu hỏi liên quan đến bài thí nghiệm cần trao đổi với giáo viên) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BÁO CÁO THỰC HÀNH: MINH HỌA MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ LC Họ tên : ……………………………………… Lớp : ……………………………………… Trường : ……………………………………… Mục đích thí nghiệm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cơ sở lý thuyết a) Dựa vào đâu để ta kết luận mạch LC mạch dao động điện từ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Dụng cụ đo a) Hãy kể tên dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b) Ở thực hành này, cần ý sử dụng dao động kí? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nêu tóm tắt bước tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Thời gian tiến hành phương án/ thao tác thí nghiệm Các bước tiến hành Thời gian Chuẩn bị Lắp ráp Tiến hành đo … Nhận xét – Kết a )Khi đóng khóa K, nhận xét độ sáng đèn đèn 2? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b) Sau thời gian, mở khóa K, nhận xét độ sáng đèn đèn 2? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TẮT DẦN TRONG MẠCH LC Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau: Mục đích ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Tóm tắt lí thuyết ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Dụng cụ đo c) Hãy kể tên dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com d) Ở thực hành này, cần ý sử dụng dao động kí? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… e) Nêu tóm tắt bước tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… f) Thời gian tiến hành phương án/ thao tác thí nghiệm Các bước tiến hành Thời gian Chuẩn bị Lắp ráp 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiến hành đo … g) Nhận xét – Kết Quan sát dạng đồ thị thu hình máy tính vẽ lại dạng đồ thị đó? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… BÁO CÁO BÀI THỰC HÀNH: MINH HỌA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM Họ tên: ……………………………………lớp:………… 1) Mục đích thí nghiệm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 2) Cơ sở lý thuyết a)Tác dụng tụ điện mạch điện xoay chiều? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b) Tác dụng cuộn cảm mạch điện xoay chiều? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 3) Dụng cụ đo h) Hãy kể tên dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 4) Nêu tóm tắt bước tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5) Thời gian tiến hành phương án/ thao tác thí nghiệm Các bước tiến hành Thời gian Chuẩn bị Lắp ráp Tiến hành đo … 6) Nhận xét – Kết a ) Đối với mạch điện xoay chiều có tụ, đóng khóa K, nhận xét độ sáng đèn? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b) Đối với mạch điện xoay chiều có cuộn cảm, đóng khóa K, nhận xét độ sáng đèn? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính phần Dịng điện xoay chiều Dao động điện từ Vi? ??c tổ chức hoạt động thí nghiệm phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ cho học sinh dạy học phần. .. học phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12? ?? 2.2.1 Ý tưởng xây dựng thí nghiệm? ??………………… 2.2.2 Xây dựng số thí nghiệm kết nối máy tính dạy học phần Dịng điện xoay chiều dao. .. dao động điện từ? ??………………… 2.3 Tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính phần Dịng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 2.4 Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng thí