Sáng kiến thiết kế, xây dựng một số video thí nghiệm vật lí lớp 10 và sử dụng phần mềm coach 7 phân tích để xử lý nhanh kết quả

MỤC LỤC NỘI DUNG Phần ĐẶT VẤN ĐỀ TRAN G I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II - TÍNH MỚI VÀ ĐĨNG GĨP CỦA ĐỀ TÀI III - MỤC ÐÍCH, NHIỆM VỤ CUA ÐỀ TÀI IV - PHẠM VI NGHIỆN CỨU V - THỜI GIAN NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM VI -PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phần NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I – CƠ SỞ LÝ LUẬN Đặc điểm mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 Quan điểm xây dựng chương trình mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông 2018 Mục tiêu môn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 u cầu cần đạt mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 4.1 u cầu cần đạt phẫm chất lực chung 4.2 Yêu cầu cần đạt lực đặc thù 5 4.2.1 Nhận thức Vật lí 4.2.2 Tìm hiểu giới tự nhiên duới góc độ Vật lí 4.2.3 Vận dụng kiến thực, kĩ học Tầm quan trọng khả đề xuất phương án thí nghiệm kỹ thực hành dạy học Vật lí theo chương trình 2018 Thiết bị cơng nghệ 7 Tổng quan phần mềm coach 7.1 Thông tin phần mềm 8 7.2 Download cài đặt 7.3 Giao diện 7.4 Chức nội dung 7.5 Ưu điểm II - THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ 10 Thực trạng sở vật chất thiết bị thí nghiệm trường THPT 10 Thực trạng giảng dạy thí nghiệm Vật lí trường THPT 11 Vấn đề đặt phương pháp giải 13 Quy trình thiết kế xây dựng video thí nghiệm 14 5.Quy trình phân tích video phần mềm Coach 14 III GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT SỐ VIDEO THÍ NGHIỆM VẬT LÍ 10 VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM COACH PHÂN TÍCH ĐỂ XỬ LÝ NHANH KẾT QUẢ Xác định tốc độ trung bình tốc độ tức thời dạy học chuyển 16 16 động thẳng 1.1 Yêu cầu cần đạt dạy học chuyển động thẳng 1.2 Các thí nghiệm cần tiến hành dạy học chuyển động 16 16 thẳng 1.3 Video xác định tốc độ trung bình, tốc độ tức thời vẽ đồ thị 16 chuyển động thẳng 1.3.1 Sử dụng phần mềm Coach7 để phân tích video xây 17 dựng để xác định tốc độ trung bình 1.3.2 Sử dụng phần mềm Coach7 để phân tích video xây 17 dựng để xác định tốc độ tức thời 1.3.3 Sử dụng phần mềm Coach để phân tích video để vẽ đồ 19 thị chuyển động thẳng Các video khảo sát chuyển động thẳng biến đổi 2.1 Yêu cầu cần đạt dạy học chuyển động biến đổi 2.2 Các thí nghiệm cần tiến hành dạy học chuyển động 22 22 23 thẳng biến đổi 2.3 Xây dựng video dạy học chuyển động thẳng biến đổi 23 2.4 Phân tích video dạy học chuyển động thẳng biến đổi 24 phần mềm Coach 2.4.1 Phân tích video khảo sát đồ thị chuyển động xe chuyển động máng nghiêng phần mềm Coach7 2.4.2 Phân tích video khảo sát chuyển động rơi vật khơng khí phần mềm Coach7 Các video khảo sát chuyển động ném 24 25 26 3.1 Yêu cầu cần đạt dạy học chuyển động ném Vật lí l0 26 3.2 Các thí nghiệm cần tiến hành dạy học chuyển động ném 27 3.3 Xây dựng video dạy học chuyển động ném Vật lí l0 27 3.4 Phân tích video dạy học chuyển động ném ngang phần mềm Coach7 3.4.1 Sử dụng phần mềm Coach7 để phân tích video để kiểm nghiệm phương trình quỹ đạo chuyển động ném ngang 3.4.2 Sử dụng phần mềm Coach7 để phân tích video để kiểm nghiệm thời gian chuyển động ném ngang rơi độ cao Xác định gia tốc chuyển động thí nghiệm minh họa định luật II Newton 4.1 Yêu cầu cần đạt dạy học định luật II Newton 28 4.2 Các thí nghiệm cần tiến hành để xác định gia tốc chuyển động 28 28 30 30 30 4.3 Các video xác định gia tốc thay đổi khối lượng lực tác dụng 4.4 Phân tích video dạy học định luật II Newton phần mềm Coach7 Xác định động lượng vật trước sau va chạm 30 5.1 Yêu cầu cần đạt dạy học định luật bảo tồn động lượng 5.2 Các thí nghiệm cần tiến hành để xác định động lượng trước 32 31 32 32 sau va chạm 5.3.Các video xác định động lượng trước sau va chạm 32 5.4 Phân tích video dạy học định luật bảo tồn động lượng phần mềm Coach7 5.4.1 Phân tích video khảo sát đồ thị chuyển động hai xe chuyển động va chạm mềm phần mềm Coach7 5.4.2 Phân tích video khảo sát đồ thị chuyển động hai xe chuyển động va chạm đàn hồi có khối lượng phần mềm Coach7 5.4.3 Phân tích video khảo sát đồ thị chuyển động hai xe chuyển động va chạm đàn hồi có khối lượng khác phần mềm Coach7 IV KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 1.Mục đích khảo sát 34 2.Nội dung phương pháp, kết khảo sát 39 34 35 36 39 39 2.1.Nội dung khảo sát 39 2.2.Phương pháp khảo sát thang đánh giá 39 2.3 Đối tượng khảo sát hình thức khảo sát 40 2.4 Kết khảo sát cấp thiết tính khả thi giải pháp đề xuất 2.4.1.Đánh giá cấp thiết giải pháp đề xuất 40 2.4.2.Đánh giá tính khả thi giải pháp đề xuất V – THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT SỐ VIDEO THÍ NGHIỆM VẬT LÍ 10 VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM COACH PHÂN TÍCH ĐỂ XỬ LÝ NHANH KẾT QUẢ Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 40 42 44 44 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 44 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 44 Nội dung kết thực nghiệm sư phạm 45 4.1 Nội dung thực nghiệm sư phạm 45 4.1.1 Làm nảy sinh vấn đề 45 4.1.2 Vấn đề nghiên cứu 45 4.1.3 Giải quết vấn đề 45 4.1.4 Kết thực nghiệm 46 4.1.5 Kết luận thực nghiệm 47 Kết thực thí nghiệm sư phạm 47 Hiệu đề tài 47 6.1 Sản phẩm biện pháp 47 6.2 Kết định tính 47 6.2.1 Đối với học sinh 48 6.2.2 Đối với giáo viên 48 6.3 Tính khoa học đề tài 48 6.4 Tính khả thi ứng dụng thực tiễn 49 Phần – KẾT LUẬN: 50 Kết luận chung 50 Khả ứng dụng đề tài vào thực tiễn 50 Kiến nghị 50 3.1 Đối với trường phổ thông 51 3.2 Đối với Sở Giáo dục Đào tạo Nghệ An 51 Hướng phát triển đề tài 51 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN Nội dung Trung học phổ thông Trung học sở Giáo viên Học sinh Công nghệ thông tin Đối chứng Thực nghiệm Viết tắt THPT THCS GV HS CNTT ĐC TN Phần ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, kiến thức Vật lí, quan điểm Vật lí thay đổi khơng ngừng, ngày có nhiều ứng dụng thực tiễn cao sống khoa học Tuy nhiên, việc thực công tác giảng dạy Vật lí trường phố thơng cịn nhiều hạn chế Kiến thức giảng dạy chi dừnng lại nguyên lí sách vở, nặng tính hàn lâm, liên hệ Vật lí với thực tiễn Khi giảng dạy, thầy thuờng có xu hướng tốn học hóa vật lí mà thiếu tính liên hệ thực tiễn, thiếu trực quan hình ảnh, videọ, mơ hình, vật thật học sinh khơng có hứng thú nhiều với môn học Cơ sở vật chất, thiết bị phục vụ dạy học trường phổ thông thiếu thốn, giáo viên chưa thực linh động, sáng tạo dạy học dẫn đến thực tế việc dạy “chay” phổ biến, chưa đáp ứng học đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn - Đặc biệt, thầy cô trình giảng dạy phần nhiều tập trung vào kiến thức mà không trọng đến phát triển nǎng lực học sinh Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp dạy học để phát triển lực học sinh, góp phần nâng cao chất luợng giảng dạy thực cần thiết - Thí nghiệm Vật lí tạo trực quan sinh động, góp phần làm đơn giản hố tượng q trình Vật lí, làm bật khía cạnh cần nghiên cứu giúp cho học sinh dễ quan sát, theo dõi tiếp thu học Việc thực thí nghiệm trực tiếp lớp nhiều thời gian chuẩn bị, tiến hành thí nghiệm thất bại nhiều thời gian hiệu chỉnh, thiết bị thí nghiệm tương đối nhỏ nên em ngồi xa quan sát khơng rõ Dụng cụ thí nghiệm số học tương đối cồng kềnh, dễ hư hỏng vận chuyển có nhiều thiết bị thí nghiệm bị hư hỏng Đế đảm bảo hiệu cao trình giảng dạy giáo viên học tập học sinh cần phải có thêm video thí nghiệm hỗ trợ tiết học để học sinh xử lý nhanh kết mà khơng cần sử dụng số liệu mà sách giáo khoa cung cấp Việc thiết kế xây dựng số video thí nghiệm Vật lí sử dụng phần mềm Coach7 để phân tích để học sinh xử lý nhanh kết nhằm nâng cao chất lượng hiệu dạy học Vật lí lớp 10 theo chương trình 2018 trường THPT Yên Thành 3, thực thu kết định Xuất phát từ sở trên, chọn đề tài “ Thiết kế, xây dựng số video thí nghiệm Vật lí lớp 10 sử dụng phần mềm Coach phân tích để xử lý nhanh kết ” II - TÍNH MỚI VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Phần mềm Coach phần mềm công ty sách thiết bị trường học phát hành sử dụng cho mơn học Lí, Hóa, Sinh theo chương trình SGK 2018 Đây phần mềm có nhiều ứng dụng để giáo viên khai thác Đǎc biệt có ứng dụng phân tích video có phép đo thời gian có sai số 0,01s Trong chương trình Vật lí lớp 10 theo chương trình 2018 chương Động học chương Động lực học có số học có sử dụng phép đo thời gian để học sinh xử lý kết qua thí nghiệm Ngồi phần mềm cịn có chức phân tích video vẽ đồ thị khớp hàm với video thí nghiệm quay thực - Tập cho học sinh làm quen với phương pháp học tập mới, học đôi với hành, phát triển phẩm chất lực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, phát huy tính hứng thú học tập học sinh Biết liên hệ kiến thức học với thực tiễn, kích thích tị mị khám phá tri thức, ham hiểu biết, ham chế tạo sản phẩm khoa học có ích từ vật dụng đơn giản sống - Những video em quay từ thí nghiệm thực tế xử lý Coach7 tác động mạnh vào giác quan học sinh nâng cao tính trực quan học, tạo sở cho việc phát triến lực tư học sinh phân tích, tổng hợp, so sánh, khái qt hóa góp phần hình thành kỹ năng, kỹ xảo, phẩm chất, nǎng lực cho học sinh - Việc học tập Vật lí kết hợp với video thí nghiệm phân tích video tǎng khả nǎng ghi nhớ học học sinh, học sinh biết vận dụng kiến thức tiếp thu để giải thích tượng thực tế III - MỤC ÐÍCH, NHIỆM VỤ CUA ÐỀ TÀI - Xây dựng hệ thống video thí nghiệm phục vụ q trình day học theo định huớng phát triển lực chương trình Vật lí lớp 10 - THPT - Việc thiết kế xây dựng số video thí nghiệm Vật lí sử dụng phần mềm Coach7 phân tích để học sinh xử lý nhanh kết nhằm nâng cao chất luợng hiệu dạy học Vật lí lớp 10 theo chương trình 2018 IV - PHẠM VI NGHIỆN CỨU - Ðề tài tổ chức thực nghiệm đơn vị công tác trường THPT Yên Thành - Đề tài có khả ứng dụng rộng rãi phù hợp nhiều trường THPT địa bàn tỉnh Nghệ An Đặc biệt trường THPT mà thiết bị thí nghiệm chưa đảm bảo theo chương trình 2018 trang thiết bị thí nghiệm bị hư hỏng V - THỜI GIAN NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM - Các giải pháp sáng kiến thực nghiệm nǎm học 2022- 2023 - Ðia điểm: Tại trường THPT Yên Thành VI -PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Kết hợp nhiều phương pháp: Nghiên cúu lý thuyết, nghiên cứu từ thực tiễn dạy học, phân tích, tổng hợp, điều tra, thực nghiệm, thể nghiệm đề tài vào thực tiễn tiếp tục bổ sung hoàn thiện Phần NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I – CƠ SỞ LÝ LUẬN Đặc điểm mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 Vât lí học ngành khoa học nghiên cứu dạng vận động đơn giản, tổng quát vật chất tương tác chúng Ở giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp (cấp trung học phổ thơng), Vật lí mơn học thuộc nhóm mơn Khoa học tự nhiên, lựa chọn theo nguyện vọng định hướng nghề nghiêp học sinh Những học sinh có định hướng nghề nghiệp cần vận dụng nhiều kiến thức, kĩ Vật lí học thêm chun đề học tập Mơn Vật lí giúp học sinh tiếp tục phát triển phẩm chất, nǎng lực định hình giai đoạn giáo dục bản, tạo điều kiện để học sinh bước đầu nhận biết nǎng lực, sở trường thân, có thái độ tích cực mơn học Trên sở nội dung tảng trang bị cho học sinh giai đoạn giáo dục bản, Chương trình mơn Vật lí lựa chọn phát triển vấn đề cốt lõi thiết thực nhất, đồng thời trọng đến vấn đề mang tính ứng dung cao sở nhiều ngành kĩ thuật, khoa học cơng nghệ Thí nghiệm, thực hành đóng vai trị đặc biệt quan trọng viêc hình thành khái niệm, quy luật, định luật Vật lí Vì vậy, Chương trình mơn Vật lí trọng rèn luyện cho học sinh khả tìm hiểu thuộc tính đối tượng Vật lí thơng qua nội dung thí nghiệm, thực hành duới góc độ khác Chương trình mơn Vật lí coi trọng việc rèn luyện khả vận dụng kiến thức, kĩ học để tìm hiểu giải mức độ định số vấn đề thực tiễn, đáp ứng đòi hỏi sống; vừa bảo đảm phát triển lực Vật lí - biểu lực khoa học tự nhiên, vừa đáp ứng yêu cầu định huớng nghề nghiệp học sinh Thơng qua Chương trình mơn Vật lí, học sinh hình thành phát triển giới quan khoa học; rèn luyện tự tin, trung thực, khách quan; cảm nhận vẻ đẹp thiên nhiên; yêu thiên nhiên, tự hào thiên nhiên quê hương, đất nước; tôn trọng quy luật thiên nhiên, trân trọng, giữ gìn bảo vệ thiên nhiên, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triên bền vững; đồng thời hình thành phát triển lực tự chủ tự học, giao tiếp hợp tác, giải vấn đề sáng tạo Quan điểm xây dựng chương trình mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 Chương trình mơn Vật lí qn triệt đầy đủ quy định đuợc nêu Chương trình tổng thể, quan điêm, mục tiêu, yêu cầu cần đạt, kế hoạch giáo dục, nội dung giáo dục, phương pháp giáo dục đánh giá kết quả, điều kiện thực phát triển chương trình; định hướng xây dựng chương trình mơn học hoạt động giáo dục; đồng thời nhấn mạnh số quan điểm sau: - Chương trình mơn Vật lí mặt kế thừa phát huy ưu điểm chương trình hành mặt khác, tiếp thu kinh nghiệm xây dựng chương trình mơn học nước có giáo dục tiên tiến giới, đồng thời tiếp cận thành tựu khoa học giáo dục khoa học Vật lí phù hợp với trình độ nhận thức tâm, sinh lí lứa tuổi học sinh, có tính đến điền kiên kinh tế xã hội Việt Nam - Chương trình mơn Vật lí trọng chất, ý nghĩa Vật lí đối tượng, để cao tính thực tiễn; tránh khuynh hướng thiên toán học; tạo điều kiện để giáo viên giúp học sinh phát triền tư khoa học góc độ Vât lí, khơi gợi ham thích học sinh, tăng cường khả vận dụng kiến thức, kĩ nǎng Vật lí thực tiễn Các chủ đề đuợc thiết kế, xếp từ trực quan dến trừu tượng, từ đơn giản đến phức tạp, từ hệ xem hạt đến nhiều hạt; bước đầu tiếp cận với số nội dung đại mang tính thiết thực, cốt lõi - Chương trình mơn Vật lí xây dựng theo hướng mở, thể việc không quy định chi tiết nội dung dạy học mà quy định yêu cầu học sinh cần đạt; đưa định nghĩa cụ thể cho khái niệm trường hợp có cách hiểu khác Căn vào yêu cầu cần đạt, tác giả sách giáo khoa chủ động, sáng tạo việc triển khai nội dung dạy học cụ thể theo yêu câu phát triển chương trình Trên sở bám sát mục tiêu đáp ứng yêu cầu cần đạt Chương trình mơn Vật lí, giáo viên lựa chọn, sử dụng hay kết hợp nhiều sách giáo khoa, nhiều nguồn tư liệu khác để dạy học.Trong lớp, thứ tự dạy học chủ đề (bao gồm chủ đề bắt buộc chuyên đề tự chọn) không cố định "cứng”, tác giả sách giáo khoa, giáo viên sáng tạo cách hợp lí, cho khơng làm logic hình thành kiến thức, kĩ khơng hạn chế hội hình thành phát triển phẩm chất, nǎng lực học sinh Thứ tự dạy học chủ đề thực cho chủ đề mô tả tượng Vật lí thực trước để cung cấp tranh toàn cảnh tượng, sau đến chủ đề giải thích nghiên cứu tượng để cung cấp sở Vật lí sâu hơn, đến chủ đề ứng dụng tượng khoa học thực tiễn - Các phương pháp giáo dục mơn Vật lí góp phần phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo người học, nhằm hình thành, phát triển lực Vật lí góp phần hình thành, phát triển phẩm chất nǎng lực chung đuợc quy định chương trình tổng thể Mục tiêu mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 - Cùng với môn học hoạt động giáo dục khác, giúp học sinh hình thành, phát triển phẩm chất chủ yếu lực chung quy định Chương trình tổng thể - Giúp học sinh hình thành, phát triển nǎng lực Vật lí, với biểu sau: + Có kiến thức, kĩ phổ thơng cốt lõi về: mơ hình hệ vật lí; nǎng lượng sóng; lực trường + Vận dụng số kĩ nǎng tiến trình khoa học để khám phá, giải vấn đề góc độ vật lí + Vận dụng số kiến thức, kĩ nǎng thực tiễn, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội bảo vệ môi trường + Nhận biết lực, sở trường thân, định hướng nghề nghiệp có kế hoạch học tập, rèn luyện đáp ứng yêu cầu định hướng nghề nghiệp u cầu cần đạt mơn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thơng 2018 4.1 u cầu cần đạt phẫm chất lực chung Môn Vật lí góp phần thực hiên u cầu cần đạt phẩm chất chủ yếu nǎng lực chung theo mức độ phù hợp với môn học, cấp học đuợc quy định Chương trình tổng thể 4.2 Yêu cầu cần đạt lực đặc thù Mơn Vật lí hình thành phát triển học sinh nǎng lực Vật lí, với biểu cụ thể sau đây: 4.2.1 Nhận thức Vật lí Nhận thức kiến thức, kĩ nǎng phổ thông cốt lõi về: mơ hình hệ Vật lí; lượng sóng; lực trường; nhận biết số ngành, nghề liên quan đến Vật lí; biểu cụ thể là: - Nhận biết nêu đối tượng, khái niệm, tượng, quy luật, q trình Vật lí - Trình bày hiên tượng, q trình Vật lí; đặc điểm, vai trị tượng, q trình Vật lí hình thúc biểu đạt: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ -Tìm từ khoá, sử dụng thuật ngữ khoa học, kết nối thơng tin theo logic có ý nghĩa, lập dàn ý đọc trình bày vǎn khoa học - So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích tượng, q trình Vật lí theo tiêu chí khác - Giải thích mối quan hệ vật, tượng, trình - Nhận điểm sai chỉnh sửa nhận thức lời giải thích; đưa nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận - Nhận số ngành nghề phù hợp với thiên hướng thân 4.2.2 Tìm hiểu giới tự nhiên duới góc độ Vật lí 10